Biocheminis nuotekų valymo metodas. Biocheminiai nuotekų valymo metodai - byla n1.doc
Mikroorganizmų (bakterijų, dumblių) panaudojimas iš priemaišų yra biocheminio valymo metodo pagrindas.
Dėl savo gyvybinės veiklos mikroorganizmai organines medžiagas naudoja kaip maistinę terpę, o organinės medžiagos skaidosi.
Siekiant efektyvaus biocheminio nuotekų valymo, svarbu laikytis šių sąlygų:
Temperatūros režimas - nuo +20 iki +30оС;
. optimalus terpės rūgštingumas - pH nuo 6,5 iki 7,5;
. pakankamo deguonies kiekio tiekimas, kuris žymiai pagerina organinių medžiagų skilimo procesą mikroorganizmais;
. preliminarus toksinių medžiagų, turinčių neigiamą poveikį mikroorganizmams, pašalinimas (koncentracijos sumažinimas).
Biocheminis vandens valymas atliekamas šiais metodais:
Filtruoti laukus. Nuotekos periodiškai maksimaliai užpildo aptvertus žemės plotus. Be to, vanduo natūraliai filtruojamas per dirvos poras. Organinės priemaišos sulaikomos dirvožemyje ir jas skaido bakterijos, o išvalytą vandenį surenka drenažo sistema.
. Drėkinimo laukai – tai specialiai tam skirti žemės sklypai, kuriuose auginami pramoniniai augalai, o tuo pačiu valomos drėkinimui naudojamos nuotekos. Taršą pašalina natūralių procesų atsirandančių dirvožemyje. Dėl organinių medžiagų skilimo mikroorganizmų gyvybinės veiklos procese padidėja dirvožemio derlingumas. 1 hektaras laistymo laukų per parą gali priimti iki 50 kubinių metrų nuotekų.
. Aerotankai yra dirbtiniai rezervuarai, į kuriuos kraunamos nuotekos, aktyvusis dumblas ir tiekiamas deguonis. Išvalymą užtikrina perdirbtas aktyvusis dumblas, kuris yra specialus bakterijų ir pirmuonių rinkinys, kuris prisideda prie maksimalaus efektyvus valymas.
. Biofiltrai – tai valymo įrenginiai, kuriuose yra specialios pakrovimo medžiagos (skalda, akmenukai, keramzitas, plastikas). Prieš pradedant valymo procesą, pašarinės medžiagos paviršiuje išauginami mikroorganizmai, kurie sudaro biologinę plėvelę. Per biofiltrą patekusios nuotekų priemaišos lieka ant pašarinės žaliavos, kur jas skaido biologinės plėvelės mikroorganizmai. Vanduo biofiltruose gali būti papildomai aeruojamas.
Pagrindinis biocheminio valymo metodo pranašumas yra gryniausio vandens gavimas išleidimo angoje. Be to, valymo procese nesusidaro atliekų, kurias reikėtų atskirai šalinti.
Reagentinis nuotekų valymo metodas
Reagento valymo metodo esmė – cheminių reakcijų naudojimas toksinėms medžiagoms inaktyvuoti, pavyzdžiui, dėl pastarųjų nusodinimo į netirpias nuosėdas, kurios vėliau pašalinamos mechaniškai.
Šis metodas naudoja:
Neutralizavimas, kuris efektyviai valo nuo taršos rūgštimis ir šarmais;
. redokso reakcijos;
. kompleksavimas.
Nuotekose yra organinės ir neorganinės kilmės medžiagų ir daug daugiau organinių. O jei neorganinių intarpų lengviausia atsikratyti mechaniškai, tai organinėms priemaišoms pašalinti reikalingi kiti metodai. Vienas pagrindinių – biologinis nuotekų valymas. Šiame straipsnyje sužinosite apie jo savybes, veisles ir technologijas.
Vanduo yra gyvybė, bet mes vartojame jį švarų ir grąžiname nešvarų. Jei kanalizacija nebus išvalyta, labai greitai ateis „brangios drėgmės“ laikas, aprašytas daugelio mokslinės fantastikos rašytojų. Gamta pati gali išvalyti vandenį, tačiau šie procesai vyksta labai lėtai. Daugėja žmonių, didėja ir vandens suvartojimo apimtys, todėl organizuoto ir kruopštaus nuotekų valymo problema ypač opi. Veiksmingiausia vandens valymo technologija yra biologinė. Tačiau prieš pradėdami svarstyti pagrindinius jo darbo principus, turite suprasti vandens sudėtį.
Buitinių nuotekų sudėtis
Bet kuriame name su vandentiekiu taip pat yra kanalizacija. Jis užtikrina normalius nuotekų transportavimo iš butų ir namų į valymo įrenginius procesus. Kanalizacijos vamzdžiais teka paprastas vanduo, bet užterštas. Priemaišų jame yra tik 1%, tačiau būtent jis daro nuotekas netinkamas tolesniam naudojimui. Tik išvalius vandenį galima pakartotinai naudoti gerti ir namuose.
Tikslios nuotekų sudėties įvardinti negalima, nes ji priklauso nuo vietos, kurioje buvo paimtas specialus mėginys, tačiau net ir toje pačioje vietoje priemaišų kiekis ir rinkinys gali skirtis. Dažniausiai vandenyje yra kietųjų dalelių, biologinių priemaišų, neorganinių intarpų. Su neorganinėmis medžiagomis viskas paprasta – net paprasčiausias filtras jas pašalina, tačiau su organinėmis medžiagomis teks kovoti. Jei nieko nedaroma, šios medžiagos pradeda irti ir suformuoti pūvančias nuosėdas (taigi ir nemalonus būdingas „nuotekų kvapas“). Be to, pradeda pūti ne tik suirusios organinės medžiagos, bet ir vanduo.
Trumpai tariant, į nuotekų sudėtį įeina riebalai, aktyviosios paviršiaus medžiagos, fosfatai, chlorido ir azoto junginiai, naftos produktai, sulfatai. Jie negali savaime išnykti iš vandens – reikia kompleksinio valymo. Problema ypač opi tuose namuose, kuriuose autonominė sistema drenažas ir vandentiekis, nes kiekvienoje aikštelėje yra vandens surinkimo baseinas ir šulinys. Neišvalius kanalizacijos jie gali patekti į čiaupą – ir situacija taps pavojinga gyvybei.
Buitinių ir pramoninių nuotekų valymo metodai
Nuotekos gali savaime išsivalyti gamtinės sąlygos, bet tik tuo atveju, jei jų tūris mažas. Kadangi pramonės sektorius šiandien yra labai išvystytas, nuotekų kiekis išleidimo angoje yra didelis. O tam, kad gautų švarų vandenį, žmogus turi išspręsti nuotekų – tai yra jų valymo – klausimą. Iš viso yra keletas nuotekų valymo būdų - tai mechaniniai, cheminiai, fizikiniai ir cheminiai bei biologiniai. Pažvelkime atidžiau į kiekvieno iš jų ypatybes.
Mechaninis valymas apima tokius metodus kaip filtravimas ir nusodinimas. Pagrindiniai įrankiai yra grotelės, sietai, filtrai, gaudyklės ir gaudyklės. Kai vanduo praeina pirminį valymą, jis patenka į šulinį - konteinerį, skirtą nuotekoms nusėsti, kai susidaro nuosėdos. Mechaninis valymas naudojamas daugelyje šiuolaikinių sistemų, tačiau retai kaip savarankiškas metodas. Reikalas tas, kad jis netinka cheminiams komponentams ir organinėms priemaišoms pašalinti.
Cheminis valymas atliekamas naudojant reagentus – specialius cheminių medžiagų, kurios reaguoja su vandenyje esančiomis priemaišomis ir sudaro netirpias nuosėdas. Dėl to tirpių suspensijų kiekis sumažėja 25%, o netirpių - 95%.
Fizikinis ir cheminis valymas apima tokius metodus kaip oksidacija, koaguliacija, ekstrahavimas ir pan. Šie procesai leidžia pašalinti iš vandens neorganinius inkliuzus ir sunaikinti prastai oksiduotus organinių priemaišų. Populiariausias fizinis ir cheminis valymo būdas yra elektrolizė.
Biologinis valymas – tai procesas, pagrįstas specifinių mikroorganizmų panaudojimu ir jų gyvybinės veiklos principais. Bakterijos taikosi į specifinius organinius teršalus, o vanduo išvalomas.
Biologinio nuotekų valymo metodai ir jų nauda. Biologinio nuotekų valymo stotys ir įrenginiai
Biologinio nuotekų valymo metodai apima aerotankus, biologinius filtrus ir vadinamuosius biotvenkinius. Kiekvienas metodas turi savo ypatybes, apie kurias mes jums papasakosime toliau.
Aerotankai
Šis biologinio valymo metodas apima anksčiau mechaniškai išvalytų nuotekų ir aktyviojo dumblo sąveiką. Sąveika vyksta specialiuose konteineriuose – jie susideda iš mažiausiai dviejų sekcijų ir yra aprūpintos aeracinėmis sistemomis. Aktyvaus dumblo sudėtyje yra didelis skaičius aerobiniai mikroorganizmai, kurie atitinkamomis sąlygomis pašalina iš nuotekų įvairius teršalus. Il is sudėtinga sistema biocenozė, kai bakterijos, reguliariai tiekiamos deguonimi, pradeda absorbuoti organines priemaišas. Biologinis valymas vyksta nuolat, esant vienai pagrindinei sąlygai – į vandenį turi patekti oras. Pasibaigus organiniam apdorojimui, deguonies poreikio (BDS) lygis sumažėja, o vanduo tiekiamas į kitas sekcijas.
Kituose skyriuose į darbą įtraukiamos nitrifikuojančios bakterijos, kurios apdoroja tokį elementą kaip amonio druskų azotas, sudarydamos nitritus. Šiuos procesus vykdo viena dalis mikroorganizmų, o kita dalis valgo nitritus, susidarant nitratams. Pasibaigus šiam procesui, išvalytos nuotekos tiekiamos į antrinį skaidrintuvą. Čia nusėda aktyvusis dumblas, o išgrynintas vanduo siunčiamas į rezervuarus.
Biofiltras yra biologinio valymo stotis, populiari tarp kaimo namų savininkų. Tai kompaktiškas įrenginys, kuriame yra rezervuaras su pašarų medžiagomis. Aktyvios plėvelės pavidalu biofiltre yra mikroorganizmų, kurie vykdo tuos pačius procesus kaip ir pirmuoju atveju.
Montavimo tipai:
- dviejų pakopų;
- lašelinis filtravimas.
Įrenginių su lašeliniu filtravimu našumas yra mažas, tačiau jie garantuoja maksimalų nuotekų valymo laipsnį. Antrasis tipas yra produktyvesnis, tačiau valymo kokybė bus maždaug tokia pati kaip ir pirmuoju atveju. Abu filtrai susideda iš vadinamųjų „kėbulo“, skirstytuvo, drenažo ir oro paskirstymo sistemų. Biofiltrų veikimo principas panašus į aerotankų veikimo principą.
biologiniai tvenkiniai
Norint atlikti nuotekų valymą šiuo metodu, turi būti atviras dirbtinis rezervuaras, kuriame vyks savaiminio išsivalymo procesai. Šis būdas yra pats efektyviausias, tinka net negilūs, iki vieno metro gylio tvenkiniai. Didelis paviršiaus plotas leidžia vandeniui gerai sušilti, o tai taip pat turi reikiamą poveikį valymo procese dalyvaujančių mikroorganizmų gyvybiniams procesams. Šis būdas efektyviausias šiltuoju metų laiku – esant maždaug 6 laipsnių ir žemesnei temperatūrai, oksidacijos procesai sustoja. Žiemą valymas visai nevyksta.
Tvenkinių tipai:
- žuvų veisimas (skiedžiant);
- daugiapakopis (be skiedimo);
- po apdorojimo tvenkiniai.
Pirmuoju atveju nuotekos sumaišomos su upės vanduo, po to jie siunčiami į tvenkinius. Antruoju atveju vanduo į rezervuarą siunčiamas neatskiedus iškart po nusistovėjimo. Pirmasis metodas reikalauja maždaug dviejų savaičių laiko, o antrasis mėnuo. Daugiapakopių sistemų privalumas – palyginti maža kaina.
Kokie yra biologinio nuotekų valymo privalumai?
Biologinis nuotekų valymas garantuoja beveik 100% švarų vandenį. Tačiau atkreipkite dėmesį, kad biostotis nenaudojama kaip savarankiškas metodas. Jūs galite gauti krištolo skaidrumo vandenį tik tada, kai iš pradžių pašalinsite neorganines priemaišas kitais būdais, o tada pašalinsite organines medžiagas biologiniais metodais.
Aerobinės ir anaerobinės bakterijos – kas tai?
Nuotekų valymo procese naudojami mikroorganizmai skirstomi į aerobinius ir anaerobinius. Aerobiniai egzistuoja tik deguonies turinčioje aplinkoje ir visiškai skaido organines medžiagas iki CO2 ir H2O, kartu sintetindamos savo biomasę. Šio proceso formulė yra tokia:
CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + bakterijų biomasė,
kur CxHyOz yra organinė medžiaga.
Anaerobiniai mikroorganizmai paprastai apsieina be deguonies, tačiau jų biomasės augimas taip pat nedidelis. Šio tipo bakterijos reikalingos organinių junginių fermentacijai be deguonies, kai susidaro metanas. Formulė:
CxHyOz -> CH4 + CO2 + bakterijų biomasė
Anaerobiniai metodai yra būtini esant didelėms organinių medžiagų koncentracijoms, kurios viršija didžiausią leistiną aerobiniams mikroorganizmams. Esant mažam organinių medžiagų kiekiui, anaerobiniai mikroorganizmai, atvirkščiai, yra neveiksmingi.
Biologinių vandens valymo metodų paskyrimas
Dauguma nuotekų teršalų yra organinės kilmės medžiagos. Pagrindiniai duomenų apie taršą šaltiniai ir išvalytų nuotekų vartotojai:
- Būsto ir komunalinės paslaugos, įmonės Maisto pramone ir gyvulininkystės kompleksai.
- Chemijos, naftos perdirbimo, celiuliozės ir popieriaus bei odos pramonės įmonės.
Nuotekų sudėtis šiais atvejais bus skirtinga. Aišku viena – idealių rezultatų galima pasiekti tik esant kompleksiniam valymui ir privalomai naudojant biologinius metodus.
Biologinio valymo principai ir reikalingos įrangos sąrašas
Atsižvelgiant į galiojančius biologinio valymo principus, parenkama įranga biologinio valymo įrenginiui organizuoti. Pagrindinės parinktys:
- biologiniai tvenkiniai;
- filtravimo laukai;
- biofiltrai;
- vėdinimo rezervuarai;
- metatankai;
- filtravimo šuliniai;
- smėlio ir žvyro filtrai;
- cirkuliuojantys oksidacijos kanalai;
- bioreaktoriai.
Atkreipkite dėmesį, kad dirbtiniam ir natūraliam nuotekų valymui gali būti naudojami skirtingi metodai.
Nuotekų valymas biologiniais metodais: privalumai ir trūkumai
Biologiniai metodai yra veiksmingi valant nuotekas nuo organinių medžiagų, tačiau tikrai aukštų rezultatų galima pasiekti tik kompleksiškai naudojant skirtingus metodus. Be to, bakterijų galimybės nėra neribotos – mikroorganizmai pašalina smulkias organines priemaišas. Biologinio valymo įrenginių kaina yra palyginti nedidelė.
Visi nuotekų valymo būdai
Prieš patenkant į biologinio valymo sistemą, nuotekos turi būti mechaniškai išvalytos, o po jų – dezinfekuotos (chloravimas, ultragarsinis poveikis, elektrolizė, ozonavimas ir kt.) ir dezinfekcija. Todėl kompleksinio nuotekų valymo sistemoje taip pat naudojami cheminiai, mechaniniai, membraniniai, reagentiniai metodai.
BIOCHEMINIS NUOTEKŲ VALYMAS- (biologinis valymas) - pagrindinis organinės kilmės taršos turinčių nuotekų valymo būdas, kurį sudaro šių teršalų mineralizacija dėl gyvybinės mikroorganizmų veiklos. Mikrobų kvėpavimo procese oksiduojasi organinės medžiagos ir išsiskiria gyvybinėms funkcijoms reikalinga energija.
Dalis energijos skiriama ląstelinės medžiagos sintezės procesui, ty bakterijų masei, aktyviojo dumblo kiekiui ir biologinei plėvelei valymo įrenginiuose didinti.
Bakterijos dalyvauja mineralizuojant nuotekose esančius organinius junginius, kurie pagal savo santykį su deguonimi skirstomi į 2 grupes: aerobines (kvėpuojant naudoja vandenyje ištirpusį deguonį) į anaerobines (vystosi nesant laisvo deguonies).
Būtinos sąlygos organizmų, prisidedančių prie valymo, gyvybinei veiklai ir efektyviam aerobinio valymo įrenginių naudojimui yra:
Organinių medžiagų, kurios gali būti oksiduojamos biochemiškai, buvimas nuotekose; nuolatinis patalpų aprūpinimas deguonimi pakankamais kiekiais; aktyvi apdoroto vandens reakcija (pH 7-8,5 ribose); vandens temperatūra ne žemesnė kaip 10° ir ne aukštesnė kaip 30°; biogeninių elementų - azoto, fosforo, kalio - buvimas reikiamais kiekiais; mineralinių druskų ir vandens kiekis ne didesnis kaip 10 g/l; toksiškų medžiagų nebuvimas tokiomis koncentracijomis, kurios yra toksiškos mikroorganizmams.
Biocheminis nuotekų valymas vyksta dviem vienu metu pradiniais etapais: ištirpusių organinių medžiagų ir koloidų sorbcija bakterijų kūnų paviršiumi; ištirpusių ir adsorbuotų organinių medžiagų oksidacija ir mineralizacija mikrobų.
Buitinių ir pramoninių nuotekų biocheminiam valymui naudojami šie valymo įrenginiai: aerobiniai - biologiniai tvenkiniai, drėkinimo laukai, filtravimo laukai (žr. Drėkinimo ir filtravimo laukai), biofiltrai, oro filtrai ir aerotankai; anaerobiniai - septikai, dviejų pakopų nusodinimo rezervuarai, pūdytuvai. Įrenginių tipo pasirinkimą lemia nuotekų pobūdis ir kiekis, vietos sąlygos, reikalavimai valomo vandens kokybei, laisvos žemės prieinamumas ir kt.
Prieš biocheminį valymą iš nuotekų turi būti pašalintos suspenduotos kietosios dalelės, dervos ir alyvos. Dėl valymo organinių medžiagų kiekis nuotekose sumažėja 90-95 %; jie praranda gebėjimą pūti, tampa skaidrūs, juose labai sumažėja bakterijų skaičius.
Gana gerai ištirtas biocheminis fekalinių-ekonominių nuotekų valymas, sukurti valymo įrenginių skaičiavimo metodai. Valant pramonines nuotekas dėl didelės jų įvairovės valymo įrenginių projektiniai parametrai nustatomi remiantis laboratorinių eksperimentų rezultatais.
Šaltinis: "Šiuolaikinių technologijų enciklopedija. Statyba". M., 1964 m
Populiarūs straipsniai
Lubos – namų apdaila
|
Biologinis (biocheminis) valymo metodas naudojamas pramoninėms nuotekoms išvalyti nuo daugelio ištirpusių organinių medžiagų, įskaitant naftos produktus.
Biocheminiam valymui siunčiamos nuotekos apibūdinamos BDS ir ChDS reikšme. BDS yra biocheminis deguonies poreikis, naudojamas biocheminiuose organinių medžiagų oksidacijos procesuose per tam tikrą laikotarpį (2,5,8,10,20 dienų) mg O 2 vienam litrui nuotekų (arba 1 mg medžiagos) ). Pavyzdžiui, BDS 5 – biocheminis deguonies poreikis 5 dienoms, BDS pilnas. - pilnas biocheminis deguonies poreikis iki biooksidacijos proceso pabaigos.
Biologinio valymo procesas pagrįstas mikroorganizmų gebėjimu savo gyvenimo eigoje naudoti mitybai ištirpusias organines medžiagas. Kontaktuodami su organinėmis medžiagomis, mikroorganizmai jas iš dalies sunaikina, paversdami vandens, anglies dioksido, nitritų ir sulfatų jonais. Kita medžiagos dalis patenka į biomasės formavimąsi. Toks organinių medžiagų sunaikinimas vadinamas biochemine oksidacija.
Žinomi aerobiniai ir anaerobiniai biocheminio nuotekų valymo metodai. Aerobinis metodas pagrįstas aerobinių organizmų grupių panaudojimu, kurių gyvybinei veiklai reikalingas nuolatinis deguonies tiekimas ir 20-40°C temperatūra. Aerobinio apdorojimo metu aktyviajame dumble kultivuojami mikroorganizmai. Aktyvusis dumblas susideda iš gyvų organizmų ir kieto substrato. Gyvi organizmai yra daugelio rūšių mikroorganizmų bendruomenė, vadinama biocenoze.
Gyviems organizmams atstovauja bakterijų sankaupos ir pavienės bakterijos, pirmuonys, kirminai, pelėsiniai grybai, mielės, retai – vabzdžių lervos, vėžiagyviai, dumbliai. Ši bendruomenė vadinama biocenoze. Aktyvaus dumblo biocenozei daugiausia atstovauja dvylika mikroorganizmų ir pirmuonių tipų.
Anaerobiniai valymo metodai vyksta be deguonies prieigos, jie daugiausia naudojami nuosėdoms neutralizuoti.
Dumblo kokybę lemia jo nusėdimo greitis ir vandens valymo laipsnis. Dideli dribsniai nusėda greičiau nei maži. Biocheminės oksidacijos procesas intensyviau vyksta mažuose, pakibusiuose dumblo dribsniuose, nes tai palengvina ir pagreitina organinių priemaišų vidinę difuziją, t.y. jų difuzija tarpląstelinėje organizmų erdvėje. Būtent dėl šios priežasties, siekiant proceso efektyvumo, aktyvusis dumblas turi būti sistemingai maišomas valymo įrenginiuose. Dumblo būklė apibūdina dumblo indeksą, kuris yra nenusėdusios aktyviojo dumblo dalies tūrio ir išdžiovinto dumblo masės santykis po 30 minučių nusėdimo. Kuo blogiau dumblas nusėda, tuo didesnis jo indeksas.
Bioplėvelė auga ant biofiltro užpildo, atrodo kaip 1-3 mm storio ar daugiau gleivinės užteršimas. Jo spalva keičiasi keičiantis nuotekų sudėčiai nuo pilkšvai geltonos iki tamsiai rudos. Bioplėvelės biocenozėje rūšių sudėtis yra labiau išplėsta nei aktyviajame dumble. Uodų, musių, erkių lervos minta aktyviuoju dumblu ir bioplėvele ir taip prisideda prie laisvesnės jų struktūros, o tai, kaip minėta, prisideda prie didesnio valymo efektyvumo.
Rodiklis, apibūdinantis biocenozės biocheminį aktyvumą, vadinamas biocheminiu aktyvumu. Šis biocheminis rodiklis priklauso nuo priemaišų sudėties nuotekose ir yra parametras, būtinas biologinio valymo valymo įrenginių apskaičiavimui ir veikimui. Šis rodiklis apibrėžiamas kaip BDS FULL / COD santykis ir skiriasi labai plačiame diapazone įvairioms nuotekoms. Pagal biocheminį indeksą pramoninės nuotekos skirstomos į keturias grupes. Pirmoji grupė turi aukščiausią biocheminį indeksą. Šią grupę sudaro maisto pramonės nuotekos. Kuo daugiau mineralinių priemaišų nuotekose, palyginti su organinėmis, tuo mažesnis biocheminis indeksas ir mažesnis nuotekų biologinis skaidumas.
Biocheminio gydymo veiksmingumą įtakoja keletas veiksnių:
Temperatūra (20-30ºС);
Deguonies aeracija (vandenyje ištirpusio deguonies kiekis);
Biocheminių elementų ir jų junginių buvimas nuotekose (tokių kaip N, P, K, Ca ir kt.).
Dirbtinėmis sąlygomis valymas atliekamas aerotankuose arba biofiltruose.
Aerotankai – tai gelžbetoninės akytosios talpyklos, kuriose vyksta biocheminė oksidacija, per jas tekant nuotekų ir aktyviojo dumblo mišiniui. Aeracija būtina, kad vanduo būtų prisotintas deguonimi ir išliktų suspensijoje esantis dumblas.
Viena iš biologinio valymo naudojant aerotanką schemų parodyta 1 pav.
Ryžiai. 1. Biologinio nuotekų valymo schema
Nuotekos siunčiamos į pirminį skaidrintuvą, kur gali būti įpiltas perteklinis aktyvusis dumblas iš antrinio skaidrintuvo, siekiant pagerinti skendinčių dalelių nusėdimą. Tuo pačiu metu aktyvusis dumblas taip pat veikia kaip koaguliantas, agreguojantis ir nusodinantis suspenduotas priemaišas. Tada nuskaidrintas vanduo patenka į pirminį aeratorių-vidutinuką, į kurį taip pat nukreipiama dalis perteklinio dumblo iš antrinio skaidrintuvo. Preaeratoriuje nuotekos suvidurkinamos, aeruojamos 15-20 min., čia vyksta pirminė oksidacija, t.y. valymas nuo lengviausiai oksiduojančių priemaišų. Be to, preaeratoriuje pašalinami sunkiųjų metalų jonai ir kitos toksinės medžiagos, kurios neigiamai veikia biocheminės oksidacijos procesą dėl sorbcijos aktyviuoju dumblu.
Iš preaeratoriaus nuotekos patenka į patį aerotanką, kuriame vyksta pagrindinė biocheminės oksidacijos stadija. Prieš aeracijos rezervuarą nuotekose turi būti ne daugiau kaip 150 mg/l skendinčių kietųjų dalelių (tam veikia pirminis nusodinimo rezervuaras), nuotekų temperatūra turi būti ne žemesnė kaip 20 ir ne aukštesnė kaip 30 °C, pH – ribose. 6,5-9. Aeracijos laikas aeracijos rezervuare nustatomas skaičiuojant: dažniausiai užtrunkama iki 10, kartais iki 20, bet ne mažiau nei dviejų valandų.
Po biocheminės oksidacijos aeracijos rezervuare vanduo su aktyviojo dumblo dribsniais (jo biomasė aeracijos rezervuare didėja) patenka į antrinį nusodintuvą, kur aktyvusis dumblas atskiriamas dumblo pavidalu ir pašalinamas, iš dalies grįžtant į preaeratorių ir aeracijos bakas, o didžioji dalis perteklinio dumblo naudojama kaip trąša laukuose. Išvalytas vanduo iš antrinio skaidrintuvo surenkamas per išleidimo dėklą.
Šiais metodais buitinės ir pramoninės nuotekos išvalomos iš daugelio ištirpusių organinių ir kai kurių neorganinių (vandenilio sulfido, amoniako, sulfidų, nitritų ir kt.) medžiagų. Valymo procesas pagrįstas tam tikrų mikroorganizmų gebėjimu šias medžiagas panaudoti mitybai: organinės medžiagos mikroorganizmams yra anglies šaltinis. Mikroorganizmai juos iš dalies sunaikina, paversdami CO 2, H 2 O, nitratų ir sulfatų jonus, o iš dalies panaudoja savo biomasei formuoti. Biocheminio valymo procesas iš esmės yra natūralus, jo prigimtis yra vienoda procesams, vykstantiems tiek gamtiniuose rezervuaruose, tiek valymo įrenginiuose.
Biologinę oksidaciją vykdo mikroorganizmų bendruomenė (biocenozė), kurią sudaro daug įvairių bakterijų, pirmuonių ir labiau organizuotų organizmų (dumblių, grybų). , sujungti į vieną kompleksą sudėtingais santykiais. Ši bendruomenė vadinama aktyvusis dumblas, jame yra nuo 106 iki 1014 ląstelių 1 g sausos biomasės (apie 3 g mikroorganizmų viename 1 litras nuotekų).
Žinomi aerobiniai ir anaerobiniai biocheminio nuotekų valymo metodai.
aerobinis procesas. Jai įgyvendinti naudojamos mikroorganizmų grupės, kurių gyvybinei veiklai nuolatinis deguonies tiekimas (2 mg0 2 /l), temperatūra 20-30 °C, aplinkos pH 6,5-7,5, biogeninių elementų BDS santykis. : N: P ne didesnis kaip 100 : 5: 1. Metodo apribojimas – toksinių medžiagų kiekis ne didesnis kaip: tetraetilšvinas 0,001 mg/l, berilio, titano, Cr 6+ ir anglies monoksido junginiai 0,01 mg / l, bismuto, vanadžio, kadmio ir nikelio junginiai 0,1 mg /l, vario sulfatas 0,2 mg/l, kalio cianidas 2 mg/l.
Aerobinis nuotekų valymas atliekamas specialiuose įrenginiuose: biologiniuose tvenkiniuose, aerotankuose, deguonies rezervuaruose, biofiltruose.
biologiniai tvenkiniai skirtas biologiniam ir nuotekų valymui kartu su kitais valymo įrenginiais. Jie atliekami tvenkinių kaskados pavidalu, susidedančios iš 3-5 žingsnių. Nuotekų valymo procesas įgyvendinamas pagal tokią schemą: taršai oksiduoti bakterijos naudoja fotosintezės metu dumblių išskiriamą deguonį, taip pat deguonį iš oro. Dumbliai savo ruožtu sunaudoja anglies monoksidą, fosfatus ir amonio azotą, išsiskiriantį biocheminio organinių medžiagų skilimo metu. Todėl normaliam tvenkinių eksploatavimui būtina palaikyti optimalias pH vertes ir nuotekų temperatūrą. Temperatūra turi būti ne žemesnė kaip 6 °C, todėl tvenkiniai žiemą nenaudojami.
Yra tvenkiniai su natūralia ir dirbtine aeracija. Natūralios paviršiaus aeracijos tvenkinių gylis, kaip taisyklė, neviršija 1 m. Dirbtinai aeruojant tvenkinius naudojant mechaninius aeratorius arba pučiant orą per vandens stulpelį, jų gylis padidėja iki 3 m. Dirbtinės aeracijos naudojimas pagreitina vandens valymą procesus. Taip pat reikėtų nurodyti tvenkinių trūkumus: mažas oksidacinis pajėgumas, darbų sezoniškumas, didelių plotų poreikis.
Dirbtinio biologinio apdorojimo konstrukcijas pagal aktyvios biomasės išsidėstymą jose galima suskirstyti į dvi grupes:
Aktyvi biomasė yra išvalytose nuotekose suspenduotos būklės (aerotankai, deguonies rezervuarai);
Aktyvi biomasė fiksuojama ant nejudančios medžiagos, o nuotekos aplink ją teka plonu sluoksniu (biofiltrais).
Aerotankai yra gelžbetoninės talpyklos, stačiakampio plano, pertvaromis suskirstytos į atskirus koridorius.
Norint palaikyti aktyvųjį dumblą suspenduotą, jį intensyviai maišyti ir apdorotą mišinį prisotinti oro deguonimi, aerotankuose įrengiamos įvairios aeracijos sistemos (dažniausiai mechaninės arba pneumatinės). Iš aerotankų išvalytų nuotekų ir aktyviojo dumblo mišinys patenka į antrinį nusodintuvą, iš kurio specialių prietaisų (dumblo siurblių) pagalba į dugną nusėdęs aktyvusis dumblas išleidžiamas į rezervuarą. siurblinė, o išvalytos nuotekos tiekiamos tolesniam tolesniam valymui arba dezinfekuojamos.
Pneumatiniam nuotekų aeravimui vietoj oro gali būti tiekiamas grynas deguonis. Šis procesas naudoja oksitenki, savo dizainu šiek tiek skiriasi nuo aerotankų. Oksitenkų oksidacinis gebėjimas yra 3 kartus didesnis nei pastarųjų.
Biofiltrai kasdien sunaudojama buitinėms ir pramoninėms nuotekoms iki 20-30 tūkst.m 3 per parą. Biofiltrai yra apvalios arba stačiakampės formos rezervuarai, užpildyti pašarais. Pagal apkrovos pobūdį biofiltrai skirstomi į dvi kategorijas: su tūriniu ir plokštuminiu apkrovimu. Tūrinė medžiaga, susidedanti iš žvyro, keramzito, šlako, kurio dalelių dydis 15-80 mm, padengtas 2-4 m aukščio sluoksniu Plokščia medžiaga gaminama standžios formos (žiedas, vamzdiniai elementai iš plastiko, keramikos, metalo) ir minkštų (ritininio audinio) blokelių, kurie montuojami į biofiltro korpusą 8 m storio sluoksniu.
anaerobinis procesas.Čia organinių medžiagų biologinė oksidacija vyksta nesant molekulinio deguonies dėl chemiškai surišto deguonies į junginius, tokius kaip sulfatai, sulfitai ir karbonatai. Procesas vyksta dviem etapais: pirmajame susidaro organinės rūgštys, antrajame etape susidariusios rūgštys virsta metanu ir CO 2: organiniai junginiai + 0 2 + rūgštį sudarančios bakterijos -> lakiosios rūgštys + CH 4 + CO 2 + H, + naujos ląstelės + kiti produktai - "lakiosios rūgštys + 0 2 + metaną formuojančios bakterijos -> CH 4 + CO 2 + naujos ląstelės. Pagrindinis procesas vyksta pūdytuvuose, kuriuose apdorojamas aktyvusis dumblas ir koncentruotos nuotekos (dažniausiai BDS > 5000), turinčios organinių medžiagų, kurias metano fermentacijos metu sunaikina anaerobinės bakterijos. Nurodyta fermentacija natūraliomis sąlygomis vyksta pelkėse.
Pagrindinis anaerobinio valymo tikslas – sumažinti aktyviojo dumblo tūrį arba organinių medžiagų kiekį nuotekose, gauti metaną (iki 0,35 m 3 normaliomis sąlygomis 1 kg ChDS) ir gerai filtruojančias bei bekvapes nuosėdas. Krituliai po filtravimo gali būti naudojami kaip trąša augalininkystėje (jei sunkiųjų metalų kiekis juose yra mažesnis už DLK). Viryklėse susidarančiose dujose yra iki 75 % (tūrio) metano (likusi dalis – CO 2 ir oras), jos naudojamos kaip kuras.
Biologinis užterštų vandenų valymas gali būti atliekamas natūraliomis sąlygomis, tam naudojami specialiai paruošti žemės sklypai ( drėkinimo laukai Ir filtravimas). Tokiais atvejais nuotekoms išvalyti nuo teršalų panaudojamas paties dirvožemio valymo pajėgumas. Filtruodamas per dirvožemio sluoksnį, vanduo palieka jame suspenduotas, koloidines ir ištirpusias priemaišas. Dirvožemio mikroorganizmai oksiduoja organinius teršalus, paversdami juos paprasčiausiais mineraliniais junginiais – anglies dioksidu, vandeniu, druskomis. Laistymo laukai vienu metu naudojami nuotekoms valyti ir grūdiniams bei silosiniams augalams, vaistažolėms, daržovėms auginti, krūmams ir medžiams sodinti. Filtravimo laukai naudojami tik nuotekų valymui.
