Проблема утилизации избыточного активного ила, образующегося при очистке воды биохимическим методом является весьма актуальной проблемой, так как ежегодно в РФ образуется примерно 1,5–2 млн т. В связи с этим использование активного ила в качестве биофлокулянта решает задачу не только интенсификации процесса очистки сточных вод, но и его утилизации. Использование активного ила в качестве биофлокулянта дает также новые возможности в направлении расширения применения отходов в качестве дополнительных средств интенсификации очистки сточных вод [1–3].
Проведенные нами многолетние исследования использования активного ила подтвердили, что определяющим условием его эффективного применения является наличие на поверхности клеток микроорганизмов экзополисахаридов.
Принимаем состояние А — это состояние, когда микроорганизмы активного ила и частицы загрязнений не взаимодействуют. В процессе их взаимодействия происходит слипание частиц загрязнений с полисахаридным слоем клеток. Этот процесс определяется состоянием В — промежуточное состояние (агрегаты или флотофлокулы). Затем образовавшиеся комплексы выпадают в осадок или образуют пенный продукт (состояние С).
Примем следующие обозначения:
СА, СВ, СС — концентрации частиц в состояниях А, В и С соответственно в момент времени t;
k1 , k2 — константы скоростей первой и второй стадии процесса;
С0 — исходная концентрация частиц. При этом в начальный момент СВ0=СС0=0.
Решая систему уравнений (1), получим зависимость концентраций в состояниях А, В, С от времени.
Анализ выражения (2-4) показывает, на процесс образования осадка или пенного продукта флотации существенное значение оказывает значения констант k1 и k2 .
Изменение значений этих констант может быть достигнуто с использованием различных способов.
При физико-химической обработке суспензии активного ила происходят процессы агрегации микроорганизмов, в частности, под действием выделяющихся в процессе такой обработки полисахаридов. В табл. 1 представлены значения концентраций полисахаридов в жидкой фазе нагретой суспензии активного ила до 85 °С. При этом при повышении рН до 8,5 концентрация полисахаридов возрастает в 3–5 раз и визуально наблюдается эффект агрегации. Полученные данные указывают на целесообразность такой обработки как одного из методов интенсификации флотационного сгущения активного ила, способствующего более эффективному использованию его в качестве биофлокулянта.