Ηλεκτρονική βιβλιοθήκη

Οι διαδικασίες αερόβιας βιοχημικής καθαρισμού μπορούν να πραγματοποιηθούν σε φυσικές συνθήκες και σε τεχνητές δομές. Υπό φυσικές συνθήκες, ο καθαρισμός πραγματοποιείται σε πεδία άρδευσης, πεδία διήθησης και βιολογικές λίμνες. Τεχνητές δομές είναι αερόστρωμνα και βιοφίλτρα διαφόρων σχεδίων. Η επιλογή του είδους των δομών γίνεται λαμβάνοντας υπόψη τη θέση του φυτού, τις κλιματολογικές συνθήκες, την πηγή ύδρευσης, τον όγκο των βιομηχανικών και οικιακών λυμάτων, τη σύνθεση και τη συγκέντρωση της ρύπανσης. Σε τεχνητές δομές, οι διαδικασίες καθαρισμού προχωρούν με μεγαλύτερη ταχύτητα από ό, τι σε φυσικές συνθήκες.

Τα χωράφια άρδευσης είναι ειδικά προετοιμασμένα οικόπεδα που χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα για τον καθαρισμό των λυμάτων και για γεωργικούς σκοπούς. Η επεξεργασία λυμάτων στους τομείς της άρδευσης διεξάγεται υπό τη δράση της μικροχλωρίδας του εδάφους, της ηλιακής, της ατμοσφαιρικής και της φυτικής δραστηριότητας. Τα αγροτικά πεδία άρδευσης μετά από βιολογική επεξεργασία των λυμάτων, υγρασία και λίπασμα χρησιμοποιούνται για καλλιέργειες δημητριακών και ενσίρωσης, βοτάνων, λαχανικών, καθώς και φύτευση δέντρων και θάμνων.

Οι βιολογικές λίμνες είναι καταρράκτες 3... 5 βημάτων των λίμνων, μέσω των οποίων διαυγάζονται ή προεπεξεργασμένα λύματα εκρέουν με χαμηλή ταχύτητα. Συχνά προορίζονται για τελική βιολογική επεξεργασία και για πρόσθετο καθαρισμό λυμάτων σε συνδυασμό με άλλες εγκαταστάσεις επεξεργασίας.

Υπάρχουν λίμνες με φυσικό και τεχνητό αερισμό. Οι λίμνες με φυσικό αερισμό έχουν μικρό βάθος (0,5... 1 m), θερμαίνονται καλά από τον ήλιο και κατοικούνται από υδρόβιους οργανισμούς. Για να αυξηθεί ο ρυθμός διάλυσης του οξυγόνου και επομένως ο ρυθμός οξείδωσης, κατασκευάστε αεριζόμενες λίμνες. Ο αερισμός πραγματοποιείται μηχανικά ή με πνεύμα. Αυτό επιτρέπει την αύξηση του φορτίου ρύπανσης κατά 3... 3,5 φορές αυξάνοντας το βάθος της λίμνης στα 3,5 μ.

Το Σχ. 1.26. Σχέδιο εγκατάστασης για βιολογική επεξεργασία:

1 - κύρια δεξαμενή καθίζησης, 2 - υπέρπετρα · 3 - αεροπλάνο; 4 - Αναγεννητής. 5 - δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης

Καθαρισμός σε δεξαμενές αερισμού

Η Aerotank αποκαλούσε ενισχυμένες αεριζόμενες δεξαμενές. Η διαδικασία καθαρισμού στη δεξαμενή αερισμού συνεχίζεται καθώς το αεριωμένο μίγμα απόβλητου ύδατος και η ροή της ενεργοποιημένης λάσπης διαμέσου αυτού (Εικ. 1.26). Ο αερισμός είναι απαραίτητος για τον κορεσμό του νερού με οξυγόνο και για να διατηρηθεί η ιλύς αιωρούμενη.

Τα αποχετευτικά ύδατα αποστέλλονται στο φρεάτιο 1, όπου αφαιρούνται τα αιωρούμενα σωματίδια. Για να βελτιωθεί η καθίζηση, μέρος της πλεονάζουσας ιλύος μπορεί να παρέχεται (βιο-πήξη). Κατόπιν το διαυγασμένο νερό εισέρχεται στο μέσο προ-αερισμού-μέσου 2. Ένα μέρος της περίσσειας λάσπης (ιλύς ενεργοποιούμενης από κυκλοφορία) αποστέλλεται από τον δευτερεύοντα καθαριστή προς την ίδια κατεύθυνση. Εδώ, τα λύματα προ-αεριώνονται με αέρα για 16... 20 λεπτά. Εάν είναι απαραίτητο, μπορούν να προστεθούν πρόσθετα εξουδετέρωσης και θρεπτικά συστατικά στον προ-αεριστήρα.

Από τον μέσο όρο, τα λύματα τροφοδοτούνται στη δεξαμενή αερισμού, μέσω της οποίας κυκλοφορεί η ενεργοποιημένη λάσπη. Οι βιοχημικές διεργασίες που εμφανίζονται στο αεροπλάνο μπορούν να χωριστούν σε δύο στάδια:

1) προσρόφηση οργανικών ουσιών στην επιφάνεια της ενεργοποιημένης λάσπης και μεταλλοποίηση εύκολα οξειδώσιμων ουσιών με έντονη κατανάλωση οξυγόνου,

2) επιπρόσθετη οξείδωση αργών οξειδωτικών οργανικών ουσιών, αναγέννηση ενεργοποιημένης ιλύος. Σε αυτό το στάδιο, το οξυγόνο καταναλώνεται πιο αργά.

Κατά κανόνα, η δεξαμενή αεροσκάφους χωρίζεται σε δύο μέρη: τον αναγεννητή (25-30% του συνολικού όγκου) και την ίδια την δεξαμενή, στην οποία λαμβάνει χώρα η κύρια διαδικασία καθαρισμού. Η παρουσία του αναγεννητή καθιστά δυνατό τον καθαρισμό πιο συμπυκνωμένων λυμάτων και την αύξηση της παραγωγικότητας της μονάδας.

Πριν από τη δεξαμενή αερισμού το απόβλητο υγρό πρέπει να περιέχει όχι περισσότερο από 150 mg / l αιωρούμενων σωματιδίων και όχι περισσότερο από 25 mg / l προϊόντων πετρελαίου. Η θερμοκρασία των επεξεργασμένων λυμάτων δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από 6 ° C και υψηλότερη από 30 ° C και το pH θα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 6,5 και 9.

Μετά τη δεξαμενή αερισμού, τα λύματα με λάσπη εισέρχονται στη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης, όπου η λάσπη διαχωρίζεται από το νερό. Το μεγαλύτερο μέρος της λάσπης επιστρέφει στη δεξαμενή αερισμού (κυκλοφορούμενη ενεργοποιημένη λάσπη) και η περίσσεια (περίσσεια ενεργοποιημένης λάσπης) αποστέλλεται στον προ-αεριστήρα και για ανακύκλωση.

Αεροκέτες είναι μια εξωτερική πισίνα εξοπλισμένη με συσκευές για εξαναγκασμό αερισμού. Πρόκειται για δίκλινα, τρία και τέσσερα διαδρόμους. Βάθος δεξαμενών αεροσκαφών 2... 5 μ.

Το Aerotank χωρίζεται στα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά:

1) στον υδροδυναμικό τρόπο - προωθητικά, αναμεικτήρες και ενδιάμεσο τύπο (με διασκορπισμένη είσοδο λυμάτων).

2) σύμφωνα με τη μέθοδο αναγέννησης ενεργοποιημένης ιλύος - με ξεχωριστή αναγέννηση και χωρίς ξεχωριστή αναγέννηση.

3) για το φορτίο της ενεργοποιημένης λάσπης - σε υψηλό φορτίο (για μερικό καθαρισμό), κανονικό και χαμηλό φορτίο (με παρατεταμένο αερισμό):

4) με τον αριθμό των βημάτων - σε ένα, δύο και πολλαπλά στάδια.

5) σύμφωνα με τον τρόπο εισαγωγής λυμάτων - σε ροή, ημι-ροής, με μεταβλητό επίπεδο εργασίας και επαφή.

6) από τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού.

Ο πιο συνηθισμένος αεροδρομικός διάδρομος, που λειτουργούν ως εκτοπιστές, μίκτες και με συνδυασμένους τρόπους.

Το Σχ. 1.27. Δεξαμενή καθίζησης αερόσακκου δύο θαλάμων:

1 - αεριστήρας πτερυγίων. 2 - ζώνη προ εμπλουτισμού, 3 - χώρισμα. 4 - περιστροφικός αεριστήρας. 5 - Ζώνη ζύμωσης. 6 - ζώνη αποσαφήνισης

Στις δεξαμενές αερισμού πλήρους ανάμιξης (Εικόνα 1.27), τα εισερχόμενα λύματα αναμειγνύονται αμέσως με όλη την μάζα υγρού και ενεργοποιημένης ιλύος. Αυτό σας επιτρέπει να κατανέμετε ομοιόμορφα την οργανική ρύπανση και το οξυγόνο και να διεξάγετε τη διαδικασία σε συνεχώς υψηλά φορτία. Ωστόσο, η υπολειμματική συγκέντρωση ρύπων στο επεξεργασμένο νερό είναι μεγαλύτερη από αυτή των δεξαμενών αερισμού τύπου πίεσης, η οποία είναι το κύριο μειονέκτημα αυτού του σχεδιασμού.

Με αερισμό, μερικές δεκάδες κυβικών μέτρων αέρα τροφοδοτούνται σε 1 m3 επεξεργασμένων λυμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να υπάρχει μεγάλη επιφάνεια επαφής μεταξύ του αέρα, των λυμάτων και της ιλύος, η οποία αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για τον αποτελεσματικό καθαρισμό. Στην πράξη, χρησιμοποιούνται πνευματικές, μηχανικές και πνευμομηχανικές μέθοδοι αερισμού των λυμάτων σε αερόσακους. Η επιλογή της μεθόδου αερισμού εξαρτάται από τον τύπο της δεξαμενής αερισμού και από την απαιτούμενη ένταση του αερισμού.

Καθαρισμός σε βιοφίλτρα

Ένα βιοφίλτρο είναι μια δομή στην περίπτωση της οποίας τοποθετείται ένα ακροφύσιο (φορτίο) κομμάτι (πλάκα, μεμβράνη κ.λπ.) και παρέχονται διατάξεις διανομής για διαλείπουσα παροχή υγρών αποβλήτων και αέρα. Στα βιοφίλτρα, τα λύματα διηθούνται μέσω στρώματος φόρτωσης που καλύπτεται με ένα φιλμ μικροοργανισμών. Οι μικροοργανισμοί βιοφίλμ οξειδώνουν την οργανική ύλη, χρησιμοποιώντας τα ως τρόφιμα και ενέργεια. Έτσι, η οργανική ύλη απομακρύνεται από τα λύματα και η μάζα του ενεργού βιοφίλμ αυξάνεται.

