Elektroninen kirjasto

Aerobiset biokemialliset puhdistusprosessit voivat tapahtua luonnollisissa olosuhteissa ja keinotekoisissa rakenteissa. Luonnollisissa olosuhteissa puhdistus tapahtuu kastelualueilla, suodatuskentillä ja biologisilla lammikoilla. Keinotekoiset rakenteet ovat erilaisten mallien aerotanssit ja biosuodattimet. Rakennetyyppien valinta tehdään ottaen huomioon laitoksen sijainti, ilmasto-olosuhteet, vesihuolto, teollisuus- ja kotitalousjäteveden määrä, saastumisen koostumus ja pitoisuus. Keinotekoisissa rakenteissa puhdistusprosessit etenevät nopeammin kuin luonnollisissa olosuhteissa.

Kastelukentät ovat erityisesti valmistettuja tontteja, joita käytetään samanaikaisesti jäteveden puhdistamiseen ja maatalouteen. Kastelualueiden jäteveden käsittely tapahtuu maaperän mikroflooran, aurinko-, ilma- ja kasviaktiviteetin vaikutuksesta. Maatalouden kastelukenttiä jäteveden, kostutuksen ja lannoitteen biologisen käsittelyn jälkeen käytetään viljan ja säilörehun, yrttien, vihannesten viljelyyn sekä puiden ja pensaiden istuttamiseen.

Biologiset lamput ovat 3... 5-vaiheinen kaskadia lampia, joiden läpi kirkastettu tai esikäsitelty jätevesi virtaa pienellä nopeudella. Niitä käytetään useimmiten lopulliseen biologiseen käsittelyyn ja jäteveden puhdistamiseen yhdessä muiden käsittelylaitosten kanssa.

Lammikoita on luonnollinen ja keinotekoinen ilmastus. Luonnollisella ilmastuksella varustetuilla lamakoilla on pieni syvyys (0,5... 1 m), aurinko lämmittää hyvin ja vesieliöidä. Lisätä hapen liukenemisnopeutta ja siten hapettumisnopeutta rakennetaan ilmastettuja lammet. Ilmastus suoritetaan mekaanisesti tai pneumaattisesti. Tämä mahdollistaa pilaantumiskuormituksen nostamisen 3... 3,5 kertaa lisäämällä lampun syvyyttä 3,5 m: iin.

Kuva 1.26. Biologisen käsittelyn asennusjärjestelmä:

1 - perusastelusäiliö; 2 - prepaiser; 3 - aerotank; 4 - regeneraattori; 5 - toissijainen laskeutuva säiliö

Puhdistus ilmastussäiliöissä

Aerotank nimeltään vahvistetut ilmastetut säiliöt. Ilmastussäiliön puhdistusprosessi etenee, kun jäteveden ja aktiivilietteen ilmastettu seos virtaa sen läpi (kuva 1.26). Ilmastus on välttämätöntä veden kyllästämiseksi hapella ja lietteen keskeyttämiseksi.

Jätevesivesi lähetetään säiliöön 1, jossa suspendoituneet hiukkaset poistetaan. Sedimentaation parantamiseksi osa lietteestä voidaan toimittaa (bio-koagulaatio). Sitten kirkastettu vesi siirtyy esisuihkuttaja-keskiarvoon 2. Part of lietelan (kierrätysliete liete) lähetetään toissijaisesta selkeyttimestä samaan suuntaan. Tässä jätevesi esisuodatetaan ilmaa 16... 20 minuuttia. Tarvittaessa voidaan neutraloivat lisäaineet ja ravinteet lisätä esisuihkuttajaan.

Keskiarvosta jätevedet johdetaan ilmastusastiaan, jonka läpi kierrätetään aktiiviliete. Aerotankissa esiintyvät biokemialliset prosessit voidaan jakaa kahteen vaiheeseen:

1) orgaanisten aineiden adsorptio aktivoituneen lietteen pinnalle ja helposti hapettavaa ainetta mineraalisointiin, jossa käytetään voimakkaasti happea;

2) hitaasti hapettavien orgaanisten aineiden hapettaminen, aktivoidun lietteen regenerointi. Tässä vaiheessa happea kuluu hitaammin.

Aero-säiliö jakautuu pääsääntöisesti kahteen osaan: regeneraattori (25... 30% kokonaistilavuudesta) ja itse aerosäiliö, jossa pääpuhdistus tapahtuu. Regeneroijan läsnäolo mahdollistaa enemmän väkevöidyn jäteveden puhdistuksen ja lisää yksikön tuottavuutta.

Ennen ilmastussäiliötä nestemäisen nesteen tulee sisältää enintään 150 mg / l suspendoituneita hiukkasia ja enintään 25 mg / l öljytuotteita. Käsitellyn jäteveden lämpötilan ei tulisi olla alle 6 ° C ja korkeampi kuin 30 ° C, ja pH-arvon on oltava alueella 6,5 ​​... 9.

Ilmastussäiliön jälkeen jätevesi lietteellä tulee toissijaiseen laskeutumissäiliöön, jossa liete erotetaan vedestä. Suurin osa lietteestä palautetaan ilmastussäiliöön (kierrätetty aktiiviliete), ja sen ylimäärä (ylimäärä aktivoitu liete) lähetetään esisuihkuttajalle ja kierrätetään.

Aerotanks on ulkouima-allas, jossa on laitteita pakotettuun ilmastukseen. Ne ovat kaksi-, kolme- ja nelikäytäviä. Aero-säiliöiden syvyys 2... 5 m.

Aerotank on jaettu seuraaviin pääpiirteisiin:

1) hydrodynaamisessa tilassa - ponneaineet, sekoittimet ja välityyppi (hajotetulla viemäriveden tulolla);

2) aktivoidun lietteen regeneraatiomenetelmällä - erillisellä regeneroinnilla ja ilman erillistä regenerointia;

3) aktiivilietteen kuormituksella - suurella kuormituksella (osittaisella puhdistuksella), normaalilla ja matalalla kuormituksella (pitkittynyt ilmastus):

4) askeleiden lukumäärällä - yhdellä, kahdella ja monivaiheisella;

5) jäteveden vastaanottotilan mukaan - virtaavassa, osittain virtaavassa, vaihtelevalla työllä ja kosketuksella;

6) suunnitteluominaisuuksilla.

Yleisin käytävän aerotankki, joka toimii syrjäyttäjinä, sekoittimina ja yhdistetyissä tiloissa.

Kuva 1.27. Kahden kammion aerotankin laskeutuva säiliö:

1 - juoksupyöräilmaisimet; 2 - rikastusalue; 3 - osio; 4 - pyörivä ilmastin; 5 - käymisvyöhyke; 6 - selkeytysvyöhyke

Täydellisen sekoittumisen ilmastointisäiliöissä (kuva 1.27) saapuva jätevesi sekoitetaan välittömästi koko nestemäisen massan ja aktivoidun lietteen kanssa. Näin voit jakaa orgaanisen pilaantumisen ja hapen tasaisesti ja suorittaa prosessin jatkuvasti suurilla kuormituksilla. Kuitenkin käsiteltyyn veteen sisältyvien epäpuhtauksien jäännöspitoisuus on suurempi kuin paine-tyyppisten ilmastusastioiden pitoisuus, mikä on tämän suunnittelun pääasiallinen haitta.

Ilmanvaihdon ansiosta muutama kymmeniä kuutiometriä ilmaa syötetään 1 m 3: aan käsiteltyä jätevettä. Tällöin on järjestettävä suuri kosketuspinta ilman, jäteveden ja lietteen välillä, mikä on välttämätön edellytys tehokkaalle puhdistukselle. Käytännössä käytetään pneumaattisia, mekaanisia ja pneuma- mekaanisia jäteveden ilmastusmenetelmiä aerotankissa. Ilmastusmenetelmän valinta riippuu ilmastussäiliön tyypistä ja vaaditusta ilmastuksen intensiteetistä.

Puhdistus biosuodattimissa

Biosuodatin on rakenne, jossa on asennettu suukappale (kuorma) kappale (levy, kalvo jne.) Ja jakelulaitteet järjestetään jaksotetun jäteveden ja ilman syöttämiseksi. Biosuodattimissa jätevesi suodatetaan kuormituskerroksen läpi, joka on peitetty mikro-organismikalvolla. Mikro-organismit biofilmit hapettavat orgaanista ainesta, käyttävät niitä elintarvikkeiden ja energian lähteinä. Näin ollen orgaaninen aine poistetaan jätevedestä ja aktiivisen biofilmin massa kasvaa.

