Κύριο μενού

Γεια σας! Ουσιαστικά όλοι οι τύποι λυμάτων υφίστανται βιοδιαχείριση. Για αυτό το είδος διήθησης, δημιουργούνται ειδικές συνθήκες στις οποίες οι ειδικοί μικροοργανισμοί διασπώνται και επεξεργάζονται διάφορες οργανικές ουσίες που μολύνουν το νερό.

Μία από τις πιο δημοφιλείς μεθόδους μιας τέτοιας επεξεργασίας είναι η αναερόβια διαδικασία, δηλαδή ο καθαρισμός χωρίς αέρα. Αυτός ο καθαρισμός γίνεται σε ειδικές σηπτικές δεξαμενές που ονομάζονται σηπτικές δεξαμενές.

Η αναερόβια επεξεργασία σε σηπτικές δεξαμενές χρησιμοποιείται κυρίως για την απομάκρυνση ιλύος, λάσπης και άλλων ρύπων από τα λύματα, καθώς και για την επεξεργασία άλλων τύπων αποβλήτων ιλύος και στερεών μορφών. Οι δεξαμενές αυτές είναι σφραγισμένες οριζόντιες οριζόντιες δεξαμενές, στον πυθμένα των οποίων σχηματίζεται ένα ίζημα, αποτελούμενο από στερεά σωματίδια. Στη συνέχεια, θα σαπίσουν και θα αποσυντεθούν με αναερόβιους μικροοργανισμούς.

Ο κύριος στόχος της σήψης είναι να διαχωρίσει τα διαλυτά σωματίδια στο υγρό από αδιάλυτη και αποσυνθετική μόλυνση από αναερόβια βακτήρια. Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα της αναερόβιας επεξεργασίας στις σηπτικές δεξαμενές είναι ο ελαφρά σχηματισμός βιομάζας διαφόρων επιβλαβών μικροβίων. Αυτός ο τύπος αναερόβιας επεξεργασίας είναι λογικότερος για χρήση σε αρκετά χαμηλό επίπεδο υπογείων υδάτων.

Ο αναερόβιος καθαρισμός σε σηπτικές δεξαμενές αποτελείται από δύο στάδια ζύμωσης των λυμάτων. Αυτό είναι ξινή και αλκαλική ζύμωση.

Η όξινη ζύμωση λαμβάνει χώρα στη σηπτική δεξαμενή κατά την αρχική της πλήρωση, όταν τα λύματα δεν έχουν μολυνθεί με ιλύ που έχει υποστεί ζύμωση. Αυτό το στάδιο χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό δυσάρεστων αερίων οσμής. Η απομάκρυνση της ιλύος συνοδεύεται από κίτρινο-γκρίζες αποθέσεις, οι οποίες δεν στεγνώνουν καλά στον αέρα. Η λάσπη συνήθως επιπλέει στην επιφάνεια με αέριο.
Τα αέρια που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας όξινης ζύμωσης μετατοπίζουν οξυγόνο και βαθμιαία γεμίζουν τη σηπτική δεξαμενή, με αποτέλεσμα να αρχίζουν να αναπτύσσονται ενεργά αναερόβια βακτήρια. Αυτό υποδηλώνει ότι ξεκίνησε το δεύτερο στάδιο καθαρισμού - αλκαλική ζύμωση.

Η αλκαλική ζύμωση ονομάζεται επίσης μεθάνιο, καθώς το κύριο μέρος των προϊόντων παραγωγής αερίου στη σηπτική δεξαμενή είναι το μεθάνιο. Κατά τη διάρκεια της αλκαλικής ζύμωσης, απουσιάζει ο σχηματισμός φετιδικών αερίων. Επιπλέον, αυτή η διαδικασία χαρακτηρίζεται από μάλλον ταχεία πορεία και ο όγκος της ιλύος μειώνεται σημαντικά. Ταυτόχρονα, το λάσπη έχει ένα σκοτεινό χρώμα και στεγνώνει γρήγορα στον αέρα.

Για μια πληρέστερη αποσύνθεση της ιλύος, χρησιμοποιούνται ειδικοί τύποι στελεχών αναερόβιων βακτηρίων. Αυτό επιτρέπει την πλήρη αποσύνθεση όλων των μολύνσεων. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της αναερόβιας ζύμωσης, ο θάνατος των παθογόνων μικροοργανισμών προχωρεί με υψηλότερο ρυθμό, ως αποτέλεσμα του οποίου παράγεται ένα υψηλότερο ποιοτικό ίζημα, το οποίο χρησιμοποιείται ενεργά στη γεωργία ως οργανικό λίπασμα.

Ο όγκος των σηπτικών δεξαμενών εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα της κατανάλωσης νερού. Για παράδειγμα, εάν η κατανάλωση νερού είναι 250 λίτρα την ημέρα, τότε ο ελάχιστος όγκος της σηπτικής δεξαμενής πρέπει να είναι ίσος με περίπου 3 κυβικά μέτρα. Παραδοσιακά, οι σηπτικές δεξαμενές είναι κατασκευασμένες από πέτρες, κόκκινα τούβλα ή σκυρόδεμα με πάχος τοιχώματος τουλάχιστον 12 εκατοστά. Και σήμερα, τα δοχεία από πλαστικό, πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο και σύνθετα υαλοβάμβακα γίνονται όλο και πιο δημοφιλή. Το υλικό επιλέγεται με βάση όλα τα τεχνικά του χαρακτηριστικά: μηχανική αντοχή στην πίεση, ευαισθησία στη διάβρωση, ακαμψία και αντοχή. Το σχήμα της σηπτικής δεξαμενής μπορεί να είναι διαφορετικό, αλλά το καλύτερο σχήμα είναι η περιφέρεια, αφού οι στρογγυλοί τοίχοι κατανέμουν ομοιόμορφα την πίεση του εδάφους.

Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι, παρά τα πλεονεκτήματα του αναερόβιου καθαρισμού, η μέθοδος αυτή εξακολουθεί να έχει τα μικρά μειονεκτήματά της. Αυτά περιλαμβάνουν τα χαμηλά ποσοστά ζύμωσης και ανακύκλωσης, τον κίνδυνο έκλυσης μεθανίου, την ιδιαίτερη ευαισθησία στα βαρέα μέταλλα, καθώς και τον εμπλουτισμό των εκροών με άζωτο αμμωνίου.

Πρέπει να ειπωθεί ότι ο καθαρισμός χωρίς θρεπτικά συστατικά είναι εφικτός και ότι έχουν δημιουργηθεί όλες οι συνθήκες για τη μείωση του όγκου των αποβλήτων. Η αναερόβια μέθοδος καθαρισμού των υδάτων σε σηπτικές δεξαμενές είναι η πιο παραγωγική και ελπιδοφόρα, δεδομένου ότι η εφαρμογή της απαιτεί ελάχιστη ποσότητα εξοπλισμού σε λειτουργία και δεν υπάρχουν προβλήματα με τη διάθεση των αποβλήτων. Αυτό με τη σειρά του δίνει αναμφισβήτητα οικονομικά πλεονεκτήματα και υψηλά ποσοστά καθαρισμού.

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

Αναερόβια επεξεργασία λυμάτων

Ο αναερόβιος καθαρισμός είναι αναερόβιος (σε απουσία οξυγόνου) δύο σταδίων βιοχημικής μετατροπής της οργανικής ρύπανσης των λυμάτων σε μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Αρχικά, κάτω από τη δράση των βακτηρίων, οι οργανικές ουσίες ζυμώνονται σε απλά οργανικά οξέα (όξινη φάση), και στο δεύτερο στάδιο, αυτά τα οξέα χρησιμεύουν ήδη ως πηγή διατροφής για τα βακτήρια που σχηματίζουν μεθάνιο (αλκαλική φάση).

Η κύρια αντίδραση του σχηματισμού μεθανίου:

όπου είναι Η2Α - οργανική ύλη που περιέχει Η2.

Μεθάνιο μπορεί να σχηματιστεί ως αποτέλεσμα της διάσπασης του οξικού οξέος:

Υπό ορισμένες συνθήκες, η αμμωνία μπορεί επίσης να είναι το τελικό προϊόν.

Τα βακτήρια μεθανίου είναι πολύ ευαίσθητα στις διακυμάνσεις των εξωτερικών παραγόντων. Αυτή η κατάσταση προκαλεί λιγότερη ευελιξία και σταθερότητα της αναερόβιας διαδικασίας από την αερόβια και απαιτεί αυστηρό έλεγχο και ρύθμιση των παραμέτρων εισόδου του εκρέοντος υγρού. Τα ακόλουθα θεωρούνται βέλτιστα στη συσκευή: θερμοκρασία 30-35 ° C, pH 6,8-7,2, δυναμικό RV του μέσου ≈-0,25.

Η αναερόβια επεξεργασία μπορεί να είναι αρκετή συγκέντρωση αποβλήτων από το BOD5 τουλάχιστον 500-1000 g / m 3. Οι αναερόβιες συσκευές είναι πιο περίπλοκες στην κατασκευή από τις δεξαμενές αεροπλάνων και πιο δαπανηρές στην κατασκευή.

Συνήθως χρησιμοποιείται αναερόβιος εξοπλισμός για τη ζύμωση ιζημάτων πρωτογενών δεξαμενών καθίζησης και περίσσειας ενεργοποιημένης ιλύος αερόβιων βιοχημικών συστημάτων για την επεξεργασία οικιακών λυμάτων και των μειγμάτων τους με βιομηχανικά απόβλητα.

Ο βαθμός αποσύνθεσης των οργανικών ενώσεων είναι 40-50%.

