Главно меню

Добре дошли! Почти всички видове отпадъчни води се подлагат на биоремитация. За този вид филтриране се създават специални условия, при които специални микроорганизми се разграждат и обработват различни органични вещества, които замърсяват водата.

Един от най-популярните методи за такова лечение е анаеробният процес, т.е. почистването без въздух. Това почистване се извършва в специални септични резервоари, наречени септични резервоари.

Анаеробното третиране в септични ями се използва главно за отстраняване на утайки, утайки и други замърсители от отпадъчните води, както и за преработка на други видове утайки и твърди отпадъци. Септичните танкове са затворени херметизирани хоризонтални хоризонтални резервоари, в дъното на които се образува утайка, състояща се от твърди частици. След това тя ще се гние и разгражда с анаеробни микроорганизми.

Основната задача на септичния резервоар е да се отделят разтворимите частици в течността от неразтворимо и разграждащо се замърсяване от анаеробни бактерии. Безспорното предимство на анаеробното третиране в септичните ями е лекото образуване на биомаса от различни вредни микроби. Този вид анаеробно третиране е по-разумно да се използва при достатъчно ниско ниво на подпочвените води.

Анаеробното почистване в септичните ями се състои от два етапа на ферментация на отпадъчни води. Това е кисела и алкална ферментация.

Киселинната ферментация се извършва в септичния резервоар по време на първоначалното му напълване, когато отпадъчните води не са замърсени с ферментирала утайка. Този етап се характеризира с образуване на неприятни миризми на газове. Отстраняването на утайките се придружава от жълто-сиви отлагания, които не се изсушават добре във въздуха. Утайката най-често се излива на повърхността с газ.
Газовете, отделени по време на киселинния процес на ферментация, изместват кислорода и постепенно запълват септичния резервоар, в резултат на което анаеробните бактерии започват активно да се развиват. Това предполага, че вторият етап на пречистване е започнал - алкална ферментация.

Алкалната ферментация се нарича метан, тъй като основната част от продуктите за производство на газ в септичния резервоар е метан. По време на алкалната ферментация отсъства образуването на fetid газове, освен това този процес се характеризира с доста бърз ход и обемът на утайката значително намалява. В същото време, мътността има тъмен цвят и бързо изсъхва във въздуха.

За по-пълно разграждане на утайката се използват специални видове анаеробни бактериални щамове. Това позволява пълното разграждане на всички замърсители. Освен това, по време на анаеробната ферментация, умирането на патогенни микроорганизми протича с по-висока скорост, в резултат на което се получава по-висококачествена утайка, която активно се използва в селското стопанство като органичен тор.

Обемът на септичните резервоари директно зависи от разхода на вода. Например, ако потреблението на вода е 250 литра на ден, тогава минималният обем на септичния резервоар трябва да бъде равен на около 3 кубически метра. Традиционно септичните ями са изработени от каменни, червени тухли или бетонни пръстени с дебелина на стената най-малко 12 сантиметра. И днес пластмасовите, полиетиленови, полипропиленови и композитни стъклопластови контейнери стават все по-популярни. Материалът се избира въз основа на всичките му технически характеристики: механична устойчивост на натиск, чувствителност към корозия, твърдост и здравина. Формата на септичния резервоар може да бъде различна, но все пак най-добрата форма е обиколката, тъй като кръглите стени равномерно разпределят натиска на почвата.

Заслужава да се отбележи, че въпреки всички предимства на анаеробното пречистване, този метод все още има своите малки недостатъци. Те включват ниска степен на ферментация и рециклиране, опасност от отделяне на метан, особена чувствителност към тежки метали, както и обогатяване на отпадъчните води с амониев азот.

Трябва да се каже, че днес е възможно почистване без хранителни вещества и са създадени всички условия за намаляване на обема на отпадъците. Анаеробният метод за пречистване на водата в септични ями е най-продуктивен и обещаващ, тъй като прилагането му изисква минимално количество оборудване в експлоатация и няма никакви проблеми при изхвърлянето на отпадъчни отпадъци. Това от своя страна дава неоспорими икономически предимства и високи нива на почистване.

Отпадъчни води

През последните години темата за опазване на околната среда стана по-належаща от всякога. Един от важните въпроси в тази тема е пречистването на отпадъчни води, преди да бъдат изхвърлени в близките водни обекти. Един от начините за решаване на този проблем може да бъде биологично пречистване на отпадъчни води. Същността на такова пречистване е разделянето на органичните съединения с помощта на микроорганизми на крайните продукти, а именно вода, въглероден диоксид, нитритно сулфатиране и др.

Най-пълното третиране на промишлени отпадъчни води, съдържащи органични вещества в разтворено състояние, се постига чрез биологичен метод. В този случай се използват същите процеси, както при пречистването на домакински вода-аеробни и анаеробни.

За аеробно почистване се използват аеротанкове с различни структурни модификации, оксикати, филтърни резервоари, флотационни резервоари, биодиск и биологични руди.

В анаеробния процес за високо концентрирана отпадъчна вода, използвана като първи етап на биологично третиране, храносмилателните системи служат като основна структура.

Аеробен метод въз основа на използването на аеробни групи от организми, чийто живот изисква постоянен поток от 02 и температура от 20-40 ° С. Микроорганизмите се култивират в активна утайка или биофилм.

Активираната утайка се състои от живи организми и твърд субстрат. Живите организми се представят от натрупвания на бактерии, протозойни червеи, мухъл плесени, дрожди и рядко - ларви на насекоми, ракообразни и водорасли. Биофилмът расте върху биофилтриращи пълнители, има външен вид на запушване на лигавицата с дебелина 1-3 mm и повече. Процесите на аеробно третиране на отпадъчни води отиват в съоръженията, наречени биобасейните.

