Значна частина території Російської Федерації знаходиться в арктичному і субарктичному кліматичному поясі, що обумовлює специфіку проектування, будівництва та експлуатації мереж і споруд системи водовідведення в цих населених пунктах. На сьогоднішній день більша частина малих населених пунктів в цих регіонах або не обладнані каналізаційними очисними спорудами, або діючі станції біологічної очистки працюють незадовільно. В якості альтернативи розглядається варіант пристрою фізико-хімічної очистки, яка більш стійка до суворого клімату і залповим скиданням стоків, ніж біологічне очищення. У статті представлені результати дослідження по повній заміні блоку біологічного очищення на фізико-хімічну в складі каналізаційних очисних споруд. В якості основних ступенів очищення обрані коагуляція, фільтрування на механічних фільтрах, окислення з наступною двоступеневої доочищенням на механічних і сорбційних фільтрах. В результаті проведеного лабораторного експерименту були досягнуті наступні ефекти зниження концентрації проблемних забруднень: 90,8% за ХСК, 74% по амонію, 82,5% за нітратами.

Анотація наукової статті з будівництва та архітектури, автор наукової роботи - Вялкова Олена Ігорівна, Глущенко Катерина Сергіївна, Велижанин Тетяна Сергіївна, Осипова Олена Юріївна


Analysis of physicochemical wastewater treatment in Arctic zones

The large part of the Russian Federation locates in arctic and subarctic climatic zones, which determine the specificity of design, construction and operation of sewage systems of these regions. Nowadays, the most part of small Arctic towns has no wastewater treatment facilities, while the available biological treatment facilities do not work properly. An alternative way is physicochemical treatment, which is more resistant to severe climate and volley wastewater discharge than biological treatment. The paper presents the research results of total change the biological into physicochemical treatment. The main stages of such a treatment include coagulation, filtration, oxidation and two-stage filtration (mechanical and absorption). The experiments show a 90.8% decrease in the concentration of chemical oxygen and a 74% and 82.5% decrease in nitrates and ammonium.


Область наук:
  • Будівництво та архітектура
  • Рік видавництва: 2020
    Журнал: Вісник Томського державного архітектурно-будівельного університету

    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ МЕТОДІВ ОЧИЩЕННЯ ПОБУТОВИХ СТІЧНИХ ВОД ПІВНІЧНИХ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ МЕТОДІВ ОЧИЩЕННЯ ПОБУТОВИХ СТІЧНИХ ВОД ПІВНІЧНИХ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ»

    ?ВОДОПОСТАЧАННЯ, КАНАЛІЗАЦІЯ, БУДІВЕЛЬНІ СИСТЕМИ ОХОРОНИ ВОДНИХ РЕСУРСІВ

    УДК 628.33 / .34.033 (1-17) -047.37 DOI: 10.31675 / 1607-1859-2020-22-1-152-163

    Є.І. ВЯЛКОВА1, Е.С. ГЛУЩЕНКО1, Т.С. ВЕЛІЖАНІНА1, НЕЮ. ОСІПОВА2,

    1 Тюменський індустріальний університет,

    2Томскій державний архітектурно-будівельний університет

    АНАЛІЗ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ МЕТОДІВ ОЧИЩЕННЯ ПОБУТОВИХ СТІЧНИХ ВОД ПІВНІЧНИХ НАСЕЛЕНИХ ПУНКТІВ

    Значна частина території Російської Федерації знаходиться в арктичному і субарктичному кліматичному поясі, що обумовлює специфіку проектування, будівництва та експлуатації мереж і споруд системи водовідведення в цих населених пунктах.

    На сьогоднішній день більша частина малих населених пунктів в цих регіонах або не обладнані каналізаційними очисними спорудами, або діючі станції біологічної очистки працюють незадовільно. В якості альтернативи розглядається варіант пристрою фізико-хімічної очистки, яка більш стійка до суворого клімату і залповим скиданням стоків, ніж біологічне очищення.

    У статті представлені результати дослідження по повній заміні блоку біологічного очищення на фізико-хімічну в складі каналізаційних очисних споруд. В якості основних ступенів очищення обрані коагуляція, фільтрування на механічних фільтрах, окислення з подальшою двоступеневої доочищенням на механічних і сорбційних фільтрах.

    В результаті проведеного лабораторного експерименту були досягнуті наступні ефекти зниження концентрації проблемних забруднень: 90,8% - за ГПК, 74% - по амонію, 82,5% - за нітратами.

    Ключові слова: північні населені пункти; стічні води; фізико-хімічне очищення; біологічне очищення побутових стічних вод; коагуляція; окислення; ефекти очищення стічних вод.