Χρησιμοποιούνται συστήματα καθαρισμού ενός και δύο σταδίων και διάφοροι τύποι αντιδραστήρων.

Σε ένα σύστημα δύο σταδίων (εικ.), Η πρώτη δομή είναι μια συνεχής βιοστατική ροή με πλήρη ανάμιξη, η δεύτερη δομή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διαχωρίσει και να συγκεντρώσει τα στερεά (σηπτικές δεξαμενές, φυγοκεντρητές κλπ. Μπορούν επίσης να εκτελέσουν αυτή τη λειτουργία).

Το Σχ. Αναγωγικό σύστημα αποσύνθεσης δύο σταδίων (α): 1 - είσοδος αποβλήτων.

2 - έξοδος αερίου. 3 - μείγμα ιλύος. 4 - υγρή απορροή. 5 - αναστολή. 6 - ιλύς επιστροφής.

7 - συσκευή ανάμιξης. 8 - ακροφύσιο (υπόστρωμα)

Σε τέτοια συστήματα, η επιστροφή (ανακύκλωση) μέρους του ιζήματος από το δεύτερο στάδιο στο πρώτο είναι δυνατή η αύξηση της δόσης των βιολογικά ενεργών μικροοργανισμών σε αυτό και η εντατικοποίηση της διαδικασίας. Ωστόσο, η χρήση συμβατικών σηπτικών δεξαμενών στο δεύτερο στάδιο είναι δυνατή μόνο υπό την προϋπόθεση της προκαταρκτικής απαέρωσης του ρεύματος του πρώτου σταδίου, καθώς η εξέλιξη του αερίου εμποδίζει την καθίζηση. Ως εκ τούτου, συστήματα δύο σταδίων χρησιμοποιούνται κυρίως για τον μερικό διαχωρισμό δύο σταδίων αναερόβιας επεξεργασίας: την παραγωγή πτητικών οργανικών οξέων και τη ζύμωση μεθανίου.

Η αναερόβια συσκευή χρησιμοποιείται κυρίως από χωνευτές - δομές που λειτουργούν με την αρχή ενός αντιδραστήρα με πλήρη ανάμιξη.

Το Σχ. Methentank: 1 - καπάκι αερίου για τη συλλογή αερίου. 2 - αγωγός αερίου από το πώμα αερίου. 3 - αναδευτήρας προπέλας. 4 - αγωγός φόρτωσης (για παράδειγμα, ακατέργαστη λάσπη και ενεργοποιημένη λάσπη). 5 - αγωγοί για την απομάκρυνση του νερού ιλύος ή την εκκένωση των ιζηματικών ιζημάτων από διαφορετικά επίπεδα. 6 - μπεκ ψεκασμού ατμού για θέρμανση του περιεχομένου του χωνευτήρα και ανάμιξη. 7 - εκφόρτωση αγωγού μιας αιώρησης προϊόντων ζύμωσης σε στερεή φάση (για παράδειγμα, ιλύς που έχει υποστεί ζύμωση). 8 - σωλήνας κυκλοφορίας. 9 - αγωγός για την εκκένωση του χωνευτήρα

Διαχωρίστε τους χωνευτήρες ανοικτού και κλειστού τύπου (ο τελευταίος - με σκληρό ή πλωτό δάπεδο).

Σε μια δομή με σταθερή άκαμπτη επικάλυψη, το επίπεδο της μάζας ζύμωσης διατηρείται πάνω από τη βάση του λαιμού, αφού στην περίπτωση αυτή ο καθρέπτης μάζας είναι μικρός, η ένταση των καυσαερίων είναι μεγάλη και δεν σχηματίζεται κρούστα. Για να επιταχυνθεί η διαδικασία, η μάζα αναδεύεται και θερμαίνεται στους 30-40 ° C (με μεσόφιλη πέψη) με ζωντανό ατμό χαμηλής έντασης (0,2-0,46 MPa). Η κύρια κυκλοφορία στον χωνευτήρα πραγματοποιείται με έναν αναδευτήρα έλικα.

Οι τυπικοί χωνευτές έχουν ένα χρήσιμο όγκο μιας δεξαμενής 1000-3000 m 3. Συνήθως, ο όγκος αυτός χωρίζεται σε τέσσερα μέρη με διαφορετικές λειτουργίες: τον όγκο για το σχηματισμό μιας πλωτής κρούστας, τον όγκο για το νερό ιλύος, τον όγκο για την πραγματική ζύμωση, τον όγκο συμπύκνωσης και την πρόσθετη σταθεροποίηση του ιζήματος κατά την αποθήκευση (έως 60 ημέρες).

Η μέγιστη δυνατή ημερήσια δόση φόρτωσης (σε m 3 / ημέρα ανά 1 m 3 συσκευής) καθορίζεται από το γεγονός ότι η αύξηση αυτής της δόσης θα προκαλέσει υπερβολική εκκένωση με εκροή από την κατασκευή ενεργών βακτηριδιακών κυττάρων πάνω από την ανάπτυξή τους και μετά από ορισμένο χρόνο δεν θα υπάρχουν αρκετοί ενεργοί οργανισμοί στο σύστημα.

Μειονεκτήματα των αναερόβιων συστημάτων: χαμηλός ρυθμός ανάπτυξης μικροβίων, υψηλή διάρκεια παραμονής βιολογικά δραστικών ουσιών σε δομές (2-6 ημέρες).

Πλεονεκτήματα της μεθόδου: ελάχιστος σχηματισμός βιολογικά ενεργών στερεών, παραγωγή χρήσιμων προϊόντων (καύσιμο αέριο 65% μεθάνιο και 33% διοξείδιο του άνθρακα, ιλύς που έχει υποστεί ζύμωση).

Χρησιμοποιούνται τρεις τύποι κατασκευών για την επεξεργασία και τη ζύμωση της ακατέργαστης ιλύος: 1) σηπτικές δεξαμενές (σηπτικές δεξαμενές). 2) δεξαμενές καθίζησης δεξαμενών (Emscher). 3) χωνευτές.

Βιολογικός καθαρισμός νερού: αερόβιες και αναερόβιες διεργασίες

Η βιολογική επεξεργασία περιλαμβάνει την αποικοδόμηση του οργανικού συστατικού των λυμάτων από μικροοργανισμούς (βακτήρια και πρωτόζωα). Σε αυτό το στάδιο, η μεταλλοποίηση των λυμάτων, η απομάκρυνση του οργανικού αζώτου και του φωσφόρου, ο κύριος στόχος είναι η μείωση της BOD5 (βιοχημική ζήτηση οξυγόνου για 5 ημέρες, απαραίτητη για την οξείδωση των οργανικών ενώσεων στο νερό). Σύμφωνα με τα ισχύοντα πρότυπα, η περιεκτικότητα των οργανικών ουσιών σε καθαρισμένο νερό δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 mg / l.

Τόσο οι αερόβιοι όσο και οι αναερόβιοι οργανισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε βιοαποκατάσταση.

Η υποβάθμιση των οργανικών ουσιών από μικροοργανισμούς σε αερόβιες και αναερόβιες συνθήκες διεξάγεται με διαφορετικές ενεργειακές ισορροπίες συνολικών αντιδράσεων. Εξετάστε και συγκρίνετε αυτές τις διαδικασίες.

Με την αερόβια βιοοξείδωση της γλυκόζης, το 59% της ενέργειας που περιέχεται σε αυτή καταναλώνεται στην ανάπτυξη της βιομάζας και το 41% ​​είναι απώλεια θερμότητας. Αυτό οφείλεται στην ενεργό ανάπτυξη αερόβιων μικροοργανισμών. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση οργανικών ουσιών στα επεξεργασμένα απόβλητα, τόσο ισχυρότερη είναι η θέρμανση, τόσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός ανάπτυξης της μικροβιακής βιομάζας και η συσσώρευση περίσσειας ενεργοποιημένης ιλύος.

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + μικροβιακή βιομάζα + θερμότητα

Με την αναερόβια αποικοδόμηση της γλυκόζης με το σχηματισμό μεθανίου, μόνο το 8% της ενέργειας δαπανάται για την ανάπτυξη της βιομάζας, το 3% είναι απώλεια θερμότητας και το 89% μετατρέπεται σε μεθάνιο. Οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται αργά και χρειάζονται υψηλή συγκέντρωση υποστρώματος.

C6H12O6 -> 3CH4 + 3CO2 + μικροβιακή βιομάζα + θερμότητα

Αερόβια μικροβιακή κοινότητα παρουσιάζονται διαφόρων μικροοργανισμών, κυρίως βακτηρίων, διαφορετικά οξειδωτικά οργανικής ύλης στις περισσότερες περιπτώσεις ανεξάρτητα μεταξύ τους, αν και η οξείδωση ορισμένων ουσιών που μεταφέρονται από cooxidation (kometabolizm). Η αερόβια μικροβιακή κοινότητα συστημάτων ενεργοποιημένης ιλύος για καθαρισμό αερόβιου νερού αντιπροσωπεύεται από εξαιρετική βιοποικιλότητα. Τα τελευταία χρόνια, με νέες τεχνικές mokulyarno βιολογίας, ιδίως συγκεκριμένα δείγματα rRNA, της ενεργοποιημένης ιλύος έδειξε την παρουσία βακτηριακών γενών Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Πιστεύεται, ωστόσο, ότι μέχρι σήμερα δεν έχει ταυτοποιηθεί περισσότερο από το 5% των μικροοργανισμών που εμπλέκονται στην επεξεργασία αερόβιου νερού.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι πολλά αερόβια βακτήρια είναι προαιρετικά αναερόβια. Μπορούν να αναπτυχθούν απουσία οξυγόνου εις βάρος άλλων αποδέκτες ηλεκτρονίων (αναερόβια αναπνοή) ή ζύμωσης (φωσφορυλίωση υποστρώματος). Τα προϊόντα της δραστηριότητάς τους είναι διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο, οργανικά οξέα και αλκοόλες.

