Рис. Схема строения гранулы активного ила с учетом распределения различных физиологических групп бактерий
В последние полтора десятилетия интенсивно развиваются биотехнологии очистки сточных вод с использованием гранулированного активного ила, полученного методом направленной селекции в реакторах последовательно-периодического (циклического) действия, или «реакторах SBR-типа» (от английского Sequencing Batch Reactor). Технологии аэробного гранулированного ила является следующим шагом в развитии этого типа сооружений.
Гранулированный активный ил отличается от флоккулированного размерами частиц (1‒3 мм), концентрически-зональным расположением различных групп микроорганизмов, плотностью и скоростью осаждения частиц (до 25 м/ч), пониженным в сравнении с классической технологией иловым индексом (до 40 мл/г). Это позволяет повышать концентрацию биомассы в сооружении до 8‒10 г/л. Процесс проходит при непрерывной подаче кислорода в систему, а проведение процессов нитри-денитрификации и дефосфотации осуществляется за счет пространственного разграничения различных групп микроорганизмов в грануле.
Первая реализованная в промышленных масштабах технология с использованием гранулированного активного ила ‒ Нерида (Nereda®), была разработана в Делфтском техническом университете (Delft University of Technology, Нидерланды) в конце 90-х, а затем коммерциализирована компанией Royal Haskoning DHV (Нидерланды)[8]. Технология Nereda® позволяет осуществить в одном биореакторе удаление БПК, азота и фосфора. Технология внедрена во многих странах, более чем на 30 очистных сооружениях (по данным на 2017 г.). Эксперты в области очистки коммунальных сточных вод считают, что эти технологии в ближайшем будущем станут доминирующими в области очистки коммунальных стоков и даже «стандартом качества» (подробнее).
Однако опыт использования биореакторов с гранулированной биомассой для биологической очистки низкоконцентрированных сточных вод с невысоким соотношением БПК/азот, к которым относятся городские сточные воды российских населенных пунктов, в настоящее время весьма мал. Это обусловило необходимость проведения лабораторных и пилотных исследований, направленных на разработку отечественной технологии очистки с использованием гранулированной биомассы, проводившихся в Инженерно-технологическом центре АО «Мосводоканал».
В статье Козлова М.Н., Акментиной А.В., Николаева Ю.А., Агарева А.М., Дорофеева А.Г., Асеевой В.Г. «Разработка циклической технологии очистки коммунальных сточных вод со сверхвысокой дозой частично гранулированного ила», опубликованной в октябрьском номере журнала «НДТ», представлены результаты разработки в АО «Мосводоканал» первой в РФ биотехнологии очистки городских сточных вод, направленной на применение гранулированного активного ила.
Результаты исследований показали, что разработанная технология SBR с частично гранулированным активным илом ‒ ГРАИЛ ‒ позволяет сократить общую площадь, занимаемую очистными сооружениями в 2 раза, а объем основных сооружений ‒ в 2,4 раза по сравнению с традиционной технологией удаления биогенных элементов (UCT) с использованием вторичных отстойников. Необходимое качество по взвешенным веществам, БПК5 и ХПК может быть обеспечено с использованием дисковых мембранных фильтров или аналогичных систем.
Внедрение современной биотехнологии ГРАИЛ представляется весьма перспективным для коммунальных очистных сооружений производительностью до 100 тыс. м³/сут. В настоящее время по такой технологии ведется проектирование сооружений, производительностью 500 м³/сут для очистки сточных вод одного из поселений Троицкого и Новомосковского округов. Строительство и пуск сооружений планируется в 2020 г.
Информация предоставлена журналом «НДТ»