Anaerob spildevandsbehandling

Anaerob rensning er anaerob (i fravær af ilt) to-trins proces med biokemisk omdannelse af organisk forurening af spildevand til metan og kuldioxid. I første omgang fermenteres organiske stoffer til simple organiske syrer (sur fase), og i anden fase tjener disse syrer allerede som ernæringskilde for metandannende bakterier (alkalisk fase).

Hovedreaktionen af ​​metangannelse:

hvor er H2A - organisk materiale indeholdende H2.

Methan kan dannes som følge af nedbrydning af eddikesyre:

Under visse omstændigheder kan ammoniak også være slutproduktet.

Metanbakterier er meget følsomme for udsving i eksterne faktorer. Denne omstændighed medfører mindre fleksibilitet og stabilitet i den anaerobe proces end den aerobiske, og kræver streng kontrol og indstilling af indgangsparametrene for udløbsstrømmen. Følgende anses for at være optimale i apparatet: temperatur 30-35 0 С, pH 6,8-7,2, RV-potentiale af mediet ≈-0,25.

Anaerob behandling kan være nok koncentreret spildevand fra BOD5 ikke mindre end 500-1000 g / m3. Anaerobe anordninger er mere komplicerede i konstruktion end aero-tanke og dyrere i konstruktion.

Normalt anvendes anaerobt udstyr til fermentering af sedimenter af primære sedimentationstanke og overskydende aktiveret slam af aerobiske biokemiske systemer til behandling af husholdningsaffald og deres blandinger med industriaffald.

Graden af ​​dekomponering af organiske forbindelser er 40-50%.

En- og to-trinsrensningssystemer og forskellige typer reaktorer foreslås og anvendes.

I et to-trins system (fig.) Er den første struktur en kontinuerlig kontinuerlig strømningsbiostation med fuld blanding, den anden struktur kan anvendes til at adskille og koncentrere faste stoffer (septiktanke, centrifuger osv. Kan også udføre denne funktion).

Fig. 2-trins anaerobt nedbrydningssystem (a): 1 - affaldsindgang

2 - gasudtag; 3 - slamblanding; 4 - flydende afstrømning 5 - suspension; 6-retur slam;

7 - enhed til blanding 8 - dyse (substrat)

I sådanne systemer er det muligt at returnere (recirkulere) en del af sedimentet fra anden fase til første fase for at øge dosen af ​​biologisk aktive mikroorganismer i den og for at intensivere processen. Brugen af ​​konventionelle septiktanke i anden fase er dog kun mulig under betingelse af forudgående afgassning af strømmen af ​​første fase, da gasudvikling forhindrer afvikling. Derfor anvendes to-trinsystemer hovedsagelig til delvist adskillelse af to faser af anaerob behandling: produktion af flygtige organiske syrer og metanfermentering.

Det anaerobe apparat anvendes hovedsageligt af fordøjere - strukturer, der arbejder på princippet om en reaktor med fuldstændig blanding.

Fig. Methentank: 1 - gasdæksel til opsamling af gas; 2 - gasledning fra gasdækslet; 3-propeller omrører; 4 - rørledning til lastning (for eksempel råslam og aktiveret slam); 5 - rørledninger til fjernelse af slamvand eller udledning af fermenteret sediment fra forskellige niveauer; 6 - dampinjektionsinjektor til opvarmning af indholdet af kokeren og blanding 7 - rørledning aflæsning af en suspension af fermenteringsprodukter i fast fase (for eksempel fermenteret slam); 8 - cirkulationsrør; 9 - rørledning til tømning af kokeren

Skelne mellem fordøjere af åbne og lukkede typer (sidstnævnte - med et hårdt eller flydende gulv).

I en struktur med en fast stiv overlapning (fig.) Holdes niveauet af fermenteringsmassen over bunden af ​​nakken, da massespejlet er i dette tilfælde lille, intensiteten af ​​udstødningsgasserne er stor, og der er ingen skorpe dannet. For at fremskynde processen omrøres massen og opvarmes til 30-40 ° C (med mesofil fordøjelse) med lav temperatur akut damp (0,2-0,46 MPa). Hovedcirkulationen i kokeren udføres af en propelleromrører.

Typiske fordøjere har et nyttigt volumen på en tank 1000-3000 m 3. Konventionelt er dette volumen opdelt i fire dele med forskellige funktioner: volumen til dannelse af en flydende skorpe, volumen for slamvand, volumen til den faktiske fermentering, volumen til komprimering og yderligere stabilisering af sedimentet under opbevaring (op til 60 dage).

Den maksimale mulige daglige dosis af indlæsning (i m 3 / dag pr. 1 m 3 apparat) bestemmes af, at en stigning i denne dosis vil forårsage overskydende udledning med udstrømning fra opbygningen af ​​aktive bakterieceller over deres vækst, og efter en vis tid vil der ikke være tilstrækkelige aktive organismer i systemet.

Ulemper ved anaerobe systemer: lav vækstmængde af mikrober, høj varighed af ophold af biologisk aktive stoffer i strukturer (2-6 dage).

Fordelene ved metoden: minimal dannelse af biologisk aktive stoffer, produktion af nyttige produkter (brændbar gas 65% methan og 33% carbondioxid, fermenteret slam).

Tre typer af strukturer bruges til at behandle og gærre det rå slam: 1) septiktanke (septiktanke); 2) Bunk sedimentation tanks (Emscher); 3) fordøjere.

Hovedmenu

Velkommen! Næsten alle typer af spildevand gennemgår bioremediering. Til denne form for filtrering er der skabt særlige forhold, hvor særlige mikroorganismer nedbryder og behandler forskellige organiske stoffer, som forurener vand.

En af de mest populære metoder til sådan behandling er den anaerobe proces, det vil sige rengøring uden luft. Denne rengøring sker i særlige septiktanke kaldet septiktanke.

Anaerob behandling i septiktanke bruges primært til at fjerne slam, slam og andre forurenende stoffer fra spildevand, samt til behandling af andre typer slam og fast formaffald. Septiktanke selv er forseglede forseglede vandrette vandretanke, i bunden af ​​hvilket der dannes et bundfald bestående af faste partikler. Derefter vil det rådne og nedbrydes med anaerobe mikroorganismer.

Septiktankens hovedopgave er at adskille opløselige partikler i væsken fra uopløselige og nedbryde forurening af anaerobe bakterier. Den ubestridelige fordel ved anaerob behandling i septiktanke er den lette dannelse af biomasse af forskellige skadelige mikrober. Denne type anaerob behandling er mere rimelig at anvende på et tilstrækkeligt lavt niveau af grundvand.

Anaerob rengøring i septiktanke består af to faser af gæring af spildevand. Dette er sur og alkalisk fermentering.

Syrefermentering finder sted i septiktanken under sin første påfyldning, når spildevandet ikke er forurenet med fermenteret slam. Denne fase er karakteriseret ved dannelsen af ​​ubehagelige lugtgasser. Slamfjernelse ledsages af gulgrålejringer, som ikke tørrer godt i luften. Slam flyder oftest til overfladen med gas.
De gasser, der frigives under surfermenteringsprocessen, forskyder ilt og gradvist fylder septiktanken, hvilket resulterer i, at anaerobe bakterier begynder at udvikle sig aktivt. Dette tyder på, at den anden fase af oprensningen er begyndt - alkalisk fermentering.

Alkalisk gæring kaldes også methan, da hovedproduktet af gasproduktionsprodukterne i septiktanken er methan. Under alkalisk fermentering er dannelsen af ​​fedtgasser fraværende, desuden er denne proces kendetegnet ved et forholdsvis hurtigt forløb, og mængden af ​​slam reduceres signifikant. Samtidig har silt en mørk farve og tørrer hurtigt i luften.

For en mere fuldstændig nedbrydning af slam anvendes særlige typer anaerobe bakteriestammer. Dette giver mulighed for fuldstændig opløsning af alle forurenende stoffer. Desuden går den døende ud af patogene mikroorganismer i en højere hastighed under anaerob gæring, hvilket resulterer i dannelse af et højere kvalitet af bundfald, som aktivt anvendes i landbruget som organisk gødning.

Volumenet af septiktanke afhænger direkte af mængden af ​​vandforbrug. For eksempel, hvis vandforbruget er 250 liter pr. Dag, skal minimumsvolumenet af septiktanken være lig med ca. 3 kubikmeter. Traditionelt er septiktanke lavet af sten, røde mursten eller betonringe med en vægtykkelse på mindst 12 centimeter. Og i dag bliver plastik, polyethylen, polypropylen og kompositglasfiberbeholdere stadig mere populære. Materialet er valgt ud fra alle dets tekniske egenskaber: mekanisk trykbestandighed, modstandsdygtighed mod korrosion, stivhed og styrke. Formen af ​​septiktanken kan være anderledes, men den bedste form er stadig omkredsen, da de runde vægge fordeler jævnest muligt jordens tryk.