Фиг.1. Работна схема на аеротуника

Работна схема на аеротуника

1 - циркулираща активна утайка; 2 - излишък от активирана утайка;

3 - помпена станция; 4 - вторичен утаител;

5 - авиационен резервоар; 6 - първичен избистрящ елемент

Резервоарите за аероизолация са доста дълбоки (от 3 до 6 м) резервоари, оборудвани с устройства за аериране. Тук живеят колонии от микроорганизми (върху флокулентни структури на активирана утайка), разделящи органичната материя. След аериращите резервоари пречистената вода навлиза в септичните резервоари, където се извършва утаяване на активната утайка за последващо частично връщане в резервоара за аериране. Освен това, при такива съоръжения са подредени специални резервоари, в които "лежи" (се регенерира).

Важна характеристика на операцията на аеротанка е натоварването на активната утайка N, която се определя като съотношението на масата на замърсителите, които влизат в реактора на ден до абсолютно сухата или безпепелна биомаса от активна утайка в реактора. Съгласно натоварването на активната утайка аеробните системи за пречистване се разделят на:

аеробни системи за третиране на отпадни води с високо натоварване с N> 0,5 kg BOD (индикатор за биохимична консумация на кислород) 5 на ден на 1 kg утайка;

средно натоварване аеробни системи за пречистване на отпадъчни води на 0,2 18

Анаеробно пречистване на отпадни води

Анаеробното пречистване е анаеробно (при отсъствие на кислород) двуетапен процес на биохимично преобразуване на органичното замърсяване на отпадъчните води в метан и въглероден диоксид. Първоначално, под действието на бактериите, органичните вещества се ферментират до прости органични киселини (кисела фаза), а във втория етап тези киселини вече служат като източник на хранене за бактериите, образуващи метан (алкална фаза).

Основната реакция на образуването на метан:

където е Н2А - органични вещества, съдържащи Н2.

Метан може да се образува в резултат на разграждането на оцетната киселина:

При определени условия амонякът може да бъде и крайният продукт.

Метановите бактерии са много чувствителни към колебанията във външните фактори. Това обстоятелство причинява по-малко гъвкавост и стабилност на анаеробния процес, отколкото аеробния процес и изисква строг контрол и регулиране на входните параметри на изтичащия поток. Следните се считат за оптимални в апаратурата: температура 30-35 ° С, рН 6.8-7.2, RV потенциал на средата ≈-0.25.

Анаеробното третиране може да бъде достатъчно концентрирана отпадъчна вода от БПК5 не по-малко от 500-1000 g / m 3. Анаеробните устройства са по-сложни в строителството от аеро-резервоари и по-скъпи в строителството.

Обикновено анаеробното оборудване се използва за ферментация на седименти на първични утаителни резервоари и излишък от активна утайка на аеробни биохимични системи за пречистване на битови отпадъчни води и техните смеси с промишлени отпадъци.

Степента на разлагане на органичните съединения е 40-50%.

Предлагат се и се използват едно- и двустепенни пречиствателни системи и различни видове реактори.

В двустепенна система (фиг.) Първата структура е непрекъсната непрекъснатост на биостатиране с пълно смесване, втората структура може да се използва за отделяне и концентриране на твърди вещества (септични резервоари, центрофуги и др. Също могат да изпълняват тази функция).

Фиг. Двустепенна система за анаеробно разграждане (a): 1 - влизане в отпадъците;

2 - изход за газ; 3 - сместа от утайки; 4 - течен отток; 5 - суспензия; 6 - връщаща утайка;

7 - устройство за смесване; 8 - дюза (субстрат)

При такива системи връщането (рециклирането) на част от утайката от втория етап до първия е възможно да се увеличи дозата на биологично активните микроорганизми в нея и да се засили процесът. Въпреки това, използването на конвенционални септични резервоари във втория етап е възможно само при условие на предварително дегазиране на потока от първия етап, тъй като отделянето на газ предотвратява утаяването. Ето защо, двустепенните системи се използват главно за частично разделяне на два етапа на анаеробно третиране: производство на летливи органични киселини и ферментация на метан.

Анаеробният апарат се използва предимно от хидравлични компресори - структури, които работят на принципа на реактор с пълно смесване.

Фиг. Methentank: 1 - газов капак за събиране на газ; 2 - газопровод от газовата капачка; 3 - витларска бъркалка; 4 - тръбопровод за товарене (например сурова утайка и активирана утайка); 5 - тръбопроводи за отстраняване на утайки от вода или отвеждане на ферментирала утайка от различни нива; 6 - инжектор за захранване с пара за загряване на съдържанието на биореактора и смесване; 7 - разтоварване на тръбопровод от суспензия на твърдофазни ферментационни продукти (например ферментирала утайка); 8 - циркулационна тръба; 9 - тръбопровод за изпразване на биореактора

Разграничаване между дигизатори от отворен и затворен тип (последните - с твърд или плаващ под).

В конструкция с фиксирано твърдо припокриване (фиг.) Нивото на ферментационната маса се поддържа над основата на гърлото, тъй като в този случай масовото огледало е малко, интензивността на изгорелите газове е голяма и не се образува коричка. За да се ускори процесът, масата се разбърква и загрява до 30-40 ° С (с мезофилно разграждане) с ниска температура остра пара (0,2-0,46 МРа). Основната циркулация в храносмилателната система се извършва от витло-бъркалка.

Типичните коксове имат полезен обем от един резервоар 1000-3000 m 3. Обикновено този обем е разделен на четири части с различни функции: обем за образуване на плаваща кора, обем за утайка, обем за действителната ферментация, обем за уплътняване и допълнително стабилизиране на утайката по време на съхранение (до 60 дни).

Максималната възможна дневна доза на натоварване (в m 3 / ден на 1 m 3 на апарата) се определя от факта, че увеличаването на тази доза ще доведе до излишък от изтичане от изграждането на активни бактериални клетки над растежа им и след известно време в системата няма да има достатъчно активни организми,

Недостатъци на анаеробните системи: нисък темп на растеж на микробите, висока продължителност на престой на биологично активни вещества в структурите (2-6 дни).

Предимства на метода: минимално образуване на биологично активни твърди вещества, производство на полезни продукти (запалим газ 65% метан и 33% въглероден диоксид, ферментирала утайка).

За преработката и ферментацията на суровата утайка се използват три типа структури: 1) септични резервоари (септични резервоари); 2) резервоари за седиментация (Emscher); 3) храносмилателни системи.

Биологично пречистване на вода: аеробни и анаеробни процеси

Биологичното третиране включва разграждането на органичните компоненти на отпадъчните води от микроорганизми (бактерии и протозои). На този етап се получава минерализация на отпадъчните води, отстраняването на органичния азот и фосфора, основната цел е да се намали BOD5 (биохимично потребление на кислород за 5 дни, необходимо за окисляването на органичните съединения във водата). Съгласно съществуващите стандарти съдържанието на органични вещества в пречистената вода не трябва да надвишава 10 mg / l.

Аеробни и анаеробни организми могат да се използват и за биоремитация.

Деградацията на органичните вещества от микроорганизмите в аеробни и анаеробни условия се извършва с различни енергийни баланси на общите реакции. Обмислете и сравнете тези процеси.

При аеробна биооксидация на глюкозата, 59% от съдържащата се в нея енергия се изразходва за растежа на биомасата и 41% за топлинните загуби. Това се дължи на активния растеж на аеробни микроорганизми. Колкото по-висока е концентрацията на органичните вещества в третираните отпадъчни води, толкова по-силно е нагряването, толкова е по-високата скорост на растеж на микробната биомаса и натрупването на излишък от активирана утайка.

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + микробиална биомаса + топлина

При анаеробно разграждане на глюкозата с образуването на метан, само 8% от енергията се изразходва за растежа на биомасата, 3% за топлинни загуби и 89% за метан. Анаеробните микроорганизми растат бавно и се нуждаят от висока концентрация на субстрата.

C6H12O6 -> 3CH4 + 3CO2 + микробиална биомаса + топлина

Аеробно микробиално общност представени различни микроорганизми, предимно бактерии, различен окислителен органична материя в повечето случаи, независимо едно от друго, въпреки че окисляването на някои вещества, пренасяни от cooxidation (kometabolizm). Аеробната микробна общност от системи за активирана утайка за аеробно пречистване на водата е представена от изключително биоразнообразие. През последните години, с нови техники mokulyarno биология, по-специално специфични проби рРНК, в активната утайка показва присъствието на бактериален родове Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Смята се обаче, че до момента не са установени повече от 5% от микроорганизмите, участващи в аеробната обработка на водата.

Трябва да се отбележи, че много аеробни бактерии са факултативни анаероби. Те могат да растат в отсъствие на кислород за сметка на други акцептори на електрони (анаеробно дишане) или ферментация (фосфорилиране на субстрата). Продуктите от тяхната дейност са въглероден диоксид, водород, органични киселини и алкохоли.

Анаеробното разграждане на органичните вещества по време на метаногенезата се извършва като многостепенен процес, в който трябва да участват най-малко четири групи микроорганизми: хидролитици, ферментатори, ацетогени и метаногени. съществуват анаеробни Микроорганизмите между общността близо и сложни връзки, които имат аналогии в многоклетъчни организми, тъй като поради спецификата на субстрата на метаногени, тяхното развитие без трофични поради бактерии предишните етапи. На свой ред, метан археята, използвайки вещества, произведени от първични анаероби, определя скоростта на реакциите, извършени от тези бактерии. Метановите архии от родовете Метаносарцина, Метаноисета (Метанотрикс), Метаномикробром и други играят ключова роля в анаеробното разграждане на органичните вещества в метана. При тяхното отсъствие или липса на анаеробно разлагане завършва на етапа на кисела и ацетогенна ферментация, което води до натрупване на летливи мастни киселини, главно масло, пропионова и оцетна, понижаване на рН и спиране на процеса.

Предимството на аеробното лечение е висока скорост и използването на вещества в ниски концентрации. Значителни недостатъци, особено при обработката на концентрирани отпадъчни води, са високата консумация на енергия за аериране и проблемите, свързани с третирането и обезвреждането на големи количества излишна утайка. Аеробната процеса се използва в пречистването на битови, промишлени и някои отпадъчни води прасе с COD не по-висока от 2000 Изтриване на гореспоменатите недостатъци могат аеробни технологии предварително анаеробно третиране на концентрирана метод канализация метан ферментация, който не изисква разход на енергия за аериране и освен конюгат за образуване на енергийна стойност - метан.

Предимството на анаеробния процес също е сравнително малка форма на микробна биомаса. Недостатъците включват невъзможността за отстраняване на органични замърсители в ниски концентрации. Но за дълбоко третиране на концентрирана отпадъчна вода, анаеробното третиране трябва да се използва в комбинация с последващия аеробен етап (фиг.1).

Фиг. 1. Сравнение на материалните и енергийните баланси на методите за третиране на аеробни и анаеробни отпадъчни води

Изборът на технологията и характеристиките на пречистването на отпадъчните води се определят от съдържанието на органично замърсяване в тях.

Анаеробно биологично третиране

Разграждането на органичното замърсяване в този случай се осъществява на няколко етапа с участието на микроорганизми с различни механизми на действие. Обикновено те се групират в четири основни фазови процеса, в зависимост от отделените вещества на всеки етап от разграждането и видовете бактерии, участващи във всеки етап на анаеробна ферментация.

Първата фаза на хидролиза се състои в разлагането на сложните въглеводороди в техните по-прости компоненти и вода. В резултат на "работата" на съответните бактерии протеините се разпадат на аминокиселини, захарта се образува от въглехидрати и мазнините се превръщат в мастни киселини. Междинната окислителна фаза, втората на свой ред, води до следващата трансформация на комплексни органични съединения в по-прости в тази верига, които включват алкохоли, алдехиди и органични киселини.

Окончателното окисление на всички продукти до оцетната киселина и еволюцията на водорода се осъществява по време на третата фаза на анаеробния процес. Участието на метан-образуващите бактерии определя четвъртата фаза и се състои в захранването на продуктите от предишните стадии на разлагане, с образуването на метан и въглероден диоксид. В този случай основната част от освободената енергия отива за образуването на метан, поради което има леко увеличение на масата на прах.

