Biokemijska metoda pročišćavanja otpadnih voda. Biokemijske metode pročišćavanja otpadnih voda - datoteka n1.doc
Korištenje mikroorganizama (bakterija, algi) od nečistoća osnova je biokemijske metode čišćenja.
Kao rezultat svoje vitalne aktivnosti, mikroorganizmi koriste organsku tvar kao hranjivi medij, pri čemu dolazi do razgradnje organske tvari.
Za učinkovito biokemijsko pročišćavanje otpadnih voda važno je pridržavati se sljedećih uvjeta:
Temperaturni režim - od +20 do +30oS;
. optimalna kiselost medija - pH od 6,5 do 7,5;
. opskrba dovoljnom količinom kisika, što značajno poboljšava proces razgradnje organskih tvari mikroorganizmima;
. prethodno uklanjanje (smanjenje koncentracije) otrovnih tvari koje štetno djeluju na mikroorganizme.
Biokemijska obrada vode provodi se sljedećim metodama:
Polja filtera. Otpadne vode povremeno maksimalno ispunjavaju ograđene površine zemljišta. Nadalje, voda se prirodno filtrira prolazeći kroz pore tla. Organske nečistoće zadržavaju se u tlu i razgrađuju bakterije, dok se pročišćena voda skuplja drenažnim sustavom.
. Polja za navodnjavanje su posebno dodijeljene zemljišne čestice na kojima se uzgajaju industrijske biljne kulture, a ujedno se pročišćavaju otpadne vode koje se koriste za navodnjavanje. Onečišćenje se uklanja prirodni procesi koji se javljaju u tlu. Kao rezultat razgradnje organskih tvari u procesu vitalne aktivnosti mikroorganizama, povećava se plodnost tla. 1 hektar polja za navodnjavanje može primiti do 50 kubnih metara otpadnih voda dnevno.
. Aerotankovi su umjetni rezervoari u koje se ukrcava otpadna voda, aktivni mulj i dovodi kisik. Pročišćavanje je omogućeno recikliranim aktivnim muljem, koji je poseban skup bakterija i protozoa koji pridonose maksimalnom učinkovito čišćenje.
. Biofilteri su uređaji za pročišćavanje koji sadrže poseban materijal za punjenje (drobljeni kamen, šljunak, ekspandirana glina, plastika). Prije početka procesa čišćenja na površini krmiva se uzgajaju mikroorganizmi koji stvaraju biološki film. Prolazeći kroz biofilter, nečistoće iz kanalizacije ostaju na sirovini, gdje ih razgrađuju mikroorganizmi biološkog filma. Voda u biofilterima može se podvrgnuti dodatnoj aeraciji.
Glavna prednost biokemijske metode čišćenja je dobivanje najčišće vode na izlazu. Osim toga, procesom čišćenja ne nastaje nikakav otpad koji zahtijeva odvojeno zbrinjavanje.
Metoda obrade otpadnih voda reagensima
Bit metode čišćenja reagensa je korištenje kemijskih reakcija za inaktivaciju otrovnih tvari, na primjer, zbog taloženja potonjih u netopljivi talog, koji se naknadno mehanički uklanja.
Ova metoda koristi:
Neutralizacija, koja učinkovito čisti od onečišćenja kiselinama i alkalijama;
. redoks reakcije;
. kompleksiranje.
Otpadne vode sadrže tvari organskog i anorganskog podrijetla, a i mnogo više organskih. A ako je najlakše mehanički se riješiti anorganskih inkluzija, tada su potrebne druge metode za uklanjanje organskih nečistoća. Jedan od glavnih je biološka obrada otpadnih voda. O njegovim značajkama, sortama i tehnologijama naučit ćete u ovom članku.
Voda je život, ali je konzumiramo čistu, a vraćamo prljavu. Ako se odvodi ne očiste, vrlo brzo će doći vrijeme “dragocjene vlage”, koju opisuju mnogi pisci znanstvene fantastike. Priroda može sama pročistiti vodu, ali ti su procesi vrlo spori. Broj ljudi sve je veći, povećava se i obim potrošnje vode, pa je problem organiziranog i temeljitog pročišćavanja otpadnih voda posebno akutan. Najučinkovitija tehnologija pročišćavanja vode je biološka. Ali, prije nego što razmotrite osnovne principe njegovog rada, morate razumjeti sastav vode.