Το αναλωμένο (νεκρό) βιοφίλμ εκπλένεται με ρέον απόβλητο νερό και απομακρύνεται από το βιοφίλτρο.

Διάφορα υλικά με υψηλό πορώδες, χαμηλή πυκνότητα και υψηλή ειδική επιφάνεια χρησιμοποιούνται ως φορτίο: θρυμματισμένη πέτρα, χαλίκι, σκωρία, διογκωμένος πηλός, κεραμικοί και πλαστικοί δακτύλιοι, κύβοι, σφαίρες, κύλινδροι, εξαγωνικοί μπλοκ, μεταλλικά, υφασμάτινα και πλαστικά πλέγματα, τυλιγμένα σε κυλίνδρους.

Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται μεγάλος αριθμός σχεδίων βιολογικών φίλτρων, τα οποία χωρίζονται σε βιοφίλτρα: δουλεύουν με πλήρη και ελλιπή βιολογική επεξεργασία. με φυσική και τεχνητή παροχή αέρα. με και χωρίς ανακύκλωση. μονοβάθμια και δύο σταδίων, στάγδην και υψηλής φόρτωσης.

Το βιοφίλμ εκτελεί τις ίδιες λειτουργίες με την ενεργοποιημένη λάσπη. Προσροφά και επεξεργάζεται οργανική ύλη που βρίσκεται στα λύματα. Η οξειδωτική ισχύς των βιοφίλτρων είναι χαμηλότερη από την ισχύ των δεξαμενών αερισμού. Τα βιοφίλτρα χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία λυμάτων με ρυθμό ροής μέχρι 50 χιλιάδες m 3 / ημέρα. Σε κρύες περιοχές, βρίσκονται σε κλειστούς χώρους.

Η χρήση οξυγόνου για τον αερισμό των λυμάτων

Με πνευματικό αερισμό χρησιμοποιείται τεχνικό οξυγόνο αντί για αέρα. Μερικές φορές αυτή η διαδικασία ονομάζεται "βιο-εναπόθεση". Διεξάγεται σε κλειστές συσκευές, οι οποίες ονομάζονται oxytoes.

Η χρήση οξυγόνου αντί του αέρα για τον αερισμό των λυμάτων έχει πολλά πλεονεκτήματα:

1) η αποτελεσματικότητα της χρήσης οξυγόνου αυξάνει από 8... 9 έως 90... 95%.

2) η οξειδωτική ικανότητα των οξυγόνων είναι 5 έως 6 φορές η ισχύς των δεξαμενών αερισμού.

3) για να εξασφαλιστεί η ίδια συγκέντρωση οξυγόνου στα λύματα, απαιτείται χαμηλότερος ρυθμός ανάμιξης, βελτιώνοντας έτσι τα χαρακτηριστικά ιζηματοποίησης της ενεργοποιημένης ιλύος. Αποτελείται από μεγάλες και πυκνές νιφάδες, οι οποίες κατακρημνίζονται και φιλτράρονται εύκολα, γεγονός που επιτρέπει την αύξηση της συγκέντρωσής τους στα 10 g / l χωρίς αύξηση των συνολικών διαστάσεων των δευτερευόντων διαυγαστών.

4) η βακτηριακή σύνθεση της ενεργοποιημένης ιλύος βελτιώνεται. Με υψηλή συγκέντρωση Ο2 τα νηματώδη βακτήρια δεν αναπτύσσονται.

5) περισσότερο καθαρισμένο οξυγόνο παραμένει στο καθαρισμένο νερό, γεγονός που συμβάλλει στον περαιτέρω καθαρισμό του.

6) δεν υπάρχει πρόβλημα καταπολέμησης της οσμής, καθώς η διαδικασία διεξάγεται σε ερμητικά σφραγισμένες μονάδες.

7) το κόστος κεφαλαίου είναι χαμηλότερο.

Ωστόσο, η μέθοδος καθαρισμού με οξυγόνο είναι ακριβότερη από τον καθαρισμό με αέρα, καθώς απαιτεί σημαντικό κόστος για την παραγωγή οξυγόνου. Ως εκ τούτου, συνιστάται να χρησιμοποιείται μόνο σε περιπτώσεις όπου το οξυγόνο είναι προϊόν αποβλήτων. Σε οξυγόνες που οφείλονται σε υψηλότερη συγκέντρωση CO2, σε σχέση με τις δεξαμενές αερισμού, το pH του νερού μειώνεται σημαντικά. Μείωση του χρόνου παραμονής των λυμάτων σε οξείες σε σύγκριση με τον καθαρισμό σε δεξαμενές αερισμού οδηγεί σε επιδείνωση της διαδικασίας νιτροποίησης. Ταυτόχρονα, αύξηση της συγκέντρωσης CO2, Αυτός είναι ίσως ο λόγος για τη μείωση του ρυθμού ανάπτυξης της ενεργοποιημένης λάσπης από 0,6-1,2 για αερόστρωματα σε 0,4-0,6 για οξυτοτώσεις. Δεν υπάρχουν διαφορές στην κινητική των διεργασιών καθαρισμού κατά τον αερισμό με οξυγόνο και αέρα. Αναπτύχθηκε διάφορα σχέδια oksitenkov.

Απόβλητα

Τα τελευταία χρόνια, το θέμα της προστασίας του περιβάλλοντος έχει γίνει πιο επείγον από ποτέ. Ένα από τα σημαντικά ζητήματα σε αυτό το θέμα είναι η επεξεργασία των λυμάτων πριν από την απόρριψή τους σε κοντινά υδάτινα σώματα. Ένας τρόπος για την επίλυση αυτού του προβλήματος μπορεί να είναι μια βιολογική επεξεργασία λυμάτων. Η ουσία αυτού του καθαρισμού είναι η διάσπαση οργανικών ενώσεων με τη βοήθεια μικροοργανισμών στα τελικά προϊόντα, δηλαδή το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα, τη θειική νιτρώδη άλατα κλπ.

Η πληρέστερη επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων που περιέχουν οργανικές ουσίες σε διαλυμένη κατάσταση επιτυγχάνεται με βιολογική μέθοδο. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται οι ίδιες μέθοδοι όπως στον καθαρισμό οικιακού νερού-αερόβιας και αναερόβιας.

Για τον αερόβιο καθαρισμό χρησιμοποιούνται αερόσακοι διαφόρων δομικών τροποποιήσεων, οξυγονούχες δεξαμενές, δεξαμενές φίλτρων, δεξαμενές επίπλευσης, βιοδίσκοι και βιολογικά μεταλλεύματα.

Στην αναερόβια διαδικασία για υψηλής συγκέντρωσης απόβλητα που χρησιμοποιούνται ως το πρώτο στάδιο της βιολογικής επεξεργασίας, οι χωνευτές χρησιμεύουν ως κύρια δομή.

Αερόβια μέθοδος με βάση τη χρήση αερόβιων ομάδων οργανισμών για τη ζωή των οποίων απαιτείται σταθερή ροή 02 και θερμοκρασία 20-40 C. Οι μικροοργανισμοί καλλιεργούνται σε ενεργοποιημένη ιλύ ή βιοφίλμ.

Η ενεργοποιημένη ιλύς αποτελείται από ζώντες οργανισμούς και ένα στερεό υπόστρωμα. Οι ζωντανοί οργανισμοί αντιπροσωπεύονται από συσσωρεύσεις βακτηρίων, σκώληκες πρωτόζωων, μύκητες μούχλας, μαγιά και σπάνια - τις προνύμφες των εντόμων, των καρκινοειδών και των φυκών. Το βιοφίλμ αναπτύσσεται σε πληρωτικά βιοφίλτρου, έχει την εμφάνιση μολύνσεως βλεννογόνων με πάχος 1-3 mm και περισσότερο. Οι διαδικασίες αερόβιας επεξεργασίας των λυμάτων πηγαίνουν στις εγκαταστάσεις που ονομάζονται αερόσακοι.

Εικ.1. Αεροπορικό σχέδιο

Αεροπορικό σχέδιο

1 - ενεργοποιημένη ιλύς κυκλοφορίας. 2 - περίσσεια ενεργοποιημένης ιλύος.

3 - σταθμός άντλησης. 4 - δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης.

5 - δεξαμενή αεροπλάνου. 6 - πρωτογενής καθαριστής

Οι δεξαμενές Aero είναι μάλλον βαθιές δεξαμενές (από 3 έως 6 m) εξοπλισμένες με συσκευές αερισμού. Εδώ ζουν αποικίες μικροοργανισμών (σε κροκιδωτές δομές ενεργοποιημένης λάσπης), διαίρεση οργανικής ύλης. Μετά τις δεξαμενές αερισμού, το καθαρό νερό εισέρχεται στις σηπτικές δεξαμενές, όπου λαμβάνει χώρα καθίζηση της ενεργοποιημένης ιλύος για μετέπειτα μερική επιστροφή στη δεξαμενή αερισμού. Επιπλέον, σε τέτοιες εγκαταστάσεις, είναι τοποθετημένες ειδικές δεξαμενές στις οποίες το λάκκο "στηρίζεται" (αναγεννάται).

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της λειτουργίας του αεροσυμπιεστή είναι το φορτίο της ενεργού λάσπης Ν, η οποία ορίζεται ως ο λόγος της μάζας των ρύπων που εισέρχονται στον αντιδραστήρα ανά ημέρα στην απολύτως ξηρή ή άνευ τέφρας βιομάζα ενεργοποιημένης ιλύος στον αντιδραστήρα. Σύμφωνα με το φορτίο της ενεργοποιημένης ιλύος, τα συστήματα αερόβιας καθαρισμού χωρίζονται σε:

συστήματα αερόβιας επεξεργασίας λυμάτων υψηλής φόρτωσης με Ν> 0,5 kg BOD (δείκτης βιοχημικής κατανάλωσης οξυγόνου) 5 ανά ημέρα ανά 1 kg ιλύος.

συστήματα αερόβιας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων μέσου φορτίου στα 0,2 18

Επεξεργασία λυμάτων υπό αερόβιες συνθήκες

Οι αερόβιες και αναερόβιες μέθοδοι βιοχημικής επεξεργασίας λυμάτων είναι γνωστές. Η αερόβια μέθοδος βασίζεται στη χρήση αερόβιων ομάδων οργανισμών, για τις οποίες η ζωτική δραστηριότητα απαιτεί σταθερή ροή οξυγόνου και θερμοκρασία 20 ° C. Κατά την αερόβια επεξεργασία, οι μικροοργανισμοί καλλιεργούνται σε ενεργοποιημένη λάσπη ή βιοφίλμ. Η διαδικασία βιολογικής επεξεργασίας λαμβάνει χώρα σε δεξαμενές αερισμού, στις οποίες παρέχονται λύματα και ενεργοποιημένη λάσπη (Εικ. 13.1).

