AGRIS - 

2023

Manzhina, S.A. | Vlasov, M.V.

The research purpose is to determine the suitability of domestic wastewater from the town of Novocherkassk for crop irrigation. The materials for the study were samples of wastewater from the Kadamovsky Waste Treatment Plant (KWTP) of various purification rates. The assessment of suitability of wastewater of various purification rates for irrigation was carried out according to their environmental, sanitary-and-hygienic and agrochemical indicators, including the identification of possible degradation potential of wastewater when exposed to soils and fertilizer indicators, based on the crop needs for nutrients. Wastewater from the KWTP was treated separately at mechanical treatment facilities, full-scale biologically co-treated in aeration tank mixers, while the treated wastewater was disinfected with gaseous chlorine and additionally treated in biological ponds. To conduct a laboratory experiment, portions of the studied wastewater were selected from the purification system in fourfold replication at representative technological stages. The samples were examined by chemical and microbiological parameters in accordance with the current regulations and methodological recommendations. A conclusion on ecological, sanitary-hygienic, irrigation and fertilizing characteristics of them is made. Wastewater after mechanical treatment cannot be used as irrigation water, because it has negative sanitary and hygienic indicators. Wastewater after disinfection becomes suitable in use for irrigation purpose, however, in this case, it is recommended to alternate irrigation with wastewater and natural water or to dilute the wastewater in a ratio of 2:1 with water having a composition favorable for irrigation. | Цель исследования - определение пригодности хозяйственно-бытовых сточных вод г. Новочеркасска для орошения с.-х. культур. Материалами для исследования являлись пробы сточных вод с ООО "Кадамовские очистные сооружения" (КОС) разной степени очистки. Оценка пригодности сточных вод разной степени очистки для орошения проводилась по их экологическим, санитарно-гигиеническим и агрохимическим показателям, включая выявление возможного деградационного потенциала сточных вод при воздействии их на почвы и удобрительных показателей, исходя из потребностей в питательных веществах с.-х. культур. Сточные воды КОС проходили раздельную очистку на сооружениях механической очистки, совместную полную биологическую очистку в аэротенках-смесителях, при этом обеззараживание очищенных сточных вод производилось газообразным хлором и доочистка в биологических прудах. Для проведения лабораторного эксперимента из системы очистки были отобраны порции исследуемой сточной воды в четырехкратной повторности на репрезентативных технологических стадиях. Пробы были исследованы по химическим и микробиологическим показателям в соответствии с действующими нормативами и методическими рекомендациями. Сделано заключение об их экологических, санитарно-гигиенических, ирригационных и удобрительных характеристиках. Сточные воды после механической очистки не могут использоваться в качестве оросительных, поскольку имеют негативные санитарно-гигиенические показатели. Сточные воды после дезинфекции становятся пригодными для использования в целях орошения, однако в данном случае рекомендуется чередовать поливы сточной и природной водой либо разбавлять сточную воду в соотношении 2:1 водой благоприятного для орошения состава.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Manzhina, S.A.

The aim of the study is to assess the change in the agronomic criteria of soil irrigation with wastewater of various treatment degrees from municipal treatment plants. As research materials wastewater samples of various treatment degrees were selected (sample 1 – after mechanical treatment, sample 2 – after biological treatment and disinfection) from the wastewater treatment facility of LLC "Ecological Technologies" in Novocherkassk city. The samples were evaluated according to the main irrigation indicators, such as irrigation coefficient, sodium adsorption ratio and the risk of magnesium salinization. Under laboratory conditions, alfalfa seeds were grown in vessels, irrigation was done with tested water. In the control variant, water from the Don River (sample 3) was used for irrigation. Agrochemical soil indicators were evaluated in comparison with the approved standards for soils of the Rostov region. Irrigation characteristics of the selected wastewater samples demonstrate water suitability for irrigation in all controlled parameters. In both treated wastewater types there is an excess of phosphates more than 30 times over the established rates, sulfates - more than 4 times. From the soil research, the following data were obtained: the humus content after wastewater irrigation that underwent only mechanical treatment increased slightly, in other cases the amount of humus decreased, and in the control 1.5 times, and in the variant with water after biological treatment only 6%; in variants with wastewater irrigation, accumulation of nitrogen is observed, in all variants there is a decrease in phosphates and potassium in soils. The change in electrical conductivity indicates the leaching of easily soluble salts from soils against the background of irrigation, and to the greatest extent when irrigating with water that has passed the 2nd stage of treatment. In general, according to all indicators, the most suitable for irrigation is water that has undergone biological treatment. | Цель исследований - оценка изменения агрономических критериев почв после полива сточными водами разной степени очистки от муниципальных очистных сооружений. В качестве материала для исследований отобраны пробы сточных вод различной степени очистки (образец 1– после механической очистки, образец 2 – после биологической очистки и дезинфекции) с канализационных очистных сооружений ООО "Экологические технологии" г. Новочеркасска. Пробы оценивали по основным ирригационным показателям: ирригационный коэффициент, натриево-адсорбционное соотношение и опасность магниевого осолонцевания. В лабораторных условиях в вегетационные сосуды высевали семена люцерны, проводили поливы тестируемыми водами. В контрольном варианте для полива использовали воду из р. Дон (образец 3). Агрохимические показатели почв оценивали в сравнении с утвержденными нормативами для почв Ростовской области. Ирригационные характеристики отобранных проб сточных вод по всем контролируемым показателям демонстрируют их пригодность для орошения. В обоих видах очищенных сточных вод отмечается превышение фосфатов более чем в 30 раз над установленными нормативами, сульфатов – более чем в 4 раза. В результате исследований получены следующие данные: содержание гумуса в почвах после орошения сточными водами, прошедшими только механическую очистку, незначительно увеличилось; в остальных случаях количество гумуса уменьшилось, причем в контрольном варианте – в 1,5 раза, а в варианте с водой после биологической очистки – всего на 6%; в вариантах с орошением сточными водами отмечается накопление азота, во всех вариантах отмечено также уменьшение фосфатов и калия в почвах. Изменение удельной электропроводности указывает на выщелачивание легкорастворимых солей из почв на фоне орошения, причем в наибольшей степени – при поливе водой, прошедшей вторую стадию очистки. В целом по всем показателям наиболее пригодной для орошения является вода, прошедшая биологическую очистку.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Ul'rikh, E.V. | Barkova, A.S.

The higher is the sludge moisture content, the higher are the costs for further sludge processing. The agglomerated sludge is dehydrated in order to reduce the cost of subsequent drying and transportation of it. The parameters of wastewater flocculation with cationic flocculants, followed by filtering the sludge on press filters were studied. To improve the sludge dehydration, the following chemical reagents were used: cationic polyelectrolytes "Zetag-7664", "Zetag7689" and "Zetag-7692". The settling velocity of solid particles, flocculating ability and flocculating effect have been determined. The moisture content of the sludge after filtration on press filters has been measured. It has been established that the highest settling velocity (7 mm/s), the highest flocculating activity and flocculating effect (0.66 and 26.2, respectively) performs the medium cationic flocculant "Zetag-7689". The lowest residual moisture content after press filtration, 36%, was shown by the medium cationic flocculant "Zetag-7689". The high cationic flocculant "Zetag-7664" and the low cationic one "Zetag-7692" had residual moisture content after flocculation and press filtration of 39 and 37%, respectively. The residual moisture content of the press filtered sludge meets the technological requirements. The release of water from this structure during filtration can be explained by the phenomenon of capillarity. A liquid meniscus is formed between the particles. In the meniscus on the opposite side of the liquid, the capillary potentials are oppositely directed, but absolute values of them are not equal. As a result, liquid moves through the capillary until the potentials become equal. To achieve reasonable dehydration of the sludge, it is necessary to carry out test flocculation, to study the processes of polyelectrolyte adsorption on the sludge, the rheological properties of wastewater suspensions and flocculant solutions. It is obligatory to select and control filter pressing parameters. | Чем выше влажность осадка, тем выше затраты на его дальнейшую переработку. Целью обезвоживания агломерированного шлама является снижение затрат на последующую сушку и транспортировку. Изучали параметры флокуляции сточных вод катионными флокулянтами с последующим фильтрованием осадка на пресс-фильтрах. Для улучшения обезвоживания шлама использовали химические реагенты – катионные полиэлектролиты "Зетаг-7664", "Зетаг-7689" и "Зетаг-7692". Определяли скорость осаждения твердых частиц, флокулирующую способность и флокулирующий эффект, а также влажность осадка после фильтрования на пресс-фильтрах. Установлено, что наибольшей скоростью осаждения (7 мм/с), наибольшими флокулирующей активностью и флокулирующим эффектом (0,66 и 26,2, соответственно) обладает среднекатионный флокулянт "Зетаг-7689". Доказано, что после фильтрования наименьшую остаточную влажность имеет среднекатионный флокулянт "Зетаг-7689" (36%). В высококатионном "Зетаг-7664" и низкокатионном "Зетаг-7692" отмечалась остаточная влажность после флокуляции и фильтрования – 39 и 37%, соответственно. Остаточная влажность осадка, отфильтрованного на фильтр-прессе, соответствует технологическим требованиям. Выделение воды из этой структуры при фильтрации можно объяснить явлением капиллярности. Между частицами образуется мениск жидкости. В мениске с противоположной стороны жидкости капиллярные потенциалы направлены в противоположные стороны, но их абсолютные значения не равны. В результате жидкость движется по капилляру до тех пор, пока потенциалы не сравняются. Для достижения разумного обезвоживания осадка необходимо провести пробную флокуляцию, изучить процессы адсорбции полиэлектролитов на осадке, реологические свойства суспензий сточных вод и растворов флокулянтов. Необходимо выбрать и контролировать параметры фильтр-пресса.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kholudeneva, А.О. | Еfremova, S.Yu., Penza State Technological Univ.

The aim of the study is to reduce the negative impact of sewage sludge from the production of cardboard and paper products on the soil by dewatering them with a dehydrator and preparing them for further disposal. Large-scale wastewater sludge from industrial enterprises during utilization is placed at landfills of waste disposal, which inevitably leads to a negative impact on the soil cover, littering of territories and withdrawal of the land fund from the economic turnover. In the course of the study, the well-known methods of dehydration of moisture-containing material were investigated, and a technical solution was considered to reduce the volume of formation of this type of waste using the example of cardboard and paper production. To study the process of sludge dewatering, a series of experiments was carried out on a dehydrator unit with varying. The most productive mode of operation of the installation is the mode with a voltage of U = 16 V, the processing time of a portion of waste is from 1.5 to 1.75 h per portion of waste of 70 kg. In this mode, it is possible to remove about 45 kg of liquid for the first hour of operation and about 5 kg for the subsequent time. The total mass of wet waste is reduced by more than 70% at energy costs equivalent to the mode with a voltage of U=4 V. A model has been obtained that describes the amount of moisture removed during waste treatment. It has been proven that with the help of an electroosmotic device, up to 70% of moisture is effectively removed from the volume of waste sludge. This makes it possible to significantly decrease their volumes, reduce areas for possible or temporary placement and reduce the ecological load on the environment. | Цель исследования – снижение негативного воздействия осадка сточных вод производства картонных и бумажных изделий на почву путем их обезвоживания с помощью дегидратора и подготовки к дальнейшей утилизации. Крупномасштабный осадок сточных вод промышленных предприятий при утилизации помещается на полигоны захоронения отходов, что неизбежно приводит к негативному воздействию на почвенный покров, засорению территорий и выводу земельного фонда из хозяйственного оборота. В ходе проведенного исследования изучены известные методы обезвоживания влагосодержащих материалов и рассмотрено техническое решение для снижения объема образования данного вида отходов на примере картонно-бумажного производства. Для изучения процесса обезвоживания осадка проведена серия экспериментов на установке-дегидраторе при варьируемых параметрах напряжения между электродами. Наиболее производительным режимом работы установки является режим с напряжением U = 16 В, время обработки порции отходов составляет от 1,5 до 1,75 ч на порцию отходов 70 кг. В этом режиме можно удалить около 45 кг жидкости за первый час работы и около 5 кг за последующее время. Общая масса влажных отходов снижается более чем на 70% при затратах энергии, эквивалентных режиму с напряжением U = 4 В. Получена модель, описывающая количество влаги, удаляемой при переработке отходов. Доказано, что с помощью электроосмотического устройства эффективно удаляется до 70% влаги из объема осадка отходов. Это позволяет значительно уменьшить их объемы, уменьшить площади для возможного или временного размещения и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Dochkina, Yu.N. | Korchagin, V.I. | Plyakina, A.A.

Качество биологической очистки сточных вод напрямую зависит не только от концентрации загрязняющих веществ, но и от состояния биоценоза активного ила. Оценка состояния активного ила осуществляется по двум группам критериев: гидрохимическим (массовая концентрация, иловый индекс, скорость оседания) и гидробиологическим (видовое разнообразие, активность, количество микроорганизмов). На показатели жизнедеятельности активного ила влияет ряд факторов. Недостаточно изученным является влияние уровня рН и температуры стоков на гидробиологические и гидрохимические характеристики биоценоза. Цель работы - изучение влияния сточных вод с различными рН = 3, 5, 8, 9 10 и температурой t = 5, 10, 30, 40 град. С на гидрохимические и гидробиологические показатели. В результате исследований установлено: при рН = 3, 5, 10 наблюдается падение массовой концентрации ниже 2,5 г/дм3, а иловый индекс повышается более чем до 200 см3/г; гидробиологический анализ подтверждает ухудшение состояния активного ила в части критического снижения видового разнообразия. При воздействии на биоценоз стоков с температурой t = 5 град. С наблюдается быстрое снижение массовой концентрации до критических значений менее 1 г/дм3, в то же время иловый индекс падает, а скорость оседания возрастает. В среде с температурой t = 40 град. С наблюдается вспухание биоценоза с повышением илового индекса и снижением скорости оседания. Гидрохимические показатели состояния активного ила находятся в допустимых диапазонах при значениях рН = 5-9 и температуре стоков t = 10-30 град. С. | The quality of biological wastewater treatment directly depends not only on the pollutant concentrations, but also on the state of biocoenosis presenting in activated sludge. The assessment of activated sludge state is carried out according to two groups of criteria, namely hydrochemical (mass concentration, sludge index, sedimentation rate) and hydrobiological (species diversity, activity, number of microorganisms) ones. A number of factors affect vital functions of activated sludge. The influence of pH level and temperature of effluents on the hydrobiological and hydrochemical characteristics of the biocenosis is studied insufficiently. The aim of the work is to study the effect of wastewater with different pH = 3, 5, 8, 9 10 and temperatures t = 5, 10, 30, 40 deg. C on hydrochemical and hydrobiological indicators. As a result of the research, it was established that at pH = 3; 5; 10 the mass concentration decreases below 2.5 g/dm3, and the sludge index rises to more than 200 cm3/g. Hydrobiological analysis confirms the deterioration of activated sludge state in terms of a critical decrease in species diversity. A rapid decrease in the mass concentration to critical values of less than 1 g/dm3 is observed when biocoenosis is exposed to effluents with a temperature of t = 5 deg. C. At the same time, the sludge index decreases, and the sedimentation rate increases. In the medium with a temperature of t = 40 deg C, the swelling of the biocenosis is observed accompanying with an increase in the sludge index and decrease in the sedimentation rate. The hydrochemical indices of activated sludge are in permissible limits at рН = 5-9 and wastewater temperature t = 10-30 deg. C.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Drovovozova, T.I. | Panenko, N.N. | Kulakova, E.S.

Выявляли причины несоблюдения предельно допустимой концентрации веществ 4э класса опасности для водных объектов рыбохозяйственного значения (ПДКрх) в контрольном створе малых рек – приемников дренажно-сбросных вод (ДСВ). Объект исследования – р. Солёная Семикаракорского района Ростовской области, территория водосбора которой представляет собой типичный для региона антропогенно преобразованный агроландшафт. В качестве фоновых концентраций использовались данные из официальных справок о фоновых концентрациях в исследуемом водном объекте в створе на 500 м выше выпуска ДСВ. Смоделированы процессы разбавления солеобразующих ионов, относящихся к 4э классу опасности, в водной среде р. Солёной при поступлении в нее ДСВ на участке от места выпуска до контрольного створа по методике А. В. Фролова – И. Д. Родзиллера. Установлено, что процессы разбавления характеризуются соотношением расходов реки и в коллекторе, а также фоновой (Cф) и предельно допустимой концентрации вещества. Так, для иона кальция Сф = 105 мг/куб.дм, ПДКрх = 180 мг/куб.дм, концентрация вещества в максимально загрязненной струе от места выпуска до контрольного створа варьирует от 180 до 107,8 мг/куб.дм. Для сульфат-иона Сф = 385 мг/куб.дм, ПДКрх = 100 мг/куб.дм, концентрация изменяется от 100 до 232,5 мг/куб.дм. Выявлены причины несоблюдения ПДКрх в контрольном створе малых рек. Это высокая фоновая концентрация солеобразующих ионов, относящихся к 4э классу опасности, сопоставимые расходы рек и ДСВ. Объективные причины слабого разбавления – малая глубина реки, низкая скорость течения, а также высокая исходная минерализация природной воды. Следовательно, необходимо вносить поправки в российское законодательство в части региональных допустимых концентраций в водных объектах с учетом региональных особенностей гидрохимического режима водных объектов, речного стока, гидрохимического состава верхних горизонтов подземных вод. | There were determined the reasons of non-compliance with the maximum permissible concentration (MPC) of the hazard class 4e substances for water bodies of fishery significance in the small rivers control point – receivers of drainage and waste waters (DWW). The research object is the Solyonaya River of the Semikarakorsk district in the Rostov region, the catchment area of which is an anthropogenically transformed agricultural landscape typical for the region. As background concentrations, the data from official certificates on background concentrations in the investigated water body in the section 500 m above the DWW outlet are used. The processes of salt-forming ions dilution belonging to the hazard class 4e substances in the aquatic environment of the Solyonaya River when DWW enter it at the discharge site to the control point according to the method of A. V. Frolov – I. D. Rodziller were modified. It has been found that the dilution processes are characterized by the ratio of the flow rates of the river and in the reservoir, as well as the background (Cb) and MPC of the substance. So, for the calcium ion Cb = 105 mg/cub.dm, MP = 180 mg/cub.dm, the concentration of the substance in the most polluted jet from the release site to the control point varies from 180 to 107.8 mg/cub.dm. For sulfate ion Cb = 385 mg/cub.dm, MPC = 100 mg/cub.dm, the concentration varies from 100 to 232.5 mg/cub.dm. There have been found the reasons for non-compliance with the MPC in the control point of small rivers. This is a high Cb of salt-forming ions belonging to the 4e hazard class, comparable flows of rivers and DWW. The objective reasons for the weak dilution are the shallow depth of the river, low flow velocity, as well as high initial mineralization of natural water. Therefore, it is necessary to amend the Russian legislation in terms of regional permissible concentrations in water bodies, taking into account the regional characteristics of the hydrochemical regime of water bodies, river runoff, and the hydrochemical composition of the upper horizons of groundwater.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Novikov, A.E. | Filimonov, M.I. | Dugin, E.A., All-Russia Research and Development Inst. of Irrigation Agriculture, Volgograd

Одной из основных причин усиления экологической напряженности водных экосистем остается сброс в водоемы хозяйственно-бытовых сточных вод, содержащих токсичные вещества и патогенные микроорганизмы. Это связано с несовершенством технологий водоподготовки. Снижение антропогенной нагрузки на водные объекты возможно путем ретехнологизации различных стадий обработки сточных вод. Описана конструкция отстойника с аэрационными элементами для осветления городских сточных вод, обеспечивающая повышение эффективности седиментации взвешенных веществ. Диспергирование мелкодисперсных пузырьков воздуха способствует столкновению и укрупнению агрегатно-неустойчивых элементов без использования коагулянтов и флокулянтов. Объект исследования -городские сточные воды, их компонентный состав и эффективность гравитационного осветления в отстойниках различной конфигурации. В результате анализа работы стандартного отстойника был предложен вариант модернизации с использованием аэрационных элементов, обеспечивающих мелкодисперсное диспергирование пузырьков воздуха. На основе детерминированного и стохастического подходов моделирования предложен алгоритм расчета эффективности гравитационного осветления сточных вод. Основным показателем эффективности работы отстойников выбрана интегральная степень очистки, рассчитываемая как сумма локальных степеней улавливания. В результате имитационного моделирования установлено, что все рассматриваемые отстойники обеспечивают одинаковую эффективность осветления городских сточных вод на уровне 0,97 при номинальном диаметре частиц дисперсной фазы 425 мкм. Для обеспечения указанной эффективности осветления требуемая поверхность осаждения стандартного отстойника составляет 90,3 м2. При использовании предложенной конструкции с аэрационными элементами и расходом воздуха 2 м3/(м2*ч) поверхность осаждения снижается до 87,14 м2. Увеличение расхода воздуха до 52 м3/(м2*ч) способствует сокращению требуемой поверхности осветления до 83,98 м2. | One of the main reasons for the increase in the ecological tension of aquatic ecosystems remains the discharge into water bodies of domestic wastewater containing suspended and toxic substances, including pathogenic microorganisms. This is due to the imperfection of water treatment technologies. Reduction in the anthropogenic load on water entities is possible is possible by re-technologization of different stages of treating waste water. There is described is the design of a sedimentation tank with aeration elements for clarifying urban wastewater, providing an increase in the efficiency of sedimentation of suspended solids. Dispersion of finely dispersed air bubbles promotes the collision and enlargement of aggregate-unstable elements without the use of coagulants and flocculants. The object of research is urban wastewater, its component composition and the efficiency of gravity in sedimentation tanks of various configurations. As a result of the analysis of the operation of a standard tank, a modernization option was proposed using aeration elements that ensure fine dispersion of air bubbles. On the basis of deterministic and stochastic modeling approaches, an algorithm for calculating the efficiency of gravitational wastewater clarification is proposed. The main indicator of the efficiency of the sedimentation tanks is the integral degree of purification, calculated as the sum of the local degrees of catching. As a result of simulation modeling, it was found that all considered sedimentation tanks provide the same efficiency of urban wastewater clarification at the level of 0.97 with a nominal particle diameter of the dispersed phase of 425 microns. To achieve the specified clarification efficiency, the required settling surface of a standard clarifier is 90.3 m2. When using the proposed design with aeration elements and an air flow rate of 2 m3/(m2*h), the deposition surface is reduced to 87.14 m2. An increase in air consumption up to 52 m3/(m2*h) reduces the required clarification surface to 83.98 m2.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Bryndina, L.V. | Korchagina, A.Yu., Voronezh State Forestry Univ.

Сточные воды агропромышленных комплексов богаты органическими компонентами. Наиболее универсальной считается их биологическая очистка. Она обеспечивает высокую скорость протекания процессов биодеструкции загрязнений. Но из-за высокой концентрации поступающих загрязнений микробиом активного ила может снизить свою очищающую способность. Для эффективного разложения таких соединений необходима высокая скорость аэрации, так как в составе активного ила преобладают аэробные микроорганизмы. Часто в реальных условиях времени на окисление этих веществ микробными сообществами недостаточно. Этот дисбаланс между поступающими органическими веществами и окисленными микробиотой активного ила приводит к росту нитчатых бактерий, являющихся одной из причин вспухания активного ила. Было исследовано влияние высоких концентраций загрязняющих веществ в сточных водах на консорциум микроорганизмов активного ила. Объектами исследования были сточные воды и активный ил предприятий АПК г. Воронежа, микробиом кишечника свиней. Анализ физико-химического состава сточных вод проводили по стандартным методикам. Состав бактериоценоза активного ила, микробиома кишечника свиней определяли стандартными методами посева в жидкие и плотные питательные среды. Установлена корреляционная зависимость между снижением концентрации загрязняющих веществ и регенерацией биоценоза активного ила. Снижение общего уровня загрязнения исходных стоков по химической потребности в кислороде на 59,8% привело к увеличению численности флокулирующих микроорганизмов на 41,7%. Благодаря активизации гетеротрофных микроорганизмов наблюдалась глубокая деструкция аминного азота (99%) и фосфора (71,4%). | Wastewater from agro-industrial complexes is rich in organic components. Biological method is considered to be the most universal for their purification. It provides a high rate of biodegradation of pollution. But due to the high concentration of incoming pollutants, activated sludge microbiome can reduce its cleaning ability. High aeration rate is required for the effective decomposition of such compounds, since aerobic microorganisms predominate in the activated sludge. Under real conditions, the time for the oxidation of these substances by microbial communities is often insufficient. This imbalance between incoming organic matter and oxidized activated sludge microbiota leads to the growth of filamentous bacteria, which is one of the reasons of activated sludge swelling. The influence of high concentrations of pollutants in wastewater on a consortium of microorganisms of activated sludge was investigated. The study objects were wastewater and active sludge of the agro-industrial enterprises of the Voronezh-city, porcine intestinal microbiome. Physical and chemical composition of the wastewater was carried out according to standard methods. The composition of the activated sludge bacteriocenosis and pig intestine microbiome were determined by standard methods of inoculation in liquid and solid nutrient media. A correlation between the decrease in the concentration of pollutants and regeneration of activated sludge biocenosis has been established. A 59.8% decrease in the overall contamination level of source effluents as to chemical requirement for oxygen led to an increase in the number of flocculating microorganisms by 41.7%. Deep destruction of amine nitrogen (99%) and phosphorus (71.4%) was observed due to the activation of heterotrophic microorganisms.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Safronova, T.I. | Degtyareva, O.G., Kuban State Agrarian Univ., Krasnodar

On all rivers of the Black Sea coast of the North Caucasus, the lowest run-off is observed in the summer-autumn period. To solve the problem of water supply in this region, and in particular agriculture, the Kuban State Agrarian University is developing a set of interrelated hydraulic structures including a precipitation flow control system (PFCS). The effective operation of the PFCS for a long time should be justified. The system requires regular monitoring, observation, collection and analysis of reliable information, calculation of permissible limits for changing the operating mode parameters, failure to comply with which can lead to seasonally irreversible phenomena – the system is out of order for the season. Careful planning of operational activities, possible updating of system components, and regular management of the system should be carried out at minimum cost. Considered is the probabilistic model of the process of reducing the cost of the planned activities with continuous change. Event parameters are treated as random variables, which allow considering the uncertainty in terms of probability theory. The main characteristics of the value of the object state – expectation, dispersion, probability density of the random variable under consideration are calculated. The optimization problem of finding the law of change in the cost of a satisfactory state of the system, taking into account losses from under-supply of water to the consumer in the desired volume, is considered. The model makes it possible to study the features of the system functioning in any real situations, to predict the behavior of the system when environmental conditions change and to reduce the risks of uncertainties in making management decisions and the reasonable choice of measures to reduce the irretrievable withdrawal of runoff in the low-water summer period. | На всех реках Черноморского побережья Северного Кавказа наименьший сток наблюдается в летне-осенний период. Для решения проблемы водоснабжения этого региона, и, в частности, сельского хозяйства, в Кубанском государственном аграрном университете разрабатывается комплекс взаимосвязанных гидротехнических сооружений – система регулирования стока атмосферных осадков (СРС АО). Эффективная эксплуатация СРС АО в течение длительного времени должна быть обоснована. За системой необходим регулярный контроль, наблюдение, сбор и анализ достоверной информации, расчет допустимых пределов изменения параметров режима эксплуатации, несоблюдение которых может привести к сезонно необратимым явлениям – выводу системы из строя на сезон. Тщательное планирование эксплуатационных мероприятий, возможное обновление элементов системы, регулярное управление функционированием системы следует проводить при минимальных затратах. Рассматривается вероятностная модель процесса снижения стоимости намечаемого мероприятия при непрерывном изменении. Параметры мероприятий трактуются случайными величинами, что позволяет рассмотреть неопределенность в терминах теории вероятностей. Вычислены основные характеристики стоимости состояния объекта – математическое ожидание, дисперсия, плотность распределения вероятностей рассматриваемой случайной величины. Рассмотрена оптимизационная задача о нахождении закона изменения стоимости удовлетворительного состояния системы с учетом потерь от недодачи воды потребителю в нужном объеме. Модель дает возможность исследовать особенности функционирования системы в любых реальных ситуациях, прогнозировать поведение системы при изменении условий окружающей среды и снизить риски неопределенностей при принятии управленческих решений и обоснованному выбору мероприятий по снижению безвозвратного изъятия стока в меженный летний период.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Sannikova, N.V. | Kovaleva, O.V. | Shulepova, O.V., State Agrarian Univ. of Northern Trans-Ural Regions, Tyumen

Many enterprises engaged in the production and processing of agricultural products are characterized by the presence of environmental problems, in particular, forced discharge of untreated or insufficiently treated wastewater into water bodies. Purification of hazardous waste in enterprises can be accomplished through the introduction of biotechnologies comprising the use of probiotic preparations (PP). There have been analyzed analyzes the results of research on the use of PP based on microorganisms of the g. Bacillus. The waste water of the enterprise, where the experiment was carried out comprised detergent and disinfectant solutions (NaOH, HNO3), whey, domestic sewage. The maximum admissible concentration of domestic sewages was 1.5 times higher, ammonium nitrogen – 4 times, fats –twice; chemical oxygen consumption – 24 times, biochemical oxygen consumption for 5 days of incubation – 23 times. Mother solution of PP diluted in concentrations of 0.1, 0.01 and 0.001% was incubated with waste water samples for 4 days. After incubation the values of all indicators of waste water contamination greatly reduced, the color and flavor of water approached the natural ones. It has been concluded that PP intensifies the processes of biological treatment of wastewater and is effective even in case of heavy contamination. The prospect of practical use of PP should be recognized. | Для многих предприятий, занимающихся производством и переработкой сельхозпродукции, характерно наличие экологических проблем, в частности вынужденный сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Очистку вредных отходов на предприятиях можно осуществить с помощью внедрения биотехнологий, предусматривающих использование пробиотических препаратов (ПП). Проанализированы результаты исследований по использованию ПП на основе микроорганизмов р. Bacillus. В состав сточной воды предприятия, на котором проводили эксперимент, входили моющие и дезинфицирующие растворы (NaOH, HNO3), сыворотка, хозяйственно-бытовые стоки. Предельно допустимая концентрация взвешенных веществ была превышена в 1,5 раза, азота аммония в 4 раза, жиров – в 2 раза; химическое потребление кислорода – в 24 раза, биохимическое потребление кислорода за 5 сут инкубации - в 23 раза. Маточный раствор ПП, разведенный в концентрациях 0,1; 0,01 и 0,001%, инкубировали с образцами сточных вод в течение 4 сут. После инкубации значения всех показателей загрязненности сточных вод существенно снизились, цвет и запах воды приблизились к естественным. Сделан вывод, что ПП интенсифицирует процессы биологической очистки сточных вод и эффективен даже в случае сильного загрязнения. Следует признать перспективность практического использования ПП.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation