Atık su arıtmanın biyokimyasal yöntemi. Atık su arıtımında biyokimyasal yöntemler - dosya n1.doc
Safsızlıklardan mikroorganizmaların (bakteri, alg) kullanılması biyokimyasal temizleme yönteminin temelini oluşturur.
Mikroorganizmalar yaşamsal aktivitelerinin bir sonucu olarak organik maddeyi besin ortamı olarak kullanırken, organik maddenin bozunması meydana gelir.
Etkili bir biyokimyasal atık su arıtımı için aşağıdaki koşullara uyulması önemlidir:
Sıcaklık rejimi - +20 ila +30оС;
. ortamın optimum asitliği - pH 6,5 ila 7,5;
. organik maddelerin mikroorganizmalar tarafından ayrışma sürecini önemli ölçüde iyileştiren yeterli miktarda oksijen temini;
. mikroorganizmalar üzerinde zararlı etkisi olan toksik maddelerin ön uzaklaştırılması (konsantrasyonun azaltılması).
Biyokimyasal su arıtma aşağıdaki yöntemler kullanılarak gerçekleştirilir:
Filtre alanları. Atık su, çitle çevrili arazi alanlarını periyodik olarak maksimuma kadar doldurur. Ayrıca su, toprak gözeneklerinden geçerek doğal olarak filtrelenir. Organik safsızlıklar toprakta tutulur ve bakteriler tarafından ayrıştırılırken, arıtılmış su drenaj sistemi tarafından toplanır.
. Sulama alanları, endüstriyel bitki bitkilerinin yetiştirildiği ve aynı zamanda sulama için kullanılan atık suların arıtıldığı özel tahsisli arazilerdir. Kirlilik tarafından kaldırılır doğal süreçler toprakta meydana gelir. Mikroorganizmaların yaşamsal faaliyetleri sürecinde organik maddelerin ayrışması sonucunda toprak verimliliği artar. 1 hektar sulama alanına günde 50 metreküp kadar atıksu alınabilir.
. Aerotanklar, içine pis su, aktif çamur yüklenen ve oksijen verilen yapay rezervuarlardır. Arıtma, maksimum katkı sağlayan özel bir bakteri ve protozoa seti olan geri dönüştürülmüş aktif çamur ile sağlanır. etkili temizlik.
. Biyofiltreler özel yükleme malzemesi (kırmataş, çakıl, genleştirilmiş kil, plastik) içeren arıtma tesisleridir. Temizleme işlemi başlamadan önce, biyolojik bir film oluşturan yem malzemesinin yüzeyinde mikroorganizmalar gelişir. Biyofiltreden geçen kanalizasyon safsızlıkları, biyolojik filmin mikroorganizmaları tarafından ayrıştırıldıkları yem malzemesi üzerinde kalır. Biyofiltrelerdeki su ek havalandırmaya tabi tutulabilir.
Biyokimyasal temizleme yönteminin en büyük avantajı çıkışta en saf suyu elde etmektir. Ayrıca temizleme işlemi, ayrı bir şekilde bertaraf edilmesini gerektiren herhangi bir atık oluşturmaz.
Reaktif atık su arıtma yöntemi
Reaktif temizleme yönteminin özü, toksik maddeleri etkisiz hale getirmek için kimyasal reaksiyonların kullanılmasıdır, örneğin, toksik maddelerin daha sonra mekanik olarak uzaklaştırılan çözünmez bir çökelti halinde çökeltilmesi nedeniyle.
Bu yöntem şunları kullanır:
Asitler ve alkaliler tarafından kirlenmeyi etkili bir şekilde temizleyen nötralizasyon;
. redoks reaksiyonları;
. karmaşıklık.
Atık su, organik ve inorganik kökenli ve çok daha organik maddeler içerir. İnorganik kalıntılardan mekanik olarak kurtulmak en kolayı ise, o zaman organik safsızlıkları gidermek için başka yöntemlere ihtiyaç vardır. Bunlardan en önemlilerinden biri biyolojik atık su arıtımıdır. Bu yazıda özellikleri, çeşitleri ve teknolojileri hakkında bilgi edineceksiniz.
Su hayattır ama biz onu temiz tüketip kirli olarak geri veriyoruz. Kanalizasyonlar temizlenmezse, birçok bilim kurgu yazarının tarif ettiği “kıymetli nem” zamanı çok yakında gelecektir. Doğa suyu kendi başına arıtabilir, ancak bu işlemler çok yavaştır. İnsan sayısı artıyor, su tüketimi de artıyor, bu nedenle organize ve kapsamlı atık su arıtma sorunu özellikle akut. En etkili su arıtma teknolojisi biyolojiktir. Ancak, çalışmasının temel ilkelerini düşünmeden önce, suyun bileşimini anlamanız gerekir.
Evsel atık su bileşimi
Akan su olan herhangi bir evde bir kanalizasyon sistemi de vardır. Atık suların apartmanlardan ve evlerden arıtma tesislerine taşınması için normal işlemler sağlar. Sıradan su kanalizasyon borularında akar, ancak kirlidir. İçindeki safsızlıklar sadece% 1'dir, ancak atığı daha fazla kullanım için uygun hale getiren odur. Ancak arıtıldıktan sonra su, içme ve evde tekrar kullanılabilir.
Özel bir numunenin alındığı yere bağlı olduğu için atık suyun tam bileşimi adlandırılamaz, ancak aynı yerde bile safsızlıkların miktarı ve seti değişebilir. Çoğu zaman, su katı parçacıklar, biyolojik safsızlıklar, inorganik kapanımlar içerir. İnorganik madde ile her şey basit - en basit filtre bile onu kaldırır, ancak organik madde ile savaşmanız gerekecek. Hiçbir şey yapılmazsa, bu maddeler ayrışmaya başlar ve çürüyen bir tortu oluşturur (bu nedenle hoş olmayan karakteristik “lağım suyu kokusu”). Üstelik sadece ayrışan organik madde değil, su da çürümeye başlar.
Özetle, atık suyun bileşimi yağları, yüzey aktif maddeleri, fosfatları, klorür ve nitrojen bileşiklerini, petrol ürünlerini, sülfatları içerir. Kendi başlarına sudan kaybolamazlar - karmaşık temizlik gereklidir. Sorun, özellikle içinde bulundukları evlerde şiddetlidir. otonom sistem drenaj ve su temini, çünkü her sitenin bir fosseptik ve su kuyusu vardır. Kanalizasyonlar temizlenmezse musluğa girebilir ve durum hayati tehlike oluşturabilir.
Evsel ve endüstriyel atık suların arıtılması için yöntemler
Atık su kendi kendini temizleyebilir doğal şartlar, ancak yalnızca hacimleri küçükse. Günümüzde sanayi sektörü oldukça gelişmiş olduğundan, çıkıştaki atık suların hacimleri önemlidir. Ve temiz su elde etmek için, kişinin kanalizasyon sorununu, yani arıtma sorununu çözmesi gerekir. Toplamda, atık suyu arıtmak için çeşitli yöntemler vardır - bunlar mekanik, kimyasal, fiziko-kimyasal ve biyolojiktir. Her birinin özelliklerine daha yakından bakalım.
Mekanik temizleme, filtreleme ve çökeltme gibi tekniklerin kullanılmasını içerir. Ana araçlar ızgaralar, elekler, filtreler, tuzaklar ve tuzaklardır. Su, birincil arıtmadan geçtiğinde, atık suyu tortu oluşumu ile çökeltmek için tasarlanmış bir kap olan hazneye girer. Mekanik temizleme çoğu modern sistemde kullanılır, ancak nadiren bağımsız bir yöntem olarak kullanılır. Ve mesele şu ki, kimyasal bileşenleri ve organik safsızlıkları gidermek için uygun değil.
Kimyasal temizlik reaktifler kullanılarak yapılır - özel kimyasal maddeler suda bulunan safsızlıklarla reaksiyona giren ve çözünmeyen bir çökelti oluşturan. Sonuç olarak, çözünür süspansiyonların içeriği %25 ve çözünmeyenler %95 oranında azalır.
Fiziko-kimyasal saflaştırma, oksidasyon, pıhtılaşma, ekstraksiyon ve benzeri tekniklerin kullanılmasını içerir. Bu işlemler, inorganik kalıntıların sudan uzaklaştırılmasını ve zayıf oksitlenmiş maddelerin yok edilmesini mümkün kılar. organik safsızlıklar. En popüler fiziksel ve kimyasal temizleme yöntemi elektrolizdir.
Biyolojik saflaştırma, belirli mikroorganizmaların kullanımına ve yaşamsal aktivitelerinin ilkelerine dayanan bir süreçtir. Bakteriler belirli organik kirleticileri hedefler ve su arıtılır.
Biyolojik atık su arıtma yöntemleri ve faydaları. Biyolojik atık su arıtımı için istasyonlar ve tesisler
Biyolojik atık su arıtma yöntemleri arasında aerotanklar, biyolojik filtreler ve biyolojik havuzlar bulunur. Her yöntemin, size aşağıda anlatacağımız kendi özellikleri vardır.
Aerotanklar
Bu biyolojik arıtma yöntemi, önceden mekanik olarak temizlenmiş atık su ve aktif çamurun etkileşimini içerir. Etkileşim, özel kaplarda gerçekleşir - en az iki bölümden oluşur ve havalandırma sistemleri ile donatılmıştır. Aktif çamur içerir çok sayıda uygun koşullar altında çeşitli kirleticileri atık sudan uzaklaştıran aerobik mikroorganizmalar. ben karmaşık bir sistem düzenli bir oksijen kaynağına maruz kalan bakterilerin organik safsızlıkları emmeye başladığı biyosinoz. Biyolojik arıtma sürekli olarak tek bir ana koşul altında gerçekleşir - suya hava girmelidir. Organik işleme tamamlandığında, oksijen ihtiyacı (BOİ) seviyesi düşer ve sonraki bölümlere su verilir.
Diğer bölümlerde, amonyum tuzlarının nitrojeni gibi bir elementi nitrit oluşumu ile işleyen nitrifikasyon bakterileri çalışmaya dahil edilir. Bu işlemler mikroorganizmaların bir kısmı tarafından gerçekleştirilir, diğer kısmı ise nitrat oluşumu ile nitritleri yer. Bu işlemin tamamlanmasının ardından, arıtılmış atık sular ikincil durultucuya beslenir. Burada aktif çamur çökelir ve arıtılmış su rezervuarlara gönderilir.
Biofilter, kır evi sahipleri arasında popüler olan bir biyolojik arıtma istasyonudur. Besleme malzemesi içeren bir hazne içeren kompakt bir cihazdır. Biyofiltrede aktif bir film şeklinde, ilk durumda olduğu gibi aynı işlemleri gerçekleştiren mikroorganizmalar vardır.
Kurulum türleri:
- iki aşamalı;
- damla filtrasyonu.
Damla tipi filtrelemeye sahip cihazların performansı düşüktür, ancak maksimum derecede atık su arıtımını garanti ederler. İkinci tip daha üretkendir, ancak temizleme kalitesi yaklaşık olarak ilk durumdaki ile aynı olacaktır. Her iki filtre de sözde "gövde", dağıtıcı, drenaj ve hava dağıtım sistemlerinden oluşur. Biyofiltrelerin çalışma prensibi, hava tanklarının çalışma prensibine benzer.
biyolojik havuzlar
Bu yöntemle atık su arıtımı yapmak için, kendi kendini temizleme işlemlerinin gerçekleşeceği açık bir yapay rezervuar bulunmalıdır. Bu yöntem en etkili yöntemdir, bir metre derinliğe kadar olan sığ havuzlar bile uygundur. Önemli bir yüzey alanı, suyun iyi ısınmasını sağlar ve bu da arıtmada yer alan mikroorganizmaların yaşamsal süreçleri üzerinde gerekli etkiye sahiptir. Bu yöntem en çok ılık mevsimde etkilidir - yaklaşık 6 derece ve altındaki bir sıcaklıkta oksidasyon işlemleri durur. Kışın temizlik hiç gerçekleşmez.
Gölet türleri:
- balık yetiştiriciliği (seyreltme ile);
- çok aşamalı (seyreltme olmadan);
- tedavi sonrası havuzlar.
İlk durumda, atık su ile karıştırılır. nehir suyu, daha sonra havuzlara gönderilirler. İkincisinde, su çöktürüldükten hemen sonra seyreltilmeden rezervuara gönderilir. İlk yöntem yaklaşık iki hafta ve ikinci ay gerektirir. Çok kademeli sistemlerin avantajı nispeten düşük bir fiyattır.
Biyolojik atık su arıtmanın avantajları nelerdir?
Biyolojik atık su arıtımı neredeyse %100 temiz suyu garanti eder. Ancak, biyostasyonun bağımsız bir yöntem olarak kullanılmadığına lütfen dikkat edin. Kristal berraklığında su elde etmek için önce inorganik safsızlıkları başka yollarla ve ardından organikleri biyolojik yöntemlerle giderirseniz elde edebilirsiniz.
Aerobik ve anaerobik bakteriler - nedir bu?
Atık su arıtma işleminde kullanılan mikroorganizmalar aerobik ve anaerobik olarak ayrılır. Aerobik, yalnızca oksijen içeren bir ortamda bulunur ve aynı anda kendi biyokütlesini sentezlerken organik maddeyi tamamen CO2 ve H2O'ya ayırır. Bu işlemin formülü aşağıdaki gibidir:
CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + bakteriyel biyokütle,
burada CxHyOz organik maddedir.
Anaerobik mikroorganizmalar normalde oksijensiz yaşarlar, ancak biyokütle büyümeleri de küçüktür. Bu tip bakteriler, metan oluşumu ile organik bileşiklerin oksijensiz fermantasyonu için gereklidir. formül:
CxHyOz -> CH4 + CO2 + bakteriyel biyokütle
Anaerobik teknikler, aerobik mikroorganizmalar için izin verilen maksimum miktarı aşan yüksek organik konsantrasyonlarında vazgeçilmezdir. Düşük bir organik madde içeriğinde, aksine, anaerobik mikroorganizmalar etkisizdir.
Biyolojik su arıtma yöntemlerinin atanması
Atık su kirleticilerinin çoğu organik kökenli maddelerdir. Kirlilik verilerinin ana kaynakları ve arıtılmış atık su tüketicileri:
- Barınma ve toplumsal hizmetler, işletmeler Gıda endüstrisi ve hayvancılık kompleksleri.
- Kimya, petrol arıtma, kağıt hamuru ve kağıt ve deri endüstrilerinin işletmeleri.
Bu durumlarda atıkların bileşimi farklı olacaktır. Kesin olan bir şey var - yalnızca biyolojik yöntemlerin zorunlu kullanımıyla karmaşık temizlik koşullarında ideal sonuçlar elde edilebilir.
Biyolojik arıtma ilkeleri ve gerekli ekipman listesi
Mevcut biyolojik arıtma ilkeleri dikkate alınarak, bir biyolojik arıtma tesisi düzenlemek için ekipman seçilmektedir. Ana seçenekler:
- biyolojik havuzlar;
- filtreleme alanları;
- biyofiltreler;
- havalandırma tankları;
- metatanklar;
- filtre kuyuları;
- kum ve çakıl filtreleri;
- dolaşan oksidasyon kanalları;
- biyoreaktörler.
Yapay ve doğal atık su arıtımı için farklı yöntemlerin kullanılabileceğini lütfen unutmayın.
Biyolojik yöntemlerle atık su arıtımı: avantajları ve dezavantajları
Biyolojik yöntemler, atık suların organik maddeden arındırılmasında etkilidir, ancak gerçekten yüksek sonuçlar ancak farklı yöntemlerin entegre bir şekilde kullanılması durumunda elde edilebilir. Ek olarak, bakteri olanakları sınırsız değildir - mikroorganizmalar küçük organik safsızlıkları giderir. Biyolojik arıtma tesislerinin maliyeti nispeten düşüktür.
Tüm atık su arıtma yöntemleri
Atıksu biyolojik arıtma sistemine girmeden önce mekanik olarak temizlenmeli ve sonrasında dezenfekte (klorlama, ultrasonik maruz bırakma, elektroliz, ozonlama vb.) ve dezenfeksiyon işlemi yapılmalıdır. Bu nedenle, karmaşık atık su arıtımı çerçevesinde kimyasal, mekanik, membran, reaktif yöntemler de kullanılmaktadır.
BİYOKİMYASAL ATIKSU ARITIMI- (biyolojik arıtma) - mikroorganizmaların hayati aktivitesi nedeniyle bu kirleticilerin mineralizasyonundan oluşan organik kökenli kirlilik içeren atık suların arıtılmasının ana yöntemi. Mikropların solunum sürecinde organik maddeler oksitlenir ve hayati fonksiyonlar için gerekli olan enerji açığa çıkar.
Enerjinin bir kısmı, hücresel maddenin sentez sürecine, yani arıtma tesisindeki bakteri kütlesini, aktif çamur miktarını ve biyolojik filmi arttırmak için gider.
Bakteriler, oksijenle ilişkilerine göre 2 gruba ayrılan atık sudaki organik bileşiklerin mineralizasyonunda rol oynar: aerobik (solunum sırasında suda çözünmüş oksijeni kullanarak) anaerobik (serbest oksijen yokluğunda gelişen).
Temizliğe katkı sağlayan organizmaların yaşamsal faaliyetleri ve aerobik arıtma tesislerinin etkin kullanımı için gerekli koşullar şunlardır:
Biyokimyasal olarak oksitlenebilen organik maddelerin atık sudaki varlığı; tesislerin yeterli miktarda oksijenle sürekli olarak beslenmesi; arıtılmış suyun aktif reaksiyonu (pH 7-8.5 içinde); su sıcaklığı 10°'den düşük ve 30°'den yüksek değil; biyojenik elementlerin varlığı - gerekli miktarlarda azot, fosfor, potasyum; mineral tuzları ve su içeriği 10 g/l'den yüksek değildir; mikroorganizmalar için toksik olan konsantrasyonlarda toksik maddelerin olmaması.
Biyokimyasal atık su arıtımı, aynı anda iki başlangıç aşamasında ilerler: çözünmüş organik maddelerin ve kolloidlerin bakteri gövdelerinin yüzeyi tarafından emilmesi; çözünmüş ve adsorbe edilmiş organik maddelerin mikroplar tarafından oksidasyonu ve mineralizasyonu.
Evsel ve endüstriyel atık suların biyokimyasal arıtımı için aşağıdaki arıtma tesisleri kullanılmaktadır: aerobik - biyolojik göletler, sulama alanları, filtrasyon alanları (bkz. Sulama ve filtrasyon alanları), biyofiltreler, hava filtreleri ve aerotanklar; anaerobik - septik tanklar, iki kademeli çökeltme tankları, sindiriciler. Tesis tipinin seçimi, atık suyun doğası ve miktarı, yerel koşullar, arıtılmış suyun kalitesi için gereklilikler, boş arazinin mevcudiyeti vb. tarafından belirlenir.
Biyokimyasal arıtmadan önce askıda katı maddeler, reçineler ve yağlar atık sudan uzaklaştırılmalıdır. Arıtma sonucunda atık sudaki organik madde içeriği %90-95 oranında azalır; çürüme yeteneklerini kaybederler, şeffaflaşırlar, içlerindeki bakteri sayısı büyük ölçüde azalır.
Dışkı-ekonomik atık suyun biyokimyasal arıtımı oldukça iyi çalışılmış, arıtma tesislerinin hesaplanması için yöntemler geliştirilmiştir. Endüstriyel atık su arıtılırken, büyük çeşitlilikleri nedeniyle, arıtma tesislerinin tasarım parametreleri laboratuvar deneylerinin sonuçlarına göre belirlenir.
Kaynak: "Modern teknolojinin ansiklopedisi. İnşaat." M., 1964
Popüler Makaleler
Tavan - ev dekorasyonu
|
Biyolojik (biyokimyasal) arıtma yöntemi, endüstriyel atık suları petrol ürünleri de dahil olmak üzere birçok çözünmüş organik maddeden arındırmak için kullanılır.
Biyokimyasal arıtma için gönderilen atık su, BOİ ve KOİ değeri ile karakterize edilir. BOİ, organik maddelerin belirli bir süre boyunca (2,5,8,10,20 gün) oksidasyonunun biyokimyasal süreçlerinde kullanılan oksijenin, litre atık su başına (veya 1 mg madde başına) mg O 2 cinsinden biyokimyasal talebidir. ). Örneğin BOİ 5 - 5 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı, BOİ dolu. - bio-oksidasyon prosesinin sonuna kadar tam biyokimyasal oksijen ihtiyacı.
Biyolojik arıtma prosesi, mikroorganizmaların yaşamları boyunca çözünmüş organik maddeleri beslenme için kullanma yeteneklerine dayanmaktadır. Organik maddelerle temas eden mikroorganizmalar onları kısmen yok ederek su, karbondioksit, nitrit ve sülfat iyonlarına dönüştürür. Maddenin diğer bir kısmı da biyokütle oluşumuna gider. Organik maddenin bu yıkımına biyokimyasal oksidasyon denir.
Biyokimyasal atık su arıtmanın bilinen aerobik ve anaerobik yöntemleri. Aerobik yöntem, yaşamsal aktiviteleri sürekli oksijen kaynağı ve 20-40°C sıcaklık gerektiren aerobik organizma gruplarının kullanımına dayanır. Aerobik arıtma sırasında, aktif çamurda mikroorganizmalar yetiştirilir. Aktif çamur, canlı organizmalardan ve katı bir substrattan oluşur. Canlı organizmalar, biyosinoz adı verilen birçok mikroorganizma türünden oluşan bir topluluktur.
Canlı organizmalar, bakteri ve tek bakteri, protozoa, solucanlar, küf mantarları, mayalar ve nadiren - böcek larvaları, kabuklular, alg birikimleriyle temsil edilir. Bu topluluğa biyosinoz denir. Aktif çamur biyosinozu, esas olarak on iki tür mikroorganizma ve protozoa ile temsil edilir.
Anaerobik temizleme yöntemleri oksijene erişim olmadan ilerler, esas olarak tortuların nötralizasyonu için kullanılırlar.
Çamurun kalitesi, çökelme hızı ve su arıtma derecesi ile belirlenir. Büyük pullar küçük olanlardan daha hızlı yerleşir. Biyokimyasal oksidasyon süreci, küçük, asılı silt pullarında daha yoğun bir şekilde ilerler, çünkü bu, organik safsızlıkların dahili difüzyonunu kolaylaştırır ve hızlandırır, yani. organizmaların hücre içi boşluğundaki difüzyonları. Bu nedenle prosesin etkinliği için aktif çamurun arıtma tesisinde sistematik olarak karıştırılması gerekmektedir. Çamurun durumu, aktif çamurun çökelmeyen kısmının hacminin 30 dakikalık çökelmeden sonra kuru çamurun kütlesine oranı olan çamur indeksini karakterize eder. Çamur ne kadar kötü çökelirse, çamur indeksi o kadar yüksek olur.
Biyofilm, biyofiltrenin dolgu maddesi üzerinde büyür, 1-3 mm veya daha fazla kalınlığa sahip mukus kirlenmesine benzer. Atık suyun bileşimindeki değişiklikle rengi grimsi sarıdan koyu kahverengiye değişir. Biyofilmin biyosenozunda, tür bileşimi aktif çamurdakinden daha geniştir. Sivrisineklerin, sineklerin, kenelerin larvaları aktif çamur ve biyofilmi yerler ve böylece daha gevşek yapılarına katkıda bulunurlar ve bu da yukarıda bahsedildiği gibi daha yüksek temizleme verimliliğine katkıda bulunur.
Bir biyosinozun biyokimyasal aktivitesini karakterize eden bir göstergeye biyokimyasal aktivite denir. Bu biyokimyasal gösterge, atık sudaki safsızlıkların bileşimine bağlıdır ve biyolojik arıtma için arıtma tesislerinin hesaplanması ve işletilmesi için gerekli bir parametredir. Bu gösterge BOD FULL / COD oranı olarak tanımlanır ve çeşitli atık sular için çok geniş bir aralıkta değişir. Biyokimyasal indekse göre endüstriyel atıksular dört gruba ayrılır. Birinci grup yukarıdaki en yüksek biyokimyasal indekse sahiptir. Bu grup, gıda endüstrisinden kaynaklanan atık sulardan oluşmaktadır. Atık sudaki mineral safsızlıklar organik olana göre ne kadar fazlaysa, biyokimyasal indeks o kadar düşük ve atık suyun biyolojik olarak parçalanabilirliği o kadar düşük olur.
Biyokimyasal arıtmanın etkinliği bir dizi faktörden etkilenir:
Sıcaklık (20-30ºС);
Oksijen havalandırması (suda çözünmüş oksijen miktarı);
Atık sudaki biyokimyasal elementlerin ve bunların bileşiklerinin varlığı (N, P, K, Ca ve diğerleri gibi).
Yapay koşullar altında temizlik, hava tanklarında veya biyofiltrelerde gerçekleştirilir.
Aerotanklar, biyokimyasal oksidasyonun atık su karışımı olarak gerçekleştiği ve içinden aktif çamurun aktığı betonarme havalandırmalı tanklardır. Suyu oksijenle doyurmak ve çamuru süspansiyon halinde tutmak için havalandırma gereklidir.
Bir aerotank kullanan biyolojik arıtma şemalarından biri, Şekil 1'de gösterilmektedir.
Pirinç. 1. Biyolojik atık su arıtma şeması
Atık su, asılı parçacıkların çökelmesini iyileştirmek için ikincil arıtıcıdan gelen fazla aktif çamurun eklenebileceği birincil arıtıcıya gönderilir. Aynı zamanda, aktif çamur aynı zamanda pıhtılaştırıcı olarak da çalışır, askıdaki safsızlıkları toplar ve çökeltir. Daha sonra arıtılmış su, ikincil arıtıcıdan gelen fazla çamurun bir kısmının da gönderildiği ön havalandırıcı-ortalama cihazına girer. Ön havalandırıcıda, atık suyun ortalaması alınır, 15-20 dakika havalandırılır ve burada birincil oksidasyon meydana gelir, yani. en kolay oksitlenen safsızlıklardan arındırma. Ayrıca biyokimyasal oksidasyon sürecini olumsuz etkileyen ağır metal iyonları ve diğer toksik maddeler aktif çamur tarafından sorpsiyon nedeniyle ön havalandırıcıda giderilir.
Ön havalandırıcıdan, atık su, biyokimyasal oksidasyonun ana aşamasının gerçekleştiği aerotanka girer. Havalandırma tankından önce, atık su 150 mg / l'den fazla askıda katı madde içermemelidir (birincil çökeltme tankı bunun için çalışır), atık su sıcaklığı 20'den düşük ve 30 ° C'den yüksek olmamalıdır, pH - içinde 6.5-9. Havalandırma tankındaki havalandırma süresi hesaplama ile belirlenir: genellikle 10'a kadar, bazen 20'ye kadar çıkar, ancak iki saatten az olamaz.
Havalandırma tankındaki biyokimyasal oksidasyondan sonra, aktif çamur tanecikli su (havalandırma tankındaki biyokütlesi artar) ikincil çökeltme tankına girer, burada aktif çamur çamur şeklinde ayrıştırılır ve bertaraf edilir, kısmen ön havalandırıcıya geri döner ve havalandırma tankına alınır ve fazla çamurun büyük kısmı tarlalarda gübre olarak kullanılır. İkincil arıtıcıdan gelen arıtılmış su, çıkış tepsisi aracılığıyla toplanır.
Bu yöntemler evsel ve endüstriyel atık suların birçok çözünmüş organik ve bazı inorganik (hidrojen sülfit, amonyak, sülfitler, nitritler vb.) maddelerden arındırılmasında kullanılmaktadır. Arıtma işlemi, belirli mikroorganizmaların bu maddeleri beslenme için kullanma yeteneğine dayanır: Mikroorganizmalar için organik maddeler birer karbon kaynağıdır. Mikroorganizmalar bunları kısmen yok ederek CO 2 , H 2 O, nitrat ve sülfat iyonlarını dönüştürür ve kısmen de kendi biyokütlelerini oluşturmak için kullanırlar. Biyokimyasal arıtma işlemi esas olarak doğaldır, doğası hem doğal rezervuarlarda hem de arıtma tesislerinde meydana gelen işlemler için aynıdır.
Biyolojik oksidasyon, birçok farklı bakteri, protozoa ve daha yüksek düzeyde organize organizmaları (algler, mantarlar) içeren bir mikroorganizma topluluğu (biyosenoz) tarafından gerçekleştirilir. , karmaşık ilişkilerle tek bir kompleks içinde birbirine bağlanır. Bu topluluğa denir aktif çamur, başına 106 ila 1014 hücre içerir 1 g kuru biyokütle (her biri yaklaşık 3 g mikroorganizma) 1 litre atık su).
Biyokimyasal atık su arıtmanın bilinen aerobik ve anaerobik yöntemleri.
aerobik süreç. Uygulanması için, hayati aktivitesi için sürekli oksijen kaynağı (2 mg0 2 /l), sıcaklık 20-30 ° C, ortamın pH'ı 6.5-7.5, biyojenik elementlerin oranı BOD olan mikroorganizma grupları kullanılır. : N: P, 100 : 5: 1'den fazla değildir. Yöntemin sınırlaması, aşağıdakilerden daha yüksek olmayan toksik maddelerin içeriğidir: tetraetil kurşun 0,001 mg / l, berilyum bileşikleri, titanyum, Cr 6+ ve karbon monoksit 0,01 mg / l, bizmut, vanadyum, kadmiyum ve nikel bileşikleri 0,1 mg /l, bakır sülfat 0,2 mg/l, potasyum siyanür 2 mg/l.
Aerobik atık su arıtma özel tesislerde gerçekleştirilir: biyolojik havuzlar, hava tankları, oksijen tankları, biyofiltreler.
biyolojik havuzlar diğer arıtma tesisleriyle birlikte biyolojik arıtma ve atık suyun sonradan arıtımı için tasarlanmıştır. 3-5 adımdan oluşan bir göletler dizisi şeklinde gerçekleştirilirler. Atık su arıtma işlemi aşağıdaki şemaya göre gerçekleştirilir: bakteriler, kirliliği oksitlemek için fotosentez sırasında algler tarafından salınan oksijeni ve ayrıca havadaki oksijeni kullanır. Algler ise organik maddenin biyokimyasal ayrışması sırasında açığa çıkan karbon monoksit, fosfat ve amonyum nitrojeni tüketirler. Bu nedenle havuzların normal çalışması için optimum pH değerlerini ve atık su sıcaklıklarını korumak gerekir. Sıcaklık en az 6 °C olmalıdır ve bu nedenle havuzlar kışın kullanılmaz.
Doğal ve yapay havalandırmalı göletler bulunmaktadır. Doğal yüzey havalandırmalı havuzların derinliği, kural olarak, 1 m'yi geçmez Havuzların mekanik havalandırıcılar kullanılarak veya su sütunundan hava üfleyerek yapay olarak havalandırılmasıyla, derinlikleri 3 m'ye çıkar Yapay havalandırma kullanımı su arıtmayı hızlandırır süreçler. Havuzların dezavantajları da belirtilmelidir: düşük oksitleme kapasitesi, işin mevsimselliği, geniş alanlara duyulan ihtiyaç.
İçlerindeki aktif biyokütlenin konumuna göre yapay biyolojik arıtma yapıları iki gruba ayrılabilir:
Aktif biyokütle arıtılmış atık suda asılı haldedir (aerotanklar, oksijen tankları);
Aktif biyokütle, taşınmaz malzeme üzerine sabitlenir ve atık su, ince bir film tabakası (biyofiltreler) ile etrafından akar.
Aerotanklar bölmelerle ayrı koridorlara bölünmüş, dikdörtgen planlı betonarme tanklardır.
Aktif çamuru askıda tutmak, yoğun bir şekilde karıştırmak ve arıtılan karışımı hava oksijeni ile doyurmak için, hava tanklarında çeşitli havalandırma sistemleri (genellikle mekanik veya pnömatik) düzenlenir. Hava tanklarından, arıtılmış atık su ve aktif çamur karışımı, ikincil çökeltme tankına girer ve buradan dibe çöken aktif çamur, özel cihazlar (çamur pompaları) yardımıyla tanka boşaltılır. pompa istasyonu ve arıtılmış atık su ya ileri arıtma sonrası için tedarik edilir ya da dezenfekte edilir.
Atıksuyun pnömatik havalandırması için hava yerine saf oksijen sağlanabilir. Bu işlem kullanır oksitenki, tasarım olarak aerotanklardan biraz farklı. Oksitenklerin oksitleme kabiliyeti, ikincisinden 3 kat daha yüksektir.
Biyofiltreler günlük 20-30 bin m3'e kadar evsel ve endüstriyel atık su tüketiminde kullanılmaktadır. Biyofiltreler, besleme malzemesi ile doldurulmuş yuvarlak veya dikdörtgen planlı tanklardır. Yüklemenin doğasına göre, biyofiltreler iki kategoriye ayrılır: hacimsel ve düzlemsel yükleme. 15-80 mm parçacık boyutuna sahip çakıl, genişletilmiş kil, cüruftan oluşan dökme malzeme 2-4 m yüksekliğinde bir tabaka ile kaplanır Düzlemsel malzeme rijit (halka, plastikten yapılmış boru şeklindeki elemanlar, seramik, metal) ve yumuşak (rulo kumaş) bloklar biyofiltrenin gövdesine 8 m kalınlığında bir tabaka ile monte edilmiştir.
anaerobik süreç. Burada organik maddelerin biyolojik oksidasyonu, sülfatlar, sülfitler ve karbonatlar gibi bileşiklere kimyasal olarak bağlı oksijen nedeniyle moleküler oksijenin yokluğunda gerçekleşir. İşlem iki aşamada ilerler: ilk aşamada organik asitler oluşur, ikinci aşamada oluşan asitler metan ve CO2'ye dönüştürülür: organik bileşikler + 0 2 + asit oluşturan bakteriler -> uçucu asitler + CH 4 + CO 2 + H, + yeni hücreler + diğer ürünler - "uçucu asitler + 0 2 + metan oluşturan bakteriler -> CH 4 + CO 2 + yeni hücreler. Ana proses çürütücülerde gerçekleştirilir.Metan fermantasyonu sırasında anaerobik bakteriler tarafından yok edilen organik maddeler içeren aktif çamur ve konsantre atık suyu (genellikle BOD > 5000) işlerler. Doğal koşullarda belirtilen fermantasyon bataklıklarda gerçekleşir.
Anaerobik arıtmanın temel amacı, aktif çamur hacmini veya atık sudaki organik madde miktarını azaltmak, metan (normal koşullarda 1 kg KOİ başına 0,35 m3'e kadar) ve iyi filtrelenen ve kokusuz bir tortu elde etmektir. Filtrasyondan sonra çökeltme, mahsul üretiminde gübre olarak kullanılabilir (içlerindeki ağır metallerin içeriği MPC'nin altındaysa). Çürütücülerde üretilen gaz %75'e (hacim) kadar metan içerir (kalan CO 2 ve havadır) ve yakıt olarak kullanılır.
Kirli suların biyolojik arıtımı, özel olarak hazırlanmış arazilerin kullanıldığı doğal koşullarda gerçekleştirilebilir ( sulama alanları Ve filtreleme). Bu durumlarda, toprağın kendisinin temizleme kapasitesi, atık suyu kirletici maddelerden arındırmak için kullanılır. Toprak tabakasından süzülen su, içinde askıda, kolloidal ve çözünmüş safsızlıklar bırakır. Toprak mikroorganizmaları organik kirleticileri oksitleyerek onları en basit mineral bileşiklere - karbondioksit, su, tuzlar - dönüştürür. Sulama alanları, aynı anda atık su arıtımı ve tahıl ve silaj bitkileri, otlar, sebzeler yetiştirmek ve ayrıca çalı ve ağaç dikmek için kullanılır. Filtrasyon alanları sadece atıksu arıtımı için kullanılmaktadır.