    Для цитування: Вялкова Є.І., Глущенко Є.С., Велижанин Т.С., Осип-ва Є.Ю. Аналіз фізико-хімічних методів очищення побутових стічних вод північних населених пунктів // Вісник Томського державного архітектурно-будівельного університету. 2020. Т. 22. № 1. С. 152-163. DOI: 10.31675 / 1607-1859-2020-22-1-152-163

    © Вялкова Є.І., Глущенко Є.С., Велижанин Т.С., Осипова Є.Ю., 2020

    E.I. VIALKOVA1, E.S. GLUSHCHENKO1, T.S. VELIZHANINA1, E.Y. OSIPOVA2,

    1Tyumen State Oil and Gas University

    2Tomsk State University of Architecture and Building

    ANALYSIS OF PHYSICOCHEMICAL WASTEWATER TREATMENT IN ARCTIC ZONES

    The large part of the Russian Federation locates in arctic and subarctic climatic zones, which determine the specificity of design, construction and operation of sewage systems of these regions. Nowadays, the most part of small Arctic towns has no wastewater treatment facilities, while the available biological treatment facilities do not work properly. An alternative way is physicochemical treatment, which is more resistant to severe climate and volley wastewater discharge than biological treatment. The paper presents the research results of total change the biological into physicochemical treatment. The main stages of such a treatment include coagulation, filtration, oxidation and two-stage filtration (mechanical and absorption). The experiments show a 90.8% decrease in the concentration of chemical oxygen and a 74% and 82.5% decrease in nitrates and ammonium.

    Keywords: Arctic zone; wastewater; physicochemical treatment; coagulation; oxidation; wastewater treatment.

    For citation: Vialkova E.I., Glushchenko E.S., Velizhanina T.S., Osipova E.Y. Is-sledovanie fiziko-khimicheskikh metodov ochistki bytovykh stochnykh vod severnykh naselennykh punktov [Analysis of physicochemical wastewater treatment in Arctic zones]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta -Journal of Construction and Architecture. 2020. V. 22. No. 1. Pp. 152-163. DOI: 10.31675 / 1607-1859-2020-22-1-152-163

    Досить велика частина території Росії знаходиться в арктичних (або наближених до арктичним) умовах, в тому числі і північ Західного Сибіру, ​​де розташована Тюменська область - найбільша область в Росії. Суворі кліматичні умови, мерзлі рухомі грунти, болотиста місцевість створюють серйозні проблеми при проектуванні, будівництві та експлуатації різних об'єктів. У Ямало-Ненецькому і Ханти-Мансійському автономних округах є понад 100 невеликих муніципальних утворень, розташованих на віддалі від великих центрів, що мають децентралізовану систему водовідведення. Господарсько-побутові стічні води накопичуються в септиках і періодично вивозяться і зливаються на рельєф або у водні об'єкти без будь-якого очищення. Такий підхід негативно впливає на стан навколишнього природного середовища.

    Експлуатація малогабаритних каналізаційних очисних споруд в невеликих поселеннях північній кліматичної зони вельми проблематична. Низькі температури надходять на споруди стоків взимку (від +2 до +7 ° С) істотно впливають на біохімічні процеси очищення. Ситуація ускладнюється тим, що вихідні стоки мають підвищену концентрацію органічних речовин через низьку норми водовідведення на одного жителя (80-90 л / добу) і інфільтрації води з негерметичних септиків в грунт в процесі накопичення. Середня ефективність діючих очисних споруд істотно залежить від продуктивності станції і становить в кращому випадку від 70 до 90% [1].

    В європейських країнах велика увага приділена проблемі функціонування малих каналізаційних очисних станцій, комплексній оцінці їх роботи і розробці державних програм по їх реконструкції [2-4]. Наприклад, в північних поселеннях Канади і Норвегії широке поширення в якості методу очищення стічних вод отримали біопрудах і біоплато, які в екстремально холодних умовах працюють в режимі періодичного скидання стоків. Крім того, біоплато можуть виступати в якості доочищення після аеробних біофільтрів, що сприяє зниженню БПК на 96%, азоту на 60%, фосфору на 90% [5-7]. Ряд дослідників [8-12] в якості альтернативного варіанту біологічної аеробної очищенню пропонують використовувати аеробні технології або біоелектрохіміческіх окислення. При цьому додатково виділяється побічний продукт - біогаз, який можна використовувати в якості джерела енергії. Серед біоелектрохіміческіх технологій для видалення органічних речовин набули поширення мікробні паливні та мікробні електролізних елементи, при цьому було досягнуто зниження показника ХПК на 80%. Ще одним варіантом обробки стічних вод є блочно-модульні станції, наприклад, в Швеції і Норвегії. В основі роботи таких станцій можуть лежати як біохімічні аеробні процеси (SBR-реактор, аеротенк, біофільтр), так і фізико-хімічні процеси. Однак, за словами авторів [11, 12], часто вихідні концентрації основних забруднень не відповідають заявленим і необхідним нормативним значенням.