Το Σχ. 13.1. Σχέδιο εγκατάστασης για τη βιολογική επεξεργασία των λυμάτων: 1 - πρωτογενής καθαριστής. 2 - προ-αερισμού. 3 - αεροπλάνο; 4 - αναγεννητή ενεργοποιημένης ιλύος. 5 - δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης

Η ενεργοποιημένη ιλύς αποτελείται από ζώντες οργανισμούς και ένα στερεό υπόστρωμα. Η κοινότητα όλων των ζωντανών οργανισμών (συσσωρεύσεις βακτηρίων, πρωτόζωων, σκωλήκων, μυκήτων, μαγιάς, ακτινομύκητων, φυκών) που κατοικούν σε λάσπη ονομάζεται βιοκένωση.

Η ενεργοποιημένη ιλύς είναι ένα αμφοτερικό κολλοειδές σύστημα, που έχει ρΗ 4 από 4.9 αρνητικό φορτίο. Η ξηρά ουσία της ενεργοποιημένης ιλύος περιέχει 70, 90% οργανικές και 30% 10% ανόργανες ουσίες. Το υπόστρωμα έως το 40% της ενεργοποιημένης ιλύος είναι ένα σκληρό, νεκρό μέρος των καταλοίπων των φυκιών και των διαφόρων στερεών υπολειμμάτων. οι οργανισμοί ενεργοποιημένης λάσπης είναι συνδεδεμένοι με αυτό. Στην ενεργοποιημένη λάσπη υπάρχουν μικροοργανισμοί διαφόρων οικολογικών ομάδων: αερόβια και αναερόβια, θερμόφιλοι και μεσόφιλοι, αλογονοφίλοι και αλογονοφόρες.

Η σημαντικότερη ιδιότητα της ενεργοποιημένης ιλύος είναι η ικανότητα να εγκατασταθεί. Η κατάσταση της ιλύος χαρακτηρίζεται από έναν δείκτη ιλύος, ο οποίος είναι ένας όγκος σε χιλιοστόλιτρα που καταλαμβάνεται από 1 g ιλύος στη φυσική του κατάσταση μετά από καθίζηση για 30 λεπτά. Όσο χειρότερη είναι η ιλύς, τόσο μεγαλύτερος είναι ο δείκτης ιλύος που έχει. Η ιλύς με δείκτη μέχρι 120 ml / g ρυθμίζεται καλά, με δείκτη 120. 150 ml / g είναι ικανοποιητικός και αν ο δείκτης είναι πάνω από 150 ml / g, είναι κακό.

Το βιοφίλμ αναπτύσσεται σε ένα πληρωτικό βιοφίλτρου, έχει την εμφάνιση μολύνσεως των βλεννογόνων με πάχος 1,3 mm και περισσότερο. Αποτελείται από βακτήρια, μύκητες, μαγιά και άλλους οργανισμούς. Ο αριθμός των μικροοργανισμών στο βιοφίλμ είναι μικρότερος από ό, τι στην ενεργοποιημένη λάσπη.

Ο μηχανισμός βιολογικής οξείδωσης υπό αερόβιες συνθήκες από ετερότροφα βακτηρίδια μπορεί να αναπαρασταθεί από το ακόλουθο σχήμα:

Η αντίδραση (13.1) συμβολίζει την οξείδωση της αρχικής οργανικής ρύπανσης των λυμάτων και το σχηματισμό νέας βιομάζας. Στα επεξεργασμένα λύματα, παραμένουν βιολογικώς οξειδώσιμες ουσίες, κυρίως σε διαλυμένη κατάσταση, καθώς οι κολλοειδείς και αδιάλυτες ουσίες απομακρύνονται από τα λύματα με τη μέθοδο της προσρόφησης.

Η διαδικασία της ενδογενούς οξείδωσης της κυτταρικής ουσίας, η οποία λαμβάνει χώρα μετά τη χρήση μιας εξωτερικής πηγής ισχύος, περιγράφει την αντίδραση (13.2).

Ένα παράδειγμα αυτοτροφικής οξείδωσης μπορεί να είναι η διαδικασία νιτροποίησης.

όπου C5H7Όχι2 - σύμβολο της σύνθεσης οργανικής ύλης που παρήγαγε κύτταρα μικροοργανισμών.

Εάν η διαδικασία απονιτροποίησης διεξάγεται με βιολογικά καθαρό νερό, ουσιαστικά χωρίς τις αρχικές οργανικές ουσίες, στη συνέχεια χρησιμοποιείται σχετικά φθηνή μεθυλική αλκοόλη ως τροφή με άνθρακα. Στην περίπτωση αυτή, η ολική αντίδραση απονίτρωσης μπορεί να γραφεί ως εξής:

Όλες οι ενζυματικές αντιδράσεις που παρουσιάζονται εδώ διεξάγονται μέσα στο κελί, για τις οποίες οι απαραίτητες μπαταρίες πρέπει να εισέλθουν στο σώμα της μέσω του κελύφους. Πολλές από τις αρχικές οργανικές ακαθαρσίες μπορεί να είναι πολύ μεγάλα μεγέθη σωματιδίων σε σύγκριση με το μέγεθος του κυττάρου. Από την άποψη αυτή, ένας σημαντικός ρόλος στη συνολική διαδικασία οξείδωσης αποδίδεται στην ενζυματική υδρολυτική διάσπαση μεγάλων μορίων και σωματιδίων που ρέουν εκτός του κυττάρου σε μικρότερα, ανάλογα με το μέγεθος του κυττάρου.

Στα αερόβια βιολογικά συστήματα, η παροχή αέρα (καθώς και καθαρό οξυγόνο ή αέρας εμπλουτισμένο με οξυγόνο) πρέπει να διασφαλίζει ότι η παρουσία διαλυμένου οξυγόνου στο μείγμα δεν είναι μικρότερη από 2 mg / l.

Η οξείδωση στις δομές δεν πηγαίνει πάντοτε στο τέλος, δηλ. πριν από το σχηματισμό CO2 και Η2Α. Στο νερό μετά από βιολογική επεξεργασία, ενδέχεται να εμφανιστούν ενδιάμεσα προϊόντα που δεν βρίσκονταν στα αρχικά λύματα, μερικές φορές ακόμη λιγότερο επιθυμητά για τη δεξαμενή από την αρχική μόλυνση.

Απόβλητα και ειδικές μέθοδοι επεξεργασίας

Το πρόβλημα της διάθεσης λυμάτων είναι ιδιαίτερα οξύ για τον σύγχρονο άνθρωπο. Το γεγονός είναι ότι για να δημιουργηθούν άνετες συνθήκες διαβίωσης για ένα άτομο, απαιτούνται σημαντικές ποσότητες καθαρού νερού για οικιακή χρήση και για κατανάλωση. Εάν πριν από 300 χρόνια τα λύματα απορρίπτονται σε δεξαμενές όπου θα καθαρίζονται φυσικά, τότε αυτή η ανθρώπινη συμπεριφορά είναι απαράδεκτη επειδή η δομή των λυμάτων έχει αλλάξει και τώρα τα απόβλητα περιέχουν μάζα τοξικών ουσιών που μπορούν να καταστρέψουν τη χλωρίδα και την πανίδα των δεξαμενών και του εδάφους.

Για τον πλήρη καθαρισμό του νερού απαιτείται η εφαρμογή ενός συνόλου μέτρων καθαρισμού, τα οποία περιλαμβάνουν μεθόδους βιολογικού, φυσικού και χημικού καθαρισμού.

Το βασικό τεχνολογικό σχήμα της επεξεργασίας λυμάτων.

Παρά το γεγονός ότι ακόμη και σήμερα μια σημαντική ποσότητα αποβλήτων εισέρχεται σε υδάτινα σώματα, ωστόσο το μεγαλύτερο μέρος των λυμάτων καθαρίζεται καλά πριν επιστρέψει στη φύση. Εάν αυτό δεν είχε συμβεί, όλες οι δεξαμενές θα είχαν μετατραπεί σε πραγματικά βόθρους μέσα σε λίγους μήνες. Τα σύγχρονα λύματα έχουν πάρα πολύ πλούσια σε μια ποικιλία στοιχείων που συνδυάζονται σε αυτά, υπάρχουν στοιχεία ορυκτής προέλευσης, αποσυντίθενται οργανικές ενώσεις, πάρα πολλά παθογόνα, όλα τα είδη χημικών ουσιών.

Τα ορυκτά που εισέρχονται στα λύματα περιλαμβάνουν αλκάλια, πηλό, άμμο, άλατα και τα παρόμοια. Τα οργανικά συστατικά του αποβλήτου περιλαμβάνουν διάφορα υπολείμματα φυτικής και ζωικής προέλευσης, τα οποία συχνά ρίχνονται στο σύστημα αποχέτευσης. Ο αριθμός και η ποικιλία των χημικών ουσιών που εισέρχονται στο σύστημα αποχέτευσης είναι απλά καταπληκτικό και η ποικιλία αυτή δεν περιορίζεται στις οικιακές χημικές ουσίες, διότι ορισμένες απορρίπτονται σε υπονόμους και πιο σοβαρά χημικά προϊόντα, όπως υπολείμματα διαλυτών και ξηραντικά έλαια.

Οι σύγχρονες μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων είναι αρκετά αποτελεσματικές και μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: μηχανική, βιολογική, χημική επεξεργασία.

Θα πρέπει να σημειωθεί αμέσως ότι στους σταθμούς διάθεσης αστικών λυμάτων το νερό περνά από τα τρία στάδια καθαρισμού, ενώ η χρήση ενός ή δύο είναι αρκετό για να σχηματιστεί ένα ατομικό σύστημα αποχέτευσης.

Μηχανική μέθοδος επεξεργασίας λυμάτων

Σεπτικές δεξαμενές: α - οριζόντια: 1 - δίσκος εισόδου, 2 - θάλαμος καθίζησης, 3 - δίσκος εξόδου, 4 - λάκκος. β - κάθετη: 1 - κυλινδρικό, 2 - κεντρικό, 3 - κοίλο, 4 - κωνικό. - ακτινωτό: 1 - σώμα, 2 - αγωγός, 3 - διάταξη διανομής, 4 - θάλαμος καταστολής, 5 - μηχανισμός ξυραφιού. g - σωληνοειδή. δ - με κεκλιμένες πλάκες: 1 - σώμα, 2 - πλάκες, 3 - δέκτες πολτού

Ο μηχανικός καθαρισμός θεωρείται μια μάλλον πρωτόγονη μέθοδος αποχέτευσης. Επί του παρόντος, αυτή η μέθοδος καθαρισμού χρησιμοποιείται αποκλειστικά ως προκαταρκτική επεξεργασία νερού στους σταθμούς διάθεσης αστικών λυμάτων. Στην πραγματικότητα, αυτή η μέθοδος αποσκοπεί στην απομάκρυνση στερεών αδιάλυτων σωματιδίων διαφορετικής προέλευσης.

