Päävalikko

Tervetuloa! Lähes kaikentyyppiset jätevedet ovat bioremediaatiossa. Tällaiselle suodatukselle luodaan erityisiä olosuhteita, joissa erityiset mikro-organismit hajottavat ja käsittelevät erilaisia ​​orgaanisia aineita, jotka saastuttavat vettä.

Yksi tällaisen hoidon suosituimmista menetelmistä on anaerobinen prosessi eli ilmanpuhdistus. Tämä puhdistus tehdään erityisissä septisäiliöissä, joita kutsutaan septisäiliöiksi.

Anaerobista käsittelyä kotitalouksissa käytetään pääasiassa lietteen, lietteen ja muiden epäpuhtauksien poistamiseen jätevesistä sekä muiden lietteiden ja kiinteän jätteen käsittelyyn. Septiset säiliöt ovat sinetöityjä sinetöityjä horisontaalisia vaakataskuja, joiden pohjaan muodostuu sakka, joka koostuu kiinteistä hiukkasista. Sen jälkeen se roiskuu ja hajoaa anaerobisten mikro-organismien kanssa.

Septisen säiliön pääasiallinen tehtävä on erottaa nestemäiset hiukkaset nestemäiseen aineeseen liukenemattomasta ja hajoavasta anaerobisista bakteereista. Anaerobisen käsittelyn epäilyttävä etu septisissä säiliöissä on erilaisten haitallisten mikrobien biomassan vähäinen muodostuminen. Tällainen anaerobinen käsittely on järkevämpää käyttää pohjaveden riittävän alhaisella tasolla.

Anaerobinen puhdistus septisäiliöissä koostuu kahdesta jäteveden käymisvaiheesta. Tämä on hapan ja emäksisen fermentoinnin.

Happamainen fermentointi tapahtuu septisäiliössä sen alkuperäisen täytön aikana, kun jätevesi ei ole kontaminoitunut fermentoidulla lietteellä. Tässä vaiheessa on tunnusomaista epämiellyttävien hajukaasujen muodostuminen. Lietteen poistoon liittyy kelta-harmaita kerrostumia, jotka eivät kuivu hyvin ilmassa. Liete usein kelluu pinnalle kaasulla.
Hapan käymisprosessin aikana vapautuneet kaasut syrjäyttävät happea ja täyttävät vähitellen saostussäiliön, minkä seurauksena anaerobiset bakteerit alkavat aktiivisesti kehittyä. Tämä viittaa siihen, että puhdistuksen toinen vaihe on alkanut - emäksinen fermentaatio.

Alkaliemenetelmää kutsutaan myös metaaniksi, koska pääosan kaasuvoiman tuotannossa on metaania. Emäksisen fermentaation aikana häviöllisten kaasujen muodostuminen on poissa, lisäksi prosessille on tunnusomaista melko nopea kulku ja lietteen tilavuus pienenee merkittävästi. Samalla siltillä on tumma väri ja kuivuu nopeasti ilmassa.

Lietteen täydellisempää hajoamista käytetään erityyppisiä anaerobisia bakteerikantoja. Tämä mahdollistaa kaikkien epäpuhtauksien täydellisen hajoamisen. Lisäksi anaerobisen fermentaation aikana patogeenisten mikro-organismien kuolettaminen etenee suuremmalla nopeudella, minkä seurauksena syntyy korkeammanlaista sakkaa, jota käytetään aktiivisesti maataloudessa orgaanisena lannoitteena.

Septisäiliöiden määrä riippuu suoraan vedenkulutuksen määrästä. Esimerkiksi, jos veden kulutus on 250 litraa päivässä, septisen säiliön vähimmäistilavuuden tulisi olla noin 3 kuutiometriä. Perinteisesti septiset säiliöt on valmistettu kivestä, punaisesta tiilestä tai betonista, joiden seinämän paksuus on vähintään 12 senttimetriä. Nykyään muovi-, polyeteeni-, polypropeeni- ja komposiittikuitulevyt ovat yhä suosittuja. Materiaali valitaan kaikkien teknisten ominaisuuksiensa perusteella: mekaaninen painetta vastustuskyky, korroosiota, jäykkyyttä ja lujuutta. Septisen säiliön muoto voi olla erilainen, mutta silti paras muoto on ympärysmitta, koska pyöreät seinät jakavat tasaisesti maaperän paineen.

On myös syytä huomata, että huolimatta kaikista anaerobisen puhdistuksen eduista huolimatta tällä menetelmällä on edelleen pienet haittansa. Näitä ovat alhaiset fermentaatio- ja kierrätysmäärät, metaanipäästöjen vaara, erityisen raskasmetallien herkkyys sekä ammoniumtyppien poistovirtaus.

On todettava, että tänään puhdistus ilman ravinteita on mahdollista ja kaikki olosuhteet on luotu jätteiden määrän vähentämiseksi. Vedenpuhdistusan anaerobinen menetelmä septisäiliöissä on kaikkein tuottavin ja lupaava, koska sen toteuttaminen vaatii vähimmäismäärän käytössä olevia laitteita eikä ongelmajätettä ole jätteiden käsittelyssä. Tämä puolestaan ​​antaa kiistattomia taloudellisia etuja ja korkeita puhdistusasteita.

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

Anaerobinen jäteveden käsittely

Anaerobinen puhdistus on anaerobinen (ilman happea) kaksivaiheinen prosessi, jossa biokemiallinen transformaatio jäteveden orgaanisesta pilaantumisesta metaaniksi ja hiilidioksidiksi. Alunperin bakteerien vaikutuksesta orgaaniset aineet fermentoidaan yksinkertaisiin orgaanisiin happoihin (hapan faasi), ja toisessa vaiheessa nämä hapot toimivat jo metaania muodostavien bakteerien (emäksinen faasi) ravinnoksi.

Metaanin muodostumisen pääreaktio:

missä on H2A - orgaaninen aine, joka sisältää H2.

Metaania voidaan muodostaa etikkahapon hajoamisen seurauksena:

Tietyissä olosuhteissa ammoniakki voi olla myös lopputuote.

Metaanibakteerit ovat erittäin herkkiä ulkoisten tekijöiden vaihtelulle. Tämä seikka aiheuttaa anaerobisen prosessin vähemmän joustavuutta ja stabiilisuutta kuin aerobinen, ja se vaatii tiukan valvonnan ja säätämisen jäteveden sisääntuloparametreihin. Seuraavia pidetään optimaalisina laitteessa: lämpötila 30-35 0, pH 6,8-7,2, väliaineen RV-potentiaali ≈-0,25.

Anaerobinen hoito voi olla tarpeeksi keskitettyä jätevettä BOD: stä5 vähintään 500-1000 g / m 3. Anaerobiset laitteet ovat rakenteeltaan monimutkaisempia kuin lentokoneen säiliöt ja kalliimpia rakennustöissä.

Yleensä anaerobisia laitteita käytetään pääasiassa sedimentaatiosäiliöiden ja aerobisten biokemiallisten järjestelmien liiallisen aktivoituneen lietteen fermentointiin kotitalousjäteveden ja niiden seosten käsittelemiseksi teollisuusjätteen kanssa.

Orgaanisten yhdisteiden hajoamisaste on 40-50%.

Yksi- ja kaksivaiheisia puhdistusjärjestelmiä ja erilaisia ​​reaktoreita ehdotetaan ja käytetään.