    Значні дослідження ведуться сьогодні з розробок ефективних фізико-хімічних методів очищення стічних вод, які простіші в експлуатації в північному кліматі [13-22]. В якості основних окислювальних технологій можна виділити: озонування + пероксид водню (можливо в присутності каталізатора); електрохімічні методи окислення (електрокоагуляція, електрофлотація); процес Фентона; озонування + ультрафіолетове випромінювання.

    Однак при реалізації вищевказаних методів не завжди вдається досягти необхідного ефекту очищення господарсько-побутових стоків по органічним забрудненням. За опублікованими даними, практично у всіх технологічних схемах каналізаційних очисних споруд (КОС), що виключають біологічні методи, виникають проблеми з ГПК і азотними групами. Більшою мірою фізико-хімічні способи знайшли застосування для до-очищення промислових стоків з низьким вмістом органіки. У той же час дані методи мають ряд переваг в порівнянні з традиційною біологічним очищенням: хороша сприйнятливість до залповим скиданням стоків, простіша експлуатація, ефективність при низьких температурах води.

    У зв'язку з вищесказаним метою даної роботи є дослідження ефективності фізико-хімічних методів очищення побутових стічних вод з подальшою розробкою варіантів технологічної схеми каналізаційних очисних споруд, рекомендованих до застосування в невеликих північних поселеннях.

    Як об'єкт дослідження прийнята реальна стічна вода, відібрана в приймальному резервуарі зливний станції, куди привозять стоку-

    великих селищ. У числі контрольованих показників якості очистки води обрані найбільш проблемні: рН; концентрація зважених речовин; хімічне споживання кисню; концентрація іонів амонію КН; концентрація нітратів-іонів К03 \

    Дані показники якості стоків визначалися в початкових пробах до обробки і в пробах після кожного етапу очищення за стандартними методиками.

    Водневий показник визначався потенциометрическим методом за допомогою рН метра рН-150 МІ.

    Концентрація зважених речовин визначалася гравіметричним методом шляхом вимірювання маси речовин, затриманих на паперовому фільтрі.

    Визначення ГПК, концентрації іонів амонію і нітрат-іонів здійснювалося фотометричним методом за методикою. При визначенні ГПК в скляні Віален поміщали 3 см3 суміші біхромату калію і сірчанокислого срібла, розчиненого в сірчаної кислоти, 0,2 см3 каталізатора сульфату ртуті і 2 см3 досліджуваної проби. Після чого вміст Віален витримували 2 год при температурі 150 ° С в термореактор «Терміон», а потім після охолодження фотометріровать на аналізаторі рідини "Флюорат-0,2 М».

    Концентрації іонів амонію і нітрат-іонів визначалися фотометричним методом на спектрофотометрі ПЕ 5400ВІ. Для визначення концентрацію іонів амонію до 50 см3 проби додавали по 1 см3 калію-натрію виннокислого і реактиву Несслера, потім перемішували і через 10 хв вимірювали концентрацію КІ4 +. При визначенні концентрації нітратів 10 см3 вихідної води змішували з 2 см3 саліцилової кислоти і випарювали у фарфоровій чашці на водяній бані. Після охолодження до сухого залишку додавали 2 см3 розчину сірчаної кислоти, 10 см3 дистильованої води і 15 см3 суміші сегнетової солі і гідроксиду натрію. Вміст поміщали в мірну колбу і доводили об'єм до 50 см3. Отриманий розчин фотометріровать.

    Проба досліджуваної води відбиралася в 5-літрові пляшки, потім у вихідній воді визначалися всі необхідні показники. Результати наведені в табл. 1.

    Таблиця 1

    Показники якості вихідної стічної води

    Показник Од. вим. результат вимірювання

    рН од. рН 7,34

    Зважені речовини мг / дм3 977

    ГПК МГО / дм3 1220

    Іон амонію мг / дм3 151,0

    Нітрат-іони мг / дм3 5,10

    Згідно з даними таблиці, концентрація забруднень по ряду показників значно перевищує значення, характерні для господарсько-побутових стічних вод великих населених пунктів.

    З метою дослідження фізико-хімічних методів була запропонована технологічна схема очищення стічних вод, яка полягає в первинній коагуляції стоків (для зняття завислих речовин і частини органічних

    речовин) з подальшим окисленням реагентами (для видалення залишилася органіки і забруднень азотної групи).

    Для вибору оптимальної дози коагулянту було розглянуто п'ять типів коагулянтів: три алюмосодержащіх і два залізовмісних:

    - сірчанокислий алюмінію, 3,64% -й розчин;

    - оксихлорід алюмінію, 3,53% -й розчин;

    - Поліоксихлорид алюмінію «Аква-Аурат 30», 5% -й розчин;

    - сірчанокисле залізо 5% -й розчин;

    - хлорне залізо 5% -й розчин.

    Як флокулянтів були обрані:

    - полиакриламид, 0,5% -й розчин;

    - Ргае81о1 650 TR, 1% -й розчин.

    Вихідна вода містилася в циліндр об'ємом 250 см3, потім додавався коагулянт, а через 2 хв - флокулянт. Після інтенсивного перемішування протягом 2 хв вода залишалася в спокої на 20 хвилин для початку процесу хло-пьеобразованія і подальшого осадження пластівців. Для видалення зважених речовин проби води фільтрувалися через піщану завантаження (діаметр фракцій піску 0,8-2 мм). Після фільтрування в воді визначалися необхідні показники якості. Результати пробної коагуляції наведені у таблиці. 2-4.

    Таблиця 2

    Показники стічної води після коагуляції із застосуванням в якості коагулянту сірчанокислого алюмінію (СА)

    Показник Доза, мг / дм3

    30 50 90 200

    ГПК, МГО / дм3 1078 556 440 420

    КН4 +, мг / дм3 149,5 152 151 148

    МО3-, мг / дм3 1,79 1,38 2,13 1,56

    Таблиця 3

    Показники стічної води після коагуляції із застосуванням в якості коагулянту оксихлорида алюмінію (Оха)

    Показник Доза, мг / дм3

    30 50 90 200

    ГПК, МГО / дм3 504 610 508 750

    МН4 +, мг / дм3 152,5 150,5 151 152,5

    МО3-, мг / дм3 2,06 1,81 1.30 0,78

    Таблиця 4

    Показники стічної води після коагуляції із застосуванням в якості коагулянту Поліоксихлорид алюмінію ( «Аква-Аурат 30»)

    Показник Доза, мг / дм3

    30 50 90 200

    ГПК, МГО / дм3 714 436 480 706

    МН4 +, мг / дм3 148 150,5 150,5 148

    МО3-, мг / дм3 1,21 1,62 1,89 1,19

    На рис. 1 представлений графік залежності концентрації ГПК від дози для алюмосодержащіх коагулянтів.

    1200

    600

    у *,

    \\ ч

    V \

    \

    - »

    л *

    **

    ----- ----- - - -----

    20 40 60 80 100 120

    Доза коагулянту, мл / дм3

    140

    160

    180

    20 С

    Мал. 1. Графік залежності концентрації ГПК в стічній воді від дози коагулянту для різних реагентів

    Згідно з отриманими результатами, найбільший ефект зниження хімічного споживання кисню (64,2%) спостерігався при додаванні в стічну воду коагулянту «Аква-Аурат 30» дозою 50 мг / дм3. В цьому випадку спостерігалося і зниження концентрації нітратів: при оптимальній дозі коагулянту ефект видалення нітрат-іонів з води склав 68,2%. Концентрація іонів амонію залишалася незмінною.

    При використанні залізовмісних коагулянтів (сірчанокисле і хлорне залізо) при дозі 50 і 90 мг / дм3 протягом 20 хв не спостерігалося утворення видимих ​​пластівців. При додаванні хлорного заліза дозою 120 мг / дм3 починали утворюватися стійкі пластівці; для утворення стійких пластівців при використанні сірчанокислого заліза здійснювалося одночасне додавання коагулянту дозою 120 мг / дм3 і підкислення до рН = 4,74. Подальше дослідження процесу коагуляції із застосуванням залізовмісних коагулянтів не проводилося зважаючи на економічну недоцільність їх застосування для даних стоків.

    З метою інтенсифікації процесу коагуляції в проби води додавалися розчини флокулянтів. Вибір типа флокулянта і оптимальної його дози здійснювався на основі результатів експерименту, представлених в табл. 5 і 6.

    Згідно з отриманими даними, флокулянт сприяє додатковому зниженню концентрації органічних речовин у воді на 4-6%. Найкраще зниження ГПК спостерігалося при дозі полиакриламида 1 мг / дм3 -70,1%. Ефект очищення стічних вод від нітратів становив при цьому 75,9%.

    Видалення зважених речовин відбулося на 96%. рН стоків після фільтрування дорівнює 6,58.

    Таблиця 5

    Зниження ГПК в процентному співвідношенні щодо вихідної концентрації в стічній воді

    Флокулянт Початкове значення ГПК, МГО / дм3 Доза флокулянта

    0,5 мг / дм3 1 мг / дм3

    ГПК, МГО / дм3 Ефект очищення ГПК, МГО / дм3 Ефект очищення

    Полиакриламид 1220 429 64,8% 365 70,1%

    РгаеБЮ 650ТЯ 1220 392 67,9% 403 67%

    Таблиця 6

    Зниження нітратів в процентному співвідношенні щодо вихідної концентрації в стічній воді

    Флокулянт Початкове значення N0 ^, мг / дм3 Доза флокулянта

    0,5 мг / дм3 1 мг / дм3

    Шз-, мг / дм3 Ефект очищення да3-, мг / дм3 Ефект очищення

    Полиакриламид 5,1 1,54 69,8% 1,57 69,2%

    РгаеБЮ 650ТЯ 5,1 1,25 75,5% 1,23 75,9%

    Таким чином, на підставі результатів пробного коагуляції можна зробити висновок про те, що оптимальна доза коагулянту «Аква-Аурат 30» становить 50 мг / дм3, флокулянта поліакриламіду - 1 мг / дм3.

