ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2026-6-34-39ekip-3218Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSПолучение гранулированного аэробного ила в условиях низких концентраций органических веществFormation of Granular Aerobic Sludge under Low Organic Matter ConcentrationsСакаянД. И.SakayanD. I.

аспирант

Post-graduate Student

podpiska@kalvis.ruХохлачевН. С.KhokhlachevN. S.

канд. техн. наук, начальник лаборатории

Cand. Sci. (Eng.), Head of Laboratory

ctls@kalvis.ruКаленовС. В.KalenovS. V.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

ctls@kalvis.ruСоколоваЛ. С.SokolovaL. S.

аспирант

Post-graduate Student

ctls@kalvis.ruХарламоваМ. Д.KharlamovaM. D.

канд. хим. наук, доцент

Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor

ctls@kalvis.ruЛуканинА. В.LukaninA. V.

д-р техн. наук, советник генерального директора

Dr. Sci. (Eng.), Advisor to the General Director

ctls@kalvis.ruРоссийский химико-технологический университет им. Д.И. МенделееваРоссияD.I. Mendeleev Russian University of Chemical TechnologyRussian FederationООО "Газпром ВНИИГАЗ"РоссияGazprom VNIIGAZ LLCRussian FederationИнститут экологии. Российский университет дружбы народов (РУДН)РоссияInstitute of Ecology, Peoples’ Friendship University of RussiaRussian FederationООО "ГИПРОБИОСИНТЕЗ"РоссияGIPROBIOSINTEZ LLCRussian Federation2026290720263063439Copyright © ООО "Калвис", 20262026ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/3218

Проанализированы технологические параметры, выступающие факторами селекции гранулированного аэробного ила (ГАИ) в реакторах периодического типа действия и проточных системах при различных концентрациях ХПК в сточных водах. Рассмотрены ключевые аспекты гранулообразования: периодичность условий по наличию субстрата, гидродинамические условия в биореакторе очистки, направленная гравитационная селекция биомассы. Показано, что количественный и качественный состав внеклеточных полимерных веществ (ВПВ) является индикатором устойчивости и стабильности гранул. Отмечены важные факторы для технологии — наличие гранулообразующих субстратов и степень их превращения во ВПВ. Обобщены последние достижения в области применения ГАИ в проточных реакторах и выделены основные барьеры, препятствующие их промышленному внедрению.

Technological parameters acting as selection factors of granular aerobic sludge in sequencing batch and continuous-flow reactors at different COD concentrations were analyzed. Key aspects of granulation are considered: substrate availability periodicity, hydrodynamic conditions in the treatment bioreactor, and directed gravitational selection of biomass. It is shown that the quantitative and qualitative composition of extracellular polymeric substances (EPS) serves as an indicator of granule stability and robustness. Important factors for the technology are identified: the presence of granule-forming substrates and the degree of their conversion into extracellular polymeric substances (EPS). Recent advances in the application of granular aerobic sludge in continuous-flow reactors are summarized, and the main barriers hindering their industrial implementation are identified.

гранулированный аэробный илфакторы селекциигранулообразованиенизкие концентрации органических веществgranular aerobic sludgeselection factorsgranulationlow organic concentrationsReferencesPronk M., De Kreuk M.K., De Bruin et al. Full scale performance of the aerobic granular sludge process for sewage treatment. Water research. 2015. Vol. 84. С. 207—217.Pronk M., De Kreuk M.K., De Bruin et al. Full scale performance of the aerobic granular sludge process for sewage treatment. Water research. 2015. Vol. 84. С. 207—217.Bengtsson S., de Blois M., Wilйn B. et al. A comparison of aerobic granular sludge with conventional and compact biological treatment technologies. Environmental technology. 2019. Vol. 40. No. 21. С. 2769—2778.Bengtsson S., de Blois M., Wilйn B. et al. A comparison of aerobic granular sludge with conventional and compact biological treatment technologies. Environmental technology. 2019. Vol. 40. No. 21. С. 2769—2778.Данилович Д.А., Харькин С.В. ПЕРСПЕКТИВА XXI. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2017. № 1. С. 39—53.Данилович Д.А., Харькин С.В. ПЕРСПЕКТИВА XXI. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2017. № 1. С. 39—53.Кевбрина М.В., Акментина А.В., Дорофеев А.Г. и др. Перспективная технология очистки коммунальных сточных вод гранулированными илами. Водоснабжение и санитарная техника. 2019. №. 10. С. 34—44.Кевбрина М.В., Акментина А.В., Дорофеев А.Г. и др. Перспективная технология очистки коммунальных сточных вод гранулированными илами. Водоснабжение и санитарная техника. 2019. №. 10. С. 34—44.An Z., Bott C. B., Angelotti B et al. Leveraging feast and famine selection pressure during startup of continuous flow aerobic granulation systems to manage treatment performance. Environmental Science: Water Research & Technology. 2021. Vol. 7. No. 9. Р. 1622—1629.An Z., Bott C. B., Angelotti B et al. Leveraging feast and famine selection pressure during startup of continuous flow aerobic granulation systems to manage treatment performance. Environmental Science: Water Research & Technology. 2021. Vol. 7. No. 9. Р. 1622—1629.Li J., Cai A., Ding L., et al. Aerobic sludge granulation in a Reverse Flow Baffled Reactor (RFBR) operated in continuous-flow mode for wastewater treatment. Separation and Purification Technology. 2015. Vol 149. Р. 437—444.Li J., Cai A., Ding L., et al. Aerobic sludge granulation in a Reverse Flow Baffled Reactor (RFBR) operated in continuous-flow mode for wastewater treatment. Separation and Purification Technology. 2015. Vol 149. Р. 437—444.Liu Y., Wang H., Xu Y., et al. Achieving enhanced denitrification via hydrocyclone treatment on mixed liquor recirculation in the anoxic/aerobic process. Chemosphere. 2017. Vol. 189. Р. 206—212.Liu Y., Wang H., Xu Y., et al. Achieving enhanced denitrification via hydrocyclone treatment on mixed liquor recirculation in the anoxic/aerobic process. Chemosphere. 2017. Vol. 189. Р. 206—212.Xu J., Sun, Y., Liu, Y., et al. In-situ sludge settleability improvement and carbon reuse in SBR process coupled with hydrocyclone. Science of The Total Environment. 2019. Vol. 695. Р. 133825.Xu J., Sun, Y., Liu, Y., et al. In-situ sludge settleability improvement and carbon reuse in SBR process coupled with hydrocyclone. Science of The Total Environment. 2019. Vol. 695. Р. 133825.Avila I., Freedman D., Johnston J., et al. Inducing granulation within a full-scale activated sludge system to improve settling. Water Science and Technology. 2021. Vol. 84. No. 2. Р. 302—313.Avila I., Freedman D., Johnston J., et al. Inducing granulation within a full-scale activated sludge system to improve settling. Water Science and Technology. 2021. Vol. 84. No. 2. Р. 302—313.De Sousa Rollemberg S.L., De Oliveira L.Q., De Barros A.N., et al. Pilot-scale aerobic granular sludge in the treatment of municipal wastewater: Optimizations in the start-up, methodology of sludge discharge, and evaluation of resource recovery. Bioresource technology. 2020. Vol. 311. Р. 123467.De Sousa Rollemberg S.L., De Oliveira L.Q., De Barros A.N., et al. Pilot-scale aerobic granular sludge in the treatment of municipal wastewater: Optimizations in the start-up, methodology of sludge discharge, and evaluation of resource recovery. Bioresource technology. 2020. Vol. 311. Р. 123467.Khan A.A., Ahmad M., Giesen A. NEREDA®: an emerging technology for sewage treatment. Water Practice and Technology. 2015. Vol. 10. No. 4. Р. 799—805.Khan A.A., Ahmad M., Giesen A. NEREDA®: an emerging technology for sewage treatment. Water Practice and Technology. 2015. Vol. 10. No. 4. Р. 799—805.Rollemberg S.L.S., Oliveira L.Q.D., Firmino P.I.M, et al. Aerobic granular sludge technology in domestic wastewater treatment: opportunities and challenges. Engenharia Sanitaria e Ambiental. 2020. Vol. 25. Р. 439—449.Rollemberg S.L.S., Oliveira L.Q.D., Firmino P.I.M, et al. Aerobic granular sludge technology in domestic wastewater treatment: opportunities and challenges. Engenharia Sanitaria e Ambiental. 2020. Vol. 25. Р. 439—449.Van Dijk E.J.H., Pronk M., van Loosdrecht M.C.M. A settling model for full-scale aerobic granular sludge. Water Research. 2020. Vol. 186. Р. 116135.Van Dijk E.J.H., Pronk M., van Loosdrecht M.C.M. A settling model for full-scale aerobic granular sludge. Water Research. 2020. Vol. 186. Р. 116135.Peyong Y.N., Zhou Y., Abdullah A.Z., et al. The effect of organic loading rates and nitrogenous compounds on the aerobic granules developed using low strength wastewater. Biochemical Engineering Journal. 2012. Vol. 67. Р. 52—59.Peyong Y.N., Zhou Y., Abdullah A.Z., et al. The effect of organic loading rates and nitrogenous compounds on the aerobic granules developed using low strength wastewater. Biochemical Engineering Journal. 2012. Vol. 67. Р. 52—59.Sguanci S., Lubello C., Caffaz S et al. Long-term stability of aerobic granular sludge for the treatment of very lowstrength real domestic wastewater. Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 222. Р. 882—890.Sguanci S., Lubello C., Caffaz S et al. Long-term stability of aerobic granular sludge for the treatment of very lowstrength real domestic wastewater. Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 222. Р. 882—890.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.