Biohemijska metoda tretmana otpadnih voda. Biohemijske metode prečišćavanja otpadnih voda - fajl n1.doc
Korištenje mikroorganizama (bakterije, alge) od nečistoća osnova je metode biohemijskog čišćenja.
Kao rezultat svoje vitalne aktivnosti, mikroorganizmi koriste organsku materiju kao hranljivi medij, a dolazi do razgradnje organske materije.
Za efikasan biohemijski tretman otpadnih voda važno je poštovati sledeće uslove:
Temperaturni režim - od +20 do +30oS;
. optimalna kiselost medijuma - pH od 6,5 do 7,5;
. opskrba dovoljnom količinom kisika, što značajno poboljšava proces razgradnje organskih tvari od strane mikroorganizama;
. prethodno uklanjanje (smanjenje koncentracije) toksičnih supstanci koje štetno djeluju na mikroorganizme.
Biohemijski tretman vode provodi se pomoću sljedećih metoda:
Filter polja. Otpadne vode periodično maksimalno ispunjavaju ograđene površine zemljišta. Nadalje, voda se filtrira prirodnim putem kroz pore tla. Organske nečistoće su zarobljene u tlu i razgrađuju ih bakterije, dok se prečišćena voda sakuplja u drenažni sistem.
. Polja za navodnjavanje su posebno dodijeljene zemljišne parcele na kojima se uzgajaju industrijske biljke, a istovremeno se prečišćavaju otpadne vode koje se koriste za navodnjavanje. Zagađenje se uklanja pomoću prirodni procesi koji se javljaju u tlu. Kao rezultat raspadanja organskih tvari u procesu vitalne aktivnosti mikroorganizama, povećava se plodnost tla. 1 hektar polja za navodnjavanje može primiti do 50 kubnih metara kanalizacije dnevno.
. Aerotankovi su umjetni rezervoari u koje se utovaruje kanalizacija, aktivni mulj i obezbjeđuje kiseonik. Pročišćavanje je omogućeno recikliranim aktivnim muljem, koji je poseban skup bakterija i protozoa koji doprinose maksimalnom efikasno čišćenje.
. Biofilteri su uređaji za prečišćavanje koji sadrže poseban materijal za punjenje (drobljeni kamen, šljunak, ekspandirana glina, plastika). Prije početka procesa čišćenja, na površini krmiva se uzgajaju mikroorganizmi koji formiraju biološki film. Prolazeći kroz biofilter, nečistoće iz kanalizacije ostaju na sirovom materijalu, gdje ih razgrađuju mikroorganizmi biološkog filma. Voda u biofilterima može biti podvrgnuta dodatnoj aeraciji.
Glavna prednost biohemijske metode čišćenja je dobijanje najčišće vode na izlazu. Osim toga, proces čišćenja ne stvara nikakav otpad koji zahtijeva odvojeno odlaganje.
Reagens metoda tretmana otpadnih voda
Suština metode čišćenja reagensa je korištenje kemijskih reakcija za inaktivaciju toksičnih tvari, na primjer, zbog taloženja potonjih u netopivi talog, koji se zatim mehanički uklanja.
Ova metoda koristi:
Neutralizacija, koja efikasno čisti od zagađenja kiselinama i alkalijama;
. redoks reakcije;
. kompleksiranje.
Efluent sadrži tvari organskog i neorganskog porijekla, i mnogo više organskog. A ako je neorganske inkluzije najlakše ukloniti mehanički, tada su potrebne druge metode za uklanjanje organskih nečistoća. Jedan od glavnih je biološki tretman otpadnih voda. O njegovim karakteristikama, sortama i tehnologijama saznat ćete u ovom članku.
Voda je život, ali je konzumiramo čistu i vraćamo prljavu. Ako se odvodi ne čiste, tada će vrlo brzo doći vrijeme “dragocjene vlage”, koju opisuju mnogi pisci naučne fantastike. Priroda može sama da pročisti vodu, ali ti procesi su veoma spori. Povećava se broj ljudi, povećava se i obim potrošnje vode, pa je problem organizovanog i temeljnog prečišćavanja otpadnih voda posebno akutan. Najefikasnija tehnologija prečišćavanja vode je biološka. Ali, prije nego što razmotrite osnovne principe njegovog rada, morate razumjeti sastav vode.
Sastav kućnih otpadnih voda
U svakoj kući sa tekućom vodom postoji i kanalizacija. Omogućava normalne procese za transport otpadnih voda iz stanova i kuća do postrojenja za prečišćavanje. U kanalizacijskim cijevima teče obična voda, ali zagađena. Nečistoće u njemu ima samo 1%, ali upravo on čini otpadne vode neprikladnim za dalju upotrebu. Tek nakon prečišćavanja, voda se može ponovo koristiti za piće i kod kuće.
Tačan sastav otpadnih voda se ne može imenovati, jer zavisi od mjesta gdje je uzet poseban uzorak, ali čak i na istom mjestu količina i skup nečistoća može varirati. Voda najčešće sadrži čvrste čestice, biološke nečistoće, anorganske inkluzije. S neorganskom tvari sve je jednostavno - čak i najjednostavniji filter to uklanja, ali ćete se morati boriti s organskom tvari. Ako se ništa ne preduzme, ove tvari počinju da se razgrađuju i stvaraju truli sediment (otuda i neugodan karakterističan „miris kanalizacije“). Štoviše, ne samo da razgrađena organska tvar počinje trunuti, već i voda.
Ukratko, sastav otpadnih voda uključuje masti, surfaktante, fosfate, jedinjenja hlorida i azota, naftne derivate, sulfate. Ne mogu sami nestati iz vode - potrebno je kompleksno čišćenje. Problem je posebno akutan u onim kućama u kojima autonomni sistem odvodnju i vodosnabdijevanje, jer svaka lokacija ima septičku jamu i bunar za vodu. Ako se odvodi ne čiste, mogu ući u slavinu - i situacija će postati opasna po život.
Metode tretmana kućnih i industrijskih otpadnih voda
Otpadne vode se mogu samoprečišćavati prirodni uslovi, ali samo ako je njihov volumen mali. Budući da je industrijski sektor danas visoko razvijen, količine efluenta na ispustu su značajne. A da bi dobio čistu vodu, osoba mora riješiti pitanje kanalizacije - odnosno njihovog pročišćavanja. Ukupno postoji nekoliko metoda za pročišćavanje otpadnih voda - to su mehaničke, hemijske, fizičko-hemijske i biološke. Pogledajmo detaljnije karakteristike svakog od njih.
Mehaničko čišćenje uključuje korištenje tehnika kao što su filtracija i taloženje. Glavni alati su rešetke, sita, filteri, zamke i zamke. Kada voda prođe primarni tretman, ulazi u jamu - kontejner dizajniran za taloženje otpadnih voda sa stvaranjem sedimenta. Mehaničko čišćenje se koristi u većini modernih sistema, ali rijetko kao samostalna metoda. A stvar je u tome što nije pogodan za uklanjanje hemijskih komponenti i organskih nečistoća.
Hemijsko čišćenje se provodi pomoću reagenasa - specijalnih hemijske supstance, koji reagiraju s nečistoćama sadržanim u vodi i stvaraju nerastvorljivi talog. Kao rezultat, sadržaj rastvorljivih suspenzija je smanjen za 25%, a nerastvorljivih za 95%.
Fizičko-hemijsko pročišćavanje uključuje upotrebu tehnika kao što su oksidacija, koagulacija, ekstrakcija i tako dalje. Ovi procesi omogućavaju uklanjanje anorganskih inkluzija iz vode i uništavanje slabo oksidiranih organske nečistoće. Najpopularnija fizička i hemijska metoda čišćenja je elektroliza.
Biološko prečišćavanje je proces zasnovan na upotrebi specifičnih mikroorganizama i principima njihove vitalne aktivnosti. Bakterije ciljaju specifične organske zagađivače, a voda se pročišćava.
Metode biološkog tretmana otpadnih voda i njegove prednosti. Stanice i postrojenja za biološki tretman otpadnih voda
Metode biološkog tretmana otpadnih voda uključuju aerotanke, biološke filtere i tzv. Svaka metoda ima svoje karakteristike, o kojima ćemo vam reći u nastavku.
Aerotankovi
Ova metoda biološke obrade uključuje interakciju prethodno mehanički očišćene otpadne vode i aktivnog mulja. Interakcija se odvija u posebnim kontejnerima - sastoje se od najmanje dva dijela i opremljeni su sistemima za aeraciju. Aktivni mulj sadrži veliki broj aerobni mikroorganizmi, koji pod odgovarajućim uslovima uklanjaju različite zagađivače iz otpadnih voda. Il is složen sistem biocenoza, u kojoj bakterije, podložne redovnoj opskrbi kisikom, počinju apsorbirati organske nečistoće. Biološko pročišćavanje se događa stalno pod jednim glavnim uvjetom - zrak mora ući u vodu. Kada se završi organska obrada, nivo potražnje za kiseonikom (BPK) opada, a voda se isporučuje u sledeće sekcije.
U drugim odjeljcima u rad su uključene nitrificirajuće bakterije koje prerađuju takav element kao što je dušik amonijevih soli s stvaranjem nitrita. Ove procese provodi jedan dio mikroorganizama, dok drugi dio jede nitrite uz stvaranje nitrata. Po završetku ovog procesa, obrađeni efluenti se unose u sekundarni taložnik. Ovdje se taloži aktivni mulj, a pročišćena voda se šalje u rezervoare.
Biofilter je stanica za biološki tretman popularna među vlasnicima seoskih kuća. To je kompaktan uređaj, koji uključuje rezervoar sa materijalom za punjenje. U obliku aktivnog filma u biofilteru se nalaze mikroorganizmi koji provode iste procese kao u prvom slučaju.
Vrste instalacije:
- dvostepeni;
- filtracija kap po kap.
Performanse uređaja sa filtracijom kap po kap su niske, ali garantuju maksimalan stepen prečišćavanja otpadnih voda. Drugi tip je produktivniji, ali kvaliteta čišćenja će biti otprilike ista kao u prvom slučaju. Oba filtera se sastoje od takozvanog "tela", razvodnog, odvodnog i sistema za distribuciju vazduha. Princip rada biofiltera sličan je principu rada aerotankova.
biološkim ribnjacima
Za pročišćavanje otpadnih voda ovom metodom mora postojati otvoreni umjetni rezervoar u kojem će se odvijati procesi samočišćenja. Ova metoda je najefikasnija, prikladni su čak i plitki ribnjaci do jednog metra dubine. Značajna površina omogućava da se voda dobro zagrije, što također ima neophodan učinak na vitalne procese mikroorganizama uključenih u pročišćavanje. Ova metoda je najefikasnija u toploj sezoni - na temperaturi od oko 6 stepeni i niže, procesi oksidacije se zaustavljaju. Zimi se uopšte ne čisti.
Vrste ribnjaka:
- uzgoj ribe (s razrjeđivanjem);
- višestepeni (bez razrjeđivanja);
- bazena za naknadnu obradu.
U prvom slučaju, otpadna voda se miješa sa riječne vode, nakon čega se šalju u ribnjake. U drugom, voda se šalje u rezervoar bez razrjeđivanja odmah nakon taloženja. Prva metoda zahtijeva oko dvije sedmice vremena, a druga mjesec. Prednost višestepenih sistema je relativno niska cena.
Koje su prednosti biološkog tretmana otpadnih voda?
Biološki tretman otpadnih voda garantuje skoro 100% čistu vodu. Međutim, imajte na umu da se biostanica ne koristi kao nezavisna metoda. Kristalno čistu vodu možete dobiti samo ako prvo uklonite neorganske nečistoće na druge načine, a zatim organsku uklonite biološkim metodama.
Aerobne i anaerobne bakterije - šta je to?
Mikroorganizmi koji se koriste u procesu prečišćavanja otpadnih voda dijele se na aerobne i anaerobne. Aerobni postoje samo u okruženju koje sadrži kiseonik i potpuno razgrađuje organsku materiju do CO2 i H2O, dok istovremeno sintetiše sopstvenu biomasu. Formula za ovaj proces je sljedeća:
CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + bakterijska biomasa,
gdje je CxHyOz organska materija.
Anaerobni mikroorganizmi normalno rade bez kiseonika, ali je i njihov rast biomase mali. Bakterije ovog tipa potrebne su za fermentaciju organskih spojeva bez kisika uz stvaranje metana. Formula:
CxHyOz -> CH4 + CO2 + bakterijska biomasa
Anaerobne tehnike su nezamjenjive pri visokim koncentracijama organskih tvari - koje premašuju maksimalno dopuštene za aerobne mikroorganizme. Pri niskom sadržaju organske tvari, anaerobni mikroorganizmi su, naprotiv, nedjelotvorni.
Imenovanje bioloških metoda prečišćavanja vode
Većina zagađivača otpadnih voda su tvari organskog porijekla. Glavni izvori podataka o zagađenju i potrošači tretiranih otpadnih voda:
- Stambeno-komunalne usluge, preduzeća Prehrambena industrija i stočarski kompleksi.
- Preduzeća hemijske, prerade nafte, celuloze i papira i industrije kože.
Sastav efluenta u ovim slučajevima bit će drugačiji. Jedno je sigurno – samo pod uslovom kompleksnog čišćenja uz obaveznu upotrebu bioloških metoda mogu se postići idealni rezultati.
Principi biološkog tretmana i spisak potrebne opreme
Uzimajući u obzir postojeće principe biološkog tretmana, vrši se odabir opreme za organizaciju postrojenja za biološki tretman. Glavne opcije:
- biološki ribnjaci;
- polja za filtriranje;
- biofilteri;
- rezervoari za vazduh;
- metatankovi;
- filter bunari;
- Filteri za pijesak i šljunak;
- cirkulirajući oksidacijski kanali;
- bioreaktori.
Imajte na umu da se za umjetnu i prirodnu obradu otpadnih voda mogu koristiti različite metode.
Pročišćavanje otpadnih voda biološkim metodama: prednosti i nedostaci
Biološke metode su efikasne za čišćenje otpadnih voda od organskih materija, ali se zaista visoki rezultati mogu postići samo ako se različite metode koriste na integrisan način. Osim toga, mogućnosti bakterija nisu neograničene - mikroorganizmi uklanjaju manje organske nečistoće. Troškovi postrojenja za biološki tretman su relativno niski.
Sve metode prečišćavanja otpadnih voda
Prije ulaska u sistem biološkog tretmana otpadne vode moraju se mehanički očistiti, a nakon toga dezinfikovati (hloriranje, ultrazvučno izlaganje, elektroliza, ozoniranje i dr.) i dezinfekcija. Stoga se u okviru složenog tretmana otpadnih voda koriste i hemijske, mehaničke, membranske, reagensne metode.
BIOHEMIJSKI TRETMAN OTPADNIH VODA- (biološki tretman) - glavni način prečišćavanja otpadnih voda koje sadrže zagađenje organskog porijekla, koji se sastoji u mineralizaciji ovih zagađivača zbog vitalne aktivnosti mikroorganizama. U procesu disanja mikroba, organske tvari se oksidiraju i oslobađa se energija potrebna za vitalne funkcije.
Dio energije ide u proces sinteze stanične tvari, odnosno za povećanje mase bakterija, količine aktivnog mulja i biološkog filma u postrojenju za prečišćavanje.
Bakterije su uključene u mineralizaciju organskih jedinjenja u otpadnim vodama, koje se u odnosu na kiseonik dele u 2 grupe: aerobne (koriste kiseonik otopljen u vodi tokom disanja) u anaerobne (razvijaju se u nedostatku slobodnog kiseonika).
Neophodni uslovi za vitalnu aktivnost organizama koji doprinose čišćenju i efikasnom korišćenju objekata za aerobni tretman su:
Prisustvo u otpadnim vodama organskih supstanci koje se mogu biohemijski oksidirati; kontinuirano snabdijevanje objekata kiseonikom u dovoljnim količinama; aktivna reakcija tretirane vode (unutar pH 7-8,5); temperatura vode ne niža od 10° i ne viša od 30°; prisustvo biogenih elemenata - dušika, fosfora, kalija u potrebnim količinama; sadržaj mineralnih soli i vode nije veći od 10 g/l; odsutnost toksičnih tvari u koncentracijama koje su toksične za mikroorganizme.
Biohemijski tretman otpadnih voda odvija se u dvije istovremeno početne faze: sorpcija na površini bakterijskih tijela otopljenih organskih tvari i koloida; oksidacija i mineralizacija otopljenih i adsorbiranih organskih tvari mikrobama.
Za biohemijski tretman kućnih i industrijskih otpadnih voda koriste se sledeći objekti za prečišćavanje: aerobno-biološki bazeni, polja za navodnjavanje, polja filtracije (vidi Polja za navodnjavanje i filtraciju), biofilteri, filteri za vazduh i aerotankovi; anaerobne - septičke jame, dvoslojne taložnice, digestori. Izbor vrste objekata određen je prirodom i količinom otpadnih voda, lokalnim uslovima, zahtjevima za kvalitetom prečišćene vode, dostupnošću slobodnog zemljišta itd.
Prije biohemijskog tretmana, suspendirane čvrste tvari, smole i ulja moraju se ukloniti iz otpadnih voda. Kao rezultat tretmana, sadržaj organskih tvari u otpadnoj vodi se smanjuje za 90-95%; gube sposobnost truljenja, postaju prozirne, broj bakterija u njima je znatno smanjen.
Biohemijski tretman fekalno-ekonomskih otpadnih voda je prilično dobro proučen, razvijene su metode za proračun postrojenja za prečišćavanje. Prilikom pročišćavanja industrijskih otpadnih voda, zbog njihove velike raznolikosti, projektni parametri postrojenja za prečišćavanje utvrđuju se na osnovu rezultata laboratorijskih eksperimenata.
Izvor: "Enciklopedija moderne tehnologije. Građevinarstvo." M., 1964
Popularni članci
Strop - uređenje doma
|
Biološka (biohemijska) metoda pročišćavanja koristi se za prečišćavanje industrijskih otpadnih voda od mnogih otopljenih organskih supstanci, uključujući naftne proizvode.
Otpadne vode koje se šalju na biohemijski tretman karakterišu vrijednost BPK i COD. BPK je biohemijska potreba za kiseonikom koji se koristi u biohemijskim procesima oksidacije organskih materija tokom određenog vremenskog perioda (2,5,8,10,20 dana) u mg O 2 po litru otpadne vode (ili po 1 mg supstance ). Na primjer, BPK 5 - biohemijska potreba za kiseonikom tokom 5 dana, BPK pun. - puna biohemijska potreba za kiseonikom do kraja procesa biooksidacije.
Proces biološkog tretmana zasniva se na sposobnosti mikroorganizama da koriste otopljenu organsku materiju za ishranu tokom svog života. U kontaktu s organskim tvarima, mikroorganizmi ih djelomično uništavaju, pretvarajući ih u vodu, ugljični dioksid, nitrite i sulfatne ione. Drugi dio tvari ide na stvaranje biomase. Ovo uništavanje organske materije naziva se biohemijska oksidacija.
Poznate aerobne i anaerobne metode biohemijskog tretmana otpadnih voda. Aerobna metoda temelji se na korištenju aerobnih grupa organizama za čiju je vitalnu aktivnost potrebna konstantna opskrba kisikom i temperatura od 20-40°C. Tokom aerobnog tretmana, mikroorganizmi se uzgajaju u aktivnom mulju. Aktivni mulj se sastoji od živih organizama i čvrstog supstrata. Živi organizmi su zajednica mnogih vrsta mikroorganizama koje se nazivaju biocenoza.
Živi organizmi su predstavljeni nakupinama bakterija i pojedinačnih bakterija, protozoa, crva, plijesni, kvasaca, a rijetko - larvi insekata, rakova, algi. Ova zajednica se naziva biocenoza. Biocenozu aktivnog mulja uglavnom predstavlja dvanaest vrsta mikroorganizama i protozoa.
Anaerobne metode čišćenja odvijaju se bez pristupa kisiku, koriste se uglavnom za neutralizaciju sedimenata.
Kvalitet mulja je određen brzinom njegovog taloženja i stepenom prečišćavanja vode. Velike pahuljice se talože brže od malih. Proces biohemijske oksidacije se intenzivnije odvija u malim, suspendovanim ljuspicama mulja, jer to olakšava i ubrzava unutrašnju difuziju organskih nečistoća, tj. njihova difuzija u intracelularnom prostoru organizama. Zbog toga se radi efikasnosti procesa, aktivni mulj mora sistematski mešati u postrojenju za tretman. Stanje mulja karakteriše indeks mulja, koji predstavlja odnos zapremine netaloženog dela aktivnog mulja prema masi osušenog mulja nakon 30 minuta taloženja. Što se mulj lošije taloži, to ima veći indeks mulja.
Biofilm raste na punilu biofiltera, izgleda kao sluzokoža debljine 1-3 mm ili više. Boja mu se mijenja promjenom sastava otpadne vode od sivkasto žute do tamno smeđe. U biocenozi biofilma sastav vrsta je prošireniji nego u aktivnom mulju. Ličinke komaraca, muva, krpelja jedu aktivni mulj i biofilm i na taj način doprinose njihovoj rahlijoj strukturi, što zauzvrat, kao što je već navedeno, doprinosi većoj efikasnosti čišćenja.
Indikator koji karakteriše biohemijsku aktivnost biocenoze naziva se biohemijska aktivnost. Ovaj biohemijski pokazatelj zavisi od sastava nečistoća u otpadnim vodama, a parametar je neophodan za proračun i rad postrojenja za prečišćavanje za biološki tretman. Ovaj indikator je definisan kao omjer BOD FULL / COD i varira u vrlo širokom rasponu za različite otpadne vode. Prema biohemijskom indeksu industrijske otpadne vode se dijele u četiri grupe. Prva grupa ima najviši biohemijski indeks iznad. Ovu grupu čine otpadne vode iz prehrambene industrije. Što je više mineralnih nečistoća u otpadnoj vodi u odnosu na organsku, to je niži biohemijski indeks i niža je biorazgradivost otpadne vode.
Na efikasnost biohemijskog tretmana utiču brojni faktori:
Temperatura (20-30ºS);
Aeracija kiseonikom (količina kiseonika rastvorenog u vodi);
Prisustvo biohemijskih elemenata i njihovih jedinjenja u otpadnim vodama (kao što su N, P, K, Ca i drugi).
U veštačkim uslovima, čišćenje se vrši u aerotankovima ili biofilterima.
Aerotankovi su armiranobetonski gazirani rezervoari u kojima se odvija biohemijska oksidacija kao mješavina otpadne vode i aktivnog mulja kroz njih teče. Aeracija je neophodna da bi se voda zasitila kiseonikom i održala mulj u suspenziji.
Jedna od šema biološkog tretmana pomoću aerotanka prikazana je na Sl.1.
Rice. 1. Šema biološkog tretmana otpadnih voda
Otpadna voda se šalje u primarni taložnik, gdje se može dodati višak aktivnog mulja iz sekundarnog taložnika radi poboljšanja taloženja suspendiranih čestica. U isto vrijeme, aktivni mulj djeluje i kao koagulant, agregirajući i taloži suspendirane nečistoće. Zatim pročišćena voda ulazi u predaerator-usrednik, u koji se takođe šalje dio viška mulja iz sekundarnog taložnika. U preaeratoru se otpadna voda usrednjava, aerira 15-20 minuta i tu dolazi do primarne oksidacije, tj. pročišćavanje od najlakše oksidiranih nečistoća. Osim toga, joni teških metala i druge toksične tvari koje negativno utječu na proces biohemijske oksidacije uklanjaju se u preaeratoru zbog sorpcije aktivnim muljem.
Iz preaeratora otpadna voda ulazi u sam aerotank, u kojem se odvija glavna faza biohemijske oksidacije. Prije rezervoara za aeraciju, otpadna voda ne smije sadržavati više od 150 mg/l suspendiranih čvrstih tvari (za to služi primarni taložnik), temperatura otpadne vode ne smije biti niža od 20 i ne viša od 30 °C, pH - unutar 6.5-9. Vrijeme prozračivanja u rezervoaru za aeraciju određuje se proračunom: obično je potrebno do 10, ponekad i do 20, ali ne manje od dva sata.
Nakon biohemijske oksidacije u rezervoaru za aeraciju, voda sa pahuljicama aktivnog mulja (njena biomasa u rezervoaru za aeraciju raste) ulazi u sekundarni taložnik, gde se aktivni mulj odvaja u obliku mulja i odlaže, delimično se vraća u preaerator i aeracioni rezervoar, a najveći deo viška mulja se koristi kao đubrivo na poljima. Pročišćena voda iz sekundarnog taložnika sakuplja se kroz izlaznu ladicu.
Ove metode se koriste za prečišćavanje otpadnih voda iz domaćinstva i industrije od mnogih otopljenih organskih i nekih neorganskih (sumporovodik, amonijak, sulfidi, nitriti itd.) tvari. Proces pročišćavanja temelji se na sposobnosti određenih mikroorganizama da koriste ove tvari za ishranu: organske tvari za mikroorganizme su izvor ugljika. Mikroorganizmi ih djelomično uništavaju, pretvarajući CO 2 , H 2 O, nitratne i sulfatne ione, a djelimično ih koriste za stvaranje vlastite biomase. Proces biohemijskog prečišćavanja je u suštini prirodan, njegova priroda je ista za procese koji se odvijaju kako u prirodnim rezervoarima tako iu postrojenjima za tretman.
Biološku oksidaciju provodi zajednica mikroorganizama (biocenoza), koja uključuje mnoge različite bakterije, protozoe i više organizirane organizme (alge, gljive) , međusobno povezani u jedan kompleks složenim odnosima. Ova zajednica se zove aktivni mulj, sadrži od 106 do 1014 ćelija po 1 g suhe biomase (oko 3 g mikroorganizama po 1 litar otpadnih voda).
Poznate aerobne i anaerobne metode biohemijskog tretmana otpadnih voda.
aerobni proces. Za njegovu implementaciju koriste se grupe mikroorganizama, za čiju vitalnu aktivnost je stalna opskrba kisikom (2 mg0 2 /l), temperatura 20-30°C, pH okoline 6,5-7,5, odnos biogenih elemenata BPK : N: P nije veći od 100 : 5: 1. Ograničenje metode je sadržaj toksičnih materija ne veći od: tetraetil olova 0,001 mg/l, jedinjenja berilija, titana, Cr 6+ i ugljen monoksida 0,01 mg / l, jedinjenja bizmuta, vanadijuma, kadmijuma i nikla 0,1 mg/l, bakar sulfata 0,2 mg/l, kalijum cijanida 2 mg/l.
Aerobni tretman otpadnih voda vrši se u posebnim objektima: biološkim bazenima, aerotankovima, rezervoarima kiseonika, biofilterima.
biološkim ribnjacima dizajniran za biološki tretman i za naknadni tretman otpadnih voda u kombinaciji sa drugim postrojenjima za tretman. Izvode se u obliku kaskade ribnjaka, koji se sastoje od 3-5 koraka. Proces pročišćavanja otpadnih voda provodi se prema sljedećoj shemi: bakterije koriste kisik koji alge oslobađaju tokom fotosinteze, kao i kisik iz zraka, za oksidaciju zagađenja. Alge, zauzvrat, troše ugljen monoksid, fosfate i amonijum azot koji se oslobađaju tokom biohemijske razgradnje organske materije. Stoga je za normalan rad ribnjaka potrebno održavati optimalne pH vrijednosti i temperature otpadnih voda. Temperatura mora biti najmanje 6 °C, pa se ribnjaci ne koriste zimi.
Postoje ribnjaci sa prirodnom i umjetnom aeracijom. Dubina bara sa prirodnom površinskom aeracijom u pravilu ne prelazi 1 m. Kod vještačke aeracije bara pomoću mehaničkih aeratora ili upuhivanja zraka kroz vodeni stup, njihova dubina se povećava na 3 m. Upotreba umjetne aeracije ubrzava prečišćavanje vode. procesi. Treba navesti i nedostatke ribnjaka: nizak kapacitet oksidacije, sezonskost rada, potreba za velikim površinama.
Strukture za vještački biološki tretman prema lokaciji aktivne biomase u njima mogu se podijeliti u dvije grupe:
Aktivna biomasa je u tretiranoj otpadnoj vodi u suspendovanom stanju (aerotankovi, rezervoari za kiseonik);
Aktivna biomasa je fiksirana na nepokretnom materijalu, a otpadna voda struji oko njega tankim filmskim slojem (biofilteri).
Aerotankovi su armirano-betonski rezervoari, pravougaone osnove, podeljeni pregradama u zasebne hodnike.
Za održavanje aktivnog mulja u suspendiranom stanju, intenzivno miješanje i zasićenje tretirane smjese kisikom zraka, u aerotanke su raspoređeni različiti sistemi za aeraciju (obično mehanički ili pneumatski). Iz aerotankova mješavina prečišćene otpadne vode i aktivnog mulja ulazi u sekundarni taložnik, odakle se aktivni mulj taložen na dno uz pomoć posebnih uređaja (muljnih pumpi) ispušta u rezervoar. pumpna stanica, a pročišćena otpadna voda se isporučuje ili na daljnju naknadnu obradu ili dezinficira.
Za pneumatsku aeraciju otpadnih voda, umjesto zraka može se isporučiti čisti kisik. Ovaj proces koristi oxytenki, nešto drugačiji dizajnom od aerotankova. Oksidirajuća sposobnost oksitenksa je 3 puta veća od potonjeg.
Biofilteri koriste se za dnevnu potrošnju kućnih i industrijskih otpadnih voda do 20-30 hiljada m 3 dnevno. Biofilteri su rezervoari okruglog ili pravougaonog oblika u tlocrtu koji se pune sirovinom. Prema prirodi opterećenja, biofilteri se dijele u dvije kategorije: sa volumetrijskim i ravnim opterećenjem. Rasuti materijal, koji se sastoji od šljunka, ekspandirane gline, šljake veličine čestica 15-80 mm, prekriven je slojem visine 2-4 m. Planarni materijal se izrađuje u obliku krutih (prsten, cevasti elementi od plastike, keramika, metal) i mekani (rolo tkanina) blokovi koji se ugrađuju u tijelo biofiltera slojem debljine 8 m.
anaerobni proces. Ovdje se biološka oksidacija organskih tvari događa u odsustvu molekularnog kisika zbog kemijski vezanog kisika u spojeve kao što su sulfati, sulfiti i karbonati. Proces se odvija u dvije faze: u prvoj se formiraju organske kiseline, u drugoj fazi se formirane kiseline pretvaraju u metan i CO 2: organska jedinjenja + 0 2 + bakterije koje stvaraju kiseline -> hlapljive kiseline + CH 4 + CO 2 + H, + nove ćelije + drugi proizvodi - "hlapljive kiseline + 0 2 + bakterije koje stvaraju metan -> CH 4 + CO 2 + nove ćelije. Glavni proces se odvija u digestorima koji prerađuju aktivni mulj i koncentriranu otpadnu vodu (obično BPK > 5000) koja sadrži organske tvari, koje uništavaju anaerobne bakterije tokom fermentacije metana. Navedena fermentacija u prirodnim uslovima odvija se u močvarama.
Osnovni cilj anaerobnog tretmana je smanjenje zapremine aktivnog mulja ili količine organske materije u otpadnoj vodi, dobijanje metana (do 0,35 m 3 u normalnim uslovima na 1 kg KPK) i dobro filtriranog sedimenta bez mirisa. Padavine nakon filtriranja mogu se koristiti kao đubrivo u biljnoj proizvodnji (ako je sadržaj teških metala u njima ispod MPC). Gas proizveden u digestorima sadrži do 75% (vol.) metana (ostatak CO 2 i zrak) i koristi se kao gorivo.
Biološko prečišćavanje zagađenih voda može se vršiti u prirodnim uslovima, za šta se koriste posebno pripremljene parcele ( polja za navodnjavanje I filtracija). U tim slučajevima, kapacitet čišćenja samog tla se koristi za oslobađanje otpadnih voda od zagađivača. Filtrirajući kroz sloj tla, voda ostavlja suspendirane, koloidne i otopljene nečistoće u njemu. Mikroorganizmi tla oksidiraju organske zagađivače, pretvarajući ih u najjednostavnije mineralne spojeve - ugljični dioksid, vodu, soli. Polja za navodnjavanje se istovremeno koriste za prečišćavanje otpadnih voda i uzgoj žitarica i silažnih kultura, začinskog bilja, povrća, kao i sadnju žbunja i drveća. Filtraciona polja se koriste samo za prečišćavanje otpadnih voda.
