Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: XIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 27 мая 2014 г.)

Наука: Биология

Секция: Экология

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Кузина О.И. МЕТОДЫ ДЕФОСФОТАЦИИ СТОЧНЫХ ВОД // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(19). URL: http://sibac.info/archive/nature/5(19).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

МЕТОДЫ  ДЕФОСФОТАЦИИ  СТОЧНЫХ  ВОД

Кузина  Олеся  Игоревна

студент  2  курса  магистратуры,  кафедра  химии  и  экологии  ЮФУ,  РФ,  г.  Таганрог

E-mail:  Olesya1k1@mail.ru

Копылова  Наталья  Федоровна

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  ЮФУ,  РФ,  г.  Таганрог

 

Одной  из  мировых  проблем  в  области  экологии  является  антропогенное  эвтрофирование  водоемов.  В  результате  эвтрофирования  в  водоемах  происходит  нарушение  процессов  саморегуляции  в  биоценозах,  в  них  начинают  доминировать  виды,  наиболее  приспособленные  к  изменившимся  условиям  (хлорококковые  водоросли  и  цианобактерии),  вызывая  цветение  воды.  В  период  цветения  в  водоеме  повышается  pH,  падает  содержание  растворенного  кислорода,  обнаруживаются  различные  яды,  продуцируемые  цианобактериями,  возникают  заморные  явления  у  рыб.  Фосфор  является  основным  лимитирующим  веществом  для  развития  водорослевого  цветения  в  водоеме,  в  большей  степени  воздействующим  на  процесс  эвтрофикации.  Установлено,  что  достаточно  удалить  из  сточных  вод  один  из  основных  биогенных  элементов  (азот  или  фос­фор)  и  цветение  в  водоеме,  куда  сбрасываются  эти  сточные  воды,  не  развивает­ся  [2].

Актуальность  проблемы  состоит  в  том,  что  фактические  концентрации  сбросов  по  фосфору  значительно  превышают  установленные  ПДК  для  рыбохозяйственного  водоема.

В  поступающих  на  очистку  сточных  водах  основная  доля  соединений  фосфора  представлена  в  виде  коллоидной  и  растворенной  форм  фосфатов  и  ортофосфатов  и  растворенных  форм  полифосфатов.  Фосфаты  и  полифосфаты  гидро­лизуются  в  результате  биологической  очистки  в  ортофосфаты,  основная  часть  растворимых  органических  фосфорсодержащих  соединений  также  переходит  в  ортофосфаты  в  результате  биологического  разложения  органических  веществ,  частично  усваивается  активным  илом,  а  частично  остается  в  очищенных  водах.  Взвешенные  формы  соединений  фосфора  частично  осаждаются  в  первичных  отстойниках,  а  частично  сорбиру­ются  на  активном  иле  [5,  c.  382]

Целью  всех  процессов  является  перевод  растворенного  фосфора  в  его  нерастворимую  форму,  которую  можно  отделить  в  процессе  разделения.

Зарубежный  и  отечественный  опыт  показывает,  что  для  решения  этой  задачи  возможны  три  подхода  [1]:

·     химическая  очистка,  т.  е.  применение  реагентов  для  осаждения  фосфатов;

·     очистка  от  фосфора  по  технологии  биологической  дефосфотации;

·     сочетание  биологической  очистки  с  химическим  осаждением  фосфатов.

В  качестве  реагентов  используют  соли  двух-  и  трёхвалентных  металлов.  В  практике  очистки  сточных  вод  нашло  широкое  распространение  применение  таких  коагулянтов,  как  соли  алюминия  и  железа,  известь.

Для  биологического  удаления  фосфора  могут  использоваться  традиционные  системы  с  активным  илом  и  молекулярным  кислородом  в  качестве  окислителя,  которые  применяются  многие  десятилетия  для  очистки  сточных  вод  от  органических  загрязнений.  Процессы  нитрификации  и  дефосфотации  как  бы  противоречат  друг  другу  в  обычных  условиях  биологической  очистки  [2,  с.  44].  При  использовании  технологии  глубокого  удаления  азота  и  фосфора  биологическим  методом  предполагает  искусственное  создание  различных  зон,  которые  по  степен  обеспеченности  кислородом  подразделяются  на  три  основные:  аэробная,  аноксидная  и  анаэробная  [2,  с.  47].

В  аэробных  условиях  аэротенков  соединения  фосфора  усваиваются  организмами  активного  ила,  однако  способность  фосфорнакапливающих  бактерий  выделять  фосфор  в  полуанаэробных  словиях  аэротенков  и  вторичных  отстойников  объясняет  увеличение  содержания  фосфатов  в  очищенных  водах  [2,  с.  39].

Необходимость  сокращения  затрат,  а  также  то  обстоятельство,  что  для  предотвращения  развития  цветения  в  природных  водоемах  достаточно  удалять  из  сточных  вод  хотя  бы  один  из  биогенных  элементов,  побуждают  природопользователей  сокращать  удаление  одного  из  биогенных  элементов,  в  большинстве  случаев,  это  удаление  всех  форм  азота. 

