CC BY
58
УДК 628.356
Е. Г. Полескова, О. М. Шулаева, М. В. Шулаев
ПИЛОТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД БИОЛОГИЧЕСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ МУП «ВОДОКАНАЛ» Г.КАЗАНИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЕПАРАТА «МЕЛАФЕН»
Ключевые слова: очистка сточных вод, аэротенк, активный ил, Мелафен.
Проведено исследование динамики очистки сточных вод МУП «Водоканал» г. Казани на пилотной установке в проточном режиме с применением препарата «Мелафен». Было показано улучшение морфологических характеристик и видового состава индикаторных микроорганизмов активного ила. Установлена более высокая способность активного ила к оседанию и устойчивость к явлению его «вспухания». Показано улучшение седиментационных свойств ила в опытном аэротенке по сравнению с контрольным.
Keywords: waste water treatment, airtank, activated sludge, Melaphene.
The study of the dynamics of treatment of waste water from municipal unitary enterprise "Vodokanal", Kazan in a pilot plant in continuous flow process using the "Melaphene" was carried out. It has been shown to improve the morphological characteristics and species composition of indicator microorganisms of activated sludge. The higher ability of activated sludge to settle and to prevent "sludge foaming" phenomenon was stated. It was shown to improve the sedimentation properties of the sludge in the experimental airtank as compared to control.
Введение
Проблема чистой воды является одной из актуальнейших проблем наступившего века. Вода является важнейшим возобновляемым природным ресурсом. В последнее время природное равновесие стремительно нарушается - вода необратимо меняет свои качества, в результате чего резко обострилась проблема достаточного количества биологически полноценной воды. Одной из основных причин ухудшения качества воды является производственная и хозяйственно-бытовая деятельность человека, в ходе которой проводится сброс сточных вод в природные водоемы [1].
В последние годы в нашей стране и за рубежом ведутся активные поиски способов интенсификации классических методов
биологической очистки, в том числе и с помощью добавления биологически активных веществ (БАВ) в сточные воды при очистке [2].
Задачей эксперимента была работа по изучению влияния препарата «Мелафен» на процесс биологической очистки сточной воды на пилотной установке в лаборатории МУП «Водоканал» г. Казани. Основной целью исследований изучение процесса биологической очистки производственных сточных вод в аэротенке с использованием препарата «Мелафен» в динамических условиях. Исследования проводились на пилотной установке в лаборатории цеха обезвоживания осада сточных вод биологических очистных сооружений МУП «Водоканал» г. Казани.
Экспериментальная часть
Мелафен представляет собой меламиновую соль бис(оксиметил)фосфиновой кислоты. «Мелафен» обладает высокой эффективностью и широким спектром действия при чрезвычайно низких применяемых концентрациях (10-4 мг/дм3 -10-8 мг/дм3), относится к IV классу - вещества малоопасные [3, 4].
Эксперимент на пилотной установке был проведен по схеме биологической очистки сточных вод, состоящей из двух автономно работающих технологических линий. Одна из них являлась опытной, где проводился процесс биологической очистки с препаратом «Мелафен», другая контрольной - без применения препарата (рис. 1.)
Рис. 1 - Принципиальная технологическая схема эксперимента на пилотной установке с применением препарата «Мелафен»: I -первичный отстойник; II - аэротенк; III -вторичный отстойник; IV - насос для перекачивания жидкости; 1 - поступающая вода; 2 - осветленная вода; 3 - иловая смесь; 4 -очищенная вода; 5 - рециркулирующий активный ил; 6 - добавление препарата «Мелафен»
Пилотные испытания проводились в феврале 2014 года. Анализы проводились в лаборатории Центра химико-аналитических исследований (ЦХАИ) ФГБУН ИОФХ им. А. Е. Арбузова КазНЦ РАН и лаборатории очистных сооружений МУП «Водоканала» г. Казани. Контролируемые показатели в эксперименте: доза ила, иловый индекс, видовой состав индикаторных микроорганизмов [5, 6].
Схема процесса биологической очистки сточных вод, по которой был проведен эксперимент на пилотной установке, следующая:
Сточная вода (1) освобождается от взвешенных веществ в отстойнике (I), далее осветленная вода (2) подается на основную стадию обработки - биологическую очистку, протекающую в аэротенке (II), а затем иловая смесь - активный ил и очищенная вода из аэротенка (3) поступает во вторичный отстойник (III), где происходит отделение активного ила (5) от очищенной воды (4). Активный ил (5) из вторичного отстойника (III) перекачивался обратно в аэротенк (II). Перекачивание жидкостей осуществляется с помощью перистальтического многоканального насоса (IV).
Методика проведения эксперимента на пилотной установке. Пилотная установка состоит из двух аэротенков емкостью по 4 дм3. В каждый аэротенк заливалась иловая суспензия объемом 2 дм3 (из промышленного аэротенка очистных сооружений из точки возврата активного ила) и 2 дм3 сточной воды из точки подачи сточной воды (лоток перед аэротенком после промышленного первичного отстойника). В опытный аэротенк заливается раствор препарата в количестве, необходимом для создания требуемой концентрации 10-6 мг/дм3. Перемешивание полученной в аэротенке суспензии осуществлялось с помощью воздуха. Во вторичные отстойники емкостью по 1,5 дм3 заливалась условно-чистая вода (из лотка после промышленного вторичного отстойника). Далее оборудование включалось в общий контур с помощью многоканального перистальтического насоса. После завершения эксперимента слив установки осуществляется в обратном порядке.
Характеристика ила в ходе испытаний. Активный ил после процесса биологической очистки приобрел более светлую окраску, уменьшилось количество цист. В системе очистки с применением препарата «Мелафен» хлопья ила были умеренной величины, но довольно плотные, что обеспечило хорошее оседание ила, надыловая жидкость прозрачная. Осаждение ила после воздействия препарата «Мелафен» улучшилось на 15 %.
На 4-ый час эксперимента произошло угнетение микроорганизмов активного ила в вследствие моделирования «залпового» сброса сточных вод. Произошло увеличение поступления сточной воды в «аэротенки», и, следовательно, увеличилась нагрузка на ил. Данная ситуация была устранена на 18 часу эксперимента. «Залповый»
сброс сточной воды в аэротенки показал, что под воздействием препарата «Мелафен»
продолжительность восстановления нормального процесса работы ила после залпового сброса сточных вод стала значительно меньше и, по сравнению с контролем, на 24-й час эксперимента состояние активного ила значительно улучшилось.
После окончания эксперимента в активном иле были обнаружены подвижные простейшие рAspidisca, pArcella, в значительном количестве инфузории Opercularia coarctata, Vorticella convallaria, все они хорошо упитанны, ресничная зона раскрыта, движения ресничек активные, также присутствовали подвижные коловратки р.Rotatoria, малощетинковые черви рAeolosoma, круглые черви р.Nematoda. В системе с препаратом «Мелафен» видовой состав индикаторных микроорганизмов был в 2 раза разнообразнее.
Выводы
1. Показано улучшение морфологических характеристик и видовой состав индикаторных микроорганизмов активного ила (обнаружено на 6 видов больше по сравнению с контролем);
2. Установлена более высокая способность активного ила к оседанию и предупреждению явления его «вспухания». Показано улучшение седиментационных свойств ила в опытном аэротенке на 15 %, по сравнению с контрольным.
Литература
1. М.В. Шулаев, Е.О. Михайлова, С.В. Степанова, И.Г. Шайхиев, Основы микробиологии и экобиотехнологии: учеб. пособие. Казан. нац. исслед. технол. ун-т, 2011, 284 с.
2. Е.О. Михайлова, С.В. Ахмадиева, Л.И. Хабибуллина, М. В. Шулаев, Вестник Казанского технологического университета, №7, 184-187 (2011).
3. С.Г. Фаттахов, В.С. Резник, А.И. Коновалов В сб. научных трудов 13-ой международной конференции по химии соединений фосфора, СПб., 2002, 80.
4. А.И. Хисамова, Н.А. Югина, Е.О. Михайлова, М.В. Шулаев, Вестник Казанского технологического университета, 16, 10, 201 - 203 (2013).
5. Ю.Ю. Лурье, Аналитическая химия промышленных сточных вод. Химия, Москва, 1984, - 448 с.
6. Л.А. Кутикова, Фауна аэротенков. Атлас, Наука, Ленинград, 1984, 263 с.
© Е. Г. Полескова - магистрант каф. химической кибернетики КНИТУ, alyona_poleskova@mail.ru; О. М. Шулаева -магистрант той же кафедры, angel28129@mail.ru; М. В. Шулаев - д-р. техн. наук, профессор той же кафедры, mshulaev@mail.ru.
© E. G. Poleskova, master student of the Department of Chemical Cybernetics, KNRTU, alyona_poleskova@mail.ru, O. M. Shulaeva, graduate student of the Department of Chemical Cybernetics, KNRTU, angel28129@mail.ru; M. V. Shulaev, Ph.D., Professor of the Department of Chemical Cybernetics, KNRTU, mshulaev@mail.ru.
Все статьи номера поступили в редакцию журнала в период с 01.11.14. по 10.01.15.