Kaksivaiheisessa järjestelmässä (kuva) ensimmäinen rakenne on jatkuvatoiminen jatkuvan virtauksen biostaatio täydellä sekoittumisella, toisen rakenteen avulla voidaan erottaa kiinteät aineet (septiset säiliöt, sentrifugit jne.).

Kuva Kaksivaiheinen anaerobinen hajotusjärjestelmä (a): 1 - jätealue;

2 - kaasun poistoaukko; 3 - lieteseos; 4 - nestevajaus; 5 - suspensio; 6 - palautusliete;

7 - sekoitinlaite; 8 - suutin (substraatti)

Tällaisissa järjestelmissä sedimentin osan palauttaminen (kierrättäminen) toisesta vaiheesta ensimmäiseen on mahdollista lisätä biologisesti aktiivisten mikro-organismien annosta siinä ja tehostaa prosessia. Kuitenkin tavanomaisten septisäiliöiden käyttö toisessa vaiheessa on mahdollista vain alkuvaiheen kaasunpoistossa ensimmäisen vaiheen virralla, koska kaasunkehitys estää laskeutumisen. Siksi kaksivaiheisia järjestelmiä käytetään pääasiassa anaerobisen käsittelyn kahden vaiheen osittaiseen erottamiseen: haihtuvien orgaanisten happojen ja metaanien fermentoinnin tuottamiseen.

Anaerobista laitetta käytetään pääasiassa sulatusaineilla - rakenteilla, jotka toimivat reaktorin periaatteella täydellisellä sekoittumisella.

Kuva Methentank: 1 - kaasukorkki kaasun keräämiseen; 2 - kaasujohto kaasuputkesta; 3 - potkurisekoittaja; 4 - lastausputki (esimerkiksi raakaliete ja aktiiviliete); 5 - putkistot lietteen poistamiseksi tai käymistetyn sedimentin purkamisesta eri tasoilla; 6 - höyryn syöttö-injektori keittimen sisällön lämmittämiseen ja sekoittamiseen; 7 - kiinteän faasin fermentointituotteiden suspensio (esim. Fermentoitu liete) purkaminen putkistossa; 8 - kierrätysputki; 9 - putkisto keittimen tyhjentämiseen

Erota avointen ja suljettujen tyyppisten sulattojen välillä (jälkimmäinen - kova tai kelluva lattia).

Rakenteessa, jossa on kiinteä jäykkä päällekkäisyys (kuva), fermentointimassan taso säilyy kaulan pohjan yläpuolella, koska tässä tapauksessa massaspektri on pieni, pakokaasujen voimakkuus on suuri eikä mikään kuori muodostu. Prosessin nopeuttamiseksi massaa sekoitetaan ja kuumennetaan 30-40 ° C: seen (mesofilinen ruuansulatus) pienellä voimakkuudella elävään höyryyn (0,2-0,46 MPa). Keittimen pääkierto suoritetaan potkurisekoittajalla.

Tyypillisissä digestoijissa on käyttökelpoinen tilavuus yksi säiliö 1000-3000 m 3. Tavanomaisesti tämä tilavuus on jaettu neljään osaan, joilla on erilaiset toiminnot: kelluvan kuoren muodostumisnopeus, lietteen veden määrä, varsinaisen käymisen määrä, tiivisteen tilavuus ja lisäsäilyvyys sedimentissä varastoinnin aikana (enintään 60 päivää).

Maksimaalinen mahdollinen päivittäinen kuormitusannos (m 3 / päivä / 1 m 3 laitteessa) määräytyy sen takia, että tämän annoksen suureneminen aiheuttaa ylimääräisen purkautumisen ja ulosvirtauksen aktiivisten bakteerisolujen muodostamasta kasvusta niiden kasvaessa ja tietyn ajan kuluttua järjestelmässä ei ole riittävästi aktiivisia organismeja.

Anaerobisten järjestelmien haitat: mikrobien alhainen kasvuvauhti, biologisesti aktiivisten aineiden pysyminen korkealla kesto rakenteilla (2-6 päivää).

Menetelmän edut: biologisesti aktiivisten kiintoaineiden vähäinen muodostuminen, hyödyllisten tuotteiden tuottaminen (palava kaasu 65% metaania ja 33% hiilidioksidia, fermentoitu liete).

Kolmella rakenteella käytetään raa'an lietteen prosessointia ja fermentoitumista: 1) septiset säiliöt (septiset säiliöt); 2) keramiikkasäiliöt (Emscher); 3) digestointilaitteet.

Biologinen vedenpuhdistus: aerobiset ja anaerobiset prosessit

Biologiseen käsittelyyn liittyy jäteveden orgaanisen komponentin hajoaminen mikro-organismeilla (bakteerit ja alkueläimet). Tässä vaiheessa syntyy jäteveden mineralisaatio, orgaanisen typen ja fosforin poistaminen, päätavoitteena on vähentää BOD5: ta (biohajoava hapenkulutus 5 vuorokaudelle, joka tarvitaan orgaanisten yhdisteiden hapettamiseen vedessä). Nykyisten standardien mukaan puhdistetussa vedessä olevien orgaanisten aineiden pitoisuus ei saisi ylittää 10 mg / l.

Sekä aerobisia että anaerobisia organismeja voidaan käyttää bioremediaatioon.

Orgaanisten aineiden hajoaminen mikro-organismeilla aerobisissa ja anaerobisissa olosuhteissa suoritetaan erilaisilla kokonaisreaktioilla olevilla energialaskuilla. Harkitse ja vertaile näitä prosesseja.

Glukoosin aerobisella biooksidoitumisella 59% sen sisältämästä energiasta käytetään biomassan kasvuun ja 41% lämpöhäviöistä. Tämä johtuu aerobisten mikro-organismien aktiivisesta kasvusta. Mitä suurempi orgaanisten aineiden pitoisuus käsitellyssä jätevesissä, sitä voimakkaampi lämmitys, sitä suurempi mikrobien biomassan kasvu ja liiallisen aktivoituneen lietteen kerääntyminen.

C6H12O6 + 6O2-> 6CO2 + 6H2O + mikrobibiomassa + lämpö

Glukoosin anaerobisen hajoamisen metaanin muodostumisen myötä vain 8% energiasta käytetään biomassan kasvuun, 3% lämpöhäviöistä ja 89% muuttuu metaaniksi. Anaerobiset mikro-organismit kasvavat hitaasti ja tarvitsevat suuren substraattipitoisuuden.

C6H12O6-> 3CH4 + 3CO2 + mikrobibiomassa + lämpö

Aerobinen mikrobien esitetty erilaisia ​​mikro-organismeja, pääasiassa bakteerit, eri orgaanisen aineen hapettamiseksi useimmissa tapauksissa toisistaan ​​riippumattomasti, vaikka hapettumisen noin kuljettamista aineista cooxidation (kometabolizm). Aktiivisten lietelajien aerobista mikrobiyhteisöä aerobiseen vedenpuhdistukseen edustaa poikkeuksellinen biologinen monimuotoisuus. Viime vuosina, uusia mokulyarno biologian tekniikoita, erityisesti tiettyjä rRNA näytteitä, että aktiivilietteen osoitti, että läsnä bakteerien suvuista Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Uskotaan kuitenkin, että enintään viisi prosenttia aerobisen veden käsittelyyn osallistuvista mikro-organismeista on tähän mennessä tunnistettu.

On huomattava, että monet aerobiset bakteerit ovat facultative anaerobia. Ne voivat kasvaa ilman happea muiden elektronien vastaanottajien kustannuksella (anaerobinen hengitys) tai fermentaatiota (substraattifosforylaatiota). Aktiivisuutensa tuotteet ovat hiilidioksidi, vety, orgaaniset hapot ja alkoholit.

Anaerobinen hajoaminen orgaanisten aineiden suoritetaan sekä alle metaanin monivaiheisen prosessin, jossa osan on oltava vähintään neljä ryhmää mikro-organismeja: gidrolitikov, brodilschikov asetogeenista ja metanogeenisia. Anaerobisen mikro-organismit välillä yhteisön lähellä ja monimutkaisia ​​sidoksia, joilla on vastineita monisoluisista organismeista, koska johtuen substraattispesifisyys metanogeenit, niiden kehitystä ilman trofia bakteerien aiheuttamia aiemmissa vaiheissa. Vaihtoehtoisesti metaani-arkeaan, joka käyttää primaaristen anaerobien tuottamia aineita, määrittää näiden bakteerien reaktioiden nopeuden. Keskeinen merkitys anaerobinen hajoaminen orgaanisen aineksen metaanin pelata metaanin Archaea sukujen Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium, ja muut. Niiden puuttuessa tai anaerobisen hajoamisen puuttuessa päätyy hapon ja asetogeenisen käymisen vaiheeseen, mikä johtaa haihtuvien rasvahappojen, pääasiassa öljyn, propioni- ja etikkahapon, alhaisemman pH: n kertymiseen ja lopettaa prosessin.

Aerobisen hoidon etu on suuri nopeus ja aineiden käyttö pieninä pitoisuuksina. Merkittävät haitat, erityisesti väkevöidyn jäteveden käsittelyssä, ovat suurta energiankulutusta ilmastukseen ja ongelmat, jotka liittyvät suurien määrien liiallisen lietteen käsittelyyn ja hävittämiseen. Aerobinen prosessi on puhdistuksessa käytettävä yhdyskunta-, teollisuus- ja jotkut sika jäteveden kanssa COD ei ole suurempi kuin 2000. Poista edellä mainitut haitat voidaan aerobinen tekniikoiden alustavan anaerobisessa käsittelyssä väkevää jäteveden metaanikäymisvaiheen menetelmä, joka ei vaadi energiankulutusta tuuletus- ja lisäksi konjugaatin muodostamiseksi energia-arvo - metaani.

Anaerobisen prosessin etu on myös suhteellisen vähäinen mikrobibiomassan muodostuminen. Haittoihin kuuluu mahdottomuus poistaa orgaanisia epäpuhtauksia pieninä pitoisuuksina. Mutta väkevöidyn jäteveden syvälle käsittelyä varten anaerobista käsittelyä tulisi käyttää yhdessä seuraavan aerobisen vaiheen kanssa (kuvio 1).

Kuva 1. Aerobisen ja anaerobisen jäteveden käsittelymenetelmien materiaalien ja energian tasapainon vertailu

Jäteveden käsittelyn tekniikka ja ominaisuudet määräytyvät orgaanisen pilaantumisen sisällössä.

Anaerobinen biologinen hoito

Orgaanisen pilaantumisen hajoaminen tapahtuu tässä vaiheessa useassa vaiheessa, ja mikro-organismeihin osallistuu erilaisia ​​mekanismeja. Perinteisesti ne on ryhmitelty neljään päävaiheprosessiin kunkin hajoamisvaiheen aikana vapautuneiden aineiden ja anaerobisen käymisen kussakin vaiheessa osallistuvien bakteerien tyypin mukaan.

Ensimmäinen, hydrolyysivaihe, koostuu kompleksisten hiilivetyjen hajottamisesta niiden yksinkertaisempaan komponenttiin ja veteen. Vastaavien bakteerien "työn" seurauksena proteiinit hajoavat aminohappoiksi, sokeri muodostuu hiilihydraateista ja rasvat muunnetaan rasvahapoksi. Välituotteen hapetusvaihe, toinen vuorostaan, johtaa monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden seuraavaan transformaatioon yksinkertaisemmiksi tässä ketjussa, johon kuuluvat alkoholit, aldehydit ja orgaaniset hapot.

Kaikkien tuotteiden viimeinen hapetus etikkahapolle ja vedyn kehittyminen tapahtuu anaerobisen prosessin kolmannen vaiheen aikana. Metaania muodostavien bakteerien osallistuminen määrää neljännen vaiheen ja koostuu edellisten vaiheiden hajoamistuotteiden syöttämisestä metaanin ja hiilidioksidin muodostumiseen. Tällöin vapautuneen energian pääosa menee metaanin muodostumiseen, joten siltimassan määrä on vain pieni.

Anaerobisen biologisen hoidon ominaisuus

Anaerobisen biologisen käsittelyn erityispiirteisyys on läheinen suhde kaikkien neljän hajoamisvaiheen ja niiden virtauksen sekvenssin välillä. Yhden niistä johtuvan virtauksen rikkominen voi johtaa epäpuhtauksien puhdistamiseen koko prosessin anaerobisen hajoamisen prosessissa. Syynä tähän on mikro-organismien kehityksen spesifisyys, jonka seurauksena lopullinen hajoaminen metaanille tapahtuu, koska niiden ravintoalusta ovat bakteerien aiheuttamaa aineita, jotka ovat saastuttavien orgaanisten aineiden hajoamisen edeltävissä vaiheissa. Siksi erityistä huomiota olisi kiinnitettävä käsiteltävän jäteveden osana olevan orgaanisen aineen laadullisen koostumuksen määrittämiseen. Tämä johtuu proteiinien, rasvojen ja hiilihydraattien eri hajoamisnopeuksista ja erilaisten metaanipäästöjen vapautumisesta. Anaerobisen puhdistuksen tehokkuuden lisäämiseksi on välttämätöntä varmistaa, että ensimmäisessä vaiheessa tapahtuu vedenpoistossa olevien aineiden hajoamista samanaikaisesti hydrolyysivaiheen aikana, joka saavutetaan niiden erottelulla. Jos homogeenisen koostumuksen jätevesi altistetaan hoidolle, sen polyn määrittäminen, jota pitkin lähteen kontaminoivan aineen hajoaminen jatkuu, tapahtuu biomassan mukauttamisvaiheessa tähän virtalähteeseen.

Anaerobisen biologisen hoidon vaikuttavuutta vaikuttavat tekijät

Negatiivinen vaikutus, joka vähentää merkittävästi kahden viimeisen vaiheen virtausnopeutta, on orgaanisten happojen lisääntynyt pitoisuus, mikä lisää vesiympäristön happamuutta, mikä johtaa anaerobisten bakteerien perheiden toiminnan vaimentumiseen. Tämä voi johtaa siihen, että orgaanisen aineen hajoamisprosessi pysähtyy hapettumisen toisessa vaiheessa saavuttaen karboksyylihapot, aldehydit ja alkoholit, jotka ovat vielä melko myrkyllisiä aineita.

Toisin kuin aerobinen prosessi, anaerobinen biologinen käsittely on tehokasta korkeissa epäpuhtauspitoisuuksissa. Tämä johtuu siitä, että anaerobisten bakteerien mukana pitämien biologisen puhdistuksen prosessit eivät tarvitse veden mukana liuotettua happea. Siksi niiden osallistumisella tehokkaan jäteveden käsittelyn korkea COD (kemiallinen hapenkulutus) ja BOD (kemiallinen hapenkulutus) on mahdotonta, mikä on mahdotonta aerobisissa mikro-organismeissa. Lisäksi anaerobiset bakteerit, toisin kuin aerobiset vasta-aineet, eivät ole herkkiä pinta-aktiivisten aineiden vaikutukselle ja täysin puhdistavat niitä sisältävät tyhjennysputket. Lisäksi, kun ne toimivat, pilaavien aineiden pitoisuus on suuri, mikä liittyy aktiivisen anaerobisen lietteen toimintaan biofloopointiaineena. Pilaavien aineiden pitoisuuden vähenemisen myötä tällaisen puhdistuksen tehokkuus anaerobisen biomassan avulla laskee huomattavasti. Siksi monimutkaisessa liuoksessa syntyy usein orgaanisen pilaantumisen anaerobista ja aerobista hajoamista, mikä mahdollistaa korkean puhdistusasteen.

Tervetuloa Unipediaan

Löydät tietoja UNILOS-tavaramerkin autonomisista jätevesien käsittelyjärjestelmistä

  • Artikkelit
  • kanavointi
  • Anaerobinen jäteveden käsittely - yleistä tietoa

Anaerobinen jäteveden käsittely - yleistä tietoa

Anaerobisten reaktorien tai sulatusaineiden käyttö on osoittautunut erittäin tehokkaaksi teollisuus- ja kotitalousjätevedenpuhdistamoissa. Tämä tekniikka on parempi kuin muut alkutuotannon menetelmät taloudellisessa ja ympäristöteknisessä suorituskyvyssä. Muun muassa eräiden jätevesityyppien osalta (COD yli 2000 mg / l) vain anaerobinen puhdistus on ainoa tapa, jolla jopa 90% epäpuhtauksista poistetaan. Tehokkaampaa vedenpuhdistusta varten käytetään monitasoista puhdistusta käyttäen anaerobisia ja aerobisia mikro-organismeja.

Nykyaikaisilla bioreaktoreilla on melko selvä toimintaperiaate. Ne ovat suljettu säiliö, jossa ei ole yhteyttä happiympäristöön. Sisällä säiliö sijaitsee aktiiviliete - anaerobisten mikro-organismien makro-koloniat. Biomassan kehittyminen hapettomassa ympäristössä on hidasta, joten nykyisen väestön säilyttäminen on erittäin tärkeää puhdistusprosessin tehokkuuden kannalta.

Suurin osa aktiivilieteestä on reaktorin pohjalla, mutta mikro-organismeja on läsnä ylimmässä vesikerroksessa suspensiossa. Anaerobista aktivoitua lietettä, jota usein kutsutaan metanogeeniseksi, on tiheä 2-3 mm rakeet. Nämä ovat mikrobisia yhteisöjä. Kukin rae sisältää erilaisen määrän erilaisia ​​mikro-organismeja, joista yleisimpiä ovat eri sukujen arkeat ja metanosarpiini. Jälkimmäisiä löytyy useimmiten erittäin väkevistä jätevesistä.

Elintoiminnan prosessissa lietteen rakeet rikkovat kemiallista ja biologista "jätettä", joka tulee jäteveteen vapautettaessa metaania ja vettä. Monitasoisen biorehu- tusjärjestelmän järjestelmissä on pääpiirteittäisten tuotteiden purkujärjestys. Keittovesi poistuu ilmastussäiliöön, jossa se puhdistetaan aerobisilla bakteereilla. Kaasu nousee ja sitä voidaan käyttää reaktorin lämmittämiseen. Normaali lämpötila anaerobisen arkean kehittymiselle on 30 astetta, mutta valikoimien kehittymisen ansiosta on eristetty 10-20 astetta toimivia organismeja.

Yksittäisten viemärijärjestelmien luomiseen yksityisissä kodeissa käytettävien kompaktien jätevedenpuhdistamojen lisäksi on olemassa teollisia anaerobisia komplekseja. Näitä ovat:

  1. laguunit - uudisasukkaat, jotka järjestetään avoimen taivaan alla tai erityisissä tiloissa. Alueilla, joilla on lämmin ilmasto, tällaiset kompleksit toimivat paitsi jätevedenkäsittelylaitoksena. Se tuottaa myös biokaasua, jota käytetään yritysten polttoainejärjestelmissä. Useimmiten laguuneja on järjestetty sianvarojen lähellä, nestemäinen lanta ja teurastamoista johdetut viemärit on valutettu niihin;
  2. Teollisuusbioreaktorit - bio- puhdistusasemiin, huoltoyrityksiin tai kotitalouksiin asennetut ilmatiiviit säiliöt. Ympäristöolosuhteiden tiukan valvonnan puuttumisen ja hitaasti kasvavan mikro-organismiväestön vuoksi tällaiset teollisuuslaitokset ovat taloudellisesti tehokkaita hoidon ja kunnossapidon kannalta.

Kun puhdistetaan säiliöitä, joissa biomateriaalien anaerobinen tuhoaminen suoritetaan, on välttämätöntä poistaa osa aktiivihiilestä. Säiliöiden tyhjennys voidaan suorittaa ashenointikoneiden avulla tai manuaalisesti. Il: lla ei ole patogeenisia tai myrkyllisiä ominaisuuksia, se on täysin vaaraton ihmisille ja eläimille. Erikoislaitteiden läsnäollessa, esimerkiksi kuivaamalla (hienojakoiset) sentrifugit, lietteenkonsentraatti voidaan tehdä sen ylijäämästä edelleen myynnissä. Lisäksi anaerobinen liete on runsaasti mineraalielementeissä, ja sitä voidaan käyttää lannoitteena tai eläinten ruokintaan.

Anaerobinen jäteveden käsittely

Kemialliset yritykset kuluttavat runsaasti jätevettä, minkä jälkeen ne polttavat suuren määrän erittäin saastuneita nesteitä. Näin ollen vesivarojen järkevä integroitu käyttö on nykyään erityisen akuutti ja tärkeä tekninen, taloudellinen ja teknologinen ongelma. Yksi anaerobisen jäteveden käsittelymenetelmistä.

Miksi jätevedet on puhdistettava?

Viemäri sisältää erilaisia ​​epäpuhtauksia, kolloidisia ja karkeita hiukkasia, mineraaleja, orgaanisia ja biologisia aineita. Jotta jätevesi ei aiheuta ympäristöön kohdistuvaa kielteistä vaikutusta ympäristön pilaantumiseen, on tärkeää, että se puhdistetaan ennen sen purkamista, jonka tärkein tehtävä on desinfiointi, selkeyttäminen, kaasunpoisto, tislaus ja pehmeneminen. Erilaisten kemikaalien saastuttamat jätevedet käsitellään eri tavoin. Niistä suosituimpia ovat mekaaniset, kemialliset, fysikaalis-kemialliset ja biologiset.

Mikä on biologinen jäteveden käsittely?

Biologinen käsittely suoritetaan käyttäen orgaanisia aineita. Tämä tekniikka perustuu mikro-organismien kykyyn hyödyntää jäteveteen liuenneita orgaanisia aineita. Orgaaninen kulutus tapahtuu hapen läsnäollessa ja ilman sitä.