Käytetty (kuollut) biofilmi pestään virtaavalla jätevedellä ja poistetaan biosuodattimesta.

Kuormituksina käytetään erilaisia ​​materiaaleja, joissa on suuri huokoisuus, matala tiheys ja suuri ominaispinta: murskattu kivi, sora, kuona, laajennettu savi, keraamiset ja muoviset renkaat, kuutiot, pallot, sylinterit, kuusikulmaiset lohkot, metalliset, kangas- ja muoviristikot.

Tällä hetkellä käytetään runsaasti biosuodattimien malleja, jotka on jaettu biosuodattimiin: täydellinen ja epätäydellinen biologinen käsittely; luonnollisen ja keinotekoisen ilmansyötön kanssa; kierrätettäessä ja ilman sitä; yksivaiheinen ja kaksivaiheinen, tippa ja korkea kuorma.

Biofilmi suorittaa samoja toimintoja kuin aktivoitu liete. Se adsorboi ja käsittelee jätevedessä olevaa orgaanista ainesta. Biosuodattimien hapettumisvoima on pienempi kuin ilmanvaihtosäiliöiden teho. Biofiltertejä käytetään jäteveden käsittelyssä, jonka virtausnopeus on jopa 50 tuhatta m 3 / vrk. Kylmäalueilla ne sijaitsevat suljetuissa tiloissa.

Hapen käyttö jäteveden ilmastukseen

Pneumaattisella ilmastuksella käytetään ilman teknistä happea. Joskus tätä prosessia kutsutaan "bio-laskeumaksi". Se toteutetaan suljetuissa laitteissa, joita kutsutaan oksitoiksi.

Ilman haihtuvan ilman sijaan jäteveden ilmastoon on useita etuja:

1) happikäytön tehokkuus kasvaa 8... 9... 90... 95%;

2) hapetuksen hapettumiskyky on 5... 6 kertaa ilmastussäiliöiden teho;

3), jotta varmistetaan sama hapen pitoisuus jäteveteen, vaaditaan alhaisempaa sekoittumisnopeutta ja siten parannetaan aktivoidun lietteen sedimentaatioominaisuuksia. Se koostuu suurista ja tiheistä hiutaleista, jotka helposti saostuvat ja suodatetaan, mikä mahdollistaa sen pitoisuuden nostamisen 10 g / l: ksi lisäämättä toissijaisten selkeyttimien kokonaismittoja;

4) aktiivisen lietteen bakteerikoostumus paranee. Korkealla O-pitoisuudella2 filamenttiset bakteerit eivät kehity;

5) puhdistetulla vedellä on edelleen puhdistettua happea, mikä edistää sen lisäpuhdistusta;

6) hajun torjumiseksi ei ole ongelmaa, koska prosessi suoritetaan ilmatiiviisti suljetuissa yksiköissä;

7) pääomakustannukset ovat pienemmät.

Hapen puhdistusmenetelmä on kuitenkin kalliimpi kuin ilmanpuhdistus, koska se vaatii merkittäviä kustannuksia hapen tuottamiseksi. Siksi on suositeltavaa käyttää sitä vain tapauksissa, joissa happi on jätteitä. Oksitoteissa korkeamman CO-pitoisuuden vuoksi2, kuin ilmanvaihtosäiliöissä, veden pH on merkittävästi pienentynyt. Jäteveden viipymisaika oksitoksissa verrattuna ilmastustankkien puhdistamiseen johtaa nitrifikaation heikkenemiseen. Samanaikaisesti CO-pitoisuuden kasvu2, Tämä on todennäköisesti syynä siihen, että aktivoituneen lietteen kasvuvauhti laskee 0,6... 1,2 ilmastussäiliöiden kohdalla 0,9 - 0,6 oksitoteille. Hapen ja ilman ilmastuksen aikana ei ole eroja puhdistusprosessien kinetiikassa. Kehitettiin useita kuvioita oksitenkov.

Jätevedet

Viime vuosina ympäristönsuojelun aihe on tullut kiireellisemmäksi kuin koskaan. Yksi tämän aiheen tärkeimmistä kysymyksistä on jätevedenpuhdistus ennen niiden upottamista läheisiin vesistöihin. Yksi tapa ratkaista tämä ongelma voi olla biologinen jäteveden käsittely. Tällaisen puhdistuksen ydin on orgaanisten yhdisteiden hajottaminen mikro-organismeilla lopputuotteisiin, nimittäin vesi, hiilidioksidi, nitriittisulfaatio jne.

Biologisella menetelmällä saavutetaan mahdollisimman täydellinen käsittely teollisiin jätteisiin, jotka sisältävät orgaanisia aineita liuenneessa tilassa. Tässä tapauksessa käytetään samoja prosesseja kuin kotitalousveden aerobisen ja anaerobisen puhdistuksen yhteydessä.

Aerobista puhdistusta varten käytetään erilaisia ​​rakenteellisia muunnelmia, kuten oksikatejä, suodatintankkeja, vaahdotussäiliöitä, biodieskejä ja biologisia malmeja.

Biologisen käsittelyn ensimmäisessä vaiheessa käytettävän erittäin konsentroidun jäteveden anaerobisessa prosessissa keittimet toimivat päärakenteena.

Aerobinen menetelmä jotka perustuvat aerobisten organismiryhmien käyttöön, joiden elinaika vaatii vakiovirtaa O2: ta ja lämpötilaa 20-40 ° C. Mikro-organismit viljellään aktiivilietteessä tai biofilmi.

Aktivoitu liete koostuu elävästä organismista ja kiinteästä substraatista. Eläviä organismeja edustavat bakteerien, protozoa-matoja, homeen sieniä, hiivaa ja harvoin - hyönteisten, äyriäisten ja levien toukkia. Biofilmi kasvaa biofilterin täyteaineilla, sillä on limakalvonmuodostusta, jonka paksuus on 1-3 mm ja enemmän. Jäteveden aerobisen käsittelyn prosesseihin menevät laitokset kutsutaan ilmastointialtaat.

Kuva 1. Aerotankin työmalli

Aerotankin työmalli

1 - kiertävä aktivoitu liete; 2 - liiallinen aktivoitu liete;

3 - pumppausasema; 4 - toissijainen laskeutuva säiliö;

5 - aero-säiliö; 6 - ensisijainen selkeytys

Aero-säiliöt ovat melko syviä (3-6 m) säiliöitä, joissa on ilmastuslaitteita. Tässä elävät mikro-organismien pesäkkeet (aktiivilietteen flokkuloitavissa rakenteissa), orgaanisen aineen halkaisu. Ilmanpoistosäiliöiden jälkeen puhdistettu vesi pääsee kaatopaikoille, joissa aktivoidun lietteen sedimentaatio tapahtuu sen seurauksena osittaisen paluuilmastosäiliöön. Lisäksi tällaisissa tiloissa järjestetään erityisiä säiliöitä, joissa silta "lepää" (regeneroituu).

Aerotank-toiminnon tärkeä ominaisuus on aktiivisen lietteen N kuormitus, joka määritellään reaktoriin syötettävien epäpuhtauksien määrän suhteessa reaktoriin aktiivihiilen täysin kuivaan tai tuhkattomaan biomassaan. Aktiivilietteen kuormituksen mukaan aerobiset puhdistusjärjestelmät jaetaan seuraavasti:

korkean kuorman aerobiset jätevedenkäsittelyjärjestelmät, joiden N> 0,5 kg BOD (biokemiallisen hapenkulutuksen indikaattori) 5 päivässä per 1 kg lietettä;

keskipitkällä kuormalla aerobiset jätevedenpuhdistusjärjestelmät 0,2 ° C: ssa

Jäteveden käsittely aerobisissa olosuhteissa

Aerobiset ja anaerobiset menetelmät biokemialliselle jäteveden käsittelylle ovat tunnettuja. Aerobinen menetelmä perustuu aerobisten organismiryhmien käyttöön, jolle elintärkeä aktiivisuus vaatii jatkuvan hapen virtauksen ja lämpötilan ollessa 20,40 ° C. Aerobisen käsittelyn aikana mikro-organismeja viljellään aktiivilietteessä tai biofilmi. Biologisen käsittelyn prosessi tapahtuu ilmastussäiliöissä, joihin syötetään jätevettä ja aktivoitua lietettä (kuva 13.1).

