Очистка сточных вод ультразвуком

В экспериментах  УЗВ подвергалась часть активного  ила иловой суспензии т = 210 об %. В  качестве контроля использовали необработанный ил, что позволило оценить влияние  доли обработанного ила на интенсивность  процессов в биоокислителях. УЗВ  осуществлялась на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А при частоте 22 кГц с интенсивностью 6 Вт/см2 в течение 0,5 мин.

Учитывая  непостоянство состава сточных  вод и колебание дозы ила в  реальных условиях, для корректной и достоверной оценки полученных данных изменение ДАИ в процессе биологической очистки промстоков определялось в относительных единицах.

Экстремальный характер полученных кривых для контроля и суспензий с обработаным  ультразвуком илом (2 и 5 %) можно объяснить  повышением ДАИ в первые 2 ч, обусловленным  наличием легкоокисляемого субстрата в очищаемой воде с последующим спадом по мере его исчезновения.

Данное  предположение подтверждается проведенными расчетами необходимого времени  аэрации согласно СНиП с учетом ВПК  химически загрязненного и очищенного стоков, дозы активного ила в каждом аэротенке. Расчетное время аэрации составляет 1,4 — 1,8 ч для контроля и 1,7 — 2,1 ч для суспензий с частью обработанного ила.

Некоторое смещение максимума ДАИ для суспензий  с обработанным илом по сравнению  с контролем, очевидно, связано с обогащением среды биохимически окисляемым субстратом вследствие появления в ней после обработки новых компонентов — продуктов деструкции клеточного материала (см. таблицу).

Дополнительно проведенные исследования показали повышение биохимического показателя (БП = БПК5/ХПК) суспензий с частью обработанного ила. Например, если БП контроля был 0,19, то после обработки 2 % ила в иловой суспензии он повысился до 0,2, после обработки 5 % — до 0,22, после обработки 10 % — до 0,24.

Что касается повышения ДАИ суспензий с частью обработанного ила, то максимальная ДАИ0ТН составляла ПО, 117 и 138 % соответственно.

Более значительный рост ДАИ суспензий  с обработанным илом, очевидно, связан с дополнительным выделением в иловую смесь ферментов, биогенных элементов  и ростовых веществ вследствие разрушения бактериальных клеток, что подтверждается данными других исследователей [3, 4]. В результате УЗВ также возможно повышение клеточной проницаемости и усиление активности ферментов и ряда поверхностно расположенных рецепторов клетки неразрушенных микроорганизмов (Пат. 2130899 РФ).

Наблюдаемое снижение ДАИ суспензии с 10 % обработанного  ила нельзя объяснить однозначно. Однако одним из основных факторов можно считать более существенную несбалансированность состава стоков по субстрату и биогенным элементам.

Эксплуатация  очистных сооружений в условиях дисбаланса соотношения субстрата и биогенных  элементов приводит к низкой эффективности  очистки сточных вод. При избытке  соединений азота активность бактерий ила снижается, что обусловлено блокадой лежащих на поверхности зооглейных структур электрических зарядов. Это влияет на обменные процессы и вызывает поражение клеточных оболочек.

Положительным результатом УЗВ также следует  считать диа-кустический рост ДАИ  суспензии с частью обработанного ила. Во всех экспериментах зрелые илы были способны утилизировать в основном легкоусвояемый субстрат, что соответствует появлению максимума ДАИ после 1,5 — 2 ч аэрирования смеси активного ила и сточных вод (см. рис. 10).

Полученные  данные могут служить косвенным подтверждением усиления активности оксиредуктаз в результате УЗВ, когда повышается способность илов зрелого возраста к деструкции специфических поллютантов, что свидетельствует о перспективности внедрения данного приема в практику водоочистки.

Проведенные экспериментальные исследования показали еще одно преимущество УЗВ зрелого  ила, было выявлено пролонгирующее действие низкочастотного ультразвука. На рис. 11 видно, что даже через 24 ч ДАИ  суспензии с частью обработанного  ила снижалась в гораздо меньшей степени, чем контроля.

При проведении экспериментальных исследований также  изучалось влияние УЗВ на эффективность  биологической очистки сточных  вод. Эффективность УЗВ оценивалась  по ХПК, концентрации СПАВ, фенола, аммонийного  азота в очищенных сточных водах [2].

Рис. 10

Рис. 11 Влияние УЗВ на эффективность  биологической очистки

Результаты  исследований, приведенные на рис. 11, согласуются с данными изменения  ДАИ в зависимости от доли обработанного  ила. Наибольшая эффективность очистки  наблюдалась при использовании 5 % обработанного промышленного ила. При использовании 10 % такого ила качество очищенных стоков заметно ухудшалось по сравнению с контролем (за исключением неионогенных СПАВ). Что касается фенолов, то во всех экспериментах наблюдалось его 100 %-ное изъятие. Это, вероятно, связано с низкой начальной концентрацией экотоксиканта в сточных водах (0,8 — 1,5 мг/л).

В заключение можно сказать, что полученные результаты служат достаточно убедительным аргументом перспективности использования низкочастотного ультразвука для интенсификации биологической очистки сложных по составу сточных вод химических производств.

Литература

1. Закиров  Р.К. Интенсификация процесса  биологической очистки сточных  вод с применением методов  реагентной и ультразвуковой обработки: Дис. . канд. техн. наук. Казань, 2001.

2. Пронина Е.В., Ахмадуллина  Ф.Ю., Закиров Р.К., Хузаянов Р.Х.  Влияние ультразвука низкой частоты  на дегидрогеназную активность  ила // Химическая промышленность. 2006. № 1.

3. Ткачук Н.Г.  Применение ультразвука для интенсификации биологической очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1994. № 7.

4. Пронина Е.В., Ахмадуллина  Ф.Ю., Закиров Р.К., Победимский Д.Г.  Применение низкочастотного ультразвука  для повышения ферментативной  активности промышленных илов в условиях протока // Химическая промышленность. 2006. Т.83. № 8.

http://vodacool.ru/?page_id=1886

http://www.mirvody.ru/ochistka_stochnyh_vod_ot_myshjaka/ochistka_stochnyh_vod_ultrazvukom

http://www.a-filter.ru/obezzarazhivanie_stochnyh_vod

http://www.obbk-expo.ru/plugins/content/content.php?content.12.2