CC BY
8УДК 628.29 Газизова А. У., Смагулова Э.М.
Газизова А.У.
магистрант специальности Инженерные системы и сети Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
(г. Астана, Казахстан)
Научный руководитель: Смагулова Э.М.
кан. тех. наук, доцент кафедры строительства Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
(г. Астана, Казахстан)
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД БИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В КАЗАХСТАНЕ
Аннотация: биологическая очистка воды является одним из наиболее эффективных методов очистки сточных вод от загрязняющих веществ в Казахстане. В данной аннотации рассматривается эффективность биологической очистки воды в условиях Казахстана, особенности ее применения на промышленных и коммунальных объектах, а также влияние данного метода на окружающую среду. Биологическая очистка воды позволяет улучшить качество воды, уменьшить загрязнение водоемов и обеспечить безопасность для живых организмов. Возможности применения биологической очистки воды в Казахстане обсуждаются на территории страны с учетом региональных особенностей и перспектив развития данного метода. Целью данного плана является изучение методов очистки промышленных сточных вод и их сложности, особенно в контексте Казахстана. В работе рассмотрены методы преодоления трудностей при очистке и ликвидации отходов производственных сточных вод.
Ключевые слова: биологическая очистка, переработка отходов, сточные воды.
Сегодняшние проблемы водоснабжения включают рост населения, развитие промышленности, расширение сельского хозяйства и улучшение условий жизни. Особенно актуальна проблема в условиях формирования макроэкономики, внедрения новых производительных сил и увеличения объемов промышленных стоков. Широкий спектр отраслей, включая химическую и целлюлозно-бумажную промышленность, гидрометаллургию и энергетику, требует значительного количества воды. Сельское хозяйство и бытовые нужды также увеличивают потребление воды. [7] значительная часть использованной воды возвращается в реки в виде сточных вод. Проблема нехватки чистой воды становится мировой, и для решения этой проблемы необходимо искать различные ресурсы. В настоящее время наблюдается тенденция к оптимальному использованию водных ресурсов, включая увеличение количества сточных вод. Развиваются новые научно-технические методы, направленные на предотвращение загрязнения водных объектов и сокращение использования новых вод. [3] традиционная схема очистки промышленных сточных вод промышленных предприятий включает в себя несколько этапов: предварительная очистка, биохимическая обработка, обработка обезвоженных осадков и полная очистка. Основной целью проекта является изучение методов биологической очистки промышленных сточных вод, их характеристик, а также проблем, связанных с очисткой в Казахстане. [5]
Во-первых, пруд - это живая экосистема, сравнимая с любым живым организмом. Во-первых, у него есть иммунная система, которая поддерживает баланс между питанием, дыханием, секрецией, а также всеми жизненно важными процессами. Поскольку мы говорим, что резервуар является подобием живого организма, он обычно подвержен различным "заболеваниям", вызванным нарушением работы иммунной системы.
Проще говоря, здоровый пруд может быть представлен следующим образом: минералы (азот, фосфор, углекислый газ и т. д.) поглощаются водорослями, водоросли едят планктон (амфиподы, дафнии и т. д.), рыба питается им и выделяет органические вещества, которыми питаются
микроорганизмы, превращая их обратно в минералы, и пищевая цепочка закрывается. Таким образом, если все звенья цепи находятся в равновесии, пруд считается здоровым. А если хотя бы один из них научится превосходить других, то пруд начнет задыхаться и медленно умирать, издавая неприятный запах. В результате все это приводит к замерзанию рыбы и сопровождается вредным зелено-синим цветом воды.
Часто причиной этого расстройства является избыток минералов, которые попадают в озеро с прилегающих пахотных земель в виде удобрений, которые организмы, присутствующие в озере, не могут преодолеть. При снижении иммунитета эти вещества приводят к интенсивному развитию сине-зеленых водорослей. Они являются источником токсинов, которые отравляют все живое. В результате происходит массовая гибель живых организмов, накопление донных отложений и выделение сероводорода. В результате уровень кислорода падает, и пруд умирает. [1]
Поможет ли Хлорелла очистить озеро? Многие пытаются решить эту проблему, прибегая к опасным химическим методам и механическому удалению донных отложений. Однако все дело не в его лечении, а в борьбе с симптомами болезни. Действительно, после таких радикальных вмешательств в экосистему эти проблемы в водохранилище только накапливаются. Если проблема заключается в дисбалансе экосистемы, необходимо восстановить недостающие звенья пищевой цепи. [2]
С 17 августа 2021 года в городе Петропавловске запущена инновационная программа по очистке сточных вод. В этот день одноклеточная микроводоросли хлорелла была впервые введена в городской резервуар для сточных вод, известный как "пруд". Этому событию предшествовало множество подготовительных мероприятий и научных исследований. Основной целью программы было превратить "пруд" в источник кислорода. Предотвращает образование сероводорода при высоких концентрациях кислорода в процессе интенсивного окисления и обработки сточных вод. Такие работы ранее не проводились в Казахстане, и специфика процесса требовала
сочетания технологии и науки. Помимо сотрудников Кызылжарского водного и водного научно-технологического центра ТОО, в проекте приняли активное участие ученые СКУ им. М. Козыбаева. Проектный объем "прудования" составляет 12 миллионов кубометров воды и ежедневно получает дополнительно 40 тысяч кубометров в виде городских сточных вод. На протяжении десятилетий эта водная масса активно поглощала кислород, выделяя сероводород и другие продукты разложения. Чтобы изменить эту ситуацию, было решено заполнить весь объем воды живыми организмами, способными активно производить кислород. Для оценки объема воды в "пруду" было принято решение использовать производственные мощности научно-технологического центра воды и дополнительно выращивать микроводоросли на промежуточном водохранилище в больших объемах. Этот резервуар должен быть неглубоким, чтобы эффективно нагреваться и получать солнечный свет, а также иметь большую площадь для максимального поглощения солнечной радиации. Карта неиспользованного ила оказалась идеальной для этих целей. После подготовки карты она была залита 2500 тоннами сточных вод, 7,5 тоннами хлореллы и 2,25 тоннами концентрированных питательных добавок, чтобы способствовать ее росту микроводоросли. Когда количество хлореллы на карте достигло необходимого значения, 70% резервуара - заливали в "Биопруду", карту заполняли городскими дренажами, и весь процесс начинался заново. [6]
Рис. 1. Прудовая вода.
Подведение итогов проекта определило не только успешное выполнение первоначально поставленных задач, но и достижение дополнительных результатов благодаря непрерывным научным исследованиям. Очистка сточных вод с использованием водорослей хлореллы-это процесс, при котором водоросли используются для удаления загрязнения сточных вод. Хлорелла-это тип водорослей, которые могут поглощать различные вещества из воды, такие как органические соединения, химические загрязнители и тяжелые металлы. При использовании хлореллы для очистки сточных вод происходит процесс фиторемедиации, при котором водоросли используются для нейтрализации загрязнения. Хлорелла имеет высокую скорость роста и может быстро
поглощать загрязняющие вещества, что делает ее эффективным средством очистки воды. Очистка сточных вод водорослями хлореллы может использоваться как в качестве метода самоочищения, так и в сочетании с другими методами, такими как фильтрация или окисление. Этот метод очистки считается экологически чистым и эффективным, поскольку водоросли могут обогащать воду кислородом и улучшать ее качество.
В это водохранилище ежедневно сбрасывается 40 тысяч кубометров городских сточных вод. Благодаря хлорелле они обрабатываются и не выделяют неприятных запахов. В водоеме в изобилии развивается фильтрующий зоопланктон, а также заводится рыба. Концентрация кислорода достигает 14,5 мг/л, что даже больше, чем на форелевых фермах. Хлорелла снижает КПК, КПК, аммиак, нитриты, нитраты, фосфаты. Предотвращает образование сероводорода. Пруды с хлореллой-эффективная альтернатива дорогим аэротенкам.
Рис. 2. Показатель содержания кислорода в прудовой воде (результат).
В течение 2021 и 2023 годов была подтверждена модель, показывающая, что процессы, происходящие в водохранилище, полностью аналогичны процессам, хранящимся в классических аэротенках, но в гораздо больших количествах. По сути, весной "пруд" превращается в аэротенк, где фотосинтез более эффективно заменяет принудительную подачу воздуха. Этот процесс
приводит к фотосинтетической аэрации чистым кислородом, улучшению состава активного ила и снижению биохимического и химического потребления кислорода. Важный момент: возможность использования хлореллы для поглощения биогенных загрязнителей. В процессе стабилизации пруда начинается период деления на три зоны, каждая из которых характеризуется разным уровнем кислорода и наличием фильтрующих микроорганизмов. Последующее восстановление водоема подтверждается обилием жизни и большим разнообразием гидробионтов. Также было отмечено, что технология, разработанная и использованная в 2022 году, была успешно воспроизведена в 2023 году. Это подтверждает его регулярность и устойчивость, делает его пригодным для включения в технологические цепочки. На основе отработанных методик начато обучение работников ТОО "Кызылжар су", которое включало изучение принципов работы с промежуточным водоемом, методик биологического и химического анализа воды с учетом условий выращивания хлореллы, а также освоение технологии выращивания суспензии хлореллы и контроль качества продукции. В ТОО "Кызылжар су" завершился сбор первой продукции хлореллы. Подводя итоги проекта, была успешно достигнута основная цель, заключающаяся в устранении неприятного запаха изо рта для сокращения выбросов сероводорода и улучшения качества жизни населения. Применение научных и инновационных подходов в данной области подтверждено результатами. Инновационный метод использования микроводоросли хлореллы был успешно протестирован и подвергся многократным испытаниям. Его внедрение в технологические процессы предприятия не только эффективно и безопасно с точки зрения экологии, но и достаточно доступно по сравнению с традиционными методами. [2]
Заключение. Очистка сточных вод методом прудов - это процесс очистки сточных вод с использованием специальных биофильтров, содержащих микроорганизмы, способные расщеплять загрязняющие вещества в воде. Эти микроорганизмы поглощают загрязняющие вещества и превращают их в
безопасные вещества, что позволяет очищать сточные воды от бактерий, вредных веществ и других загрязняющих веществ. Биологическая очистка сточных вод является экологически чистым методом очистки по сравнению с химическими методами, поскольку в нем не используются агрессивные химические вещества, наносящие вред окружающей среде. Это также эффективный метод очистки, который можно использовать как на больших очистных сооружениях, так и на небольших сооружениях, таких как домашние сточные воды. Этот метод очистки сточных вод активно используется в сельском хозяйстве, переработке пищевых отходов и сельскохозяйственных стоков, а также в технологических процессах промышленности. Это помогает уменьшить воздействие сточных вод. Эта идея является прекрасным примером сочетания технологий с естественными процессами для решения проблемы очистки сточных вод зимой. [8] Как показывает практика, хлорелла дала хорошие результаты. Он активно поглощает минералы и углекислый газ и в то же время выделяет жизненно важный кислород. Кроме того, хлорелла подавляет развитие токсичных сине-зеленых водорослей, оживляя пруд.
В ряде городов Казахстана, таких как Шымкент, Костанай, Петропавловск, продолжается использование метода биологической очистки. Запатентованный метод позволяет безопасно остановить цветение воды, повысить уровень кислорода, а также предотвратить замерзание рыбы. Таким образом, мы можем прибегнуть к экономичному и эффективному методу биологической очистки без дорогостоящего оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Пруд Петропавловска завелась рыба — Новости Петропавловска и СКО. Информагентство Петропавловск news // https://pkzsk.info;
2. Хлорелла в Казахстане - Научно-технический центр воды // URL: https://ntcv.pro
3. В запасе сероводорода в прошлом: пруд активно очищают водосливами хлореллы в Петропавловске // URL: https://7152.kz;
4. Методологические аспекты проведения Методические аспекты проведения исследований с использованием активированных растворов коагулянта в процессе очистки воды. Коммунальное хозяйствование мист. 2012. Том. 105 с. 320-334;
5. Теоретические основы очистки воды. Донецк, Знание. 2019. ISBN 978-966-1571-22-7 стр. 298
Gazizova A. U., Smagulova E.M.
Gazizova A.U.
L.N. Gumilyov Eurasian National University (Astana, Kazakhstan)
Scientific advisor: Smagulova E.M.
L.N. Gumilyov Eurasian National University (Astana, Kazakhstan)
WASTEWATER TREATMENT BIOLOGICAL METHOD IN KAZAKHSTAN
Abstract: biological water purification is one of the most effective methods of wastewater treatment from pollutants in Kazakhstan. This annotation examines the effectiveness of biological water purification in Kazakhstan, the specifics of its application at industrial and municipal facilities, as well as the impact of this method on the environment. Biological water purification helps to improve water quality, reduce pollution of reservoirs and ensure safety for living organisms. The possibilities of using biological water purification in Kazakhstan are being discussed on the territory of the country, taking into account regional peculiarities and prospects for the development of this method. The purpose of this plan is to study industrial wastewater treatment methods and their complexity, especially in the context of Kazakhstan. The paper considers methods of overcoming difficulties in the treatment and disposal of industrial wastewater waste.
Keywords: biological water purification, waste recycling, industrial wastewater.