Kuva 13.1. Biologisen jätevedenkäsittelyn asennusjärjestelmä: 1 - primääriintegraattori; 2 - esisuihkuttaja; 3 - aerotank; 4 - aktivoitu lietteenkerääjä; 5 - toissijainen laskeutuva säiliö

Aktivoitu liete koostuu elävästä organismista ja kiinteästä substraatista. Kaikkien elävien organismien (bakteerien, protozoan, matoja, homeen sieniä, hiivaa, aktinomyseettejä, levää) kerääntyvät yhdisteet kutsutaan biocenoiksi.

Aktivoitu liete on amfoteerinen kolloidinen järjestelmä, jonka pH 4 on 4.9 negatiivinen varaus. Aktiivisen lietteen kuiva-aine sisältää 70. 90% orgaanista ja 30 10% epäorgaanista ainetta. Alusta jopa 40% aktivoitua lietettä on kova, kuolleet osa leväjäämiä ja erilaisia ​​kiinteitä tähteitä; aktivoituneen lietteen organismit kiinnittyvät siihen. Aktivoidussa lietteessä on mikro-organismeja eri ekologisista ryhmistä: aerobeet ja anaerobit, termofiilit ja mesofiilit, halogeolit ​​ja halofobit.

Aktiivisen lietteen tärkein ominaisuus on kyky asettua. Lietteen tilalle on ominaista lietteen indeksi, joka on tilavuus millilitroina, johon on upotettu 1 g lietettä sen luonnollisessa tilassa 30 minuutin laskeutumisen jälkeen. Mitä pahempaa liete laskeutuu, sitä korkeampi lietteen indeksi on. Liete, jonka indeksi on korkeintaan 120 ml / g, laskeutuu hyvin ja indeksi on 120. 150 ml / g on tyydyttävä ja jos indeksi on yli 150 ml / g, se on huono.

Biofilmi kasvaa biofilterin täyteaineella, sillä on limakalvojen leviäminen paksuudeltaan 1,,3 mm ja enemmän. Se koostuu bakteereista, sienistä, hiivasta ja muista organismeista. Biofilmin mikro-organismien määrä on pienempi kuin aktiivilieteessä.

Heterotrofisten bakteerien aerobisissa olosuhteissa tapahtuvan biologisen hapettumisen mekanismi voidaan esittää seuraavalla kaaviolla:

Reaktio (13.1) symboloi jäteveden alkuperäisen orgaanisen pilaantumisen hapettumista ja uuden biomassan muodostumista. Käsitellyn jäteveden biologisesti hapettavat aineet pysyvät pääasiassa liuenneena, koska kolloidiset ja liukenemattomat aineet poistetaan jätevedestä sorptiomenetelmällä.

Soluväliaineen endogeenisen hapettumisen prosessi, joka esiintyy ulkoisen virtalähteen käyttämisen jälkeen, kuvaa reaktiota (13.2).

Esimerkki autotrofisesta hapetuksesta voi olla nitrifikaatio.

jossa C5H7NO2 - mikro-organismeja tuottavien orgaanisten aineiden koostumuksen symboli.

Jos denitrifikaatioprosessi suoritetaan biologisesti puhdistetulla vedellä, joka ei käytännössä ole alkuperäisistä orgaanisista aineista, käytetään hiilidioksidina suhteellisen edullista metyylialkoholia. Tällöin denitrifikaatioreaktion kokonaismäärä voidaan kirjoittaa seuraavasti:

Kaikki tässä esitetyt entsymaattiset reaktiot suoritetaan solun sisällä, jonka osalta tarvittavat paristot joutuvat kehoonsa kuoren läpi. Monet alkuperäisistä orgaanisista epäpuhtauksista voivat olla liian suuria hiukkaskokoja verrattuna solun kokoon. Tässä suhteessa merkittävä osa kokonaishapetusprosessissa osoitetaan solujen ulkopuolella virtaavien suurten molekyylien ja hiukkasten entsymaattiseen hydrolyyttiseen pilkkomiseen pienemmiksi, jotka ovat suhteessa solun kokoon.

Aerobisissa biologisissa järjestelmissä ilman (sekä puhdasta happea tai happea rikastettua ilmaa) on varmistettava, että liuotetun hapen läsnäolo seoksessa ei ole alle 2 mg / l.

Rakenteiden hapetus ei aina mene loppuun, ts. ennen CO: n muodostumista2 ja H2A. Vedessä biologisen käsittelyn jälkeen saattaa esiintyä välituotteita, jotka eivät olleet alkuperäisessä jätevesissä, joskus jopa vähemmän toivottavia säiliöön kuin alkuperäinen saastuminen.

Jätevedet ja erityiset käsittelymenetelmät

Viemäröinnin ongelma on erityisen akuutti nykyaikaiselle miehelle. Tosiasia on, että ihmisten mukavien elinolojen luomiseksi tarvitaan huomattavia määriä puhdasta vettä kotitalouteen ja juomiseen. Jos 300 vuotta sitten jätevedet voitaisiin purkaa säiliöihin, joissa ne puhdistettaisiin luonnollisesti, niin nykyään tällaista ihmiskäyttäytymistä ei voida hyväksyä, koska jäteveden rakenne on muuttunut ja nyt jätevesi sisältää massan myrkyllisiä aineita, jotka voivat tuhota säiliöiden ja maaperän kasviston ja eläimistön.

Täydelliseen vedenpuhdistukseen vaaditaan puhdistustoimenpiteiden monimutkaisuus, joka sisältää biologisen, fysikaalisen ja kemiallisen puhdistuksen menetelmät.

Jätevedenpuhdistuksen perusjärjestelmä.

Huolimatta siitä, että nykyään huomattava määrä jätevettä pääsee vesistöihin, suurin osa jätevedestä puhdistetaan kuitenkin perusteellisesti ennen paluutaan luontoon. Jos näin ei olisi tapahtunut, kaikki säiliöt olisivat muuttuneet todellisiksi tyhjennyksiksi muutamassa kuukaudessa. Nykyaikaisilla jätevesillä on liian runsaasti elementtejä, joihin on yhdistetty elementtejä, mineraalien alkuperää, orgaanisia yhdisteitä, monia patogeeneja ja kaikenlaisia ​​kemikaaleja.

Mineraalit, jotka tulevat jätevesiin, ovat alkalit, savi, hiekka, suolat ja vastaavat. Jäteveden orgaaniset komponentit sisältävät erilaisia ​​kasvi- ja eläinperäisiä tähteitä, jotka usein heitetään viemärijärjestelmään. Viemäriverkkoon tulevien kemikaalien määrä ja valikoima ovat yksinkertaisesti hämmästyttäviä, eikä tämä lajike ole rajoitettu kotitalouskemikaaleihin, koska jotkut putoavat viemäreihin ja vakavampiin kemiallisiin tuotteisiin, kuten liuotinjäämiin ja kuivausöljyyn.

Nykyaikaiset jätevedenkäsittelymenetelmät ovat melko tehokkaita, ja ne voidaan jakaa kolmeen kategoriaan: mekaaninen, biologinen, kemiallinen käsittely.

On heti huomattava, että kaupunkien jätevedenpuhdistamoilla vesi kulkee läpi kaikki kolme puhdistusvaihetta, kun taas yksi tai kaksi on riittävä yksittäisen viemäriverkon muodostamiseksi.

Mekaaninen jätevedenkäsittelymenetelmä

Septiset säiliöt: a - vaakasuora: 1 - syöttötaso, 2 asutuskammio, 3 - luovutusalusta, 4 - kuoppa; b - pystysuora: 1 - sylinterimäinen osa, 2 - keskiputki, 3 - kouru, 4 - kartiomainen osa; в - säteittäinen: 1 - kotelo, 2 - kouru, 3 - jakolaite, 4 - kotelo, 5 - kaavinmekanismi; g - putkimainen; d - kaltevilla levyillä: 1 - runko, 2 - levyt, 3 - lietevastaanottimet

Mekaanista puhdistusta pidetään melko alkeellisen jäteveden käsittelymenetelmänä. Nykyään tätä puhdistusmenetelmää käytetään yksinomaan alustavan vedenkäsittelyn avulla kaupunkien jätevedenpuhdistamoissa. Itse asiassa tämä menetelmä on tarkoitettu erilaisten alkuperäisten kiinteiden liukenemattomien hiukkasten poistamiseen.

Suuri määrä tällaisia ​​hiukkasia tulee kaupungin viemäriverkkoon, ja tämä voi olla mitä tahansa kangaskappaleista pieneläinten ruumiille. Jäteveden kontaminaation mekaanisen käsittelymenetelmän aikana se kulkee ensin sarjan seulasuodattimilla. Lisäksi suurista elementeistä osittain poistettu vesi laskeutuu jonkin aikaa ja kulkee hiekka- ja sora-suodattimien läpi. Kun kaikki suodatusvaiheet kulkevat läpi, vesi poistaa kokonaan jätevedessä olevat kiinteät elementit. Tällä jäteveden käsittelymenetelmällä on useita merkittäviä haittoja. Ensinnäkin liuenneita orgaanisia yhdisteitä ei poisteta vedestä tällaisen puhdistuksen aikana, ja vesi on yksinkertaisesti infektoitu patogeenisilla bakteereilla. Toiseksi tällainen puhdistusmenetelmä ei salli veden poistamista kemiallisista aineista.

Vedenkäsittelyn nykyaikaisten vaatimusten mukaan tätä vaihtoehtoa käytetään tällä hetkellä vain jäteveden käsittelyn alkuvaiheessa. Lisäksi jätevesien hävittämismenetelmä vaatii paljon tilaa kaikkien tarvittavien laitteiden asentamiseksi, joten tätä hävittämismenetelmää ei käytetä autonomisissa viemärijärjestelmissä. Veden mekaaniselle puhdistukselle tarvitaan suuri mesh, medium mesh ja fine-mesh mesh, tekninen seula, hiekkasolkit ja sumpukset.

Kemiallisen jätevedenkäsittelyn menetelmä

Vacuum flotation scheme.

Viemäröinnin kemiallinen menetelmä ei ole laajalle levinnyttä, ja sitä käytetään tällä hetkellä pääasiassa eri teollisuudenaloilla sijaitsevissa jätevedenpuhdistamoissa ja vain joissakin tapauksissa kotitalousjäteveden puhdistuksessa. Tämän jätevedenpuhdistusmuodon toimintaperiaatteena on lisätä kemiallisia reagensseja jäteveteen, mikä edistää veden sisältämien orgaanisten ja kemiallisten aineiden sitoutumista, mikä johtaa niiden sedimentoitumiseen lietteen muodossa.

Lisäksi kemiallinen puhdistusmenetelmä sisältää variantin, jossa absorboivia aineita lisätään jäteveteen, mikä kirjaimellisesti imee kemikaaleja, mikä lopulta johtaa niiden uppoamiseen pohjaan.

Kemiallisella menetelmällä on sen haitat.

Ensinnäkin, vaikka tällaista menetelmää käytetään tavalliselle jätevedelle, vedenpuhdistus kestää huomattavan kauan, varsinkin jos reaktio tapahtuu kylmässä ympäristössä. Toiseksi, jäteveden käsittelyyn tarkoitetut reagenssit ovat erittäin kalliita. Kolmanneksi on tarpeen varustaa suuret säiliöt veden asettumiseen.

Tämän menetelmän pääasiallinen positiivinen puoli on kyky suodattaa veteen sisältyvät kemikaalit. Nykyään tätä jätevedenpoistomenetelmää käytetään suurissa yhdyskuntajätevesien käsittelylaitoksissa ja vain hyvin harvoin erillisenä jätevedenpuhdistamona autonomisissa viemärijärjestelmissä.

Biologiset jätevedenkäsittelymenetelmät

Paikallinen jäteveden biologinen jätevedenkäsittelyjärjestelmä.

Biologista jäteveden käsittelymenetelmää pidetään tällä hetkellä tehokkaimpana tapana poistaa erilaisia ​​orgaanisia ja epäorgaanisia aineita jätevedestä. Vedenpuhdistus suoritetaan erityisillä bakteereilla, jotka ruokkivat ihmisjätteitä. Bakteerien käyttöä vedenpuhdistukseen käytetään myös yhdyskuntajätevesien käsittelylaitoksissa ja se on olennainen osa jätevesien käsittelyä autonomisissa viemärijärjestelmissä. Useimmat saostussäiliöt on suunniteltu siten, että bakteerit voivat elää näissä aggregaateissa koko vuoden ajan.

On heti sanottava, että korkealaatuiset modernit saostussäiliöt, joita kutsutaan myös biologisiksi jätevedenpuhdistamoiksi, voivat puhdistaa jätevedet 95%: lla, mikä mahdollistaa puhdistetun veden käyttämisen maaperän juottamiseen ja yksinkertaisesti viemäröidyn jäteveden poistamiseen. niille, joille on tehty biologinen käsittely, läheisiin vesistöihin tai maaperään. Sekä säteilysäiliön että jätevedenpuhdistamon tyypistä riippuen voidaan käyttää sekä aerobisia bakteereja että anaerobisia mikro-organismeja.

Huolimatta siitä, että tällaisilla puhdistusmenetelmillä on paljon etuja, ja niitä pidetään ympäristön kannalta optimaalisin tavoin, tällä menetelmällä on edelleen joitain haittoja. Tällaisten järjestelmien pääasiallinen haitta on bakteerien herkkyys kemiallisille yhdisteille. Jotta säilytetään tarvittava määrä bakteereita saostussäiliöissä, on tarpeen lisätä niiden väestöä säännöllisin väliajoin huuhtelemalla bakteerit WC: ssä. Jokaisella biologisen jätteen hävittämismahdollisuudella on sekä omat edut että haitat, joten niiden toiminnan periaatetta on tarkasteltava tarkemmin.

Anaerobinen ja aerobinen jäteveden käsittely

Anaerobinen jäteveden käsittely.

Anaerobinen jäteveden käsittelymenetelmä havaitaan sellaisten mikro-organismien käytössä, jotka eivät tarvitse happea elintärkeään toimintaansa. Nämä organismit hengittävät metaania, ja hapenpuhdistuslaitoksen ylimäräisyys voi johtaa jopa kuolemaan. Anaerobiset bakteerit kykenevät puhdistamaan vain 60-70% epäpuhtauksista, joten tällaisissa tiloissa on oltava lisärasvan etsittäjät ja pellot veden lisäpuhdistusta varten tai erilliset septisäiliöt.

Jätevedenpuhdistamo - neliöt: 1 - Septic chamber. 2 - Anaerobinen bioreaktori. 3 - Aerotenk. 4 - Toissijainen sedimentaatiosäiliö. 5 - Aerobinen bioreaktori. 6 - Tertiary clarifier - kosketussäiliö.
Asennuksen elementtien nimet - ympyrät: 1 - runko. 2 - Ilmastussäiliöiden ilmastimet. 3 - Aerobiset bioreaktorisuodattimet. 4 -Ershovaya-suutin. 5 - Ilmaa ylimääräinen liete. 6 - Laajennettu savi lastaus. 7 - Lataaminen dolomiittirastosta. 8 - Käyttö- ja huoltotarvikkeet. 9 - Kompressori. 10 -Dozator-float. 11 - Ilmansuodatin. 12 - Lietteen siirtopumppu. 13 - Suutin keinotekoisesta levästä.

Anaerobinen käsittely ei salli jäteveden käsittelyä siinä määrin kuin se voidaan purkaa maaperään tai vesistöihin. Lisäksi huomattava määrä jätettä, jota ei ole käsitelty bakteereilla, on pumpattava ulos septisestä säiliöstä sep aration koneen avulla.

Vedenpuhdistus aerobisessa menetelmässä pidetään nykyisin tehokkaimpana jäteveden hävittämisessä, sillä tämän veden käsittelyn avulla puhdistetaan 95% vedestä. Puhdistus suoritetaan happipitoisten organismien tärkeän toiminnan takia. Jotta mikro-organismit voivat elää, erityiset tuoksut tai ilmanpainepumput asennetaan septisiin säiliöihin.

Kun tällaiset organismit puhdistavat vettä, liete syntyy vääjäämättä septisen säiliön pohjalla, joka edustaa bakteerien jätetuotteiden jäänteitä. Ajoittain on välttämätöntä pumpata tämä sedimentti, mutta sedimenttiä ei tarvitse pumpata harvoin. Lannoitteena voidaan käyttää sedimenttisäiliössä olevaa sedimenttiä aerobisella hävitystekniikalla.