Biologiset käsittelymenetelmät

Biologisen käsittelyn menetelmät - aerobinen ja anaerobinen. Anaerobinen reaktio suoritetaan ilman hapen kosketusta. Tämä tekniikka on kohtuullisin kustannuksin ja korkean hyötysuhteen ansiosta nykyaikaisessa teollisuudessa mahdollisimman vaativa.

Aerobisen jätevedenkäsittelyn menetelmät: miten jätevedet käsitellään aerobisissa olosuhteissa

Pilaantuneen jäteveden desinfiointiprosessi aerobisten mikro-organismien kanssa tapahtuu hapen jatkuvan pääsyn edellytyksenä (happea, joka määrää orgaanisten aineiden elintärkeän aktiivisuuden). Itse puhdistusprosessi tapahtuu bioreaktorissa tai ilmastusastiassa (muovista, metallista tai betonista valmistettu erityinen säiliö). Säiliössä pienellä etäisyydellä pohjasta on seuloja ja harjoja - ne toimivat pohjana aerobisten bakteerien pesäkkeiden sijoittamiselle.

Vakaan happipäästön varmistamiseksi ilmastimet, erityiset putket, joissa on reiät, on asennettu säiliöiden pohjalle. Ilma, joka kulkee niiden läpi, kyllästää poistokaasut hapella ja luo siten olosuhteet, joita tarvitaan aerobien elämään ja kasvuun. Koska orgaanisten aineiden hapettumisprosessien mukana seuraa suuria määriä energiaa, työskentelylämpötila ilmastus- altaan sisällä voi kasvaa huomattavasti.

Tämäntyyppisille normaaleille järjestelmille tarvitaan monimutkainen elektroniikkajärjestelmä. Se auttaa ylläpitämään aerobisten bakteerien elintärkeän aktiivisuuden edellyttämiä olosuhteita.

Biologisen puhdistuksen prosessien ominaisuudet anaerobisella tavalla

Anaerobista käsittelyä käytetään ensisijaisesti lietteen, lietteen ja muiden jätevesien puhdistamiseen. Sitä käytetään myös muiden saostusmuotojen, kiinteän jätteen, käsittelyyn. Septiset säiliöt ovat maanalaisia, ilmatiiviisti suljettuja vaakataskuja, joiden pohjaan muodostuu kiinteä saostuma. Sen jälkeen se rokottaa ja hajota. Nämä prosessit tapahtuvat tarkasti anaerobisten mikro-organismien vaikutusten vuoksi.

Anaerobisen kasvin septisen säiliön päätehtävä on liukoisten nestepartikkeleiden erottaminen epäpuhtauksien liukenemattomuudesta ja hajoamisesta anaerobisilla mikro-organismeilla. Anaerobisten jätteiden käsittelyjärjestelmien etu on haitallisten mikro-organismien vähäinen biomassa. On suositeltavaa käyttää menetelmää pohjaveden alhaisella tasolla.

Anaerobiset hoitomenetelmät. Anaerobinen biologinen jätevedenpuhdistus

Anaerobiset vedenpuhdistusprosessit esiintyvät digestoijissa ja bioreaktoreissa (nämä laitokset suljetaan). Materiaalit konttien - metallin, muovin, betonin valmistukseen. Koska happea ei tarvita mikro-organismien toiminnalle, kaikki puhdistusprosessit etenevät ilman energian vapautumista ja lämpötila ei nouse. Vedessä olevien orgaanisten komponenttien hajoamisen myötä bakteerien pesäkkeiden määrä pysyy melkein muuttumattomana. Koska tässä tapauksessa ei tarvita monimutkaista valvontajärjestelmää ympäristön olosuhteissa, menetelmän kustannukset ovat suhteellisen alhaiset.

Anaerobisen hoidon pääasiallisena haittana on palavan metaanikaasun muodostuminen anaerobien aktiivisuuden seurauksena. Siksi rakenteet voidaan asentaa vain tasaisille, hyvin puhalletuille pinnoille, kaasu-analysaattorit on asennettava niiden kehäksi ja liitettävä sitten palohälytysjärjestelmään. Muuten anaerobinen puhdistus useimmiten käytetään LOS-huollon maalaistaloihin ja mökkeihin.

Jätevedenpuhdistamon järjestelmä ja rakennusten itp (lämpöpisteet)

Anaerobinen hoito ei ole täydellinen järjestelmä, vaan vain erillinen vaihe monimutkaisessa järjestelmässä jäteveden puhdistamiseksi eri epäpuhtauksista. Vedenkäsittelyjärjestelmä käsittelylaitoksessa on seuraava:

  1. Jäteveden, joka sisältää orgaanista ainetta ja epäorgaanisia aineita, suuria hiukkasia (kivet, hiekka), synteettiset sulkeumat putoavat ensimmäiseen kammioon (sitä kutsutaan septisäiliöksi). Sumpassa on mekaaninen jäteveden käsittely painovoiman vaikutuksen alaisena. Tärkeimmät raskaat osat asettuvat säiliön pohjaan.
  2. Esikäsittelyn jälkeen jätevesi tulee jo toiseen kammioon, jossa se kyllästyy hapella. Suuri orgaaninen sulkeuma täällä murskataan pieniksi hiukkasiksi. Joissain näissä kammioissa on teräspuut ja harjat, jotka säilyttävät hajoamattomat komponentit, kuten polyeteeni, synteettiset kuidut ja muut käytännöllisesti katsoen tuhoutumattomat materiaalit.
  3. Tyydyttynyt happea sisältävä jätevesi virtaa säiliöbioreaktoriin, jossa orgaaninen aines hajoaa.
  4. Painovoiman lopullinen puhdistus tehdään viimeisessä kammiossa. Tämän osaston alareunassa on kalkkikiven selkäranka, joka sitoo kemiallisesti aktiivisia elementtejä.

Jätevedenpuhdistamon poistumiseen voidaan lisäksi asentaa erillinen suodatinlaite. Se takaa korkeimman puhdistusasteen - jopa 99%. Käynnistyksen jälkeen biologiset käsittelyasemat toimivat täysin itsenäisesti.

Kaikki transformaatioprosessit liittyvät läheisesti toisiinsa ja edistyvät anaerobisen bioreaktorin ominaisuudessa säädetyllä tavalla. Kaikki tekniset rikkomukset johtavat kaikkien prosessien epäonnistumiseen. Siksi jätevedenpuhdistamojen suunnittelun on oltava mahdollisimman tarkka - sekä niiden sopeuttaminen sopivaan jäteveteen.

Riippuen hallitsevasta orgaanisten aineiden ryhmästä (eli jätevesi- massasta), biokaasun koostumus muuttuu samoin kuin metaanin prosenttiosuus siinä. Hiilihydraatit hajoavat helposti, mutta ne antavat pienemmän osan metaanista. Öljyjen ja rasvojen hajotessa syntyy suuri määrä biokaasua, jolla on merkittävä metaanipitoisuus. Hajoamisprosessit etenevät hitaasti. Rasvahapot - tässä tapauksessa öljyjen ja rasvojen hajoamisen sivutuotteet - tulevat usein ylimääräiseksi esteenä hajoamisprosessin tavanomaiselle kululle.

Viihtyisimmät ja hienostuneet rakenteet, joita käytetään sedimenttien käymiseen, ovat metaanit. Käyttötarkoituksensa ansiosta käymisaika on merkittävästi pienentynyt - kun taas keinotekoinen lämmitys vähentää merkittävästi tilojen määrää. Nykyään metathenkiä käytetään yleisesti ulkomaisessa ja kotimaisessa käytännössä. Visuaalisesti ne ovat säiliöitä - lujitettua betonia, lieriömäinen muoto, kartiomainen pohja, hermeettinen päällekkäisyys. Säiliön yläosassa on korkki kaasumassojen keräämiseen ja poistamiseen. Metatinki on varustettu potkurisekoittajalla, joka on asennettu sylinterimäiseen putkeen ja jota käyttää sähkömoottori, lämmönvaihtimen, jolla on putkisto ja sivuputket.

Fermentoidun massan purkamiseksi käytetään erityislaitetta - laite, jossa on pystysuora putki, tyhjennysputki ja lukituslaite. Metatengin sisällä syötetään tuoreiden (raaka) sedimenttien seos, joka on primääriasutussäiliöissä, sekä aktiiviliete (se pääsee toissijaiseen laskeutussäiliöön ilmastussäiliön jälkeen). Työnkulun seuraava vaihe on fermentaatio. Se on termofiilinen ja mesofiilinen (suoritetaan lämpötilassa 50-55 ° C ja 30-35 ° C). Termofiilisessä fermentaatiossa hajoamisprosessit etenevät paljon nopeammin, mutta jo fermentoitu sedimentti luopuu. Fermentaation aikana vapautuvien kaasujen seos koostuu metaanista ja hiilidioksidista suhteessa 7 - 3.

Aerobiset ja anaerobiset jätevedenkäsittelymenetelmät: edut

Biologisen jäteveden käsittelymenetelmien tärkeimmät edut:

  1. Edullinen hinta - kemiallisen ja mekaanisen menetelmän avulla syntyvän kuutiometrin puhdistamisen kustannukset ovat korkeammat kuin biologisen menetelmän käyttäminen.
  2. Helppokäyttöisyys, luotettavuus - välittömästi sen jälkeen kun biopurifiointiasema käynnistyy, se alkaa toimia täysin itsenäisesti. Kulutustarvikkeiden hankinta ei ole tarpeen.
  3. Ympäristöystävällisyys - puhdistettu jätevesi voidaan turvallisesti päästää maahan ilman pelkoa ympäristön tilasta. Aseman käytön jälkeen ei ole jäljellä reagensseja, jotka on hävitettävä asianmukaisesti. Kammion pohjaan sijoittuva siltti on erinomainen lannoite.

Puhdistusaste on 99% eli teoreettisesti mahdollista juoda puhdistettu vesi biologisesti, mutta käytännössä se on parempi olla tekemättä. Koska bakteeripesäkkeillä on kyky lisääntyä itsensä, riittää niiden korvaaminen viiden vuoden välein.

Luonnollinen biologinen käsittely

Luonnossa sen biologiset vedenpuhdistusprosessit tapahtuvat, mutta kestää vuosia. Jos saastuneet jätevedet tulevat maahan, ne imeytyvät välittömästi maaperään, jossa niitä käsitellään erityisillä mikro-organismeilla. Kun neste saapuu saviperäiseen maaperään, muodostuu biopää, jolloin siinä jätevedet vähenevät vähitellen painovoiman vaikutuksen alaisena ja orgaaniset sedimenttimuodot pohjassa. Mutta nämä prosessit kestää paljon aikaa - ja vaikka itse puhdistaa vettä saastumisesta, ekologinen tilanne heikkenee nopeasti.

johtopäätös

Jätevedenpuhdistamon anaerobisella menetelmällä on sen edut ja haitat. Toisaalta suurta määrää aktivoitua lietettä ei muodostu puhdistusprosessin aikana, joten sitä ei tarvitse hävittää. Toisaalta menetelmää voidaan soveltaa vain alhaisissa substraattipitoisuuksissa. Noin 89% energiasta käytetään metaanin tuotantoon, biomassan kasvu on vähäistä. Tarkasteltavana olevan menetelmän puhdistustehokkuus on suuri, mutta joissakin tapauksissa puhdistusaine puhdistetaan edelleen.

Anaerobinen menetelmä

Anaerobisia puhdistusmenetelmiä tapahtuu ilman O2-pääsyä (fermentaatioprosessia), niitä käytetään sedimenttien neutraloimiseen. Anaerobisia prosesseja esiintyy niin sanotuissa sulatesteissä.

Methantank (metaani + englantilainen säiliö)

käymismahdollisuus

jätevedet muodostavat

suljettu säiliö, joka on varustettu lämmityslaitteella vapautuneen metaanin palamisesta johtuen.

Anaerobista puhdistusmenetelmää voidaan pitää yhtenä lupaavimmista orgaanisen aineen jäteveden tai kotitalousjäteveden korkean pitoisuuden läsnäollessa.

• Sen etu aerobisissa menetelmissä on käyttökustannusten voimakas väheneminen (anaerobisten mikro-organismien osalta ei tarvita ylimääräistä veden ilmastusta) ja ylimääräisen biomassan hävittämiseen liittyvien ongelmien puuttuminen.

• Anaerobisten reaktorien toinen etu on vähäinen

normaalireaktoriin vaadittavien laitteiden määrä.

Samalla anaerobiset kasvit tuottavat mikro-organismien - metaanin elintärkeän aktiivisuuden - tuotetta, joten sinun on jatkuvasti seurattava sen pitoisuutta ilmassa.

Kaikki edellä mainitut menetelmät käytetään vain tiettyyn epäpuhtauspitoisuuden tasoon jätevedessä. Ennen jäteveden polttamista säiliöön sen on mentävä 3-4 puhdistusvaiheeseen. Lisäksi joskus biologisen käsittelyn lisäksi tarvitaan ionisaatiota tai ultraviolettisäteilyä.

Kuvio 3. Järjestelmävaiheen hajoaminen

Kun orgaaniset substraatit anaerobisesti muuntavat metaaniksi mikro-organismien vaikutuksen alaisina, 4 hajoamisvaihetta on johdonmukaisesti toteutettava. Erilliset orgaanisten epäpuhtauksien ryhmät (hiilihydraatit, proteiinit, lipidit / rasvat) hydrolyysiprosessissa muunnetaan ensin vastaaviksi monomeereiksi (sokerit, aminohapot, rasvahapot). Lisäksi nämä monomeerit muunnetaan lyhytketjuisiksi orgaanisiksi hapoiksi, alkoholeiksi ja aldehydiksi entsymaattisen hajoamisen aikana (akytogeneesi), jotka sitten hapetetaan edelleen etikkahappoon, joka liittyy vetyyn tuottamiseen. Vasta tämän jälkeen tulee metaanin muodostuminen metanogeneesin vaiheessa. Metaanin ohella sivutuotteena muodostuu myös hiilidioksidia.

Kuten edellä on mainittu, ylimääräinen aktiiviliete voidaan käsitellä kahdella tavalla: kuivaamisen, lannoitteen tai anaerobisen puhdistusjärjestelmän avulla. Samaa puhdistusmenetelmää käytetään erittäin väkevöidyn jäteveden käymiseen, joka sisältää suuren määrän orgaanista ainesta. Fermentaatioprosessit suoritetaan erikoislaitteissa - metatiikka.

