1.1.Aerobic: aerotank (biotenk), biofilter, metode de sol, bioproduse.
Esența metodei de purificare biochimică
Metoda biologică (sau biochimică) de tratare a apelor reziduale este folosită pentru purificarea apelor reziduale industriale și menajere provenite din poluanți organici și anorganici. Acest proces se bazează pe capacitatea unor microorganisme de a folosi substanțe poluante cu conținut nutritiv în cursul activității lor vitale.
Principalul proces care are loc în tratarea biologică a apelor uzate este oxidarea biologică. Acest proces este realizat comunitate de microorganisme (biocenoză) constând dintr-o multitudine de diferite bacterii, alge, fungi, etc. Interconnected într-un singur set de relații complexe (metabiosis, simbioză și antagonism).
Rolul de conducere în această comunitate aparține bacteriilor.
Tratarea apelor reziduale prin această metodă se efectuează în aerobi (adică în prezența oxigenului dizolvat în apă) și în condiții anaerobe (în absența oxigenului dizolvat în apă).
Tratarea apelor reziduale în condiții naturale
Procesele aerobe de purificare biochimică pot apărea în condiții naturale și în structuri artificiale. În condiții naturale, curățarea are loc pe câmpurile de irigare, câmpurile de filtrare și iazurile biologice. Structurile artificiale sunt aerotanks și biofiltre de diferite modele. Tipul de structuri este ales având în vedere locația instalației, condițiile climatice, sursa de alimentare cu apă, volumul apelor reziduale industriale și menajere, compoziția și concentrația contaminanților. În structurile artificiale procesele de purificare au loc cu o rată mai mare decât în condiții naturale.
Câmpuri de irigare
Acestea sunt terenuri special amenajate utilizate simultan pentru purificarea apelor reziduale și pentru scopuri agro-culturale. Tratarea apelor reziduale în aceste condiții este sub influența microflorei solului, a soarelui, a aerului și sub influența activității vitale a plantelor.
În solul câmpurilor de irigare sunt bacterii, actinomycete, drojdii, fungi, alge, protozoare și nevertebrate. Canalizarea conține în principal bacterii. În biocenozele mixte ale stratului activ de sol, apar interacțiuni complexe ale microorganismelor simbiotice și competitive.
În procesul de tratare biologică, apa reziduală trece printr-un strat de filtrare a solului în care particulele suspendate și coloidale sunt reținute, formând o peliculă microbiană în porii solului. Apoi, filmul format adsorbția particulelor coloidale și a substanțelor dizolvate în apele reziduale. Pătrunzând din aer în pori, oxigenul oxidează substanțele organice, transformându-le în compuși minerali. În straturile profunde ale solului, penetrarea oxigenului este dificilă, astfel încât oxidarea cea mai intensă are loc în straturile superioare ale solului (0,2-0,4 m). Cu o lipsă de oxigen în iazuri, procesele anaerobe încep să predomine.
Bazine biologice
Acestea reprezintă o cascadă de iazuri formate din 3-5 trepte prin care fluxurile de canalizare clarificate sau tratate biologic au o viteză mică. Bazinele sunt proiectate pentru tratarea biologică și pentru tratarea ulterioară a apelor uzate în combinație cu alte instalații de tratare. Există iazuri cu aerare naturale sau artificiale. Bazinele cu aerare naturale au o adâncime mică (0,5-1 m), sunt bine încălzite de soare și sunt locuite de organisme acvatice. Timpul de ședere al apei în iazuri cu aerare naturală este de la 7 la 60 de zile. Împreună cu canalizarea din rezervoarele secundare, se scoate un nămol activ, care este un material de semințe.
Biotenk - biofilter este un corp în care elementele de încărcare sunt plasate, amplasate în ordine eșalonată. Aceste elemente sunt realizate sub formă de semicilindre, sunt irigate cu apă de sus, care, umplerea elementelor de sarcină, curge prin margini. Pe suprafețele exterioare ale elementelor se formează biofilme, în elemente - biomasă asemănătoare nămolului activ. Designul oferă eficiență ridicată și eficiență de curățare.
Prin principiul introducerii aerului în grosimea sarcinii aerate, filtrele pot fi cu aerare naturală și forțată. Atunci când apele de canalizare intră din BCPR> 300 mg / l, recircularea este recirculată pentru a evita ruginirea frecventă a suprafeței biofilterului - revenind o parte din apa purificată pentru diluare cu apă cu precizie.
Utilizarea biofiltrelor este limitată de posibilitatea de a le înțepa, de reducerea puterii oxidative în timpul funcționării, de apariția mirosurilor neplăcute, de dificultatea formării uniforme a peliculei.
Curățarea în aeronave
tratarea biologică aerobă a unor volume mari de apă se realizează în bazine de aerare - plan dreptunghiular structurilor din beton armat, cu un liber plutind în apă care urmează să fie tratate în volum de nămol activat, care utilizează poluarea apelor uzate bionaselenie pentru traiul lor.
Principalele scheme tehnologice de curățare în aerotanci sunt prezentate în Figura 52.
Sistemul de aerare este un complex de structuri și echipamente speciale care asigură alimentarea cu oxigen a lichidului, menținerea nămolului în stare suspendată și amestecarea constantă a apei reziduale cu nămolul. Pentru majoritatea tipurilor de rezervoare de aerare, sistemul de aerare asigură performanța simultană a acestor funcții. Prin metoda dispersiei aerului în apă, în practică sunt utilizate trei sisteme de aerare: pneumatice, mecanice și combinate.
Oksitenki
Oxitenele sunt structuri de purificare biologică în care se utilizează în locul oxigenului tehnic aerian sau aer îmbogățit cu oxigen.
Diferența principală a oxytenicului din aerotank, care lucrează la aerul atmosferic, este concentrația crescută de silice. Acest lucru se datorează transferului de masă crescut de oxigen între fazele gaz și lichid.
Este un rezervor, circular, în formă de plan, cu o pereche cilindrică, care separă zona de aerare de zona de împrăștiere.
1.2 Tratamentul biologic anaerob al apelor reziduale.
Metoda de purificare anaerobă poate fi considerată ca fiind una dintre cele mai promițătoare în prezența unei concentrații ridicate în apele de canalizare a substanțelor organice sau pentru purificarea apelor reziduale menajere. Avantajul său față de metodele aerobe este o reducere bruscă a costurilor de operare (microorganismele anaerobe nu necesită aerare suplimentară a apei) și nici o problemă asociată cu eliminarea excesului de biomasă.
Degradarea anaerobă a substanțelor organice se realizează ca un proces în mai multe etape în care este necesară participarea a cel puțin patru grupe de microorganisme:
În cazul conversiei anaerobe a substraturilor organice în metan sub influența microorganismelor, trebuie realizate în mod constant 4 etape de descompunere. Grupuri separate impurități organice (glucide, proteine, lipide / grăsimi) în procesul de hidroliză se transformă mai întâi în monomerii corespunzători (zaharuri, aminoacizi, acizi grași). În plus acești monomeri în cursul degradării enzimatice (atsitogeneza) sunt transformați în acizi organici cu catenă scurtă, alcooli și aldehide, care sunt apoi oxidate mai departe la acid acetic, care este conectat pentru a produce hidrogen. Numai după această etapă se ajunge la trecerea la formarea metanului în stadiul metanogenezei. Ca produs secundar, împreună cu metanul, se formează și dioxid de carbon.
Toate procesele de transformare sunt strâns interconectate una cu cealaltă și trebuie să se desfășoare în rezervorul unui reactor anaerob într-o ordine strict stabilită, orice încălcare a uneia dintre etapele intermediare duce la o încălcare a întregului proces. Prin urmare, este necesară proiectarea exactă a instalațiilor de tratare și ajustarea acestora la apa reziduală corespunzătoare.
Figura 1: Etapele de descompunere a transformării anaerobe