Joissakin nykyaikaisissa itsenäisissä puhdistamoissa on malli, joka mahdollistaa molempien mikro-organismien versioiden käytön. Tällaisia ​​saostussäiliöitä ovat kaksi säiliötä, jotka on liitetty suodattimella tai putken avulla. Anaerobiset bakteerit elävät ensimmäisessä säiliössä, johon jätevesi todellisuudessa virtaa. Tässä hapen pääsy on rajoitettua, ja vesi kulkee esikäsittelyn läpi ennen toisen säiliön saapumista. Toisessa säiliössä elävät bakteerit, jotka käyttävät happea aerobeja.

Ensimmäisen säiliön esikäsitelty jätevesi tulee toiseen säiliöön, jossa se on jälkikäsittely. Tällainen puhdistusjärjestelmä on erittäin tehokas, joten monet ekologian asiantuntijat suosittelevat sitä.

Aerobinen jäteveden käsittely

Aerobinen jätevedenpuhdistus keinotekoisissa olosuhteissa

Tällainen biologinen käsittely suoritetaan käyttämällä aktivoitua lietettä. Se koostuu bakteereista (hapettavia, nitrifikaattoreita, denitrifikaatioita), protozoa (siirapit, flagellaatit, sarcodiat) ja mikroskooppiset eläimet (rytmit).

Biologisen hapettumisen prosessi voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: jäteveden orgaanisen pilaantumisen sorptio aktivoituneen lietteen pinnalle; sorboituneen aineen hapettaminen, johon liittyy mikrofloorin sorptiokyvyn palauttaminen.

Riippuen epäpuhtauksien hapettumisasteesta jätevedessä on täydellinen ja puutteellinen biologinen käsittely. Täysin puhdistetulla vedellä on BOD. = 10-15 mg O2 / l. Epätäydellisen käsittelyn kohteeksi joutuneiden jätevesien osalta BODpol. = 60-80 mg O2 / l. [1]

Biologisen aktiivisuuden prosessiin vaikuttaa jäteveden koostumus pilaantumisen, biogeenisten elementtien läsnäolosta, aktiivihiilen kuormituksen suuruudesta pilaantumisen, jäteveden pH: n, niiden lämpötilan ja liuenneen hapen pitoisuudesta jätevedessä. Jäteveden koostumus on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat biologisen käsittelyn tehokkuuteen. Myrkyllisten aineiden läsnäolo jätevesissä vaikeuttaa aktiivisen lietteen toimimista. Myrkyllisillä vaikutuksilla biologisiin prosesseihin voi olla sekä orgaanisia että epäorgaanisia aineita. Myrkylliset vaikutukset voivat olla mikrobiostaattisia (lietteen kasvun hidastuminen) ja mikrobisidisiä (tappava aktiiviliete). Useimmat kemikaalit osoittavat jonkinlaista toimintaa riippuen niiden pitoisuudesta puhdistettavassa vedessä. On huomattava, että eräät elementit, jotka ovat solun organogeenejä, suurilla pitoisuuksilla, ovat myös myrkyllisiä. Siksi biologisen käsittelyn aikana on tarpeen tietää MPC yksittäisten kemikaalien osalta jätevesissä. MPCbos: n arvo ottaa vesipitoisen myrkyllisen aineen enimmäispitoisuuden eikä sillä ole merkittäviä kielteisiä vaikutuksia biologisten jätevedenpuhdistuslaitosten työhön (MPCbos)

Ravintoaineita. Mikro-organismien tavanomaiselle olemassaololle ja siten tehokasta vedenpuhdistusprosessia varten on oltava riittävän suuri pitoisuus kaikista orgaanisen hiilen tärkeimmistä ravintoaineista väliaineessa, jonka määrä arvioidaan BOD: n, jäteveden, fosforin ja typen määrällä.

Näiden elementtien lisäksi mikro-organismeja toimimalla tarvitaan myös muita merkkejä merkityksettömissä määrissä: Mn, Cu, Xn, Mo, Se, Mg, Co, Ca, Na, K, Fe jne.

Näiden elementtien sisältö niiden jätevesien luonnollisissa vesissä on riittävä täyttämään bakteerien vaihtoa koskevat vaatimukset kokonaan.

Typpioksidit ja fosfori eivät yleensä riitä, ja ne lisätään keinotekoisesti superfosfaatin, ortofosforihapon, ammoniumfosfaatin, sulfaatin, nitraatin tai ammoniumkloridin, urean jne. Muodossa.

Bakteerien ravintoaineiden riittävyys jätevesissä määräytyy BOD: n: N: P: n suhde. Mikro-organismien normaalille käyttöikälle: N: P = 100: 5: 1. Kotitalousjäteveden osalta tämä suhde on 100: 20: 2,5. Tässä yhteydessä he suosittelevat kotitalous- ja teollisuusjäteveden puhdistusta.

Aktiivisen lietteen pilaantumisen kuormitus. Se lasketaan 1 m 3: stä jätevedenpuhdistamosta tai useammin 1 g: lla kuivaa biomassaa. Usein he käyttävät BOD-kuormitusarvoja, mutta joissakin tapauksissa ne laskevat yksittäisen epäpuhtauden kuormitusarvon.

Aktiivisen lietteen kuormituksen mukaan ilmastinjärjestelmät jaetaan pilaantumisella suuren kuormituksen, klassisen ja matalaa kuormitusta. Suurissa kuormitusjärjestelmissä (joiden kuormitus on yli 400 mg BOD: aa 1 g tuhkatonta lietettä päivässä) verrattuna muihin järjestelmiin lietteen kasvu on korkein, puhdistusaste on pienin ja liete sisältää pienen määrän alkueläimiä.

Klassiset järjestelmät (joiden kuormitus on 150-400 mg BOD: tä kohti / g tuhkatonta lietettä päivässä) antavat BOD: n erittäin suuren puhdistusasteen, joskus osittaisen nitrifikaation. Niillä on hyvin tauditettu liete, jota useat eri ryhmien mikro-organismit elävät. Lietteen lisääntyminen tällaisissa järjestelmissä on pienempi kuin enimmäismäärä, joka johtuu melko syvistä endogeenisen hapettumisen prosesseista. Pienikokoiset järjestelmät (joiden kuormitus on alle 150 mg BOD: tä täydentävät 1 g tuhkattomia lietemateriaaleja päivässä) vaihtelevat BOD-puhdistusasteita, mutta usein korkeampia. Näissä järjestelmissä nitrifikaatioprosessi on syvästi kehittynyt, lietteen kasvu on vähäistä, lietteen mikrobiologinen väestö on hyvin vaihteleva.

PH-jätevesi. Vedy-ionien pitoisuus (pH) jätevesissä vaikuttaa merkittävästi mikro-organismien kehittymiseen. Merkittävä osa bakteereista kehittyy neutraalissa tai lähes neutraalissa ympäristössä. Biologinen käsittely on tehokkainta, jos pH ei ylitä 5,5: stä 5,8: een. Poikkeama tästä välimatkasta johtaa hapettumisnopeuden vähenemiseen solun metabolisten prosessien hidastumisen, sytoplasmamembraanin heikentyneen läpäisevyyden jne. Vuoksi. Jos pH-arvo ei ylitä sallittujen arvojen rajoja, nämä parametrit on korjattava biologisissa puhdistuslaitoksissa tulevassa jätevesissä.

Jäteveden lämpötila Jätevedenpuhdistuslaitoksessa aerobisissa prosesseissa optimaalinen lämpötila on 20-30 ° C, kun taas biocenoosit muissa edullisissa olosuhteissa edustavat monipuolisimmat mikro-organismit.

Jos lämpötilajärjestely ei vastaa optimaalista, viljelmän kasvu sekä solun metaboliset prosessit vähenevät merkittävästi.

Kulttuurin kehitykselle haitallisimpia vaikutuksia ovat lämpötilan muutos. Aerobisella puhdistuksella lämpötilan vaikutusta pahentaa vastaava muutos hapen liukoisuudessa. Bakteerit ovat hyvin herkkiä lämpötilalle, nitrofiloita, niiden korkeaa aktiivisuutta havaitaan lämpötilassa, joka ei ole alle 25 ° C. Teknisissä laskelmissa käytetään asianmukaisissa sääntelyasiakirjoissa annettuja kaavoja arvioimaan lämpötilan vaikutusta prosessien nopeuteen.