Характер на анаеробното биологично третиране

Особеността на анаеробното биологично третиране е тясната връзка между всичките четири фази на разлагане и последователността на тяхното протичане. Нарушаването на потока на един от тях може да доведе до дестабилизация на целия процес на анаеробно разграждане на замърсени отпадъчни води. Причината за това е спецификата на развитието на микроорганизмите, поради което се извършва окончателното разлагане на метана, тъй като тяхната хранителна среда са вещества, произведени от бактерии в предишните етапи на разграждането на замърсяващи органични вещества. Ето защо трябва да се обърне специално внимание на определянето на качествения състав на органичната материя, която е част от пречистените отпадъчни води. Това се дължи на различните скорости на разлагане на протеини, мазнини и въглехидрати и отделянето на различни обеми метан. За да се повиши ефективността на анаеробното пречистване, е необходимо да се осигури едновременното протичане на разграждането на веществата, съдържащи се в изтичащия поток, което се извършва в първата фаза, в етапа на хидролизата, което се постига чрез тяхното отделяне. Ако отпадъчните води с еднакъв състав се подлагат на третиране, то определянето на начина на разлагане на източника на замърсяващ материал се извършва на етапа на адаптиране на биомасата към този източник на енергия.

Фактори, влияещи върху ефективността на анаеробното биологично третиране

Отрицателният ефект, който значително намалява скоростта на потока през последните два етапа, е повишеното съдържание на органични киселини, което повишава киселинността на водната среда, което води до потискане на активността на семействата на анаеробните бактерии. И това може да доведе до факта, че процесът на разлагане на органичната материя ще спре на втория етап на окисление, достигайки карбоксилни киселини, алдехиди и алкохоли, които все още са доста токсични вещества.

За разлика от аеробния процес, анаеробното биологично третиране е ефективно при високи концентрации на замърсители. Това се дължи на факта, че процесите на биологично третиране, които се провеждат с участието на анаеробни бактерии, не се нуждаят от наличие на кислород, разтворен във вода. Следователно, с тяхното участие е невъзможно ефективното пречистване на отпадъчни води с високи стойности на COD (химическо кислородно търсене) и BOD (химическо потребление на кислород), което е невъзможно за аеробни микроорганизми. В допълнение, анаеробните бактерии, за разлика от аеробните партньори, не са чувствителни към действието на повърхностноактивните вещества и отлично почистват канализацията, която ги съдържа. Освен това, когато действат, се наблюдава висока степен на намаляване на концентрацията на замърсители, която се свързва с действието на активната анаеробна утайка като биофиклиращ агент. Но с намаляването на концентрацията на замърсителите ефективността на такова пречистване, използвайки анаеробна биомаса, спада значително. Поради това много често анаеробното и аеробно разграждане на органичното замърсяване на отпадъчните води се използва в комплекса, което ви позволява да постигнете високи степени на пречистване.

Добре дошли в Unipedia

Можете да намерите информация за автономните системи за третиране на отпадъчни води на търговската марка UNILOS

  • статии
  • ченълинг
  • Обработка на анаеробни отпадъчни води - обща информация

Обработка на анаеробни отпадъчни води - обща информация

Използването на анаеробни реактори или храносмилателни системи доказа, че е много ефективно в промишлени и битови пречиствателни станции за отпадни води. Тази техника е по-добра от другите методи на първично лечение при икономическо и екологично представяне. Между другото, при някои видове отпадъчни води (COD над 2000 mg / l) само анаеробното пречистване е единственият начин, по който се отстраняват до 90% от примесите. За по-ефективно пречистване на водата се прибягва до многостепенно пречистване, използвайки анаеробни и аеробни микроорганизми.

Съвременните биореактори имат доста ясен принцип на действие. Те са запечатан резервоар, който няма връзка с кислородната среда. Вътре в резервоара се намира активирана утайка - макроколониите на анаеробни микроорганизми. Развитието на биомасата в среда без кислород е бавно, поради което запазването на съществуващото население е много важно за ефективността на процеса на почистване.

По-голямата част от активната утайка е в дъното на реактора, но микроорганизмите се намират в горните слоеве на водата като суспензия. Анаеробно активирана утайка, често наричана метаногенен, е гъста 2-3 мм гранули. Това са микробни общности. Всяка гранула съдържа различен брой различни микроорганизми, сред които най-често срещани са археите от различни родове и метаносартин. Последните се срещат по-често в силно концентрирани отпадъчни води.

В процеса на жизненоважна дейност гранулите от утайката разграждат химичните и биологични "боклуци", които влизат в канализацията, като отделят метан и вода. В системите за биореактивиране на няколко равнища е установена последователност на изхвърляне на основните филтрационни продукти. Оставяйки водораслото, водата се подава в резервоара за аериране, където се пречиства от аеробни бактерии. Газът се издига и може да се използва за загряване на реактора. Нормалната температура за развитието на анаеробните архии е 30 градуса, но благодарение на развитието на селекторите са изолирани организми, функциониращи при 10-20 градуса.

В допълнение към компактните инсталации за пречистване на отпадъчни води, използвани при създаването на автономни канализационни системи в частни домове, съществуват промишлени анаеробни комплекси. Те включват:

  1. лагуни - заселници, организирани под открито небе или в специални помещения. В регионите с топъл климат такива комплекси служат не само като пречиствателна станция за отпадни води. Също така произвежда биогаз, използван в горивните системи на предприятията. Най-често са разположени лагуни в близост до свинеферми, течен тор и канализации от кланици се източват в тях;
  2. Промишлени биореактори - херметични резервоари, инсталирани в био-почистващи станции, обслужващи предприятия или домакинства. Поради липсата на необходимост от стриктен контрол на условията на околната среда, както и на бавно нарастваща популация от микроорганизми, промишлените предприятия от този тип са икономически ефективни по отношение на грижи и поддръжка.

При почистване на резервоари, в които се извършва анаеробно унищожаване на биоматериали, е необходимо да се отдели част от активния въглен. Изпразването на контейнерите може да се извърши с помощта на машинки за асимилиране или ръчно. Ил няма патогенни или токсични свойства, то е абсолютно безвреден за хората и животните. При наличието на специално оборудване, например центрофуги за сушене (фино око), утайката може да бъде произведена от излишъка за по-нататъшна продажба. Освен това, анаеробната утайка е богата на минерални елементи и може да се използва като тор или за хранене на животни.

