Розглянуто поєднання технологій мікробіологічної та мембранної очистки стічної води від органічних речовин різного походження. Запропоновано експериментальну установку мембранно-дистиляційного біореактора. При проведенні запропонованої очистки стічної води в одному апараті, процес протікає в два етапи. На першому етапі відбувається біологічна очистка при анаеробних умовах отримання біогазу, а на другому – доочищення з використанням мембранної дистиляції на ультрафільтраційних мембранах. Аналізується анаеробне очищення стічної води по горизонтальних каналах шляхом пропускання через носії – тонколистові фільтрувальні завантаження (дренажі), на яких розташовані іммобілізовані мікроорганізми, що утворюють шар біоплівки. Анаеробне очищення супроводжується одержанням біогазу, який збирають і відводять в спеціальний резервуар. Під дією бактерій при ацетогенній фазі, із утворених в попередній фазі речовин, додатково виробляється оцтова кислота, яка при метаногенезі розкладається на метан, вуглекислий газ та воду. Показано, що ультрафільтраційні мембрани використовуються в якості доочищення стічної води. Доведено, що стічна вода дифундує через дренаж під дією перепаду тиску у 200 мм.вод.ст. та за температури 35-38 ºС. Окреслено, що вода, яку очищають, може мати великий вміст органічних речовин від 100 до 104 мг•домішок/л•води. В результаті протікання анаеробного процесу, з’ясовано вихід біогазу, який складає від 0,1 до 6 м3 біогазу/(м2•доба) в залежності від вмісту органічних речовин у стічній воді. Запропоновано безперервний процес очищення стічної води по замкнутому технологічному циклу
мікробіологічні та мембранні технології, очистка, стічна вода, метан, біоплівка, мікроорганізми
[1] WMO. (n.d.). WMO is concerned about the state of the Earth's water resources. Meteovesti. Retrieved from https://www.meteovesti.ru/news/1697100178441-vmo-obespokoena-sostoyaniem-vodnyh-resursov-zemli.
[2] Klimenko, N., et al. (2003). Colloid and surfaces A: Physicochemical and engineering aspects, 230, 141-158.
[3] Sshyvalnykov, V., et al. (1995). Deep purification of natural and wastewater on biosorbents. Water Supply and Sanitary Engineering, 11, 6-11.
[4] Dumanskoho, A. (2006). Method for water purification from organic pollutants (U.A. Patent No. 76034, C02F 1/28).
[5] Vorobyova, O. (2022). Determining the influence of wastewater hydrodynamics in bioreactors on the process of mass transfer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(10), 14-22. doi: 10.15587/1729-4061.2022.266015.
[6] Shafarenko, M., & Vorobyova, O. (2021). Research of methane production process from biogas and pyrolysis gas. Municipal Economy of Cities, 1(161), 280-283. doi: 10.33042/2522-1809-2021-1-161-280-283
[7] Abu Bakar, S.N.H., Abu Hasan, H., Mohammad, A.W., Sheikh Abdullah, S.R., Haan, T.Y., Ngteni, R., & Yusof, K.M.M. (2018). A review of moving-bed biofilm reactor technology for palm oil mill effluent treatment. Journal of Cleaner Production, 171, 1532-1545. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.10.100.
[8] Steinberg, L.M., Kronyak, R.E., & House, C.H. (2017). Coupling of anaerobic waste treatment to produce protein- and lipid-rich bacterial biomass. Life Sciences in Space Research, 15, 32-42. doi: 10.1016/j.lssr.2017.07.006.
[9] Borja, R. (1995). Response of an anaerobic fluidized bed reactor treating ice-cream wastewater to organic, hydraulic, temperature and pH shocks. Journal of Biotechnology, 39(3), 251-259. doi: 10.1016/0168-1656(95)00021-h
[10] Chae, K., Jang, A., Yim, S., & Kim, I.S. (2008). The effects of digestion temperature and temperature shock on the biogas yields from the mesophilic anaerobic digestion of swine manure. Bioresource Technology, 99(1), 1-6. doi: 10.1016/j.biortech.2006.11.063.
[11] Shved, O., et al. (2021). Thermodynamic and kinetic aspects of chemical reactions. Vinnytsia: DonNU named after Vasyl Stus.