Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Industrial Biotechnology
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры промышленной биотехнологии
The assessment of heavy metal ion content in the components of a biological wastewater treatment system and the study of their migration during biological treatment is a promising research area for ensuring the stability of the wastewater treatment process, and therefore was chosen as the objective of this study. The study focused on wastewater and activated sludge from treatment facilities in the Republic of Tatarstan using the AnaerobicAnoxic-Oxic-process (A2/O-process). Sampling was conducted at each stage of the process, including the anaerobic, anoxic, and aerobic zones and the secondary clarifier. Mass concentrations of metals (Fe, Mn, Cu, Ni, Pb, Cd, Co, Cr, and Zn) were determined using flame atomic absorption spectrometry. Iron, manganese, and zinc ions were found to have the highest concentrations in activated sludge and wastewater. The concentration of metals in activated sludge flocs was significantly lower than regulatory requirements. It was found that the anoxic zone makes the greatest contribution to heavy metal mobilization, primarily due to their reduction to more mobile forms as a result of their use by denitrifying bacteria as alternative electron acceptors. Metal migration coefficients were calculated for each treatment zone, with the maximum coefficient observed in the middle of the oxide zone of the biological treatment unit (using iron ions as an example). The accumulation of metals in biomass is a potential source of pollution during sludge disposal and the recirculation of biomass with high metal ion content in activated sludge flocs, acting as a hidden destabilizing factor in the biological treatment process.
Оценка содержания ионов тяжелых металлов в компонентах системы биологической очистки сточных вод и изучение их миграции в процессе биоочистки является перспективным направлением исследований для обеспечения стабильности процесса очистки сточных вод, в связи с чем выбрано в качестве цели исследовательской работы. Объектом изучения являлись сточная вода и активный ил очистных сооружений Республики Татарстан с реализованным А2/О-процессом. Отбор проб проводился на каждом этапе технологического процесса, включая анаэробную, аноксидную, аэробную зоны и вторичный отстойник. Определение массовых концентраций металлов (Fe, Mn, Cu, Ni, Pb, Cd, Co, Cr, Zn) осуществлялось методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. Установлено, что наибольшее содержание в активном иле и сточной воде характерно для ионов железа, марганца и цинка. Концентрация металлов в хлопьях активного ила значительно ниже нормативных требований. Выявлено, что аноксидная зона вносит наибольший вклад в мобилизацию тяжелых металлов, преимущественно за счет восстановления их до более подвижных форм в результате использования как альтернативных акцепторов электронов денитрифицирующими бактериями. Рассчитаны коэффициенты миграции металлов по зонам очистки, максимальный коэффициент характерен для середины оксидной зоны узла биологической очистки (на примере ионов железа). Накопление металлов в биомассе является потенциальным источником загрязнения при утилизации ила и рециркуляции биомассы с высоким содержанием ионов металлов в хлопьях активного ила как скрытый дестабилизирующий фактор процесса биоочистки.