Η αναερόβια αποικοδόμηση των οργανικών ουσιών κατά τη διάρκεια της μεθανογένεσης διεξάγεται ως διαδικασία πολλαπλών σταδίων στην οποία πρέπει να εμπλέκονται τουλάχιστον τέσσερις ομάδες μικροοργανισμών: υδρολυτικά, ζυμωτήρες, ακετογονίδια και μεθανογενείς παράγοντες. Στην αναερόβια κοινότητα μεταξύ μικροοργανισμών υπάρχουν στενές και πολύπλοκες σχέσεις που έχουν αναλογίες σε πολυκύτταρους οργανισμούς, αφού λόγω της ειδικότητας υποστρώματος των μεθανογόνων, η ανάπτυξή τους είναι αδύνατη χωρίς τροφική σχέση με τα βακτήρια των προηγούμενων σταδίων. Με τη σειρά τους, η αρχαία μεθανόλη, χρησιμοποιώντας ουσίες που παράγονται από πρωτογενή αναερόβια, καθορίζει το ρυθμό των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται από αυτά τα βακτηρίδια. Αρχαία μεθανίου των γενών Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium και άλλοι διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην αναερόβια υποβάθμιση των οργανικών ουσιών στο μεθάνιο. Απουσία ή έλλειψη αναερόβιας αποσύνθεσης καταλήγει στο στάδιο της όξινης και ακετογόνου ζύμωσης, η οποία οδηγεί στη συσσώρευση πτητικών λιπαρών οξέων, κυρίως ελαίου, προπιονικού και οξικού, χαμηλότερου pH και διακοπής της διαδικασίας.

Το πλεονέκτημα της αερόβιας επεξεργασίας είναι η υψηλή ταχύτητα και η χρήση ουσιών σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Σημαντικά μειονεκτήματα, ιδιαίτερα όσον αφορά την επεξεργασία συμπυκνωμένων λυμάτων, είναι η υψηλή κατανάλωση ενέργειας για τον αερισμό και τα προβλήματα που σχετίζονται με την επεξεργασία και τη διάθεση μεγάλων ποσοτήτων υπερβολικής ιλύος. Η αερόβια διαδικασία χρησιμοποιείται για την επεξεργασία οικιακών λυμάτων, μερικά βιομηχανικά και χερσαία λύματα με COD όχι μεγαλύτερο από 2000. Η εξάλειψη αυτών των αδυναμιών αερόβιων τεχνολογιών μπορεί να είναι η προκαταρκτική αναερόβια επεξεργασία των συμπυκνωμένων λυμάτων με πέψη μεθανίου, η οποία δεν απαιτεί ενέργεια για αερισμό και ακόμη συνδέεται με το σχηματισμό πολύτιμων φορέων ενέργειας - μεθάνιο.

Το πλεονέκτημα της αναερόβιας διαδικασίας είναι επίσης ένας σχετικά μικρός σχηματισμός μικροβιακής βιομάζας. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την αδυναμία απομάκρυνσης οργανικών ρύπων σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Αλλά για βαθιά επεξεργασία των συμπυκνωμένων λυμάτων, η αναερόβια επεξεργασία θα πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την επόμενη αερόβια φάση (Σχήμα 1).

Το Σχ. 1. Σύγκριση υλικών και ενεργειακών ισοζυγίων μεθόδων αερόβιας και αναερόβιας επεξεργασίας λυμάτων

Η επιλογή της τεχνολογίας και των χαρακτηριστικών της επεξεργασίας λυμάτων καθορίζεται από το περιεχόμενο της οργανικής ρύπανσης σε αυτά.

Αναερόβια βιολογική επεξεργασία

Η αποσύνθεση της οργανικής ρύπανσης στην περίπτωση αυτή λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια, με τη συμμετοχή μικροοργανισμών με διαφορετικούς μηχανισμούς δράσης. Συμβατικά, ομαδοποιούνται σε τέσσερις κύριες διαδικασίες φάσης, ανάλογα με τις ουσίες που απελευθερώνονται σε κάθε στάδιο αποσύνθεσης και τους τύπους βακτηρίων που συμμετέχουν σε κάθε στάδιο της αναερόβιας ζύμωσης.

Η πρώτη, η φάση υδρόλυσης, συνίσταται στην αποσύνθεση σύνθετων υδρογονανθράκων στα απλούστερα συστατικά τους και στο νερό. Ως αποτέλεσμα της "εργασίας" των αντίστοιχων βακτηρίων, οι πρωτεΐνες διασπώνται σε αμινοξέα, σχηματίζεται σάκχαρο από υδατάνθρακες και τα λίπη μετατρέπονται σε λιπαρά οξέα. Η ενδιάμεση φάση οξείδωσης, η δεύτερη με τη σειρά της, οδηγεί στον επόμενο μετασχηματισμό σύνθετων οργανικών ενώσεων σε απλούστερες στην αλυσίδα αυτή, οι οποίες περιλαμβάνουν αλκοόλες, αλδεΰδες και οργανικά οξέα.

Η τελική οξείδωση όλων των προϊόντων σε οξικό οξύ και η εξέλιξη του υδρογόνου λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της τρίτης φάσης της αναερόβιας διαδικασίας. Η συμμετοχή βακτηρίων που σχηματίζουν μεθάνιο καθορίζει την τέταρτη φάση και συνίσταται στη διατροφή των προϊόντων των προηγούμενων σταδίων αποσύνθεσης, με το σχηματισμό μεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα. Σε αυτή την περίπτωση, το κύριο μέρος της απελευθερωμένης ενέργειας πηγαίνει στο σχηματισμό μεθανίου, επομένως, υπάρχει μόνο μια ελαφρά αύξηση της μάζας αργίλου.

Χαρακτηριστικό της αναερόβιας βιολογικής επεξεργασίας

Η ιδιαιτερότητα της αναερόβιας βιολογικής επεξεργασίας είναι η στενή σχέση μεταξύ των τεσσάρων φάσεων αποσύνθεσης και της ακολουθίας της ροής τους. Η διακοπή της ροής ενός από αυτά μπορεί να αποσταθεροποιήσει ολόκληρη τη διαδικασία της αναερόβιας αποσύνθεσης μολυσμένων αποβλήτων. Ο λόγος για αυτό είναι η ιδιαιτερότητα της ανάπτυξης μικροοργανισμών, λόγω της οποίας λαμβάνει χώρα η τελική διάσπαση στο μεθάνιο, δεδομένου ότι το θρεπτικό τους μέσο είναι ουσίες που παράγονται από βακτηρίδια στα προηγούμενα στάδια της αποσύνθεσης των ρυπογόνων οργανικών ουσιών. Ως εκ τούτου, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στον προσδιορισμό της ποιοτικής σύνθεσης της οργανικής ύλης, η οποία αποτελεί μέρος των επεξεργασμένων λυμάτων. Αυτό οφείλεται στους διαφορετικούς ρυθμούς αποσύνθεσης πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων και στην απελευθέρωση διαφορετικών όγκων μεθανίου. Για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα του αναερόβιου καθαρισμού, είναι απαραίτητο να εξασφαλιστεί η ταυτόχρονη πορεία αποσύνθεσης των ουσιών που περιέχονται στο εκρέον, που λαμβάνει χώρα στην πρώτη φάση, στο στάδιο της υδρόλυσης, το οποίο επιτυγχάνεται με το διαχωρισμό τους. Εάν ένα απόβλητο μιας ομοιογενούς σύνθεσης υποβληθεί σε επεξεργασία, τότε ο προσδιορισμός της διαδρομής κατά μήκος της οποίας θα προχωρήσει η αποσύνθεση του μολυσματικού υλικού πηγής λαμβάνει χώρα στο στάδιο της προσαρμογής της βιομάζας σε αυτή την πηγή ενέργειας.

Παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της αναερόβιας βιολογικής επεξεργασίας

Η αρνητική επίδραση, η οποία μειώνει σημαντικά την ταχύτητα ροής των δύο τελευταίων σταδίων, είναι η αυξημένη περιεκτικότητα σε οργανικά οξέα, η οποία αυξάνει την οξύτητα του υδάτινου περιβάλλοντος, οδηγώντας στην καταστολή της δραστηριότητας των οικογενειών αναερόβιων βακτηριδίων. Και αυτό μπορεί να οδηγήσει στο γεγονός ότι η διαδικασία της αποσύνθεσης της οργανικής ύλης θα σταματήσει στο δεύτερο στάδιο της οξείδωσης, φθάνοντας σε καρβοξυλικά οξέα, αλδεΰδες και αλκοόλες, που είναι ακόμα αρκετά τοξικές ουσίες.

