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.

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

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.

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.

Пречистване на отпадни води при аеробни условия

Аеробни и анаеробни методи за биохимично пречистване на отпадъчни води са известни. Аеробният метод се основава на използването на аеробни групи от организми, за които жизнената активност изисква постоянен поток от кислород и температура от 20 до 40 ° С. При аеробно третиране микроорганизмите се култивират в активна утайка или биофилм. Процесът на биологично третиране се извършва в резервоари за аериране, в които се подават отпадъчни води и активирана утайка (фиг.13.1).

Фиг. 13.1. Схема за инсталация за пречистване на биологични отпадъчни води: 1 - основен пречиствател; 2 - предварителен аератор; 3 - аеростат; 4 - регенератор на активирана утайка; 5 - вторичен утаител

Активираната утайка се състои от живи организми и твърд субстрат. Обществото на всички живи организми (натрупвания на бактерии, протозои, червеи, плесени, дрожди, актиномицети, водорасли), населяващи наноси, се нарича биоценоза.

Активираната утайка е амфотерна колоидна система с рН 4 от 4.9 отрицателен заряд. Сухото вещество на активната утайка съдържа 70, 90% органични и 30% 10% неорганични вещества. Субстратът до 40% от активната утайка е твърда, мъртва част от остатъци от водорасли и различни твърди остатъци; организмите от активна утайка са прикрепени към него. В активната утайка има микроорганизми от различни екологични групи: аероби и анаероби, термофили и мезофили, халофили и халофови.

Най-важното свойство на активната утайка е способността да се утаи. Състоянието на утайката се характеризира с индекс на утайка, който е обем в милилитри, заеман от 1 g утайка в естественото му състояние след утаяване в продължение на 30 минути. Колкото по-лошо се утаи утайката, толкова по-висок е индексът на утайката. Утайката с индекс до 120 ml / g се утаява добре, с индекс от 120. 150 ml / g е задоволителен и ако индексът е над 150 ml / g, това е лошо.

Биофилмът расте върху биофилтриращ пълнител, има външен вид на запушване на лигавицата с дебелина от 1,3 мм и повече. Състои се от бактерии, гъби, дрожди и други организми. Броят на микроорганизмите в биофилма е по-малък, отколкото в активната утайка.

Механизмът на биологичното окисление при аеробни условия от хетеротрофни бактерии може да бъде представен чрез следната схема:

Реакцията (13.1) символизира окисляването на първоначалното органично замърсяване на отпадъчните води и образуването на нова биомаса. В пречистените отпадъчни води остават биологично окисляващи се вещества, главно в разтворено състояние, тъй като колоидните и неразтворените вещества се отстраняват от отпадъчните води чрез сорбционния метод.

Процесът на ендогенно окисление на клетъчното вещество, който се случва след използване на външен източник на енергия, описва реакцията (13.2).

Пример за автотрофно окисление може да бъде процесът на нитрификация.

където C5Н7NO2 - символ на състава на органичните вещества, произведени клетки от микроорганизми.

Ако процесът на денитрификация се осъществява с биологично пречистена вода, практически лишена от първоначалните органични вещества, тогава относително евтин метилов алкохол се използва като въглеродна храна. В този случай общата реакция на денитрификация може да бъде написана, както следва:

Всички ензимни реакции, показани тук, се извършват вътре в клетката, за което необходимите батерии трябва да влязат в тялото си през корпуса. Много от първоначалните органични примеси могат да бъдат твърде големи частици в сравнение с размера на клетката. В тази връзка, значителна роля в цялостния процес на окисляване се дава на ензимното хидролитично разцепване на големи молекули и частици, течащи извън клетката, на по-малки, съизмерими с размера на клетката.

При аеробни биологични системи захранването с въздух (както и чистият кислород или въздух, обогатен с кислород) трябва да гарантира, че наличието на разтворен кислород в сместа не е по-ниско от 2 mg / l.

Окислението в структурите не винаги върви до края, т.е. преди образуването на CO2 и H2А. Във водата след биологично третиране могат да се появят междинни продукти, които не са в оригиналната отпадъчна вода, понякога дори по-малко желани за резервоара, отколкото първоначалното замърсяване.

