Bioķīmiskā notekūdeņu attīrīšanas metode. Notekūdeņu attīrīšanas bioķīmiskās metodes - fails n1.doc
Mikroorganismu (baktērijas, aļģes) izmantošana no piemaisījumiem ir bioķīmiskās tīrīšanas metodes pamatā.
Savas vitālās aktivitātes rezultātā mikroorganismi izmanto organisko vielu kā barotni, savukārt notiek organisko vielu degradācija.
Lai nodrošinātu efektīvu notekūdeņu bioķīmisko attīrīšanu, ir svarīgi ievērot šādus nosacījumus:
Temperatūras režīms - no +20 līdz +30оС;
. optimāls barotnes skābums - pH no 6,5 līdz 7,5;
. pietiekama daudzuma skābekļa piegāde, kas būtiski uzlabo organisko vielu sadalīšanās procesu ar mikroorganismiem;
. toksisku vielu, kas kaitīgi ietekmē mikroorganismus, iepriekšēja noņemšana (koncentrācijas samazināšana).
Bioķīmiskā ūdens attīrīšana tiek veikta, izmantojot šādas metodes:
Filtrēt laukus. Notekūdeņi periodiski maksimāli piepilda iežogotās zemes platības. Turklāt ūdens tiek filtrēts dabiski, ejot cauri augsnes porām. Organiskie piemaisījumi tiek ieslodzīti augsnē un tos sadala baktērijas, savukārt attīrīto ūdeni savāc drenāžas sistēma.
. Apūdeņošanas lauki ir īpaši iedalīti zemes gabali, kuros audzē rūpniecisko augu kultūras, vienlaikus attīrot apūdeņošanai izmantotos notekūdeņus. Piesārņojumu noņem ar dabas procesiem kas rodas augsnē. Organisko vielu sadalīšanās rezultātā mikroorganismu dzīvībai svarīgās aktivitātes procesā palielinās augsnes auglība. 1 hektārs apūdeņošanas lauku var uzņemt līdz 50 kubikmetriem notekūdeņu dienā.
. Aerotanki ir mākslīgi veidoti rezervuāri, kuros tiek iekrauti notekūdeņi, aktīvās dūņas un nodrošināts skābeklis. Attīrīšanu nodrošina reciklētas aktīvās dūņas, kas ir īpašs baktēriju un vienšūņu komplekts, kas veicina maksimālu efektīva tīrīšana.
. Biofiltri ir attīrīšanas iekārtas, kas satur speciālu iekraušanas materiālu (šķembas, oļi, keramzīts, plastmasa). Pirms attīrīšanas procesa uzsākšanas uz barības materiāla virsmas tiek audzēti mikroorganismi, kas veido bioloģisku plēvi. Izejot cauri biofiltram, notekūdeņu piemaisījumi paliek uz izejmateriāla, kur tos sadala bioloģiskās plēves mikroorganismi. Ūdeni biofiltros var pakļaut papildu aerācijai.
Galvenā bioķīmiskās tīrīšanas metodes priekšrocība ir tīrākā ūdens iegūšana pie izplūdes atveres. Turklāt tīrīšanas procesā nerodas nekādi atkritumi, kas būtu jāiznīcina atsevišķi.
Reaģentu notekūdeņu attīrīšanas metode
Reaģenta tīrīšanas metodes būtība ir ķīmisku reakciju izmantošana toksisko vielu inaktivēšanai, piemēram, sakarā ar to nogulsnēšanos nešķīstošās nogulsnēs, kuras pēc tam tiek noņemtas mehāniski.
Šī metode izmanto:
Neitralizācija, kas efektīvi attīra no piesārņojuma ar skābēm un sārmiem;
. redoksreakcijas;
. kompleksēšana.
Notekūdeņi satur organiskas un neorganiskas izcelsmes vielas un daudz vairāk organiskas. Un, ja no neorganiskajiem ieslēgumiem ir visvieglāk atbrīvoties mehāniski, tad organisko piemaisījumu noņemšanai ir vajadzīgas citas metodes. Viena no galvenajām ir bioloģiskā notekūdeņu attīrīšana. Par tā īpašībām, šķirnēm un tehnoloģijām jūs uzzināsit šajā rakstā.
Ūdens ir dzīvība, bet mēs to patērējam tīru un atdodam atpakaļ netīru. Ja notekcaurules netiks iztīrītas, tad pavisam drīz pienāks daudzu zinātniskās fantastikas aprakstītais “dārgā mitruma” laiks. Daba pati var attīrīt ūdeni, taču šie procesi ir ļoti lēni. Pieaug cilvēku skaits, palielinās arī ūdens patēriņa apjoms, tāpēc organizētas un rūpīgas notekūdeņu attīrīšanas problēma ir īpaši aktuāla. Visefektīvākā ūdens attīrīšanas tehnoloģija ir bioloģiskā. Bet, pirms apsvērt tā darba pamatprincipus, jums ir jāsaprot ūdens sastāvs.
Sadzīves notekūdeņu sastāvs
Jebkurā mājā ar tekošu ūdeni ir arī kanalizācija. Tas nodrošina normālus procesus notekūdeņu transportēšanai no dzīvokļiem un mājām uz attīrīšanas iekārtām. Kanalizācijas caurulēs tek parastais ūdens, bet piesārņots. Piemaisījumi tajā ir tikai 1%, bet tas ir tas, kurš padara notekūdeņus nederīgus turpmākai izmantošanai. Tikai pēc attīrīšanas ūdeni var atkārtoti izmantot dzeršanai un mājās.
Precīzu notekūdeņu sastāvu nevar nosaukt, jo tas ir atkarīgs no vietas, kur ņemts īpašs paraugs, taču pat tajā pašā vietā piemaisījumu daudzums un kopums var atšķirties. Visbiežāk ūdens satur cietas daļiņas, bioloģiskos piemaisījumus, neorganiskos ieslēgumus. Ar neorganiskām vielām viss ir vienkārši – pat visvienkāršākais filtrs to noņem, bet ar organisko vielu nāksies cīnīties. Ja nekas netiek darīts, šīs vielas sāk sadalīties un veido puves nogulsnes (tātad nepatīkama raksturīgā “notekūdeņu smaka”). Turklāt sāk pūt ne tikai sadalītās organiskās vielas, bet arī ūdens.
Īsumā notekūdeņu sastāvā ietilpst tauki, virsmaktīvās vielas, fosfāti, hlorīda un slāpekļa savienojumi, naftas produkti, sulfāti. Tie nevar paši pazust no ūdens – nepieciešama kompleksa tīrīšana. Īpaši aktuāla problēma ir tajās mājās, kurās autonoma sistēma kanalizācija un ūdens apgāde, jo katrā vietā ir ūdenskrātuve un aka ūdenim. Ja notekas netiek iztīrītas, tās var nokļūt jaucējkrānā – un situācija kļūs dzīvībai bīstama.
Sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanas metodes
Notekūdeņi var pašattīrīties dabas apstākļi, bet tikai tad, ja to apjoms ir mazs. Tā kā rūpniecības nozare mūsdienās ir augsti attīstīta, notekūdeņu apjomi izplūdes vietās ir ievērojami. Un, lai iegūtu tīru ūdeni, cilvēkam ir jāatrisina notekūdeņu jautājums - tas ir, to attīrīšana. Kopumā notekūdeņu attīrīšanai ir vairākas metodes - tās ir mehāniskās, ķīmiskās, fizikāli ķīmiskās un bioloģiskās. Sīkāk apskatīsim katra no tām iezīmes.
Mehāniskā tīrīšana ietver tādu paņēmienu izmantošanu kā filtrēšana un nostādināšana. Galvenie instrumenti ir režģi, sieti, filtri, slazdi un slazdi. Kad ūdens iziet primāro attīrīšanu, tas nonāk tvertnē - tvertnē, kas paredzēta notekūdeņu nosēdināšanai, veidojot nogulsnes. Mehāniskā tīrīšana tiek izmantota lielākajā daļā mūsdienu sistēmu, bet reti kā neatkarīga metode. Un lieta ir tāda, ka tas nav piemērots ķīmisko komponentu un organisko piemaisījumu noņemšanai.
Ķīmiskā tīrīšana tiek veikta, izmantojot reaģentus - īpašus ķīmiskās vielas, kas reaģē ar ūdenī esošajiem piemaisījumiem un veido nešķīstošas nogulsnes. Tā rezultātā šķīstošo suspensiju saturs tiek samazināts par 25%, bet nešķīstošās - par 95%.
Fizikāli ķīmiskā attīrīšana ietver tādu paņēmienu izmantošanu kā oksidēšana, koagulācija, ekstrakcija utt. Šie procesi ļauj noņemt neorganiskos ieslēgumus no ūdens un iznīcināt slikti oksidētos organiskie piemaisījumi. Populārākā fizikālās un ķīmiskās tīrīšanas metode ir elektrolīze.
Bioloģiskā attīrīšana ir process, kura pamatā ir specifisku mikroorganismu izmantošana un to vitālās darbības principi. Baktērijas ir vērstas pret specifiskiem organiskiem piesārņotājiem, un ūdens tiek attīrīts.
Bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas metodes un to ieguvumi. Stacijas un iekārtas notekūdeņu bioloģiskajai attīrīšanai
Bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas metodes ietver aerotankas, bioloģiskos filtrus un tā sauktos biodīķus. Katrai metodei ir savas īpašības, par kurām mēs jums pastāstīsim tālāk.
Aerotanks
Šī bioloģiskā attīrīšanas metode ietver iepriekš mehāniski attīrītu notekūdeņu un aktīvo dūņu mijiedarbību. Mijiedarbība notiek īpašos konteineros – tie sastāv vismaz no divām sekcijām un ir aprīkoti ar aerācijas sistēmām. Aktīvās dūņas satur liels skaits aerobos mikroorganismus, kas atbilstošos apstākļos izvada no notekūdeņiem dažādus piesārņotājus. Il is sarežģīta sistēma biocenoze, kurā baktērijas, pakļaujoties regulārai skābekļa padevei, sāk absorbēt organiskos piemaisījumus. Bioloģiskā attīrīšana notiek pastāvīgi saskaņā ar vienu galveno nosacījumu - gaisam ir jāiekļūst ūdenī. Kad organiskā apstrāde ir pabeigta, skābekļa patēriņa (BOS) līmenis pazeminās, un ūdens tiek piegādāts nākamajām sekcijām.
Citās sadaļās darbā ir iekļautas nitrificējošās baktērijas, kas apstrādā tādu elementu kā amonija sāļu slāpeklis, veidojot nitrītus. Šos procesus veic viena daļa mikroorganismu, bet otra daļa ēd nitrītus, veidojoties nitrātiem. Pēc šī procesa pabeigšanas attīrītie notekūdeņi tiek ievadīti sekundārajā dzidrinātājā. Šeit izgulsnējas aktīvās dūņas, un attīrīts ūdens tiek nosūtīts uz rezervuāriem.
Biofiltrs ir lauku māju īpašnieku iecienīta bioloģiskās attīrīšanas stacija. Tā ir kompakta ierīce, kas ietver rezervuāru ar padeves materiālu. Biofiltrā aktīvās plēves veidā ir mikroorganismi, kas veic tādus pašus procesus kā pirmajā gadījumā.
Uzstādīšanas veidi:
- divpakāpju;
- pilienu filtrēšana.
Ierīču ar pilienveida filtrēšanas veiktspēja ir zema, taču tās garantē maksimālo notekūdeņu attīrīšanas pakāpi. Otrais veids ir produktīvāks, bet tīrīšanas kvalitāte būs aptuveni tāda pati kā pirmajā gadījumā. Abi filtri sastāv no tā sauktajām "korpusa", sadalītāja, drenāžas un gaisa sadales sistēmām. Biofiltru darbības princips ir līdzīgs aerotanku darbības principam.
bioloģiskie dīķi
Lai veiktu notekūdeņu attīrīšanu ar šo metodi, ir jābūt atvērtam mākslīgam rezervuāram, kurā notiks pašattīrīšanās procesi. Šī metode ir visefektīvākā, ir piemēroti pat sekli dīķi līdz vienam metram dziļi. Ievērojams virsmas laukums ļauj ūdenim labi sasilt, kam ir arī nepieciešamā ietekme uz attīrīšanā iesaistīto mikroorganismu dzīvības procesiem. Šī metode ir visefektīvākā siltajā sezonā - aptuveni 6 grādu temperatūrā un zemāk oksidācijas procesi apstājas. Ziemā tīrīšana nenotiek vispār.
Dīķu veidi:
- zivju audzēšana (ar atšķaidīšanu);
- daudzpakāpju (bez atšķaidīšanas);
- pēcapstrādes dīķi.
Pirmajā gadījumā notekūdeņus sajauc ar upes ūdens, pēc tam tie tiek nosūtīti uz dīķiem. Otrajā gadījumā ūdens tiek nosūtīts uz rezervuāru bez atšķaidīšanas tūlīt pēc nostādināšanas. Pirmā metode prasa apmēram divas nedēļas, bet otrais mēnesis. Daudzpakāpju sistēmu priekšrocība ir salīdzinoši zemā cena.
Kādas ir notekūdeņu bioloģiskās attīrīšanas priekšrocības?
Bioloģiskā notekūdeņu attīrīšana garantē gandrīz 100% tīru ūdeni. Tomēr, lūdzu, ņemiet vērā, ka biostacija netiek izmantota kā neatkarīga metode. Jūs varat iegūt kristāldzidru ūdeni tikai tad, ja vispirms noņemat neorganiskos piemaisījumus citos veidos un pēc tam noņemat organiskās vielas ar bioloģiskām metodēm.
Aerobās un anaerobās baktērijas - kas tas ir?
Notekūdeņu attīrīšanas procesā izmantotie mikroorganismi tiek iedalīti aerobos un anaerobos. Aerobi eksistē tikai skābekli saturošā vidē un pilnībā sadala organiskās vielas līdz CO2 un H2O, vienlaikus sintezējot savu biomasu. Šī procesa formula ir šāda:
CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + baktēriju biomasa,
kur CxHyOz ir organiska viela.
Anaerobie mikroorganismi parasti iztiek bez skābekļa, taču arī to biomasas pieaugums ir neliels. Šāda veida baktērijas ir nepieciešamas organisko savienojumu fermentācijai bez skābekļa, veidojot metānu. Formula:
CxHyOz -> CH4 + CO2 + baktēriju biomasa
Anaerobās metodes ir neaizstājamas pie augstām organisko vielu koncentrācijām, kas pārsniedz maksimāli pieļaujamo aerobajiem mikroorganismiem. Ar zemu organisko vielu saturu anaerobie mikroorganismi, gluži pretēji, ir neefektīvi.
Ūdens attīrīšanas bioloģisko metožu iecelšana
Lielākā daļa notekūdeņu piesārņotāju ir organiskas izcelsmes vielas. Galvenie piesārņojuma datu avoti un attīrīto notekūdeņu patērētāji:
- Mājokļu un komunālie pakalpojumi, uzņēmumi Pārtikas rūpniecība un lopkopības kompleksi.
- Ķīmiskās, naftas pārstrādes, celulozes un papīra un ādas rūpniecības uzņēmumi.
Notekūdeņu sastāvs šajos gadījumos būs atšķirīgs. Viens ir skaidrs - tikai kompleksās tīrīšanas apstākļos ar obligātu bioloģisko metožu izmantošanu var sasniegt ideālus rezultātus.
Bioloģiskās attīrīšanas principi un nepieciešamo iekārtu saraksts
Ņemot vērā līdzšinējos bioloģiskās attīrīšanas principus, notiek iekārtu izvēle bioloģiskās attīrīšanas iekārtas organizēšanai. Galvenās iespējas:
- bioloģiskie dīķi;
- filtrēšanas lauki;
- biofiltri;
- aerācijas tvertnes;
- metatanki;
- filtru akas;
- smilšu un grants filtri;
- cirkulējošie oksidācijas kanāli;
- bioreaktori.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka mākslīgai un dabiskai notekūdeņu attīrīšanai var izmantot dažādas metodes.
Notekūdeņu attīrīšana ar bioloģiskām metodēm: priekšrocības un trūkumi
Bioloģiskās metodes ir efektīvas notekūdeņu attīrīšanai no organiskām vielām, taču patiešām augstus rezultātus var sasniegt tikai tad, ja dažādas metodes tiek izmantotas integrēti. Turklāt baktēriju iespējas nav neierobežotas – mikroorganismi noņem nelielus organiskos piemaisījumus. Bioloģiskās attīrīšanas iekārtu izmaksas ir salīdzinoši zemas.
Visas notekūdeņu attīrīšanas metodes
Pirms nonākšanas bioloģiskajā attīrīšanas sistēmā notekūdeņi ir mehāniski jāattīra, bet pēc tam jādezinficē (hlorēšana, ultraskaņas iedarbība, elektrolīze, ozonēšana utt.) un dezinfekcija. Tāpēc kompleksās notekūdeņu attīrīšanas ietvaros tiek izmantotas arī ķīmiskās, mehāniskās, membrānas, reaģentu metodes.
BIOĶĪMISKĀ NOTEKŪDENS ATTIECĪBA- (bioloģiskā attīrīšana) - galvenā organiskas izcelsmes piesārņojumu saturošu notekūdeņu attīrīšanas metode, kas sastāv no šo piesārņojošo vielu mineralizācijas mikroorganismu dzīvībai svarīgās aktivitātes dēļ. Mikrobu elpošanas procesā tiek oksidētas organiskās vielas un izdalās dzīvībai nepieciešamā enerģija.
Daļa enerģijas tiek novirzīta šūnu vielas sintēzes procesā, t.i., lai palielinātu baktēriju masu, aktīvo dūņu daudzumu un bioloģisko plēvi attīrīšanas iekārtās.
Organisko savienojumu mineralizācijā notekūdeņos piedalās baktērijas, kuras attiecībā pret skābekli iedala 2 grupās: aerobās (elpošanas laikā izmanto ūdenī izšķīdinātu skābekli) un anaerobās (attīstās, ja nav brīva skābekļa).
Nepieciešamie apstākļi organismu dzīvībai svarīgai darbībai, kas veicina tīrīšanu, un aerobās apstrādes iekārtu efektīvai izmantošanai ir:
Organisko vielu klātbūtne notekūdeņos, kuras var oksidēt bioķīmiski; nepārtraukta telpu piegāde ar skābekli pietiekamā daudzumā; apstrādāta ūdens aktīva reakcija (pH robežās 7-8,5); ūdens temperatūra ne zemāka par 10° un ne augstāka par 30°; biogēno elementu - slāpekļa, fosfora, kālija klātbūtne nepieciešamajos daudzumos; minerālsāļu un ūdens saturs nav lielāks par 10 g/l; toksisku vielu trūkums koncentrācijās, kas ir toksiskas mikroorganismiem.
Bioķīmiskā notekūdeņu attīrīšana notiek divās vienlaikus sākumfāzēs: izšķīdušo organisko vielu un koloīdu sorbcija pa baktēriju ķermeņu virsmu; izšķīdušo un adsorbēto organisko vielu oksidēšana un mineralizācija ar mikrobiem.
Sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu bioķīmiskajai attīrīšanai tiek izmantotas šādas attīrīšanas iekārtas: aerobie - bioloģiskie dīķi, apūdeņošanas lauki, filtrācijas lauki (sk. Apūdeņošanas un filtrācijas lauki), biofiltri, gaisa filtri un aerotankas; anaerobās - septiskās tvertnes, divu līmeņu nostādināšanas tvertnes, bioreaktori. Iekārtu veida izvēli nosaka notekūdeņu raksturs un daudzums, vietējie apstākļi, prasības attīrītā ūdens kvalitātei, brīvas zemes pieejamība u.c.
Pirms bioķīmiskās apstrādes no notekūdeņiem ir jānoņem suspendētās daļiņas, sveķi un eļļas. Attīrīšanas rezultātā notekūdeņos organisko vielu saturs samazinās par 90-95%; tie zaudē spēju pūt, kļūst caurspīdīgi, baktēriju skaits tajās ir ievērojami samazināts.
Diezgan labi izpētīta fekāli-ekonomisko notekūdeņu bioķīmiskā attīrīšana, izstrādātas attīrīšanas iekārtu aprēķināšanas metodes. Attīrot rūpnieciskos notekūdeņus, to lielās daudzveidības dēļ attīrīšanas iekārtu projektēšanas parametri tiek noteikti, pamatojoties uz laboratorijas eksperimentu rezultātiem.
Avots: "Mūsdienu tehnoloģiju enciklopēdija. Būvniecība." M., 1964. gads
Populāri raksti
Griesti – mājas apdare
|
Bioloģiskās (bioķīmiskās) attīrīšanas metodi izmanto rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai no daudzām izšķīdušām organiskām vielām, tostarp naftas produktiem.
Bioķīmiskai attīrīšanai nosūtītos notekūdeņus raksturo BSP un ĶSP vērtība. BSP ir bioķīmiskais pieprasījums pēc skābekļa, ko izmanto organisko vielu oksidācijas bioķīmiskos procesos noteiktā laika periodā (2,5,8,10,20 dienas) mg O 2 uz litru notekūdeņu (vai uz 1 mg vielas ). Piemēram, BSP 5 - bioķīmiskais skābekļa patēriņš 5 dienas, BSP pilns. - pilns bioķīmiskais skābekļa patēriņš līdz biooksidācijas procesa beigām.
Bioloģiskā attīrīšanas procesa pamatā ir mikroorganismu spēja dzīves laikā izmantot uzturā izšķīdušo organisko vielu. Saskaroties ar organiskām vielām, mikroorganismi tās daļēji iznīcina, pārvēršot ūdenī, oglekļa dioksīdā, nitrītu un sulfātu jonos. Vēl viena vielas daļa nonāk biomasas veidošanā. Šo organisko vielu iznīcināšanu sauc par bioķīmisko oksidāciju.
Zināmas aerobās un anaerobās bioķīmiskās notekūdeņu attīrīšanas metodes. Aerobās metodes pamatā ir aerobo organismu grupu izmantošana, kuru dzīvībai nepieciešamajai darbībai nepieciešama pastāvīga skābekļa padeve un 20-40°C temperatūra. Aerobās apstrādes laikā aktīvās dūņās tiek kultivēti mikroorganismi. Aktīvās dūņas sastāv no dzīviem organismiem un cieta substrāta. Dzīvie organismi ir daudzu veidu mikroorganismu kopiena, ko sauc par biocenozi.
Dzīvos organismus pārstāv baktēriju un atsevišķu baktēriju, vienšūņu, tārpu, pelējuma sēnīšu, rauga sēnīšu un reti - kukaiņu kāpuru, vēžveidīgo, aļģu uzkrāšanās. Šo kopienu sauc par biocenozi. Aktīvo dūņu biocenozi galvenokārt pārstāv divpadsmit mikroorganismu un vienšūņu veidi.
Anaerobās tīrīšanas metodes norit bez skābekļa pieejamības, tās galvenokārt izmanto nogulumu neitralizēšanai.
Dūņu kvalitāti nosaka to nosēdināšanas ātrums un ūdens attīrīšanas pakāpe. Lielās pārslas nosēžas ātrāk nekā mazās. Bioķīmiskās oksidācijas process intensīvāk norisinās nelielās, suspendētās dūņu pārslās, jo tas atvieglo un paātrina organisko piemaisījumu iekšējo difūziju, t.i. to difūzija organismu intracelulārajā telpā. Tieši šī iemesla dēļ procesa efektivitātes labad attīrīšanas iekārtā sistemātiski jāsajauc aktīvās dūņas. Dūņu stāvoklis raksturo dūņu indeksu, kas ir aktīvo dūņu nenogulsnētās daļas tilpuma attiecība pret izžāvēto dūņu masu pēc 30 minūšu nostādināšanas. Jo sliktāk dūņas nosēžas, jo augstāks tām ir dūņu indekss.
Bioplēve aug uz biofiltra pildvielas, izskatās pēc gļotādas piesārņojuma ar biezumu 1-3 mm vai vairāk. Tā krāsa mainās, mainoties notekūdeņu sastāvam no pelēcīgi dzeltenas līdz tumši brūnai. Bioplēves biocenozē sugu sastāvs ir paplašinātāks nekā aktīvajās dūņās. Odu, mušu, ērču kāpuri ēd aktīvās dūņas un bioplēvi un tādējādi veicina to vaļīgāku struktūru, kas savukārt, kā minēts iepriekš, veicina lielāku tīrīšanas efektivitāti.
Indikatoru, kas raksturo biocenozes bioķīmisko aktivitāti, sauc par bioķīmisko aktivitāti. Šis bioķīmiskais rādītājs ir atkarīgs no notekūdeņu piemaisījumu sastāva un ir parametrs, kas nepieciešams bioloģiskās attīrīšanas iekārtu aprēķināšanai un darbībai. Šis rādītājs tiek definēts kā attiecība BOD FULL / COD un atšķiras ļoti plašā diapazonā dažādiem notekūdeņiem. Pēc bioķīmiskā indeksa rūpnieciskos notekūdeņus iedala četrās grupās. Pirmajai grupai ir augstākais augstākais bioķīmiskais indekss. Šo grupu veido pārtikas rūpniecības notekūdeņi. Jo vairāk minerālu piemaisījumu notekūdeņos, salīdzinot ar organiskajiem, jo zemāks ir bioķīmiskais indekss un zemāka notekūdeņu bionoārdīšanās spēja.
Bioķīmiskās apstrādes efektivitāti ietekmē vairāki faktori:
Temperatūra (20-30ºС);
Skābekļa aerācija (ūdenī izšķīdinātā skābekļa daudzums);
Bioķīmisko elementu un to savienojumu klātbūtne notekūdeņos (piemēram, N, P, K, Ca un citi).
Mākslīgos apstākļos tīrīšana tiek veikta aerotankos vai biofiltros.
Aerotankas ir dzelzsbetona gāzētas tvertnes, kurās notiek bioķīmiskā oksidēšanās, caur tām plūstot notekūdeņu un aktīvo dūņu maisījumam. Aerācija ir nepieciešama, lai piesātinātu ūdeni ar skābekli un noturētu dūņas suspensijā.
Viena no bioloģiskās attīrīšanas shēmām, izmantojot aerotanku, ir parādīta 1. attēlā.
Rīsi. 1. Bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas shēma
Notekūdeņi tiek nosūtīti uz primāro dzidrinātāju, kur var pievienot liekās aktīvās dūņas no sekundārā dzidrinātāja, lai uzlabotu suspendēto daļiņu sedimentāciju. Tajā pašā laikā aktīvās dūņas darbojas arī kā koagulants, agregējot un izgulsnējot suspendētos piemaisījumus. Tad dzidrinātais ūdens nonāk priekšaeratorā-vidējā, kurā tiek nosūtīta arī daļa no sekundārā dzidrinātāja liekajām dūņām. Preaeratorā notekūdeņi tiek vidēji aprēķināti, aerēti 15-20 minūtes, un šeit notiek primārā oksidēšanās, t.i. attīrīšana no visvieglāk oksidējamiem piemaisījumiem. Turklāt aktīvās dūņas sorbcijas dēļ preaeratorā tiek noņemti smago metālu joni un citas toksiskas vielas, kas nelabvēlīgi ietekmē bioķīmiskās oksidācijas procesu.
No preaeratora notekūdeņi nonāk pašā aerotankā, kurā notiek galvenā bioķīmiskās oksidācijas stadija. Pirms aerācijas tvertnes notekūdeņos nedrīkst būt vairāk par 150 mg/l suspendētās cietās vielas (tieši šim nolūkam darbojas primārā sedimentācijas tvertne), notekūdeņu temperatūra nedrīkst būt zemāka par 20 un ne augstāka par 30 ° C, pH - robežās. 6,5-9. Aerācijas laiku aerācijas tvertnē nosaka ar aprēķinu: parasti tiek ņemts līdz 10, dažreiz līdz 20, bet ne mazāk kā divas stundas.
Pēc bioķīmiskās oksidācijas aerācijas tvertnē ūdens ar aktīvo dūņu pārslām (tā biomasa aerācijas tvertnē palielinās) nonāk sekundārajā nostādināšanas tvertnē, kur aktīvās dūņas tiek atdalītas dūņu veidā un apglabātas, daļēji atgriežoties preaeratorā un aerācijas tvertne, un lielākā daļa lieko dūņu tiek izmantota kā mēslojums uz laukiem. Attīrīts ūdens no sekundārā dzidrinātāja tiek savākts caur izplūdes paplāti.
Šīs metodes izmanto sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai no daudzām izšķīdušām organiskām un dažām neorganiskām (sērūdeņradis, amonjaks, sulfīdi, nitrīti u.c.) vielām. Attīrīšanas process ir balstīts uz noteiktu mikroorganismu spēju izmantot šīs vielas uzturā: organiskās vielas mikroorganismiem ir oglekļa avots. Mikroorganismi tos daļēji iznīcina, pārvēršot CO 2, H 2 O, nitrātu un sulfātu jonus, un daļēji izmanto tos savas biomasas veidošanai. Bioķīmiskās attīrīšanas process būtībā ir dabisks, tā raksturs ir vienāds procesiem, kas notiek gan dabas rezervuāros, gan attīrīšanas iekārtās.
Bioloģisko oksidāciju veic mikroorganismu kopiena (biocenoze), kurā ietilpst daudzas dažādas baktērijas, vienšūņi un augstāk organizēti organismi (aļģes, sēnītes) , savstarpēji vienotā kompleksā ar sarežģītām attiecībām. Šo kopienu sauc aktīvās dūņas, tajā ir no 106 līdz 1014 šūnām uz vienu 1 g sausas biomasas (apmēram 3 g mikroorganismu uz 1 litrs notekūdeņu).
Zināmas aerobās un anaerobās bioķīmiskās notekūdeņu attīrīšanas metodes.
aerobikas process. Tās īstenošanai tiek izmantotas mikroorganismu grupas, kuru dzīvībai svarīgai darbībai tiek nodrošināta pastāvīga skābekļa padeve (2 mg0 2 /l), temperatūra 20-30 ° C, vides pH 6,5-7,5, biogēno elementu BSP attiecība. : N: P nav lielāks par 100 : 5: 1. Metodes ierobežojums ir toksisko vielu saturs, kas nepārsniedz: tetraetilsvins 0,001 mg/l, berilija, titāna, Cr 6+ un oglekļa monoksīda savienojumi 0,01 mg. / l, bismuta, vanādija, kadmija un niķeļa savienojumi 0,1 mg / l, vara sulfāts 0,2 mg/l, kālija cianīds 2 mg/l.
Aerobā notekūdeņu attīrīšana tiek veikta īpašās iekārtās: bioloģiskajos dīķos, aerotankos, skābekļa tvertnēs, biofiltros.
bioloģiskie dīķi paredzētas bioloģiskai attīrīšanai un notekūdeņu pēcattīrīšanai kombinācijā ar citām attīrīšanas iekārtām. Tie tiek veikti dīķu kaskādes veidā, kas sastāv no 3-5 soļiem. Notekūdeņu attīrīšanas process tiek realizēts pēc šādas shēmas: baktērijas izmanto skābekli, ko fotosintēzes laikā izdala aļģes, kā arī skābekli no gaisa, lai oksidētu piesārņojumu. Savukārt aļģes patērē oglekļa monoksīdu, fosfātus un amonija slāpekli, kas izdalās organisko vielu bioķīmiskās sadalīšanās laikā. Tāpēc normālai dīķu darbībai ir nepieciešams uzturēt optimālas pH vērtības un notekūdeņu temperatūru. Temperatūrai jābūt vismaz 6 °C, un tāpēc ziemā dīķus neizmanto.
Ir dīķi ar dabisko un mākslīgo aerāciju. Dīķu dziļums ar dabisko virsmas aerāciju, kā likums, nepārsniedz 1 m.. Ar mākslīgo dīķu aerāciju, izmantojot mehāniskos aeratorus vai pūšot gaisu caur ūdens stabu, to dziļums palielinās līdz 3 m. Mākslīgās aerācijas izmantošana paātrina ūdens attīrīšanu procesi. Jānorāda arī dīķu trūkumi: zema oksidēšanas spēja, darbu sezonalitāte, nepieciešamība pēc lielām platībām.
Mākslīgās bioloģiskās apstrādes struktūras pēc aktīvās biomasas atrašanās vietas tajās var iedalīt divās grupās:
Aktīvā biomasa attīrītajos notekūdeņos atrodas suspendētā stāvoklī (aerotankas, skābekļa tvertnes);
Aktīvā biomasa tiek fiksēta uz nekustīgā materiāla, un notekūdeņi plūst ap to ar plānu kārtiņu (biofiltri).
Aerotanks ir dzelzsbetona tvertnes, taisnstūrveida plānā, sadalītas ar starpsienām atsevišķos gaiteņos.
Lai aktīvās dūņas uzturētu suspendētā stāvoklī, tās intensīvi maisot un apstrādāto maisījumu piesātina ar gaisa skābekli, aerotankos tiek sakārtotas dažādas aerācijas sistēmas (parasti mehāniskās vai pneimatiskās). No aerotankām attīrīto notekūdeņu un aktīvo dūņu maisījums nonāk sekundārajā nostādināšanas tvertnē, no kurienes ar speciālu ierīču (dubļu sūkņu) palīdzību uz tvertni tiek novadītas līdz apakšai nosēdušās aktīvās dūņas. sūkņu stacija, un attīrītie notekūdeņi tiek piegādāti vai nu tālākai pēcattīrīšanai, vai arī tiek dezinficēti.
Notekūdeņu pneimatiskajai aerācijai gaisa vietā var piegādāt tīru skābekli. Šis process izmanto oksitenki, pēc konstrukcijas nedaudz atšķiras no aerotankiem. Oksitenku oksidēšanas spēja ir 3 reizes lielāka nekā pēdējai.
Biofiltri tiek izmantoti sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu ikdienas patēriņam līdz 20-30 tūkstošiem m 3 dienā. Biofiltri ir apaļas vai taisnstūra formas tvertnes, kas ir piepildītas ar barības vielu. Atbilstoši slodzes veidam biofiltrus iedala divās kategorijās: ar tilpuma un plakanu slodzi. Berammateriāls, kas sastāv no grants, keramzīta, izdedžiem ar daļiņu izmēru 15-80 mm, ir pārklāts ar 2-4 m augstu slāni.Planārais materiāls ir izgatavots cieta veidā (gredzens, cauruļveida elementi izgatavoti no plastmasas, keramikas, metāla) un mīkstie (rullo auduma) bloki, kas tiek montēti biofiltra korpusā ar 8 m biezu slāni.
anaerobs process.Šeit organisko vielu bioloģiskā oksidēšanās notiek bez molekulārā skābekļa ķīmiski saistītā skābekļa dēļ tādos savienojumos kā sulfāti, sulfīti un karbonāti. Process notiek divos posmos: pirmajā veidojas organiskās skābes, otrajā posmā veidojas skābes pārvēršas metānā un CO 2: organiskie savienojumi + 0 2 + skābi veidojošās baktērijas -> gaistošās skābes + CH 4 + CO 2 + H, + jaunas šūnas + citi produkti - "gaistošās skābes + 0 2 + metānu veidojošās baktērijas -> CH 4 + CO 2 + jaunas šūnas. Galvenais process tiek veikts bioreaktoros, kuros tiek apstrādātas aktīvās dūņas un koncentrēti notekūdeņi (parasti BSP > 5000), kas satur organiskas vielas, kuras metāna fermentācijas laikā iznīcina anaerobās baktērijas. Norādītā fermentācija dabiskos apstākļos notiek purvos.
Galvenais anaerobās attīrīšanas mērķis ir samazināt aktīvo dūņu daudzumu vai organisko vielu daudzumu notekūdeņos, iegūt metānu (līdz 0,35 m 3 normālos apstākļos uz 1 kg ĶSP) un labi filtrējošus un bez smaržas nogulsnes. Nokrišņus pēc filtrēšanas var izmantot kā mēslojumu augkopībā (ja smago metālu saturs tajos ir zem MPC). Bioreaktoros saražotā gāze satur līdz 75% (tilp.) metāna (pārējais ir CO 2 un gaiss) un tiek izmantota kā kurināmais.
Piesārņoto ūdeņu bioloģisko attīrīšanu var veikt dabiskos apstākļos, kam tiek izmantoti īpaši sagatavoti zemes gabali ( apūdeņošanas lauki Un filtrēšana). Šajos gadījumos tiek izmantota pašas augsnes attīrīšanas spēja, lai atbrīvotu notekūdeņus no piesārņotājiem. Filtrējoties caur augsnes slāni, ūdens atstāj tajā suspendētus, koloidālus un izšķīdušus piemaisījumus. Augsnes mikroorganismi oksidē organiskos piesārņotājus, pārvēršot tos vienkāršākajos minerālsavienojumos – oglekļa dioksīdā, ūdenī, sāļos. Laistīšanas laukus vienlaikus izmanto notekūdeņu attīrīšanai un graudu un skābbarības kultūru, garšaugu, dārzeņu audzēšanai, kā arī krūmu un koku stādīšanai. Filtrēšanas laukus izmanto tikai notekūdeņu attīrīšanai.