Happi-tila. Aerobisissa biologisissa järjestelmissä ilmansyötön on varmistettava liukoisen hapen jatkuva läsnäolo seoksessa (vähintään 8 mg / l). Itse aerobinen järjestelmä voi toimia pienemmällä hapen tasolla (enintään 1 mg / l). Orgaanisten aineiden käyttöaste ja nitrifikaatioprosessit eivät vähene. Kuitenkin, koska lietteen erottaminen vedestä toissijaisissa selkeyttimissä jopa 1-2 mg / l liukoista happea häviää, liuenneen hapen vähimmäistaso asetetaan 2 mg / l. Tämä arvo sallii sinun jättää käyttämättä pitkään lietettä aerobisissa olosuhteissa. Edellä mainittujen tekijöiden lisäksi biologisen iän ja lietteen laatu, joka arvioidaan lietteen indeksillä, vaikuttaa biologiseen aerobiseen käsittelyyn.

Lietteen B ikä on nimeltään oleskelun kesto ilmastussäiliöissä ja se määritetään kaavalla:

missä on aerotankin määrä, m 3;

- lietteen pitoisuus aerotankissa, mg / l;

- lietteen kasvu, mg / l;

- päivässä käsiteltävän jäteveden määrä, m 3 / vrk.

Tyydyttävän puhdistuksen vuoksi lietteen ikä ei saa ylittää 6-7 päivää. Aktiivisen lietteen laatuindikaattori on sen kyky saostua, mikä arvioidaan lietteen indeksin arvolla. Silt-indeksin alla ymmärretään 1 g lietettä (kuiva-ainetta) 30 minuutin laskeutumisen jälkeen. Aerobinen biologinen käsittely keinotekoisissa olosuhteissa voidaan toteuttaa: ilmastussäiliöt; biosuodattimina. [1]

Aerotank ovat betonisäiliöitä, joissa on ilmastuslaite. Ilmastussäiliön puhdistusprosessi suoritetaan puhdistamattoman veden ja sen läpi virtaavan aktiivilietteen jatkuvan ilmastuksen avulla. Ilmastus suoritetaan seoksen aikaansaamiseksi hapella ja lietteen pysäyttämiseksi. Jäteveden ja aktivoidun lietteen seos hiilataan 6-12 tuntia, minkä jälkeen se lähetetään sekundäärisiin sedimentaatiosäiliöihin, joissa liete talletetaan. Aktivoidut liet palataan aerosäiliöön ja sekoitetaan uusiin käsittelemättömän veden osiin. Mikro-organismien jatkuvan lisääntymisen seurauksena lietteen määrä kasvaa jatkuvasti. Ylimääräinen liete poistetaan aerobisesta järjestelmästä, tiivistetään lietepuristimessa ja lähetetään jatkokäsittelyä varten. Aero-säiliön hydrodynaamisista työolosuhteista riippuen ne jaetaan aero-säiliöihin - ponneaineisiin, aero-säiliöihin - sekoittimiin ja välityyppisiin aero-säiliöihin, joissa on hajallaan oleva vedenottoaukko; ilmastointisäiliöiden - yhden ja usean käytävän kautta kulkevien käytävien määrällä; regeneroijan läsnä ollessa - regeneroimalla ja ilman regenerointia; ilmansyöttömenetelmän mukaan - pneumaattisiin, mekaanisiin ja sekoitettuun ilmastukseen tarkoitetuilla aerosipesäkeillä. Aerotankkien laskenta sisältää määrityksen: aerotankin kokonaistilavuus m3; ilmastuksen kesto, h; hapen tai ilman kulutus koko aerotankilla, kg / kg; tarvittava määrä ilmastimia; ilmakanavien ja laitteiden valinta; sekundaaristen sedimentaatiosäiliöiden laskeminen. Biologiset suodattimet ovat rakenteita, joissa jätevesi puhdistetaan suodattamalla karkean rakeisen kerroksen läpi, jonka pinta peitetään aerobisilla organismeilla muodostetulla biologisella kalvolla.

Kaikentyyppiset biosuodattimissa käytetyt rehuaineet voidaan jakaa irtotavarana ja tasomaisina. Biosuodattimen ilmastus voi olla luonnollista - ilmasta, joka tulee pinnasta ja pohjasta kuivatuksen kautta, ja keinotekoinen - syöttämällä se kuormituskerrokseen. Suorituskyvyn mukaan biofiltterit jaetaan tippumaan ja suurta kuormitusta. Kun puhdistat erittäin saastunutta jätevettä korkealla BOD: llä, suodattimen pesun tehostamiseksi käytä kierrätystilaa, ts. palaa puhdistetun veden suodatinosaan. Biosuodattimien laskenta koostuu syöttömateriaalin tilavuudesta, veden jakelu- ja tyhjennyslaitteiden järjestelmien elementtien koosta ja toissijaisten asutussäiliöiden laskemisesta. Höyrynpoistolaitteille on ominaista, että veden kuormitus on enintään 0,5-1 m 3/1 m 3 suodatinta, suodatinkorkeus ei ole yli 2 m. Työkappaleen kerroksen murto-osan koko on 12-25 mm. luonnollinen ilmastus. Tiivistesuodattimia on käytettävä jäteveden puhdistukseen enintään 1000 m 3 / vrk. Kotimaisessa käytännössä aerofilttereitä kutsutaan suurikuormitukseksi, ja niitä käytetään useita kertoja verrattuna vedenpoistoon. Tämän seurauksena poistamalla epäselvästä saastumisesta ja kuivuvan kalvon hiukkasista peräisin olevaan biofiltertiin poistetaan happea ja sitä käytetään täydellisemmin jäljellä olevan saastumisen hapettamiseen. Aerofiltterien korkeus on yleensä 3-4 m. Suurempia suodattimia (9-18 m) kutsutaan torni- suodattimiksi. Keinotekoisen ilmansyötön käyttö lisää oksidatiivisia prosesseja suurella kuormituksella varustetulla biosuodattimella. Aerobisen biologisen käsittelyn menetelmät on esitetty kuvassa 1.1. Puhdistusmenetelmän valinta toteutetaan taulukon 1 mukaisesti. Erityisten olosuhteiden mukaan tyypillisten järjestelmien lisäksi voidaan käyttää alkuperäisiä teknisiä ratkaisuja, mukaan lukien eriytetty lähestymistapa yrityksen yksittäisten jätevirtojen puhdistamiseen.

Taulukko 1 - Biologisen jätevedenkäsittelyn suositellut käsitteet [1]

Puhdistuksen vaikutus BOD: iin5. %

Kuviossa 1 esitetyt sovellutukset BOD: ssa5 käsittelyyn tulevat jätevedet, g / m 3

AEROBIAVEDEN PUHDISTUSPROSESSIT

Aerobisissa olosuhteissa jäteveden nestefaasi puhdistetaan, nämä prosessit suoritetaan aerotankeissa, erilaisten mallien bio- suodattimina, kastelualueina ja suodatuskentillä. Nämä rakenteet ovat erilaiset teknisessä suunnittelussaan, mutta ne kaikki on suunniteltu käyttämään hapettavaa aerobista prosessia.

BIOLOGISET SUODAT - se on rakenne, joka koostuu niiden kehosta, lastaus- ja jakeluvälineistä jätevedelle ja ilmalle.

Näissä jätevesi suodatetaan kuormituskerroksen läpi, joka peitetään mikro-organismien kalvolla, jota kasvatetaan suodattimen kuormituksella aloitusjakson aikana. Biofilmin pääkomponentit ovat mikrobipopulaatio. Elokuvan biocenoteihin kuuluvat levät, alkueläimet, hyönteisten toukkia, vikoja, matoja, sieniä ja bakteereja.

Kaikki mikro-organismit osallistuvat jäteveden käsittelyyn. Bakteerit mineralisoivat orgaanista ainetta, käyttävät niitä ravinnon ja energian lähteinä, protozoa ruokkii bakteereja, levät päästävät happea ja haihtuvat tuotokset. Matoilla kulkeutuu kuormituspartikkeleita. löysää biologinen kalvo ja siten helpottaa hapen pääsyä. Lisäksi matoilla, jotka syövät orgaanisia aineita, pilkkoo ja hajota useita pysyviä yhdisteitä - kitsiiniä ja kuitua. Näin ollen orgaaninen aine poistetaan jätevedestä ja aktiivisen biofilmin massa kasvaa. Käytetty biofilmi pestään virtaavalla nestemäisellä jätteellä ja poistetaan biosuodattimesta.

