При обеззараживании доочищенных сточных вод использо-
вание УФ-облучения имеет больше преимуществ, чем хлориро-
вание, при обработке воды хлором появляются токсичные
хлорорганические продукты и при хранении газообразного хлора
на станции очистки воды возникает опасность взрыва и техноген-
ного заражения местности. К основному недостатку ультрафио-
летового облучения можно отнести отсутствие пролонгированного
бактерицидного свойства. Целесообразнее применять УФ-облучение в комплексе с добавлением ионов серебра, в концентрации ниже ПДК. Однако относительновысокая стоимость серебра, а также подавление бактерициднойспособности серебра хлорид-, бромид-, йодид- и сульфат-ионов,делает это сочетание методов трудно осуществимым [1].
Применение электролиза — метод обеззаражива-ния, основанныйна воздействии электрического тока на растворыэлектролитов. В качестве электролита выступают гипохлорит на-трия, который добавляют при традиционном обеззараживании (но в меньшей концентрации), и хлорид натрия. В результате этого
процесса под действием электрического тока образуется свобод-
ный хлор и диоксид хлора — анолит, который по своим обеззара-
живающим свойствам превосходит гипохлорит натрия [2].
Другой метод — пропускание электрического разряда высокого
напряжения. В электроразрядную установку обработки
воды подается электрический ток высокого напряжения — 30-60 кВ.
Электрический разряд в воде сопровождается образованием основ-
ного разрядного канала - газовой полости с низкотемпературной
плазмой (-104 К). Движение границ разрядного канала приводит
к появлению волн сжатия различной интенсивности. Эти эффекты
приводят к обеззараживаю [3].
Однако, у этих методов есть и общий недостаток: реактивация микроорганизмов после прекращения действия агента.
Процесс бактериального самоочищения.
Обеззараживание очищенных сточных вод без образования токсичных соединений и без эффекта реактивации микроорганизмов
за счет зоопланктонных организмов: микроводоросли
и зоопланктон.
В Инженерно-технологическом центре МГУП «Мосводока-
нал» на Курьяновских очистных сооружениях создана и запуще-
на в действие пилотная установка, представляющая собой фото-
биореактор с микроводорослями.
Установка (рис. 2 и 3) состоит из колонн с культурой водо-
рослей; системы освещения (3000 люкс, определялось с помощью
люксометра); системы подачи и распределения воздуха (для
снабжения водорослей СОа и для перемешивания биомассы в ко-
лоннах); системы подачи очищенной сточной воды взамен слитой
воды из реактора; системы обезвоживания биомассы фильтрова-
нием с применением вакуумного насоса (фильтр с размером пор
3 мкм).
Подача воздуха осуществляЕТСЯ круглосуточно, освещение ко-
лонн — 12 часов в сутки, регулирование освещения — контро-
лером.
Колонны являются периодическими реакторами полного
смешения с заменой части жидкости 1 раз в сутки. В колоннах
заданы три режима, отличающихся значением во-
дообмена (объем жидкости, заменяемой в реакторе на сточную
воду, выраженный в процентах от общего объема колонны). Дан-
ные по доочистке по биогенным элементам и фитопланктонному
сообществу представлены в [4].
В поступающей биологически очищенной и доочищенной во
де определялось содержание общих колиформных и термотоле
рантных бактерий (табл. 1).
Доочищенная вода (выход) в трех опытах после прохождения
через реактор имела показатели бактериальной загрязненности,
соответствующие нормативам при сбросе сточных вод в водоем
рыбохозяйственного назначения.
Обеззараживающим «агентом» являются организмы зоо-
планктона, населяющие реактор. За время наблюдений в реак-
торах выявлено 48 видов зоопланктонных организмов, относя-
щихся к 6 систематическим подразделениям: коловратки (к-14
видов), ветвистоусые (kl-12 видов), веслоногие (кр-4 вида), нау-
плии (п-1 вид), нематоды (nm-1 вид), олигохеты (о-10 видов),
прочие (рг-6 видов).
Преобладающими видами по численности и биомассе в ФБР
были коловратки и кладоцеры (рис. 4). При этом Alona costata
Sars встречалась во всех отобранных образцах и биомасса дан-
ного организма на выходе из реактора увеличивалась.
Суточный прирост организмов зоопланктона в биореакто-
ре показан на рис. 5. Расчетные данные показывают, что через
сутки в биореакторе происходит не только увеличение числен-
ности и биомассы организмов зоопланктонного сообщества, но и смена видового состава: появление преобладающих по численности и биомассе зоопланктонных организмов группы копеподы.
Как видно из рисунков, на выходе из реактора через сутки не наблюдается преобладания какой-либо группы организмов, что говорит о стабильности сообщества биореактора (рис. 4).
Для того, чтобы использовать данный метод
в промышленных масштабах, необходимо введение совершенно новых,
не применявшихся ранее технологических параметров. Таким параметром может являться удельное потребление бактериопланктона зоопланктоном.
Нами сделан расчет
потребления бактериальной биомассы сообществом зоопланктона в сутки. Суточный рацион бактериопланктона для ветвистоусых рачков
(кладоцеры) и коловраток составляет 50-100% от веса. Бактериаль-
ная биомасса потребляется наравне с фитомассой. Средняя био-
масса кладоцер в ФБР составила 8,9 мг/м3, коловраток —
2,0 мг/м3, то есть потребление зоопланктонным сообществом в сутки
составляет 5,5-10,9 мг/м3. Средняя биомасса бактериопланктона -
3,0* 10"5 мг/м3. Наши расчеты показывают, что наличие в реакто-
pax ФБР кладоцер и коловраток может уменьшить бактериаль
ную загрязненность на 100%.
Была проведена проверка возможной реактивации микроорганизмов в обеззараженной воде после ФБР. Вода с отфильтрованными водорослями хранилась в стерильной посуде при комнатной температуре с последующим отбором проб из нее через б,
18, 24, 48 часов. В воде определялся показатель ОКБ. Результаты
показали, что изменения соответствуют точности определения.
Данные представлены в табл. 2.
Это новый подход к обеззараживанию
доочищенных сточных вод в фотобиореакторе с использованием организмов зоопланктона, при котором не образуются токсичные
хлорорганические соединения, не требуются дополнительные рас-
ходы на реактивы и их хранение, а также снижены затраты на
электроэнергию за счет исключения из цепи обеззараживания
различного оборудования. При данном способе обеззараживания
невозможна реактивация микроорганизмов. Подобран видовой со-
став биоценоза и разработаны технологические условия стабильного функционирования процесса обеззараживания в ФБР.
Таблица 2
Содержание бактерий в обеззараженной воде после удаления из ФБР
(ОКБ, КОЕ/100 мл)
| Номер экспери- мента | Исходное значение | Через 6 часов | Через 18 часов | Через 24 часа | Через 48 часов |