Orgaanisen aineen hajoaminen koostuu kolmesta vaiheesta:

• orgaanisten yhdisteiden liukeneminen ja hydrolyysi;

Ensimmäisessä vaiheessa monimutkaiset orgaaniset aineet muunnetaan butyyri-, propioni- ja maitohapoiksi. Toisessa vaiheessa nämä orgaaniset hapot muunnetaan uraanihapoksi, vetyksi, hiilidioksidiksi. Kolmannessa vaiheessa metaania muodostavat bakteerit vähentävät hiilidioksidia metaaniksi vedyn imeytymisellä. Lajikokoonpanon mukaan metasenoosi biocenoosi on paljon huonompi kuin aerobiset biocenoosit.

Anaerobiset reaktorit ovat tavallisesti teräsbetonisia tai metallisäiliöitä, jotka sisältävät aerobisten puhdistusreaktoreiden vähimmäisvarusteita. Anaerobisten bakteerien elintärkeä aktiivisuus liittyy kuitenkin metaanin vapautumiseen, mikä usein vaatii erityisen tarkkailujärjestelmän organisointia sen pitoisuudesta ilmassa.

Kuvio 4. Työskentelykaappi

Rakenteellisesti keitin on sylinterimäinen tai vähemmän yleisesti suorakulmainen säiliö, joka voi olla kokonaan tai osittain uppoutunut maahan. Keittimen pohjalla on merkittävä suuntaus kohti keskustaa. Keittimen katto voi olla jäykkä tai kelluva. Floating roof digestersissa sisäisen tilavuuden paineen nousun vaara vähenee.

Keittimen seinät ja pohja ovat pääsääntöisesti raudoitettua betonia.

Liete ja aktivoitu liete päätyvät ruoansulatuskanavaan ylhäältä. Fermentaatioprosessin nopeuttamiseksi keittimet kuumennetaan ja sisältö sekoitetaan. Lämmitys tapahtuu veden tai höyrypatterin avulla. Koska orgaanisista aineista (rasvasta, proteiineista jne.) Ei ole happea, muodostuu rasvahappoja, joista metaania ja hiilidioksidia muodostuu lisää fermentoinnin aikana.

Korkean kosteisen fermentoidun liete poistetaan keittimen pohjasta ja lähetetään kuivaukseen (esimerkiksi lietelannat). Tuloksena oleva kaasu poistuu keittimen katon putkista. Yhden kuutiometrin sedimentistä keittimessä on 12-16 kuutiometriä kaasua, josta noin 70% on metaania.

Anaerobisella jätevedenkäsittelyllä on tiettyjä etuja ja haittoja:

• prosessi ei tuota paljon ylimääräistä aktivoitua lietettä, joten sen hävittämisestä ei ole ongelmia;

• Prosessin energiasta 89% menee metaanin tuotantoon;

• tällainen puhdistusmenetelmä on mahdollista vain alhaisissa substraattipitoisuuksissa;

• melko alhainen biomassan kasvuvauhti;

• yksinkertaisempi laite verrattuna aerobiseen puhdistukseen.

Edellä mainittua menetelmää sovelletaan, kun tiettyjen epäpuhtauksien pitoisuus ei ylitä sallittua tasoa. Useimmissa tapauksissa on tarpeen suorittaa kolme tai neljä jäteveden esikäsittelyvaihetta tietyn aineen tarvittavan pitoisuuden saavuttamiseksi. Lisäksi biologisen käsittelylaitoksen jälkeen käsiteltävän jäteveden poistamiseksi jätevedelle on usein tarpeen puhdistaa enemmän (esimerkiksi ozonoimalla tai UV-säteilytyksellä).

Aerobisen hoidon etu on suuri nopeus ja aineiden käyttö pieninä pitoisuuksina. Merkittävät haitat, erityisesti väkevöityjen jätevesien käsittelyssä, ovat suurta energiankulutusta ilmastukseen ja ongelmat, jotka liittyvät suurien lietteiden liiallisen määrän käsittelyyn ja hävittämiseen. Aerobista prosessia käytetään kotitalouksien jätevesien käsittelyssä, jotkut teollisuus- ja sianjätevedet, joiden COD-arvo on korkeampi kuin vuonna 2000. Näiden aerobisten teknologioiden puutteet voivat olla väkevien jätevesien esia anaerobinen käsittely metaanipitoisuudella, joka ei vaadi ilmastusta ja on jopa kalliimpi muodostaa - metaani.

Anaerobisen prosessin etu on myös suhteellisen vähäinen mikrobibiomassan muodostuminen. Haittoihin kuuluu mahdottomuus poistaa orgaanisia epäpuhtauksia pieninä pitoisuuksina. Tiivistetyn jäteveden syvään käsittelyyn tulee käyttää anaerobista käsittelyä yhdistettynä seuraavaan aerobiseen vaiheeseen. Jäteveden käsittelyn tekniikka ja ominaisuudet määräytyvät orgaanisen pilaantumisen sisällössä.

Anaerobinen vedenpuhdistus

Pääsivu> Abstrakti> Ekologia

1. Biologinen vedenpuhdistus: aerobiset ja anaerobiset prosessit....... 3

2. Biologisen käsittelyn aikana esiintyvien anaerobisten prosessien ominaisuudet..............................................................6

3. Laitokset anaerobiselle jäteveden käsittelylle....................10

Myös muinaisen Egyptin, Kreikan ja Rooman kaupungeissa oli viemärijärjestelmiä, joiden kautta ihmisten ja eläinten jätteet siirrettiin säiliöihin - jokiin, järviin ja merelle. Muinaisessa Roomassa, ennen Tiberin purkamista, jätevettä kerättiin ja pidettiin huollossa, cloaca. Keskiajalla tämä kokemus oli suurelta osin unohdettu, loukkaantunut, ihmisten ja eläinten ulosteita, kaadettiin kaupungin kaduille ja poistettiin satunnaisesti. Tämä aiheutti juomaveden lähteiden saastumista ja saastumista ja johti koleran, typhoid, amebic dysentery ja muut epidemiat.

1800-luvun alussa keksittiin Englannissa huuhteluaine. Oli selvää tarvetta käsitellä jätevettä ja estää heitä pääsemästä juomaveteen. Jätevesi kerättiin ja pidettiin suurissa säiliöissä, sakkaa käytettiin lannoitteena.

1900-luvun alussa kehitettiin intensiivisiä jätevedenpuhdistusjärjestelmiä, mukaan lukien kastelukentät, joissa puhdistettiin vettä, suodatettiin maaperän läpi, murskattuja kivi- ja hiekkasuihkasuodattimia sekä säiliöitä, joissa on pakotettu ilmastus - aero-säiliöitä. Jälkimmäiset ovat nykyaikaisten aerobisten käsittelylaitosten pääkohdat yhdyskuntajätevesille. Aluksi jäteveden käsittelyn pääasiallinen tarkoitus oli niiden desinfiointi. Ymmärtäminen laadukkaiden jäteveden käsittelyn luonnollisten säiliöiden suojelemiseksi tuli myöhemmin.

Puhdas vesi on yksi uuden vuosisadan kiireellisimmistä ongelmista. Nykyään on kehitetty ja kehitetään nykyaikaisia ​​jätevedenkäsittelyn tekniikoita. Luonnolliset ja halvat biologiset puhdistusmenetelmät, jotka edustavat orgaanisten yhdisteiden hajoamisen luonnollisia prosesseja mikro-organismeilla aerobisissa tai anaerobisissa olosuhteissa, ovat suurimmaksi osaksi kiinnostusta ja näkökulmaa.