    Для видалення зі стічної води решти органічних речовин, а також видалення забруднень, обумовлених сполуками азотної групи, здійснювалося окислення профільтрованої води. В якості реагенту-окислювача розглядалися три варіанти: перманганат калію; гіпохлорит натрію; пероксид водню + озонування (процес «Пероксон»).

    При проведенні окислення в профільтровану стічну воду об'ємом 0,5 дм3 додавалася необхідна доза реагенту і забезпечувався контакт води і окислювача протягом 20 хв. Після закінчення даного часу стічна вода проходила двоступенева фільтрування на механічних піщаних фільтрах (діаметр фракції завантаження 1 мм) і сорбционном вугільному фільтрі. Результати окислення стічних вод перманганатом калію (концентрація вводиться реагенту 0,02 моль / дм3) і подальшого двоступеневого фільтрування представлені в табл. 7.

    Таблиця 7

    Окислення стічних вод перманганатом калію

    Показник Доза, мг / дм3

    5 10 20 50

    рН 8,87 8,87 8,85 8,82

    ГПК, МГО / дм3 205 112 178 167

    КН4 +, мг / дм3 106,7 39,3 98,3 110,6

    N0 ^, мг / дм3 5,12 0,89 0,70 1,69

    Згідно таблиці, оптимальною дозою перманганату калію є доза 10 мг / дм3, при якій досягається ефект зниження ГПК 90,8%, амонію 74%, нітратів 82,5%. рН стоків після двоступеневого фільтрування склав 8,87, концентрація залишкового марганцю у воді 0,36 мг / дм3.

    Для гіпохлориту натрію і пероксиду водню + озонування було проведено пробне дослідження з наступними дозами:

    - доза гіпохлориту натрію за активним хлором - 20 мг / дм3, час контакту - 20 хв;

    - доза пероксиду водню - 100 мг / дм3, після 10 хв контакту - озонування (продуктивність по озону 400 мг / год), час озонування - 20 хв.

    Результати пробних досліджень наведені в табл. 8.

    Таблиця 8

    Результати пробного дослідження гіпохлориту натрію і пероксиду водню + озонування

    окислювач ГПК

    Залишкова концентрація, МГО / дм3 Ефект видалення,%

    Гіпохлорит натрію 208 82,9

    Пероксид водню + озонування 258 78,8

    За результатами пробного окислення ефект зниження ГПК менше (80%) у порівнянні з окисленням перманганатом калію. Надалі передбачається більш детальне дослідження даних способів окислення.

    На підставі проведеного дослідження пропонуються наступні технологічні схеми очищення стічних вод малих населених пунктів в арктичних регіонах (рис. 2 і 3).

    Мал. 2. Технологічна схема А (при додаванні перманганату калію / гіпохлориту натрію):

    1 - зливна станція; 2 - змішувач; 3 - введення коагулянту і флокулянта; 4 - вертикальний відстійник з вбудованою камерою хлопьеобразования; 5 - механічний фільтр; 6 - контактна камера (для забезпечення часу контакту окислювача з водою); 7 - введення окислювача (перманганат калію або гіпохлорит натрію); 8 - механічний фільтр; 9 - сорбційний вугільний фільтр; 10 - знезараження

    осад на обробки

    Мал. 3. Технологічна схема Б (при озонування):

    1 - зливна станція; 2 - змішувач; 3 - введення коагулянту і флокулянта; 4 - вертикальний відстійник з вбудованою камерою хлопьеобразования; 5 - механічний фільтр; 6 - контактна камера (для забезпечення часу контакту озону з водою); 7 - дегазатор (для видалення надлишку озону з води); 8 - механічний фільтр; 9 - сорбційний вугільний фільтр; 10 - знезараження; 11 - блок підготовки озоно-повітряної суміші

    Наведені схеми є найбільш ефективними щодо очищення побутових стічних вод. Крім цього, грунтуючись на результатах проведеної науково-дослідної роботи по вивченню можливості заміни біологічного етапу очищення господарсько-побутових стічних вод малих населених пунктів фізико-хімічними методами, можна зробити наступні висновки:

    У невеликих населених пунктах, розташованих в районах Крайньої Півночі або прирівняних до них умовах, біологічна очистка стічних вод є складно реалізованим процесом у зв'язку з суворими кліматичними умовами, нерівномірністю подачі стоків на очистку, складністю експлуатації, відсутністю кваліфікованого персоналу і іншими причинами.

