Biotehnologie în probleme de mediu
epurare a apelor uzate aerobă
tratarea deșeurilor biologice pe baza unui număr de discipline: biochimie, genetica, chimie, microbiologie, de calcul. Eforturile acestor discipline se concentrează pe trei domenii principale:- Degradarea deșeurilor toxice organice și anorganice;
- reluarea resurselor pentru a reveni la ciclul substanțelor de carbon, azot, fosfor, azot și sulf;
- obținerea de combustibili fosili valoroase.
Atunci când apele uzate efectua patru operațiuni de bază:
1. Atunci când prelucrarea primară sunt mediate și clarificarea apelor reziduale din impurități mecanice (reciclatorii, paturile de nisip, grilaje si sedimentare).
2. Al doilea pas este distrugerea compușilor organici dizolvați cu participarea microorganismelor aerobe. Nămolul rezultat constând în principal din celule microbiene, fie îndepărtate sau pompat în reactor. Atunci când tehnologia folosind nămol activat, o parte din acesta este returnat la aerarea Tenkai.
3. A treia (opțional) etapă, precipitarea chimică și separarea azotului și a fosforului.
4. Pentru prelucrarea nămolului produs în prima și a doua etapă, este frecvent proces de descompunere anaerobă utilizat. Aceasta reduce cantitatea de nămol și cantitatea de agenți patogeni miros eliminate și combustibili fosili valoroase formate - metan.
În practică, se aplică un singur sistem și în mai multe etape de purificare. Monoetajată schema de tratare a apelor uzate este prezentată în Fig. 6.
Fig. 6. Diagrama schematică a instalației de tratare:
1 - capcana de nisip; 2 - decantoare primare; 3 - rezervor de aerare; 4 - rezervoare de sedimentare secundare; 5 - iazuri biologice; 6 - iluminat; 7 - un tratament chimic; 8 - metatenk; Ai - il activ
Apele uzate se varsă în averager unde există ape reziduale amestecare intensă cu compoziția calitativă și cantitativă diferită. Agitarea se realizează prin furnizarea de aer. Acest averager asemenea substanțe nutritive necesare hrănite în cantități și amoniac necesară apă pentru a crea o anumită valoare pH-ului. Timpul de staționare în neutralizator este de obicei de mai multe ore. instalații de tratare element necesar este un sistem de curățare mecanică în purificarea efluenților de canalizare și deșeuri de rafinărie - paturile de nisip și decantoare primare. În ele apa tratată este separat de șlamurile de petrol brut și formând o peliculă pe suprafața apei.
Tratarea biologică a apei are loc în bazinele de aerare. aerator este o structură din beton armat deschis, prin care apa uzată care conține impurități organice și nămolul activat. Nămolul suspensie în apele reziduale de-a lungul timpului de staționare în rezervorul de aerare este aerat cu aer. Intensă aerare activat suspensie de nămol de oxigen duce la restabilirea capacității sale de a adsorbi impurități organice.
Baza purificarea biologică a apei este activitatea de nămol activ (AI) sau biofilm care rezultă în mod natural biocenozei formate pe fiecare unitate de producție în funcție de compoziția apei reziduale și purificarea modul selectat. nămol activat este un fulgi de culoare brun închis, până la câteva sute de micrometri. La 70% este compus din organisme vii și la 30% - din natura anorganică sub formă de particule. Organisme vii împreună cu un purtător solid pentru a forma zoogloeas - populații de microorganisme simbioză acoperit mucoasa totală. Mikrooganizmy izolat din nămolul activat aparțin genuri diferite :. Actynomyces, Azotobacter, Bacillus, Bacterium, Corynebacterium, Desulfomonas, Pseudomonas, Sarcina, etc. Cele mai numeroase bacterii din genul Pseudomonas, dintre care omnivor au fost menționate anterior. În funcție de un mediu, care în acest caz este de apă reziduală, unul sau celălalt grup de bacterii poate fi dominant, în timp ce sateliții rămași sunt grup de bază.
Un rol important în stabilirea și funcționarea unui nămol activat aparține mai simplă. Doar suficient diverse funcții; acestea nu sunt direct implicate în consumul de materie organică, dar vârsta și compoziția de specii de microorganisme ajustate în nămolul activat, menținerea la un anumit nivel. Absorbirea un număr mare de bacterii, protozoare contribuie exoenzymes bacteriene ieșire, concentrate în mucoasa și, prin urmare, să participe la distrugerea contaminanților. există reprezentanți ai celor patru clase din nămolurile activi simplu: sarkodovyh (Sarcodina), flagelate ciliate (Mastigophora), infuzorii ciliata (ciliata), ciliate supt (Suctoria).
Un indicator este activat factor protozoar calitatea nămolului, care reflectă raportul dintre celule protozoare la cantitatea de celule bacteriene. În calitate de nămol la 1 milion de celule bacteriene ar trebui să reprezinte 10-15 celule elementare. Dacă modificați compoziția apei reziduale poate crește numărul de unul dintre tipurile de microorganisme, dar alte culturi vor rămâne în continuare în comunitatea ecologică.
Formarea cenozelor nămolului activat pot influența și variațiile sezoniere ale temperaturii, furnizarea de oxigen, prezența componentelor minerale. Toate acestea fac compoziția sau complex și aproape imposibil de redat. Eficacitatea instalațiilor de tratare depinde și de concentrația de microorganisme din apa uzată și vârstă de nămol activat. Rezervoarele de aerare convenționale concentrația reală a nămolului activ nu este mai mare de 2-4 g / l.
Creșterea concentrației nămolului în tratarea apelor uzate duce la o creștere a vitezei, dar necesită aerare crescută, pentru a menține concentrația de oxigen la un nivel dorit. Astfel, deșeurile de procesare aerob include următoarele etape: 1) adsorbția substratului pe suprafața celulei; 2) clivarea enzimelor extracelulare ale substratului adsorbit; 3) absorbția celulelor soluți; 4) creșterea și respirația endogenă; 5) eliberarea de produse de excreție; 6) „pășunatul“ populații primare de organisme consumatori secundari. In mod ideal, aceasta ar trebui să conducă la finalizarea mineralizarea deșeurilor la săruri simple, gaze și apă. În practică, apa purificată și nămolul activat din rezervorul de aerare sunt introduse într-un rezervor de decantare secundar, unde nămolul activat este separat de apa. O alta parte a revenit la sistemul de tratare a nămolului activat, iar nămolul activat în exces format ca urmare a creșterii microorganismelor este aplicată la paturile de nămol, unde și transportate deshidratat câmp. Excesul de nămol activat poate fi procesată anaerob. nămolul activat reciclat poate servi ca îngrășământ și ca hrană pentru pești, vite.
sistem de posttratare complet poate consta dintr-o multitudine de elemente, care sunt definite scop al apei uzate. Posibilitatea de a utiliza iazuri biologice, în care apa tratată biologic trece luminarea și oxigenat. Iazurile de asemenea, se referă la sistemul de purificare biologică, în care, în nămolul activat influența biocenozei oxideaza impurităților organice. iazuri biologice de compoziție biocenozei determinat constatare aprofundată a acestui grup de microorganisme. În straturile superioare dezvoltă culturi aerobe în partea de jos - aerobi și anaerobi facultativi, capabile să întreprindă procesele de fermentație metan sau recuperarea sulfați. Saturarea apei oxigenate se datorează fotosinteză, algelor implementate, dintre care apar cel mai larg reprezentat Clorella, Scenedesmus, Euglenophyta, volvoxes etc. Iazurile într-o oarecare măsură, micro- reprezentate și macrofauna :. protozoare, viermi, rotifere, insecte etc. scoase din iazuri de stabilizare sondă de țiței cu apă, fenoli și alți compuși organici. În unele cazuri, apa dupa tratamentul biologic este supus reactiv de tratare - clorurarea sau ozonizarii.
Pentru a intensifica procesele de tratare biologică poate suspensie prin aerare cu nămol activat oxigen pur. Acest proces poate fi realizat în aerotanks modificate gated - oksitenkah cu aerare forțată a apei uzate. Spre deosebire de aerare în biofiltre (percolare sau filtre) celule de microorganisme sunt în stare staționară, ca atașat la suprafața de suport poros. Astfel biofilm rezultată poate fi atribuită celulelor imobilizate. În acest caz, nu imobilizat o monocultură, și un consorțiu de compoziție calitativă și cantitativă unică și variază în funcție de locația de pe suprafața de sprijin. Apa care urmează să fie purificată este pusă în contact cu un suport staționar, pe care celulele sunt imobilizate și astfel viața lor este o scădere a concentrației de poluant.
Ca purtători pot fi utilizate ceramică, piatră, pietriș, argilă expandată, din metal sau material polimeric cu o porozitate ridicată. Pentru biofiltre sunt caracterizate printr-un contracurent de apă, care este alimentat de mai sus și aerul furnizat de mai jos. Particulele microbieni desprinde filmul după separarea lor în rezervorul de decantare secundară nu este returnat înapoi în biofiltrul, și se duce la paturi sau de nămol prerabotku anaerobă.
Există, de asemenea, sisteme care combină atât sistemul biofiltre și nămolul activat în rezervoarele de aerare. Această așa-numitele bazine de aerare propulsoare. Apele uzate aerat plasate fie stekloershi sau să creeze un sistem de rețele din cadrul Tenkai, care sunt puse în garnitura din poliester poros. În aceste garnituri și golurile de pe suprafața stekloershey acumulează nămol activat biocenoză. Purtătorul este îndepărtat periodic din Tenkai, biomasa este îndepărtată, după care purtătorul este returnat în reactor.
cu celule imobilizate pe sistemul de telefonie mobilă se deosebește de biofiltre eficiența lor, deoarece acestea utilizează concentrații mari de microorganisme și nu este nevoie să precipite produsele finale. Un astfel de sistem poate găsi utilizarea în sistemul de canalizare de curățare locală, cu o gamă îngustă de poluanți. Acestea ar trebui să fie curățate într-un sisteme biologice separat, fără a se amesteca cu alte industrii de apă uzată. Acest lucru permite microorganisme biocenoză. adaptat la acest interval îngust de poluanți, viteza și eficiența de purificare brusc.
Alte capitole din această secțiune: