Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия:

Ф. Ю. Ахмадуллина, старший преподаватель, каф. промышленной биотехнологии, эл. почта: ilc2013@inbox.ru
Е. С. Балымова, доцент, каф. промышленной биотехнологии, канд. техн. наук, эл. почта: ilc2013@inbox.ru
Р. К. Закиров, доцент, каф. промышленной биотехнологии, канд. техн. наук, эл. почта: zakrus@mail.ru

Гальванопроизводства являются источниками высокотоксичных отходов, содержащих тяжелые металлы. Для снижения экологических рисков, связанных с их функционированием, необходимо реализовать на практике комбинированную технологию глубокого обезвреживания стоков, что также снизит затраты предприятия на взимание платы за негативное воздействие на окружающую среду. Предлагаемая технология базируется на использовании реагентного и биологического способов очистки. Однако биологическая инертность, способность сорбироваться на хлопьях активной биомассы, а также высокая токсичность обусловливают отнесение тяжелых металлов к приоритетным скрытым факторам, дестабилизирующим работу узла биологической очистки, и, как следствие, недостижение нормативного качества биоочищенных сточных вод. Для снижения и исключения такого воздействия необходимы превентивные мероприятия, предусматривающие глубокое изъятие тяжелых металлов из сточных вод. Один из путей решения этой проблемы — сорбционная доочистка металлсодержащих сточных вод, прошедших локальную очистку. Рассмотрено использование избыточного активного ила, образующегося после биологической очистки, в качестве биосорбента, что позволяет дополнительно снизить затраты предприятия на утилизацию и складирование биошлама. Проведена серия экспериментов по изучению его сорбционной емкости по отношению к ряду ионов тяжелых металлов. Получены изотермы сорбции бихромат-ионов и ионов хрома (III), никеля (II) хлопьями активного ила. Показана принципиальная возможность использования избыточной биомассы для глубокого обезвреживания металлсодержащих стоков, прошедших локальную очистку. Предложена более современная комбинированная технология совместной очистки хозяйственно-бытовых и металлсодержащих стоков гальванопроизводств, обеспечивающая высокое качество очищенных вод.

1. Указ Президента Российской Федерации (РФ) «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» от 07.05.2018 № 204. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201805070038.
2. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ (с изменениями и дополнениями). URL: http://docs.cntd.ru/document/901808297.
3. Постановление Правительства РФ «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах» (с изменениями и дополнениями) от 13.09.2016 № 913. URL: http://docs.cntd.ru/document/420375216.
4. Постановление Правительства РФ «Об исчислении и взимании платы за негативное воздействие на окружающую среду» (с изменениями и дополнениями) от 3.03.2017 № 255. URL: https://base.garant.ru/71624748/.
5. Фокина А. И., Ашихмина Т. Я., Домрачева Л. И., Горностаева Е. А., Огородникова С. Ю. Тяжелые металлы как фактор изменения метаболизма у микроорганизмов (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. 2015. № 2. С. 5–18.
6. Жмур Н. С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. — М. : АКВАРОС, 2003. — 507 с.
7. Kang S. Y., Lee J. U., Kim K. W. Selective biosorption of chromium (III) from wastewater by Pseudomonas aeruginosa // The 227th American Chemical Society National Meeting. — Anaheim, USA, 28 March – 1 April 2004. P. 91.
8. Ayangbenro A. S., Babalola O. O. A new strategy for heavy metal polluted environments: a review of microbial biosorbents // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2017. Vol. 14, No. 1. P. 94.
9. Ахмадуллина Ф. Ю., Балымова Е. С., Закиров Р. К. Новые принципы организации комбинированной совместной очистки сточных вод гальванопроизводства // Цветные металлы. 2019. № 10. С. 85–91.
10. Балымова Е. С. Экспресс-метод контроля для управления процессом биологической очистки сточных вод нефте химического комплекса (на примере ОАО «Казань оргсинтез») : дис. … канд. техн. наук. — Казань : Казан. нац. исслед. технол. ун-т, 2015. — 153 с.
11. Балымова Е. С., Ахмадуллина Ф. Ю., Закиров Р. К. Реализация биоматематического подхода для экспресс-прогнозирования эффективности процесса продленной аэрации сточных вод нефтехимического комплекса // Вода: химия и экология. 2012. № 2. С. 50–56.
12. МДК 3-01.2001. Методические рекомендации по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов, утвержденные приказом Госстроя России от 06.04.2001 № 75. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200019782.
13. Елинов Н. П. Химия микробных полисахаридов. — М. : Высшая школа, 1984. — 256 с.
14. Морозов Д. Ю. Повышение экологической безопасности гальванических производств путем обработки сточных вод биосорбционным методом ; дис. … канд. техн. наук. — Казань : Казан. гос. технол. ун-т, 2006. — 156 с.
15. Гидрохимические методы контроля. Комплект методик по гидрохимическому контролю активного ила: определение массовой концентрации активного ила, илового индекса, зольности сырого осадка, активного ила, прозрачности надиловой воды. — М. : АКВАРОС, 2008. — 37 с. URL: http://gostrf.com/normadata/1/4293790/4293790516.pdf.
16. ПНД Ф 14.1:2:4.52–96. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов хрома в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с дифенилкарбазидом. URL: https://meganorm.ru/Index2/1/4293808/4293808599.htm.
17. ПНД Ф 14.1.46–96. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации никеля в сточных водах фотометрическим методом с диметилглиоксимом (утв. Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 1996 г.). URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=OTN&n=12643#03541058274674307.
18. Парфит Г., Рочестер К. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. — М. : Мир, 1986. — 448 с.
19. Пат. 2113413. РФ. Способ очистки сточных вод / Пантелят Г. С., Эпоян С. М., Титов А. А. ; заявл. 11.03.1996 ; опубл. 20.06.1998.

20. Пат. 96105475 РФ. Способ очистки сточных вод / Пантелят Г. С., Титов А. А., Эпоян С. М. ; заявл. 11.03.1996 ; опубл. 10.06.1998.
21. ГН 2.1.5.1315–03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: Гигиенические нормативы. — М. : Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Министерства здравоохранения Российской Федерации, 2003.

22. Кузнецов А. Е. и др. Прикладная экобиотехнология. Электронный ресурс : учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности «Биотехнология» : в 2 т. T. 2. — М. : Бином. Лаб. Знаний, 2012. — 485 c.
23. Willscher S., Jablonski L., Fona Z., Rahmi R., Wittig J. Phytoremediation experiments with helianthus tuberosus under different pH and heavy metal soil concentrations // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 168. P. 153–158.
24. Wu D. M., Chen X. Y., Zeng S. C. Heavy metal tolerance of miscanthus plants and their phytoremediation potential in abandoned mine land // Chinese journal of applied ecology. 2017. Vol. 28, No. 4. P. 1397–1406.
25. Liang L., Liu W., Huo X., Li S., Zhou Q., Sun Y. Phytoremediation of heavy metal contaminated saline soils using halophytes: current progress and future perspectives // Environmental reviews. 2017. Vol. 25, No. 3. P. 269–281.