Интенсификация работы сооружений биологической очистки с использованием загрузочного материала

Рассматриваются возможности интенсификации работы биореакторов с использованием загрузочного материала, отмечается перспективность использования загрузки в связи с возможностью существенного уменьшения объема биореакторов. Использование сочетания взвешенной и прикрепленной формы активного ила позволяет увеличить эффективность очистки при тех же размерах сооружения. Объектом исследования являлись биологические очистные сооружения хозяйственно-­бытовых сточных вод производительностью от 500 до 10 000 м3/сут. В ходе исследования оценивались следующие загрузочные материалы: блоки биологической загрузки (ББЗ), листовой загрузочный материал (поливом), ершовая загрузка, подвижная (плавающая) загрузка. Рассмотрено применение загрузочного материала в различных зонах биореактора: аэробной, аноксидной и анаэробной. Наблюдается негативный эффект от наличия загрузочного материала в аэробной или аноксидной зоне биореактора, связанный, прежде всего, с трудностями эксплуатации и ошибками проектирования. Использование загрузочного материала в анаэробной и аноксидной зоне должно иметь серьезные обоснования и приводить к положительному эффекту в ряде случаев. Описаны особенности применения загрузочного материала в аэробной зоне. Отмечается, что при правильном монтаже и эксплуатации использование загрузочного материала в аэробной зоне биореактора приводит к увеличению окислительной мощности по удалению соединений азота и органическим загрязнениям на 30–50 %. Использование данной технологии требует особого внимания к механической ступени очистки, корректного монтажа загрузочного материала, высокого уровня квалификации персонала, задействованного в эксплуатации сооружения. В статье также представлены технологические параметры исследованного загрузочного материала и приведен укрупненный расчет экономической эффективности применения загрузочного материала в биореакторе.

1. Гогина Е.С., Гульшин И.А., Спасибо Е.В. Исследования работы и основы расчета затопленного биореактора для очистки сточных вод в условиях периодического использования // Современные инженерные проблемы ключевых отраслей экономики страны : сб. науч. тр. IV Междунар. Косыгинского форума «Проблемы инженерных наук: формирование технологического суверенитета». М. : РГУ им. А.Н. Косыгина, 2024. С. 204–207. EDN UCAAZW.

2. Макиша Н.А., Смирнов Д.Г. Глубокое удаление аммонийного азота из сточных вод с применением плавающего загрузочного материала // Водоочистка. 2013. № 11. С. 23–27. EDN REVUZH.

3. Ha Quan T., Gogina E., Makisha N. et al. Improving Nitrogen Removal Efficiency in SBR Reactors by Controlling Operational Phases // Applied Sciences (Switzerland). 2023. Vol. 13. No. 19. P. 10906. DOI: 10.3390/app131910906. EDN NDDDYD.

4. Словцов А.А. Совершенствование процессов биологической очистки сточных вод с помощью прикрепленных биоценозов // Вестник МГСУ. 2008. № 3. С. 80–85.

5. Швецов В.Н., Морозова К.М., Смирнова И.И. и др. Использование блоков биологической загрузки на сооружениях очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2010. № 10–2. С. 25–31. EDN MVREYB.

6. Бочкунова Д.Г. Использование носителя биомассы для интенсификации работы аэротенков. 2019.

7. Янцен О.В., Гогина Е.С. Технология очистки сточных вод от соединений азота на биофильтрах // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 12. С. 60–64. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.12.60-64. EDN BVHEXK.

8. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю. Применение каркасной загрузки для формирования иммобилизованного биоценоза в аэротенке // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2024. Т. 14. № 4 (51). С. 753–763.

9. Харькина О.В. Новые разработки Инженерно-технологического центра МГУП «Мосводоканал» // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2011. № 2 (38). С. 56–68. EDN NXVAEN.

10. Пукемо М. Проблемы обслуживания очистных сооружений и способы их решения // ВОДА MAGAZINE (Издательский дом «ЭкоМедиа»). 2016. Т. 6. № 106. С. 32–35.

11. Макиша Н.А., Смирнов Д.Г. Комплексная очистка сточных вод с минимизацией образования избыточного активного ила и осадка // Вестник МГСУ. 2012. № 12. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kompleksnaya-ochistka-stochnyh-vod-s-minimizatsiey-obrazovaniya-izbytochnogo-aktivnogo-ila-i-osadka-1 (дата обращения: 15.12.2025).

12. Цитлишвили Е.А. Удаление соединений азота и фосфора из сточных вод предприятий пищевой промышленности // Экология и промышленность. 2018. № 3–4 (56–57). С. 51–56. EDN YWBXNJ.

13. Янцен О.В., Канхва В.С., Гогина Е.С. Управление техническими и технологическими рисками канализационных очистных сооружений на всех стадиях жизненного цикла // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2022. № 1 (37). С. 97–105. DOI: 10.21869/2311-1518-2022-37-1-97-105. EDN PFNAJD.

14. Бобылева Т.Н., Шамаев А.С., Янцен О.В. Математическая модель фильтра для водоочистки с использованием биопленок // Сибирский журнал индустриальной математики. 2023. Т. 26. № 2 (94). С. 25–36. DOI: 10.33048/SIBJIM.2023.26.203. EDN XIGNQJ.

15. Об утверждении укрупненных нормативов цены строительства : приказ Минстроя России от 5 марта 2025 г. № 136/пр. Укрупненные нормативы цены строительства. НЦС 81-02-19–2025. Сборник № 19. Здания и сооружения городской инфраструктуры.