Biofilttereiden lataamisessa käytetään materiaaleja, joilla on suuri huokoisuus, pieni tiheys ja suuri ominaispinta (kuona, murskattu kivi, kivi).

Täydellinen puhdistus biofilttereistä ei ole saavutettu.

AEROTENKS - suorakulmainen vahvistettu säiliö, 3-6 metriä syvä.

Kun aerotankki on toiminnassa, ilmasäiliöön sekoitettu nestemäinen neste sekoitetaan aktiivisen lietteen kanssa, joka koostuu mikro-organismien kokoelmasta, kulkee hitaasti sen läpi. Ilmansyöttö suoritetaan ilmanpuhdistuslaitteilla. Ilmastus edistää aktiivisen lietteen kosketusta kontaminoituneeseen jäteveteen.

Biologinen hapettuminen aerotankissa etenee kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen on saastumisen sorptiot, toinen on jäteveden pilaantumisen välitön hapettuminen.

Aktiivisen lietteen biosenoosi kehittyy voimakkaiden hapettavien aerobisten prosessien olosuhteissa. Yhdisoluisten bakteerien lisäksi rihmamaiset bakteerit, hiivat ja sienet kehittyvät aktiivilietteessä. Mikroaunaa edustaa protozoa, rotifers, roundworms, yksisoluiset eläimet. Aerotankin normaalin toiminnan aikana tasapaino muodostuu mikroflooran ja mikrofaunin kaikkien jäsenten välillä. Tämän tasapainon rikkominen osoittaa käsittelylaitosten heikentymistä, koska aktiivisen lietteen mikrobipopulaation numeerisessa koostumuksessa tapahtunut muutos liittyy käsitellyn jäteveden fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksien muutokseen. Aerotankin hajoamisen syyt. ovat: jätevesien käsittelylaitosten ylikuormitus orgaanisilla aineilla, anaerobisten vyöhykkeiden muodostuminen, biogeenisten elementtien puute, voimakas lämpötilan tai pH: n muutos, myrkyllisten aineiden ottaminen käsiteltyyn veteen.

Seuraavia muutoksia tapahtuu puhdistusaineessa, joka on puhdistettu aerotensseissä:

1. epäpuhtauksien pitoisuuden väheneminen laimentamisen seurauksena aktivoidulla lietteellä kuljetetulla nesteellä

2. aktiivihiilen saastumisen adsorptio (hapetuksen ensimmäinen vaihe)

3. veteen liuenneiden orgaanisten aineiden asteittainen väheneminen ja adsorboitu aktiivilietteen (hapetus toisen vaiheen)

Orgaanisen aineksen tärkeimmät mineralisaattorit aerotanksissä ovat bakteereja. Sarkodovye, joka ruokkii siltpartikkeleita, kääntää useita monimutkaisia ​​aineita yksinkertaisemmiksi. Infusoria ja muut alkueläimet hoitavat bakteerien kehityksen säätelijöitä ja luovat siten edullisia olosuhteita mineralisaatioprosessille.

Ennen kuin käsitellään jätevedet lahdelle, ne on desinfioitava, koska Aerotanks ei voi taata patogeenien täydellistä puhdistumista.

Aerobiset biologisen käsittelyn menetelmät voivat tapahtua myös luonnollisissa olosuhteissa - biologisissa lammikoissa, kastelualueilla ja suodatusalueilla.

Aerobinen jäteveden käsittely

Aerobinen menetelmä perustuu aerobisiin mikro-organismeihin, joiden elintärkeä aktiivisuus vaatii vakaa hapen virtaus ja lämpötila välillä 20-40 ° C. Aerobisen käsittelyn aikana mikro-organismeja viljellään aktiivilietteessä tai biofilmin muodossa. Aktivoitu liete koostuu elävästä organismista ja kiinteästä substraatista. Eläviä organismeja edustavat bakteerit, alkueläimet, sienet ja levät. Biofilmi kasvaa biofilterin täyteaineella ja sillä on limakalvojen likaantuminen, jonka paksuus on 1-3 mm. Biofilmi koostuu bakteereista, protozoa sienistä, hiivasta ja muista organismeista.

Aerobinen puhdistus tapahtuu sekä luonnollisissa että ihmisen rakenteissa.

Puhdistus luonnonolosuhteissa tapahtuu kastelluilla alueilla, suodatuskentillä ja biologisilla lammikoilla. Kastelukentät ovat alueita, jotka on erityisesti valmistettu jäteveden käsittelyyn ja maatalouteen. Puhdistus tapahtuu maaperän mikrofluorilla, auringonpaistalla, ilmalla ja kasvien vaikutuksen alaisena. Kastelukentän maaperässä ovat bakteerit, hiivat, levät, alkueläimet. Jätevesi sisältää pääasiassa bakteereja. Aktiivisen maaperäkerroksen sekavalmisteissa mikro-organismien monimutkaiset vuorovaikutukset syntyvät, minkä seurauksena jätevesi vapautuu siinä olevista bakteereista. Jos viljelykasveja ei kasvateta pelloilla, ja ne on tarkoitettu vain biologiseen jätevedenkäsittelyyn, niitä kutsutaan suodatuskentiksi. Biologiset lamput ovat kaskadia lampia, jotka koostuvat 3... 5 askelta, joiden kautta kirkastettu tai biologisesti puhdistettu jätevesi virtaa pienellä nopeudella. Tällaiset lamput on suunniteltu jätevesien biologiseen käsittelyyn tai jäteveden puhdistukseen yhdessä muiden jätevedenpuhdistamojen kanssa.

Aktiivisen lietteen keinotekoisen aerobisen biologisen käsittelyn päärakenteet ovat aerotanssit. Aerotank toimii parissa toissijaisella laskeutussäiliöllä, jossa käsitellyn jäteveden erottaminen tapahtuu aerotankin poistoaukossa ja aktivoidun lietteen suspensiota. Tällöin osa lietteestä poistetaan järjestelmästä ja osa palautetaan ilmastusastiaan tuottavuuden lisäämiseksi ja lietteen määrän vähentämiseksi. Riippuen saastumisasteesta ja jäteveden määrästä, epäpuhtauksien koostumuksesta ja puhdistusolosuhteista, erilaisista hydrodynaamisista muodoista, jotka koskevat veden virtauksen organisointia, sen kierrätystä, palautuskelpoisen aktiivilietteen syöttämistä ja ilmastusta. Aktivoidun lietteen työpitoisuudet aerotankissa ovat 1-5 g / l (kuiva-aine), jol- loin jäteveden viipymisaika järjestelmässä on useita tunteja useisiin päiviin. Ilmastusastian puhdistukseen on usein tarpeen syöttää ravinteita, pääasiassa typpeä ja fosforia. Niiden puhdistustehokkuuden puute on vähentynyt.

Biologiset puhdistuslaitokset aktivoidulla lietteellä sisältävät myös oksitoppeja (ilmastetaan hapella tai puhtaalla hapella rikastetulla ilmalla), suodatussäiliöillä (erottamalla aktiiviliete ja jätevedet suodattamalla), hapettumiskanavilla (jäteveden ja pinnan ilmastusjärjestelmien kanssa), kaivoslaitteilla ( akseleiden tai pylväiden muodossa veden paineen nostamiseksi).

Aerobisista puhdistusjärjestelmistä, joissa on biofilmiä, käytetään useimmin biosuodattimia - kuormitettuja rakenteita, joiden pinnalla mikro-organismien biofilmi kehittyy. Yksinkertaisin biofiltteri on suodatinmateriaalin kerros (kuormitus), joka kaadetaan uppokulmassa, joka kastellaan jäteveteen. Kuormitus voidaan tehdä erillisten irrotettavien muovisten lohkojen muodossa, jotka ovat jäykkiä tai joustavia materiaaleja, jäykkiä ruppeja jne. Toisin kuin ilmastussäiliöissä, biosuodattimet toimivat ilman toissijaisia ​​asutussäiliöitä.

Biologisten aineiden käyttö on aktiivinen lietteen ja biofilmin välisten rakenteiden välinen välitila, joka yhdistää molempien aerosäiliöiden ja biosuodattimien edut. Biotankissa, joissa nesteen ilmastus tapahtuu, aktivoidulla lietteellä ja eri materiaalien kuormituksella, liete liukenee ja ilmastuu lastauksen välisiin aukkoihin. Biofilmin muodostumisen vaikutuksesta lastauspintaan lietteen seoksen keskimääräinen pitoisuus ylittää ilmastussäiliöiden pitoisuuden.