Abstraktin tarkoitus: harkita anaerobisen jäteveden käsittelymenetelmää sen hyödyksi selvittämiseksi.

1. Biologinen vedenpuhdistus: aerobiset ja anaerobiset prosessit

Biologiseen käsittelyyn liittyy jäteveden orgaanisen komponentin hajoaminen mikro-organismeilla (bakteerit ja alkueläimet). Tässä vaiheessa syntyy jäteveden mineralisaatio, orgaanisen typen ja fosforin poistaminen, päätavoitteena on vähentää BOD5: ta (biohajoava hapenkulutus 5 vuorokaudelle, joka tarvitaan orgaanisten yhdisteiden hapettamiseen vedessä). Nykyisten standardien mukaan puhdistetussa vedessä olevien orgaanisten aineiden pitoisuus ei saisi ylittää 10 mg / l.

Sekä aerobisia että anaerobisia organismeja voidaan käyttää bioremediaatioon.

Orgaanisten aineiden hajoaminen mikro-organismeilla aerobisissa ja anaerobisissa olosuhteissa suoritetaan erilaisilla kokonaisreaktioilla olevilla energialaskuilla. Harkitse ja vertaile näitä prosesseja.

Glukoosin aerobisella biooksidoitumisella 59% sen sisältämästä energiasta käytetään biomassan kasvuun ja 41% lämpöhäviöistä. Tämä johtuu aerobisten mikro-organismien aktiivisesta kasvusta. Mitä suurempi orgaanisten aineiden pitoisuus käsitellyssä jätevesissä, sitä voimakkaampi lämmitys, sitä suurempi mikrobien biomassan kasvu ja liiallisen aktivoituneen lietteen kerääntyminen.

Glukoosin anaerobisen hajoamisen metaanin muodostumisen myötä vain 8% energiasta käytetään biomassan kasvuun, 3% lämpöhäviöistä ja 89% muuttuu metaaniksi. Anaerobiset mikro-organismit kasvavat hitaasti ja tarvitsevat suuren substraattipitoisuuden.

Aerobinen mikrobien esitetty erilaisia ​​mikro-organismeja, pääasiassa bakteerit, eri orgaanisen aineen hapettamiseksi useimmissa tapauksissa toisistaan ​​riippumattomasti, vaikka hapettumisen noin kuljettamista aineista cooxidation (kometabolizm). Aktiivisten lietelajien aerobista mikrobiyhteisöä aerobiseen vedenpuhdistukseen edustaa poikkeuksellinen biologinen monimuotoisuus. Viime vuosina, uusia mokulyarno biologian tekniikoita, erityisesti tiettyjä rRNA näytteitä, että aktiivilietteen osoitti, että läsnä bakteerien suvuista Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Uskotaan kuitenkin, että enintään viisi prosenttia aerobisen veden käsittelyyn osallistuvista mikro-organismeista on tähän mennessä tunnistettu.

On huomattava, että monet aerobiset bakteerit ovat facultative anaerobia. Ne voivat kasvaa ilman happea muiden elektronien vastaanottajien kustannuksella (anaerobinen hengitys) tai fermentaatiota (substraattifosforylaatiota). Aktiivisuutensa tuotteet ovat hiilidioksidi, vety, orgaaniset hapot ja alkoholit.

Anaerobinen hajoaminen orgaanisten aineiden suoritetaan sekä alle metaanin monivaiheisen prosessin, jossa osan on oltava vähintään neljä ryhmää mikro-organismeja: gidrolitikov, brodilschikov asetogeenista ja metanogeenisia. Anaerobisen mikro-organismit välillä yhteisön lähellä ja monimutkaisia ​​sidoksia, joilla on vastineita monisoluisista organismeista, koska johtuen substraattispesifisyys metanogeenit, niiden kehitystä ilman trofia bakteerien aiheuttamia aiemmissa vaiheissa. Vaihtoehtoisesti metaani-arkeaan, joka käyttää primaaristen anaerobien tuottamia aineita, määrittää näiden bakteerien reaktioiden nopeuden. Keskeinen merkitys anaerobinen hajoaminen orgaanisen aineksen metaanin pelata metaanin Archaea sukujen Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium, ja muut. Niiden puuttuessa tai anaerobisen hajoamisen puuttuessa päätyy hapon ja asetogeenisen käymisen vaiheeseen, mikä johtaa haihtuvien rasvahappojen, pääasiassa öljyn, propioni- ja etikkahapon, alhaisemman pH: n kertymiseen ja lopettaa prosessin.

Aerobisen hoidon etu on suuri nopeus ja aineiden käyttö pieninä pitoisuuksina. Merkittävät haitat, erityisesti väkevöidyn jäteveden käsittelyssä, ovat suurta energiankulutusta ilmastukseen ja ongelmat, jotka liittyvät suurien määrien liiallisen lietteen käsittelyyn ja hävittämiseen. Aerobista prosessia käytetään kotitalouksien jätevesien käsittelyssä, jotkut teollisuus- ja sianjätevedet, joiden COD-arvo on korkeampi kuin vuonna 2000. Näiden aerobisten teknologioiden puutteet voivat olla väkevien jätevesien esia anaerobinen käsittely metaanipitoisuudella, joka ei vaadi ilmastusta ja on jopa kalliimpi muodostaa - metaani.

Anaerobisen prosessin etu on myös suhteellisen vähäinen mikrobibiomassan muodostuminen. Haittoihin kuuluu mahdottomuus poistaa orgaanisia epäpuhtauksia pieninä pitoisuuksina. Mutta väkevöidyn jäteveden syvälle käsittelyä varten anaerobista käsittelyä tulisi käyttää yhdessä seuraavan aerobisen vaiheen kanssa (kuvio 1).


Kuva 1. Aerobisen ja anaerobisen jäteveden käsittelymenetelmien materiaalien ja energian tasapainon vertailu.

Jäteveden käsittelyn tekniikka ja ominaisuudet määräytyvät orgaanisen pilaantumisen sisällössä.

2. Biologisen käsittelyn aikana esiintyvien anaerobisten prosessien ominaisuudet

Niinpä anaerobinen biokemiallinen puhdistus (metaani käyminen tai fermentaatio) on orgaanisen aineen mineralisaatio teollisista tai kotitalouksien jätevesistä hapettumisen seurauksena anaerobisten mikro-organismien avulla, kun tätä ainetta käytetään elintarvikelähteenä.

Anaerobiset hapetusprosessit etenevät ilman molekyylihapen pääsyä, kun taas happipitoiset anionit toimivat hapen lähteenä vedessä jne. Menetelmä perustuu tiettyjen mikro-organismeiden kykyyn hydrolysoida monimutkaisia ​​orgaanisia yhdisteitä niiden elinaikana ja sitten käyttää metaania muodostavia bakteereja niiden muuntamiseksi metaaniksi ja hiilihapoksi. Esimerkiksi voimme antaa kahta kaaviota glukoosipitoisuuksista:

Monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden biologinen hajoaminen tapahtuu useassa vaiheessa peräkkäin erilaisten bakteeriryhmien altistumisen seurauksena. Tällä hetkellä erilaisia ​​välituotteita muodostetaan ja hajotetaan jatkuvasti. Erittäin suuri, voit valita neljä päävaihetta (kuva 2).