X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В большинстве государств Балтийского региона сегодня применяется комбинированный метод химико­биологической очистки, который позволяет удалять биогены (азот и фосфор) из сточных вод самым надежным способом с достижением установленных норм на сброс азота и фосфора в Балтийское море в соответствии с нормативами Хельсинской комиссии по защите морской среды Балтийского моря (ХЕЛКОМ) [1, 2, 3].

В соответствии с международными обязательствами, взятыми на себя в рамках Хельсинской Конвенции, Россия должна выполнять рекомендации ХЕЛКОМ.

Для хозяйственно-бытовых сточных вод или сточных вод подобного типа (городских, поселковых и т.д.) рекомендацией ХЕЛКОМ 28E/5 от 15 ноября 2007г. установлены минимальные эффекты очистки и максимальные концентрации по трем показателям: БПК₅ , общий фосфор и общий азот. Требования ХЕЛКОМ зависят от количества жителей и периодически обновляются в направлении сокращения сброса загрязнений, особенно биогенных элементов (очередной пересмотр рекомендаций ХЕЛКОМ планируется в 2015г.). Наиболее жесткие требования предъявляются к очистке сточных вод, объем которых эквивалентен объему сточных вод от населенных пунктов более 100 000 жителей [4, 5, 6].

Таблица 1 − Рекомендации ХЕЛКОМ для хозяйственно-бытовых сточных вод (сточные воды от населенных пунктов более 100 000 жителей)

Показатель	Минимальная эффективность очистки, %	Максимальная концентрация на сбросе, мг/л
БПК5	80	15
Робщ.	90	0,5
Nобщ.	70-80	10 (8*)

Поэтому для объектов отведения сточных вод в бассейн Балтийского моря необходимо соблюдение, как российских нормативов, так и требований ХЕЛКОМ. Как видно из всего вышесказанного - Российские нормы по БПК более жесткие, но требования ХЕЛКОМ по азоту и фосфору могут оказаться определяющими [7, 8].

Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство, в нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

На современных очистных сооружениях процесс очистки сточных вод осуществляется последовательно. В результате протекающих последовательно ряда механических, биологических и химических процессов из сточных вод удаляются загрязняющие вещества.

Наряду с существующими способами очистки сточных вод одним из перспективных является использование ультразвуковых колебаний для интенсификации процесса биологической очистки сточных вод. Особенность применения ультразвука обуславливается возможностью его использования в качестве физического средства воздействия на водные системы очистки стоков. Также привлекает простота самого аппаратурного оформления и гибкость ультразвукового метода, что является весомым аргументом для внедрения его в процесс очистки сточных вод. Данный способ улучшения качества очистки сточных вод сводится к повышению эффективности процесса биологической очистки сточных вод от фосфор фосфатов экологически безопасным путем с применением интенсифицирующего воздействия ультразвуковых колебаний без значительной модернизации существующих очистных сооружений для удовлетворения все возрастающих требований со стороны государственных природоохранных структур к качеству очистки сточных вод, расширение областей применения ультразвуковых технологий в процессе очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, повышении уровня внедрения современных методов и средств контроля качества очистки хозяйственно-бытовых сточных вод [9, 10].

В настоящее время более чем 30-летний опыт реализации технологий удаления биогенных элементов как в нашей стране, так и за рубежом позволяет говорить о возможности достижения стабильного качества очистки в соответствии с жесткими Российскими нормами. Отра­ботаны различные схемы очистки сточных вод и их выбор для конкретных условий определяется в первую очередь динами­кой качественных и количественных характеристик сточных вод, а также предполагаемым уровнем эксплуатации.

Специфические свойства акустических колебаний способствуют их использова­нию как одного из экологически безвредного и эффективного метода интенсификации многих технологических процессов. Наложение мощных ультразвуковых полей в жидко­сти сопровождается рядом физико-химических эффектов, способных оказать значи­тельное влияние на протекание гидро-, тепло- и массообменных процессов, в том числе на скорость и эффективность водоочистки. Существуют способы, сочетающие ультразвуковое воздействие с гидромеханическими, реагентными и деструктивными методами очистки сточных вод.

В отличие от звуковых колебаний ультразвук может быть носите­лем высоких энергий, что позволяет использовать его для осуществления различных технологических процессов.

Метод ультразвукового воздействия имеет ряд технологических преимуществ по сравнению с другими физическими методами. В частно­сти, в отличие от ионизирующих излучений при использовании ультра­звука не требуется биологическая защита. Процессы с применением ульт­развука можно осуществлять в аппаратах без перемешивающих уст­ройств, выполненных из любых материалов, независимо от режима их проведения. Это определяет возможность применения данного метода для усовершенствования существующих технологий при сравнительно незначительных капитальных затратах.

Действительно, данные, приведенные в обзорных работах литературы, свидетельствуют о больших возможностях ультразвука. Это интенсифи­кация флотационных и коагуляционных процессов, повышение эффек­тивности работы отстойного и фильтрующего оборудования, примене­ние ультразвуковых колебаний для предобработки, доочистки стоков, где используется деструктирующее воздействие ультразвука.

Биологическое действие ультразвуковых колебаний можно исполь­зовать как для обеззараживания воды, так и для борьбы с водорослями и биологическим обрастанием, а также для дезодорации вод. Перспективно использование ультразвука для активации непосредственно биологиче­ской очистки сточных вод, учитывая его влияние на ферментативную систему микробов.

Наложение акустических колебаний, в том числе ультразвуковом диапазоне, является одним из методов повышения эффективности тепломассообменных процес­сов. Широкое применение ультразвука в различных технологических процессах связано, главным образом, с двумя его характерными особенностями: лучевым распро­странением и большой плотностью энергии.

Сама по себе реализация технологии биологической очистки сточных вод от биогенных загрязнений позволяет существенно снизить эксплуатационные затраты (затраты на реагенты, используемые для хими­ческого удаления фосфора, являются одной из основных статей затрат) канализационных очист­ных сооружений, однако наряду с существующими способами биологической очистки сточных вод, перспективным для внедрения является использование ультразвуковых колебаний для интенсификации процесса биологической очистки сточных вод. Особенность применения ультразвука обуславливается возможностью его использования в качестве физического средства воздействия на водные системы очистки стоков.

Список литературы

1. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. – М.: ДеЛи принт, 2004. – 328 с.

2. Николадзе И.Г., Сомов М.А. Водоснабжение. – М.: Стройиздат, 1995. – 688 с.

3. Фрог Б.Н. Водоподготовка. – М.: МГУ, 2001. – 680 с.

4. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. – М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора, 2002. – 103 с.

5. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

6. Мазаев В.Т., Королев А.А., Шлепнина Т.Г. Коммунальная гигиена/Под ред. В.Т. Мазаева. – «2-е изд., испр. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – 304 с.

7. Мазаев В.Т., Ильницкий А.П., Шлепнина Т.Г. Руководство по гигиене питьевой воды и питьевого водоснабжения. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. – 320 с.

8. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: т.2., изд. 2-е, пер. и доп. Учеб. пособие. – М.: Издательство АСВ, 2004. – 496 с.

9. Губонина З.И. Промышленная экология. Проблемы питьевой воды: учеб. пособ./ Губонина З.И., Владимиров С.Н. – М.: Изд-во МГОУ, 2010. – 100 с.

10. Шевцов М.Н. Водоснабжение промышленных предприятий: учеб. пособ. для вузов. – Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2010. – 127 с.

Код для цитирования: Скопировать