Sastav kućnih otpadnih voda
U svakoj kući s tekućom vodom postoji i kanalizacijski sustav. Omogućuje normalne procese transporta otpadnih voda iz stanova i kuća do uređaja za pročišćavanje. U kanalizacijskim cijevima teče obična voda, ali onečišćena. Nečistoće u njemu su samo 1%, ali on je taj koji čini otpadnu vodu neprikladnom za daljnju upotrebu. Tek nakon pročišćavanja voda se može ponovno koristiti za piće i kod kuće.
Točan sastav otpadne vode ne može se navesti, jer ovisi o mjestu gdje je uzet poseban uzorak, ali čak i na istom mjestu količina i skup nečistoća mogu varirati. Najčešće, voda sadrži čvrste čestice, biološke nečistoće, anorganske inkluzije. S anorganskim tvarima sve je jednostavno - i najjednostavniji filtar ih uklanja, ali s organskim ćete se morati boriti. Ako se ništa ne poduzme, te se tvari počinju raspadati i stvaraju truli talog (odatle neugodan karakterističan "miris kanalizacije"). Štoviše, počinje trunuti ne samo razgrađena organska tvar, već i voda.
Ukratko, sastav otpadnih voda uključuje masti, površinski aktivne tvari, fosfate, kloridne i dušikove spojeve, naftne derivate, sulfate. Ne mogu sami nestati iz vode - potrebno je složeno čišćenje. Problem je posebno akutan u onim kućama u kojima autonomni sustav odvodnju i vodoopskrbu, jer svako mjesto ima septičku jamu i bunar za vodu. Ako se odvodi ne očiste, mogu ući u slavinu – i situacija će postati opasna po život.
Metode pročišćavanja kućnih i industrijskih otpadnih voda
Otpadne vode mogu se samopročišćavati u prirodni uvjeti, ali samo ako je njihov volumen mali. Budući da je industrijski sektor danas vrlo razvijen, količine otpadnih voda na izlazu su značajne. A da bi dobio čistu vodu, čovjek mora riješiti pitanje kanalizacije – odnosno njihovo pročišćavanje. Ukupno postoji nekoliko metoda pročišćavanja otpadnih voda - to su mehaničke, kemijske, fizikalno-kemijske i biološke. Pogledajmo pobliže značajke svakog od njih.
Mehaničko čišćenje uključuje korištenje tehnika kao što su filtracija i taloženje. Glavni alati su rešetke, sita, filtri, zamke i zamke. Kada voda prođe primarni tretman, ulazi u sump - spremnik namijenjen taloženju otpadnih voda uz stvaranje sedimenta. Mehaničko čišćenje se koristi u većini modernih sustava, ali rijetko kao samostalna metoda. A stvar je u tome što nije pogodan za uklanjanje kemijskih komponenti i organskih nečistoća.
Kemijsko čišćenje provodi se pomoću reagensa - posebnih kemijske tvari, koji reagiraju s nečistoćama sadržanim u vodi i stvaraju netopljivi talog. Time se sadržaj topivih suspenzija smanjuje za 25%, a netopivih za 95%.
Fizikalno-kemijsko pročišćavanje uključuje korištenje tehnika kao što su oksidacija, koagulacija, ekstrakcija i tako dalje. Ovi procesi omogućuju uklanjanje anorganskih inkluzija iz vode i uništavanje slabo oksidiranih organske nečistoće. Najpopularnija fizikalna i kemijska metoda čišćenja je elektroliza.
Biološko pročišćavanje je proces koji se temelji na korištenju specifičnih mikroorganizama i načela njihove vitalne aktivnosti. Bakterije napadaju specifične organske zagađivače, a voda se pročišćava.
Metode biološke obrade otpadnih voda i njihove prednosti. Stanice i postrojenja za biološku obradu otpadnih voda
Metode biološkog pročišćavanja otpadnih voda uključuju aerotankove, biološke filtere i tzv. Svaka metoda ima svoje karakteristike, o kojima ćemo vam reći u nastavku.
Aerotankovi
Ova biološka metoda pročišćavanja uključuje interakciju prethodno mehanički pročišćene otpadne vode i aktivnog mulja. Interakcija se odvija u posebnim spremnicima - sastoje se od najmanje dva odjeljka i opremljeni su sustavima za prozračivanje. Aktivni mulj sadrži veliki broj aerobni mikroorganizmi, koji u odgovarajućim uvjetima iz otpadnih voda uklanjaju različite onečišćivače. Ja sam složen sustav biocenoza, u kojoj bakterije, uz redovitu opskrbu kisikom, počinju apsorbirati organske nečistoće. Biološko pročišćavanje događa se stalno pod jednim glavnim uvjetom - zrak mora ući u vodu. Kada je organska obrada završena, razina potrebe za kisikom (BPK) pada, a voda se dovodi u sljedeće odjeljke.
U drugim odjeljcima u rad su uključene nitrificirajuće bakterije koje obrađuju takav element kao što je dušik amonijevih soli uz stvaranje nitrita. Ove procese provodi jedan dio mikroorganizama, dok drugi dio jede nitrite uz stvaranje nitrata. Nakon završetka ovog procesa, pročišćene otpadne vode dovode se 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 spremnik sa sirovinom. U obliku aktivnog filma u biofilteru nalaze se mikroorganizmi koji provode iste procese kao u prvom slučaju.
Vrste ugradnje:
- dvostupanjski;
- filtracija kap po kap.
Učinkovitost uređaja s filtracijom tipa kap po kap je niska, ali jamče maksimalni stupanj pročišćavanja otpadnih voda. Drugi tip je produktivniji, ali će kvaliteta čišćenja biti otprilike ista kao u prvom slučaju. Oba filtra sastoje se od takozvanog "tijela", razdjelnika, odvoda i sustava za distribuciju zraka. Princip rada biofiltera sličan je principu rada aerotankova.
biološka jezerca
Za pročišćavanje otpadnih voda ovom metodom mora postojati otvoreni umjetni rezervoar u kojem će se odvijati procesi samočišćenja. Ova metoda je najučinkovitija, prikladna su čak i plitka jezerca do jednog metra dubine. Značajna površina omogućuje dobro zagrijavanje vode, što također ima potreban učinak na vitalne procese mikroorganizama uključenih u pročišćavanje. Ova metoda je najučinkovitija u toploj sezoni - na temperaturi od oko 6 stupnjeva i niže, procesi oksidacije prestaju. Zimi se čišćenje uopće ne događa.
Vrste ribnjaka:
- uzgoj ribe (s razrjeđivanjem);
- višestupanjski (bez razrjeđivanja);
- bazeni za naknadnu obradu.
U prvom slučaju, otpadna voda se miješa s riječna voda, nakon čega se šalju u ribnjake. U drugom, voda se šalje u rezervoar bez razrjeđivanja odmah nakon taloženja. Prva metoda zahtijeva oko dva tjedna vremena, a druga mjesec dana. Prednost višestupanjskih sustava je relativno niska cijena.
Koje su prednosti biološke obrade otpadnih voda?
Biološka obrada otpadnih voda jamči gotovo 100% čistu vodu. Međutim, imajte na umu da se biostanica ne koristi kao neovisna metoda. Kristalno čistu vodu možete dobiti samo ako prethodno uklonite anorganske nečistoće na druge načine, a zatim organske uklonite biološkim metodama.
Aerobne i anaerobne bakterije - što je to?
Mikroorganizmi koji se koriste u procesu pročišćavanja otpadnih voda dijele se na aerobne i anaerobne. Aerobni postoje samo u okruženju koje sadrži kisik i potpuno razgrađuju organsku tvar na CO2 i H2O, dok istovremeno sintetiziraju vlastitu biomasu. Formula za ovaj proces je sljedeća:
CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + bakterijska biomasa,
gdje je CxHyOz organska tvar.
Anaerobni mikroorganizmi inače žive bez kisika, ali je i njihov rast biomase mali. Bakterije ove vrste potrebne su za fermentaciju organskih spojeva bez kisika uz stvaranje metana. Formula:
CxHyOz -> CH4 + CO2 + bakterijska biomasa
Anaerobne tehnike su nezamjenjive kod visokih koncentracija organskih tvari – koje premašuju maksimalno dopuštene za aerobne mikroorganizme. S niskim sadržajem organske tvari, anaerobni mikroorganizmi su, naprotiv, neučinkoviti.
Imenovanje bioloških metoda pročišćavanja vode
Većina zagađivača otpadnih voda su tvari organskog podrijetla. Glavni izvori podataka o onečišćenju i potrošači pročišćenih otpadnih voda:
- Stambene i komunalne usluge, poduzeća Industrija hrane i stočarski kompleksi.
- Poduzeća kemijske industrije, industrije prerade nafte, celuloze i papira te industrije kože.
Sastav otpadnih voda u tim će slučajevima biti drugačiji. Jedno je sigurno - samo uz uvjet složenog čišćenja uz obaveznu primjenu bioloških metoda mogu se postići idealni rezultati.
Principi biološke obrade i popis potrebne opreme
Uzimajući u obzir trenutna načela biološke obrade, odabire se oprema za organizaciju biološke obrade. Glavne opcije:
- biološka jezerca;
- polja za filtriranje;
- biofilteri;
- aeracijski spremnici;
- metatankovi;
- bunari za filtriranje;
- filteri od pijeska i šljunka;
- cirkulirajući oksidacijski kanali;
- bioreaktorima.
Imajte na umu da se različite metode mogu koristiti za umjetno i prirodno pročišćavanje otpadnih voda.
Pročišćavanje otpadnih voda biološkim metodama: prednosti i nedostaci
Biološke metode su učinkovite u pročišćavanju otpadnih voda od organskih tvari, ali stvarno visoki rezultati mogu se postići samo ako se različite metode koriste integrirano. Osim toga, mogućnosti bakterija nisu neograničene - mikroorganizmi uklanjaju manje organske nečistoće. Cijena postrojenja za biološki tretman je relativno niska.
Sve metode pročišćavanja otpadnih voda
Otpadne vode prije ulaska u sustav biološke obrade moraju biti mehanički očišćene, a nakon toga dezinficirane (kloriranje, ultrazvuk, elektroliza, ozonizacija i dr.) i dezinfekcija. Stoga se u sklopu složene obrade otpadnih voda koriste i kemijske, mehaničke, membranske, reagens metode.
BIOKEMIJSKO PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA- (biološka obrada) - glavna metoda obrade otpadnih voda koje sadrže onečišćenja organskog podrijetla, koja se sastoji u mineralizaciji tih onečišćujućih tvari zbog vitalne aktivnosti mikroorganizama. U procesu disanja mikroba dolazi do oksidacije organskih tvari i oslobađanja energije potrebne za vitalne funkcije.
Dio energije odlazi na proces sinteze stanične tvari, odnosno na povećanje mase bakterija, količine aktivnog mulja i biološkog filma u uređaju za pročišćavanje.
U mineralizaciji organskih spojeva u otpadnim vodama sudjeluju bakterije koje se u odnosu na kisik dijele u 2 skupine: aerobne (koje koriste kisik otopljen u vodi tijekom disanja) i anaerobne (razvijaju se u nedostatku slobodnog kisika).
Nužni uvjeti za vitalnu aktivnost organizama koji pridonose čišćenju i učinkovitom korištenju objekata za aerobni tretman su:
Prisutnost u otpadnoj vodi organskih tvari koje se mogu biokemijski oksidirati; kontinuirano opskrbljivanje objekata kisikom u dovoljnim količinama; aktivna reakcija tretirane vode (unutar pH 7-8,5); temperatura vode nije niža od 10 ° i ne viša od 30 °; prisutnost biogenih elemenata - dušik, fosfor, kalij u potrebnim količinama; sadržaj mineralnih soli i vode nije veći od 10 g/l; odsutnost otrovnih tvari u koncentracijama koje su otrovne za mikroorganizme.
Biokemijska obrada otpadnih voda odvija se u dvije istovremene početne faze: sorpcija otopljenih organskih tvari i koloida na površini bakterijskih tijela; oksidacija i mineralizacija otopljenih i adsorbiranih organskih tvari pomoću mikroba.
Za biokemijsko pročišćavanje kućnih i industrijskih otpadnih voda koriste se sljedeća postrojenja za pročišćavanje: aerobno-biološki bazeni, polja za navodnjavanje, polja za filtriranje (vidi Polja za navodnjavanje i filtriranje), biofiltri, filteri za zrak i aerotankovi; anaerobni - septičke jame, dvoslojni taložnici, digestori. Izbor vrste postrojenja određen je prirodom i količinom otpadnih voda, lokalnim uvjetima, zahtjevima za kvalitetom pročišćene vode, dostupnošću slobodnog zemljišta i dr.
Prije biokemijske obrade, suspendirane krutine, smole i ulja moraju se ukloniti iz otpadne vode. Kao rezultat pročišćavanja, sadržaj organskih tvari u otpadnoj vodi smanjuje se za 90-95%; gube sposobnost truljenja, postaju prozirne, broj bakterija u njima se znatno smanjuje.
Biokemijska obrada fekalno-gospodarskih otpadnih voda prilično je dobro proučena, razvijene su metode za proračun postrojenja za pročišćavanje. Kod pročišćavanja industrijskih otpadnih voda, zbog njihove velike raznolikosti, projektni parametri uređaja za pročišćavanje utvrđuju se na temelju rezultata laboratorijskih pokusa.
Izvor: "Enciklopedija suvremene tehnologije. Graditeljstvo." M., 1964
Popularni članci
Strop - uređenje doma
|
Biološka (biokemijska) metoda pročišćavanja koristi se za pročišćavanje industrijskih otpadnih voda od mnogih otopljenih organskih tvari, uključujući naftne derivate.
Otpadne vode koje se šalju na biokemijsku obradu karakteriziraju vrijednosti BPK i KPK. BPK je biokemijska potreba za kisikom koji se koristi u biokemijskim procesima oksidacije organskih tvari tijekom određenog vremenskog razdoblja (2,5,8,10,20 dana) u mg O 2 po litri otpadne vode (ili po 1 mg tvari). ). Na primjer, BPK 5 - biokemijska potreba za kisikom za 5 dana, BPK pun. - puna biokemijska potreba za kisikom do kraja procesa biooksidacije.
Proces biološke obrade temelji se na sposobnosti mikroorganizama da koriste otopljenu organsku tvar za prehranu tijekom svog života. U kontaktu s organskim tvarima, mikroorganizmi ih djelomično uništavaju, pretvarajući ih u vodu, ugljični dioksid, nitritne i sulfatne ione. Drugi dio tvari odlazi na stvaranje biomase. Ovo uništavanje organske tvari naziva se biokemijska oksidacija.
Poznate aerobne i anaerobne metode biokemijske obrade otpadnih voda. Aerobna metoda temelji se na korištenju aerobnih skupina organizama čija vitalna aktivnost zahtjeva stalnu opskrbu kisikom i temperaturu od 20-40°C. Tijekom aerobne obrade mikroorganizmi se uzgajaju u aktivnom mulju. Aktivni mulj sastoji se od živih organizama i čvrstog supstrata. Živi organizmi su zajednica mnogih vrsta mikroorganizama koja se naziva biocenoza.
Živi organizmi predstavljeni su nakupinama bakterija i pojedinačnih bakterija, protozoa, crva, plijesni, kvasaca, a rijetko - ličinki insekata, rakova, algi. Ova zajednica se naziva biocenoza. Biocenoza aktivnog mulja zastupljena je uglavnom s dvanaest vrsta mikroorganizama i protozoa.
Anaerobne metode čišćenja odvijaju se bez pristupa kisiku, koriste se uglavnom za neutralizaciju sedimenata.
Kvaliteta mulja određena je brzinom njegovog taloženja i stupnjem pročišćavanja vode. Velike pahuljice talože se brže od malih. Proces biokemijske oksidacije intenzivnije se odvija u malim, suspendiranim pahuljicama mulja, jer to olakšava i ubrzava unutarnju difuziju organskih nečistoća, tj. njihova difuzija u unutarstaničnom prostoru organizama. Zbog toga se za učinkovitost procesa aktivni mulj mora sustavno miješati u uređaju za pročišćavanje. Stanje mulja karakterizira indeks mulja, koji je omjer volumena netaloženog dijela aktivnog mulja i mase osušenog mulja nakon 30 minuta taloženja. Što se mulj lošije taloži, to ima veći indeks mulja.
Biofilm raste na punilu biofiltera, izgleda kao mukozna mrlja debljine 1-3 mm ili više. Boja joj se mijenja promjenom sastava otpadne vode od sivožute do tamnosmeđe. U biocenozi biofilma sastav vrsta je prošireniji nego u aktivnom mulju. Ličinke komaraca, muha, krpelja hrane se aktivnim muljem i biofilmom te na taj način pridonose njihovoj rahlijoj strukturi, što pak, kao što je navedeno, pridonosi većoj učinkovitosti čišćenja.
Pokazatelj koji karakterizira biokemijsku aktivnost biocenoze naziva se biokemijska aktivnost. Ovaj biokemijski pokazatelj ovisi o sastavu nečistoća u otpadnoj vodi, a parametar je neophodan za proračun i rad uređaja za biološko pročišćavanje. Ovaj pokazatelj definiran je kao omjer BPK FULL/KPK i varira u vrlo širokom rasponu za različite otpadne vode. Industrijske otpadne vode prema biokemijskom indeksu dijele se u četiri skupine. Prva skupina ima najviši biokemijski indeks gore. Ovu skupinu čine otpadne vode iz prehrambene industrije. Što je više mineralnih nečistoća u otpadnoj vodi u odnosu na organske, niži je biokemijski indeks, a manja je i biorazgradivost otpadne vode.
Na učinkovitost biokemijskog tretmana utječu brojni čimbenici:
Temperatura (20-30ºS);
Prozračivanje kisikom (količina kisika otopljena u vodi);
Prisutnost biokemijskih elemenata i njihovih spojeva u otpadnim vodama (kao što su N, P, K, Ca i drugi).
U umjetnim uvjetima, čišćenje se provodi u aerotanksima ili biofilterima.
Aerotankovi su armiranobetonski gazirani spremnici u kojima se odvija biokemijska oksidacija dok kroz njih struji mješavina otpadne vode i aktivnog mulja. Prozračivanje je potrebno za zasićenje vode kisikom i održavanje mulja u suspenziji.
Jedna od shema biološke obrade pomoću aerotanka prikazana je na sl.1.
Riža. 1. Shema biološke obrade 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 taložeći suspendirane nečistoće. Zatim pročišćena voda ulazi u predaerator-prosječnik, u koji se šalje i dio viška mulja iz sekundarnog taložnika. U predaeratoru se otpadna voda usrednjava, prozračuje 15-20 minuta i tu dolazi do primarne oksidacije, tj. pročišćavanje od najlakše oksidirajućih nečistoća. Osim toga, ioni teških metala i druge toksične tvari koje nepovoljno utječu na proces biokemijske oksidacije uklanjaju se u preaeratoru zbog sorpcije aktivnim muljem.
Iz preaeratora otpadna voda ulazi u sam aerotank, u kojem se odvija glavna faza biokemijske oksidacije. Prije spremnika za prozračivanje, otpadna voda ne smije sadržavati više od 150 mg / l suspendiranih krutih tvari (za to radi 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 spremniku za prozračivanje određuje se proračunom: obično se uzima do 10, ponekad do 20, ali ne manje od dva sata.
Nakon biokemijske oksidacije u aerospremniku, voda s pahuljicama aktivnog mulja (povećava se njegova biomasa u aerospremniku) ulazi u sekundarni taložnik, gdje se aktivni mulj izdvaja u obliku mulja i zbrinjava, a djelomično se vraća u preaerator i aeracijski spremnik, a glavnina viška mulja koristi se kao gnojivo na poljima. Pročišćena voda iz sekundarnog taložnika skuplja se kroz izlaznu ladicu.
Ove metode se koriste za pročišćavanje kućanskih i industrijskih otpadnih voda od mnogih otopljenih organskih i nekih anorganskih (sumporovodik, amonijak, sulfidi, nitriti, itd.) tvari. Proces pročišćavanja temelji se na sposobnosti određenih mikroorganizama da te tvari koriste za prehranu: organske tvari za mikroorganizme su izvor ugljika. Mikroorganizmi ih djelomično uništavaju, pretvarajući CO 2 , H 2 O, nitratne i sulfatne ione, a djelomično ih koriste za stvaranje vlastite biomase. Proces biokemijskog pročišćavanja je u biti prirodan, njegova priroda je ista za procese koji se odvijaju u prirodnim rezervoarima iu postrojenjima za pročišćavanje.
Biološku oksidaciju provodi zajednica mikroorganizama (biocenoza), koja uključuje mnogo različitih bakterija, protozoa i više organiziranih organizama (alge, gljive) , međusobno povezani u jedinstven kompleks složenim odnosima. Ova zajednica se zove aktivni mulj, sadrži od 106 do 1014 stanica po 1 g suhe biomase (oko 3 g mikroorganizama po 1 litra otpadne vode).
Poznate aerobne i anaerobne metode biokemijske obrade otpadnih voda.
aerobni proces. Za njegovu provedbu koriste se skupine mikroorganizama, za vitalnu aktivnost kojih je potrebna stalna opskrba kisikom (2 mg0 2 /l), temperatura 20-30 ° C, pH okoliša 6,5-7,5, omjer biogenih elemenata BPK : N: P nije veći od 100 : 5: 1. Ograničenje metode je sadržaj otrovnih tvari ne veći od: tetraetil olova 0,001 mg / l, spojeva berilija, titana, Cr 6+ i ugljičnog monoksida 0,01 mg / l, spojevi bizmuta, vanadija, kadmija i nikla 0,1 mg /l, bakar sulfat 0,2 mg/l, kalijev cijanid 2 mg/l.
Aerobna obrada otpadnih voda provodi se u posebnim objektima: biološkim jezercima, aerotankovima, spremnicima kisika, biofilterima.
biološka jezerca dizajniran za biološku obradu i naknadnu obradu otpadnih voda u kombinaciji s drugim uređajima za obradu. Izvode se u obliku kaskade ribnjaka, koja se sastoji od 3-5 koraka. Proces pročišćavanja otpadnih voda provodi se prema sljedećoj shemi: bakterije koriste kisik koji oslobađaju alge tijekom fotosinteze, kao i kisik iz zraka, za oksidaciju onečišćenja. Alge pak troše ugljični monoksid, fosfate i amonijev dušik koji se oslobađa tijekom biokemijske razgradnje organske tvari. Stoga je za normalan rad ribnjaka potrebno održavati optimalne pH vrijednosti i temperature otpadnih voda. Temperatura mora biti najmanje 6 °C, pa se zimi ribnjaci ne koriste.
Postoje ribnjaci s prirodnom i umjetnom aeracijom. Dubina ribnjaka s prirodnim površinskim prozračivanjem, u pravilu, ne prelazi 1 m. S umjetnim prozračivanjem ribnjaka pomoću mehaničkih aeratora ili puhanjem zraka kroz vodeni stup, njihova dubina se povećava na 3 m. Korištenje umjetnog prozračivanja ubrzava pročišćavanje vode. procesima. Također treba navesti nedostatke ribnjaka: niska oksidacijska sposobnost, sezonalnost rada, potreba za velikim površinama.
Objekti za umjetno biološko pročišćavanje prema položaju aktivne biomase u njima mogu se podijeliti u dvije skupine:
Aktivna biomasa nalazi se u pročišćenoj otpadnoj vodi u suspendiranom stanju (aerotankovi, spremnici kisika);
Aktivna biomasa je fiksirana na nepokretni materijal, a otpadna voda teče oko nje tankim slojem filma (biofilteri).
Aerotankovi su armirano-betonski spremnici, pravokutnog tlocrta, podijeljeni pregradama na zasebne hodnike.
Za održavanje aktivnog mulja u suspendiranom stanju, njegovo intenzivno miješanje i zasićenje obrađene smjese kisikom iz zraka, u aerotanksima su raspoređeni različiti sustavi prozračivanja (obično mehanički ili pneumatski). Iz aerotankova smjesa pročišćene otpadne vode i aktivnog mulja ulazi u sekundarni taložnik, odakle se aktivni mulj istaložen na dno pomoću posebnih uređaja (muljnih pumpi) ispušta u spremnik. crpna stanica, a pročišćena otpadna voda se isporučuje na daljnju naknadnu obradu ili dezinficira.
Za pneumatsko prozračivanje otpadnih voda umjesto zraka može se dovoditi čisti kisik. Ovaj proces koristi oxytenki, nešto drugačiji u dizajnu od aerotenkova. Oksidirajuća sposobnost oksitenka je 3 puta veća od potonjeg.
Biofilteri koriste se za dnevnu potrošnju kućnih i industrijskih otpadnih voda do 20-30 tisuća m 3 dnevno. Biofilteri su spremnici tlocrtno okruglog ili pravokutnog oblika koji se pune krmivom. Prema prirodi opterećenja, biofilteri se dijele u dvije kategorije: s volumetrijskim i planarnim opterećenjem. Rasuti materijal, koji se sastoji od šljunka, ekspandirane gline, troske s veličinom čestica od 15-80 mm, prekriven je slojem visine 2-4 m. Planarni materijal izrađen je u obliku krutog (prstenasti, cjevasti elementi od plastike, keramika, metal) i meki (tkanina u rolama) blokovi koji se ugrađuju u tijelo biofiltera slojem debljine 8 m.
anaerobni proces. Ovdje se biološka oksidacija organskih tvari događa u nedostatku molekularnog kisika zbog kemijski vezanog kisika u spojeve kao što su sulfati, sulfiti i karbonati. Proces se odvija u dvije faze: u prvoj nastaju organske kiseline, u drugoj fazi nastale kiseline se pretvaraju u metan i CO 2: organski spojevi + 0 2 + bakterije koje stvaraju kiselinu -> hlapljive kiseline + CH 4 + CO 2 + H, + nove stanice + drugi proizvodi - "hlapljive kiseline + 0 2 + bakterije koje stvaraju metan -> CH 4 + CO 2 + nove stanice. Glavni proces odvija se u digestorima, koji prerađuju aktivni mulj i koncentrirane otpadne vode (obično BPK > 5000) koje sadrže organske tvari, koje uništavaju anaerobne bakterije tijekom metanske fermentacije. Navedena fermentacija u prirodnim uvjetima odvija se u močvarama.
Glavni cilj anaerobne obrade je smanjenje volumena aktivnog mulja ili količine organske tvari u otpadnoj vodi, dobivanje metana (do 0,35 m 3 u normalnim uvjetima na 1 kg KPK) i dobro filtrirajućeg sedimenta bez mirisa. Oborine nakon filtracije mogu se koristiti kao gnojivo u biljnoj proizvodnji (ako je sadržaj teških metala u njima ispod MDK). Plin proizveden u digestorima sadrži do 75% (vol.) metana (ostatak je CO 2 i zrak) i koristi se kao gorivo.
Biološko pročišćavanje onečišćenih voda može se provoditi u prirodnim uvjetima, za što se koriste posebno pripremljene parcele ( polja za navodnjavanje I filtracija). U tim slučajevima, sposobnost čišćenja samog tla koristi se za oslobađanje otpadne vode od onečišćenja. Filtrirajući kroz sloj tla, voda ostavlja u sebi suspendirane, koloidne i otopljene nečistoće. Mikroorganizmi tla oksidiraju organske zagađivače, pretvarajući ih u najjednostavnije mineralne spojeve - ugljični dioksid, vodu, soli. Polja za navodnjavanje koriste se istovremeno za pročišćavanje otpadnih voda i uzgoj žitarica i silažnih usjeva, začinskog bilja, povrća, kao i sadnju grmlja i drveća. Filtracijska polja se koriste samo za pročišćavanje otpadnih voda.