    Опубліковані дослідження вітчизняних і зарубіжних вчених підтверджують можливість повної заміни біологічного етапу очищення стоків на фізико-хімічні методи: коагуляцію, окислення і ін. Це не суперечить чинним нормативам (СП 32.13330.2018).

    За результатами лабораторного дослідження, представленого в даній статті, запропоновані дві можливі технологічні схеми фізико-хімічної очистки господарсько-побутових стічних вод:

    I. Коагуляція - Освітлення на механічних фільтрах - Хімічне окиснення перманганатом калію або гіпохлоритом натрію - Доочищення на механічних і сорбційних фільтрах - Знезараження.

    II. Коагуляція - Освітлення на механічних фільтрах - Окислення пероксидом водню - Озонування - Доочищення на механічних і сорб-ційних фільтрах - Знезараження.

    Як найбільш ефективні за результатами пробної коагуляції були прийняті коагулянт Поліоксихлорид алюмінію «Аква-Аурат 30») (доза 50 мг / дм3) і флокулянт поліакриламід (доза 1 мг / дм3).

    Зниження ГПК відбулося на 90,8% при окисленні стоків перманга-НАТОм калію, на 78-83% при окисленні гіпохлоритом натрію і спільному застосуванні пероксиду водню і озону. Зниження концентрації зважених речовин у всіх випадках досягається на 93-96%.

    Незважаючи на значне зниження вмісту органічних речовин в стоках, не вдалося досягти концентрацій, рекомендованих для скидання у водойми рибогосподарського призначення.

    На підставі вищевикладеного передбачається подальше більш глибоке дослідження динаміки зниження забруднень в стічних водах в процесі фізико-хімічної очистки. Планується експериментальна перевірка інших способів обробки води, а також зміна доз вводяться реагентів і черговості їх запровадження. Необхідно відзначити, що отримується в процесі реагентної обробки осад також підлягає дослідженню на клас екологічної небезпеки.

    бібліографічний список

    1. Вялкова Є.І. Моделювання процесів очищення стічних вод малих населених пунктів // Проектування, будівництво паливно-енергетичного комплексу (досвід та інновації): матеріали Всеросійської науково-практичної конференції. 2019. С. 102-107.

    2. Кофман В.Я. Водопостачання та водовідведення в Арктичному регіоні: Гренландія, Канада, США (огляд) // Водопостачання та санітарна техніка. 2019. № 6. С. 56-64.

    3. Life in Greenland, and Its Supporting Infrastructure // J ournal of the Northern Territories Water and Waster Association. - URL: http://ntwwa.com/wp-content/uploads/2018/03/NTWWA_ Journal_2017.pdf (дата звернення: 21.11 2019).

    4. Gunnarsdottir R., Jenssen P.D., Jensen P.E., Villumsen A., Kallenborn R. A review of wastewater handling in the Arctic with special reference to Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs) and microbial pollution // Ecological Engineering. 2013. V. 50. P. 76-85.

    5. Heaven S., LockA.C., PakL.N., RspaevM.K. Waste stabilisation ponds in extreme continental climates: a comparison of design methods from the USA, Canada, northern Europe and the former Soviet Union // Water Science & Technology. 2003. V. 48. № 2. P. 25-33.

    6. Quiroga F.J.T. Waste Stabilization Ponds for Waste Water Treatment, Anaerobic Pond. URL: http://home.eng.iastate.edu/*tge/ce421-521/Fernando%20J.%20Trevino%20Quiroga.pdf (дата звернення: 25.11.2019).

    7. Paruch AM, Mwhlum T., Obarska-Pempkowiak H., Gajewska M., Wojciechowska E., Ostojski A. Rural domestic wastewater treatment in Norway and Poland: Experiences, cooperation and concepts on the improvement of constructed wetland technology // Water Science & Technology. 2011. V. 63. P. 776-781.

    8. Gao H., Scherson Y.D., Wells G.F. Towards energy neutral wastewater treatment: Methodology and state of the art // Environmental Science: Processes & Impacts. 2014. V. 16. P. 12231246.

    9. Du Z., Li H., Gu T. A state of the art review on microbial fuel cells: A promising technology for wastewater treatment and bioenergy // Biotechnology Advances. 2007. V. 25. P. 464-482.

    10. Liu H., Ramnarayanan R., Logan B. Production of Electricity during Wastewater Treatment Using a Single Chamber Microbial Fuel Cell // Environ. Sci. Technol. 2004. V. 38. P. 2281-2285.

    11. Кофман В.Я. Водопостачання та водовідведення в Арктичному регіоні: сучасні технічні рішення (огляд) // Водопостачання та санітарна техніка. 2019. № 7. С. 56-64.