Совместное  физико-биологическое  удаление  основано  на  осаждении  фосфатов  при  добавлении  солей  металлов,  что  приводит  к  связыванию  соединений  фосфора  и  образованию  нерастворимых  соединений,  которые  выпадают  в  осадок  и  затем  удаляются.  Есть  несколько  технических  возможностей  осаждения  фосфатов  в  зависимости  от  точки  дозирования  [1]:

•      предварительное  удаление  фосфора  на  ступени  механической  очистки  при  добавлении  коагулянта  перед  ступенью  биологической  очистки  на  стадии  первичного  отстаивания  (а  также  в  песколовку  или  преаэратор); 

•      дозирование  реагента  непосредственно  в  аэротенк  (симультанное  осаждение)  —  наиболее  рациональный  способ  применения  реагента  при  биологической  очистке.  Опыт  показал,  что  при  применении  такой  схемы  улучшаются  седиментационные  свойства  активного  ила.

•      обработка  реагентом  биологически  очищенной  сточной  жидкости  (доочистка).  При  применении  такой  схемы  необходимы  дополнительные  отстойники,  что  также  приводит  к  удорожанию  метода.

В  результате  анализа  технической  возможности  методов  осаждения  фосфатов  в  работе  приведены  данные  научного  опыта.  В  качестве  реагента  используем  соль  железа  II  FeSO4×7Н2ОВ  работе  представлены  результаты  исследований  предварительного  осаждения  (добавление  коагулянта  перед  ступенью  биологической  очистки  на  стадии  первичного  отстаивания)  и  симультанного  осаждения  (дозировании  коагулянта  в  аэротенк)  (Таблица  1). 

Таблица  1.

Результаты  предварительного  и  симультанного  осаждения  фосфатов

Реагент

отстойник

Аэротенк

мгFe 3

мгFeSO4*7H2O/ 100мл

C  p 1,  мг/л

C   Fe2+  1,  мг/л

C  p 2,  мг/л

C   Fe2+  2,  мг/л

0

0

3,15

0,34

3,79

мпо

10

0,0049

0,745

3,10

1,18

1,03

15

0,0074

0,514

4,97

0,92

1,69

20

0.0099

0,314

7,20

0,69

2,53

30

0,014893

0,082

9,55

0,30

4,26

40

0,0278

0,049

22,4

0,164

16,13

 

Однако  добавление  в  качестве  реагента  соли  FeSO4  влечет  за  собой  —  повышение  содержания  ионов  железа  в  стоках.  Рассматривая  сравнительную  эффективность  этих  двух  методов,  мы  провели  анализ  по  содержанию  остаточного  фосфора  в  сточных  водах  и  количеству  ионов  металла.  Нами  отобраны  пробы  активного  ила  и  проанализировано  состояние  микроорганизмов  в  зависимости  от  дозы  добавляемого  реагента.  При  концентрации  реагента  —  10  мг  Fe/м3  мы  не  наблюдаем  видимых  изменений,  однако  уже  при  концентрации  20  мг  Fe/м—  коловратки  и  свободноплавающие  инфузории  уменьшили  скорость  своего  движения.  С  повышением  концентрации  реагента  общая  тенденция  движения  микроорганизмов  сокращается.  Состояние  прикрепленных  организмов  не  изменилось.

Сравнительная  зависимость  концентрации  остаточного  фосфора  и  железа  общего  в  очищенных  сточных  водах  от  дозы  реагента  представлена  на  рис.  1.

 

Рисунок  1.  Сравнительная  зависимость  концентрации  остаточного  фосфора  и  железа  общего  в  очищенных  сточных  водах  от  дозы  реагента

 

В  результате  предварительного  осаждения  эффективность  очистки  по  фосфатам  достигает  99  %.  Однако  одновременно  с  удалением  фосфора,  резко  возрастает  содержание  ионов  железа  в  60  раз  (при  максимальной  концентрации),  что  значительно  превышает  предельно-допустимые  значения.

 

Рисунок  2.  Зависимость  степени  эффективности  очистки  от  дозы  реагента:  Эф—  предварительного  осаждения;  Эф—  симультанное  осаждение

 

Исходя  из  выше  изложенного  анализа,  можно  сделать  общий  вывод,  что  при  увеличении  концентрации  реагента  снижается  количество  остаточного  фосфора  и  значительно  увеличивается  содержание  общего  железа.  Наиболее  рентабельно  использовать  совместную  систему  осаждения  фосфатов  солью  железа  II  концентрацией  10—15  мг  Fe/м3.  Этот  метод  не  требует  строительства  дополнительных  сооружений.  Следует  отметить,  что  зольность  активного  ила  повышается  из-за  наличия  в  нем  коагулянта. 

 

Список  литературы:

1.Анисимов  Д.В.  Удаление  фосфора  из  сточных  вод  //  Экология  производства  —  №  5  —  2012.  —  с.  84—87.

2.Жмур  Н.С.  Интенсификация  процессов  удаления  соединений  азота  и  фосфора  из  сточных  вод//  М.  2001.  —  96  с.

3.Крючихин  Е.М.  Методы  очистки  городских  сточных  вод  от  биогенных  элементов  //  Сантехника  Oтопление  Кондиционирование.  2006.  №  8.

4.СНиП  2.04.03-85.  Строительные  нормы  и  правила.  Канализация.  Наружные  сети  и  сооружения.  М.:  Стройиздат,  1986.  —  72  с.

5.Хенце  М.  Очистка  сточных  вод:  Пер.  с  англ.  /  М.  Хенце  и  др.  -М.:  Мир,  2004.  —  471  с. 

Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.