bbk 000000

УДК 504.064:628.356

Рублевская О. Н., Пробирский М. Д., Леонов Л. В.

Внедрение технологических решений, направленных на предотвращение эвтрофикации водоемов (опыт ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»)

Аннотация

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» является крупнейшим водопользователем в прибрежной зоне Балтики, поэтому предприятие обязано соблюдать нормативы сброса сточных вод в водные объекты. Качественный состав сбрасываемых стоков регулируется не только российскими нормативными требованиями, но и международными рекомендациями, в том числе Хельсинкской конвенцией по защите морской среды района Балтийского моря. Россия одобрила конвенцию в 1998 г. С этого момента все усилия Санкт-Петербурга и Водоканала были направлены на сокращение сброса сточных вод в Балтийское море без очистки и обеспечение требований к очищенным стокам. Представлен опыт «Водоканала Санкт-Петербурга» по внедрению технологии удаления биогенных элементов с целью предотвращения эвтрофикации водоемов. Изучен зарубежный опыт, проведены лабораторные и промышленные испытания различных технологий по глубокому удалению фосфора и азота. Рассказано о технологии Креал и ее недостатках, выявленных в процессе эксплуатации, а также о внедренных в целях повышения эффективности очистки сточных вод технологических схем Кейптаунского университета (UCT-процесс) и Йоханесбургского университета (JHB-процесс). Для достижения стабильного содержания фосфора в очищенной воде в соответствии с нормативами внедрено его химическое удаление. С 2011 г. Санкт-Петербург полностью выполняет рекомендации ХЕЛКОМ.

Ключевые слова

очистные сооружения , сточные воды , сульфат алюминия , общий фосфор , общий азот , эвтрофикация водоема , сернокислое железо

bbk 000000

УДК 628.35

Рублевская О. Н., Колосов Д. Е., Вересова М. В., Панкова Г. А.

Изучение токсического воздействия соединений алюминия на биоценоз активного ила аэротенков

Аннотация

Для доочистки сточных вод от фосфора как лимитирующего эвтрофикацию водоемов-водоприемников элемента применяют железо- и алюминийсодержащие реагенты. На очистных сооружениях ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» реагентное удаление фосфора из сточных вод осуществлялось с помощью импортного сульфата железа (III), а в 2012 г. стали использовать отечественный сульфат алюминия. Переход на сульфат алюминия сопровождался рядом опытных и исследовательских работ, одна из которых была направлена на изучение токсического действия солей алюминия и железа (III) на активный ил аэротенков. Дан обзор различных точек зрения на токсичность соединений алюминия для растений и животных в целом и приведены результаты собственного изучения воздействия сульфатов алюминия и железа (III) на биоценоз активного ила аэротенков. При исследовании пробы иловой смеси, обработанные разными дозами реагентов, подпитывались ацетат-ионами и в течение 18 часов аэрировались в одинаковых условиях, после чего пробы ила подвергались микроскопированию. Подтверждено отсутствие токсического действия сульфата алюминия на биоценоз ила при концентрациях металла до 64 мг/л включительно, что превышает практически применяемые дозы реагента в десятки раз. При внесении бльших количеств сульфатов алюминия или железа угнетение гидробионтов вызывалось снижением рН, а при выравнивании рН щелочью биоценоз переставал проявлять признаки ингибирования. При дальнейшем увеличении доз реагентов и щелочи до 1000 мг/л по алюминию или железу угнетение гидробионтов было связано с ростом солесодержания, губительного для пресноводного биоценоза.

Ключевые слова

аэротенк , сульфат алюминия , алюминий , токсическое воздейст­вие , устойчивость активного ила , устойчивость индикаторных микроорганизмов активного ила

bbk 000000

УДК 628.16.065.2.001.2

Стрелков А. К., Егорова Ю. А., Быкова П. Г., Ерчев В. Н., Дударев В. А., Кичигин В. И.

Исследование возможности очистки маломутных вод в условиях НФС-1 г. Самары

Аннотация

Предложена и испытана в производственных условиях технологическая схема обработки воды коагулянтом оксихлоридом алюминия в сочетании с флокулянтом Magnafloc LT20 в зимний период и во время весеннего паводка. Установлено, что качество воды по перманганатной окисляемости, остаточному алюминию, цветности, мутности улучшилось. Доказано, что эффективность обеззараживания при коагуляционной обработке оксихлоридом алюминия в 1,5–2 раза выше, чем сернокислым алюминием. Это позволяет уменьшить дозу хлора при первичном обеззараживании и соответственно снизить вероятность образования хлорорганических соединений. За счет уменьшения дозы полиоксихлорида алюминия шламообразование в очистных сооружениях снижается до 30%, что позволяет сократить сброс взвешенных веществ и остаточного алюминия со станции. Снижаются производственные расходы и потери воды, улучшаются условия дезинфекции сооружений, что гарантирует эпидемическую безопасность воды.

Ключевые слова

мутность , цветность , остаточный алюминий , сульфат алюминия , шламообразование , эпидемическая безопасность

bbk 000000

УДК 628.345.1

Рублевская О. Н., Колосов Д. Е., Панкова Г. А.

Обоснование применения сульфата алюминия для удаления фосфора из сточных вод на очистных сооружениях Санкт-Петербурга

Аннотация

Статья открывает цикл их трех статей, посвященных внедрению сульфата алюминия в качестве реагента для химического удаления соединений фосфора из сточных вод. Описывается актуальность задачи очистки сточных вод от биогенных элементов и обосновывается особая важность удаления фосфора для защиты водных объектов от эвтрофирования. Приводится краткий литературный обзор, включающий практику химического удаления фосфора из сточных вод в США и Евросоюзе. Приведены существенные для практического применения отличия химических свойств основных реагентов, применяемых для химического удаления фосфора, – соединений кальция, алюминия и железа. Во второй статье будет дана оценка токсичности соединений железа и алюминия, будут обсуждены результаты изучения влияния солей железа и алюминия на биоценоз активного ила аэротенков и обезвоживаемость смеси осадков. В заключительной третьей статье будет представлен подробный отчет о внедрении сульфата алюминия в качестве реагента для химического удаления соединений фосфора из сточных вод на канализационных очистных сооружениях Санкт-Петербурга.

Ключевые слова

сточные воды , сульфат алюминия , удаление биогенных элементов , химическое осаждение фосфора , сульфат железа , нерастворимые фосфаты

DOI 10.35776/MNP.2020.06.05
УДК 628.161.2:628.169:675.024

Чурсин В. И., Панфилов Е. В.

Осаждение красителей из отработанных растворов с использованием магнийсодержащих препаратов

Аннотация

Отработанные растворы после процесса крашения кожи вносят значительный негативный вклад в загрязнение общих стоков предприятия, что предполагает необходимость их локальной очистки для снижения содержания органичес­ких красителей перед их сливом в общий сток. Цель работы заключалась в исследовании возможности применения магнийсодержащих препаратов для осаждения красителей из локальных стоков. Эксперименты проводили с использованием смоделированных растворов кислотных красителей, различающихся молекулярной структурой и количеством ауксохромных групп, обеспечивающих раст­воримость красителя и его адсорбцию окрашиваемым материалом. Осаждение красителей осуществлялось магнийсодержащими препаратами – суспензией гидроксида магния и оксидом магния (МагПро) и для сравнения сульфатом алюминия. Эффективность осаждения красителей из раст­воров оценивали по количеству выделившегося осадка и оптической плотности надосадочной жидкости. Показано влияние расхода осадителя на эффективность удаления красителей из раствора. Результаты эксперимента позволили установить оптимальные расходы осадителей для каждого из использованных красителей. Установлено, что по отношению к раствору прямого коричневого красителя сульфат алюминия и МагПро одинаково эффективны. Краситель кислотный черный осаждается преимущественно сульфатом алюминия, в то время как Луганил коричневый NG – только магнийсодержащими препаратами. Для осаж­дения красителей из локальных стоков при равном выходе осадка расход препарата МагПро в 10 раз меньше, чем при использовании сульфата алюминия. Препарат МагПро более эффективен при осаждении и обесцвечивании локальных стоков после крашения кожи при рН выше 12.

Ключевые слова

осаждение , сульфат алюминия , оптическая плотность , локальные стоки , красители , магнийсодержащие препараты , гидроксид магния , обесцвечивание растворов

bbk 000000

УДК 628.161.3

Гетманцев С. В., Сычев А. В., Гетманцев В. С.

Перспективы коагуляционной обработки вод

Аннотация

Несмотря на значительный прогресс и растущую популярность мембранных методов очистки воды, реагентная обработка продолжает прочно удерживать свои позиции. Одним из важнейших характеристик коагулянтов на основе полиоксихлорида алюминия (ПОХА) является основность. От основности, при прочих равных условиях, зависят степень снижения щелочности и рН воды, подвергающейся коагуляционной обработке. Значение рН, которое достигается по окончании гидролиза коагулянта, в свою очередь определяет электрокинетический потенциал коллоидов, присутствующих в воде, и кинетическую устойчивость коллоидной системы. Каждому типу коллоидных загрязнителей воды соответствует оптимальное значение pH при проведении коагуляции. Результатом работы ОАО «Аурат» по освоению технологии производства ПОХА из высокочистого металлического алюминия стал вывод на рынок коагулянта марки ЭПОХА™ с основностью от 40 до 83%. Использование ЭПОХА™ позволяет подобрать для каждого потребителя и для каждого климатического сезона оптимальную модификацию ПОХА. Другой новый продукт, выпускаемый ОАО «Аурат» под маркой ГранЭКО™, представляет собой кристаллический хлоргидрат алюминия 65–83% основности. Содержание активного вещества в таком продукте составляет до 50% по Al₂O₃. Высокая основность позволяет использовать ГранЭКО™ для осветления вод с низким щелочным резервом без применения подщелачивающих агентов. Важным направлением развития средств для химводоподготовки является разработка композиционных реагентов, сочетающих в своем составе неорганический коагулянт и органический полиэлектролит. Новые композиционные реагенты серии ЭРЧВ™ представляют собой композицию из коагулянта на основе соли алюминия, полидиаллилдиметиламмония хлорида и модифицирующих добавок, обес­печивающих проявление синергетического эффекта и стабильность при хранении. Разнообразие характеристик очищаемых вод и применяемых технологических схем требует комплексного подхода к решению вопроса корректировки pН, при котором проходит коагуляция, путем использования коагулянта большей или меньшей основности и переноса точки его ввода.

