Глубокая очистка хозяйственно-бытовых сточных вод от органических загрязнений и соединений азота на биофильтрах
https://doi.org/10.22227/2311-1518.2025.1.104-110
Аннотация
В статье рассматривается возможность использования биофильтров как основных сооружений биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод с достижением качества очищенной воды, соответствующей нормативам сброса в водные объекты рыбохозяйственного назначения. Существует ряд преимуществ данных сооружений: скоростное изъятие загрязняющих веществ, энергоэффективность в связи с отсутствием необходимости принудительной аэрации и небольшое по сравнению с другими очистными сооружениями количество биомассы. Биофильтры достаточно эффективны в условиях периодического поступления сточной воды. Для проведения исследований отобраны современные загрузки, изготовленные из полимерных материалов. Исследования проводились в лабораторных и полупроизводственных условиях. Эксперимент по разработке технологии глубокой биологической очистки сточных вод от органических загрязнений и соединений азота на биофильтрах был разделен на 3 основных этапа. На 1-м этапе исследовалась лабораторная модель, представляющая собой 2 биофильтрационных реактора: зону денитрификации и нитрификации и вторичный отстойник с поступлением искусственно составленной сточной воды. На 2-м этапе исследовалась модель с 4 зонами с использованием искусственно составленной сточной воды, а на 3-м — с 4 зонами биофильтрации, но на реальной сточной воде. Глубокое удаление соединений азота и органических загрязнений наблюдается как на классической схеме нитрификации–денитрификации, так и на обратной. Отмечается стабильное протекание процессов нитрификации–денитрификации в схемах с рециркуляцией нитратной воды. Предложенный расчет биофильтров состоит из двух частей: отдельно рассчитываются объемы аноксидной и аэробной зон. Расчет аэробной зоны предложен для загрузочного материала цилиндрической формы. Методика математического моделирования аэробных зон нитрификации в биофильтрах основывается на решении уравнения материального баланса массы субстрата для относительно неограниченного участка тонкого активного слоя биопленки для загрузочного материала цилиндрической формы. Для расчета зон денитрификации следует воспользоваться полученными значениями скорости удаления нитратов и временем пребывания воды в зоне денитрификации.
Об авторе
О. В. Февральских
Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ–РГГРУ)
Россия
Россия
Ольга Викторовна Февральских — старший преподаватель кафедры строительства систем и сооружений водоснабжения и водоотведения
117997, г. Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, д. 23
Список литературы
1. Воронов Ю.В., Залетова Н.А., Чембулатова Г.Ш. Биологические окислители // Вода и экология: проблемы и решения. 2016. № 3. С. 56–66. EDN XEHNED.
2. Поливанова Т.В., Уваркин А.В., Булгакова Е.С. Использование биофильтров для биологической очистки сточных вод // Перспективное развитие науки, техники и технологий. 2014. С. 283–286. EDN SZMISD.
3. Чеснокова М.Г., Комаров В.Ю. Очистка сточных вод с использованием биологических фильтров // Аллея науки. 2018. Т. 3. № 4 (20). С. 428–433. EDN XOYAEP.
4. Воронов Ю.В. К вопросу реконструкции биологических окислителей // Вестник МГСУ. 2011. № 8. С. 288–292. EDN PUMQKV.
5. Кулаков А.А. Оценка современного состояния малых коммунальных очистных сооружений канализации // Вода и экология: проблемы и решения. 2015. № 1. С. 26–40.
6. Янцен О.В., Гогина Е.С. Перспективные методы очистки сточных вод в туристических зонах // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2022. № 2 (38). С. 72–80. EDN KVVJJD. DOI: 10.21869/2311-1518-2022-38-2-72-80
7. Вдовина Т.В., Дмитриев А.С., Хасанова А.А., Кириллова Н.И., Кобелева Й.В., Сироткин А.С. Интенсификации процессов нитрификации в биофильтрах с использованием технологии биоаугментации //Актуальная биотехнология. 2019. № 3. С. 550–551. EDN ILMQXU.
8. Саломеев В.П. Глубокая очистка сточных вод в биореакторах с прикрепленной биомассой // Вода Magazine. 2016. № 5 (105). С. 38–43. EDN XHFIHT.
9. Саломеев В.П., Абдуллаев Ф.Ш. Совершенствование процессов глубокой очистки сточных вод на станциях биофильтрации // Естественные и технические науки. 2014. № 7 (75). С. 125–130.
10. Янцен О.В. Исследование гидродинамических характеристик биофильтра для плоскостного загрузочного материала // Вестник МГСУ. 2010. № 2. С. 144–148. EDN MUXQGH.
11. Gogina E.S., Yantsen O.A., Ruzhitskaya O.V. Research of Hydrodynamics of Biofilter with Surface Feed // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 580–583. Pр. 2354–2357. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.580-583.2354. EDN SKIWXD.
12. Янцен О.В., Гогина Е.С. Технология очистки сточных вод от соединений азота на биофильтрах // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 12. С. 60–64. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.12.60-64. EDN BVHEXK.
13. Янцен О.В. Современные решения по реконструкции малых канализационных очистных сооружений: конструкции и расчет // Водоснабжение и санитарная техника. 2019. № 9. С. 57–61. DOI: 10.35776/MNP/2019.09.08. EDN WSAORK.
14. Олейник А.Я., Кравчук А.Н., Колпакова О.А. Теоретическое обоснование очистки сточных вод на капельных биофильтрах // Доповiдi Національної академії наук України. 2012. № 3. С. 179–184.
15. Мосин О.В. Расчет и проектирование биологических фильтров // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2013. № 7. С. 39–45.
16. Бобылева Т.Н., Шамаев А.С., Янцен О.В. Математическая модель фильтра для водоочистки с использованием биопленок // Сибирский журнал индустриальной математики. 2023. Т. 26. № 2 (94). С. 25–36. DOI: 10.33048/SIBJIM.2023.26.203. EDN XIGNQJ.
Рецензия
Для цитирования:
Февральских ОВ. Глубокая очистка хозяйственно-бытовых сточных вод от органических загрязнений и соединений азота на биофильтрах. Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2025;(1(49)):104-110. https://doi.org/10.22227/2311-1518.2025.1.104-110
Просмотров:
22
Послать статью по эл. почте 