Ένας μεγάλος αριθμός τέτοιων σωματιδίων εισέρχεται στο σύστημα αποχέτευσης της πόλης, και αυτό μπορεί να είναι οτιδήποτε από τεμάχια υφάσματος έως πτώματα μικρών ζώων. Κατά τη διάρκεια της μηχανικής μεθόδου απόρριψης της μόλυνσης από τα λύματα, πρώτα διέρχεται μέσω μιας σειράς φίλτρων κόσκινου. Περαιτέρω, το νερό που έχει μερικώς εκκαθαριστεί από μεγάλα στοιχεία εγκαθίσταται για κάποιο χρονικό διάστημα και διέρχεται μέσω φίλτρων άμμου και χαλικιών. Αφού περάσει από όλα τα στάδια διήθησης, το νερό απομακρύνει εντελώς τα στερεά στοιχεία που υπάρχουν στα λύματα. Αυτή η μέθοδος επεξεργασίας λυμάτων έχει πολλά σημαντικά μειονεκτήματα. Πρώτον, οι διαλελυμένες οργανικές ενώσεις δεν απομακρύνονται από το νερό κατά τη διάρκεια αυτού του καθαρισμού και το νερό απλώς προσβάλλεται από παθογόνα βακτήρια. Δεύτερον, μια τέτοια μέθοδος καθαρισμού δεν επιτρέπει την απομάκρυνση χημικών στοιχείων που διαλύονται από το νερό.

Σύμφωνα με τις σύγχρονες απαιτήσεις για την επεξεργασία των υδάτων, αυτή η επιλογή χρησιμοποιείται επί του παρόντος μόνο ως ένα προκαταρκτικό στάδιο διάθεσης των λυμάτων. Επιπλέον, για μια τέτοια μέθοδο απόρριψης των λυμάτων απαιτείται πολύς χώρος για την εγκατάσταση του απαραίτητου εξοπλισμού, οπότε αυτή η μέθοδος διάθεσης δεν χρησιμοποιείται για αυτόνομα συστήματα αποχέτευσης. Για τον μηχανικό καθαρισμό του νερού θα χρειαστεί ένα πλέγμα με μεγάλα μάτια, μεσαία μάτια και λεπτό πλέγμα, τεχνικό κόσκινο, παγίδες άμμου και λεκάνες.

Μέθοδος επεξεργασίας χημικών λυμάτων

Σχέδιο επίπλευσης κενού.

Η χημική μέθοδος αποχέτευσης δεν είναι ευρέως διαδεδομένη και χρησιμοποιείται σήμερα κυρίως σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων διαφόρων βιομηχανιών και μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις για τον καθαρισμό οικιακών λυμάτων. Η αρχή της λειτουργίας αυτής της παραλλαγής καθαρισμού λυμάτων είναι η προσθήκη χημικών αντιδραστηρίων στα λύματα, τα οποία συμβάλλουν στη σύνδεση των οργανικών και χημικών ουσιών που περιέχονται στο νερό, γεγονός που οδηγεί στην καθίζηση τους με τη μορφή ιλύος.

Επιπλέον, η μέθοδος χημικού καθαρισμού περιλαμβάνει μια παραλλαγή στην οποία απορροφητικά προστίθενται στα λύματα, τα οποία απορροφούν κυριολεκτικά χημικές ουσίες, πράγμα που τελικά οδηγεί στη βύθιση τους στον πυθμένα.

Η χημική μέθοδος έχει τα μειονεκτήματά της.

Πρώτον, ακόμη και αν μια τέτοια μέθοδος χρησιμοποιείται για τα συνηθισμένα λύματα, ο καθαρισμός του νερού θα πάρει ένα σημαντικό χρονικό διάστημα, ειδικά εάν η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε κρύο περιβάλλον. Δεύτερον, τα αντιδραστήρια για τη διάθεση των λυμάτων είναι πολύ ακριβά. Τρίτον, είναι απαραίτητο να εξοπλιστούν μεγάλες δεξαμενές για τη διευθέτηση του νερού.

Η κύρια θετική πλευρά της χρήσης αυτής της μεθόδου είναι η ικανότητα φιλτραρίσματος των χημικών ουσιών που περιέχονται στο νερό. Επί του παρόντος, αυτή η μέθοδος απόρριψης λυμάτων χρησιμοποιείται σε μεγάλες μονάδες επεξεργασίας αστικών λυμάτων και πολύ σπάνια ως πρόσθετο στάδιο καθαρισμού λυμάτων για αυτόνομα συστήματα αποχέτευσης.

Βιολογικές μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων

Τοπικό σύστημα βιολογικού καθαρισμού λυμάτων.

Η μέθοδος βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων θεωρείται σήμερα ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για την απομάκρυνση μιας ποικιλίας οργανικών και ανόργανων ουσιών από τα λύματα. Ο καθαρισμός του νερού διεξάγεται από ειδικά βακτήρια που τροφοδοτούνται με προϊόντα ανθρώπινων αποβλήτων. Η χρήση βακτηριδίων για τον καθαρισμό του νερού χρησιμοποιείται επίσης σε μονάδες επεξεργασίας αστικών λυμάτων και αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της επεξεργασίας λυμάτων στα αυτόνομα συστήματα αποχέτευσης. Οι περισσότερες σηπτικές δεξαμενές σχεδιάζονται έτσι ώστε τα βακτήρια να μπορούν να ζουν σε αυτά τα συσσωματώματα καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους.

Θα πρέπει να ειπωθεί ότι οι σύγχρονες σηπτικές δεξαμενές υψηλής ποιότητας, που ονομάζονται επίσης βιολογικές μονάδες επεξεργασίας λυμάτων, μπορούν να καθαρίσουν τα λύματα κατά 95%, πράγμα που καθιστά δυνατή τη χρήση καθαρού νερού για την άρδευση του οικοπέδου και απλώς την αποστράγγιση των λυμάτων. εκείνων που έχουν υποστεί βιολογική επεξεργασία, σε κοντινά υδάτινα σώματα ή στο έδαφος. Ανάλογα με τον τύπο της σηπτικής δεξαμενής ή της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο αερόβια βακτήρια όσο και αναερόβιοι μικροοργανισμοί.

Παρά το γεγονός ότι τέτοιες μέθοδοι καθαρισμού έχουν πολλά πλεονεκτήματα και θεωρούνται τα πλέον βέλτιστα από περιβαλλοντική άποψη, η μέθοδος αυτή έχει ακόμη κάποια μειονεκτήματα. Το κύριο μειονέκτημα αυτών των συστημάτων είναι η ευαισθησία των βακτηρίων στις χημικές ενώσεις. Προκειμένου να διατηρηθεί ο απαιτούμενος αριθμός βακτηρίων σε σηπτικές δεξαμενές, είναι απαραίτητο να αναπληρώνεται περιοδικά ο πληθυσμός τους με εκκαθάριση των βακτηρίων κάτω από την τουαλέτα. Κάθε επιλογή διάθεσης βιολογικών αποβλήτων έχει τόσο τα δικά της πλεονεκτήματα όσο και τα μειονεκτήματά της · επομένως, η αρχή της λειτουργίας τους πρέπει να εξεταστεί λεπτομερέστερα.

Αναερόβια και αερόβια επεξεργασία λυμάτων

Αναερόβια επεξεργασία λυμάτων.

Η αναερόβια μέθοδος διάθεσης των λυμάτων βρίσκεται στη χρήση μικροοργανισμών που δεν χρειάζονται οξυγόνο για τη ζωτική τους δραστηριότητα. Αυτοί οι οργανισμοί αναπνέουν μεθάνιο και η υπερβολική κατανάλωση στο εργοστάσιο επεξεργασίας οξυγόνου μπορεί να οδηγήσει ακόμη και στο θάνατό του. Τα αναερόβια βακτηρίδια είναι σε θέση να καθαρίσουν μόνο το 60-70% των μολυσματικών ουσιών, οπότε οι εγκαταστάσεις αυτές θα πρέπει να είναι εφοδιασμένες με επιπρόσθετους συλλέκτες λίπους και πεδία για επιπλέον καθαρισμό του νερού ή να διαθέτουν ξεχωριστές σηπτικές δεξαμενές.

Ονομασίες ζώνης επεξεργασίας λυμάτων - τετράγωνα: 1 - Σηπτικό θάλαμο. 2 - Αναερόβιος βιοαντιδραστήρας. 3 - Aerotenk. 4 - Δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης. 5 - Αεροβικός βιοαντιδραστήρας. 6 - Δεξαμενή επαφής τριτοταγούς διαυγαστήρα.
Οι ονομασίες των στοιχείων εγκατάστασης είναι κύκλοι: 1 - Σώμα. 2 - Αεριστήρες δεξαμενών αερισμού. 3 - αερισμοί αερόβιου βιοαντιδραστήρα. 4 -Ershovaya ακροφύσιο. 5 - Υπερβολική ιλύς αεροπορικής μεταφοράς. 6 - Επεκταμένη φόρτωση αργίλου. 7 - Φόρτωση από τα σκουπίδια δολομίτη. 8 - Καταπακτές πρόσβασης και συντήρησης. 9 - Συμπιεστής. 10-Dispenser-float. 11 - Σχέδιο αεροπορικής μεταφοράς. 12 - Αντλία μεταφοράς ιλύος. 13 - Ακροφύσιο από τεχνητά άλγη.

Η αναερόβια επεξεργασία δεν επιτρέπει την επεξεργασία λυμάτων στο βαθμό που μπορούν να απορρίπτονται στο έδαφος ή σε υδατικά συστήματα. Επιπλέον, μια σημαντική ποσότητα αποβλήτων που δεν έχει υποστεί επεξεργασία από βακτηρίδια πρέπει να αντληθεί από τη σηπτική δεξαμενή με τη βοήθεια μηχανής απορρόφησης.

Η αερόβια μέθοδος καθαρισμού του νερού θεωρείται ο πλέον αποτελεσματικός τρόπος για την απόρριψη των λυμάτων σήμερα, δεδομένου ότι με αυτή την επεξεργασία νερού το 95% του νερού καθαρίζεται. Ο καθαρισμός πραγματοποιείται λόγω της ζωτικής σημασίας δραστηριότητας των οργανισμών που αναπνέουν οξυγόνο. Για να ζήσουν οι μικροοργανισμοί, τοποθετούνται ειδικές αρωματικές ουσίες ή αντλίες έγχυσης αέρα σε σηπτικές δεξαμενές.

Όταν το νερό καθαρίζεται από τέτοιους οργανισμούς, η λάσπη σχηματίζεται αναπόφευκτα στον πυθμένα της σηπτικής δεξαμενής, η οποία αντιπροσωπεύει τα υπολείμματα των αποβλήτων βακτηριδίων. Από καιρό σε καιρό είναι απαραίτητο να αντλείται αυτό το ίζημα, αλλά δεν είναι απαραίτητο να αντλείται σπάνια το ίζημα. Το ιζήματα που παραμένουν στη σηπτική δεξαμενή με τεχνολογία αερόβιας διάθεσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα.