    12. LaBarge N., Yilmazel Y.D., Hong P., Logan B. Effect of pre-acclimation of granular activated carbon on microbial electrolysis cell startup and performance // Bioelectrochemistry. 2007. V. 113. P. 20-25.

    13. Stasinakis A.S. Use of selected advanced oxidation processes (AOPs) for wastewater treatment - a mini review // Global NEST Journal. 2008. V. 10. P. 376-385.

    14. Andreozzi R., Caprio V., Insola A., Marotta R. Advanced oxidation processes (AOP) for water purification and recovery // Catalysis Today. 1997. V. 53. P. 51-59.

    15. Deng Y., Zhao R. Advanced Oxidation Processes (AOPs) in Wastewater Treatment // Curr Pollution Rep. 2015. V. 1. P. 167-176.

    16. Oturan M.A., Aaron J. Advanced Oxidation Processes in Water / Wastewater Treatment: Principles and Applications. A Review // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2014. V. 44. P. 2577-2641.

    17. Brillas E., Casado J. Aniline degradation by Electro-Fenton and peroxi-coagulation processes using a flow reactor for wastewater treatment // Chemosphere. 2002. V. 47. P. 241-248.

    18. Chong M.N., Jin B., Chow C.W.K., Saint C. Recent developments in photocatalytic water treatment technology: A review // Water research. 2010. V. 44. P. 2997-3027.

    19. Желовіцкая А.В., Єрмолаєва Е.А., Дресвянніков А.Ф. Окислення органічних сполук за допомогою гідроксид-радикала, що генерується в розчинах хімічним і електрохімічним методами // Вісник Казанського університету. 2008. С. 211-229.

    20. Brillas E., Mur E., Sauleda R., SaAnchez L., Peral J., DomeAnech X., Casado J. Aniline mineralization by AOP's: anodic oxidation, photocatalysis, electro-Fenton and photoelectro-Fenton processes // Applied Catalysis B: Environmental. 1998. V. 16. P. 31-42.

    21. Chen G. Electrochemical technologies in wastewater treatment // Separation and Purification Technology. 2004. V. 38. P. 11-41.

    22. Sarala C. Domestic Wastewater Treatment by Electrocoagulation with Fe-Fe Electrodes // International Journal of Engineering Trends and Technology. 2012. V. 3. P. 530-533.

    References

    1. Vialkova E.I. Modelirovanie processov ochistki stochnyh vod malyh naselennyh punktov [Modeling of processes of wastewater treatment in small towns]. Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Proektirovanie, stroitel'stvo toplivno-energeticheskogo kompleksa (opyt i innovacii)" (Proc. All-Russ. Sci. Conf. 'Design and Construction of Energy Economy (Experience and Innovations)). 2019. Pp. 102-107. (Rus)

    2. Kofman V.Ia. Vodosnabzhenie i vodootvedenie v Arkticheskom regione: Grenlandiya, Kanada, SSHA (obzor) [Water supply and wastewater disposal in the Arctic region: Greenland, Canada, USA (a review)]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika. 2019. No. 6. Pp. 56-64. (Rus)

    3. Life in Greenland, and its supporting infrastructure. Journal of the Northern Territories Water and Waster Association. Available: http://ntwwa.com/wp-content/uploads/2018/03/NTWWA_ Journal_2017. pdf (accessed October 21, 2019).

    4. Gunnarsdottir R., Jenssen P.D., Jensen P.E., Villumsen A., Kallenborn R. A review of wastewater handling in the Arctic with special reference to pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) and microbial pollution. Ecological Engineering. 2013. V. 50. Pp. 76-85.

    5. Heaven S., LockA.C., PakL.N., RspaevM.K. Waste stabilisation ponds in extreme continental climates: a comparison of design methods from the USA, Canada, northern Europe and the former Soviet Union. Water Science and Technology. 2003. V. 48. No. 2. Pp. 25-33.

    6. Quiroga F.J.T. Waste stabilization ponds for waste water treatment, anaerobic pond. Available: http://home.eng.iastate.edu/*tge/ce421-521/Fernando%20J.%20Trevino%20Quiroga.pdf (accessed October 25, 2019).

    7. Paruch A.M., Mwhlum T., Obarska-Pempkowiak H., Gajewska M., Wojciechowska E., Ostojski A. Rural domestic wastewater treatment in Norway and Poland: Experiences, cooperation and concepts on the improvement of constructed wetland technology. Water Science and Technology. 2011. V. 63. Pp. 776-781.

    8. Gao H., Scherson Y.D., Wells G.F. Towards energy neutral wastewater treatment: Methodology and state of the art. Environmental Science: Processes and Impacts. 2014. V. 16. Pp. 1223-1246.

    9. Du Z., Li H., Gu T. A state of the art review on microbial fuel cells: A promising technology for wastewater treatment and bioenergy. Biotechnology Advances. 2007. V. 25. Pp. 464-482.