Σε αντίθεση με την αερόβια μέθοδο, η αναερόβια βιολογική επεξεργασία είναι αποτελεσματική σε υψηλές συγκεντρώσεις ρύπων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι διαδικασίες βιολογικής επεξεργασίας, οι οποίες λαμβάνουν χώρα με τη συμμετοχή αναερόβιων βακτηρίων, δεν χρειάζονται την παρουσία οξυγόνου διαλυμένου στο νερό. Ως εκ τούτου, με τη συμμετοχή τους, είναι αδύνατη η αποτελεσματική επεξεργασία λυμάτων με υψηλή COD (χημική ζήτηση οξυγόνου) και BOD (ζήτηση χημικού οξυγόνου), κάτι που είναι αδύνατο για τους αερόβιους μικροοργανισμούς. Επιπλέον, τα αναερόβια βακτήρια, σε αντίθεση με τα αερόβια ομόλογα, δεν είναι ευαίσθητα στη δράση των επιφανειοδραστικών ουσιών και καθαρίζουν απόλυτα τις αποχετεύσεις που τις περιέχουν. Επιπλέον, όταν ενεργούν, παρατηρείται υψηλός ρυθμός μείωσης της συγκέντρωσης των ρύπων, ο οποίος συνδέεται με τη δράση της ενεργού αναερόβιας λάσπης ως παράγοντα βιοφθορισμού. Αλλά με μείωση της συγκέντρωσης των ρύπων, η αποτελεσματικότητα ενός τέτοιου καθαρισμού χρησιμοποιώντας αναερόβια βιομάζα μειώνεται αισθητά. Ως εκ τούτου, πολύ συχνά η αναερόβια και αερόβια αποσύνθεση της οργανικής ρύπανσης των λυμάτων χρησιμοποιείται στο συγκρότημα, επιτρέποντάς σας να επιτύχετε υψηλό βαθμό καθαρισμού.

Καλώς ήλθατε στην Unipedia

Μπορείτε να βρείτε πληροφορίες για αυτόνομα συστήματα επεξεργασίας λυμάτων του εμπορικού σήματος UNILOS

  • Άρθρα
  • Channeling
  • Αναερόβια επεξεργασία λυμάτων - γενικές πληροφορίες

Αναερόβια επεξεργασία λυμάτων - γενικές πληροφορίες

Η χρήση αναερόβιων αντιδραστήρων ή χωνευτών έχει αποδειχθεί πολύ αποτελεσματική σε βιομηχανικές και οικιακές εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων. Αυτή η τεχνική είναι ανώτερη από άλλες μεθόδους πρωτογενούς θεραπείας στις οικονομικές και περιβαλλοντικές επιδόσεις. Μεταξύ άλλων, για ορισμένους τύπους υγρών αποβλήτων (COD πάνω από 2000 mg / l), μόνο ο αναερόβιος καθαρισμός είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο αφαιρούνται έως και 90% των ακαθαρσιών. Για πιο αποτελεσματικό καθαρισμό του νερού καταφεύγουν σε πολυεπίπεδο καθαρισμό χρησιμοποιώντας αναερόβιους και αερόβιους μικροοργανισμούς.

Οι σύγχρονοι βιοαντιδραστήρες έχουν μια αρκετά ξεκάθαρη αρχή λειτουργίας. Είναι μια σφραγισμένη δεξαμενή που δεν έχει καμία επικοινωνία με το περιβάλλον οξυγόνου. Εντός της δεξαμενής βρίσκεται ενεργοποιημένη λάσπη - μακροκόλων των αναερόβιων μικροοργανισμών. Η ανάπτυξη της βιομάζας σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο είναι αργή, επομένως η διατήρηση του υπάρχοντος πληθυσμού είναι πολύ σημαντική για την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας καθαρισμού.

Το μεγαλύτερο μέρος της ενεργοποιημένης ιλύος είναι στον πυθμένα του αντιδραστήρα, αλλά μικροοργανισμοί υπάρχουν στα ανώτερα στρώματα του νερού ως εναιώρημα. Η αναερόβια ενεργοποιημένη λάσπη, συχνά αναφερόμενη ως μεθανογόνος, είναι ένας πυκνός κόκκος μήκους 2-3 mm. Αυτές είναι οι μικροβιακές κοινότητες. Κάθε κόκκος περιέχει διαφορετικό αριθμό διαφορετικών μικροοργανισμών · μεταξύ των πιο συνηθισμένων, μπορούν να σημειωθούν οι αρχαιές διαφορετικών γενών και μεθανοσαρκίνης. Τα τελευταία απαντώνται συχνότερα σε εξαιρετικά συγκεντρωμένα απόβλητα.

Στη διαδικασία της ζωτικής δραστηριότητας, οι κόκκοι της ιλύος διασπούν τα χημικά και βιολογικά "σκουπίδια" που εισέρχονται στα λύματα, ενώ απελευθερώνουν μεθάνιο και νερό. Στα συστήματα πολυεπίπεδης βιοαποκατάστασης, έχει δημιουργηθεί μια ακολουθία απόρριψης των κύριων προϊόντων διήθησης. Αφήνοντας το χωνευτήριο το νερό στέλνεται στη δεξαμενή αερισμού, όπου καθαρίζεται με αερόβια βακτήρια. Το αέριο ανεβαίνει και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του αντιδραστήρα. Η κανονική θερμοκρασία για την ανάπτυξη της αναερόβιας αρχαίας είναι 30 μοίρες, αλλά χάρη στην ανάπτυξη των επιλογέων, έχουν απομονωθεί οργανισμοί που λειτουργούν στους 10-20 βαθμούς.

Εκτός από τις συμπαγείς εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία αυτόνομων συστημάτων αποχέτευσης σε ιδιωτικές κατοικίες, υπάρχουν βιομηχανικά αναερόβια συγκροτήματα. Αυτά περιλαμβάνουν:

  1. λιμνοθάλασσες - άποικοι, οργανωμένοι κάτω από τον ανοιχτό ουρανό ή σε ειδικά δωμάτια. Σε περιοχές με ζεστό κλίμα, τέτοια σύμπλοκα δεν εξυπηρετούν μόνο ως μονάδα επεξεργασίας λυμάτων. Παράγει επίσης βιοαέριο που χρησιμοποιείται στα συστήματα καυσίμων των επιχειρήσεων. Τις περισσότερες φορές, οι λιμνοθάλασσες είναι τοποθετημένες κοντά σε χοιροστάσια, η υγρή κοπριά και οι αποχετεύσεις από τα σφαγεία στραγγίζονται σε αυτά.
  2. Βιομηχανικοί βιοαντιδραστήρες - ερμητικές δεξαμενές εγκατεστημένες σε σταθμούς βιολογικού καθαρισμού, επιχειρήσεις εξυπηρέτησης ή νοικοκυριά. Λόγω της απουσίας της ανάγκης για αυστηρό έλεγχο των περιβαλλοντικών συνθηκών, καθώς και ενός βραδέως αυξανόμενου πληθυσμού μικροοργανισμών, οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις αυτού του τύπου είναι οικονομικά αποδοτικές όσον αφορά τη φροντίδα και τη συντήρηση.

Κατά τον καθαρισμό των δεξαμενών στις οποίες πραγματοποιείται αναερόβια καταστροφή βιοϋλικών, καθίσταται αναγκαία η αφαίρεση μέρους του ενεργού άνθρακα. Η αφαίρεση των δοχείων μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια μηχανών ασβέσεως ή με το χέρι. Το Il δεν έχει παθογόνες ή τοξικές ιδιότητες, είναι απολύτως ακίνδυνο για τους ανθρώπους και τα ζώα. Με την παρουσία ειδικού εξοπλισμού, για παράδειγμα φυγοκεντρητές ξήρανσης (με λεπτή μάσκα), το συμπύκνωμα λάσπης μπορεί να κατασκευαστεί από το πλεόνασμα για περαιτέρω πώληση. Επιπλέον, η αναερόβια ιλύς είναι πλούσια σε μεταλλικά στοιχεία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα ή για τη διατροφή των ζώων.

Αναερόβια επεξεργασία λυμάτων

Οι χημικές εταιρείες καταναλώνουν πολλά απόβλητα και, στη συνέχεια, απορρίπτουν μια μεγάλη ποσότητα υψηλά μολυσμένων υγρών. Έτσι, το έργο ορθολογικής ολοκληρωμένης χρήσης των υδάτινων πόρων σήμερα είναι ιδιαίτερα έντονο και αποτελεί σημαντικό τεχνικό, οικονομικό και τεχνολογικό πρόβλημα. Μία από τις μεθόδους επεξεργασίας αναερόβιων λυμάτων.

Γιατί πρέπει να καθαριστούν τα λύματα;

Τα λύματα περιέχουν διάφορες ακαθαρσίες, κολλοειδή και χονδρόκοκκα σωματίδια, ορυκτές, οργανικές, βιολογικές ουσίες. Προκειμένου τα λύματα να μην έχουν αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον και να ρυπαίνουν το περιβάλλον, είναι επιτακτικό να καθαρίζονται πριν από την εκκένωση τους, το κύριο καθήκον του οποίου είναι η απολύμανση, η αποσαφήνιση, η απαέρωση, η απόσταξη, η αποσκλήρυνση. Τα λύματα που είναι μολυσμένα με διάφορες χημικές ουσίες αντιμετωπίζονται με διαφορετικούς τρόπους. Τα πιο δημοφιλή μεταξύ τους είναι μηχανικά, χημικά, φυσικοχημικά και βιολογικά.

Τι είναι η βιολογική επεξεργασία των λυμάτων;

Η βιολογική επεξεργασία πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας οργανικές ουσίες. Αυτή η τεχνική βασίζεται στην ικανότητα των μικροοργανισμών να χρησιμοποιούν οργανικές ουσίες διαλυμένες στα λύματα. Η οργανική κατανάλωση γίνεται παρουσία και απουσία οξυγόνου.

Μέθοδοι βιολογικής επεξεργασίας

Μέθοδοι βιολογικής επεξεργασίας - αερόβιες και αναερόβιες. Η αναερόβια διεξάγεται χωρίς την επαφή με οξυγόνο. Λόγω του προσιτού κόστους και της υψηλής απόδοσης, αυτή η τεχνική είναι στην ευρύτερη δυνατή ζήτηση στη σύγχρονη βιομηχανία.

Μέθοδοι αερόβιας επεξεργασίας λυμάτων: πώς επεξεργάζονται τα λύματα υπό αερόβιες συνθήκες

Η διαδικασία απολύμανσης των μολυσμένων λυμάτων με τη συμμετοχή αερόβιων μικροοργανισμών λαμβάνει χώρα υπό την προϋπόθεση της συνεχούς πρόσβασης οξυγόνου (είναι το οξυγόνο που καθορίζει τη ζωτική δραστηριότητα των οργανικών ουσιών). Η ίδια η διαδικασία καθαρισμού λαμβάνει χώρα σε δεξαμενή βιοαντιδραστήρα ή αερισμού (ειδικό δοχείο από πλαστικό, μέταλλο ή σκυρόδεμα). Στη δεξαμενή σε μικρή απόσταση από τον πυθμένα είναι κόσκινα και βούρτσες - χρησιμεύουν ως βάση για την τοποθέτηση αποικιών αερόβιων βακτηρίων.

Για να εξασφαλιστεί σταθερή πρόσβαση οξυγόνου, στο κάτω μέρος των δεξαμενών τοποθετούνται αεριστήρες, ειδικοί σωλήνες με οπές. Ο αέρας που περνά μέσα από αυτά, κορεσίζει τις παροχέτευσεις με οξυγόνο και δημιουργεί έτσι τις απαραίτητες συνθήκες για τη ζωή και την ανάπτυξη αερόβιων. Δεδομένου ότι οι διαδικασίες οξείδωσης οργανικών ουσιών συνοδεύονται από την απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας, η θερμοκρασία εργασίας μέσα στη λεκάνη αερισμού μπορεί να αυξηθεί σημαντικά.

Για κανονικά συστήματα αυτού του τύπου απαιτείται ένα πολύπλοκο σύστημα ηλεκτρονικών. Βοηθά στη διατήρηση των απαραίτητων συνθηκών για τη ζωτική δραστηριότητα των αερόβιων βακτηρίων.

Χαρακτηριστικά των διεργασιών βιολογικού καθαρισμού αναερόβιο τρόπο

Η αναερόβια επεξεργασία χρησιμοποιείται κυρίως για την απομάκρυνση της ιλύος, της ιλύος και άλλων μολυσματικών υγρών αποβλήτων. Χρησιμοποιείται επίσης για την επεξεργασία άλλων τύπων κατακρημνίσεων, στερεών αποβλήτων. Οι σηπτικές δεξαμενές είναι υπόγεια, ερμητικά σφραγισμένες οριζόντιες δεξαμενές, στον πυθμένα των οποίων σχηματίζεται ένα στερεό ίζημα. Στη συνέχεια, σβήνει και αποσυντίθεται. Αυτές οι μέθοδοι εμφανίζονται ακριβώς λόγω των επιδράσεων των αναερόβιων μικροοργανισμών.

Το κύριο έργο της σηπτικής δεξαμενής του αναερόβιου φυτού είναι ο διαχωρισμός των διαλυτών υγρών σωματιδίων από την αδιάλυτη και η αποσύνθεση των ρύπων με επεξεργασία με αναερόβιους μικροοργανισμούς. Το πλεονέκτημα των συστημάτων επεξεργασίας αναερόβιων αποβλήτων είναι η χαμηλή βιομάζα επιβλαβών μικροοργανισμών. Συνιστάται η χρήση της μεθόδου σε χαμηλό επίπεδο υπογείων υδάτων.

Μέθοδοι αναερόβιας επεξεργασίας. Αναερόβια βιολογική επεξεργασία λυμάτων

Οι διαδικασίες αναερόβιας επεξεργασίας νερού πραγματοποιούνται σε χωνευτές και βιοαντιδραστήρες (αυτές οι εγκαταστάσεις είναι σφραγισμένες). Υλικά για την κατασκευή δοχείων - μέταλλο, πλαστικό, σκυρόδεμα. Δεδομένου ότι δεν απαιτείται οξυγόνο για τη δραστηριότητα των μικροοργανισμών, όλες οι διαδικασίες καθαρισμού προχωρούν χωρίς απελευθέρωση ενέργειας και η θερμοκρασία δεν αυξάνεται. Με την αποσύνθεση των οργανικών συστατικών που βρίσκονται στο νερό, ο αριθμός των αποικιών των βακτηρίων παραμένει σχεδόν αμετάβλητος. Δεδομένου ότι δεν απαιτείται σύνθετο σύστημα ελέγχου των περιβαλλοντικών συνθηκών στην περίπτωση αυτή, το κόστος της μεθόδου είναι σχετικά χαμηλό.

Το κύριο μειονέκτημα της αναερόβιας επεξεργασίας είναι ο σχηματισμός καύσιμου αερίου μεθανίου ως αποτέλεσμα της δραστηριότητας των αναερόβιων. Επομένως, οι δομές μπορούν να εγκατασταθούν μόνο σε επίπεδες, καλά εμφυτευμένες επιφάνειες · οι αναλυτές αερίων πρέπει να τοποθετηθούν κατά μήκος της περιμέτρου τους και στη συνέχεια να συνδεθούν με ένα σύστημα συναγερμού πυρκαγιάς. Με την ευκαιρία, ο αναερόβιος καθαρισμός στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιείται για την εξυπηρέτηση εξοχικών κατοικιών και εξοχικών σπιτιών στο LOS.

Σχέδιο μονάδας επεξεργασίας λυμάτων και συσκευής ITP (θερμαντικά σημεία) κτιρίων

Η αναερόβια επεξεργασία δεν είναι ένα πλήρες σχήμα, αλλά μόνο ένα ξεχωριστό βήμα σε ένα σύνθετο σύστημα καθαρισμού λυμάτων από διάφορες μολυσματικές ουσίες. Το πρόγραμμα επεξεργασίας νερού στη μονάδα επεξεργασίας έχει ως εξής:

  1. Τα απόβλητα που περιέχουν οργανική ύλη και ανόργανες ουσίες, μεγάλα σωματίδια (πέτρες, άμμος), συνθετικά εγκλείσματα πέφτουν στον πρώτο θάλαμο (ονομάζεται σηπτική δεξαμενή). Στο φρεάτιο υπάρχει μηχανική επεξεργασία λυμάτων υπό την επίδραση της βαρύτητας. Τα κύρια βαριά εξαρτήματα εγκατασταθούν στο κάτω μέρος της δεξαμενής.
  2. Μετά από την προεπεξεργασία, τα λύματα εισέρχονται ήδη στο δεύτερο θάλαμο, όπου είναι κορεσμένα με οξυγόνο. Μεγάλες οργανικές εγκλείσεις εδώ συνθλίβονται σε μικρά σωματίδια. Σε ορισμένες εγκαταστάσεις σε αυτούς τους θαλάμους υπάρχουν έλατα και βούρτσες από χάλυβα, οι οποίες διατηρούν μη αποικοδομήσιμα συστατικά όπως πολυαιθυλένιο, συνθετικές ίνες και άλλα υλικά που είναι πρακτικά άφθαρτα.
  3. Κορεσμένα απόβλητα οξυγόνου ρέουν στο βιοαντιδραστήρα δεξαμενής, όπου η οργανική ύλη αποσυντίθεται.
  4. Ο τελικός καθαρισμός της βαρύτητας γίνεται στον τελευταίο θάλαμο. Στο κάτω μέρος αυτού του διαμερίσματος υπάρχει μια ραχοκοκαλιά ασβεστόλιθου που δεσμεύει χημικά ενεργά στοιχεία.

Μια ξεχωριστή συσκευή φιλτραρίσματος μπορεί να εγκατασταθεί επιπρόσθετα στην έξοδο της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων. Εξασφαλίζει τον μέγιστο βαθμό καθαρισμού - έως 99%. Μετά την εκκίνηση, οι σταθμοί βιολογικής επεξεργασίας λειτουργούν εντελώς αυτόνομα.

Όλες οι διεργασίες μετασχηματισμού είναι στενά αλληλένδετες και προχωρούν στην ικανότητα του αναερόβιου βιοαντιδραστήρα με τον προβλεπόμενο τρόπο. Κάθε τεχνολογική παραβίαση οδηγεί στην αποτυχία όλων των διαδικασιών. Ως εκ τούτου, ο σχεδιασμός των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ακριβέστεροι - καθώς και η προσαρμογή τους στα κατάλληλα λύματα.

Ανάλογα με την κυρίαρχη κατηγορία οργανικών ουσιών (δηλαδή τις μάζες των λυμάτων), η σύνθεση των βιοαερίων αλλάζει και το ποσοστό του μεθανίου σε αυτό. Οι υδατάνθρακες αποσυντίθενται εύκολα, αλλά δίνουν μικρότερη αναλογία μεθανίου. Με την αποσύνθεση ελαίων και λιπών σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα βιοαερίου με σημαντική περιεκτικότητα σε μεθάνιο. Οι διαδικασίες αποσύνθεσης προχωρούν αργά. Τα λιπαρά οξέα - στην περίπτωση αυτή, τα υποπροϊόντα της αποσύνθεσης ελαίων και λιπών - συχνά αποτελούν ένα επιπλέον εμπόδιο για την κανονική πορεία της διεργασίας αποσύνθεσης.

Οι πιο σύγχρονες και εξελιγμένες δομές που χρησιμοποιούνται για τη ζύμωση των ιζημάτων είναι μεταθενικά. Χάρη στη χρήση τους, ο χρόνος ζύμωσης μειώνεται σημαντικά - εξάλλου, η τεχνητή θέρμανση μειώνει σημαντικά τον όγκο των εγκαταστάσεων. Σήμερα, τα metathenki χρησιμοποιούνται συνήθως στην ξένη και οικιακή πρακτική. Οπτικά είναι δεξαμενές - οπλισμένο σκυρόδεμα, κυλινδρικού σχήματος, με κωνικό πυθμένα, ερμητική επικάλυψη. Στην κορυφή της δεξαμενής υπάρχει ένα καπάκι για τη συλλογή και την αφαίρεση των μαζών αερίων. Το Metatinki είναι εφοδιασμένο με ένα αναδευτήρα έλικας εγκατεστημένο σε έναν κυλινδρικό σωλήνα και τροφοδοτείται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα, έναν εναλλάκτη θερμότητας που έχει τη μορφή ενός συστήματος σωλήνων και σωλήνες διακλάδωσης.

Για την εκφόρτωση των ζυμωμένων μαζών, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή - μια συσκευή με έναν κατακόρυφο σωλήνα, έναν σωλήνα αποστράγγισης και μια διάταξη ασφάλισης. Ένα μίγμα φρέσκου (ακατέργαστου) ίζημα που βρίσκεται στις κύριες δεξαμενές καθίζησης, καθώς και ενεργοποιημένη λάσπη (εισέρχεται στη δευτερεύουσα δεξαμενή καθίζησης μετά τη δεξαμενή αερισμού) τροφοδοτείται μέσα στο μέταλλο. Το επόμενο στάδιο της ροής εργασίας είναι η ζύμωση. Είναι θερμοφιλική και μεσοφιλική (πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 50-55 και 30-35 βαθμούς Κελσίου). Σε θερμοφιλική ζύμωση, οι διαδικασίες αποσύνθεσης προχωρούν πολύ γρηγορότερα, αλλά το ήδη ζυμωθέν ίζημα παραιτείται χειρότερα. Το μείγμα αερίων που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της ζύμωσης αποτελείται από μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα σε αναλογία 7 προς 3.

Αερόβιες και αναερόβιες μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων: πλεονεκτήματα

Τα κύρια πλεονεκτήματα των μεθόδων βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων:

  1. Προσιτή τιμή - το κόστος καθαρισμού ενός κυβικού μέτρου αποβλήτων με τη χρήση χημικής και μηχανικής μεθόδου είναι υψηλότερο από τη χρήση της βιολογικής μεθόδου.
  2. Ευκολία χρήσης, αξιοπιστία - αμέσως μετά την εκκίνηση του σταθμού βιοκαθαρισμού, αρχίζει να λειτουργεί εντελώς αυτόνομα. Η αγορά αναλώσιμων δεν απαιτείται.
  3. Περιβαλλοντική ευελιξία - τα καθαρισμένα λύματα μπορούν να απορρίπτονται με ασφάλεια στο έδαφος χωρίς φόβο για την κατάσταση του περιβάλλοντος. Μετά τη λειτουργία του σταθμού, δεν υπάρχουν αντιδραστήρια που πρέπει να απορριφθούν σωστά. Το λάσπη που καταλήγει στον πυθμένα του θαλάμου είναι ένα εξαιρετικό λίπασμα.

Ο βαθμός καθαρισμού είναι 99%, δηλαδή είναι θεωρητικά δυνατό να πίνετε καθαρό νερό με βιολογικό τρόπο, αλλά στην πράξη είναι καλύτερο να μην το κάνετε αυτό. Δεδομένου ότι οι βακτηριακές αποικίες έχουν την ικανότητα να αναπαράγονται, αρκεί να τις αντικαταστήσουν μία φορά κάθε πέντε χρόνια.

Φυσική βιολογική επεξεργασία

Στη φύση, διεξάγονται οι βιολογικές διαδικασίες καθαρισμού του νερού, αλλά χρειάζονται χρόνια. Εάν τα μολυσμένα απόβλητα εισέρχονται στο έδαφος, απορροφώνται αμέσως στο έδαφος, όπου επεξεργάζονται με ειδικούς μικροοργανισμούς. Όταν εισάγεται υγρό στο αργιλώδες έδαφος, σχηματίζεται βιοσπόνδυλο - μέσα σε αυτό, τα λύματα φωτίζονται βαθμιαία υπό την επίδραση της διαδικασίας βαρύτητας και σχηματίζονται οργανικά ιζήματα στο κάτω μέρος. Αλλά αυτές οι διαδικασίες χρειάζονται πολύ χρόνο - και ενώ η ίδια η φύση καθαρίζει το νερό από τη ρύπανση, η οικολογική κατάσταση επιδεινώνεται ταχέως.

Συμπέρασμα

Η αναερόβια μέθοδος επεξεργασίας λυμάτων έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της. Από τη μία πλευρά, δεν σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα ενεργοποιημένης ιλύος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καθαρισμού, πράγμα που σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να απορριφθεί. Από την άλλη πλευρά, η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε χαμηλές συγκεντρώσεις του υποστρώματος. Περίπου το 89% της ενέργειας δαπανάται για την παραγωγή μεθανίου, ο ρυθμός αύξησης της βιομάζας είναι χαμηλός. Η αποτελεσματικότητα καθαρισμού της υπό εξέταση μεθόδου είναι υψηλή, αλλά σε μερικές περιπτώσεις η εκροή καθαρίζεται ακόμη.

Αναερόβια μέθοδος

Οι αναερόβιες μέθοδοι καθαρισμού πραγματοποιούνται χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο (διαδικασία ζύμωσης), χρησιμοποιούνται για την εξουδετέρωση των ιζημάτων. Οι αναερόβιες διεργασίες συμβαίνουν στους λεγόμενους χωνευτές.

Methantank (δεξαμενή μεθανίου + Αγγλικά)

εγκατάσταση ζύμωσης

τα απόβλητα που συνιστούν

κλειστή δεξαμενή εξοπλισμένη με συσκευή για θέρμανση λόγω της καύσης ελευθέρου μεθάνιου.

Η αναερόβια μέθοδος καθαρισμού μπορεί να θεωρηθεί ως μία από τις πιο ελπιδοφόρες παρουσία υψηλής συγκέντρωσης στα λύματα οργανικής ύλης ή για την επεξεργασία οικιακών λυμάτων.

• Το πλεονέκτημά του έναντι των αερόβιων μεθόδων είναι η απότομη μείωση του λειτουργικού κόστους (για τους αναερόβιους μικροοργανισμούς, δεν απαιτείται επιπλέον αερισμός του νερού) και την απουσία προβλημάτων που συνδέονται με τη διάθεση της περίσσειας βιομάζας.

• Ένα άλλο πλεονέκτημα των αναερόβιων αντιδραστήρων είναι ελάχιστο

την ποσότητα εξοπλισμού που απαιτείται για την κανονική λειτουργία του αντιδραστήρα.

Αλλά ταυτόχρονα, τα αναερόβια φυτά εκπέμπουν το προϊόν της ζωτικής δραστηριότητας των μικροοργανισμών - μεθανίου, οπότε πρέπει να παρακολουθείτε συνεχώς τη συγκέντρωσή του στον αέρα.

Όλες οι παραπάνω μέθοδοι χρησιμοποιούνται μόνο μέχρι ένα ορισμένο επίπεδο συγκέντρωσης ρύπων στα λύματα. Πριν απορρίψετε τα λύματα στη δεξαμενή, πρέπει να περάσουν από 3-4 στάδια καθαρισμού. Επιπλέον, μερικές φορές εκτός από τη βιολογική επεξεργασία απαιτεί ιονισμό ή υπεριώδη ακτινοβολία.

Εικ.3. Στάδιο διάσπασης του σχήματος

Όταν αναερόβως μετατρέπονται τα οργανικά υποστρώματα σε μεθάνιο υπό την επήρεια μικροοργανισμών, πρέπει να εφαρμόζονται με συνέπεια 4 στάδια αποσύνθεσης. Ξεχωριστές ομάδες οργανικών ρύπων (υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λιπίδια / λίπη) στη διαδικασία υδρόλυσης πρώτα μετατρέπονται στα αντίστοιχα μονομερή (σάκχαρα, αμινοξέα, λιπαρά οξέα). Περαιτέρω, αυτά τα μονομερή μετατρέπονται σε οργανικά οξέα βραχείας αλυσίδας, αλκοόλες και αλδεΰδες κατά την ενζυματική αποσύνθεση (ακιτογένεση), οι οποίες στην συνέχεια οξειδώνονται περαιτέρω προς οξικό οξύ, το οποίο συνδέεται με την παραγωγή υδρογόνου. Μόνο μετά από αυτό έρχεται η στροφή προς το σχηματισμό του μεθανίου στο στάδιο της μεθανογένεσης. Μαζί με το μεθάνιο, το διοξείδιο του άνθρακα σχηματίζεται επίσης ως παραπροϊόν.

Η περίσσεια ενεργοποιημένης ιλύος, όπως ήδη αναφέρθηκε, μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με δύο τρόπους: μετά την ξήρανση, ως λίπασμα ή σε ένα αναερόβιο σύστημα καθαρισμού. Οι ίδιες μέθοδοι καθαρισμού χρησιμοποιούνται στη ζύμωση υψηλής συγκέντρωσης λυμάτων που περιέχουν μεγάλη ποσότητα οργανικής ύλης. Οι διεργασίες ζύμωσης διεξάγονται σε ειδικές συσκευές - μεταστάσεις.

Η αποσύνθεση της οργανικής ύλης αποτελείται από τρία στάδια:

• διάλυση και υδρόλυση οργανικών ενώσεων.

Στο πρώτο στάδιο σύνθετες οργανικές ουσίες μετατρέπονται σε βουτυρικά, προπιονικά και γαλακτικά οξέα. Στο δεύτερο στάδιο αυτά τα οργανικά οξέα μετατρέπονται σε οξύ ουρανίου, υδρογόνο, διοξείδιο του άνθρακα. Στο τρίτο στάδιο τα βακτήρια που σχηματίζουν μεθάνιο μειώνουν το διοξείδιο του άνθρακα στο μεθάνιο με απορρόφηση υδρογόνου. Σύμφωνα με τη σύνθεση των ειδών, ο βιοκενός της μετααισθησίας είναι πολύ φτωχότερος από τα αερόβια βιοκενικά.

Οι αναερόβιοι αντιδραστήρες είναι συνήθως δεξαμενές από οπλισμένο σκυρόδεμα ή μέταλλο που περιέχουν ελάχιστο, σε σύγκριση με τους αντιδραστήρες αερόβιου καθαρισμού, εξοπλισμό. Ωστόσο, η ζωτική δραστηριότητα των αναερόβιων βακτηρίων συνδέεται με την απελευθέρωση του μεθανίου, η οποία συχνά απαιτεί την οργάνωση ενός ειδικού συστήματος παρατηρήσεων της συγκέντρωσής του στον αέρα.

Εικ.4. Σχέδιο εργασίας του χωνευτή

Δομικά, ο χωνευτής είναι μια κυλινδρική ή λιγότερο συχνά ορθογώνια δεξαμενή που μπορεί να βυθιστεί πλήρως ή μερικώς στο έδαφος. Ο πυθμένας του χωνευτή έχει μια σημαντική μεροληψία προς το κέντρο. Η οροφή του χωνευτή μπορεί να είναι άκαμπτη ή πλωτή. Στους κατακόρυφους χωνευτές οροφής μειώνεται ο κίνδυνος αύξησης της πίεσης στον εσωτερικό όγκο.

Τα τοιχώματα και ο πυθμένας του χωνευτήρα είναι κατά κανόνα κατασκευασμένα από οπλισμένο σκυρόδεμα.

Η λάσπη και η ενεργοποιημένη λάσπη εισέρχονται από το άνω μέρος του σωλήνα πέψης. Για να επιταχυνθεί η διαδικασία ζύμωσης, οι χωνευτές θερμαίνονται και το περιεχόμενο αναμειγνύεται. Η θέρμανση πραγματοποιείται με ένα ψυγείο νερού ή ατμού. Απουσία οξυγόνου από οργανικές ουσίες (λίπη, πρωτεΐνες κ.λπ.) σχηματίζονται λιπαρά οξέα, από τα οποία σχηματίζονται μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα κατά τη διάρκεια της περαιτέρω ζύμωσης.

Η ζυμωμένη ιλύς υψηλής υγρασίας απομακρύνεται από τον πυθμένα του χωνευτή και αποστέλλεται για ξήρανση (για παράδειγμα, κρεβάτια ιλύος). Το προκύπτον αέριο εκκενώνεται μέσω των σωλήνων στην οροφή του χωνευτή. Από ένα κυβικό μέτρο ίζημα στο χωνευτή 12-16 κυβικά μέτρα φυσικού αερίου, στο οποίο περίπου το 70% είναι το μεθάνιο.

Η επεξεργασία των αναερόβιων λυμάτων έχει ορισμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

• η διαδικασία δεν παράγει πολύ περίσσεια ενεργοποιημένης ιλύος, επομένως, δεν υπάρχουν προβλήματα με τη διάθεσή της.

• Το 89% της ενέργειας της διαδικασίας πηγαίνει στην παραγωγή μεθανίου.

• μια τέτοια μέθοδος καθαρισμού είναι δυνατή μόνο σε χαμηλές συγκεντρώσεις του υποστρώματος.

• αρκετά χαμηλό ρυθμό αύξησης της βιομάζας.

• Απλούστερος εξοπλισμός σε σύγκριση με τον αερόβιο καθαρισμό.

Η παραπάνω μέθοδος εφαρμόζεται όταν η συγκέντρωση ορισμένων ρύπων δεν υπερβαίνει το επιτρεπτό επίπεδο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν τρία ή τέσσερα στάδια προεπεξεργασίας των λυμάτων προκειμένου να επιτευχθεί η απαιτούμενη περιεκτικότητα ορισμένων ουσιών. Επιπλέον, για την απόρριψη λυμάτων που έχουν ήδη υποστεί επεξεργασία στη δεξαμενή μετά από εγκαταστάσεις βιολογικής επεξεργασίας, είναι συχνά απαραίτητος πρόσθετος καθαρισμός (για παράδειγμα, με οζονισμό ή ακτινοβολία με υπεριώδη ακτινοβολία).

Το πλεονέκτημα της αερόβιας επεξεργασίας είναι η υψηλή ταχύτητα και η χρήση ουσιών σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Σημαντικά μειονεκτήματα, ιδιαίτερα όσον αφορά την επεξεργασία συμπυκνωμένων λυμάτων, είναι η υψηλή κατανάλωση ενέργειας για τον αερισμό και τα προβλήματα που σχετίζονται με την επεξεργασία και τη διάθεση μεγάλων ποσοτήτων υπερβολικής ιλύος. Η αερόβια διεργασία χρησιμοποιείται στον καθαρισμό των δημοτικών, βιομηχανικών και κάποια λυμάτων χοίρων με COD όχι υψηλότερη από το 2000. Διαγραφή τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα μπορεί αερόβιο τεχνολογίες προκαταρκτική αναερόβια επεξεργασία συμπυκνωμένου μεθόδου ζυμώσεως μεθανίου λυμάτων η οποία δεν απαιτεί την κατανάλωση ενέργειας για εξαερισμός και επιπλέον συζυγούς για να σχηματίσει μια ενεργειακή αξία - μεθάνιο.

Το πλεονέκτημα της αναερόβιας διαδικασίας είναι επίσης ένας σχετικά μικρός σχηματισμός μικροβιακής βιομάζας. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την αδυναμία απομάκρυνσης οργανικών ρύπων σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Για βαθιά επεξεργασία συμπυκνωμένων λυμάτων, η αναερόβια επεξεργασία πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με το επόμενο αερόβιο στάδιο. Η επιλογή της τεχνολογίας και των χαρακτηριστικών της επεξεργασίας λυμάτων καθορίζεται από το περιεχόμενο της οργανικής ρύπανσης σε αυτά.

Αναερόβιος καθαρισμός νερού

Κύρια σελίδα> Περίληψη> Οικολογία

1. Βιολογικός καθαρισμός νερού: αερόβιες και αναερόβιες διεργασίες....... 3

2. Χαρακτηριστικά των αναερόβιων διεργασιών που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της βιολογικής επεξεργασίας..............................................................6

3. Εγκαταστάσεις για την επεξεργασία αναερόβιων λυμάτων....................10

Ακόμα και στις πόλεις της αρχαίας Αιγύπτου, της Ελλάδας και της Ρώμης υπήρχαν συστήματα αποχέτευσης μέσω των οποίων μεταφέρθηκαν απόβλητα ανθρώπων και ζώων σε δεξαμενές - ποτάμια, λίμνες και θάλασσα. Στην αρχαία Ρώμη, πριν από την εκφόρτωση στο Τίβερη, τα λύματα συσσωρεύτηκαν και διατηρήθηκαν σε μια δεξαμενή βόθρων - το cloaca. Τον Μεσαίωνα, αυτή η εμπειρία ήταν σε μεγάλο βαθμό ξεχασμένη, ξεσπάσματα, περιττώματα ανθρώπων και ζώων, χύνεται στους δρόμους της πόλης και αφαιρείται περιστασιακά. Αυτό προκάλεσε ρύπανση και μόλυνση των πηγών πόσιμου νερού και οδήγησε στην εμφάνιση επιδημιών χολέρας, τυφοειδούς, αμειβικής δυσεντερίας και άλλων.

Στις αρχές του 19ου αιώνα δημιουργήθηκε στην Αγγλία μια τουαλέτα. Υπήρχε προφανής ανάγκη επεξεργασίας λυμάτων και πρόληψής τους να εισέλθουν σε πηγές πόσιμου νερού. Τα απόβλητα συλλέχθηκαν και διατηρήθηκαν σε μεγάλες δεξαμενές, το ίζημα χρησιμοποιήθηκε ως λίπασμα.

Στις αρχές του εικοστού αιώνα αναπτύχθηκαν εντατικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων, συμπεριλαμβανομένων των πεδίων άρδευσης, όπου καθαρίστηκε το νερό, διηθήθηκε μέσω του εδάφους, θρυμματισμένο πέτρωμα και φίλτρα αμμοβολής, καθώς και δεξαμενές με αναγκαστική αερισμό - δεξαμενές αεροπλάνων. Οι τελευταίες είναι η κύρια εγκατάσταση σύγχρονων σταθμών αερόβιας επεξεργασίας αστικών λυμάτων. Αρχικά, ο κύριος σκοπός της επεξεργασίας λυμάτων ήταν η απολύμανσή τους. Η κατανόηση της σημασίας της ποιότητας επεξεργασίας λυμάτων για την προστασία των φυσικών δεξαμενών ήρθε αργότερα.

Το πρόβλημα του καθαρού νερού είναι ένα από τα πιο επείγοντα προβλήματα του νέου αιώνα. Προς το παρόν, έχουν αναπτυχθεί και αναπτύσσονται σύγχρονες τεχνολογίες επεξεργασίας λυμάτων. Οι φυσικές και οι φθηνότερες βιολογικές μέθοδοι καθαρισμού, που αντιπροσωπεύουν την εντατικοποίηση των φυσικών διεργασιών αποσύνθεσης οργανικών ενώσεων από μικροοργανισμούς υπό αερόβιες ή αναερόβιες συνθήκες, έχουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον και προοπτική.