Det er også værd at bemærke, at denne metode på trods af alle de fordele ved anaerob rensning stadig har sine mindre ulemper. Disse omfatter lave fermenterings- og genvindingsfrekvenser, fare for methanfrigivelse, særlig følsomhed over for tungmetaller og også berigelse af spildevand med ammoniumnitrogen.

Det må siges, at det i dag er muligt at rense uden næringsstoffer, og at alle betingelser er oprettet for at reducere mængden af ​​affald. Den anaerobiske metode til vandrensning i septiktanke er den mest produktive og lovende, da implementeringen kræver en minimal mængde udstyr i drift, og der er ingen problemer med bortskaffelse af affald. Det giver igen ubestridelige økonomiske fordele og høje rengøringsrater.

Spildevand

I de senere år er emnet miljøbeskyttelse blevet mere presserende end nogensinde før. Et af de vigtige spørgsmål i dette emne er spildevandsbehandling, før de dumpes i nærliggende vandområder. En måde at løse dette problem på kan være en biologisk spildevandsbehandling. Essensen af ​​sådan oprensning er opdelingen af ​​organiske forbindelser ved hjælp af mikroorganismer til de endelige produkter, nemlig vand, carbondioxid, nitridsulfation mv.

Den mest komplette behandling af industrielt spildevand indeholdende organiske stoffer i opløst tilstand opnås ved en biologisk metode. I dette tilfælde anvendes de samme processer som ved rensning af husholdningsvand-aerob og anaerob.

Til aerob rengøring anvendes aerotanke med forskellige strukturelle modifikationer, oxycater, filtertanke, flotationstanke, biodisks og biologiske malmer.

I den anaerobe proces for højt koncentreret spildevand, der anvendes som den første fase af biologisk behandling, tjener fordøjerne som hovedstruktur.

Aerob metode baseret på anvendelse af aerob grupper af organismer, hvis levetid kræver en konstant strømning af O2 og en temperatur på 20-40 ° C. Mikroorganismer dyrkes i aktiveret slam eller biofilm.

Aktiveret slam består af levende organismer og et fast substrat. Levende organismer repræsenteres af akkumuleringer af bakterier, protozoer orme, skimmelsvampe, gær og sjældent - larverne af insekter, krebsdyr og alger. Biofilmen vokser på biofilterfyldstoffer, det har udseende af slimhinder med en tykkelse på 1-3 mm og mere. Processerne for aerob behandling af spildevand går til de kaldte faciliteter luftningstanke.

Fig.1. Aerotank arbejdsmønster

Aerotank arbejdsmønster

1 - cirkulerende aktiveret slam; 2 - overskydende aktiveret slam;

3 - pumpestation; 4 - sekundær sedimenteringstank;

5 - aero tank; 6 - primære klarer

Aero tanke er ret dybe (fra 3 til 6 m) tanke udstyret med udstyr til luftning. Her bor kolonier af mikroorganismer (på flockede strukturer af aktiveret slam), opdele organisk materiale. Efter luftningstankerne kommer det rensede vand ind i septiktankene, hvor sedimentation af det aktiverede slam finder sted til den efterfølgende delvise tilbagevenden til beluftningstanken. Desuden er der ved sådanne faciliteter arrangeret særlige tanke, hvor siltet "hviler" (regenereres).

En vigtig egenskab ved aerotankoperationen er belastningen på aktivt slam N, som defineres som forholdet mellem forureningsmassen i reaktoren om dagen til den absolut tørre eller askefrie biomasse af aktiveret slam i reaktoren. Ifølge belastningen på aktiveret slam opdeles aerobiske rensningssystemer i:

højbelastende aerobe kloaksystemer med N> 0,5 kg BOD (indikator for biokemisk oxygenforbrug) 5 pr. dag pr. 1 kg slam;

Aerobe spildevandsbehandlingssystemer med mellemlag ved 0,2 18

Anaerob spildevandsbehandling

Kemiske virksomheder bruger meget spildevand og dernæst dumper en stor mængde stærkt forurenede væsker. Opgaven med rationel integreret brug af vandressourcer i dag er således særligt akut og er et vigtigt teknisk, økonomisk og teknologisk problem. En af metoderne for anaerob spildevandsbehandling.

Hvorfor spildevand skal rengøres?

Spildevand indeholder forskellige urenheder, kolloide og grove partikler, mineralske, organiske, biologiske stoffer. For at spildevand ikke skal have en negativ indvirkning på miljøet, forurener miljøet, er det vigtigt, at det rengøres, inden det udledes, hvis vigtigste opgave er desinfektion, afklaring, afgassning, destillation og blødgøring. Spildevand forurenet med forskellige kemikalier behandles på forskellige måder. De mest populære blandt dem er mekaniske, kemiske, fysisk-kemiske og biologiske.

Hvad er en biologisk spildevandsbehandling?

Biologisk behandling udføres ved hjælp af organiske stoffer. Denne teknik er baseret på mikroorganismernes evne til at udnytte organisk materiale opløst i spildevand. Økologisk forbrug forekommer i nærvær og fravær af ilt.

Biologiske behandlingsmetoder

Metoder til biologisk behandling - aerob og anaerob. Anaerob udføres i fravær af kontakt med ilt. På grund af sin overkommelige pris og høj effektivitet er denne teknik i videst mulig efterspørgsel i den moderne industri.

Metoder til aerob spildevandsbehandling: hvordan spildevand behandles under aerobe forhold

Desinfektionsprocessen af ​​forurenet spildevand med deltagelse af aerobiske mikroorganismer foregår under betingelse af kontinuerlig adgang til ilt (det er det ilt, der bestemmer den vitale aktivitet af organiske stoffer). Selve rengøringsprocessen finder sted i en bioreaktor eller beluftningstank (specialbeholder lavet af plast, metal eller beton). I tanken i en lille afstand fra bunden er siver og børster - de tjener som grundlag for placering af kolonier af aerobic bakterier.

For at sikre konstant iltadgang, installeres luftbeholdere, specielle rør med huller i bunden af ​​tankene. Den luft, der passerer gennem dem, mætter afløbene med ilt og derved skaber de nødvendige betingelser for aerobes liv og vækst. Da processerne for oxidation af organiske stoffer ledsages af frigivelse af store mængder energi, kan arbejdstemperaturen inden i beluftningsbassinet øges markant.

For normale systemer af denne type er der brug for et komplekst elektronik system. Det hjælper med at opretholde de nødvendige betingelser for den livlige aktivitet af aerobic bakterier.

Funktioner af processerne af biologisk oprensning anaerob måde

Anaerob behandling anvendes primært til at fjerne slam, slam og andre spildevandsforurenende stoffer. Det bruges også til behandling af andre former for nedbør, fast affald. Septiktanke er underjordiske, hermetisk lukkede vandretanke, hvor bunden er dannet af et fast bundfald. Derefter rots og nedbrydes det. Disse processer forekommer netop på grund af virkningerne af anaerobe mikroorganismer.

Hovedopgaven for den anaerobe plante septiktank er adskillelsen af ​​opløselige væskepartikler fra uopløselig og nedbrydning af forurenende stoffer ved behandling med anaerobe mikroorganismer. Fordelen ved anaerobe affaldsbehandlingssystemer er den lave biomasse af skadelige mikroorganismer. Det anbefales at anvende metoden på et lavt grundvandsniveau.

Anaerobe behandlingsmetoder. Anaerob biologisk spildevandsbehandling

Anaerob vandrensningsprocesser forekommer i fordøjere og bioreaktorer (disse installationer er forseglet). Materialer til fremstilling af beholdere - metal, plast, beton. Da oxygen ikke er nødvendigt for mikroorganismernes aktivitet, fortsætter alle oprensningsprocesser uden energiudslip, og temperaturen stiger ikke. Med nedbrydning af organiske komponenter, der er i vandet, forbliver antallet af bakteriekolonier næsten uændret. Da der ikke kræves et komplekst system med kontrol over miljøforhold i dette tilfælde, er omkostningerne ved metoden forholdsvis lave.

Den største ulempe ved anaerob behandling er dannelsen af ​​brændbar methangas som et resultat af anaerobernes aktivitet. Derfor kan konstruktioner kun installeres på fladt, godt blæste overflader; gasanalysatorer skal monteres langs deres omkreds og derefter tilsluttes et brandalarmsystem. For resten bruges anaerob rengøring i de fleste tilfælde til at betjene landhuse og hytter i LOS.

