ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  ШЛАМА  ОТ  ТЭС  В  КАЧЕСТВЕ  СОРБЕНТА  ДЛЯ  БИОЛОГИЧЕСКОЙ  ОЧИСТКИ  СТОЧНЫХ  ВОД

Шарифуллина  Альбина  Айратовна

студент  2  курса  магистратуры,  кафедра  технология  воды  и  топлива  КГЭУ,  РФ,  г.  Казань

E-mail:  albinairatovna91@mail.ru

Шарифуллина  Алсу  Айратовна

студент  2  курса  магистратуры,  кафедра  технология  воды  и  топлива  КГЭУ,  РФ,  г.  Казань

E-mail:  alsu_sharifullina@inbox.ru

Дремичева  Елена  Сергеевна

научный  руководитель,  канд.техн.  наук,  доцент  КГЭУ,  РФ,  г.  Казань

E-mail:  lenysha@mail.ru

Современный  этап  развития  цивилизации  в  большинстве  стран  мира  привел  к  резкому  возрастанию  количества  различных  отходов  антропогенного  характера  и  массовому  загрязнению  поверхностных  и  подземных  вод.  Ежегодно  речной  сток  выносит  в  мировой  океан  до  6,5  млн.  т  фосфора.  К  одним  из  распространенных  загрязняющих  веществ  водных  объектов  относятся  фосфатсодержащие  сточные  воды.

Фосфор  относится  к  числу  биогенных  элементов,  имеющих  особое  значение  для  развития  жизни  в  водных  объектах.  Соединения  фосфора  встречаются  во  всех  живых  организмах,  они  регулируют  энергетические  процессы  клеточного  обмена.  При  отсутствии  соединений  фосфора  в  воде  рост  и  развитие  водной  растительности  прекращается,  однако  избыток  их  также  приводит  к  негативным  последствиям,  вызывая  процессы  эвтрофирования  водного  объекта  и  ухудшение  качества  воды  [1].

В  водах  соединения  фосфора,  как  минеральные,  так  и  органические  могут  присутствовать  в  растворенном,  коллоидном  и  взвешенном  состоянии.  Переход  соединений  фосфора  из  одной  формы  в  другую  осуществляется  довольно  легко,  что  создает  сложности  при  определении  тех  или  иных  его  форм.  Обычно  идентификация  их  осуществляется  по  процедуре,  с  помощью  которой  проводят  определение.  В  том  случае,  когда  анализируют  фильтрованную  пробу,  говорят  о  растворенных  формах,  в  противном  случае  —  о  суммарном  содержании. 

Среди  широкого  спектра  существующих  методов  очистки  сточных  вод  единственным,  позволяющим  удалить  загрязняющие  вещества  до  следовых  количеств,  является  метод  сорбции.  Его  востребованность  подтверждается  масштабами  и  многообразием  различных  видов  сорбентов,  однако  чаще  других  в  качестве  адсорбента  используют  гранулированный  активированный  уголь.  Но  его  высокая  стоимость  как  в  нашей  стране,  так  и  за  рубежом  вызывает  необходимость  многократного  использования  после  соответствующей  регенерации,  приводящей  к  дополнительным  экономическим  и  энергетическим  затратам  и  вторичному  загрязнению  воды.  Поэтому  более  целесообразно  для  реализации  данного  метода  использовать  в  качестве  сорбентов  более  дешёвые  природные  материалы  или  отходы  производств  промышленных  предприятий.  В  качестве  отхода  производства  был  выбран  шлама  ВПУ  ТЭС.  Выбор  карбонатного  шлама  в  качестве  сорбционного  материала  обусловлен  его  дешевизной,  доступностью  и  литературными  данными  о  возможности  использования  для  биосорбционной  очистки  на  промышленных  предприятиях  [4]. 

Выполнение  измерений.

Для  количественного  определения  фосфат-ионов  в  воде  до  и  после  очистки  были  приготовлены  модельные  растворы.  Основной  раствор  с  концентрацией  ионов  PO₄^-3  0,2  мг/дм³,  рабочий  раствор  I  с  концентрацией  ионов  PO₄^-3  0,002  мг/дм³,  рабочий  раствор  II  с  концентрацией  ионов  PO₄^-3  0,01  мг/дм³.

Измерения  проводили  по  стандартной  методике  на  фотоэлектроколориметре  при  длине  волны  λ=  690  нм  [2].

Величина  рН  является  важным  показателем  кислотности  или  щелочности  воды,  вспомогательной  величиной  в  аналитических  расчетах.  Для  определения  рН  мы  применили  электрометрическое  определение  рН  со  стеклянными  электродами,  рН  модельного  раствора  составил  6,57. 

В  качестве  сорбирующего  материала  был  взят  производственный  карбонатный  шлам  в  высушенном  состоянии  и  водной  влажности.  Влажность  высушенного  шлама  W=3  %,  влажность  мокрого  шлама  W=16,81  %  .

Сорбционную  емкость  шлама  определяли  динамическим  методом.  Для  этого  были  приготовлены  насыпные  фильтры,  представляющие  собой  колонку  высотой  100  мм  и  диаметром  12  мм,  наполненные  соответствующими  сорбентами.  Высота  плотно  заполняющего  колонку  сорбента  составляет  20  мм.  Для  предотвращения  засорения  крана  частицами  сорбента  и  для  равномерного  заполнения  сорбентом  колонки  в  её  зауженную  часть  была  помещена  вата.  Предварительно  вата  была  протестирована  на  предмет  сорбционных  свойств;  было  обнаружено,  что  она  не  сорбирует  исследуемые  фосфат-ионы. 

Для  пропускания  через  фильтр  модельные  растворы  отбирались  в  количестве  200  мл.  Время  прохождения  модельного  раствора  через  колонку  с  высушенным  шламом  составило  48  минут,  для  влажного  шлама  —  45  минут.  Остаточную  концентрацию  ионов  в  фильтрате  определяли  по  стандартной  методике.

Результаты  исследований  приведены  в  таблице  (табл.  1).

Таблица  1.

Результаты  оценки  динамической  емкости  шлама

Как  видно  из  результатов  экспериментов  эффективность  очистки  не  значительно  отличается  от  влажности  шлама.

Исследования  анализа  показателей  сточной  воды  до  очистки.

Результаты  исследований  приведены  в  таблице  (табл.  2).

Таблица  2.

Показатели  сточной  воды  до  очистки

Далее  проводились  исследования  на  сточной  воде  с  биологических  очистных  сооружений.  Также  исследовались  изменение  показателей  при  динамической  очистке  с  высушенным  и  влажным  шламом.

Результаты  приведены  в  таблице  (табл.  3).

Таблица  3.

Показатели  анализа  сточной  воды  по  высушенному  и  влажному  шламу

Нормы  предельно  допустимой  концентрации,  прописанные  в  таксации  рыбохозяйственных  водных  объектов  [3—6]  (табл.  4).

Таблица  4. 

Нормы  ПДК  прописанные  в  таксации  рыбохозяйственных  водных  объектов

Анализ  результатов  исследования  позволяет  сделать  вывод,  что  удаление  фосфатов  из  сточных  вод  при  биологической  очистке  с  использованием  отходов  производств,  в  том  числе  карбонатного  шлама  ВПУ  ТЭС,  является  перспективным  методом.  Исследования  показали,  что  при  проведении  сорбционной  очистки  концентрация  фосфатов  в  сточных  водах  снизилась  и  не  превышает  нормы,  прописанные  в  таксации  рыбохозяйственных  водных  объектов.  Использование  шлама  в  биологической  очистке  сточных  вод  значительно  снижает  содержание  фосфатов  в  сточных  водах,  что  благоприятно  сказывается  на  водных  объектах  города  Казани.

Список  литературы:

1. База  рефератов  //  REFERAT.RU  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.referat.ru/referat/ocenka-kachestva-ochistki-stochnyh-vod-30873  (дата  обращения  21.12.2014).
2. Васкевич  Д.Н.,  Л.Н.  Овсянникова.  Унифицированные  методы  анализа  вод  //  Издательство  «Химия»,  М.,1971  г.
3. ГОСТ  17.1.2.04-77  —  ПОКАЗАТЕЛИ  СОСТОЯНИЯ  И  ПРАВИЛА  ТАКСАЦИИ  РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ  ВОДНЫХ  ОБЪЕКТОВ. 
4. Николаева  Л.А.,  Недвецкая  Р.Я.  Биосорбционная  технология  очистки  сточных  вод  промышленных  предприятий  //  Водоочистка.  —  2013.  —  №  9,  —  С.  17—22.
5. СанПиН  2.1.5.980-00  САНИТАРНЫЕ  ПРАВИЛА  И  НОРМЫ 
6. Санитарные  правила  и  нормы  охраны  поверхностных  вод  от  загрязнения  (СанПиН  №  4630-88  от  04.07.88).