    10. Liu H., Ramnarayanan R., Logan B. Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell. Environmental Science and Technology. 2004. V. 38. Pp. 2281-2285.

    11. Kofman V.Ia. Vodosnabzhenie i vodootvedenie v Arkticheskom regione: sovremennye tekhnicheskie resheniya (obzor) [Water supply and wastewater disposal in the Arctic Region: advanced technical solution (a review)]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika. 2019. No. 7. Pp. 56-64. (Rus)

    12. LaBarge N., Yilmazel Y.D., Hong P., Logan B. Effect of pre-acclimation of granular activated carbon on microbial electrolysis cell startup and performance. Bioelectrochemistry. 2007. V. 113. Pp. 20-25.

    13. Stasinakis A.S. Use of selected advanced oxidation processes (AOPs) for wastewater treatment - a mini review. Global NEST Journal. 2008. V. 10. Pp. 376-385.

    14. Andreozzi R., Caprio V., Insola A., Marotta R. Advanced oxidation processes (AOP) for water purification and recovery. Catalysis Today. 1997. V. 53. Pp. 51-59.

    15. Deng Y., Zhao R. Advanced oxidation processes (AOPs) in wastewater treatment. Current Pollution Reports. 2015. V. 1. Pp. 167-176.

    16. Oturan M.A., Aaron J. Advanced oxidation processes in water / wastewater treatment: Principles and applications. A Review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2014. V. 44. Pp. 2577-2641.

    17. Brillas E., Casado J. Aniline degradation by Electro-Fenton and peroxi-coagulation processes using a flow reactor for wastewater treatment. Chemosphere. 2002. V. 47. Pp. 241-248.

    18. Chong M.N., Jin B., Chow C.W.K., Saint C. Recent developments in photocatalytic water treatment technology: A review. Water Research. 2010. V. 44. Pp. 2997-3027.

    19. Zhelovickaya A.V., Ermolaeva E.A., Dresvyannikov A.F. Okislenie organicheskih soedinenij s pomoshch'yu gidroksid-radikala, generiruemogo v rastvorah himicheskim i elektrohimicheskim metodami [Oxidation of organic compounds with hydroxide-radical chemically and electrochem-ically generated in solutions]. VestnikKazanskogo universiteti. 2008. Pp. 211-229. (Rus)

    20. Brillas E., Mur E., Sauleda R., SaAnchez L., Peral J., DomeAnech X., Casado J. Aniline mineralization by AOP's: anodic oxidation, photocatalysis, Electro-Fenton and Photoelectro-Fenton processes. Applied Catalysis B: Environmental. 1998. V. 16. Pp. 31-42.

    21. Chen G. Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation and Purification Technology. 2004. V. 38. Pp. 11-41.

    22. Sarala C. Domestic wastewater treatment by electrocoagulation with Fe-Fe electrodes. International Journal of Engineering Trends and Technology. 2012. V. 3. Pp. 530-533.

    Відомості про авторів

    Вялкова Олена Ігорівна, канд. техн. наук, доцент, Тюменський індустріальний університет, 625000, м Тюмень, вул. Володарського, 38, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Глущенко Катерина Сергіївна, магістрант, Тюменський індустріальний університет, 625000, м Тюмень, вул. Володарського, 38, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Велижанин Тетяна Сергіївна, магістрант, Тюменський індустріальний університет, 625000, м Тюмень, вул. Володарського, 38, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Осипова Олена Юріївна, канд. геол.-мінерал. наук., доцент, Томський державний архітектурно-будівельний університет, 634003, м Томськ, пл. Соляна, 2, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Authors Details

    Elena I. Vialkova, PhD, A / Professor, Tyumen State Oil and Gas University, 38, Volodarskii Str., 625000, Tyumen, Russia, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Ekaterina S. Glushchenko, MSc, Tyumen State Oil and Gas University, 38, Volodarskii Str., 625000, Tyumen, Russia, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Tatjana S. Velizhanina, MSc, Tyumen State Oil and Gas University, 38, Volodarskii Str., 625000, Tyumen, Russia, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Elena Y. Osipova, PhD, A / Professor, Tomsk State University of Architecture and Building, 2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


    Ключові слова: ПІВНІЧНІ НАСЕЛЕННЯ ПУНКТИ / СТІЧНІ ВОДИ / ФІЗИКО-ХІМІЧНА ОЧИЩЕННЯ / БІОЛОГІЧНА ОЧИЩЕННЯ ПОБУТОВИХ СТІЧНИХ ВОД / КОАГУЛЯЦІЯ / ОКИСЛЕННЯ / Ефекти ОЧИСТКИ СТІЧНИХ ВОД / ARCTIC ZONE / WASTEWATER / PHYSICOCHEMICAL TREATMENT / COAGULATION / OXIDATION / WASTEWATER TREATMENT

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити