Опытно-промышленные испытания препарата «Remedion®» для биологической очистки сточных вод

Одной из важных стадий в эксплуатации очистных сооружений является этап пуско-наладки, который включает настройку и проверку всех систем, предназначенных для очистки сточных вод [2, 13-14]. Пуско-наладочные работы на канализационных очистных сооружениях (КОС) требуют правильного запуска биологических процессов. Эти работы являются ключевыми для достижения максимальной эффективности очистки сточных вод и стабильной работы системы в дальнейшем. Для биологической очистки критически важен момент достижения устойчивости микробиологической активности, так как без должного уровня активного ила или его заменителей процесс очистки не будет эффективным. Это связано с необходимостью создания стабильной и функциональной микробиологической среды, что требует времени для адаптации и активизации микроорганизмов, входящих в состав активного ила [5-8].

Основной проблемой пуска в эксплуатацию КОС является процесс наладки эффективной биологической очистки, требующий большого количества времени – от полугода до года [13]. В это время производится только механическая очистка, которая не позволяет добиться необходимого качества очищенных сточных вод [9].

Одним из решений этой проблемы является использование бактерий-деструкторов, входящих в состав препарата «REMEDION ® » , которые могут значительно ускорять этот процесс. Препарат представляет собой смесь непатогенных устойчивых штаммов аэробных спорообразующих бактерий родов Bacillus и Paenibacillus spp. , выделенных из природных и антропогенно загрязненных локусов.

Быстрая активация биологических процессов позволяет быстрее достичь необходимых показателей качества сточных вод и сокращает время, затрачиваемое на пуско-наладку [5]. Более того, ускоренная биологическая очистка снижает объемы сброса загрязненных сточных вод в природные водоемы, что способствует улучшению состояния экосистем и предотвращению накопления загрязняющих веществ (ЗВ) в водных ресурсах [1, 3, 5-8, 10-14].

Материал и методы исследований. При проведении опытнопромышленных испытаний (ОПИ) определяли влияние препарата «REMEDION ® » на количественный состав ЗВ в хозяйственно-бытовых сточных водах и эффективность его применения для их биологической очистки методом биоремедиации в период ПНР на КОС одного из предприятий водопроводноканализационного хозяйства (ВКХ) Московской области.

Основными микроорганизмами, входящими в состав препарата, являются: Bacillus и Paenibacillus spp.

Проведению ОПИ предшествовала подготовка препарата, включающая в себя следующие этапы: выделение чистой культуры непатогенных микроорганизмов и их масштабирование, фасовка в еврокубы и их дальнейшая транспортировка к месту проведения ОПИ.ОПИ проводились путем введения двух видов штаммов спорообразующих бактерий с интервалом в одни сутки в локусы первой из двух новых линий биологической очистки действующих КОС, включающих четыре технологические линии с первичными отстойниками, аэротенками-денитрификаторами, аэротенками-нитрификаторами, вторичными отстойниками, биореакторами доочистки с ершовой загрузкой и песчано-гравийными фильтрами тонкой очистки. Внесение препарата осуществлялось равномерно по всему объему локуса при непрерывном перемешивании: в анаэробных условиях аэротенков-денитрификаторов и в аэробных условиях аэротенков-нитрификаторов, с поддержанием замкнутого цикла циркуляции возвратного активного ила без его удаления из системы. На первом этапе по 100 дм3 высококонцентрированного раствора препарата вносили в первичный отстойник, аэротенк-денитрификатор, аэротенк-нитрификатор и вторичный отстойник. На втором этапе внесение увеличили до 200 дм3 в каждый локус. Промежуточный отбор проб сточных вод проводился через сутки после каждого внесения, итоговый отбор после первого этапа – через трое суток из последнего локуса вторичного отстойника, после второго – через сутки.

Отборы проб в процессе проведения ОПИ и по их окончании и их количественный химический анализ (КХА) проводили сотрудники аккредитованной производственной           лаборатории предприятия ВКХ. Для проведения лабораторных      испытаний      по микробиологическим показателям пробы транспортировали в ООО «ИЛЦ БИОКОНТРОЛЬ».