Анаеробно пречистване на отпадни води

Химическите компании консумират много отпадни води, впоследствие изхвърлят голямо количество силно замърсени течности. По този начин задачата за рационално интегрирано използване на водните ресурси днес е особено остра и представлява важен технически, икономически и технологичен проблем. Един от методите за анаеробно пречистване на отпадъчни води.

Защо отпадъчните води трябва да бъдат почистени?

Отпадъците съдържат различни примеси, колоидни и груби частици, минерални, органични, биологични вещества. За да не се отрази неблагоприятно върху околната среда околната среда, замърсяването на околната среда е задължително тя да бъде почистена преди нейното изхвърляне, чиято основна задача е дезинфекция, избистряне, обезгазяване, дестилация, омекотяване. Отпадъчните води, замърсени с различни химикали, се третират по различни начини. Най-популярните сред тях са механични, химични, физикохимични и биологични.

Какво представлява биологичното третиране на отпадъчни води?

Биологичното третиране се извършва при използване на органични вещества. Тази техника се основава на способността на микроорганизмите да използват органични вещества, разтворени в отпадъчните води. Органичното потребление се извършва в присъствието и отсъствието на кислород.

Методи за биологично лечение

Методи за биологично третиране - аеробни и анаеробни. Анаеробната се провежда при липса на контакт с кислород. Благодарение на достъпната цена и висока ефективност, тази техника е в най-широкото възможно търсене в съвременната индустрия.

Методи за аеробно третиране на отпадъчните води: как се третират каналните води при аеробни условия

Процесът на дезинфекция на замърсени отпадъчни води с участието на аеробни микроорганизми се осъществява при условие на непрекъснат достъп на кислорода (кислородът определя жизнената активност на органичните вещества). Самият процес на почистване се извършва в биореактор или резервоар за аериране (специален контейнер, изработен от пластмаса, метал или бетон). В резервоара на малко разстояние от дъното са сита и четки - те служат като основа за поставянето на колонии от аеробни бактерии.

За да се осигури постоянен достъп на кислород, в дъното на резервоарите се монтират аератори, специални тръби с отвори. Въздухът, който преминава през тях, насища водосточните системи с кислород и по този начин създава необходимите условия за живота и растежа на аероби. Тъй като процесите на окисление на органични вещества са придружени от освобождаването на големи количества енергия, работната температура вътре в аериращия басейн може да се увеличи значително.

За нормални системи от този тип е необходима сложна електронна система. Той помага да се поддържат условията, необходими за жизнената активност на аеробни бактерии.

Характеристики на процесите на биологично пречистване анаеробно начин

Анаеробното третиране се използва основно за отстраняване на утайки, утайки и други замърсители на отпадни води. Използва се и за преработка на други видове валежи, твърди отпадъци. Септичните резервоари са подземни, херметически затворени хоризонтални резервоари, на дъното на които се образува твърда утайка. Впоследствие се разпада и се разлага. Тези процеси възникват точно поради ефектите на анаеробните микроорганизми.

Основната задача на септичния резервоар на анаеробното растение е отделянето на разтворимите флуидни частици от неразтворимите и разграждането на замърсителите чрез третиране с анаеробни микроорганизми. Предимството на системите за обработка на анаеробни отпадъци е ниската биомаса на вредни микроорганизми. Препоръчително е методът да се използва при ниско ниво на подпочвените води.

Методи за анаеробно лечение. Анаеробно биологично пречистване на отпадни води

Процесите на анаеробно пречистване на водата се срещат в храносмилателните системи и биореакторите (тези инсталации са запечатани). Материали за производство на контейнери - метал, пластмаса, бетон. Тъй като кислородът не е необходим за дейността на микроорганизмите, всички процеси на пречистване протичат без отделяне на енергия и температурата не се повишава. С разлагането на органичните компоненти, които са във водата, броят на колониите от бактерии остава почти непроменен. Тъй като в този случай не се изисква сложна система за контрол на условията на околната среда, цената на метода е относително ниска.

Основният недостатък на анаеробното третиране е образуването на горим метан като резултат от активността на анаеробите. Следователно конструкциите могат да бъдат инсталирани само на плоски, добре издухани повърхности, а газовите анализатори трябва да бъдат монтирани по периметъра им и след това да бъдат свързани към пожароизвестителна система. Между другото, анаеробно почистване в повечето случаи се използва за обслужване на къщи и вили в LOS.

Схема на инсталацията за пречистване на отпадъчни води и устройство за топла вода на сградите

Анаеробното третиране не е цялостна схема, а само отделна стъпка в комплексна система за почистване на отпадъчни води от различни замърсители. Схемата за третиране на вода в пречиствателната станция е, както следва:

  1. Отпадъците, съдържащи органично вещество и неорганични вещества, големи частици (камъни, пясък), синтетични включвания попадат в първата камера (нарича се септичен резервоар). В резервоара има механично пречистване на отпадъчни води под влиянието на гравитацията. Основните тежки компоненти се намират на дъното на резервоара.
  2. След предварителната обработка изтичащата вода вече влиза във втората камера, където е наситена с кислород. Големите органични включвания тук се раздробяват на малки частици. В някои инсталации в тези камери има елхи и четки от стомана, които задържат неразграждащи се компоненти като полиетилен, синтетични влакна и други материали, които са практически неразрушими.
  3. Наситена вода от наситени оксигени се влива в биореактора на резервоара, където се разлага органичното вещество.
  4. Последното почистване на гравитацията се извършва в последната камера. В долната част на това отделение има варовикова гръбнака, която свързва химически активни елементи.

В допълнение към инсталацията за пречистване на отпадъчни води може да се инсталира отделно филтриращо устройство. Той гарантира максималната степен на пречистване - до 99%. След стартиране станциите за биологично третиране действат напълно автономно.

Всички трансформационни процеси са тясно взаимосвързани и се осъществяват в капацитета на анаеробния биореактор по предписания начин. Всяко технологично нарушение води до провал на всички процеси. Ето защо проектирането на пречиствателни станции трябва да бъде възможно най-точна - както и тяхното приспособяване към съответните отпадъчни води.