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 отпадни води

В селска къща за почистване на битови отпадъчни води може да се използва един от двата метода - анаеробни или аеробни. И двата метода са биологични, тъй като специални микроорганизми участват в третирането на отпадъчните води, естествено живеят в природата и органичното замърсяване са източник на храна за тях. Защо са ефективни методите за биологично почистване? Факт е, че битовите отпадъчни води съдържат приблизително 70% органични примеси и 30% минерални примеси. Анаеробното пречистване на отпадъчни води се извършва в среда без кислород. Когато аеробното изчистване на отпадъчните води за ефективно разграждане на органични и химични съединения изисква постоянен поток на кислород.

Има голям брой различни видове анаеробни бактерии, които в наситената органична материя организират нещо като последователни етапи на обработка, разлагане и асимилация на различни вещества и съединения. Когато няма достатъчно концентрация на който и да е вид анаеробни бактерии, разграждането без кислород се забавя и може дори да се спре. Причината обикновено се превръща в различни химични съединения и биологични обекти, които попадат в мивката и инхибират микрофлората.

биохимични процеси в анаеробни условия

Какви вещества и предмети не могат да бъдат изхвърляни и изцедени в анаеробни септични ями, за да не се наруши работата на автономните отпадъчни води? обработка на отпадъчни води от всякакъв вид не може да влезе в системата: големи хранителни остатъци, растения и техните плодове, гъби, лекарства, пестициди, както и различни химически почистващи препарати на базата на хлор, разтворители, киселини, основи, алкохол-съдържащ течност, вода за промиване след регенериране на филтър, големи фрагменти метал и пластмаса, пластмасови филми и влакна, коса за домашни любимци

Спазването на тези правила е много важно. Това, което изглежда безобидно за нас, може да бъде смъртоносна отрова за малки същества. След контакт с тези вещества и твърди предмети в канализация растенията активност на анаеробни и аеробни бактерии се инхибира, разпределени комплекс последователност на химични реакции и преработка на отпадъци спирки. Септичната яма, подобно на станцията за дълбоко почистване, се превръща в резервоар за съхранение, т.е. в обикновена яма.

че не можете да хвърлите в септична яма и аеробна пречиствателна станция за отпадни води

Препълването на утаителния резервоар в септичния резервоар трябва да се избягва. Поради преливане, установената последователност от етапи на пречистване е нарушена, концентрацията на анаеробни бактерии намалява, в резултат на което тяхната ефективност намалява. По същата причина отпадъчните води от дъждовната и дренажна система не могат да бъдат изпратени до системата за пречистване на отпадни води. Силен поток вода след дъжд лесно ще разруши сложната, многоетапна работа на различни видове бактерии.

Преливането на септична яма може да се получи поради голямо изтичане на отпадна вода или поради прекомерно натрупване на гъста утайка в дъното на камерата. Максималният обем на изпускателната система е посочен в информационния лист за продукта. Поради липса на ефективност, анаеробната обработка на отпадъчни води не разлага напълно твърдия компонент. В резултат на това доста голяма част не се обработва от бактерии, а просто се потапя до дъното, намалявайки работния обем на приемната камера. Поради тази причина е необходимо да се отстраняват седиментите от септичните ями на всеки 1-3 години. В противен случай утайката не само ще намали работния обем, но и ще бъде уплътнена така, че ще бъде много трудно да се изпомпва с маркуч на събирателното колело. Необходимо е първо да се измие уплътнената маса с поток от вода под високо налягане.

изпомпване на твърда утайка от анаеробен септичен резервоар

Каква е машината на асенизатора? Първо, седиментът образува много и се нуждае от транспорт, за да го транспортира; второ, липсата на ефективност на анаеробното пречистване не унищожава по-голямата част от патогенните микроби, поради което седиментът от септичен резервоар не може да се използва като тор за градината. Събраната утайка трябва да бъде изведена на специални депа, където ще бъде изхвърлена. Вредните микроорганизми за човешкото здраве са изключително разнообразни. Това могат да бъдат вируси, бактерии, мухъл плесени, някои от тях са причинители на опасни заболявания. Машината за изпомпване на седимент от септичния резервоар ще изисква безплатно пътуване до обекта. Вземете това предвид при планирането на територията и разположението на сградите.

При избора на автономна канализационна система, базирана на анаеробна технология, внимавайте да защитите всички жители и вашите съседи от възможния контакт с недостатъчно изчистени канализации. Имайте предвид, че водата, освободена от септичния резервоар, може да бъде почистена не повече от 60-70%. Според санитарните стандарти, такава вода се счита за замърсена и не може да се изцежда в канавка или на земята - е необходимо да се организира допълнително лечение. Допълнително почистване се извършва в почвата, където естествено живеят както анаеробни, така и аеробни бактерии. Ако земята на площадката е пясъчна - смятайте се за късмет. Достатъчно е да се направи сравнително компактен абсорбиращ кладенец (само цилиндър без дъно), след като от септичния резервоар водата ще се филтрира в земята.

филтриращо поле за глинести почви

Ако почвата е глина, ще трябва да изградите филтриращо поле. Трудността е, че тя е доста голяма по размер и сложна структура, изкуствена структура с входящи перфорирани тръби, вентилационна система, геофлат и дебел слой филтърен материал (чакъл, трошен камък, пясък). На всеки няколко години полето за филтриране трябва да бъде актуализирано, тъй като губи свойствата си поради насищане. Ако е невъзможно да се постави филтърното поле под точката на оттичане на водата от септичния резервоар, водата първо се изтегля в резервоар за съхранение, откъдето се подава от потапяема дренажна помпа до мястото за почистване на почвата. Същевременно анаеробният септичен резервоар губи своята нестабилност, тъй като помпата изисква връзка с електрически контакт. Изберете място за местоположението на анаеробния септичен резервоар, доколкото е възможно от водни точки. Особено от малки, като кладенец, добре игла, песъчлив кладенец.

За сравнение: при инсталации за дълбоко биологично третиране, използвайки аеробния метод, се образува много малко седимент. Не е необходимо да се обаждате на камиона за канализация. Малко количество седимент се отстранява от собственика на жилището, като се използва вградената въздушна възглавница. Аеробни бактерии в условия на постоянна аерация много ефективно почистват канализацията. В резултат на това не само почти всички гъсти замърсители са разделени, но съдържанието на патогенни микроорганизми в утайката не надвишава санитарните норми и утайката може да се използва като градински тор.

Анаеробното пречистване на отпадни води се използва не само в частния сектор, но и в промишлеността. В процеса на жизнената активност на анаеробните бактерии в изтичащия поток, въглеродните съединения се окисляват и се подлагат на ферментационен процес в среда без кислород. Резултатът е въглеродни оксиди и метан. Предвид големите количества промишлени отпадъчни води и размера на пречиствателната станция липсата на необходимост от принудително аериране опростява и намалява разходите за обработване. От друга страна, ниската ефективност на обработката на анаеробни отпадъци прави този метод не универсален. В някои случаи, в зависимост от състава на отпадъчните води или от обема им, е необходимо да се приложи по-ефективен аеробен метод с принудително аериране.

анаеробен реактор, използван в хранителната промишленост

Анаеробният промишлен реактор съдържа колонии от бактерии без кислород, които са фиксирани на различни носители, така че да не се измиват от поток от преминаваща течност. Специални биофилми, тръбни елементи от керамика или пластмаса, чакъл и др. Се използват като носители за закрепване на бактерии.

Съвременните технологии позволяват не само пречистването на отпадъчните продукти, връщането на водата в работния цикъл, но и извличането на полезни химически съединения от отпадъчните води. Например, при експлоатацията на промишлен анаеробен реактор, в процеса на разделяне на органичните вещества се произвеждат въглероден диоксид и метан. Метанът може да бъде събран и използван като източник на енергия.

В кои области на промишлеността се използва анаеробно пречистване на отпадни води? Целулоза и хартия, фармацевтични продукти, производство на захар, храна, месопреработвателни предприятия, пивоварство. В някои случаи, в зависимост от състава на течните промишлени отпадъци, обработката на анаеробни отпадъчни води може да бъде източник на формиране на ценни органични торове или суровини за по-нататъшна обработка. Например, за получаване на протеини и биологично активни вещества.

Аеробно третиране на отпадъчни води

Аеробно пречистване на отпадъчни води в изкуствени условия

Този вид биологично третиране се извършва, като се използва активирана утайка. Състои се от бактерии (оксидиращи, нитрифициращи, денитрифициращи), протозои (кълнати, флагелати, саркодии) и микроскопични животни (rotifers).

Процесът на биологично окисление може да бъде разделен на две фази: сорбция на органично замърсяване на отпадни води на повърхността на активната утайка; окисляване на сорбуваното вещество, придружено от възстановяване на сорбционния капацитет на микрофлората.

В зависимост от степента на окисляване на примесите в отпадъчните води има пълно и непълно биологично третиране. Пълно пречистената вода има BOD. = 10-15 mg O2 / l. За отпадъчните води, които са претърпели непълно третиране, BODpol. = 60-80 mg O2 / l. [1]

Процесът на биологична активност се влияе от състава на отпадъчните води чрез замърсяване, наличието на биогенни елементи, големината на натоварването на активната утайка от замърсяването, рН на отпадъчните води, тяхната температура, концентрацията на разтворен кислород в отпадъчните води. Съставът на отпадъчните води е един от основните фактори, влияещи върху ефективността на биологичното третиране. Наличието на токсични вещества в отпадъчните води затруднява работата на активната утайка. Токсичните ефекти върху биологичните процеси могат да имат както органични, така и неорганични вещества. Токсичните ефекти могат да бъдат микробиостатични (забавяне на растежа на утайките) и микробицидни (умъртвяващи активни утайки). Повечето химикали показват някакво действие в зависимост от концентрацията им във водата, която се почиства. Трябва да се отбележи, че някои елементи, които са органогени на клетката при високи концентрации, също стават токсични. Следователно, когато се извършва биологично третиране, е необходимо да се знае МПК за отделните химикали, присъстващи в отпадъчните води. За стойността на MPCbos вземете максималната концентрация на токсично вещество във водата и няма забележим отрицателен ефект върху работата на биологичните пречиствателни станции (MPCbos)

Хранителни вещества. За нормалното съществуване на микроорганизми и следователно за ефективен процес на пречистване на водата трябва да има достатъчно висока концентрация на всички основни хранителни вещества на органичния въглерод в средата, чието количество се изчислява с количеството на БПК, отпадъчна вода, фосфор и азот.

В допълнение към тези елементи за функционирането на микроорганизмите са необходими и други елементи в незначителни количества: Mn, Cu, Xn, Mo, Se, Mg, Co, Ca, Na, K, Fe и др.

Съдържанието на тези елементи в естествените води, от които се образуват отпадъчни води, е достатъчно, за да задоволи напълно изискванията за бактериален обмен.

Азотът и фосфорът в производствените отпадъчни води обикновено не са достатъчни и те се добавят изкуствено под формата на суперфосфат, ортофосфорна киселина, амониев фосфат, сулфат, нитрат или амониев хлорид, карбамид и др.

Адекватността на хранителните вещества за бактериите в отпадъчните води се определя от съотношението BOD: N: P. За нормален живот на микроорганизмите: N: P = 100: 5: 1. За битови отпадъчни води това съотношение е 100: 20: 2,5. В тази връзка те препоръчват съвместно почистване на битови и промишлени отпадъчни води.

Натоварването на замърсяването на активната утайка. Тя се изчислява на 1 m 3 от пречиствателната станция или по-често на 1 g суха биомаса. Често те използват стойностите на натоварването на BOD, но в някои случаи те изчисляват стойността на натоварването за отделния замърсител.

Съгласно степента на натоварване на активната утайка, аерационните системи се разделят на замърсяване на високо натоварване, класическо и ниско натоварване. При системите с голямо натоварване (с товар над 400 мг БПК на 1 грам пепел без съдържание на пепел на ден) в сравнение с други системи, увеличаването на утайката е най-високо, степента на пречистване е най-малката и утайката съдържа малък брой протозои.

Класическите системи (с натоварване от 150 до 400 мг BOD пълни на грам пепел без съдържание на пепел на ден) осигуряват много висока степен на пречистване на БПК, понякога частична нитрификация. Те имат добре натрупана утайка, обитавана от голям брой микроорганизми от различни групи. Увеличаването на утайката в такива системи е по-малко от максималното поради дълбоките процеси на ендогенно окисляване. Системите с ниско натоварване (с натоварване под 150 mg BOD завършват 1 g безпартитна утайка на ден) имат променлива BOD степен на пречистване, но по-често висока. В тези системи процесът на нитрификация е дълбоко развит, растежът на утайките е минимален, микробиологичната популация на утайките е много разнообразна.

PH отпадъчни води. Концентрацията на водородни йони (рН) в отпадъчните води значително влияе върху развитието на микроорганизми. Значителна част от бактериите се развиват в неутрална или почти неутрална среда. Биологичното третиране е най-ефективно, ако рН не превишава границите от 5,5 до 5,8. Отклонението от този интервал води до намаляване на скоростта на окисляване поради забавяне на метаболитните процеси в клетката, нарушена пропускливост на неговата цитоплазмена мембрана и т.н. Ако стойността на рН не надвишава допустимите стойности, е необходимо да се коригират тези параметри в отпадъчните води, навлизащи в биологични пречиствателни станции.

Температура на отпадна вода Оптималната температура за аеробни процеси, протичащи в пречиствателната станция, е 20-30 ° C, докато при други благоприятни условия биоценозата е представена от най-различни микроорганизми.

Ако температурният режим не съответства на оптималния, тогава растежът на културата, както и метаболитните процеси в клетката значително намаляват.

Най-неблагоприятното въздействие върху развитието на културата има рязка промяна в температурата. При аеробно почистване температурният ефект се изостря от съответната промяна в разтворимостта на кислорода. Бактериите са много чувствителни към температурата, нитрофилатори, високата им активност се наблюдава при температура не по-ниска от 25 ° С. При техническите изчисления формулите, дадени в съответните регулаторни документи, се използват за оценка на ефекта на температурата върху скоростта на процесите.

Режим на кислород. При аеробни биологични системи, подаването на въздух трябва да осигури непрекъснато присъствие на разтворим кислород в сместа (най-малко 8 mg / l). Самата аеробна система може да работи с по-ниско ниво на кислород (до 1 mg / l). Няма намаляване на степента на използване на органичните вещества и скоростта на процесите на нитрификация. Въпреки това поради факта, че по време на отделянето на утайката от водата във вторичните утаители до 1-2 mg / l разтворим кислород се губи, минималното ниво на разтворения кислород се определя на 2 mg / l. Тази стойност ви позволява да изключите продължителното престой на утайката в аеробни условия. В допълнение към горните фактори, биологичната възраст и качеството на утайките, които се оценяват от индекса на утайките, влияят върху биологичното аеробно третиране.

Възрастта на утайката Б, дни, се нарича продължителността на престоя в резервоарите за аериране и се определя от формулата:

където е обемът на аеростат, m 3;

- концентрация на утайка в аеротанкове, mg / l;

- растеж на утайките, mg / l;

- обемът на обработените отпадъчни води на ден, m 3 / ден.

За задоволително почистване, възрастта на утайката не трябва да надвишава 6-7 дни. Индикатор за качеството на активната утайка е способността й да се утаява, което се оценява от стойността на индекса на утайката. Под индексът на миризмата разберете обема на 1 g утайка (сухо вещество) след 30 минути утаяване. Аеробно биологично третиране при изкуствени условия може да се извърши в: резервоари за аериране; биофилтри. [1]

Aerotank са стоманобетонни резервоари, оборудвани с аериращо устройство. Процесът на почистване в резервоара за аериране се извършва с непрекъснато проветряване на сместа от пречистена вода и активирана утайка, протичаща през нея. Аерирането се извършва, за да се осигури сместа с кислород и да се спре утайката. Сместа от отпадъчни води и активирана утайка се аерира за 6 до 12 часа, след което се подава в вторични утаителни резервоари, където се депонира утайка. Активираната утайка се връща в резервоара и се смесва с нови части от необработена вода. В резултат на непрекъснатото възпроизвеждане на микроорганизми, количеството утайки непрекъснато се увеличава. Излишната утайка се отстранява от аеробната система, уплътнява се в утаечен утаител и се изпраща за по-нататъшна обработка. В зависимост от хидродинамичните работни условия на авиационния резервоар, те се разделят на аеро-резервоари - гориво, резервоари за въздух - смесители и аеро-резервоари с междинен тип с диспергиран вход за вода; по броя на коридорите в резервоарите за аериране - с един и много коридор; чрез наличие на регенератор - с регенератор и без регенератор; според метода на подаване на въздух - към аеро-резервоари с пневматична, механична и смесена аерация. Изчисляването на аеротанките включва определянето на: общия обем на аеротанка, m 3; продължителността на аерирането, h; консумация на кислород или въздух за цялата аеротанка, kg / kg; необходимия брой аератори; изчисляване на въздуховоди и избор на оборудване; изчисляване на вторичните утаителни резервоари. Биологичните филтри са структури, в които отпадъчните води се почистват чрез филтриране през слой от грубо натоварване, повърхността на която е покрита с биологичен филм, образуван от аеробни организми.

