апрель 2019

Комбінований спосіб очистки стічних вод сільськогосподарських підприємств


Кашкальда Н. І. , Семенов М. І. , Степневська Яна Валеріївна Степневська Я. В.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Комбінований спосіб очистки стічних вод сільськогосподарських підприємств / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 119-120


Проблема утилізації стічних вод сільськогосподарських підприємств, в тому числі і біогазових комплексів, набуває останнього часу все більшої актуальності у зв’язку із підвищенням вимог до захисту навколишнього середовища. Особливої актуальності ця проблема набула у регіонах де розвинене тваринництво та птахівництво, і тому дуже важливо запобігати потраплянню відходів цих виробництв зі стічними водами у природні та підземні води.

Використання фотосинтезуючих одноклітинних водоростей, найчастіше роду Chlorella, в технологіях очистки стічних вод останнього часу зустрічається досить часто. Ефективність вилучення біогенних елементів мікроводоростями обумовлена в основному швидкістю росту культури, тому для покращення очистки стічних вод особливої уваги заслуговують ті їх види, що здатні до швидкого розмноження. Важливим аспектом є також здатність їх до створення симбіотичних відношень, толерантність до несприятливих факторів, швидкість засвоєння біогенних елементів та органічних компонентів стічної води, вміст біологічно-активних речовин (БАР) в біомасі та швидкість коагуляції. При цьому мікроводорості забезпечують зниження рівня органічних молекул, який характеризується показником хімічного споживання кисню (ХСК), амонійного азоту та фосфатів до рівня гранично допустимих концентрацій (ГДК) та навіть нижче. Але стічні води сільськогосподарських підприємств мають досить високий ступінь забруднення, тому для культивування хлорели необхідно розводити їх в сотні разів, що обмежує використання таких технологій на реальних підприємствах. Для вирішення цих проблем використовують попередні етапи реагентної очистки стічних вод з подальшим доочищенням їх за допомогою одноклітинних та багатоклі-тинних гідробіонтів.

В основу способу комплексного очищення висококонцентрованих стічних вод до рівня ГДК на підприємствах сільськогосподарської галузі була поставлена задача розробки технології без використання агресивних та токсичних хімічних речовин, яка буде простою та не вимагатиме реконструкції та додаткового обладнання на вже існуючих системах очищення.

Першим етапом очищення води є реагентне очищення за допомогою природних та нетоксичних сорбентів, коагулянта та флокулянта. Як сорбенти використовували наступні сполуки: золу стебла та лузги олійних та зернових культур, фосфогіпс − меліорант для сільського господарства та тирсу у співвідношенні (1,5:1:1). Як коагулянт використовували низькоосновний алюмінійвмісний коагулянт виробництва ЧП «НПФ СВК» − SVK-Aqua 17/45, який випускають згідно ТУ У 20.1–20257936-031:2013 в суміші з катіонним флокулянтом. Внесення сорбенту дозволить вже на першому етапі очищення знизити вміст зважених часточок та сухого залишку в очищеній воді в 3 рази; отримати більш щільну тверду фракцію після шнекової сепарації (використання флокулянта дозволить зневоднити осад без загрози зносу шнека), збагачену такими елементами як калій, кальцій, магній та деякими мікроелементами, що може бути основою для органо-мінерального добрива; покращити органолептичні показники стічної води за кольором в 2 рази, за запахом в 4 рази; зменшити час розділення твердої та рідкої фаз до 1,5-3 годин.

Саме одноклітинні зелені водорості мають найкращі показники в умовах культивування їх на висококонцентрованих стічних водах. Але навіть всередині одного роду суттєву перевагу мають такі його представники як Chlorella vulgaris та Chlorella ellipsoideа. Тому другим етапом очищення висококонцентрованих стічних вод є біологічнє доочищення їх під дією активного мулу та суспензії Chlorella ellipsoideа у співвідношенні 50:1 на якому проходить повна очистка її від зважених речовин, залишків органічних речовин та амонійного азоту. Згідно експериментальних даних, в результаті рівень їх знижується до ГДК.

Експериментальні результати свідчать також про ефективність використання в якості активної добавки при культивуванні Chlorella ellipsoideа на середовищі Прата очищеної на першому етапі стічної води в концентрації 1-3%. При чому вихід біомаси хлорели при додаванні до середовища Прата 1% очищеної стічної води збільшився в 2 рази, а додавання 2% дозволило збільшити вихід в 3,5 рази. Морфологічні характе-ристики клітин водоростей, яки були культивовані на середовищах з додаванням стічної води також вигідно відрізнялися від тих, що культи-вувалися на контрольних середовищах – розміри клітин були в 1,5-2 рази більшими, та мали більший відсоток жирових включень та інтенсивніше зелене забарвлення, що свідчить про інтенсивне продукування ненасичених жирних кислот та хлорофілів.

Таким чином запропонований комбінований спосіб очистки стічних вод впроваджується на виробництві поетапно, не вимагає значних капітальних витрат та зупинки очисних споруд на реконструкцію. Процес енергозберігаючий та реалізується на обладнанні, яке мають підприємства. Стічна вода після усіх етапів очищення відповідає усім нормам, показники не перевищують ГДК, а тверда фракція є збалансованою за своїм складом та може використовуватися як біогумус, а використання мікроводоростей на останньому етапі доочищення забезпечує більш глибоку переробку відходів тваринництва, збагачує активний мул різними БАР, що розширює коло його подальшого використання.