Nykyaikaisessa bio-adsorberi-biotissorissa epäpuhtauksien sorptiokyky esimerkiksi aktii- visien hiilivetyjen perusteella yhdistetään biopuhdistukseen. Puhtautta puhdistaessa - myrkylliset aineet adsorboidaan hiilellä, kun taas järjestelmässä toisaalta myrkyllisten aineiden inhiboiva vaikutus biocenoosiin pienenee ja toisaalta aktiivihiilen pinnan vieressä olevassa kerroksessa olevan jäteveden alhaisten pitoisuuksien alhaisissa pitoisuuksissa paikalliset pitoisuudet kasvavat ja nopeutuvat substraatin hajoaminen. Samalla hiili on biologisesti regeneroitu. Bioadsorptiopuhdistusta voidaan käyttää orgaanisten epäpuhtauksien poistamiseen sekä raskasmetallien ja radionuklidien poistamiseen jätevedestä.

Toinen biotankin muunnos on leijukerrosreaktori (suspendoituneen kerroksen kanssa), jossa puhdistus tehostuu kantajan suuren ominaispinnan, johon mikro-organismit ovat kiinnittyneet, ja suuren hapensiirtonopeuden vuoksi. Reaktorin biomassapitoisuus saavuttaa 40 g / l, tuottavuus on 5-10 kertaa suurempi kuin ilmastusastioissa, prosessi on vakaampi ylikuormituksen aikana ja vähemmän herkkä jätevesien myrkylliselle pilaantumiselle.

Biologisista käsittelylaitoksista tai käsittelemättömästä jätevedestä saatava ylimäärin aktivoitu liete ja biofilmi voidaan siirtää lietteen sänkyihin (lietemäet), kastelu- ja suodatuskenttiin. Lietelannat on suunniteltu aktiivilietteen ja biofilmin varastoimiseen ja käsittelyyn jätevedenpuhdistamoilta.

Aerobinen biokemiallinen puhdistusmenetelmä

Aerobiset ja anaerobiset menetelmät biokemiallisen puhdistuksen kaasupäästöjä, jätevesiä, nestemäistä ja kiinteää jätettä tunnetaan.

Aerobinen menetelmä perustuu aerobisten organismiryhmien käyttöön, jolle elintärkeä aktiivisuus vaatii jatkuvan hapen virtauksen ja lämpötilan ollessa 20,40 ° C. Aerobisessa käsittelyssä mikro-organismeja viljellään biofilmin tai aktivoidun lietteen avulla.

Aktivoitu liete on amfoteerinen kolloidijärjestelmä, joka koostuu elävistä organismeista ja kiinteästä substraatista ja jonka negatiivinen varaus pH-arvolla 4... 9.

Aktivoidussa lietteessä on eri ryhmien mikro-organismeja. Ekologisten ryhmien mukaan mikro-organismit jaetaan aerobeihin ja anaerobeihin, termofiileihin ja mesofiileihin, halogefeihin ja halofobeihin. Kaikkien elävien organismien (bakteerien, protozoo-matoja, homeenienien, hiivojen, aktinomyyttien, levien) kerääntymistä kutsutaan biosenoosiksi. Aktiivisen lietteen kuiva-aine sisältää 70. 90% orgaanista ja 30 10% epäorgaanista ainetta.

Alusta on kiinteä kuollut osa leväjäämistä ja erilaisista kiinteistä tähteistä; aktivoituneen lietteen organismit kiinnittyvät siihen. Alusta jopa 40% aktiivilietteessä.

Lietteen laatu määräytyy sen sedimentaation nopeuden ja nesteen puhdistuksen asteen mukaan. Liete-olosuhteissa luonnehditaan lietteen indeksi, joka on aktivoidun lietteen kerrostuneen osan tilavuuden suhde kuivatun lietteen massaan (grammoina) 30 minuutin laskeutumisen jälkeen. Mitä huonompi liete asetetaan, sitä korkeampi on lietteen indeksi.

Optimaalinen lämpötila biokemialliselle jäteveden käsittelylle pidetään noin 20 ° C: ssa. Liiallinen lämpötila voi johtaa mikro-organismien kuolemaan. Alhaisemmissa lämpötiloissa puhdistusaste pienenee, mikrobien sopeuttaminen uusiin saasteisiin hajoaa ja aktivoituneen lietteen flokkulointi ja sedimentaatio heikkenee.

Biofilmi kasvaa biofilterin täyteaineella, sillä on limakalvon likaantumista, jonka paksuus on 1,,3 mm tai enemmän. Biofilmi koostuu bakteereista, sienistä, hiivoista ja muista organismeista. Biofilmin mikro-organismien määrä on pienempi kuin aktiivilieteessä.

Substraatin aerobisella dissimilaatiolla - hiilihydraateilla, proteiineilla ja rasvoilla - on monivaiheisen prosessin luonne, mukaan lukien monimutkaisen hiilipitoisen aineen alkujakautuminen yksinkertaisemmiksi alayksiköiksi, jotka taas puolestaan ​​muunnetaan edelleen. Aerobisen aineenvaihdunnan olosuhteissa noin 90% kulutetusta hapesta käytetään hengitysteitse, jolla mikro-organismien solut tuottavat energiaa.

Heterotrofisten bakteerien aerobisissa olosuhteissa tapahtuvan biologisen hapettumisen mekanismi voidaan esittää seuraavalla kaaviolla:

Reaktio (7.6) osoittaa jäteveden alkuperäisen orgaanisen pilaantumisen ja uuden biomassan muodostumisen hapettumisen. Puhdistetussa jäteveteen jäävät biologisesti hajoamattomat aineet, pääasiassa liuenneessa tilassa, koska kolloidiset ja liukenemattomat aineet poistetaan jätevedestä sorptiomenetelmällä.

Reaktio (7.7) kuvaa solulai- sen aineen endogeenisen hapettumisen prosessia, joka esiintyy ulkoisen virtalähteen käytön jälkeen.

Aerobisissa olosuhteissa tapahtuva puhdistus tapahtuu hapella, joka on liuotettu veteen ja joka edustaa luonnossa esiintyvien vesimuodostumien luonnollista puhdistusmenetelmää.

Jos mikro-organismeja hapettaa orgaanisia aineita jäteveteen, tarvitaan happea, mutta niitä voidaan käyttää vain liuenneessa muodossa. Jäteveden kyllästämiseksi hapella suoritetaan ilmanpoistoprosessi hajottamalla ilmavirta kupuihin jakamalla ne tasaisesti jäteveteen. Ilmakuplat, happi imeytyy veteen ja kuljetetaan sitten mikro-organismeihin (kuvio 7.1).

Kuva 7.1. Kaasukuplien hapensiirron malli mikro-organismeihin:

A on kaasukupla; B - mikro-organismien kerääntyminen;

1 - raja-diffuusiokerros kaasupuolella; 2 - liitäntä;

3 - rajoitusdiffuusiokerros nestemäisellä puolella;

4 - hapen siirtyminen kupusta mikro-organismeihin;

5 - rajoitusdiffuusiokerros mikro-organismien nestemäisellä puolella;

6 - hapen siirtäminen soluihin; 7 - reaktiovyöhyke happi-molekyylien välillä entsyymien kanssa

Imeytyneen hapen määrä voidaan laskea yhtälöllä

missä M on absorboituneen hapen määrä, kg / s; Pettä - tilavuusosuus

s, V on rakenteeltaan m3: n, C *: n ja jäteveden tilavuus, ja C on hapen tasapainopitoisuus ja pitoisuus nestemassassa, kg / m 3.

Imeytyneen hapen määrää voidaan lisätä lisäämällä massansiirtokerrointa tai vetovoimaa. Biokemiallisen hapettumisenopeuteen vaikuttavat jäteveden käsittelylaitosten jätevesien turbuloituminen, mikä edistää aktiivisten lietteiden hiutaleiden hajoamista pienempiä ja lisää ravinteiden ja hapen syöttönopeutta mikro-organismeihin. Virtaus turbuloituu saavuttamalla voimakas sekoitus, jossa aktivoitu liete on ripustettu, mikä takaa tasaisen jakautumisen jätevedessä.