Ορισμένες σύγχρονες αυτόνομες εγκαταστάσεις επεξεργασίας έχουν σχεδιασμό που επιτρέπει τη χρήση και των δύο εκδόσεων μικροοργανισμών. Τέτοιες σηπτικές δεξαμενές είναι δύο δεξαμενές που συνδέονται με ένα φίλτρο ή μέσω ενός σωλήνα. Τα αναερόβια βακτήρια ζουν στην πρώτη δεξαμενή, στην οποία ρέουν τα λύματα. Εδώ, η πρόσβαση του οξυγόνου είναι περιορισμένη και το νερό περνά μέσα από μια προκατεργασία πριν εισέλθει στη δεύτερη δεξαμενή. Στο δεύτερο δεξαμενόπλοιο ζουν βακτηρίδια που χρησιμοποιούν οξυγόνο - αερόβια.

Τα προεπεξεργασμένα απόβλητα από την πρώτη δεξαμενή εισέρχονται στη δεύτερη δεξαμενή, όπου είναι η μετεπεξεργασία. Ένα τέτοιο σύστημα καθαρισμού είναι πολύ αποτελεσματικό, γι 'αυτό το συνιστούν πολλοί ειδικοί από την άποψη της οικολογίας.

Επεξεργασία αερόβιων λυμάτων

Επεξεργασία αερόβιων λυμάτων σε τεχνητές συνθήκες

Αυτός ο τύπος βιολογικής επεξεργασίας πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ενεργοποιημένη λάσπη. Αποτελείται από βακτηρίδια (οξειδωτικά, νιτριδωτικά, απονιτροποιητικά), πρωτόζωα (ποντίκια, μαστιγωτά, σαρκοδάκια) και μικροσκοπικά ζώα (rotifers).

Η διαδικασία βιολογικής οξείδωσης μπορεί να χωριστεί σε δύο φάσεις: ροφήματα οργανικής ρύπανσης των λυμάτων στην επιφάνεια της ενεργοποιημένης ιλύος. οξείδωση της απορροφημένης ουσίας, συνοδευόμενη από την αποκατάσταση της ικανότητας απορρόφησης της μικροχλωρίδας.

Ανάλογα με τον βαθμό οξείδωσης των ακαθαρσιών στα λύματα, υπάρχει πλήρης και ατελής βιολογική επεξεργασία. Πλήρως καθαρισμένο νερό έχει BOD. = 10-15 mg 02/1. Για τα λύματα που έχουν υποστεί ατελή επεξεργασία, BODpol. = 60-80 mg O2 / l. [1]

Η βιολογική δραστηριότητα επηρεάζεται από τη σύνθεση των λυμάτων από τη ρύπανση, την παρουσία βιογενών στοιχείων, το μέγεθος του φορτίου της ενεργοποιημένης λάσπης από τη ρύπανση, το pH των λυμάτων, τη θερμοκρασία τους, τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου στα λύματα. Η σύνθεση των λυμάτων είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της βιολογικής επεξεργασίας. Η παρουσία τοξικών ουσιών στα λύματα καθιστά δύσκολη την εργασία της ενεργού ιλύος. Οι τοξικές επιδράσεις στις βιολογικές διεργασίες μπορούν να έχουν τόσο οργανικές όσο και ανόργανες ουσίες. Οι τοξικές επιδράσεις μπορεί να είναι μικροβιοστατικές (επιβράδυνση της ανάπτυξης ιλύος) και μικροβιοκτόνα (θραύση της δραστικής λάσπης). Οι περισσότερες χημικές ουσίες δείχνουν κάποιο είδος δράσης ανάλογα με τη συγκέντρωσή τους στο καθαρισμένο νερό. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ορισμένα στοιχεία που είναι οργανογενή του κυττάρου, σε υψηλές συγκεντρώσεις, γίνονται επίσης τοξικά. Ως εκ τούτου, κατά τη διεξαγωγή της βιολογικής επεξεργασίας, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την MPC για μεμονωμένες χημικές ουσίες που υπάρχουν στα λύματα. Για την τιμή του MPCbos λαμβάνουν τη μέγιστη συγκέντρωση μιας τοξικής ουσίας στο νερό και δεν έχουν αξιοσημείωτη αρνητική επίδραση στη δουλειά των βιολογικών σταθμών επεξεργασίας λυμάτων (MPCbos)

Θρεπτικά συστατικά. Για την κανονική ύπαρξη μικροοργανισμών και συνεπώς για μια αποτελεσματική διαδικασία καθαρισμού του νερού, πρέπει να υπάρχει επαρκώς υψηλή συγκέντρωση όλων των κύριων θρεπτικών ουσιών οργανικού άνθρακα στο μέσο, ​​η ποσότητα των οποίων υπολογίζεται από την ποσότητα του BOD, των λυμάτων, του φωσφόρου και του αζώτου.

Εκτός από αυτά τα στοιχεία, για τη λειτουργία των μικροοργανισμών, απαιτούνται και άλλα στοιχεία σε ασήμαντες ποσότητες: Mn, Cu, Xn, Mo, Se, Mg, Co, Ca, Na, K, Fe κ.λπ.

Το περιεχόμενο αυτών των στοιχείων στα φυσικά νερά από τα οποία σχηματίζονται λύματα είναι αρκετό για να ικανοποιήσει πλήρως τις απαιτήσεις της ανταλλαγής βακτηρίων.

Το άζωτο και ο φώσφορος στα βιομηχανικά απόβλητα συνήθως δεν επαρκούν και προστίθενται τεχνητά στη μορφή υπερφωσφορικού, ορθοφωσφορικού, φωσφορικού, θειικού, νιτρικού ή χλωριούχου αμμωνίου, ουρίας, κλπ.

Η επάρκεια των θρεπτικών συστατικών για τα βακτήρια στα λύματα καθορίζεται από την αναλογία BOD: N: P. Για την κανονική ζωή μικροοργανισμών: Ν: Ρ = 100: 5: 1. Για οικιακά λύματα ο λόγος αυτός είναι 100: 20: 2,5. Σε αυτό το πλαίσιο, συνιστούν τον κοινό καθαρισμό οικιακών και βιομηχανικών λυμάτων.

Το φορτίο της ρύπανσης της ενεργοποιημένης ιλύος. Υπολογίζεται σε 1 m 3 μονάδας επεξεργασίας λυμάτων ή συχνότερα σε 1 g ξηρής βιομάζας. Συχνά, χρησιμοποιούν τις τιμές φορτίου BOD, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις υπολογίζουν την τιμή φορτίου για τον μεμονωμένο ρύπο.

Ανάλογα με το βαθμό φόρτωσης της ενεργού ιλύος, τα συστήματα αερισμού διαιρούνται με τη ρύπανση σε υψηλή φόρτωση, κλασική και χαμηλή φόρτωση. Σε vysokonagruzhaemyh συστήματα (με φορτίο άνω των 400 mg ανά 1 g BOD ουσιών άνευ τέφρας της ιλύος ανά ημέρα), σε σύγκριση με τα άλλα συστήματα του μεγαλύτερου κέρδους της ιλύος, χαμηλότερο βαθμό καθαρισμού, η ιλύς περιέχει ένα μικρό αριθμό των πρωτόζωων.

Τα κλασσικά συστήματα (με φορτίο 150 έως 400 mg πλήρους BOD ανά g ασβέστου χωρίς ουσία ανά ημέρα) παρέχουν πολύ υψηλό βαθμό καθαρισμού του BOD, μερικές φορές μερική νιτροποίηση. Έχουν καλά συσσωρευτεί ιλύ που κατοικείται από μεγάλο αριθμό μικροοργανισμών διαφορετικών ομάδων. Η αύξηση της ιλύος σε τέτοια συστήματα είναι μικρότερη από τη μέγιστη λόγω των μάλλον βαθιών διαδικασιών ενδογενούς οξείδωσης. Τα συστήματα χαμηλής φόρτωσης (με φορτίο κάτω από 150 mg BOD πλήρης 1 g υλικού λάσπης χωρίς τέφρα ανά ημέρα) έχουν κυμαινόμενο βαθμό BOD καθαρισμού, αλλά πιο συχνά υψηλό. Σε αυτά τα συστήματα, η διαδικασία νιτροποίησης είναι βαθιά αναπτυγμένη, η ανάπτυξη ιλύος είναι ελάχιστη, ο μικροβιολογικός πληθυσμός της ιλύος είναι πολύ διαφορετικός.

PH λυμάτων. Η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (pH) στα λύματα επηρεάζει σημαντικά την ανάπτυξη μικροοργανισμών. Σημαντικό ποσοστό βακτηριδίων αναπτύσσεται σε ουδέτερο ή σχεδόν ουδέτερο περιβάλλον. Η βιολογική επεξεργασία είναι πιο αποτελεσματική εάν το pH δεν υπερβαίνει τα όρια από 5,5 έως 5,8. Η απόκλιση από αυτό το διάστημα οδηγεί σε μείωση του ρυθμού οξείδωσης λόγω της επιβράδυνσης των μεταβολικών διεργασιών στο κύτταρο, της διαταραχής της διαπερατότητας της κυτταροπλασματικής μεμβράνης κλπ. Εάν η τιμή του pH δεν υπερβαίνει τα όρια των επιτρεπτών τιμών, οι παράμετροι αυτοί πρέπει να διορθωθούν στα λύματα που εισέρχονται σε εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού.

Θερμοκρασία λυμάτων Η βέλτιστη θερμοκρασία για τις αερόβιες διαδικασίες που συμβαίνουν στη μονάδα επεξεργασίας λυμάτων είναι 20-30 ° C, ενώ η βιογένεση, κάτω από άλλες ευνοϊκές συνθήκες, αντιπροσωπεύεται από τους πιο ποικίλους μικροοργανισμούς.

Εάν το καθεστώς θερμοκρασίας δεν αντιστοιχεί στο βέλτιστο, τότε η ανάπτυξη της καλλιέργειας, καθώς και οι μεταβολικές διεργασίες στο κύτταρο, μειώνονται αισθητά.

Οι δυσμενέστερες επιπτώσεις στην ανάπτυξη του πολιτισμού έχουν μια απότομη μεταβολή της θερμοκρασίας. Με τον αερόβιο καθαρισμό, η επίδραση της θερμοκρασίας επιδεινώνεται από μια αντίστοιχη αλλαγή στη διαλυτότητα του οξυγόνου. Τα βακτήρια είναι πολύ ευαίσθητα στη θερμοκρασία, τους νιτρωματοποιητές, η υψηλή τους δραστηριότητα παρατηρείται σε θερμοκρασία όχι μικρότερη από 25 ° C. Στους τεχνικούς υπολογισμούς, οι τύποι που δίδονται στα σχετικά ρυθμιστικά έγγραφα χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της επίδρασης της θερμοκρασίας στην ταχύτητα των διεργασιών.

Λειτουργία οξυγόνου. Στα αερόβια βιολογικά συστήματα, η παροχή αέρα πρέπει να διασφαλίζει τη συνεχή παρουσία διαλυτού οξυγόνου στο μείγμα (τουλάχιστον 8 mg / l). Το ίδιο το αερόβιο σύστημα μπορεί να λειτουργήσει με χαμηλότερο επίπεδο οξυγόνου (μέχρι 1 mg / l). Δεν υπάρχει μείωση του ρυθμού χρησιμοποίησης των οργανικών ουσιών και του ρυθμού των διαδικασιών νιτροποίησης. Ωστόσο, λόγω του γεγονότος ότι κατά τη διάρκεια του διαχωρισμού της ιλύος από το νερό στους δευτερεύοντες διαυγαστήρες έως 1-2 mg / l διαλυτού οξυγόνου χάνεται, το ελάχιστο επίπεδο διαλυμένου οξυγόνου ρυθμίζεται στα 2 mg / l. Αυτή η τιμή σας επιτρέπει να αποκλείσετε την παρατεταμένη παραμονή ιλύος σε αερόβιες συνθήκες. Εκτός από τους παραπάνω παράγοντες, η βιολογική ηλικία και η ποιότητα της λάσπης, η οποία υπολογίζεται από τον δείκτη ιλύος, επηρεάζει τη βιολογική αερόβια επεξεργασία.

Η ηλικία της ιλύος Β, ημέρες, ονομάζεται η διάρκεια της παραμονής της στις δεξαμενές αερισμού και καθορίζεται από τον τύπο:

όπου είναι ο όγκος του αερόσακου, m 3.

- συγκέντρωση ιλύος σε αερόσακους, mg / l,

- αύξηση ιλύος, mg / l.

- την ποσότητα των επεξεργασμένων αποβλήτων ημερησίως, m 3 / ημέρα.

Για ικανοποιητικό καθαρισμό, η ηλικία της λάσπης δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 6-7 ημέρες. Ένας δείκτης της ποιότητας της ενεργοποιημένης ιλύος είναι η ικανότητά της να καθιζάνει, η οποία υπολογίζεται από την τιμή του δείκτη ιλύος. Κάτω από το δείκτη βλάστησης κατανοεί τον όγκο 1 g ιλύος (ξηρά ουσία) μετά από 30 λεπτά καθίζησης. Η αερόβια βιολογική επεξεργασία σε τεχνητές συνθήκες μπορεί να πραγματοποιηθεί σε: δεξαμενές αερισμού. βιοφίλτρα. [1]

Το Aerotank είναι δεξαμενές οπλισμένου σκυροδέματος, εξοπλισμένες με συσκευή αερισμού. Η διαδικασία καθαρισμού στη δεξαμενή αερισμού πραγματοποιείται με συνεχή αερισμό του μείγματος καθαρισμένου νερού και ενεργοποιημένης ιλύος που ρέει μέσα από αυτό. Ο αερισμός διεξάγεται για να δώσει το μείγμα με οξυγόνο και να διατηρήσει την ιλύ σε αιώρηση. Το μείγμα των λυμάτων και της ενεργοποιημένης λάσπης αερίζεται για 6 έως 12 ώρες, μετά το οποίο αποστέλλεται σε δευτερεύουσες δεξαμενές καθίζησης όπου εναποτίθεται λάσπη. Η ενεργοποιημένη ιλύς επιστρέφει στη δεξαμενή αέρα και αναμιγνύεται με νέα τμήματα μη επεξεργασμένου νερού. Ως αποτέλεσμα της συνεχούς αναπαραγωγής μικροοργανισμών, η ποσότητα της ιλύος αυξάνεται συνεχώς. Η περίσσεια ιλύος αφαιρείται από το αερόβιο σύστημα, συμπιέζεται σε συμπιεστή ιλύος και αποστέλλεται για περαιτέρω επεξεργασία. Ανάλογα με τις συνθήκες υδροδυναμικής λειτουργίας του αερόσακου, χωρίζονται σε δεξαμενές αεροσκαφών - προωθητικά, αερόσακους - μίξερ και αερόσακους ενδιάμεσου τύπου με διασκορπισμένη είσοδο νερού. από τον αριθμό των διαδρόμων στις δεξαμενές αερισμού - με ένα - και πολλαπλών διαδρόμων. με την παρουσία αναγεννητή - με αναγεννητή και χωρίς αναγέννηση. σύμφωνα με τη μέθοδο παροχής αέρα - σε αερόσακους με πνευματικό, μηχανικό και μεικτό αερισμό. Ο υπολογισμός των αερόστατων περιλαμβάνει τον προσδιορισμό: του συνολικού όγκου του αερόσακου, m 3, η διάρκεια του αερισμού, h; κατανάλωση οξυγόνου ή αέρα για ολόκληρο το αεροπλάνο, kg / kg. τον απαιτούμενο αριθμό αεριστήρων. υπολογισμός των αεραγωγών και επιλογή εξοπλισμού. υπολογισμός δεξαμενών δευτερογενούς καθίζησης. Τα βιολογικά φίλτρα είναι δομές στις οποίες τα λύματα καθαρίζονται με διήθηση μέσω στρώματος χονδροειδούς φόρτωσης, η επιφάνεια της οποίας καλύπτεται με βιολογικό φιλμ που σχηματίζεται από αερόβιους οργανισμούς.

Όλοι οι τύποι υλικού τροφοδοσίας που χρησιμοποιούνται στα βιοφίλτρα μπορούν να χωριστούν σε χύμα και επίπεδη. Ο αερισμός του βιολογικού φίλτρου μπορεί να είναι φυσικός - με αέρα που προέρχεται από την επιφάνεια και από τον πυθμένα μέσω της αποστράγγισης και τεχνητός - εισάγοντάς το στο στρώμα φόρτωσης. Με την απόδοση, τα βιολογικά φίλτρα χωρίζονται σε στάγδην και υψηλής φόρτωσης. Όταν καθαρίζετε πολύ ρυπανθέντα απόβλητα με υψηλό BOD, για να εντατικοποιήσετε το πλύσιμο με φίλτρο, χρησιμοποιήστε τον τρόπο ανακυκλοφορίας, δηλ. επιστρέψτε στο τμήμα φίλτρου του καθαρισμένου νερού. Ο υπολογισμός των βιολογικών φίλτρων συνίσταται στον προσδιορισμό του όγκου της πρώτης ύλης, του μεγέθους των στοιχείων των συστημάτων διανομής νερού και των συστημάτων αποστράγγισης και στον υπολογισμό των δευτερευουσών δεξαμενών καθίζησης. Τα φίλτρα βρύσης (διηθήσεως) χαρακτηρίζονται από φορτίο νερού που δεν υπερβαίνει τα 0,5 - 1 m 3 ανά 1 m 3 φίλτρου, το ύψος του φίλτρου δεν υπερβαίνει τα 2 m. Το μέγεθος του κλάσματος του στρώματος φόρτωσης εργασίας κυμαίνεται από 12 έως 25 mm. φυσικό αερισμό. Τα φίλτρα βιολογικού καθαρισμού πρέπει να χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό λυμάτων σε ποσότητα όχι μεγαλύτερη από 1000 m3 / ημέρα. Στην εγχώρια πρακτική, τα αερόφιλα ονομάζονται φορτία μεγάλης ταχύτητας, τα οποία εργάζονται με αυξήσεις αρκετές φορές σε σύγκριση με το φορτίο στάγδην νερού. Ως αποτέλεσμα, ενισχύεται η απομάκρυνση των οξειδωσίμων μολυσματικών ουσιών και των σωματιδίων του φιλμ που πεθαίνουν από το βιοφίλτρο και το οξυγόνο χρησιμοποιείται πλήρως για την οξείδωση των παραμενόντων μολυντών. Το ύψος των αεροψεκτών είναι συνήθως 3-4 μ. Ακόμα και υψηλότερα φίλτρα (9-18 μ.) Ονομάζονται φίλτρα πύργου. Η χρήση της τεχνητής παροχής αέρα ενισχύει τις οξειδωτικές διεργασίες σε ένα βιολογικό φίλτρο υψηλής φόρτωσης. Τα σχέδια αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας παρουσιάζονται στο Σχήμα 1.1. Η επιλογή ενός σχεδίου καθαρισμού πραγματοποιείται σύμφωνα με τον Πίνακα 1. Ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες, μαζί με τα τυπικά σχήματα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πρωτότυπες τεχνολογικές λύσεις, συμπεριλαμβανομένης μιας διαφοροποιημένης προσέγγισης στον καθαρισμό μεμονωμένων ρευμάτων λυμάτων μιας επιχείρησης.

Πίνακας 1 - Συνιστώμενες έννοιες βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων [1]

Η επίδραση του καθαρισμού στο BOD5. %

Αριθμοί εφαρμοζόμενων σχημάτων σύμφωνα με το σχήμα 1 στο BOD5 τα λύματα που εισέρχονται στη θεραπεία, g / m 3

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ ΑΕΡΩΒΙΚΩΝ ΝΕΡΩΝ

Υπό αερόβιες συνθήκες, η υγρή φάση των λυμάτων καθαρίζεται · αυτές οι διεργασίες διεξάγονται σε αερόστρωμνα, βιοφίλτρα διαφόρων σχεδίων, πεδία άρδευσης και πεδία διήθησης. Αυτές οι δομές είναι διαφορετικές στον τεχνικό σχεδιασμό τους, αλλά όλες σχεδιάζονται για να χρησιμοποιούν την οξειδωτική αερόβια διαδικασία.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΦΙΛΤΡΑ - είναι μια δομή που αποτελείται από το σώμα τους, συσκευές φόρτωσης και διανομής λυμάτων και αέρα.

Σε αυτά, το απόβλητο νερό διηθείται μέσω στρώματος φόρτωσης, καλυμμένο με ένα φιλμ μικροοργανισμών, το οποίο αναπτύσσεται στο φορτίο του φίλτρου κατά την περίοδο έναρξης. Τα κύρια συστατικά του βιοφίλμ είναι ο μικροβιακός πληθυσμός. Τα βιοκτόνα της μεμβράνης περιλαμβάνουν φύκη, πρωτόζωα, προνύμφες εντόμων, σκωλήκια, σκώληκες, μύκητες και βακτήρια.

Όλοι οι μικροοργανισμοί συμμετέχουν στην επεξεργασία των λυμάτων. Τα βακτήρια ανοργανοποιούν οργανική ύλη, τα χρησιμοποιούν ως πηγή τροφής και ενέργειας, τα πρωτόζωα τρέφονται με βακτήρια, τα φύκια εκπέμπουν οξυγόνο και πτητική παραγωγή. Τα σκουλήκια διαπερνούν τις δίοδοι μεταξύ των σωματιδίων φόρτωσης. χαλαρώνει το βιολογικό φιλμ και έτσι διευκολύνει την πρόσβαση στο οξυγόνο. Επιπλέον, τα σκουλήκια, τρώγοντας οργανικές ουσίες χωνεύουν και αποσυνθέτουν μια σειρά από ανθεκτικές ενώσεις - χιτίνη και ίνες. Έτσι, η οργανική ύλη απομακρύνεται από τα λύματα και η μάζα του ενεργού βιοφίλμ αυξάνεται. Το χρησιμοποιημένο βιοφίλμ εκπλένεται με το ρέον υγρό αποβλήτων και αφαιρείται από το βιοφίλτρο.

Δεδομένου ότι τα βιολογικά φίλτρα φόρτωσης χρησιμοποιούν υλικά με υψηλό πορώδες, χαμηλή πυκνότητα και μεγάλη ειδική επιφάνεια (σκωρία, θρυμματισμένη πέτρα, βότσαλα).

