Вестник Кольского научного центра РАН. 2017, №1.

Биохимическая очистка от сульфатов Перспективными являются способы биохимической очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов и сульфат-ионы, с восстановлением их до нерастворимых в воде соединений. Процесс заключается в пропускании сточных вод (периодически или непрерывно) через пористую матрицу с микрофлорой, включающую определенные виды сульфатредуцирующих бактерий. Иммобилизация осуществляется по принципу адсорбции на анаэробном фильтре [1, 2, 17, 18]. Сульфатредуцирующие бактерии — многообразная физиологическая группа микроорганизмов, различающихся по морфологии клеток и биохимическим свойствам. Они относятся к строгим анаэробам, однако за последнее время появились сведения о способности клеток этих бактерий сохранять жизнеспособность при 6 %молекулярного кислорода в среде развития. При осуществлении комплексной очистки промышленных сточных вод было предложено смешивать в определенных пропорциях стоки различных производств (например, производства синтетических жирных кислот и гальванического производства) для получения достаточного питания для сульфатредуцирующих бактерий и осаждения тяжелых металлов [19, 20]. Основные преимущества применения биогенного сероводорода (по сравнению с реагентными методами) [19, 21]: • более низкие затраты на единицу произведенного сульфида; • снижение концентраций сульфатов в сточной воде до нормы сброса в канализацию; • отсутствие дополнительного загрязнения и засоления воды; • исключение стадий погрузки-разгрузки и хранения вредных сульфидных реагентов. Культивирование сульфатредуцирующих бактерий и генерация ими сероводорода осуществляется в аппаратах различных конструкций, но исключительно в анаэробных условиях. Анаэробные процессы биоочистки характеризуются компактностью аппаратурного оформления, минимальным количеством активного ила (на порядок ниже, чем в аэробных) и отсутствием энергозатрат на аэрацию [19, 22]. Эти преимущества, а также достигнутая за последние десятилетия многократная интенсификация процесса (за счет совершенствования современных реакторных конструкций) обусловили большой интерес к анаэробным технологиям и их активное внедрение в зарубежных странах. На сегодняшний день разработаны различные биохимические технологии очистки промышленных сточных вод, основанные на процессе анаэробной сульфатредукции. Ведущая в этой области голландская компания запатентовала биохимическую технологию очистки сточных вод от сульфатов с получением биогенного сероводорода непосредственно на очистных сооружениях с переводом его избытка в элементарную серу (Tiopaq-процесс). Первая промышленная установка производительностью 960 м3/сут была запущена в эксплуатацию в 1992 г. на цинковом заводе компании Budelko (Нидерланды) для извлечения сульфатов цинка и кадмия из грунтовых вод. В качестве питания микроорганизмов и донора электронов используется газообразный водород [19, 23]. Канадская компания BioteQ построила биохимическую установку на руднике Caribou, также работающую на водороде, для извлечения металлов и восстановления сульфатов (BioSulfide-процесс) из кислых шахтных вод производительностью 700 м3/сут [24]. В 2001 г. компании BioteQ и Paques Bio System BV предложили совместную технологию (BioSulfide-Tiopaq-процесс), которая положена в основу разработки второй очереди биохимических очистных сооружений рудника Caribou производительностью 2100 м3/сут [23]. Главной особенностью технологии BioSulfide-Thiopaq-процесс является применение газа- носителя, в первую очередь N2 и СО2, для транспортирования биогенного сероводорода из биореактора в реактор смешения с потоком очищаемой сточной воды, а также превращение избытка сульфидов в серу, которая также может быть использована как сырье для продуцирования биогенного сероводорода [19]. Методы снижения концентрации сульфата в сточных в о д а х . ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 1/2017(9) 103