Результаты         лабораторных исследований оценивали по   всем основным показателям ЗВ до и после проведения ОПИ. Образцом сравнения служила проба сточных вод   1-й технологической линии после вторичного отстаивания,      отобранная      перед проведением ОПИ.

Определение          содержания индикаторных показателей эффективности биологической очистки сточных вод методом биоремедиации, проводилось по методикам:

Фосфаты (мг/л) – ПНД Ф 14.1:2:4.248-2007 (издание 2016 г.);

Железо (мг/л) – ПНД Ф 14.1:2:4.143-98 (издание 2019 г.);

БПК-5 (мг/л) – ПНД Ф 10.1:2:3.131-2016 (издание 2022 г.);

Взвешенные вещества (мг/л) – ПНД Ф 14.1:2:4.254-2009 (издание 2017 г.);

ХПК (мг/л) – ПНД Ф 14.1:2:4.210-2005 (издание 2013 г.);

Нефтепродукты общие (мг/л) – ПНД 20.1:2:3.40-80 (издание 2015 г.);

АПАВ – ПНД Ф 14.1:2:4.158-2000 (издание 2014 г.);

Аммоний-ион – ПНД Ф 14.1:2:3.1-95 (издание 2017 г.);

Нитрат-ион  –  ПНД  Ф  14.1:2:4.4-95

(издание 2011 г.);

Нитрит-ион  –  ПНД  Ф  14.1:2:4.3-95

(издание 2011 г.);

Хлорид-ион – ПНД Ф 14.1:2:3:4.111-97 (издание 2020 г.)

Дата начала ОПИ – 02.04.2024 г. Дата окончания ОПИ – 18.04.2024 г.

Результат исследований. В ходе проведения 1-го и 2-го этапов ОПИ, с целью определения эффективности технологии     биоремедиации     для биологической очистки хозяйственнобытовых сточных вод КОС в период ПНР, была проведена сравнительная оценка содержания в них основных показателей

ЗВ до и после внесения препарата «remedion ® » .

Результаты сравнительной оценки содержания ЗВ до и после проведения 1-го этапа ОПИ отражены в диаграммах (рис. 110). На основании данных диаграмм произведен расчёт максимальной эффективности биоремедиации хозяйственно-бытовых сточных вод КОС в период ПНР препаратом «REMEDION ® » , которая была достигнута по итогу проведения обоих этапов ОПИ.

Рис. 1: Содержание химического потребление кислорода (ХПК) до и после 1-го этапа ОПИ, мгО2/дмЗ

Figure 1: Chemical oxygen demand (COD) content before and after stage 1 pilot tests, mgO2/dm3

■ до-500 ■ после-108

Рис. 3: Содержание АПАВ до и после 1-го этапа ОПИ, мг/дмЗ Figure 3: AS content before and after the 1st stage of pilot tests, mg/dm3

2,5

■ до-2,1 ■ после-0,23

Результаты сравнительной оценки содержания ЗВ до и после проведения 2-го этапа ОПИ отражены в диаграммах (Рисунок 11-20).

Результаты расчёта представлены в таблице 1.

Рис 5: Содержание биохимического потребления кислорода (БПК5) до и после 1-го этапа ОПИ, мгО2/дмЗ

Figure 5: Biochemical oxygen demand (B0D5) content before and after stage 1 of the pilot test, mgO2/dm3

Рис. 4: Содержание взвешенных веществ до и после 1-го этапа ОПИ, мг/дмЗ

Figure 4: Suspended solids content before and after stage 1 of pilot testing, mg/dm3

■ до-165 ■ после-14,2

■ до-200 ■ после-12

Как видно из данных таблицы 1 , наибольшая эффективность биоремедиации хозяйственно-бытовых сточных вод препаратом «REMEDION ® » (Эф.), рассчитанная по формуле (1), с учетом снижения содержания ЗВ не менее, чем на 40 %, составила для показателей:

БПК 5 - 98 %; АПАВ - 95 %; нефтепродукты - 88 %; взвешенные вещества - 88 %; ХПК - 82 %; нитрит-ион - 80 %; аммоний-ион - 73 %; фосфор фосфатов - 67 %; железо общее - 58 %; нитрат-ион - 45 %.

Эф. = 100 - (С кон. / С нач. x1QQ), %  (1)

где С нач. - содержание ЗВ до применения препарата;

С кон. - содержание ЗВ после

100 - коэффициент перевода значений из мг/дм³ в проценты.

применения препарата;

Рис 9: Содержание аммоний-иона до и после 1-го этапа ОПИ, мг/дмЗ

Figure 9: Ammonium-ion content before and after stage 1 of the pilot test, mg/dm3

Рис. 8: Содержание фосфора фосфатов до и после 1-го этапа ОПИ, мг/дмЗ Figure 8: Phosphorus phosphate content before and after stage 1 of the pilot test, mg/dm3

■ до-7,0 ■ после-2,3

Рис. 11: Содержание химического потребления кислорода (ХПК) до и после 2-го этапа ОПИ, мгО2/дмЗ

Figure 11: Chemical oxygen demand (COD) content before and after stage 2 of the pilot test, mgO2/dm3

■ до-500 ■ после-89

Рис. 12: Содержание хлоридов до и после 2-го этапа ОПИ, мг/дмЗ

Figure 12: Chloride content before and after stage 2 of the pilot test, mg/dm3

■ до-77 ■ после-69

Рис. 13: Содержание фосфора фосфатов до и после 2-го этапа ОПИ, мг/дмЗ Figure 13: Phosphorus phosphate content before and after stage 2 of the pilot test, mg/dm3

■ до-7,0 ■ после-5,18

Рис. 16: Содержание взвешенных веществ до и после 2-го этапа ОПИ, мг/дмЗ Figure 16: Suspended solids content before and after Pilot Test Phase 2, mg/dm3

■ до-165 ■ после-19

Таблица 1 – Максимальная эффективность биоремедиации хозяйственно-бытовых сточных вод препаратом «REMEDION®» в период ПНР на КОС

№ п/п	Наименование показателя ЗВ	Ед. изм.	Содержание ЗВ до применения препарата	Содержание ЗВ после применения препарата	Эффективность биоремедиации, %
1	БПК 5	мгО 2 /дм3	200	3,4	98
2	АПАВ	мг/дм3	2,1	0,109	95
3	нефтепродукты	мг/дм3	2,6	0,3	88
4	взвешенные вещества	мг/дм3	165	19	88
5	ХПК	мгО 2 /дм3	500	89	82
6	нитрит-ион	мг/дм3	0,670	0,135	80
7	аммоний-ион	мг/дм3	85	23	73
8	фосфор фосфатов	мг/дм3	7	2,3	67
9	железо общее	мг/дм3	0,6	0,25	58
10	нитрат-ион	мг/дм3	0,85	0,47	45
11	хлорид-ион	мг/дм3	77	69	10

Заключение. Таким образом, результаты проведённых ОПИ подтвердили эффективность технологии биоремедиации с использованием препарата «REMEDION®» при вводе в эксплуатацию КОС хозяйственно-бытовых сточных вод городских поселений и округов в период ПНР. Наибольший эффект от применения технологии наблюдается по таким показателям, как БПК₅, АПАВ, нефтепродукты, взвешенные вещества, ХПК, нитрит-ион, аммоний-ион, фосфаты, общее железо и нитрат-ион.

Использование данной технологии обеспечивает эффективную биологическую очистку сточных вод в условиях отсутствия активного ила, предотвращая сброс неочищенных хозяйственно-бытовых стоков в природные водоёмы и снижая экологические риски. Это делает её практично значимой для стабилизации и поддержания работы КОС в период пуско- наладки.