Ordning for spildevandsrensningsanlæg og apparatets itp (varmepunkter) af bygninger

Anaerob behandling er ikke en komplet ordning, men kun et separat trin i et komplekst system til rensning af spildevand fra forskellige forurenende stoffer. Vandsystemet i behandlingsanlægget er som følger:

  1. Udledningen af ​​organisk materiale og uorganiske stoffer, store partikler (sten, sand), syntetiske indeslutninger falder ind i det første kammer (det kaldes en septiktank). I sumpen er der en mekanisk spildevandsbehandling under påvirkning af tyngdekraften. De vigtigste tunge komponenter sætter sig til bunden af ​​tanken.
  2. Efter forbehandlingen kommer udstrømningen allerede ind i det andet kammer, hvor det er mættet med ilt. Store organiske indeslutninger her knuses i små partikler. I nogle installationer i disse kamre er der fyrretræer og børster fremstillet af stål, som bevarer ikke nedbrydelige komponenter såsom polyethylen, syntetiske fibre og andre materialer, der er praktisk talt uforgængelige.
  3. Mættet oxygens spildevand strømmer ind i tankbioreaktoren, hvor organisk materiale nedbrydes.
  4. Gravity slutrengøring sker i sidste kammer. I bunden af ​​dette rum er der en kalkstenskæde, der binder kemisk aktive elementer.

En separat filteranordning kan desuden installeres ved udgangen af ​​rensningsanlægget. Det garanterer den maksimale rensning - op til 99%. Efter opstart fungerer biologiske behandlingsstationer fuldstændigt autonomt.

Alle transformationsprocesser er tæt indbyrdes forbundne og fortsætter i den anaerobe bioreaktors kapacitet på den foreskrevne måde. Enhver teknologisk overtrædelse fører til fejl i alle processer. Derfor bør udformningen af ​​spildevandsrensningsanlæg være så nøjagtige som muligt - samt deres tilpasning til det passende spildevand.

Afhængig af den overvejende klasse af organiske stoffer (der betyder spildevandsmasser), ændres biogasens sammensætning og procentdelen af ​​methan i den. Kulhydrater nedbrydes let, men de giver en mindre andel methan. Ved nedbrydning af olier og fedtstoffer dannes en stor mængde biogas med et betydeligt indhold af methan. Processerne for dekomponering fortsætter langsomt. Fedtsyrer - i dette tilfælde biprodukter fra nedbrydning af olier og fedtstoffer - bliver ofte en yderligere hindring for det normale forløb af nedbrydningsprocessen.

De mest moderne og sofistikerede strukturer, der anvendes til fermentering af sedimenter, er metathenics. Takket være deres anvendelse reduceres fermenteringstiden væsentligt - kunstig opvarmning mindsker væsentligt mængden af ​​faciliteter. I dag er metathenki almindeligt anvendt i udenlandsk og indenlandsk praksis. Visuelt er de tanke - armeret beton, cylindrisk i form, med konisk bund, hermetisk overlapning. På toppen af ​​tanken er der en hætte til indsamling og fjernelse af gasmasser. Metatinki er udstyret med en propelleromrører installeret i et cylindrisk rør og drevet af en elektrisk motor, en varmeveksler i form af et rørsystem og grenrør.

Til losning af de gærede masser anvendes en speciel anordning - en anordning med et lodret rør, et afløbsrør og en låsemekanisme. En blanding af frisk (rå) sediment, der er i de primære sedimenter, samt aktiveret slam (det kommer ind i sekundære sedimenterbeholderen efter beluftningstanken) fodres inde i metathengen. Den næste fase af arbejdsgangen er fermentering. Det er termofilt og mesofilt (udført ved en temperatur på 50-55 og 30-35 grader Celsius). Ved termofil fermentering fortsætter processerne med nedbrydning meget hurtigere, men det allerede fermenterede sediment giver op værre. Blandingen af ​​gasser, der frigives under fermentering, består af methan og carbondioxid i forholdet 7 til 3.

Aerobe og anaerobe metoder til spildevandsbehandling: fordele

De vigtigste fordele ved metoder til biologisk spildevandsbehandling:

  1. Overkommelig pris - omkostningerne ved rengøring af en kubikmeter affald ved hjælp af den kemiske og mekaniske metode er højere end ved anvendelse af den biologiske metode.
  2. Brugervenlighed, pålidelighed - umiddelbart efter at biopurifiseringsstationen starter, begynder den at fungere helt autonomt. Indkøb af forbrugsvarer er ikke påkrævet.
  3. Miljøvenlighed - Det spildevand, der er blevet rengjort, kan sikkert udledes i jorden uden frygt for miljøets tilstand. Efter driften af ​​stationen er der ingen reagenser tilbage, der skal bortskaffes korrekt. Siltet, der ligger til bunden af ​​kammeret, er en fremragende gødning.

Graden af ​​rensning er 99%, det vil sige teoretisk muligt at drikke renset vand på en biologisk måde, men i praksis er det bedre ikke at gøre dette. Da bakteriekolonierne har evnen til at reproducere sig selv, er det nok at erstatte dem en gang hvert femte år.

Naturlig biologisk behandling

I naturen finder de biologiske vandrensningsprocesser sted, men det tager år. Hvis forurenede spildevand kommer ind i jorden, absorberes de straks i jorden, hvor de behandles af særlige mikroorganismer. Når væske kommer ind i lerjorden, dannes en biopond - i det bliver afløbsvandet gradvist lyset under tyngdekraftens indflydelse, og organisk sediment dannes nederst. Men disse processer tager meget tid - og selv om naturen selv renser vand fra forurening, forringes den økologiske situation hurtigt.

konklusion

Den anaerobe metode til spildevandsbehandling har sine fordele og ulemper. På den ene side dannes der ikke en stor mængde aktiveret slam under rengøringsprocessen, hvilket betyder, at det ikke behøver at bortskaffes. På den anden side kan fremgangsmåden kun påføres ved lave koncentrationer af substratet. Ca. 89% af energien bruges til metanproduktion, hvor væksten i biomasse er lav. Rengøringseffektiviteten af ​​den omhandlede metode er høj, men i nogle tilfælde renses udløbsrøret stadig.

Biologisk vandrensning: aerobe og anaerobe processer

Biologisk behandling indebærer nedbrydning af den organiske bestanddel af spildevand med mikroorganismer (bakterier og protozoer). På dette stadium forekommer mineraliseringen af ​​spildevand, fjernelsen af ​​organisk nitrogen og fosfor, hovedformålet er at reducere BOD5 (biokemisk oxygenforbrug i 5 dage, der er nødvendig for oxidation af organiske forbindelser i vand). Ifølge gældende standarder bør indholdet af organiske stoffer i renset vand ikke overstige 10 mg / l.

Både aerobic og anaerobe organismer kan anvendes i bioremediering.

Nedbrydning af organiske stoffer ved hjælp af mikroorganismer i aerobe og anaerobe forhold udføres med forskellige energibalancer af samlede reaktioner. Overvej og sammenlign disse processer.

Med aerob biooxidation af glucose bruges 59% af den energi, der er indeholdt i den, til biomassevækst, og 41% er varmetab. Dette skyldes den aktive vækst af aerobe mikroorganismer. Jo højere koncentration af organiske stoffer i det behandlede spildevand, desto stærkere er opvarmning, desto højere er væksten i mikrobiell biomasse og akkumuleringen af ​​overskud aktiveret slam.

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + mikrobiell biomasse + varme

Ved anaerob nedbrydning af glukose med dannelsen af ​​methan bruges kun 8% af energien til vækst i biomasse, 3% er varmetab og 89% omdannes til methan. Anaerobe mikroorganismer vokser langsomt og har brug for en høj koncentration af substrat.

C6H12O6-> 3CH4 + 3CO2 + mikrobiell biomasse + varme

Aerobe mikrobielle samfund præsenteret forskellige mikroorganismer, primært bakterier, forskellige oxiderende organisk stof i de fleste tilfælde uafhængigt af hinanden, selv om oxidation af nogle stoffer, der transporteres ved cooxidation (kometabolizm). Det aerobiske mikrobielle samfund af aktiverede slamsystemer til aerob vandrensning er repræsenteret ved exceptionel biodiversitet. I de senere år, med nye mokulyarno biologiteknikker, især særlige rRNA-prøver, i det aktiverede slam indikerede tilstedeværelsen af ​​bakterieslægter Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Det menes imidlertid, at højst 5% af de mikroorganismer, der er involveret i aerobe vandbehandling, er blevet identificeret til dato.

Det skal bemærkes, at mange aerobic bakterier er fakultative anaerober. De kan vokse i fraværelse af ilt på bekostning af andre elektronacceptorer (anaerob respiration) eller fermentering (substratfosforylering). Produkterne af deres aktivitet er kuldioxid, hydrogen, organiske syrer og alkoholer.

Den anaerobe nedbrydning af organiske stoffer gennemføres både under methanogenese flertrinsproces, ved hvilken del skal være mindst fire grupper af mikroorganismer: gidrolitikov, brodilschikov acetogene og methandannende. eksisterer anaerobe mikroorganismer mellem samfund tæt og komplekse sammenhænge, ​​der har analogier i flercellede organismer, da på grund af substratspecificitet af methanogener, deres udvikling uden trofisk grundet bakterier tidligere faser. Til gengæld bestemmer metanarkæa, der anvender stoffer produceret af primære anaerobe, hastigheden af ​​reaktioner udført af disse bakterier. En central rolle i den anaerobe nedbrydning af organisk stof til metan lege metan Archaea slægter Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium, og andre. I deres fravær eller mangel på anaerob nedbrydning ender i stadiet af syre og acetogen fermentering, hvilket fører til akkumulering af flygtige fedtsyrer, hovedsagelig olie, propionsyre og eddikesyre, lavere pH og stop processen.

Fordelen ved aerob behandling er høj hastighed og brugen af ​​stoffer i lave koncentrationer. Væsentlige ulemper, især ved behandling af koncentreret spildevand, er det høje energiforbrug til luftning og problemerne i forbindelse med behandling og bortskaffelse af store mængder overskydende slam. Den aerobiske proces anvendes til husholdningsaffald, og nogle industri- og grisaffaldsprodukter med COD er ​​ikke højere end 2000. Eliminere disse mangler ved aerobteknologi kan være en foreløbig anaerob behandling af koncentreret spildevand ved metanfordøjning, som ikke kræver energi til luftning og endda er forbundet med dannelsen af ​​værdifuld energibærer - methan.

Fordelen ved den anaerobe proces er også en relativt mindre dannelse af mikrobiell biomasse. Ulemperne omfatter manglende evne til at fjerne organiske forurenende stoffer i lave koncentrationer. Men for dyb behandling af koncentreret spildevand skal anaerob behandling anvendes i kombination med det efterfølgende aerobic stadium (figur 1.).

Fig. 1. Sammenligning af materialer og energibalancer for metoder til aerob og anaerob spildevandsbehandling

Valget af teknologi og træk ved spildevandsbehandling bestemmes af indholdet af organisk forurening i dem.

Spildevandsbehandling under aerobiske forhold

Aerobe og anaerobe metoder til biokemisk spildevandsbehandling er kendte. Den aerobiske metode er baseret på anvendelse af aerob grupper af organismer, for hvilke vital aktivitet kræver konstant strøm af ilt og en temperatur på 20 ° C. Under aerob behandling dyrkes mikroorganismer i aktiveret slam eller biofilm. Processen med biologisk behandling foregår i beluftningstanke, hvor der leveres afløb og aktiveret slam (figur 13.1).

Fig. 13.1. Installationsordning for biologisk spildevandsrensning: 1 - primærklarer; 2 - forluftningsapparat; 3 - aerotank; 4-aktiveret slamregenerator; 5 - sekundær sedimenteringstank

Aktiveret slam består af levende organismer og et fast substrat. Samfundet af alle levende organismer (akkumuleringer af bakterier, protozoer, orme, skimmelsvampe, gær, actinomycetes, alger), der befinder sig i silt, kaldes en biokenose.

Aktiveret slam er et amfotert kolloidalt system med en pH 4 på 4,9 negativ ladning. Tørstofet af aktiveret slam indeholder 70. 90% organisk og 30% 10 uorganiske stoffer. Substrat op til 40% aktiveret slam er en hård, død del af algerester og forskellige faste rester; organismer af aktiveret slam er knyttet til det. I aktiveret slam findes mikroorganismer af forskellige økologiske grupper: aerobes og anaerober, termofiler og mesofiler, halofiler og halofober.

Den vigtigste egenskab ved aktiveret slam er evnen til at bosætte sig. Slamtilstanden er kendetegnet ved et slamindeks, som er et volumen i milliliter optaget af 1 g slam i dets naturlige tilstand efter aflejring i 30 minutter. Jo værre slammet er, desto højere er slamindekset. Slam med et indeks på op til 120 ml / g afregner godt med et indeks på 120. 150 ml / g er tilfredsstillende, og hvis indekset er over 150 ml / g, er det dårligt.

Biofilmen vokser på et biofilter fyldstof, har udseende af slimhinder med en tykkelse på 1,3 mm og mere. Den består af bakterier, svampe, gær og andre organismer. Antallet af mikroorganismer i biofilmen er mindre end i det aktiverede slam.

Mekanismen for biologisk oxidation under aerobiske forhold ved heterotrofe bakterier kan repræsenteres ved følgende skema:

Reaktion (13.1) symboliserer oxidationen af ​​den oprindelige organiske forurening af spildevand og dannelsen af ​​ny biomasse. I det behandlede spildevand forbliver biologisk oxiderbare stoffer hovedsageligt i opløst tilstand, da kolloidale og uopløste stoffer fjernes fra spildevandet ved hjælp af sorptionsmetoden.

Processen med endogen oxidation af det cellulære stof, som forekommer efter anvendelse af en ekstern strømkilde, beskriver reaktionen (13.2).

Et eksempel på autotrofisk oxidation kan være nitrifikationsprocessen.

hvor C5H7NO2 - symbol for sammensætningen af ​​organiske stof producerede celler af mikroorganismer.

Hvis denitrifikationsprocessen udføres med biologisk oprenset vand, der praktisk talt mangler de oprindelige organiske stoffer, anvendes relativt billigt methylalkohol som en kulstoffoder. I dette tilfælde kan den totale denitrifikationsreaktion skrives som følger:

Alle enzymatiske reaktioner, der vises her, udføres inde i cellen, for hvilken de nødvendige batterier skal komme ind i hendes krop gennem skallen. Mange af de oprindelige organiske urenheder kan være for store partikelstørrelser sammenlignet med cellens størrelse. I denne henseende tildeles en signifikant rolle i den overordnede oxidationsproces til den enzymatiske hydrolytiske spaltning af store molekyler og partikler, som strømmer uden for cellen, i mindre, i forhold til cellens størrelse.

I aerobiske biologiske systemer skal tilførslen af ​​luft (såvel som ren ilt eller luft beriget med ilt) sikre, at tilstedeværelsen af ​​opløst oxygen i blandingen ikke er lavere end 2 mg / l.

Oxidation i strukturer går ikke altid til enden, dvs. før dannelsen af ​​CO2 og H2A. I vandet efter biologisk behandling kan der forekomme mellemprodukter, der ikke var i det oprindelige spildevand, nogle gange endnu mindre ønskelige for reservoiret end den oprindelige forurening.

Anaerob metode

Anaerobiske metoder til oprensning sker uden O2-adgang (fermenteringsproces), de bruges til at neutralisere sedimenter. Anaerobiske processer forekommer i de såkaldte fordøjere.

Methantank (methan + engelsk tank tank)

fermenteringsanlæg

spildevand udgør

lukket tank udstyret med en anordning til opvarmning på grund af forbrændingen af ​​frigivet methan.

Anaerob rensning kan betragtes som en af ​​de mest lovende i nærvær af en høj koncentration i spildevand af organisk materiale eller til behandling af husholdningsaffald.

• Dens fordel i forhold til aerobiske metoder er et kraftigt fald i driftsomkostningerne (for anaerobe mikroorganismer er der ikke behov for yderligere beluftning af vand) og fraværet af problemer forbundet med bortskaffelse af overskydende biomasse.

• En anden fordel ved anaerobe reaktorer er minimal

mængden af ​​udstyr, der kræves til normal reaktor drift.

Men samtidig udstråler anaerobe planter produktet af mikroorganismers vitale aktivitet - metan, så du skal konstant overvåge koncentrationen i luften.

Alle ovennævnte metoder anvendes kun op til et bestemt niveau af koncentration af forurenende stoffer i spildevand. Før dræning af spildevandet i reservoiret, skal det gennemgå 3-4 trin af rengøring. Derudover kræver sommetider i tillæg til biologisk behandling ionisering eller ultraviolet stråling.

Figur 3. Nedbrydning af skemaetrin

Når anaerobt omdannelse af organiske substrater til methan under indflydelse af mikroorganismer, skal 4 stadier af dekomponering konsekvent implementeres. Separate grupper af organiske forurenende stoffer (kulhydrater, proteiner, lipider / fedtstoffer) i hydrolyseprocessen omdannes først til de tilsvarende monomerer (sukkerarter, aminosyrer, fedtsyrer). Endvidere omdannes disse monomerer til kortkædede organiske syrer, alkoholer og aldehyder under enzymatisk nedbrydning (acytogenese), som derefter oxideres yderligere til eddikesyre, som er forbundet med hydrogenproduktion. Først efter dette kommer vendingen til dannelsen af ​​methan på scenen af ​​methanogenese. Sammen med metan dannes også carbondioxid som et biprodukt.

Overdreven aktiveret slam, som allerede nævnt, kan behandles på to måder: efter tørring, som gødning eller i et anaerobt rensningssystem. De samme rengøringsmetoder anvendes til gæring af stærkt koncentreret spildevand, der indeholder en stor mængde organisk materiale. Gæringsprocesser udføres i specielle enheder - metatik.

Nedbrydningen af ​​organisk materiale består af tre faser:

• opløsning og hydrolyse af organiske forbindelser

I første fase Komplekse organiske stoffer omdannes til smørsyre, propionsyre og mælkesyrer. I anden fase Disse organiske syrer omdannes til uran-syre, hydrogen, carbondioxid. I tredje fase Metandannende bakterier reducerer carbondioxid til methan med absorption af hydrogen. Ifølge artssammensætningen er metacenosebiocenosen meget fattigere end de aerobiske biocenoser.

Anaerobe reaktorer er sædvanligvis armeret beton eller metalbeholdere, der indeholder et minimum sammenlignet med aerobe rengøringsreaktorer, udstyr. Den livlige aktivitet af anaerobe bakterier er imidlertid forbundet med frigivelsen af ​​methan, hvilket ofte kræver tilrettelæggelse af et specielt system af observationer af dets koncentration i luften.

Figur 4. Arbejdstilsynsskema

Strukturelt er kogeren en cylindrisk eller mindre almindeligvis en rektangulær tank, som helt eller delvis kan nedsænkes i jorden. Bunden af ​​kokeren har en betydelig forspænding mod midten. Tagets tag kan være stiv eller flydende. I de flydende taggravere reduceres faren for en forøgelse af trykket i det indre volumen.

Væggene og bunden af ​​kokeren er som regel lavet af armeret beton.

Slam og aktiveret slam går ind i fordøjelsesrøret ovenfra. For at fremskynde fermenteringsprocessen opvarmes opskummere og indholdet blandes. Opvarmning udføres med en vand- eller dampvarmer. I fravær af ilt fra organiske stoffer (fedtstoffer, proteiner osv.) Dannes fedtsyrer, hvoraf methan og carbondioxid dannes under yderligere fermentering.

Fermenteret slam med høj luftfugtighed fjernes fra bunden af ​​kokeren og sendes til tørring (for eksempel slammadrasser). Den resulterende gas udledes gennem rørene i digterens tag. Fra en kubikmeter sediment i kogeren 12-16 kubikmeter gas, hvor ca. 70% er metan.

Anaerob spildevandsbehandling har visse fordele og ulemper:

• processen producerer ikke meget overskydende aktiveret slam, derfor er der ingen problemer med bortskaffelsen;

• 89% af energien i processen går til produktionen af ​​methan;

• En sådan rengøringsmetode er kun mulig ved lave koncentrationer af substratet;

• forholdsvis lav vækst i biomassevæksten

• enklere udstyr sammenlignet med aerob rengøring.

Ovenstående metode gælder, når koncentrationen af ​​visse forurenende stoffer ikke overstiger det tilladte niveau. I de fleste tilfælde er det nødvendigt at udføre tre eller fire faser af forbehandling af spildevand for at opnå det krævede indhold af visse stoffer. For at dumpe spildevand, der allerede er blevet behandlet i reservoiret efter biologiske behandlingsanlæg, er der desuden behov for yderligere rensning (for eksempel ved ozonering eller UV-bestråling).

Fordelen ved aerob behandling er høj hastighed og brugen af ​​stoffer i lave koncentrationer. Væsentlige ulemper, især ved behandling af koncentreret spildevand, er det høje energiforbrug til luftning og problemerne i forbindelse med behandling og bortskaffelse af store mængder overskydende slam. Den aerobiske proces anvendes til husholdningsaffald, og nogle industri- og grisaffaldsprodukter med COD er ​​ikke højere end 2000. Eliminere disse mangler ved aerobteknologi kan være en foreløbig anaerob behandling af koncentreret spildevand ved metanfordøjning, som ikke kræver energi til luftning og endda er forbundet med dannelsen af ​​værdifuld energibærer - methan.

Fordelen ved den anaerobe proces er også en relativt mindre dannelse af mikrobiell biomasse. Ulemperne omfatter manglende evne til at fjerne organiske forurenende stoffer i lave koncentrationer. Til dyb behandling af koncentreret spildevand skal anaerob behandling anvendes i kombination med det efterfølgende aerob stadium. Valget af teknologi og træk ved spildevandsbehandling er bestemt af indholdet af organisk forurening i dem.

Anaerob spildevandsbehandling

I et landhus til rengøring kan husholdnings spildevand anvendes en af ​​to metoder - anaerob eller aerob. Begge metoder er biologiske, da specielle mikroorganismer er involveret i behandling af spildevand, naturligt levende i naturen og organisk forurening er en fødekilde for dem. Hvorfor er biologiske rengøringsmetoder effektive? Faktum er, at husholdningsaffald indeholder ca. 70% organiske urenheder og 30% mineral urenheder. Anaerob spildevandsbehandling forekommer i et iltfri miljø. Når aerob præcisering af spildevand til den effektive nedbrydning af organiske og kemiske forbindelser kræver en konstant strøm af ilt.

Der er et stort antal forskellige typer anaerobe bakterier, som i mættet organisk stof organiserer noget som efterfølgende stadier af behandling, nedbrydning og assimilering af forskellige stoffer og forbindelser. Når der ikke er tilstrækkelig koncentration af en hvilken som helst type anaerobe bakterier, sænker iltfri nedbrydning og kan endda stoppe. Årsagen er normalt forskellige kemiske forbindelser og biologiske genstande, der falder i vasken og hæmmer mikrofloraen.

biokemiske processer under anaerobe forhold

Hvilke stoffer og genstande kan ikke smides og drænes til en anaerob septiktank, for ikke at forringe arbejdet med autonomt spildevand? Følgende typer af fødevarer, planter og deres frugter, svampe, stoffer, pesticider, forskellige kemiske chlorbaserede rengøringsmidler, opløsningsmidler, syrer, alkalier, alkoholholdige væsker, vaskevand efter filterregenerering, store fragmenter bør ikke komme ind i spildevandsbehandlingssystemet af nogen art. metal og plastik, plastfilm og fibre, dyrehår.

Overholdelse af disse regler er meget vigtigt. Hvad der virker harmløst for os, kan være en dødelig gift for små væsner. Når disse stoffer og faste genstande kommer ind i spildevandsrensningsanlægget, hæmmes den vitale aktivitet af anaerobe og aerobe bakterier, den komplekse sekvens af kemiske transformationer forstyrres, og behandlingen af ​​spildevandet stopper. Septiktanken, som den dybe rengøringsstation, bliver til en opbevaringstank, det vil sige i en almindelig cesspool.

at du ikke kan smide ind i septiktanken og det aerobiske spildevandsrensningsanlæg

Overfyldning af sedimentationstanken i septiktanken bør undgås. På grund af overløb er den etablerede sekvens af oprensningstrin forstyrret, koncentrationen af ​​anaerobe bakterier falder, hvilket resulterer i, at deres effektivitet falder. Af samme grund kan spildevand fra stormvandet og afløbssystemet ikke sendes til kloaksystemet. En stærk strøm af vand efter regn vil let forstyrre den komplekse, multi-trin operation af forskellige typer bakterier.

Overflow af en septiktank kan forekomme på grund af en stor salvudledning af spildevand eller på grund af overdreven ophobning af tæt sediment i bunden af ​​kammeret. Det maksimale salvoudladningsvolumen er angivet i produktdatabladet. På grund af manglende effektivitet dekomponerer ikke anaerob spildevand fuldstændigt den faste bestanddel. Som følge heraf behandles ikke en stor del af bakterier, men simpelthen synker til bunden, hvilket reducerer modtagekammerets arbejdsvolumen. Af denne grund er det nødvendigt at fjerne sediment fra septiktanken hvert 1-3 år. Ellers vil sedimentet ikke kun reducere arbejdsvolumenet, men også komprimeres, så det vil være meget vanskeligt at pumpe det med slangen på opsamlingshjulet. Det er nødvendigt først at vaske den komprimerede masse med en vandstrøm under højt tryk.

pumpe fast sediment fra en anaerob septiktank

Hvad er assenizatorskaya maskine? For det første danner sedimentet meget og har brug for transport for at transportere det; For det andet ødelægger manglen på effektivitet ved anaerob rensning ikke størstedelen af ​​patogene mikrober, derfor kan sediment fra en septiktank ikke anvendes som gødning til en have. Det samlede sediment skal fjernes til særlige lossepladser, hvor det bortskaffes. Sundhedsskadelige mikroorganismer er meget forskellige. Det kan være virus, bakterier, skimmelsvampe, nogle af dem er årsagsmidler til farlige sygdomme. Maskinen til pumpning af sediment fra septiktanken kræver en fri tur til stedet. Vær opmærksom på dette ved planlægning af bygninger og placering af bygninger.

Når du vælger et autonomt spildevandssystem baseret på anaerob teknologi, skal du sørge for at beskytte alle beboere og dine naboer mod mulig kontakt med utilstrækkeligt afklarede afløb. Husk at vand, der frigives fra septiktanken, kan rengøres ikke mere end op til 60-70%. Ifølge sanitære standarder anses sådant vand forurenet og kan ikke drænes til grøften eller på jorden - det er nødvendigt at organisere yderligere behandling. Yderligere rengøring sker i jorden, hvor både anaerob og aerob bakterier lever naturligt. Hvis jorden på stedet er sandet - betrag dig selv heldig. Det er nok at lave en ret kompakt absorberende brønd (bare en cylinder uden bund), en gang i hvilken fra septiktanken vil vandet blive filtreret i jorden.

filtreringsfelt for lerjord

Hvis jorden er ler, skal du bygge et filtreringsfelt. Vanskeligheden er, at den er ret stor i størrelse og kompleks i struktur, en kunstig struktur med indløbsperforerede rør, et ventilationssystem, et geofabrisk og et tykt lag af filtermateriale (grus, knust sten, sand). Hvert par år skal filtreringsfeltet opdateres, da det taber dets egenskaber på grund af siltning. Hvis det er umuligt at placere filtreringsfeltet under vanddrænningspunktet fra septiktanken, bliver vandet først trukket tilbage til en opbevaringstank, hvorfra den leveres af en nedsænket dræningspumpe til jordrensningsstedet. Samtidig mister den anaerobe septiktank sin ikke-flygtighed, da pumpen kræver tilslutning til en stikkontakt. Vælg en placering for placeringen af ​​den anaerobe septiktank så vidt muligt fra vandpunkter. Især fra små, som en brønd, en brøndnål, en sandbrønd.

Til sammenligning: I installationer af dyb biologisk behandling ved hjælp af aerobic metode dannes der meget lidt sediment. Det er ikke nødvendigt at ringe spildevandet. En lille mængde af sediment fjernes af boligen selv ved hjælp af den indbyggede airlift. Aerobic bakterier under forhold med konstant beluftning renser rent effektivt rensene. Som følge heraf er ikke kun næsten alle tætte forureninger opdelt, men indholdet af patogene mikroorganismer i sedimentet overskrider ikke de sundhedsnormer, og sedimentet kan anvendes som en gødning i haven.

Anaerob spildevandsbehandling anvendes ikke kun i den private sektor, men også i industrien. I processen med vital aktivitet af anaerobe bakterier i spildevandet oxideres carbonforbindelser og undergår en fermenteringsproces i et oxygenfrit miljø. Resultatet er carbonoxider og metangas. I betragtning af de store mængder af industrielt spildevand og størrelsen af ​​rensningsanlægget forenkler og mangler behovet for tvungen beluftning og reducerer omkostningerne ved behandlingsprocessen. På den anden side gør den lave effektivitet ved anaerob affaldshåndtering denne metode ikke universel. I nogle tilfælde er det nødvendigt at anvende en mere effektiv aerobe metode med tvungen beluftning afhængigt af sammensætning af spildevandet eller dets volumen.

anaerob reaktor anvendt i fødevareindustrien

Anaerob industrireaktor indeholder kolonier af iltfri bakterier, som er fastgjort på forskellige bærere, så de ikke vaskes væk af en strøm af passivvæske. Særlige biofilm, rørformede elementer fremstillet af keramik eller plast, grus mv. Anvendes som bærere til fastgørelse af bakterier.

Moderne teknologier tillader ikke kun rensning af affaldsprodukter, returvand til arbejdscyklus, men også at udvinde nyttige kemiske forbindelser fra spildevand. For eksempel fremstilles ved drift af en industriel anaerob reaktor i processen med opdeling af organisk materiale, carbondioxid og methan. Metan kan opsamles og bruges som energikilde.

På hvilke områder af industrien anvendes anaerob spildevandsbehandling? Papir og papir, lægemidler, sukkerproduktion, mad, kødforarbejdningsanlæg, brygning. I nogle tilfælde kan anaerob spildevandsbehandling, afhængigt af sammensætningen af ​​flydende industriaffald, være en kilde til dannelse af værdifulde organiske gødninger eller råmaterialer til videre behandling. For eksempel at opnå protein og biologisk aktive stoffer.

Aerob spildevandsbehandling

Aerob spildevandsbehandling under kunstige forhold

Denne type biologisk behandling udføres ved hjælp af aktiveret slam. Den består af bakterier (oxiderende, nitrificerende, denitrificerende), protozoer (ciliater, flagellater, sarkodier) og mikroskopiske dyr (rotiferer).

Processen med biologisk oxidation kan opdeles i to faser: sorption af organisk forurening af spildevand på overfladen af ​​aktiveret slam; oxidation af det sorberede stof ledsaget af genoprettelsen af ​​sorptionskapaciteten af ​​mikroflora.

Afhængigt af graden af ​​iltning af urenheder i spildevandet er der en fuldstændig og ufuldstændig biologisk behandling. Helt oprenset vand har en BOD. = 10-15 mg O2 / l. For spildevand, der har gennemgået ufuldstændig behandling, BODpol. = 60-80 mg O2 / l. [1]

Processen med biologisk aktivitet påvirkes af sammensætningen af ​​spildevand ved forurening, tilstedeværelsen af ​​biogene elementer, størrelsen af ​​belastningen på aktiveret slam ved forurening, pH-værdien af ​​spildevand, deres temperatur, koncentrationen af ​​opløst oxygen i spildevandet. Sammensætningen af ​​spildevand er en af ​​de vigtigste faktorer, der påvirker effektiviteten af ​​biologisk behandling. Tilstedeværelsen af ​​giftige stoffer i spildevand gør det vanskeligt for aktivt slam at arbejde. Toksiske virkninger på biologiske processer kan have både organiske og uorganiske stoffer. Toksiske virkninger kan være mikrobiostatiske (forsinke væksten af ​​slam) og mikrobicid (slagtende aktiv slam). De fleste kemikalier viser en form for handling afhængigt af deres koncentration i det rensede vand. Det skal bemærkes, at nogle elementer, der er organogener af cellen, i høje koncentrationer, også bliver toksiske. Derfor er det nødvendigt at kende MPC for individuelle kemikalier, der er til stede i spildevandet, når der udføres biologisk behandling. For værdien af ​​MPCbos tager den maksimale koncentration af et giftigt stof i vandet og ikke har en mærkbar negativ indvirkning på arbejdet i biologiske spildevandsrensningsanlæg (MPCbos)

Næringsstoffer. For den normale eksistens af mikroorganismer og følgelig for en effektiv vandrensningsproces skal der være en tilstrækkelig høj koncentration af alle hovednæringsstoffer af organisk carbon i mediet, hvis størrelse estimeres ved mængden af ​​BOD, spildevand, fosfor og nitrogen.

Ud over disse elementer er der også behov for andre elementer i ubetydelige mængder for mikroorganismers funktion: Mn, Cu, Xn, Mo, Se, Mg, Co, Ca, Na, K, Fe osv.

Indholdet af disse elementer i det naturlige vand, hvorfra spildevand dannes, er tilstrækkeligt til fuldt ud at opfylde kravene til bakteriel udveksling.

Nitrogen og fosfor i industrielle spildevand er normalt ikke nok, og de tilsættes kunstigt i form af superphosphat, orthophosphorsyre, ammoniumphosphat, sulfat, nitrat eller ammoniumchlorid, urinstof osv.

Nøjagtigheden af ​​næringsstoffer til bakterier i spildevand bestemmes af forholdet mellem BOD: N: P. For normallivet af mikroorganismer: N: P = 100: 5: 1. For husholdningsaffald er dette forhold 100: 20: 2,5. I den forbindelse anbefaler de fælles rengøring af husholdningsaffald og industrielt spildevand.

Belastningen på aktiveret slamforurening. Det beregnes på 1 m 3 af spildevandsrensningsanlæg eller oftere på 1 g tør biomasse. Ofte bruger de BOD-belastningsværdierne, men i nogle tilfælde beregner de belastningsværdien for det enkelte forurenende stof.

I henhold til graden af ​​belastning på aktivt slam opdeles beluftningssystemerne ved forurening i højbelastning, klassisk og lavbelastning. I højbelastningssystemer (med en belastning på mere end 400 mg BOD pr. 1 g ashfri stofslam per dag) i sammenligning med andre systemer er stigningen i slam den højeste, rensningsgraden er den mindste, og slam indeholder et lille antal protozoer.

Klassiske systemer (med en belastning på 150 til 400 mg BOD fuldført pr. G ashfri stofslam per dag) giver en meget høj grad af oprensning af BOD, undertiden delvis nitrifikation. De har godt flokket slam beboet af et stort antal mikroorganismer af forskellige grupper. Stigningen i slam i sådanne systemer er mindre end maksimumet på grund af de ret dybe processer af endogen oxidation. Lavbelastningssystemer (med en belastning under 150 mg BOD fuldfører 1 g ashfri slamstof pr. Dag) har en varierende BOD-grad af oprensning, men oftere en høj. I disse systemer er nitrifikationsprocessen dybt udviklet, slamvæksten er minimal, og den mikrobiologiske population af slam er meget forskelligartet.

PH spildevand. Koncentrationen af ​​hydrogenioner (pH) i spildevand påvirker væsentligt udviklingen af ​​mikroorganismer. En betydelig del af bakterier udvikler sig i et neutralt eller nær neutralt miljø. Biologisk behandling er mest effektiv, hvis pH ikke overskrider grænserne fra 5,5 til 5,8. Afvigelse fra dette interval fører til et fald i oxidationshastigheden som følge af nedsættelse af metaboliske processer i cellen, nedsat permeabilitet af sin cytoplasmiske membran osv. Hvis pH-værdien ikke overstiger grænserne for tilladte værdier, skal disse parametre korrigeres i spildevandet, der kommer ind i biologiske behandlingsanlæg.

Spildevandstemperatur Den optimale temperatur for aerobiske processer, der forekommer i spildevandsrensningsanlægget, er 20-30 ° C, mens biocenosen under andre gunstige betingelser repræsenteres af de mest forskellige mikroorganismer.

Hvis temperaturregimet ikke svarer til den optimale, så falder væksten af ​​kulturen, såvel som de metaboliske processer i cellen, markant.

Den mest negative effekt på udviklingen af ​​kulturen har en skarp temperaturændring. Ved aerob rengøring forværres temperatureffekten ved en tilsvarende ændring i opløseligheden af ​​oxygen. Bakterier er meget følsomme for temperatur, nitrofilatorer, deres høje aktivitet observeres ved en temperatur ikke lavere end 25 ° С. I tekniske beregninger anvendes formlerne i de relevante reguleringsdokumenter til at estimere temperaturens virkning på processernes hastighed.

Oxygen mode. I aerobic biologiske systemer skal luftforsyningen sikre kontinuert tilstedeværelse af opløseligt ilt i blandingen (mindst 8 mg / l). Det aerobiske system selv kan arbejde med et lavere iltniveau (op til 1 mg / l). Der er ikke noget fald i udnyttelsesgraden af ​​organiske stoffer og mængden af ​​nitrifikationsprocesser. På grund af den kendsgerning, at minimumsopløsningen af ​​opløst ilt er fastsat til 2 mg / l ved separering af slam fra vand i sekundære klarere indtil 1-2 mg / l opløseligt ilt. Denne værdi giver dig mulighed for at udelukke længerevarende opbevaring af slam under aerobiske forhold. Ud over ovenstående faktorer påvirker biologisk alder og kvalitet af slam, som anslås ved slamindeks, biologisk aerob behandling.

Alderen af ​​slam B, dage, kaldes varigheden af ​​opholdet i luftningstankerne og bestemmes af formlen:

hvor er volumenet af aerotanken, m3;

- slamkoncentration i aerotanker, mg / l

- slamvækst, mg / l

- mængden af ​​spildevand behandlet pr. dag, m 3 / dag

Til tilfredsstillende rengøring bør slamens alder ikke overstige 6-7 dage. En indikator for kvaliteten af ​​aktiveret slam er dens evne til at bundfælde, hvilket estimeres af værdien af ​​slamindekset. Under siltindekset forstås mængden af ​​1 g slam (tørstof) efter 30 minutters opsætning. Aerob biologisk behandling under kunstige forhold kan udføres i: beluftningstanke; biofiltre. [1]

Aerotank er armeret beton tanke, udstyret med beluftning enhed. Rengøringsprocessen i beluftningstanken udføres med kontinuerlig beluftning af blandingen af ​​renset vand og aktiveret slam, som strømmer igennem det. Luftning udføres for at give blandingen oxygen og for at holde slam suspenderet. Blandingen af ​​spildevand og aktiveret slam luftes i 6 til 12 timer, hvorefter det sendes til sekundære sedimentationstanker, hvor slam deponeres. Aktiveret slam returneres til aero tanken og blandes med nye portioner ubehandlet vand. Som et resultat af den kontinuerlige reproduktion af mikroorganismer stiger mængden af ​​slam konstant. Overskydende slam fjernes fra det aerobiske system, komprimeres i en slamkompressor og sendes til videre behandling. Afhængigt af aero tankens hydrodynamiske arbejdsforhold er de opdelt i aero tanker - drivmidler, aero tanker - mixere og mellemliggende type aero tanker med et dispergeret vandindløb; ved antallet af korridorer i beluftningstankene - ved en- og multi-korridor; ved tilstedeværelsen af ​​en regenerator - med en regenerator og uden regenerator; ifølge lufttilførselsmetoden - til aero-tanke med pneumatisk, mekanisk og blandet luftning. Beregningen af ​​aerotanker omfatter bestemmelsen af: Aerotankens samlede volumen, m 3; varigheden af ​​beluftning, h; ilt eller luftforbrug for hele aerotanken, kg / kg; det nødvendige antal luftfartøjer beregning af luftkanaler og udstyrsudvælgelse beregning af sekundære sedimentationstanke. Biologiske filtre er strukturer, hvor spildevand rengøres ved at filtrere gennem et lag groft lastning, hvis overflade er dækket af en biologisk film dannet af aerobe organismer.

Alle typer fodermidler, der anvendes i biofiltrere, kan opdeles i bulk og plan. Luftning af biofilteret kan være naturligt - med luft kommer fra overfladen og fra bunden gennem dræningen og kunstig - ved at indføre det i ladelaget. Af ydeevne er biofiltrerne opdelt i dryp og høj belastning. Ved rensning af højt forurenet spildevand med en høj BOD, for at intensivere filtervasken skal man anvende recirkulationsmodusen, dvs. vende tilbage til filterdelen af ​​det rensede vand. Beregningen af ​​biofiltrere består i at bestemme mængden af ​​fodermaterialet, størrelsen af ​​elementerne i systemer til vandfordeling og dræningsanordninger og beregning af sekundære afregningstanke. Dråber (perkolator) biofiltrere er kendetegnet ved en vandbelastning på ikke mere end 0,5 - 1 m 3 pr. 1 m 3 filter, filterhøjden overstiger ikke 2 m. Størrelsen af ​​fraktionen af ​​arbejdsbelastningslaget ligger fra 12 til 25 mm. naturlig beluftning. Dråbefiltrater skal anvendes til rensning af spildevand i en mængde på højst 1000 m 3 / dag. I den indenlandske praksis kaldes luftfiltrer højbelastning, der arbejder med flere gange i forhold til vanddråbebelastningen. Som et resultat forbedres fjernelsen fra biofilteret af næppe oxiderbar forurening og partikler af den døende film, og oxygen anvendes mere fuldt ud til oxidation af den resterende forurening. Aerofilters højde er normalt 3-4 m. Endnu højere filtre (9-18 m) kaldes tårnfiltre. Brugen af ​​kunstig luftforsyning forbedrer oxidative processer i et biofiltreringsfil med høj belastning. Ordninger for aerob biologisk behandling er vist i Figur 1.1. Valget af et rensningssystem udføres ifølge tabel 1. Afhængig af de specifikke betingelser kan der sammen med typiske ordninger anvendes originale teknologiske løsninger, herunder en differentieret tilgang til rensning af individuelle spildevandstrømme i en virksomhed.

Tabel 1 - Anbefalede begreber for biologisk spildevandsbehandling [1]

Virkningen af ​​rengøring på BOD5. %

Tal af de anvendte ordninger ifølge figur 1 ved BOD5 spildevand, der kommer ind i behandlingen, g / m 3

AEROBISK WATERPURIFICATION PROCESSES

Under aerobiske forhold renses spildevandets flydende fase, disse processer udføres i aerotanke, biofiltrere af forskellige design, vandingsområder og filtreringsfelter. Disse strukturer er forskellige i deres tekniske design, men de er alle designet til at anvende den oxidative aerobiske proces.

BIOLOGISKE FILTER - Det er en struktur bestående af deres krop, laste- og distributionsanordninger til spildevand og luft.

I dem filtreres spildevandet gennem et ladelag, der er dækket af en film af mikroorganismer, som dyrkes på filterbelastningen i startperioden. Hovedfilerne i biofilmen er den mikrobielle befolkning. Filmens biocenoser omfatter alger, protozoer, insektlarver, bugser, orme, svampe og bakterier.

Alle mikroorganismer er involveret i spildevandsbehandling. Bakterier mineraliserer organisk materiale ved at bruge dem som en kilde til næring og energi, protozoer foder på bakterier, algeremission ilt og flygtig produktion. Orme bryder gennem passager mellem partikler af lastning. løsne den biologiske film og derved lette adgangen til ilt. Derudover fordøjer orm, der spiser organiske stoffer, og nedbrydes en række vedholdende forbindelser - chitin og fiber. Således fjernes organisk stof fra spildevandet, og massen af ​​den aktive biofilm øges. Den brugte biofilm vaskes af den flydende affaldsmasse og fjernes fra biofilteret.

Som læser biofiltrere anvendes materialer med høj porøsitet, lav densitet og en stor specifik overflade (slagge, knust sten, småsten).

Fuld rengøring på biofiltrere opnås ikke.

AEROTENKS - rektangulære forstærkede tanke, 3-6 meter dybe.

Når aerotanken er i drift, strømmer affaldsvæsken under beluftning, blandet med aktivt slam, der består af en samling af mikroorganismer, langsomt gennem den. Luftforsyningen udføres af luftblæsemaskiner. Luftning fremmer større kontakt med aktiveret slam med kontamineret spildevand.

Biologisk oxidation i aerotank fortsætter i to trin. Den første er sorptionen af ​​forurening, den anden er den direkte oxidation af forurening af spildevand.

Biocenose af aktiveret slam udvikler sig under betingelser med udtalte oxidative aerobe processer. Ud over unicellulære bakterier udvikles filamentøse bakterier, gær og svampe i aktiveret slam. Mikrofunaen er repræsenteret af protozoer, rotiferer, rundorm, enkeltcellede dyr. Under normal drift af aerotanken etableres ligevægt mellem alle mikroflora og mikrofauna medlemmer. Overtrædelse af denne ligevægt indikerer forringelsen af ​​behandlingsanlæggene, da ændringen i den numeriske sammensætning af den mikrobielle population i aktiveret slam er forbundet med en ændring i de fysisk-kemiske egenskaber af den behandlede affaldsvæske. Årsagerne til afbrydelsen af ​​aerotanken. er: Overbelastning af spildevandsrensningsanlæg med organiske stoffer, dannelse af anaerobe zoner, manglende biogene elementer, skarp temperatur- eller pH-ændring, indtagelse af giftige stoffer i det behandlede vand.

Følgende ændringer opstår i affaldsvæsken rengjort i aerotanke:

1. et fald i koncentrationen af ​​forurenende stoffer som følge af fortynding med et flydende transportaktiveret slam

2. adsorption af forurening på aktiveret slam (første fase af oxidation)

3. gradvist fald i indholdet af organiske stoffer opløst i vand og adsorberet på aktiveret slam (anden fase af oxidation)

De vigtigste mineraliseringsmidler af organisk materiale i aerotanke er bakterier. Sarkodovye, fodring på siltpartikler, oversætter en række komplekse stoffer til enklere. Infusoria og andre protozoer spiller rollen som regulatorer for udviklingen af ​​bakterier og derved skaber gunstige betingelser for mineraliseringsprocessen.

Inden afløb af behandlet spildevand i dammen skal de desinficeres, da Aerotanker kan ikke garantere fuldstændig clearance af patogener.

Aerobe metoder til biologisk behandling kan også finde sted under naturlige forhold - i biologiske damme, i vandingsområder og filtreringsområder.

Aerob spildevandsbehandling

Den aerobiske metode er baseret på anvendelse af aerobiske mikroorganismer, for hvilken vital aktivitet kræver konstant strøm af ilt og en temperatur i området 20-40 ° C. Under aerob behandling dyrkes mikroorganismer i aktiveret slam eller i form af en biofilm. Aktiveret slam består af levende organismer og et fast substrat. Levende organismer er repræsenteret af bakterier, protozoer, svampe og alger. Biofilmen vokser på et biofilter fyldstof og har udseendet af slimhinder med en tykkelse på 1-3 mm og mere. En biofilm består af bakterier, protozoswampe, gær og andre organismer.

Aerob rengøring sker både i naturlige forhold og i menneskeskabte strukturer.

Rengøring under naturlige forhold forekommer i kunstvandede marker, filtreringsfelter og biologiske damme. Vandingsområder er områder specielt forberedt til spildevandsrensning og landbrugsformål. Rengøring foregår under påvirkning af jordmiljøflora, sol, luft og under påvirkning af planter. I jordens vandingsområder er bakterier, gær, alger, protozoer. Spildevand indeholder for det meste bakterier. I blandede biocenoser af det aktive jordlag opstår komplekse interaktioner af mikroorganismer, hvorved spildevandet frigøres fra bakterierne indeholdt i det. Hvis afgrøder ikke dyrkes i markerne, og de er kun beregnet til biologisk spildevandsrensning, så kaldes de filtreringsfelter. Biologiske damme er en kaskade af damme bestående af 3... 5 trin, hvorigennem klaret eller biologisk renset spildevand flyder med lav hastighed. Sådanne damme er designet til biologisk behandling af spildevand eller rensning af spildevand i kombination med andre spildevandsrensningsanlæg.

De vigtigste strukturer for kunstig aerob biologisk behandling med aktiveret slam er aerotanker. Aerotank arbejder i et par med en sekundær sedimenteringstank, hvor adskillelsen af ​​behandlet spildevand forekommer ved aerotankens udløb og suspension af aktiveret slam. I dette tilfælde fjernes en del af slammet fra systemet, og en del returneres til beluftningstanken for at øge produktiviteten og reducere mængden af ​​overskydende slam. Afhængig af forureningsgraden og mængden af ​​spildevand anvendes sammensætningen af ​​forurenende stoffer og rensningsbetingelserne, forskellige hydrodynamiske tilstande til at organisere vandstrømmen, dets omsætning, tilførsel af returaktiv slam og beluftning. Arbejdskoncentrationer af aktiveret slam i aerotanke er 1-5 g / l (tørstof) med opholdstid for spildevand i systemet fra flere timer til flere dage. Til rengøring i beluftningstanken er det ofte nødvendigt også at fodre næringsstoffer, primært nitrogen og fosfor. Med en manglende rengøringseffektivitet reduceres.

Biologiske rensningsanlæg med aktiveret slam omfatter også oxytops (med luftning med luft beriget med ilt eller ren ilt), filtertanke (med adskillelse af aktiveret slam og spildevand ved filtrering), oxidationskanaler (med cirkulation af spildevand og overfladebeluftningssystemer), minearbejde i form af aksler eller kolonner for at øge vandtrykket).

Fra aerobiske rengøringssystemer med biofilm anvendes biofiltrering oftest - strukturer med en belastning på overfladen, hvor biofilm af mikroorganismer udvikles. Det enkleste biofilter er et lag af filtermateriale (belastning), hældt i en vinkelsvinkel, vandet med spildevand. Lasten kan fremstilles i form af separate aftagelige blokke af plastikstive eller fleksible materialer, af stive ruffer mv. Til forskel fra beluftningstanke fungerer biofiltrere uden sekundære sedimenter.

En interstitiel position mellem strukturer med aktivt slam og med biofilm er optaget af biotentialer, der kombinerer fordelene ved både aero-tanke og biofiltrere. I biotanker med luftning af væsken, med aktiveret slam og indlæsning af forskellige materialer, cirkulerer væsken med slam og luftes i mellemrummene mellem påfyldning. Som følge af biofilmdannelse på påfyldningsoverfladen overstiger gennemsnitskoncentrationen af ​​slamblandingen koncentrationen i beluftningstanke.

I en moderne bio-adsorberbiotissor kombineres sorption af forurenende stoffer på overfladen af ​​ladningen, for eksempel baseret på aktiverede carbonhydrider, med biorensning. Ved forurening rengøres giftige stoffer med kul, mens i systemet på den ene side formindskes den inhiberende virkning af giftige stoffer på biocenosen og på den anden side ved lave koncentrationer af substrater i spildevandet i laget ved siden af ​​overfladen af ​​aktivt kul, øges og accelererer lokale koncentrationer dekomponering af substratet. Samtidig regenereres kul biologisk. Bioadsorptionsrensning kan bruges til at fjerne organiske urenheder, samt at fjerne tungmetaller og radionuklider fra spildevand.

En anden modifikation af biotanken er en fluidbed-reaktor (med et suspenderet lag), hvor rengøring intensiveres på grund af den store specifikke overflade af bæreren, på hvilken mikroorganismerne er bundet og den høje overførselshastighed. Biomassekoncentrationen i reaktoren når 40 g / l, produktiviteten er 5-10 gange højere end i beluftningstanke, processen er mere stabil under overbelastning og mindre følsom for giftig forurening af spildevand.

Overdreven aktiveret slam og biofilm fra biologiske behandlingsanlæg eller ubehandlet kloak kan omdirigeres til slamlejere (slamkort), kunstvandingsfelter og filtreringsfelter. Slamlejere er designet til opbevaring og behandling af aktiveret slam og biofilm fra spildevandsrensningsanlæg.