Σκοπός της περίληψης: να εξετάσει τη μέθοδο της αναερόβιας επεξεργασίας λυμάτων, για να ανακαλύψει τα οφέλη της.

1. Βιολογικός καθαρισμός νερού: αερόβιες και αναερόβιες διεργασίες

Η βιολογική επεξεργασία περιλαμβάνει την αποικοδόμηση του οργανικού συστατικού των λυμάτων από μικροοργανισμούς (βακτήρια και πρωτόζωα). Σε αυτό το στάδιο, η μεταλλοποίηση των λυμάτων, η απομάκρυνση του οργανικού αζώτου και του φωσφόρου, ο κύριος στόχος είναι η μείωση της BOD5 (βιοχημική ζήτηση οξυγόνου για 5 ημέρες, απαραίτητη για την οξείδωση των οργανικών ενώσεων στο νερό). Σύμφωνα με τα ισχύοντα πρότυπα, η περιεκτικότητα των οργανικών ουσιών σε καθαρισμένο νερό δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 mg / l.

Τόσο οι αερόβιοι όσο και οι αναερόβιοι οργανισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε βιοαποκατάσταση.

Η υποβάθμιση των οργανικών ουσιών από μικροοργανισμούς σε αερόβιες και αναερόβιες συνθήκες διεξάγεται με διαφορετικές ενεργειακές ισορροπίες συνολικών αντιδράσεων. Εξετάστε και συγκρίνετε αυτές τις διαδικασίες.

Με την αερόβια βιοοξείδωση της γλυκόζης, το 59% της ενέργειας που περιέχεται σε αυτή καταναλώνεται στην ανάπτυξη της βιομάζας και το 41% ​​είναι απώλεια θερμότητας. Αυτό οφείλεται στην ενεργό ανάπτυξη αερόβιων μικροοργανισμών. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση οργανικών ουσιών στα επεξεργασμένα απόβλητα, τόσο ισχυρότερη είναι η θέρμανση, τόσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός ανάπτυξης της μικροβιακής βιομάζας και η συσσώρευση περίσσειας ενεργοποιημένης ιλύος.

Με την αναερόβια αποικοδόμηση της γλυκόζης με το σχηματισμό μεθανίου, μόνο το 8% της ενέργειας δαπανάται για την ανάπτυξη της βιομάζας, το 3% είναι απώλεια θερμότητας και το 89% μετατρέπεται σε μεθάνιο. Οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται αργά και χρειάζονται υψηλή συγκέντρωση υποστρώματος.

Αερόβια μικροβιακή κοινότητα παρουσιάζονται διαφόρων μικροοργανισμών, κυρίως βακτηρίων, διαφορετικά οξειδωτικά οργανικής ύλης στις περισσότερες περιπτώσεις ανεξάρτητα μεταξύ τους, αν και η οξείδωση ορισμένων ουσιών που μεταφέρονται από cooxidation (kometabolizm). Η αερόβια μικροβιακή κοινότητα συστημάτων ενεργοποιημένης ιλύος για καθαρισμό αερόβιου νερού αντιπροσωπεύεται από εξαιρετική βιοποικιλότητα. Τα τελευταία χρόνια, με νέες τεχνικές mokulyarno βιολογίας, ιδίως συγκεκριμένα δείγματα rRNA, της ενεργοποιημένης ιλύος έδειξε την παρουσία βακτηριακών γενών Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Πιστεύεται, ωστόσο, ότι μέχρι σήμερα δεν έχει ταυτοποιηθεί περισσότερο από το 5% των μικροοργανισμών που εμπλέκονται στην επεξεργασία αερόβιου νερού.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι πολλά αερόβια βακτήρια είναι προαιρετικά αναερόβια. Μπορούν να αναπτυχθούν απουσία οξυγόνου εις βάρος άλλων αποδέκτες ηλεκτρονίων (αναερόβια αναπνοή) ή ζύμωσης (φωσφορυλίωση υποστρώματος). Τα προϊόντα της δραστηριότητάς τους είναι διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο, οργανικά οξέα και αλκοόλες.

Η αναερόβια αποικοδόμηση των οργανικών ουσιών κατά τη διάρκεια της μεθανογένεσης διεξάγεται ως διαδικασία πολλαπλών σταδίων στην οποία πρέπει να εμπλέκονται τουλάχιστον τέσσερις ομάδες μικροοργανισμών: υδρολυτικά, ζυμωτήρες, ακετογονίδια και μεθανογενείς παράγοντες. Στην αναερόβια κοινότητα μεταξύ μικροοργανισμών υπάρχουν στενές και πολύπλοκες σχέσεις που έχουν αναλογίες σε πολυκύτταρους οργανισμούς, αφού λόγω της ειδικότητας υποστρώματος των μεθανογόνων, η ανάπτυξή τους είναι αδύνατη χωρίς τροφική σχέση με τα βακτήρια των προηγούμενων σταδίων. Με τη σειρά τους, η αρχαία μεθανόλη, χρησιμοποιώντας ουσίες που παράγονται από πρωτογενή αναερόβια, καθορίζει το ρυθμό των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται από αυτά τα βακτηρίδια. Αρχαία μεθανίου των γενών Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium και άλλοι διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην αναερόβια υποβάθμιση των οργανικών ουσιών στο μεθάνιο. Απουσία ή έλλειψη αναερόβιας αποσύνθεσης καταλήγει στο στάδιο της όξινης και ακετογόνου ζύμωσης, η οποία οδηγεί στη συσσώρευση πτητικών λιπαρών οξέων, κυρίως ελαίου, προπιονικού και οξικού, χαμηλότερου pH και διακοπής της διαδικασίας.

Το πλεονέκτημα της αερόβιας επεξεργασίας είναι η υψηλή ταχύτητα και η χρήση ουσιών σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Σημαντικά μειονεκτήματα, ιδιαίτερα όσον αφορά την επεξεργασία συμπυκνωμένων λυμάτων, είναι η υψηλή κατανάλωση ενέργειας για τον αερισμό και τα προβλήματα που σχετίζονται με την επεξεργασία και τη διάθεση μεγάλων ποσοτήτων υπερβολικής ιλύος. Η αερόβια διεργασία χρησιμοποιείται στον καθαρισμό των δημοτικών, βιομηχανικών και κάποια λυμάτων χοίρων με COD όχι υψηλότερη από το 2000. Διαγραφή τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα μπορεί αερόβιο τεχνολογίες προκαταρκτική αναερόβια επεξεργασία συμπυκνωμένου μεθόδου ζυμώσεως μεθανίου λυμάτων η οποία δεν απαιτεί την κατανάλωση ενέργειας για εξαερισμός και επιπλέον συζυγούς για να σχηματίσει μια ενεργειακή αξία - μεθάνιο.

Το πλεονέκτημα της αναερόβιας διαδικασίας είναι επίσης ένας σχετικά μικρός σχηματισμός μικροβιακής βιομάζας. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την αδυναμία απομάκρυνσης οργανικών ρύπων σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Αλλά για βαθιά επεξεργασία των συμπυκνωμένων λυμάτων, η αναερόβια επεξεργασία θα πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την επόμενη αερόβια φάση (Σχήμα 1).


Το Σχ. 1. Σύγκριση υλικών και ενεργειακών ισοζυγίων μεθόδων αερόβιας και αναερόβιας επεξεργασίας λυμάτων.

Η επιλογή της τεχνολογίας και των χαρακτηριστικών της επεξεργασίας λυμάτων καθορίζεται από το περιεχόμενο της οργανικής ρύπανσης σε αυτά.

2. Χαρακτηριστικά των αναερόβιων διεργασιών που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της βιολογικής επεξεργασίας

Έτσι, ο αναερόβιος βιοχημικός καθαρισμός (ζύμωση ή ζύμωση μεθανίου) είναι η ανοργανοποίηση της οργανικής ύλης από βιομηχανικά ή οικιακά απόβλητα ως αποτέλεσμα της οξείδωσης της με τη βοήθεια αναερόβιων μικροοργανισμών στη διαδικασία χρήσης αυτής της ουσίας ως πηγής τροφής.

Οι διεργασίες αναερόβιας οξείδωσης προχωρούν χωρίς πρόσβαση στο μοριακό οξυγόνο, ενώ ανιόντα που περιέχουν οξυγόνο χρησιμεύουν ως πηγή οξυγόνου στο νερό: κλπ. Η μέθοδος βασίζεται στην ικανότητα ορισμένων μικροοργανισμών να υδρολύουν σύνθετες οργανικές ενώσεις στη διάρκεια της ζωής τους και στη συνέχεια να χρησιμοποιούν βακτήρια που σχηματίζουν μεθάνιο για να τα μετατρέψουν σε μεθάνιο και ανθρακικό οξύ. Για παράδειγμα, μπορούμε να δώσουμε δύο πιθανά διαγράμματα διεργασιών ζύμωσης γλυκόζης:

Η βιολογική αποσύνθεση σύνθετων οργανικών ενώσεων συμβαίνει σε διάφορες φάσεις, το ένα μετά το άλλο, ως αποτέλεσμα της έκθεσης σε διάφορες ομάδες βακτηρίων. Αυτή τη στιγμή, διαρκώς σχηματίζονται και αποσυντίθενται διάφορα ενδιάμεσα προϊόντα. Πολύ μεγάλο, μπορείτε να επιλέξετε τέσσερα κύρια στάδια (Εικ. 2).