Δεν επιτυγχάνεται πλήρης καθαρισμός στα βιοφίλτρα.

AEROTENKS - ορθογώνιες ενισχυμένες δεξαμενές, βάθους 3-6 μέτρων.

Όταν το αεροβόλο λειτουργεί, το υγρό απόβλητο υπό αερισμό, αναμεμιγμένο με ενεργό ιλύ που αποτελείται από μια συλλογή μικροοργανισμών, ρέει αργά μέσα από αυτό. Η τροφοδοσία αέρα πραγματοποιείται με μηχανές εμφύσησης αέρα. Ο αερισμός προωθεί μεγαλύτερη επαφή της ενεργοποιημένης ιλύος με μολυσμένα απόβλητα.

Η βιολογική οξείδωση στο αερόστατο προχωρά σε δύο στάδια. Η πρώτη είναι η απορρόφηση της ρύπανσης, η δεύτερη είναι η άμεση οξείδωση της ρύπανσης των λυμάτων.

Η βιοαισθησία της ενεργοποιημένης ιλύος αναπτύσσεται υπό συνθήκες έντονων οξειδωτικών αερόβιων διεργασιών. Εκτός από τα μονοκύτταρα βακτήρια, τα νηματώδη βακτήρια, οι ζύμες και οι μύκητες αναπτύσσονται σε ενεργοποιημένη ιλύ. Η μικροαίρεα αντιπροσωπεύεται από πρωτόζωα, rotifers, roundworms, μονοκύτταρα ζώα. Κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας της αεροδυναμικής ισορροπίας καθιερώνεται μεταξύ όλων των μελών της μικροχλωρίδας και της μικροφαύρας. Η παραβίαση αυτής της ισορροπίας υποδεικνύει την υποβάθμιση των εγκαταστάσεων επεξεργασίας, καθώς η μεταβολή της αριθμητικής σύνθεσης του μικροβιακού πληθυσμού σε ενεργοποιημένη λάσπη συνδέεται με μια αλλαγή στις φυσικοχημικές ιδιότητες του επεξεργασμένου υγρού αποβλήτων. Οι λόγοι για τη διακοπή του αεροπλάνου. είναι: υπερφόρτωση σταθμών επεξεργασίας λυμάτων με οργανικές ουσίες, σχηματισμός αναερόβιων ζωνών, έλλειψη βιογενών στοιχείων, έντονη μεταβολή της θερμοκρασίας ή του pH, κατάποση τοξικών ουσιών στο επεξεργασμένο νερό.

Οι ακόλουθες αλλαγές εμφανίζονται στο απόβλητο υγρό που καθαρίζεται σε αεροθαλάμους:

1. μείωση της συγκέντρωσης μολυσματικών ουσιών λόγω αραίωσης με ενεργοποιημένη ιλύ που μεταφέρει υγρό

2. Προσρόφηση ρύπανσης από ενεργοποιημένη ιλύ (πρώτη φάση οξείδωσης)

3. βαθμιαία μείωση της περιεκτικότητας σε οργανικές ουσίες διαλυμένες στο νερό και προσρόφηση σε ενεργοποιημένη ιλύ (δεύτερη φάση οξείδωσης)

Τα κύρια ανοργανοποιητικά της οργανικής ύλης στα αερότροπα είναι τα βακτηρίδια. Το Sarkodovye, που τρέφονται με σωματίδια αργιλίου, μεταφράζει μια σειρά σύνθετων ουσιών σε απλούστερες. Τα Infusoria και άλλα πρωτόζωα εκτελούν το ρόλο των ρυθμιστών της ανάπτυξης βακτηρίων και δημιουργούν έτσι ευνοϊκές συνθήκες για τη διαδικασία ανοργανοποίησης.

Πριν από την εκκένωση των επεξεργασμένων λυμάτων στη λίμνη, πρέπει να απολυμαίνονται, δεδομένου ότι Οι αερόσακοι δεν μπορούν να εγγυηθούν την πλήρη απομάκρυνση των παθογόνων παραγόντων.

Οι αερόβιες μέθοδοι βιολογικής επεξεργασίας μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν σε φυσικές συνθήκες - στις βιολογικές λίμνες, στα πεδία άρδευσης και στα πεδία διήθησης.

Επεξεργασία αερόβιων λυμάτων

Η αερόβια μέθοδος βασίζεται στη χρήση αερόβιων μικροοργανισμών, για τους οποίους ζωτική δραστηριότητα απαιτεί σταθερή ροή οξυγόνου και θερμοκρασία στην περιοχή των 20-40 ° C. Κατά τη διάρκεια της αερόβιας επεξεργασίας, οι μικροοργανισμοί καλλιεργούνται σε ενεργοποιημένη λάσπη ή σε μορφή βιοφίλμ. Η ενεργοποιημένη ιλύς αποτελείται από ζώντες οργανισμούς και ένα στερεό υπόστρωμα. Οι ζωντανοί οργανισμοί αντιπροσωπεύονται από βακτηρίδια, πρωτόζωα, μύκητες και άλγη. Το βιοφίλμ αναπτύσσεται σε ένα πληρωτικό βιοφίλτρου και έχει την εμφάνιση μολύνσεως βλεννογόνων με πάχος 1-3 mm και περισσότερο. Ένα βιοφίλμ αποτελείται από βακτήρια, μύκητες πρωτοζώων, μαγιά και άλλους οργανισμούς.

Ο αερόβιος καθαρισμός συμβαίνει τόσο σε φυσικές συνθήκες όσο και σε τεχνητές κατασκευές.

Ο καθαρισμός σε φυσικές συνθήκες συμβαίνει σε αρδευτικά πεδία, πεδία διήθησης και βιολογικές λίμνες. Τα αρδευτικά πεδία είναι περιοχές ειδικά προετοιμασμένες για την επεξεργασία λυμάτων και γεωργικούς σκοπούς. Ο καθαρισμός πραγματοποιείται υπό τη δράση της μικροχλωρίδας του εδάφους, του ήλιου, του αέρα και υπό την επίδραση των φυτών. Στο έδαφος των αρδευτικών πεδίων υπάρχουν βακτήρια, μαγιά, άλγη, πρωτόζωα. Τα λύματα περιέχουν κυρίως βακτήρια. Σε μικτά βιοκεντρώματα του ενεργού στρώματος εδάφους, προκύπτουν σύνθετες αλληλεπιδράσεις μικροοργανισμών, με αποτέλεσμα το απόβλητο νερό να απελευθερώνεται από τα βακτηρίδια που περιέχονται σε αυτό. Εάν δεν καλλιεργούνται καλλιέργειες στα χωράφια και προορίζονται μόνο για βιολογική επεξεργασία λυμάτων, τότε ονομάζονται πεδία διήθησης. Οι βιολογικές λίμνες είναι ένας καταρράκτης λίμνης που αποτελείται από 3... 5 στάδια μέσω των οποίων διαυγάζεται ή βιολογικά καθαρισμένο απόβλητο νερό ρέει με χαμηλή ταχύτητα. Οι δεξαμενές αυτές είναι σχεδιασμένες για τη βιολογική επεξεργασία των λυμάτων ή τον καθαρισμό των λυμάτων σε συνδυασμό με άλλες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων.

Οι κύριες δομές τεχνητής αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας με ενεργοποιημένη λάσπη είναι οι αερόστρωμνες. Το Aerotank λειτουργεί σε ζεύγος με μια δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης, όπου ο διαχωρισμός των επεξεργασμένων λυμάτων πραγματοποιείται στην έξοδο του αεροθαλάμου και η εναιώρηση της ενεργοποιημένης ιλύος. Σε αυτή την περίπτωση, μέρος της ιλύος αφαιρείται από το σύστημα και μέρος επιστρέφεται στη δεξαμενή αερισμού για να αυξήσει την παραγωγικότητά της και να μειώσει την ποσότητα της πλεονάζουσας λάσπης. Ανάλογα με το βαθμό της μόλυνσης και την ποσότητα του νερού αποβλήτων, τη σύνθεση των μολυσματικών ουσιών και τις συνθήκες καθαρισμού ισχύουν διαφορετικές ροής οργάνωση υδροδυναμικό καθεστώτα νερού, επιστροφή της ροής της κυκλοφορίας της ενεργοποιημένης ιλύος και αερισμού. Οι συγκεντρώσεις εργασίας της ενεργοποιημένης ιλύος σε αεροθαλάμους είναι 1-5 g / l (ξηρά ύλη) με χρόνο παραμονής των λυμάτων στο σύστημα από αρκετές ώρες έως αρκετές ημέρες. Για τον καθαρισμό στη δεξαμενή αερισμού είναι συχνά απαραίτητο να τροφοδοτούνται επιπλέον θρεπτικά συστατικά, κυρίως άζωτο και φώσφορος. Με την έλλειψη καθαρισμού τους η απόδοση μειώνεται.

Με δομές της βιολογική επεξεργασία με ενεργό ιλύ είναι επίσης oksitenk (εξαερισμός εμπλουτισμένου με οξυγόνο αέρα ή καθαρό οξυγόνο) filtrotenk (με διαχωρισμό της ενεργοποιημένης λάσπης και λυμάτων δια διηθήσεως), οξειδωτική κανάλια (με κυκλοφορία των συστημάτων αποβλήτων υδάτων και των επιφανειακών αερισμού), οχήματα ορυχείων ( με τη μορφή άξονων ή στηλών για την αύξηση της πίεσης του νερού).

Από τα συστήματα αερόβιας καθαρισμού με βιοφίλμ, τα βιοφίλτρα χρησιμοποιούνται συχνότερα - δομές με φορτίο, στην επιφάνεια του οποίου αναπτύσσεται βιοφίλμ μικροοργανισμών. Το πιο απλό βιολογικό φίλτρο είναι ένα στρώμα υλικού φίλτρου (φορτίο), χύνεται υπό γωνία ανάπαυσης, αρδεύεται με απόβλητο νερό. Το φορτίο μπορεί να γίνει με τη μορφή ξεχωριστών αποσπώμενων μπλοκ πλαστικών άκαμπτων ή εύκαμπτων υλικών, άκαμπτων χειρολαβών κλπ. Σε αντίθεση με τις δεξαμενές αερισμού, τα βιοφίλτρα λειτουργούν χωρίς δευτερεύουσες δεξαμενές καθίζησης.

Μια διάμεση θέση ανάμεσα στις δομές με ενεργό λάσπη και με βιοφίλμ καταλαμβάνεται από βιοδυναμικά στοιχεία, συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα τόσο των αερόσφαιρων όσο και των βιολογικών φίλτρων. Σε βιοτάντες με αερισμό του υγρού, με ενεργοποιημένη λάσπη και φόρτωση διαφόρων υλικών, το υγρό με λάσπη κυκλοφορεί και αερίζεται στα κενά μεταξύ της φόρτωσης. Ως αποτέλεσμα του σχηματισμού βιοφίλμ στην επιφάνεια φόρτωσης, η μέση συγκέντρωση του μίγματος ιλύος υπερβαίνει τη συγκέντρωση στις δεξαμενές αερισμού.