Всички видове фуражни материали, използвани в биофилтри, могат да бъдат разделени на едро и планарно. Аерирането на биофилтъра може да бъде естествено - чрез въздух, идващ от повърхността и от дъното през дренажа, и изкуствено - чрез въвеждане в натоварващия слой. Посредством ефективността, биофилмите са разделени на капки и високо натоварване. При почистване на силно замърсени отпадъчни води с висок BOD, за да се засили филтърното измиване, използвайте режима на рециркулация, т.е. връщане към филтърната част на пречистената вода. Изчисляването на биофилтъра се състои в определяне на обема на фуражния материал, размера на елементите на системите за водоразпределителни и дренажни устройства и изчисляването на вторичните утаителни резервоари. Биофилтри за капково (перолаторен) филтър се характеризират с водно натоварване, което не надвишава 0,5 - 1 m 3 на 1 m 3 филтър, височината на филтъра не надвишава 2 m. Размерът на фракцията на работния слой е 12 до 25 mm. естествено аериране. Капковите биофилтри трябва да се използват за почистване на отпадъчни води в количество не повече от 1000 m3 / ден. При домашните практики въздушните филтри се наричат ​​"високо натоварване", като работят с няколко пъти повече в сравнение с натоварването с вода. В резултат на това се премахва отстраняването на трудно окисляемите замърсители и частици от умиращия филм от биофилтъра и кислородът се използва по-пълно за окисляване на останалите замърсители. Височината на въздушните филтри обикновено е 3-4 м. Дори по-високите филтри (9-18 м) се наричат ​​филтри на кулата. Използването на изкуствено подаване на въздух подобрява окислителните процеси в биофилтъра с високо натоварване. Схемите на аеробно биологично третиране са показани на Фигура 1.1. Изборът на схема за пречистване се извършва в съответствие с Таблица 1. В зависимост от конкретните условия, заедно с типичните схеми, могат да се използват оригинални технологични решения, включително диференциран подход към пречистването на отделни потоци отпадъчни води на дадено предприятие.

Таблица 1 - Препоръчителни понятия за биологично пречистване на отпадни води [1]

Ефектът от почистването на БПК5. %

Брой на приложените схеми според фигура 1 в БПК5 отпадъчните води, влизащи в обработката, g / m 3

АЕРОБИЧНИ ПРОЦЕСИ ЗА ПРЕЧИСТВАНЕ НА ВОДИТЕ

При аеробни условия се пречиства течната фаза на отпадни води, които се извършват в аеротак, биофилтри с различен дизайн, напоителни полета и полета за филтриране. Тези структури са различни по техния технически проект, но всички те са предназначени да използват оксидативния аеробен процес.

БИОЛОГИЧНИ ФИЛТРИ - това е структура, състояща се от тяхното тяло, товарни и разпределителни устройства за отпадни води и въздух.

В тях отпадъчната вода се филтрира през натоварен слой, покрит с филм от микроорганизми, който се отглежда върху натоварването на филтъра по време на началния период. Основните компоненти на биофилма са микробната популация. Биоценозите на филма включват водорасли, протозои, ларви на насекоми, буболечки, червеи, гъбички и бактерии.

Всички микроорганизми участват в пречистването на отпадъчните води. Бактериите минерализират органичната материя, използвайки ги като източник на храна и енергия, протозоите се хранят с бактерии, водораслите изпускат кислород и летливото производство. Червеите пробиват проходи между частиците натоварване. разхлабва биологичния филм и по този начин улеснява достъпа до кислород. В допълнение, червеи, които ядат органични вещества, разграждат и разлагат редица устойчиви съединения - хитин и фибри. Така органичната материя се отстранява от отпадъчните води и масата на активния биофилм се увеличава. Отработеният биофилм се измива от течащата течност и се отстранява от биофилтъра.

Тъй като зареждането на биофилтри използва материали с висока порьозност, ниска плътност и голяма специфична повърхност (шлака, натрошен камък, камъчета).

Не се постига пълно почистване на биофилтри.

AEROTENKS - правоъгълни подсилени резервоари, дълбоки 3-6 метра.

Когато аеротуника е в експлоатация, отпадната течност под аерация, смесена с активна утайка, състояща се от колекция от микроорганизми, бавно протича през нея. Захранването с въздух се извършва чрез въздуходувки. Аерирането насърчава по-голям контакт на активната утайка с замърсени отпадъчни води.

Биологичното окисляване в аеротанка протича на два етапа. Първата е сорбцията на замърсяването, втората е директното окисляване на замърсяването на отпадъчните води.

Биоценозата на активната утайка се развива при условия на изразени окислителни аеробни процеси. В допълнение към едноклетъчните бактерии, филаментозните бактерии, дрождите и гъбите се развиват в активна утайка. Микрофауната се представя от протозои, ротифи, кръгли червеи, едноклетъчни животни. При нормално функциониране на равновесието на аеротанка се установява между всички членове на микрофлората и микрофауната. Нарушаването на това равновесие показва влошаване на съоръженията за третиране, тъй като промяната в числения състав на микробната популация в активната утайка е свързана с промяна във физикохимичните свойства на обработената отпадъчна течност. Причините за прекъсването на аеротанката. са: претоварване на пречиствателни станции за отпадъчни води с органични вещества, образуване на анаеробни зони, липса на биогенни елементи, резки промени в температурата или рН, поглъщане на токсични вещества в третираните води.

Следните промени се появяват в отпадъчната течност, която се почиства в аеротакс:

1. намаляване на концентрацията на замърсители, дължащи се на разреждане с течност, транспортираща активирана утайка

2. адсорбция на замърсяване на активна утайка (първа фаза на окисляване)

3. постепенно намаляване на съдържанието на органични вещества, разтворени във вода и адсорбирани върху активирана утайка (втора фаза на окисляване)

Основните минерализатори на органичното вещество в аеротанките са бактериите. Sarkodovye, хранене на прах частици, превръща редица сложни вещества в по-прости такива. Infusoria и други протозои изпълняват ролята на регулатори на развитието на бактерии и по този начин създават благоприятни условия за процеса на минерализация.

Преди да се отделят обработените отпадъчни води в езерото, те трябва да бъдат дезинфекцирани, тъй като Аеротанките не могат да гарантират пълен клирънс на патогени.

Аеробни методи за биологично третиране също могат да се извършват в природни условия - в биологични езера, в напоителни полета и полета на филтриране.

Аеробно третиране на отпадъчни води

Аеробният метод се основава на използването на аеробни микроорганизми, за които жизнената активност изисква постоянен поток от кислород и температура в диапазона 20-40 ° С. При аеробно третиране микроорганизмите се култивират в активна утайка или под формата на биофилм. Активираната утайка се състои от живи организми и твърд субстрат. Живите организми са представени от бактерии, протозои, гъби и водорасли. Биофилмът расте на пълнител с биофилтър и има външен вид на запушване на лигавицата с дебелина 1-3 mm и повече. Биофилмът се състои от бактерии, протозойни гъби, дрожди и други организми.

Аеробно почистване се случва както в природни условия, така и в изкуствени конструкции.

Почистването при естествени условия се случва в напояваните полета, филтърните полета и биологичните езера. Полетата за напояване са райони, специално подготвени за пречистване на отпадъчни води и за селскостопански цели. Почистването се извършва под въздействието на почвената микрофлора, слънцето, въздуха и под въздействието на растенията. В почвата на напоителните полета са бактерии, дрожди, водорасли, протозои. Отпадъчните води съдържат предимно бактерии. При смесени биоценози на активния почвен слой възникват сложни взаимодействия на микроорганизми, в резултат на което отпадъчните води се освобождават от съдържащите се в тях бактерии. Ако културите не се отглеждат на полето и са предназначени само за биологично пречистване на отпадъчни води, те се наричат ​​филтриращи полета. Биологичните езера са каскада от езера, състоящи се от 3... 5 стъпала, през които изтичаната или биологично пречистена отпадъчна вода протича при ниска скорост. Такива водоеми са предназначени за биологично третиране на отпадъчни води или пречистване на отпадъчни води в комбинация с други пречиствателни станции за отпадъчни води.