Ключевые слова

коагуляция , остаточный алюминий , сульфат алюминия , полиоксихлорид алюминия , реагентные методы водоподготовки , основность

bbk 000000

УДК 628.162

Гандурина Л. В., Гаврилова Н. Н., Кузин Е. Н., Рафф П. А.

Применение метода динамического светорассеяния  для характеристики гумусовых кислот природных вод

Аннотация

Приведены результаты исследований влияния солей нат­рия, кальция и алюминия на дисперсные характеристики гумусовых кислот природных вод с использованием анализатора Photocor Compact-Z. Дисперсность гумусовых кислот по молекулярной массе в значительной степени определяет эффективность обесцвечивания природной воды солями алюминия. Показано, что метод динамического светорассеяния может служить быстрым и эффективным способом изучения конформационных изменений макромолекул гумусовых кислот в щелочных и кислых растворах и химических взаимодействий гумусовых кислот с ионами металлов. Исследования проводились на реальных природных и модельных водах, полученных экстрагированием гумусовых кислот из торфа дистиллированной водой и разбавлением полученных растворов до требуемой цветности. Ионный состав модельной воды изменяли добавлением хлорида кальция, сульфата алюминия, полиоксихлорида алюминия марки «Аква-Аурат™30», гидрокарбоната натрия и соляной кислоты.

Ключевые слова

цветность , природные воды , сульфат алюминия , полиоксихлорид алюминия , гумусовые кислоты , щелочность , светорассеяние

bbk 000000

УДК 628.168.4

Гандурина Л. В., Гетманцев С. В., Рафф П. А., Никифорова А. Ю.

Химические аспекты обесцвечивания маломутных природных вод солями алюминия

Аннотация

Рассмотрен механизм обесцвечивания природных вод сульфатом и полиоксихлоридом алюминия. Основной вклад в снижение цветности природных вод вносят реакции комп­лексообразования гумусовых кислот с солями алюминия. Параллельно протекающая реакция гидролиза сульфата и полиоксихлорида алюминия способствует уменьшению содержания ионов алюминия в очищенной воде и не снижает ее цветность. Найдены эмпирические зависимости дозы коагулянтов от цветности и щелочности исходной воды. Более высокая эффективность и меньшие дозы полиокси­хлорида алюминия по сравнению с сульфатом алюминия для снижения цветности определяются полимерным характером полиоксихлорида алюминия. Применение коагулянтов совместно с катионным флокулянтом Праестол 650 позволяет повысить эффективность снижения цветности на 10–20% при оптимальном соотношении коагулянт:флокулянт, которое составляет 50:1 для полиоксихлорида алюминия и 20:1 для сульфата алюминия.

Ключевые слова

цветность , природные воды , сульфат алюминия , катионный флокулянт , полиоксихлорид алюминия , гумусовые кислоты , щелочность , гидролиз , комплексо­образование

bbk 000000

UDC 628.161.3

Кинебас А. К., Нефедова Е. Д., Гвоздев В. А., Русанова Л. П.

Эффективность использования полиоксихлоридов алюминия при очистке природных вод

Аннотация

ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» постоянно совершенствует технологии водоподготовки c целью повышения качества услуг водоснабжения. В результате проведения лабораторных, пилотных и производственных апробаций получены данные по применению более 160 образцов коагулянтов на основе солей различных поливалентных металлов. Среди них коагулянты на основе алюминия, железа, титана, а также их композитных соединений. Исследования порядка 50 образцов оксихлоридов алюминия различных оте­чественных и зарубежных фирм-производителей показали, что для специфики такого водоисточника, как река Нева, наиболее предпочтительно использование реагентов низкой и средней основности для технологических процессов, протекающих в контактных осветлителях. Применение оксихлорида алюминия позволяет увеличить гидравлическую крупность коагулированных хлопьев без введения подщелачивающих реагентов. При этом повышается эффективность работы первой ступени очистки воды (отстойников) при низкой температуре водоисточника. ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» выбрана концепция использования линейки коагулянтов в различные периоды года.

Ключевые слова

коагулянт , оксихлорид алюминия , сульфат алюминия , пилотные испытания