Σε έναν σύγχρονο biotissor βιοπροσρόφησης, η απορρόφηση ρύπων στην επιφάνεια του φορτίου, για παράδειγμα, με βάση τους ενεργοποιημένους άνθρακες, συνδυάζεται με τον βιοκαθαρισμό. Κατά τον καθαρισμό μόλυνση - τοξικές ουσίες προσροφημένο άνθρακα, ενώ στο σύστημα, από τη μία πλευρά, μειώνει την ανασταλτική δράση των τοξικών ουσιών στο βιοκοινότητα και το άλλο σε χαμηλές συγκεντρώσεις υποστρώματος στο νερό αποβλήτων σε ένα στρώμα που γειτνιάζουν με την επιφάνεια του ενεργού άνθρακα αυξημένες τοπικές συγκεντρώσεις και επιταχύνει αποσύνθεση του υποστρώματος. Ταυτόχρονα, ο άνθρακας αναγεννάται βιολογικά. Ο καθαρισμός με βιοπροσρόφηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απομάκρυνση οργανικών ακαθαρσιών, καθώς και για την απομάκρυνση βαρέων μετάλλων και ραδιονουκλεϊδίων από τα λύματα.

Μία άλλη τροποποίηση είναι biotenka ρευστοποιημένης ακροφύσιο (-α ανασταλεί κρεβάτι), στην οποία ο καθαρισμός είναι δυνατή εντατικοποίηση οφείλεται στην μεγάλη ειδική επιφάνεια του φορέα κατά την οποία καθορίζονται οι μικροοργανισμοί, και ένα υψηλό ρυθμό μεταφοράς οξυγόνου. Η συγκέντρωση βιομάζας στον αντιδραστήρα φθάνει τα 40 g / l, η παραγωγικότητα είναι 5-10 φορές υψηλότερη από ό, τι στις δεξαμενές αερισμού, η διαδικασία είναι πιο σταθερή κατά τη διάρκεια της υπερφόρτωσης και λιγότερο ευαίσθητη στην τοξική ρύπανση των λυμάτων.

Η περίσσεια ενεργοποιημένης ιλύος και βιοφίλμ από τις εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού ή τα μη επεξεργασμένα λύματα μπορούν να εκτραπούν σε κλίνες λάσπης (χάρτες ιλύος), πεδία άρδευσης και πεδία διήθησης. Τα στρώματα ιλύος είναι σχεδιασμένα για την αποθήκευση και την επεξεργασία της ενεργοποιημένης λάσπης και του βιοφίλμ από εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων.

Μέθοδος αερόβιας βιοχημικής καθαρισμού

Γνωστές αερόβιες και αναερόβιες μέθοδοι βιοχημικής επεξεργασίας των εκπομπών αερίων, λυμάτων, υγρών και στερεών αποβλήτων.

Η αερόβια μέθοδος βασίζεται στη χρήση αερόβιων ομάδων οργανισμών για τις οποίες η ζωτική δραστηριότητα απαιτεί σταθερή ροή οξυγόνου και θερμοκρασία 20 ° C. Στην αερόβια επεξεργασία, οι μικροοργανισμοί καλλιεργούνται σε βιοφίλμ ή σε ενεργοποιημένη ιλύ.

Η ενεργοποιημένη ιλύς είναι ένα αμφοτερικό κολλοειδές σύστημα που αποτελείται από ζωντανούς οργανισμούς και ένα στερεό υπόστρωμα και έχει αρνητικό φορτίο σε ρΗ = 4,9.

Στην ενεργοποιημένη λάσπη υπάρχουν μικροοργανισμοί διαφόρων ομάδων. Σύμφωνα με οικολογικές ομάδες, οι μικροοργανισμοί χωρίζονται σε αερόβια και αναερόβια, θερμόφιλους και μεσοφιλικούς, αλογονοφίλους και αλογονοφόρους. Η κοινότητα όλων των ζωντανών οργανισμών (συσσωρεύσεις βακτηρίων, σκώληκες πρωτόζωων, μύκητες μούχλας, ζύμες, ακτινομύκητες, άλγη) που κατοικούν σε λάσπη καλείται βιοκένωση. Η ξηρά ουσία της ενεργοποιημένης ιλύος περιέχει 70, 90% οργανικές και 30% 10% ανόργανες ουσίες.

Το υπόστρωμα είναι ένα στερεό νεκρό τμήμα υπολειμμάτων άλγης και διάφορα στερεά υπολείμματα. οι οργανισμοί ενεργοποιημένης λάσπης είναι συνδεδεμένοι με αυτό. Υποστρώματος έως και 40% σε ενεργή λάσπη.

Η ποιότητα της λάσπης καθορίζεται από το ρυθμό καθίζησης και τον βαθμό καθαρισμού του υγρού. Η κατάσταση της ιλύος χαρακτηρίζει τον «δείκτη ιλύος», ο οποίος είναι ο λόγος του όγκου του εναποτιθέμενου μέρους της ενεργοποιημένης λάσπης προς τη μάζα της αποξηραμένης ιλύος (σε γραμμάρια) μετά την καθίζηση επί 30 λεπτά. Όσο χειρότερη είναι η ιλύς, τόσο μεγαλύτερος είναι ο "δείκτης ιλύος" που έχει.

Η βέλτιστη θερμοκρασία για τη βιοχημική επεξεργασία των λυμάτων διατηρείται περίπου στους 20-30 ° C. Οι υπερβολικές θερμοκρασίες μπορούν να οδηγήσουν στο θάνατο των μικροοργανισμών. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, ο ρυθμός καθαρισμού μειώνεται, η διαδικασία μικροβιακής προσαρμογής σε νέους τύπους ρύπανσης επιβραδύνεται και η κροκίδωση και η καθίζηση της ενεργοποιημένης ιλύος επιδεινώνεται.

Το βιοφίλμ αναπτύσσεται σε ένα πληρωτικό βιοφίλτρου, έχει την εμφάνιση βλεννώδους ρύπανσης με πάχος 1,3 mm και άνω. Ένα βιοφίλμ αποτελείται από βακτήρια, μύκητες, μαγιά και άλλους οργανισμούς. Ο αριθμός των μικροοργανισμών στο βιοφίλμ είναι μικρότερος από ό, τι στην ενεργοποιημένη λάσπη.

Η αεροβική διαλυτοποίηση του υποστρώματος - υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λίπη - έχει τον χαρακτήρα μιας διαδικασίας πολλαπλών σταδίων, συμπεριλαμβανομένου του αρχικού διαχωρισμού μιας πολύπλοκης ουσίας που περιέχει άνθρακα σε απλούστερες υπομονάδες, οι οποίες με τη σειρά τους υποβάλλονται σε περαιτέρω μετασχηματισμό. Υπό τις συνθήκες του αερόβιου μεταβολισμού, το 90% περίπου του οξυγόνου που καταναλώνεται χρησιμοποιείται για την αναπνευστική οδό λήψης ενέργειας από τα κύτταρα των μικροοργανισμών.

Ο μηχανισμός βιολογικής οξείδωσης υπό αερόβιες συνθήκες από ετερότροφα βακτηρίδια μπορεί να αναπαρασταθεί από το ακόλουθο σχήμα:

Η αντίδραση (7.6) δείχνει την οξείδωση της αρχικής οργανικής ρύπανσης των λυμάτων και τον σχηματισμό νέας βιομάζας. Στα καθαρισμένα λύματα παραμένουν βιολογικώς μη οξειδωτικές ουσίες, κυρίως σε διαλυμένη κατάσταση, καθώς οι κολλοειδείς και αδιάλυτες ουσίες απομακρύνονται από τα λύματα με τη μέθοδο της ροφήσεως.

Η αντίδραση (7.7) περιγράφει τη διαδικασία της ενδογενούς οξείδωσης της κυτταρικής ύλης που συμβαίνει μετά τη χρήση μιας εξωτερικής πηγής ισχύος.

Ο καθαρισμός υπό αερόβιες συνθήκες συμβαίνει παρουσία οξυγόνου διαλυμένου στο νερό, που αντιπροσωπεύει μια τροποποίηση της φυσικής διαδικασίας αυτοκαθαρισμού των υδάτινων σωμάτων που απαντώνται στη φύση.

Για τους μικροοργανισμούς να οξειδώσουν τις οργανικές ουσίες στα λύματα, απαιτείται οξυγόνο, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε διαλυμένη μορφή στο νερό. Για να κορεστεί το λύμα με οξυγόνο, διεξάγεται η διεργασία αερισμού, σπάζοντας τη ροή του αέρα σε φυσαλίδες, κατανέμοντάς τις ομοιόμορφα στα λύματα. Από φυσαλίδες αέρα, το οξυγόνο απορροφάται από το νερό και στη συνέχεια μεταφέρεται σε μικροοργανισμούς (Εικ. 7.1).

Το Σχ. 7.1. Σχέδιο μεταφοράς οξυγόνου από φυσαλίδες αερίου σε μικροοργανισμούς:

Το Α είναι μια φυσαλίδα φυσικού αερίου. B - η συσσώρευση μικροοργανισμών.

1 - όριο διάχυσης στρώματος στην πλευρά του αερίου? 2 - διεπαφή.

3 - οριακή διάχυτη στρώση στην πλευρά του υγρού.

4 - μεταφορά οξυγόνου από τη φυσαλίδα σε μικροοργανισμούς.

5 - στρώμα διάχυσης ορίου στην υγρή πλευρά των μικροοργανισμών.

6 - μεταφορά οξυγόνου στα κύτταρα. 7 - ζώνη αντίδρασης μεταξύ μορίων οξυγόνου με ένζυμα

Η ποσότητα του απορροφούμενου οξυγόνου μπορεί να υπολογιστεί από την εξίσωση

όπου M είναι η ποσότητα του απορροφούμενου οξυγόνου, kg / s. Rνα - όγκου

ανάκρουση, s "1, V είναι ο όγκος των λυμάτων στη δομή, m 3, C * και C είναι η συγκέντρωση ισορροπίας και η συγκέντρωση του οξυγόνου στη μάζα του υγρού, kg / m 3.

Η ποσότητα του απορροφούμενου οξυγόνου μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας τον συντελεστή μεταφοράς μάζας ή την κινητήρια δύναμη. Ο ρυθμός βιοχημικής οξείδωσης επηρεάζεται από τη στροβιλισμό των λυμάτων στα εργοστάσια επεξεργασίας λυμάτων, η οποία συμβάλλει στην αποσύνθεση των νιφάδων της δραστικής λάσπης σε μικρότερες και αυξάνει τον ρυθμό τροφοδοσίας θρεπτικών και οξυγόνου σε μικροοργανισμούς. Η στροβιλισμός της ροής επιτυγχάνεται με εντατική ανάμιξη, στην οποία η ενεργοποιημένη ιλύς αιωρείται, πράγμα που εξασφαλίζει την ομοιόμορφη κατανομή της στα λύματα.