ОЧИСТКА СТОЧНОЙ ВОДЫ ОТ НИТРОСОЕДИНЕНИЙ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА В РЕАКТОРЕ БИОПЛЕНКИ С АНАЭРОБНОЙ- АНОКСИЧЕСКОЙ- ОКСИЧЕСКОЙ ЗОНАМИ И ДВИЖУЩИМСЯ СЛОЕМ (A2O-MBBR)
Аннотация
2,4,6-Тринитротолуол (ТНТ) широко используется в производстве взрывчатых веществ. Поскольку он токсичен и мутагенен для людей и животных, необходима очистка сточных вод от TNT. Были собраны сточные воды, содержащие ТНТ, из четырех заводов во Вьетнаме, производящих промышленные взрывчатые вещества. Образцы имели разные характеристики и широко варьировались, особенно концентрации ТНТ, в зависимости от технологии и метода управления производством на каждом заводе. Конкретно, концентрация ТНТ варьировалась от 25 до 128 мг/л, химическая потребность в кислороде (ХПК) варьировалась от 128 до 650 мг/л, БПК – от 28 до 67 мг/л, NH4+ – от 23 до 325 мг/л, ТР – от 0,13 до 0,38, а рН – от 6,5 до 8,2. Во Вьетнаме удаление TNT проводят путем адсорбции на гранулированном активированном угле и дальше сжигания. Этот метод является дорогостоящим и создает вторичное загрязнение. Чтобы преодолеть эти недостатки, в этом исследовании была предложена комбинация реактора биопленки с анаэробно-аноксическо-оксическими зонами и движущимся слоем (A2O-MBBR) для очистки сточных вод ТНТ. Реакционные резервуары системы A2O-MBBR были дополнены активными илами от станции очистки сточных вод в химической и электротехнической компании 15, содержащей биологические препараты нитрифицирующих и денитрифицирующих бактерий. Результаты показали, что в системе A2O-MBBR в течение 30 дней с 24-часовым сроком хранения при начальных условиях: ХПК: 200-250 мг/л, ТВЧ: 1800-3000 мг/л, свободный кислород: 5 мг/л, эффективность удаления ХПК достиглась приблизительно 70-83%, концентрация ХПК в отходящем потоке составляла примерно 50-75 mg/l; эффективность удаления ТНТ – 91-99,7%, а концентрация ТНТ на выходе составляла примерно 0,5-2 мг/л и эффективность удаления аммония составляла приблизительно 42,8-66%, выходная концентрация – от 15 до 17 мг/л.
Для цитирования:
Нхан Ву Зуй, Ту Нгуен Ван, Нхан Нгуен Тхи, Хыонг Ле Май, Царев Ю.В., Хыонг Ле Тхи Май Очистка сточной воды от нитросоединений ароматического ряда в реакторе биопленки с анаэробной- аноксической- оксической зонами и движущимся слоем (A2O-MBBR). Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 9-10. С. 113-119
Литература
Zhang M., Liu G., Song K., Wang Z., Zhao Q., Li S., Ye Z. Biological treatment of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) red wa-ter by immobilized anaerobic–aerobic microbial filters. Chem. Eng. J. 2015. V. 259. P. 876–884. DOI: 10.1016/j.cej.2014.08.041.
Wang Z., YeZ., ZhangM., Bai X. Degradation of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) by immobilized microorganism-biological filter. Process Biochem. 2010. V. 45. N 6. P. 993–1001. DOI: 10.1016/j.procbio.2010.03.006.
Esteve-Núñez A., Caballero A., Ramos J.L. Biological Degradation of 2,4,6-Trinitrotoluene. Microbiol. Molecular Biology Rev. 2001. V. 65. N 3. P. 335–352. DOI: 10.1128/ MMBR.65.3.335-352.2001.
Kroger M., Fels G. Combined biological–chemical procedure for the mineralization of TNT. Biodegradation. 2007. V. 18. N 4. P. 413–425. DOI: 10.1007/s10532-006-9076-4.
Popesku J.T., Singh A., Zhao J., Hawari J., Ward O.P. Metabolite production during transformation of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) by a mixed culture acclimated and main-tained on crude oil-containing media. Appl. Microbiol. Bio-technol. 2004. V. 65. N 6. P. 739–746. DOI: 10.1007/s00253-004-1625-3.
Paca J., Halecky M., Barta J., Bajpai R. Aerobic biodegra-dation of 2,4-DNT and 2,6-DNT: Performance characteristics and biofilm composition changes in continuous packed-bed bioreactors. J. Hazard. Mater. 2009. V. 163. N 2-3. P. 848-854. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.07.037.
Barreto-Rodrigues M., Silva F.T., Paiva T.C.B. Characteri-zation of wastewater from the Brazilian TNT industry. J. Haz-ard. Mater. 2009. V. 164. N 1. P. 385-388. DOI: 10.1016/ /j.jhazmat.2008.07.152.
Sikandar I.M., Manjunatha P.T., Harichandra Z.N. Bio-remediation of 2,4,6-Trinitrotoluene Explosive Residues. In: Biological Remediation of Explosive Residues: Environmental Science and Engineering. Switzerland: Springer International Publishing. 2014. P. 201- 233. DOI: 10.1007/978-3-319-01083-0-10.
Barreto-Rodrigues M., Silva F.T., Paiva T.C.B. Combined zero-valent iron and fenton processes for the treatment of Bra-zilian TNT industry wastewater. J. Hazard. Mater. 2009. V. 165. N 1-3. P. 1224–1228. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.09.120.
Oh S., Chiua P.C., Kim B.J., Cha D.K. Enhancing Fenton oxidation of TNT and RDX through pretreatment with zero-valent iron. Water Res. 2003. V. 37. N 17. P. 4275-4283. DOI: 10.1016/S0043-1354(03)00343-9.
Wang Z., Xua X., Gong Z., Yang F. Removal of COD, phenols and ammonium from Lurgi coal gasification wastewater using A2O-MBR system. J. Hazard. Mater. 2012. V. 235- 236. P .78-84. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2012.07.012.
You S.J., Hsu C.L., Chuang S.H., Ouyang C.F. Nitrifica-tion efficiency and nitrifying bacteria abundance in combined AS-RBC and A2O systems. Water Res. 2003. V. 37. N 10. P. 2281-2290. DOI: 10.1016/S0043-1354(02)00636-X.
Zhang M., Tay J.H., Qian Y., Gu X.Sh. Coke plant wastewater treatment by fixed biofilm system for COD and NH3-N removal. Water Res. 1998. V. 32. N 2. P. 519-527. DOI: 10.1016/S0043-1354(97)00231-5.
Biswas K., Taylor M.W., Turner S.J. Successional devel-opment of biofilms in moving bed biofilm reactor (MBBR) systems treating municipal waste water. Appl. Microbiol. Bio-technol. 2014. V. 98. P. 1429–1440. DOI: 1007/s00253-013-5082-8.
Zekker I., Rikmann E., Tenno T., Lemmiksoo V., Menert A., Loorits L., Vabamae P., Tomingas M., Tenno T. Anammox enrichment from reject water on blank biofilm car-riers and carriers containing nitrifying biomass: operation of two moving bed biofilm reactors (MBBR). Biodegradation. 2012. V. 23. P. 547–560. DOI: 10.1007/s10532-011-9532-7.
Barwal A., Chaudhary R. To study the performance of biocarriers in moving bed biofilm reactor (MBBR) technology and kinetics of biofilm for retrofitting the existing aerobic treatment systems: a review. Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2014. V. 13. P. 285–299. DOI: 10.1007/s11157-014-9333-7.
Hye Ok Park, Sanghwa Oh, Rabindra Bade, Won Sik Shin. Application of A2O moving-bed biofilm reactors for textile dyeing waste water treatment. Korean J. Chem. Eng. 2010. V. 27. N 3. P. 893-899. DOI: 10.1007/s11814-010-0143-5.
Wei Zeng, Lei Li, Ying-ying Yang, Xiang-dong Wang, Yong-zhenPeng. Denitrifying phosphorus removal and im-pact of nitrite accumulation on phosphorus removal in a con-tinuous anaerobic–anoxic–aerobic (A2O) process treating domestic wastewater. Enzym. Microb. Technol. 2011. V. 48. P. 134–142. DOI: 10.1016/j.enzmictec.2010.10.010.
Rajesh Banu J., Do Khac Uan, Ick-Tae Yeom. Nutrient removal in an A2O-MBR reactor with sludge reduction. Bio. Res. Technol. 2009. V. 100. P. 3820–3824. DOI: 10.1016/ /j.biortech.2008.12.054.
Sheu Y.T., Lien P.J., Chen C.C., Chang Y.M., Kao C.M. Bioremediation of 2,4,6-trinitrotoluene-contaminated ground-water using unique bacterial strains: microcosm and mecha-nism studies. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2016. V. 13. P. 1357–1366. DOI: 10.1007/s13762-016-0976-5.
El Diwani G., El Rafie S., Hawash S. Degradation of 2, 4, 6-trinitotoluene in aqueous solution by ozonation and multi-stage ozonation biological treatment. Int. J. Environ. Sci. Tech. 2009. V. 6. N 4. P. 619-628.
Kroger M., Schumacher M.E., Risse H., Fels G. Biological reduction of TNT as part of a combined biological–chemical procedure for mineralization. Biodegradation. 2004. V. 15. P. 241–248.