Основните структури на изкуствено аеробно биологично третиране с активирана утайка са аеротанкове. Aerotank работи в двойка с вторичен утаител, където отделянето на обработените отпадъчни води се извършва на изхода на аеростат и суспендирането на активната утайка. В този случай част от утайката се отстранява от системата и частта се връща в резервоара за аериране, за да се увеличи неговата производителност и да се намали количеството на излишната утайка. В зависимост от степента на замърсяване и количеството на отпадъчните води, съставът на замърсители и условията на почистване се прилагат различни режими хидродинамични организация на водния поток, неговото завръщане циркулация активна утайка и аериране. Работните концентрации на активната утайка в аеротанките са 1-5 g / l (сухо вещество) с време на престой на отпадъчните води в системата от няколко часа до няколко дни. За почистване в резервоара за аериране често е необходимо допълнително да се хранят хранителни вещества, предимно азот и фосфор. При липса на почистване ефективността им е намалена.

Чрез структури на биологичната обработка с активна утайка също са oksitenk (аерация кислород обогатен въздух или чист кислород) filtrotenk (с отделяне на активната утайка и отпадъчни води чрез филтруване), окислителни канали (с циркулация на отпадъчни води и повърхностно аериране системи), превозни средства минни ( под формата на валове или колони за увеличаване на налягането на водата).

От аеробни системи за почистване с биофилм най-често се използват биофилтри - структури с натоварване, на повърхността на които се развива биофилмът на микроорганизмите. Най-простият биофилтър е слой от филтърен материал (натоварване), излят в ъгъл на отпочиване, напояван с отпадъчна вода. Товарът може да бъде направен под формата на отделни подвижни блокове от твърди или гъвкави пластмасови материали, твърди маншети и др. За разлика от резервоарите за аериране, биофилтрите действат без вторични утаителни резервоари.

Интерстициално положение между структури с активна утайка и биофилм е заемано от био-потенциали, комбиниращо предимствата както на аеро-резервоари, така и на биофилтри. В биотантите с аериране на течността, с активирана утайка и натоварване на различни материали, течността с утайка циркулира и проветрява в пролуките между натоварването. В резултат на образуването на биофилм върху натоварващата повърхност средната концентрация на сместа от утайки превишава концентрацията в резервоарите за аериране.

В съвременния биотисор на биоадсорбторите, сорбцията на замърсители на повърхността на заряда, например, на базата на активирани въглероди, се комбинира с био-почистване. Когато почистване замърсяване - токсични адсорбирания въглеродни, а в системата, от една страна, намалява инхибиращия ефект на токсични вещества на биоценоза а другият при ниски субстратни концентрации в отпадъчните води в слой прилежащата повърхността на активния въглен увеличи локални концентрации и ускорява разлагане на субстрата. В същото време въглищата се регенерират биологично. Биоасорбционното почистване може да се използва за отстраняване на органични примеси, както и за отстраняване на тежки метали и радионуклиди от отпадъчните води.

Друга модификация на биотана е реактор с кипящ слой (с окачен слой), при който почистването се усилва поради голямата специфична повърхност на носителя, върху който се прикрепват микроорганизмите, и високата скорост на прехвърляне на кислород. Концентрацията на биомаса в реактора достига 40 g / l, производителността е 5-10 пъти по-висока от тази в аериращите резервоари, процесът е по-стабилен по време на претоварване и по-малко чувствителен към токсично замърсяване на отпадъчните води.

Превишената активна утайка и биофилмът от съоръжения за биологично пречистване или от необработени отпадъчни води могат да бъдат отклонени към утайките от утайки (карти на утайките), напоителните полета и полетата за филтриране. Утайките от утайки са предназначени за съхранение и обработка на активирана утайка и биофилм от пречиствателни станции за отпадни води.