В зависимост от преобладаващия клас органични вещества (т.е. масата на отпадъчните води), съставът на промените в биогаза, както и процентът на метан в него. Въглехидратите се разлагат лесно, но те дават по-малка част от метана. С разлагането на масла и мазнини се образува голямо количество биогаз със значително съдържание на метан. Процесите на разлагане протичат бавно. Мастните киселини - в този случай страничните продукти от разграждането на масла и мазнини - често се превръщат в допълнителна пречка за нормалния ход на процеса на разграждане.

Най-модерните и сложни структури, използвани за ферментиране на утайките, са метатеници. Благодарение на тяхното използване, времето за ферментация е значително намалено - в крайна сметка изкуственото отопление значително намалява обема на съоръженията. Днес метатеници се използват често в чуждестранни и домашни практики. Визуално, те са танкове - стоманобетон, цилиндрична, с конично дъно, херметично припокриване. В горната част на резервоара има капачка за събиране и отстраняване на газови маси. Метатинки са оборудвани с витларска бъркалка, монтирана в цилиндрична тръба и захранвана от електродвигател, топлообменник, имащ формата на тръбна система, и отклоняващи тръби.

За разтоварване на ферментиралите маси се използва специално устройство - устройство с вертикална тръба, дренажна тръба и заключващо устройство. Смес от прясна (сурова) утайка, която се намира в първичните утаителни резервоари, както и активирана утайка (постъпва в вторичния утаител след резервоара за аериране) се подава вътре в метатенга. Следващият етап от работния процес е ферментация. Той е термофилен и мезофилен (извършва се при температура 50-55 и 30-35 градуса по Целзий). При термофилната ферментация процесите на разлагане протичат много по-бързо, но вече ферментиралата утайка се отдава по-зле. Сместа от газове, които се освобождават по време на ферментацията, се състои от метан и въглероден диоксид в съотношение 7 към 3.

Аеробни и анаеробни методи за пречистване на отпадъчни води: предимства

Основните предимства на методите за биологично пречистване на отпадъчни води:

  1. Достъпна цена - разходите за почистване на кубичен метър отпадъци, използвайки химически и механични методи, са по-високи от използването на биологичния метод.
  2. Лесна употреба, надеждност - веднага след стартирането на биопречистващата станция, тя започва да работи напълно автономно. Не се изисква закупуване на консумативи.
  3. Екологичност - пречистената отпадъчна вода може безопасно да се изхвърли в земята без страх от състоянието на околната среда. След работата на станцията няма останали реагенти, които трябва да се изхвърлят правилно. Треската, която се намира на дъното на камерата, е отличен тор.

Степента на пречистване е 99%, т.е. теоретично е възможно да се пие пречистена вода по биологичен начин, но на практика е по-добре да не се прави това. Тъй като бактериалните колонии имат способността да се възпроизвеждат, достатъчно е да ги заменят веднъж на всеки пет години.

Естествено биологично третиране

В природата нейните процеси за биологично пречистване на водата се извършват, но отнема години. Ако замърсените отпадъчни води навлизат в почвата, те незабавно се абсорбират в почвата, където се обработват от специални микроорганизми. Когато течността навлезе в глинестата почва, се образува биопред - в нея отпадъчните води постепенно се осветяват под въздействието на гравитационния процес и органичните утайки се образуват на дъното. Но тези процеси отнемат много време - и докато самата природа пречиства водата от замърсяване, екологичната ситуация бързо се влошава.

заключение

Анаеробният метод за пречистване на отпадъчни води има своите предимства и недостатъци. От една страна, по време на процеса на почистване не се образува голямо количество активна утайка, което означава, че не е необходимо да се изхвърля. От друга страна, методът може да се прилага само при ниски концентрации на субстрата. Около 89% от енергията се изразходва за производство на метан, като темпът на растеж на биомасата е нисък. Ефективността на почистване на разглеждания метод е висока, но в някои случаи отпадъчните води все още се пречистват.

Анаеробен метод

Анаеробните методи на пречистване се осъществяват без достъп на кислород (ферментационен процес), те се използват за неутрализиране на утайките. Анаеробните процеси протичат в така наречените храносмилателни системи.

Метантанк (метан + английски резервоар)

ферментационно съоръжение

отпадъчните води съставляват

затворен резервоар, оборудван с устройство за отопление, дължащо се на изгарянето на освободения метан.

Анаеробният метод на пречистване може да се счита за един от най-обещаващите в присъствието на висока концентрация в отпадъчните води от органични вещества или за пречистването на битови отпадъчни води.

• Неговото предимство пред аеробни методи е рязко намаляване на оперативните разходи (за анаеробни микроорганизми, не се изисква допълнително проветряване на вода) и липсата на проблеми, свързани с изхвърлянето на излишната биомаса.

• Друго предимство на анаеробните реактори е минимално

количеството оборудване, необходимо за нормална работа на реактора.

Но в същото време анаеробните растения излъчват продукта на жизнената активност на микроорганизмите - метан, така че трябва непрекъснато да наблюдавате концентрацията му във въздуха.

Всички горепосочени методи се използват само до определено ниво на концентрация на замърсители в отпадъчните води. Преди да изхвърлите отпадъчните води в резервоара, трябва да минете през 3-4 етапа на почистване. Освен това, понякога в допълнение към биологичното третиране се изисква йонизация или ултравиолетово лъчение.

Фигура 3. Схема на разлагане

При анаеробно превръщане на органичните субстрати в метан под въздействието на микроорганизми, трябва да се прилагат последователно 4 етапа на разграждане. Отделни групи от органични замърсители (въглехидрати, протеини, липиди / мазнини) в процеса на хидролиза първо се превръщат в съответните мономери (захари, аминокиселини, мастни киселини). Освен това тези мономери се превръщат в органични киселини с къса верига, алкохоли и алдехиди по време на ензимно разлагане (ацитогенеза), които след това се окисляват допълнително до оцетна киселина, която се свързва с производството на водород. Едва след това идва редът за образуване на метан на етапа на метаногенезата. Наред с метана, въглероден двуокис също се образува като страничен продукт.

Излишната активна утайка, както вече беше споменато, може да бъде преработена по два начина: след изсушаване, като тор или в анаеробна пречиствателна система. Същите методи за почистване се използват при ферментацията на високо концентрирани отпадъчни води, съдържащи голямо количество органично вещество. Процесите на ферментация се извършват в специални устройства - метаматика.

Разграждането на органичното вещество се състои от три етапа:

• разтваряне и хидролиза на органични съединения;

На първия етап сложните органични вещества се превръщат в бутирова, пропионова и млечна киселина. На втория етап тези органични киселини се превръщат в уранова киселина, водород, въглероден диоксид. На третия етап бактериите, образуващи метан, намаляват въглеродния диоксид до метана с абсорбция на водород. Съгласно видовия състав, метаценозният биоценоза е много по-беден от аеробните биоценози.

Анаеробните реактори обикновено са стоманобетонни или метални резервоари, съдържащи минимално, в сравнение с аеробни почистващи реактори, оборудване. Обаче жизнената активност на анаеробните бактерии е свързана с отделянето на метан, което често изисква организирането на специална система за наблюдение на концентрацията му във въздуха.

Фигура 4. Схема на работа на биореактора

Структурно, разградителят е цилиндричен или по-рядко правоъгълен резервоар, който може да бъде изцяло или частично потънал в земята. Дъното на храносмилателната система има значително отклонение към центъра. Покривът на храносмилателната система може да бъде твърд или плаващ. В пламъците за плаващи покриви опасността от увеличаване на налягането във вътрешния обем се намалява.

Стените и дъното на разграждането по принцип са изработени от стоманобетон.

Утайката и активираната утайка навлизат в храносмилателната тръба отгоре. За да се ускори процесът на ферментация, храносмилателите се нагряват и съдържанието се смесва. Отоплението се извършва с воден или парен радиатор. При отсъствие на кислород от органични вещества (мазнини, протеини и др.) Се образуват мастни киселини, от които се образуват метан и въглероден диоксид по време на по-нататъшната ферментация.

Ферментиралата утайка с висока влажност се отстранява от дъното на биореактора и се изпраща за сушене (например, утайки от утайки). Полученият газ се изпуска през тръбите в покрива на израстъка. От един кубичен метър седимент в биореактора 12-16 куб. Метра газ, в който около 70% е метан.

Анаеробното пречистване на отпадни води има някои предимства и недостатъци:

• процесът не води до много излишък на активна утайка, поради което няма никакви проблеми с изхвърлянето му;

• 89% от енергията на процеса отива за производството на метан;

• такъв метод за почистване е възможно само при ниски концентрации на субстрата;

• сравнително нисък темп на нарастване на биомасата;

• по-лесно оборудване в сравнение с аеробно почистване.

Горният метод е приложим, когато концентрацията на определени замърсители не надвишава допустимото ниво. В повечето случаи е необходимо да се извършат три или четири етапа на предварителна обработка на отпадъчните води, за да се постигне изискваното съдържание на определени вещества. Освен това, за да се изхвърлят отпадъчните води, които вече са били обработени в резервоара след съоръжения за биологично пречистване, често е необходимо допълнително пречистване (например чрез озониране или UV облъчване).

Предимството на аеробното лечение е висока скорост и използването на вещества в ниски концентрации. Значителни недостатъци, особено при обработката на концентрирана отпадъчна вода, са високата консумация на енергия за аериране и проблемите, свързани с третирането и обезвреждането на големи количества излишна утайка. Аеробната процеса се използва в пречистването на битови, промишлени и някои отпадъчни води прасе с COD не по-висока от 2000 Изтриване на гореспоменатите недостатъци могат аеробни технологии предварително анаеробно третиране на концентрирана метод канализация метан ферментация, който не изисква разход на енергия за аериране и освен конюгат за образуване на енергийна стойност - метан.

Предимството на анаеробния процес също е сравнително малка форма на микробна биомаса. Недостатъците включват невъзможността за отстраняване на органични замърсители в ниски концентрации. За дълбоко третиране на концентрирана отпадъчна вода, анаеробното третиране трябва да се използва в комбинация с последващия аеробен етап. Изборът на технологията и характеристиките на пречистването на отпадъчни води се определя от съдържанието на органично замърсяване в тях.

Анаеробно пречистване на вода

Основни> Абстракт> Екология

1. Биологично пречистване на вода: аеробни и анаеробни процеси....... 3

2. Характеристики на анаеробните процеси, протичащи по време на биологичното третиране..............................................................6

3. Инсталации за анаеробно пречистване на отпадни води....................10

Дори в градовете на древния Египет, Гърция и Рим има канализационни системи, чрез които отпадъчни продукти от хора и животни се транспортират до резервоари - реки, езера и море. В древния Рим, преди да се зареди в Тибър, каналът се натрупва и се поддържа в езерото за сауна. През Средновековието този опит е до голяма степен забравен, сблъсъци, изнудвания на хора и животни, изсипани в улиците на града и отнети от време на време. Това предизвика замърсяване и замърсяване на източниците на питейна вода и доведе до появата на епидемии от холера, тиф, амебична дизентерия и др.

В началото на XIX век в Англия е измислена тоалетна с промивка. Има очевидна необходимост от обработка на отпадъчните води и предотвратяване на навлизането им в източници на питейна вода. Отпадъчните води бяха събрани и държани в големи резервоари, утайката беше използвана като тор.

В началото на двадесети век бяха разработени интензивни системи за пречистване на отпадни води, включително напоителни полета, където водата беше почистена, филтрирана през почвата, натрошени камъни и пясъчни струйни филтри, както и резервоари с принудителна аерация - аеро-резервоари. Последните са основната площадка на модерни аеробни пречиствателни станции за градски отпадъчни води. Първоначално основната цел на пречистването на отпадъчни води беше тяхната дезинфекция. Разбирането на значението на качественото пречистване на отпадъчните води за опазването на естествените резервоари дойде по-късно.

Проблемът с чистата вода е един от най-неотложните проблеми на новия век. Понастоящем са разработени и се развиват съвременни технологии за пречистване на отпадни води. Естествените и най-евтините биологични методи на пречистване, представляващи интензификацията на естествените процеси на разлагане на органичните съединения от микроорганизми в аеробни или анаеробни условия, са от най-голям интерес и перспектива.

Целта на резюмето е да се разгледа методът за анаеробно пречистване на отпадъчни води, за да се разберат ползите от него.

1. Биологично пречистване на вода: аеробни и анаеробни процеси

Биологичното третиране включва разграждането на органичните компоненти на отпадъчните води от микроорганизми (бактерии и протозои). На този етап се получава минерализация на отпадъчните води, отстраняването на органичния азот и фосфора, основната цел е да се намали BOD5 (биохимично потребление на кислород за 5 дни, необходимо за окисляването на органичните съединения във водата). Съгласно съществуващите стандарти съдържанието на органични вещества в пречистената вода не трябва да надвишава 10 mg / l.

Аеробни и анаеробни организми могат да се използват и за биоремитация.

Деградацията на органичните вещества от микроорганизмите в аеробни и анаеробни условия се извършва с различни енергийни баланси на общите реакции. Обмислете и сравнете тези процеси.

При аеробна биооксидация на глюкозата, 59% от съдържащата се в нея енергия се изразходва за растежа на биомасата и 41% за топлинните загуби. Това се дължи на активния растеж на аеробни микроорганизми. Колкото по-висока е концентрацията на органичните вещества в третираните отпадъчни води, толкова по-силно е нагряването, толкова е по-високата скорост на растеж на микробната биомаса и натрупването на излишък от активирана утайка.

При анаеробно разграждане на глюкозата с образуването на метан, само 8% от енергията се изразходва за растежа на биомасата, 3% за топлинни загуби и 89% за метан. Анаеробните микроорганизми растат бавно и се нуждаят от висока концентрация на субстрата.

Аеробно микробиално общност представени различни микроорганизми, предимно бактерии, различен окислителен органична материя в повечето случаи, независимо едно от друго, въпреки че окисляването на някои вещества, пренасяни от cooxidation (kometabolizm). Аеробната микробна общност от системи за активирана утайка за аеробно пречистване на водата е представена от изключително биоразнообразие. През последните години, с нови техники mokulyarno биология, по-специално специфични проби рРНК, в активната утайка показва присъствието на бактериален родове Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Смята се обаче, че до момента не са установени повече от 5% от микроорганизмите, участващи в аеробната обработка на водата.

Трябва да се отбележи, че много аеробни бактерии са факултативни анаероби. Те могат да растат в отсъствие на кислород за сметка на други акцептори на електрони (анаеробно дишане) или ферментация (фосфорилиране на субстрата). Продуктите от тяхната дейност са въглероден диоксид, водород, органични киселини и алкохоли.

Анаеробното разграждане на органичните вещества по време на метаногенезата се извършва като многостепенен процес, в който трябва да участват най-малко четири групи микроорганизми: хидролитици, ферментатори, ацетогени и метаногени. съществуват анаеробни Микроорганизмите между общността близо и сложни връзки, които имат аналогии в многоклетъчни организми, тъй като поради спецификата на субстрата на метаногени, тяхното развитие без трофични поради бактерии предишните етапи. На свой ред, метан археята, използвайки вещества, произведени от първични анаероби, определя скоростта на реакциите, извършени от тези бактерии. Метановите архии от родовете Метаносарцина, Метаноисета (Метанотрикс), Метаномикробром и други играят ключова роля в анаеробното разграждане на органичните вещества в метана. При тяхното отсъствие или липса на анаеробно разлагане завършва на етапа на кисела и ацетогенна ферментация, което води до натрупване на летливи мастни киселини, главно масло, пропионова и оцетна, понижаване на рН и спиране на процеса.

Предимството на аеробното лечение е висока скорост и използването на вещества в ниски концентрации. Значителни недостатъци, особено при обработката на концентрирани отпадъчни води, са високата консумация на енергия за аериране и проблемите, свързани с третирането и обезвреждането на големи количества излишна утайка. Аеробната процеса се използва в пречистването на битови, промишлени и някои отпадъчни води прасе с COD не по-висока от 2000 Изтриване на гореспоменатите недостатъци могат аеробни технологии предварително анаеробно третиране на концентрирана метод канализация метан ферментация, който не изисква разход на енергия за аериране и освен конюгат за образуване на енергийна стойност - метан.

Предимството на анаеробния процес също е сравнително малка форма на микробна биомаса. Недостатъците включват невъзможността за отстраняване на органични замърсители в ниски концентрации. Но за дълбоко третиране на концентрирана отпадъчна вода, анаеробното третиране трябва да се използва в комбинация с последващия аеробен етап (фиг.1).


Фиг. 1. Сравнение на материалните и енергийните баланси на методите за третиране на аеробни и анаеробни отпадъчни води.

Изборът на технологията и характеристиките на пречистването на отпадъчните води се определят от съдържанието на органично замърсяване в тях.

2. Характеристики на анаеробните процеси, протичащи по време на биологичното третиране

Така че, анаеробното биохимично пречистване (ферментация или ферментация на метан) е минерализирането на органичното вещество от промишлени или битови отпадни води в резултат на окисляването му с помощта на анаеробни микроорганизми в процеса на използване на това вещество като източник на храна.

Анаеробните процеси на окисление протичат без достъп на молекулярен кислород, докато кислородсъдържащите аниони служат като източник на кислород във вода: и т.н. Методът се основава на способността на някои микроорганизми да хидролизират комплексни органични съединения в течение на своя живот и след това да използват бактерии, образуващи метан, за да ги превърнат в метан и въглеродна киселина. Като пример можем да дадем две възможни диаграми на процесите на ферментация на глюкоза:

Биологичното разлагане на сложни органични съединения се извършва в няколко фази, един след друг, в резултат на излагане на различни групи бактерии. По това време непрекъснато се образуват и разлагат различни междинни продукти. Много големи, можете да изберете четири основни етапа (фигура 2).