Používají se k čištění domovních a průmyslových odpadních vod od organických látek, dále od sirovodíku, sirníků, čpavku, dusitanů. Proces čištění je založen na schopnosti mikroorganismů využívat tyto látky k zajištění své životně důležité činnosti. Čištění provádí společenství mnoha různých bakterií, prvoků, ale i hub, řas, které tvoří biologicky aktivní kal.

Známé aerobní a anaerobní metody biochemického čištění.

Aerobní metody založené na využití aerobních skupin mikroorganismů, pro jejichž životně důležitou činnost je nutný stálý přísun vzduchu.

Anaerobní biochemické procesy probíhají bez přístupu kyslíku. Používají se k úpravě dešťových srážek. Optimální teplota čištění je 20-40 °C.

Výhody biochemické čištění: z odpadních vod lze odstranit širokou škálu organických a některých anorganických látek, jednoduchost zařízení, nízké provozní náklady, možný vysoký stupeň čištění. Nedostatky metoda: vysoké investiční náklady (obrovské stavby), nutnost přesného dodržování technologického režimu čištění, ředění odpadních vod z důvodu vysoké koncentrace nečistot, je možná přítomnost nečistot, které otravují mikroorganismy.

Mechanismus proces čištění látek z odpadních vod mikroorganismy je konvenčně rozdělen do tří fází: hromadný přenos látek z kapaliny na buněčný povrch konvencí vody a difúze nečistot; difúze nečistoty přes buněčnou membránu mikroorganismu v důsledku koncentračního gradientu; proces přeměny látky v buňce (metabolismus) s uvolněním energie a syntézou nové buněčné látky.

Rychlost přenosu hmoty je určena zákony difúze a hydrodynamiky. Vírový pohyb toku rozrušuje vločky aktivovaného kalu na malé kolonie mikrobů a vede k rychlé obnově jejich rozhraní s médiem. Rychlost biochemických přeměn v buňce, jejich sekvenci určují enzymy. Syntéza nových bílkovinných látek (anabolické přeměny) probíhá s výdejem energie Q, Například:

Biochemická aerobní oxidace organické hmoty buňky (katabolismus) nebo odpadní voda je doprovázena spotřebou kyslíku a uvolňováním energie Q:

Podmínky pro biochemické čištění. Efektivitu biochemického čištění odpadních vod ovlivňují tyto faktory: rovnoměrnost proudění odpadní vody, koncentrace nečistot v ní, přítomnost kyslíku ve vodě, její teplota, pH, promíchávání vody, přítomnost nečistot ve vodě. vody, které jsou toxické pro mikroorganismy, koncentrace biomasy. Zásobování biochemických čistíren vzdušným kyslíkem musí být nepřetržité a v takovém množství, aby obsah kyslíku ve vyčištěné vodě nebyl nižší než 2 mg/l. Optimální teplota pro aerobní procesy je 20-30°C, i když některé bakterie snesou teploty od -8 do 85°C. Optimální reakce média je neutrální (pH asi 6,5). Množství suspendovaných částic pro biologické filtry by nemělo překročit 100 mg/l. Optimální počet mikroorganismů ve formě aktivovaného kalu je 2-4 g/l. Nejúčinnější je mladý aktivovaný kal starý 2-3 dny.

Regenerace aktivity kalu: jeho provzdušňování při nedostatku živin.

Pro podporu života mikroorganismů, které čistí odpadní vodu, je nutné mít v ní dostatečné množství sloučenin uhlíku, dusíku a fosforu. Sloučeniny rtuti, olova, antimonu, stříbra, chrómu, kobaltu jsou však buněčné jedy. Jejich koncentrace by měla být pod MPC pro mikroorganismy.

Technologie biochemického čištění

Aerobní čištění se provádí v přírodních podmínkách a v umělých strukturách.

Přírodní podmínky: zavlažovací a filtrační pole, biologická jezírka.

Zavlažovací pole- jedná se o zemědělskou půdu určenou k čištění odpadních vod a současnému pěstování rostlin. Na filtrovací pole rostliny se nepěstují. Obvykle se jedná o rezervní oblasti, jako jsou rybníky pro příjem odpadních vod. V závlahových polích je čištění odpadních vod založeno na vlivu půdní mikroflóry, vzduchu, slunce a života rostlin. Soli v kanalizaci by měly být nižší než 4-6 g/l. Odpadní voda je přiváděna do závlahových polí v létě po 5 dnech.

biologických jezírek- umělé nádrže s hloubkou 0,5-1 m, dobře vyhřívané sluncem a obývané vodními organismy. Mohou být průtokové (sériové nebo kaskádové) a bezprůtokové. Doba zdržení vody v rybnících s přirozeným provzdušňováním je od 7 do 60 dnů, s umělým provzdušňováním - 1-3 dny. V posledních krocích kaskádových jezírek dochází k chovu ryb, což umožňuje vyhnout se tvorbě okřehku. Ve stojatých rybnících jsou odpadní vody přiváděny po usazení a zředění. Doba čištění je 20-30 dní.

Výhodou biologických jezírek jsou nízké náklady na výstavbu a provoz. Nevýhody: sezónní provoz, velká plocha, malá oxidační síla, obtížné čištění.

Biochemická úprava v biofiltrech

Biofiltry Jedná se o velké kruhové nebo obdélníkové konstrukce ze železobetonu nebo cihel, zatížené filtračním materiálem, na jejichž povrchu je vypěstován biofilm. Jejich provzdušňování může být přirozené i umělé. Podle typu zatížení materiálu se biofiltry dělí do dvou skupin: s objemovým (granulovaným) a plošným zatížením. štěrk, drcený kámen, oblázky, struska, expandovaná hlína, kroužky, kostky, koule. kovové, látkové a plastové sítě, mřížky, vlnité plechy, fólie.

Biofiltry s hromadným plněním mohou být tří typů: kapací, vysokozátěžové, věžové. odkapávat biofiltry jsou nejjednodušší, zatížené jemným materiálem o výšce 1-2 m, mají kapacitu až 1000 m 3 /den a mají vysoký stupeň čištění. Vysoká zátěž biofiltry jsou plněny velkým materiálem vysokým 2-4 m. Nakládací výška věž biofiltry - 8-16 m, produktivita až 50 tisíc m 3 / den.

Dále se používají ploché biofiltry s vyšší oxidační kapacitou, ponorné (diskové) biofiltry a biofiltry biotank. Vodorovně i svisle jsou v nich šachovnicově umístěny tácy v podobě podšálků, které se shora plní odpadní vodou, dokud nepřetečou a přebytečnou vodu přetečou. Vně podnosů se tvoří aktivní biofilm. Poskytuje vysoce účinné čištění vody. Nevýhody biofiltrů: zanášení filtrů, snížení jejich oxidační schopnosti, vznik nepříjemných pachů.

Biochemická úprava v provzdušňovacích nádržích. Aerotanky- velké 1 500-15 000 m 3 železobetonové konstrukce hluboké 3-6 m s aktivovaným kalem volně plovoucím ve vodě, jejichž biopopulace využívá ke svému životu znečištění odpadních vod. Objem odpadních vod čištěných pomocí aerotanků je velmi velký: od několika stovek až po miliony metrů krychlových za den.

Klasifikace aerotanků. Její výkon:

design: kulaté, obdélníkové, šachtové, kombinované, filtrační nádrže, flotační nádrže;

Režim odpadní vody: tok, polotok, kapitál, s proměnlivou úrovní;

struktura toku: provzdušňovací nádrže-vytlačovače, provzdušňovací nádrže směšovače, provzdušňovací nádrže s rozptýleným přívodem odpadní vody, kyslíkové nádrže (obr. 4.11);

provzdušňování: pneumatické, kombinované hydrodynamické, pneumomechanické;

metoda regenerace aktivovaného kalu: v samostatném přístroji, v kombinovaném přístroji;

počet kroků: jedno-, dvou-, vícestupňové;

vysoký, normální, nízký.

U vytěsňovacích aerotanků (obr. 4.11a) je zatížení kalu kontaminanty maximální na začátku a minimální na konci procesu. Jejich délka dosahuje 50-150 m, objem je od 1,5 do 30 tisíc m3.

Aerotanks-mixery (obr. 4.11 b) jsou nejvhodnější pro čištění koncentrovaných průmyslových odpadních vod (BSK n do 1 g/l) s výraznými výkyvy v jejich spotřebě a koncentraci znečištění. Jejich nevýhodou je vysoká zbytková koncentrace nečistot v čištěné vodě.

Rýže. 4.11. Schémata aerotank-vytlačovače (a), aerotank-mixer (b), aerotank s rozptýleným přívodem odpadní vody (c)

U aerotanků s rovnoměrným přívodem odpadních vod se zatížení kalu po jeho délce rovnoměrně snižuje (obr. 4.11c). Používají se k čištění směsí průmyslových a komunálních odpadních vod.

V oxytancích se místo vzduchu používá technický kyslík. To umožňuje zvýšit oxidační kapacitu procesu 5-10krát, zvýšit dávku aktivovaného kalu na 6-10 g/l.

Důležitým faktorem biologické oxidace nečistot je kyslík. Při mechanickém provzdušňování dochází k promíchávání vody a kalu pomocí míchadel, oběžných kol, kartáčů apod. Pneumatické provzdušňování se podle velikosti vzduchových bublin dělí na tři druhy: malé bublinky (1-4 mm) při přívodu vzduchu do aerotanku pod tlakem přes keramické nebo deskové difuzory; střední bubliny (5-10 mm) - přívod vzduchu přes perforované trubky, štěrbinová zařízení; velké bubliny (>10 mm) - přívod vzduchu tryskami, trubkami.

Rýže. 4. 12. Technologické schéma čištění odpadních vod v provzdušňovací nádrži s regenerací kalu: 1 - provzdušňovací nádrž; 2 - jímka; 3 - čerpací stanice; 4 - regenerátor kalu

Na obr. 4.12 je technologické schéma aerotanku s regenerací kalu. Odpadní voda je přiváděna do aerotanku 1, kde je čištěna aktivovaným kalem. Směs vody a kalu vstupuje do jímky 2, ze kterého je po sedimentaci horní částí odváděna vyčištěná voda a spodním otvorem usazený kal. Z čerpací stanice 3 část kalu přes jeho regenerátor 4 se vrací do aerotanku a přebytečná část kalu se posílá ke zpracování do metanové nádrže.

Při vysoké počáteční koncentraci organických nečistot ve vodě (BSKn > 0,15 g/l) se používá dvoustupňové čištění s oxidací 50-70 % nečistot v prvním stupni.

Biochemická oxidace se provádí jak v přírodních podmínkách v oborech filtrace, závlahy a biologických jezírek, tak v uměle vytvořených podmínkách v biofiltrech a v aerotancích. Filtrační pole, závlahová pole a biofiltry fungují na úkor půdních biocenóz; biologické rybníky a aerotanky-biocenózy nádrží. Sklady ropy používají kapací a vysoce zatížené biofiltry. Pro biochemické čištění se odpadní voda obsahující ropné produkty mísí s odpadní vodou z domácností.[ ...]

Biochemické čištění odpadních vod z ropných rafinérií se doporučuje provádět ve směsi s domovními odpadními vodami nebo odpadními vodami z petrochemického průmyslu.[ ...]

Biochemické čištění odpadních vod je založeno buď na využití široké škály vodních mikroorganismů, které jsou součástí různých cenóz - kaly, biofilmy apod., nebo na využití adaptovaných, vysoce aktivních mikroorganismů, zejména jejich asociací, nebo konečně o zavedení do techniky úpravy imobilizovaných (adsorbovaných nebo chemicky fixovaných na pevné povrchy) biologických katalyzátorů – enzymů.[ ...]

Biochemické čištění odpadních vod díky jejich extrémně vysoké koncentraci a alkalitě je možné až po snížení jejich aktivní reakce a BSK okyselením a následným vyhníváním ve vyhnívacích nádržích (1, 4].[ ...]

Biochemické čištění odpadních vod se provádí jako výsledek komplexního souboru vzájemně propojených fyzikálních, chemických a biologických procesů. Z tohoto důvodu je řešení otázek spolehlivého automatického řízení systémů provzdušňování odpadních vod složitým a velmi naléhavým praktickým úkolem. Systémy provzdušňování odpadních vod jsou široce používány na čistírnách různých kapacit. Vysoká energetická náročnost těchto systémů vede ke značným provozním nákladům.[ ...]

Biochemické čištění odpadních vod od organických kontaminantů se provádí pod vlivem komplexního komplexu organismů, které se vyvíjejí v aktivovaném kalu čistírny. Aktivovaný kal je vločkovitý kal připomínající vločky hydroxidu železa a sestává především z bakterií zachycených v hlenu zoogelu; dále obsahuje aktinomycety, vodní houby a kvasinky. Kvalitativní a kvantitativní složení jednotlivých skupin aktivovaného kalu závisí na složení a koncentraci škodlivin v upravované vodě. Prvoci mohou být přítomni ve vodě aerotanků. Z fyzikálního a chemického hlediska je aktivovaný kal koloid, který existuje při pH=4-9 se záporným nábojem.[ ...]

Biochemický proces čištění odpadních vod může probíhat za aerobních a anaerobních podmínek. První nastává v přítomnosti kyslíku rozpuštěného ve vodě. Tento proces je v podstatě modifikací přirozeného procesu samočištění vodních útvarů, který se vyskytuje v přírodě. Biologická oxidace původního organického znečištění odpadních vod za aerobních podmínek heterotrofními bakteriemi vede k tvorbě nové biomasy obsahující oxid uhličitý, vodu a biologicky neoxidovatelné soluty. Pro aerobní biochemické čištění se odpadní vody využívají především v biologických jezírkách, provzdušňovaných lagunách, biofiltrech a provzdušňovacích nádržích. Nejrozšířenější mezi metodami biologického čištění průmyslových odpadních vod jsou procesy využívající aktivovaný kal, prováděné v aerotancích.[ ...]

Biochemické čištění odpadních vod v závislosti na požadavcích na vypouštění odpadních vod do nádrže může být úplné a neúplné (viz § 87).[ ...]

Biochemické čištění je jedním z hlavních způsobů čištění rafinérských odpadních vod, a to jak pro jejich opětovné použití v systémech zásobování cirkulační vodou, tak pro jejich vypouštění do nádrže. V současné době je hlavním zařízením pro biochemické čištění odpadních vod aerotank. Dlouhá doba čištění odpadních vod v aerotancích, značná kapacita zařízení, vysoká spotřeba vzduchu a elektřiny však nutí hledat způsoby, jak tento proces zintenzivnit, aby se snížily kapitálové a provozní náklady.[ ...]

Při biochemickém čištění odpadních vod se monoatomické fenoly (samotný fenol, kresoly) snadno oxidují na oxid uhličitý a vodu. Naproti tomu oxidace fenolů složitější struktury, ale i naftolů, anttrolů a zejména dvouatomových a vícemocných fenolů (například hydrochinon, pyrokatechol) probíhá mnohem obtížněji a je provázena tvorbou řady biochemicky stabilních bioprodukty.[ ...]

Lokální čištění odpadních vod z emulgátorů, které nejsou schopné biochemického rozkladu. Široce používaný v průmyslu jako emulgátor, nekal se neničí v procesu biochemického čištění odpadních vod a při známých koncentracích inhibuje procesy nitrace a oxidace jiných organických sloučenin. Přítomnost nekalu ve vodě navíc výrazně zhoršuje její organoleptické vlastnosti. Možnost využití metody iontové výměny pro extrakci nekalu z prací vody je založena na schopnosti silně bazických aniontoměničů (např. AV-16) selektivně vyměnit iont chloru za anion kyseliny hydro-butylnaftalensulfonové. Regenerace anexové pryskyřice se provádí vodně-alkoholovými roztoky chloridu sodného. Po oddestilování alkoholu a části vody z regeneračního roztoku a ochlazení se jeho nekal vysráží ve formě krystalů a matečný louh se vrátí do koloběhu iontové výměny neboli regenerace.[ ...]

Zařízení pro biochemické čištění odpadních vod jsou obvykle konečným článkem čistícího komplexu, proto jsou poslední dvě kapitoly věnovány popisu způsobů jejich řízení a regulace. Kapitola VII pojednává o nových přístrojích pro měření obsahu rozpuštěného kyslíku, BSK, koncentraci aktivovaného kalu, redox potenciálu a speciálních hladinoměrech. Některé z těchto nástrojů byly vyvinuty v Sovětském svazu za účasti autorů a jejich spolupracovníků a jsou poprvé popsány v neperiodickém tisku. Obsahem kapitoly VIII je materiál některých nových prací věnovaných konstrukci matematického modelu procesu BCW, jakož i analýze a syntéze jeho řídicích systémů.[ ...]

V tomto ohledu musí být odpadní vody obsahující mastné kyseliny co nejúplněji čištěny různými fyzikálně-chemickými metodami, čímž se obsah mastných kyselin dostane na 1,5 g/l (BSKcelkem 1500-2000 mg O2/l). Biochemické čištění odpadních vod s vyšší koncentrací mastných kyselin nevyhnutelně vede k nenávratné ztrátě velkého množství cenných průmyslových produktů.

Dalším způsobem biochemického čištění odpadních vod je vytváření biologických jezírek, které využívají schopnosti přírodních vod k samočištění. Biologické rybníky jsou nádrže o rozloze 0,5-1,0 ha, ve kterých lze čistit odpadní vody za aerobních a anaerobních podmínek. Anaerobní nádrže se používají k předběžnému čištění vysoce koncentrovaných odpadních vod: za 30-50 dní se BSK ve vodě sníží o 50-70%. Hloubka takových jezírek dosahuje 2,5-3 m.[ ...]

V Sovětském svazu je biochemické čištění jednou z hlavních metod čištění zaolejovaných odpadních vod před jejich vypuštěním do vodních útvarů. Zároveň je třeba poznamenat, že hlavními nejúčinnějšími zařízeními pro biochemické čištění odpadních vod v domácích rafinériích a petrochemických závodech jsou aerotanky. Při obecném srovnání stavu biochemického čištění odpadních vod z rafinérií a petrochemických závodů v SSSR a v zahraničí lze konstatovat, že naše země je na úrovni předních zahraničních zemí, hloubkou čištění dokonce mnohé země předčí.[ ...]

Podstata procesu biochemického čištění. Poprvé v SSSR byl způsob biochemického čištění odpadních vod JE navržen v roce 1975 Ya.A. Karelinem a G.I. Vorobyevou. Tento způsob čištění odpadních vod je založen na schopnosti mikroorganismů využívat k výživě v odpadních vodách organické látky (organické kyseliny, alkoholy, bílkoviny, sacharidy atd.), které jsou pro ně zdrojem uhlíku. Mikroorganismy získávají dusík, fosfor a draslík, které jsou také nezbytné pro život, z různých sloučenin: dusík - z amoniaku, dusičnanů, aminokyselin, fosforu a draslíku - z minerálních solí.[ ...]

Proces biochemického čištění odpadních vod od organických látek v aerotancích se skládá z následujících fází: adsorpce a koagulace suspendovaných a koloidních částic aktivovaným kalem, oxidace organických sloučenin rozpuštěných a adsorbovaných kalem mikroorganismy, nitrifikace a regenerace aktivovaného kalu. Přebytečný aktivovaný kal je ze zařízení odstraněn.[ ...]

Druhým významným způsobem biochemického čištění odpadních vod je jejich provzdušňování v aerotancích s aktivovaným kalem. Mechanicky vyčištěná odpadní voda je přiváděna do otevřených nádob typu in-line a intenzivně promíchávána s dostatečným množstvím vzduchu probubláváním nebo pomocí míchacích zařízení (kartáčů nebo míchadel). Bakterie aktivovaného kalu tvoří vločky volně suspendované ve vodě. Vyčištěná odpadní voda je ve vhodných intervalech (nejméně 1 hodina) vypouštěna k usazení; část aktivovaného kalu se opět vrátí do aerotanku a přebytečná část se odstraní.[ ...]

Byla vyvinuta technologie pro biochemické čištění odpadních vod z iontů těžkých kovů: Cr, Cu2+, Zn2+, Na2+, Fe2+, Fe3+. Podstata metody spočívá v čištění odpadních vod akumulační kulturou bakterií redukujících sírany, které za anaerobních podmínek za přítomnosti organické výživy redukují sírany obsažené ve vodě na nerozpustné sulfidy, které se snadno usazují a odstraněny ve formě kalu. Proces čištění probíhá ve speciálních zařízeních – bioreduktorech.[ ...]

Kontaminace fenolických vod černouhelným dehtem se obvykle pohybuje v rozmezí 0,5 g/dm3, v některých obdobích se může zvýšit až na 1 g/dm3 i více. Znečištění nerozpuštěnými látkami, zejména bakteriálními kaly, se vyskytuje v procesu biochemického čištění odpadních vod a pohybuje se v rozmezí do 1 g/dm3. Podle výzkumů je optimální teplota pro usazování fenolických vod 35-40 °C, pH 7,0-7,5.[ ...]

Jedním z nejdůležitějších úkolů při biochemickém čištění odpadních vod v aerotancích je poskytování kyslíku mikroorganismům, které oxidují organické nečistoty ve vodě. Proces čištění odpadních vod v aerotanku sestává z řady paralelních a po sobě jdoucích stupňů přeměn látek účastnících se biochemických reakcí. Změny, ke kterým v tomto případě dochází s kyslíkem, lze znázornit následovně. Při přivádění vzduchu do vody se tvoří bubliny, ze kterých kyslík přechází do kalové směsi a mícháním se v ní rovnoměrně rozkládá. Poté je rozpuštěný kyslík adsorbován bakteriálními buňkami, které jsou součástí aktivní kalové vaty a je využíván k oxidaci organických látek, rovněž adsorbovaných kalovou vatou. V důsledku syntézy bílkovin v buňce a jejím dělením vznikají nové živé organismy. Kromě toho vznikají produkty rozkladu organických látek - oxid uhličitý, voda, produkty nedokonalého rozkladu organických nečistot, které jsou vypouštěny z aktivovaného kalu bavlny do vody. Při provzdušňování se z vody odstraňují plynné produkty rozkladu.[ ...]

Dalším problémem spojeným s biochemickým čištěním odpadních vod systému II je obsah těžko oxidujících látek (ropa a ropné produkty), různých sirných sloučenin, fenolů a také značné množství minerálních solí.[ ...]

Bylo zjištěno, že průběh procesu biochemického čištění odpadních vod závisí na poměrech mezi množstvím rozpuštěného kyslíku (oxidační činidlo), rozpuštěných a dispergovaných organických látek (redukční činidla) a enzymů produkovaných bakteriemi (katalyzátory). Redoxní potenciál umožňuje přímo určit tyto poměry a vyjádřit je v jednotkách elektrického potenciálu – milivoltech.[ ...]

Při návrhu biochemických čistíren odpadních vod a analýze jejich provozu se obvykle používají následující parametry: rychlost biologické oxidace, stechiometrické koeficienty pro akceptory elektronů, rychlost růstu a fyzikální vlastnosti biomasy aktivovaného kalu. Studium chemických změn v souvislosti s biologickými přeměnami probíhajícími v bioreaktoru umožňuje získat poměrně úplný obraz o fungování struktury. U anaerobních systémů, jejichž součástí jsou anaerobní filtry, jsou takové informace potřebné k zajištění optimální hodnoty pH prostředí, které je hlavním faktorem běžného provozu čistírenských zařízení. V některých aerobních systémech, jako jsou systémy, ve kterých probíhá nitrifikace, je také nutná kontrola pH média, aby se zajistila optimální rychlost mikrobiálního růstu. Pro uzavřené čistírny, které vstoupily do praxe koncem 60. let a které využívají čistý kyslík (oxy-tank), se studium chemických interakcí stalo nezbytným nejen pro regulaci pH, ale také pro inženýrské výpočty plynovodních zařízení.[ . ..]

Ropné produkty zpomalují proces biochemického čištění odpadních vod v provzdušňovacích nádržích na 50 mg/l. Olejový film na hladině vody impregnuje peří stěhovavých ptáků, nemohou vzlétnout a zemřít.[ ...]

Úkolem sanitární techniky není pouze čištění odpadních vod, ale také oddělení vyčištěné kapaliny od celé hmoty organismů vedoucích proces. Jednou z podmínek provozu zařízení v biochemickém čištění odpadních vod je proto tvorba aktivované kalové vaty, schopné rychlé sedimentace. Před prací McKinney et al. se věřilo, že vlastnost vytvářet aktivovanou kalovou bavlnu je vlastní pouze 1oots 1oeagat eta.[ ...]

Použití zhutněných cenóz dramaticky urychlilo biochemické čištění odpadních vod od chemických kontaminantů. Tedy čištění zaolejovaných odpadních vod s přídavkem domovních odpadních vod (poměr 5:1) obsahujících 10 -150 mg/l ropných produktů, CHSK průměrně 1080 mg 02/l, VPC5 120 mg/l, BKP0LN 340 mg 02/ l, biochemický index 0,31, byl charakterizován následujícími ukazateli. Neúplné biochemické čištění v jednom stupni s dobou provzdušňování 2-2,5 hodiny a koncentrací aktivovaného kalu 18 g/l snížilo CHSK o 80 %, obsah oleje - o 75 %, BSK5 - o 70 %, BSKcelkem - o 72 %. [...]

Schéma USA počítá s odsolováním veškeré odpadní vody z rafinérií, což vede k přibližně trojnásobnému zvýšení (na základě podílu odpadních vod z HLOF) kapitálových nákladů na odsolování. Druhým rysem spojeným s dodatečnými náklady je biochemické čištění odpadních vod ELOU jako součást celkového toku závodu. Na druhé straně toto schéma zajišťuje odvádění odkalovací vody z vodních bloků, které nevyžadují čištění, obtokem čistíren (s následným smícháním s obecným tokem vyčištěné odpadní vody před společným odsolováním). Toto řešení snižuje investice do systému čištění odpadních vod asi o jednu třetinu (podle podílu odkalování chladicí věže). Je třeba také poznamenat, že touto separací se výrazně snižuje obsah inhibitorů, biocidů a dalších přísad v odpadních vodách před biochemickým čištěním. V podmínkách zahraničních rafinérií je taková separace odpadních vod možná díky neustálé kontrole úniku ropných produktů, které jsou hlavním zdrojem kontaminace recyklované vody organickými látkami.[ ...]

Hlavním směrem zlepšování organizace biochemického čištění odpadních vod je tradičně vytváření velkých klastrových (městských) zařízení. Ekonomické výhody tohoto směru jsou způsobeny výrazným účinkem celkové koncentrace čisticích procesů. S nárůstem koncentrace výrobních procesů rostou náklady monotónně, ale fixní a variabilní náklady rostou v různé míře. To umožňuje implementovat postup výběru typu konstrukcí jako optimalizační. Vzhledem k tomu, že většina druhů výrobních nákladů (zejména náklady spojené s tvorbou a používáním dlouhodobého majetku) roste v menší míře než rozsah výrobních činností, jsou konkrétní hodnoty těchto nákladů na jednotku objemu čištěných odpadních vod nebo hmotnost znečištění z nich extrahované klesají.[ ...]

Akrylonitril má škodlivý účinek na biochemická čistírna odpadních vod; koncentrace vyšší než 20 mg/l inhibuje vyhnívání čistírenských kalů za anaerobních podmínek.[ ...]

Základem pro vývoj metod dvou a vícestupňového biochemického čištění odpadních vod je myšlenka kultivace aktivovaného kalu na čistírnách přizpůsobených oxidaci určitých skupin organických polutantů. Předpokládá se, že čím blíže je přizpůsobení (specializace) aktivovaného kalu tomuto typu znečištění, tím úspěšnější je proces biochemického čištění. Jednou z cest pro inženýrskou realizaci této myšlenky je vytvoření postupného biochemického čištění, v jehož každé fázi funguje určitá kultura aktivovaného kalu. Je zřejmé, že čím větší je rozdíl v rychlostech biochemické oxidace jednotlivých složek odpadních vod, čím vyšší jsou jejich počáteční koncentrace, tím efektivnější je použití schématu postupného čištění.[ ...]

Nejvýznamnějším problémem při zřizování a uvádění biochemických čistíren odpadních vod do provozu je usazování aktivovaného kalu v aerotancích nebo biofilmů v biologických filtrech.[ ...]

Oksitenk VNIIvodgeo je kombinované zařízení pro biochemické čištění odpadních vod pomocí průmyslového kyslíku. Pro dosažení maximální účinnosti při využití kyslíku přiváděného do konstrukce je utěsněna část kyslíkové nádrže (reaktoru), ve které je kalová směs nasycena kyslíkem. Separace vyčištěné vody od aktivovaného kalu probíhá v otevřené odkalovací nádrži. Promíchávání kalové směsi a její nasycení kyslíkem se provádí mechanickým povrchovým provzdušňovačem, kyslík vstupuje do kyslíkové nádrže automaticky při poklesu tlaku plynu v reakční zóně. Odstranění inertních plynů (dusík a oxid uhličitý) je také automatizované. Oxytenk VNIIvodgeo funguje na principu aeračního tank-mixéru, který zajišťuje kompletní biochemické čištění průmyslových odpadních vod s BYKP0LN - 250-300 mg 02/l.[ ...]

Nejrozšířenější jsou maloplošná bloková zařízení pro biochemické čištění odpadních vod na bázi aktivovaného kalu typu KU o kapacitě 25 až 400 m3/den. Odpadní voda obsahující kondenzát vzniká v různých fázích výroby plynu a polního čištění. Jedná se především o odpadní vody získané při hlavním výrobním procesu (kondenzační a formační voda ze separátorů, refluxní voda z desorbérů, voda z chladicích čerpadel kondenzátu), které tvoří až 90 %, a dále odpadní vody z pomocných zařízení. Metanol, glykoly a plynový kondenzát jsou také hlavními znečišťujícími látkami odpadních vod GPP.[ ...]

Rozdíl mezi CHSK a BSK charakterizuje přítomnost nečistot, které nejsou biochemicky oxidovány, a množství organických látek použitých pro stavbu buněk mikroorganismů. Pro domovní odpadní vody je BODcelkem 85-90 % CHSK.Poměrem BSKcelkem/CHSK lze posoudit možnost aplikace určitého způsobu čištění odpadních vod. Pokud je poměr BSK/CHSK>0,5, pak to ukazuje na možnost využití biochemického čištění odpadních vod; s poměrem BSK/COD [ ...]

Finská společnost Ecora má patentované závody typu HKN, které využívají biochemické čištění odpadních vod se zaváděním činidel před aerotank (simultánní sedimentace). Instalace je v provozu periodicky, proto se doporučuje pro zařízení s velkými výkyvy v průtoku a složení odpadních vod. Je určen k čištění odpadních vod od 2 500 obyvatel. Instalace je železobetonová a skládá se ze dvou nádrží - přijímací nádrže a provzdušňovací nádrže. Jeho provoz je automatizován a řízen v závislosti na hladině kapaliny v aerotanku pomocí výfukového ventilu. Odpadní voda vstupuje do přijímací nádrže a je čerpána vzduchovou dopravou do aerotanku. Činidlo se přivádí do přívodního potrubí. Současně se provádí plnění provzdušňovací nádrže a čištění odpadních vod v ní. Cyklus plnění je navržen na 21 hodin. Firma jej doporučuje udržovat 5 až 2 hod. Po naplnění zásobníku se vypne dmychadlo, a proto se zastaví provzdušňování a přívod odpadní vody do aerotanku leteckou dopravou. V aerotanku se odpadní voda usazuje po dobu 1,5 hodiny (od 2 hodin do 3 hodin 30 minut). Poté se otevře výstupní ventil, vyčištěná odpadní voda vytéká z provzdušňovací nádrže. Konec výstupního potrubí v aerotanku je podepřen plovákem v horní části aerotanku. Vzhledem k tomu, že potrubí výškově mění polohu, má otočný kloub.[ ...]

Slibným směrem ve vývoji vysoce účinné technologie úpravy vody je studium vlivu elektrického pole na biologické objekty, včetně mikroorganismů, které provádějí procesy biochemického čištění odpadních vod v biooxidantech a neutralizují vzniklé sedimenty ve fermentorech, rozkladačích atd. Je známo, že mírné nárazové elektrické pole stimuluje růst a životně důležitou aktivitu bakterií a zvyšuje jejich oxidační kapacitu ve vztahu k organickým nečistotám ve vodě. Tento směr klade řadu specifických úkolů při studiu tohoto fenomenologického faktoru, jejichž řešení může mít významný vliv na zintenzivnění procesů biooxidace organických nečistot obsažených jak v odpadních vodách, tak ve výsledných kalech.[ .. .]

V článku Ya. A. Karelina, publikovaném v roce 1959, jsou uvedeny výsledky studií o biochemickém čištění odpadních vod z elektrického odsolovacího zařízení (ELOU), které prošly lapačem ropy, při ředění odtoku 1:1. Směs sestávající z fekální kapaliny a 0,5 objemu podmíněně čisté vody. Experimenty byly prováděny na polovýrobním závodě.[ ...]

V poslední době se v zahraničí i v naší výzkumné praxi k posouzení pokroku procesu biochemického čištění odpadních vod začal využívat redox potenciál, jinak nazývaný redoxní potenciál pho. Tento indikátor plněji charakterizuje proces biochemické oxidace než například množství rozpuštěného kyslíku. Navíc na základě hodnoty pho lze objektivněji posoudit proces v případech, kdy znečištění obsahuje látky toxické pro mikroorganismy a proces je inhibován i přes přítomnost dostatečného množství kyslíku.[ ... ]

Následný proces regenerace aktivovaného kalu může probíhat buď v zařízení, které provádí biochemické čištění (aerotank), nebo v samostatném zařízení (regenerátor). V prvním případě se k době adsorpce přičte čas pro regeneraci a součtem časů se vypočítá struktura pro průtok odpadní vody; ve druhém případě lze konstrukci (aeronádrž) z hlediska doby potřebné k adsorpci dimenzovat pouze na průtok odpadních vod a regenerátor je počítán na dobu regenerace pouze na průtok aktivovaného kalu v ní, průtok z toho je mnohem menší než průtok odpadních vod. Za určitých podmínek tedy může být druhý případ z hlediska konstrukce a provozu výhodnější než první. Aby projektant biochemických čistíren odpadních vod mohl tento problém vyřešit, musí stanovit dobu potřebnou pro proces adsorpce organických látek aktivovaným kalem a dobu potřebnou pro proces jeho regenerace.[ ...]

Biologická metoda regenerace aktivním uhlím za aerobních podmínek se obvykle používá v procesu biochemického čištění odpadních vod v případě adsorpce biologicky rozložitelných organických látek.[ ...]

Odpadní vody před vstupem do biochemických čistíren postupně procházejí havarijní jímkou, pískovými lapači, olejovými lapači, přídavnými odkališti, pískovými filtry nebo flotačními nádržemi atd. Úkolem těchto zařízení je co nejúplněji odstranit kontaminanty na maximální přípustnou míru koncentrace pro biochemické ošetření. V případě nedokonalého provozu těchto zařízení a vniknutí znečištění ve vyšších koncentracích bude provoz jednotky biochemické úpravy narušen.[ ...]

Toto množství domácích odpadních vod odpovídá vypouštění města s populací 450-500 tisíc lidí. Získat takové množství užitkové vody pro čištění odpadních vod ropné rafinérie je nemožné (nereálné). Není tedy možné provést kompletní biochemické čištění odpadních vod ze závodu zpracovávajícího olej s vysokým obsahem síry pomocí deemulgátoru NCHK.[ ...]

Rozšířilo se dvoustupňové schéma, kdy jsou biofiltry prvního stupně nahrazeny aerotanky. Taková náhrada při čištění průmyslových odpadních vod z chemických podniků je zcela opodstatněná a účelná, neboť umožňuje nasměrovat odpadní vody s vyššími koncentracemi organických látek do biochemických čistíren (tabulka V1N-7).[ ...]

Podle účelu usazovacích nádrží v technologickém schématu čistírny se dělí na primární a sekundární. Usazovací nádrže před zařízeními pro biochemické čištění odpadních vod se nazývají primární; sekundární - usazovací nádrže, určené pro čištění odpadních vod, které prošly biochemickým čištěním.[ ...]

V procesu výživy dostávají mikroorganismy materiál pro svou strukturu, v důsledku čehož dochází ke zvýšení hmoty bakterií aktivovaného kalu a v procesu dýchání využívají vzdušný kyslík. Organické látky obsažené v odpadních vodách jsou v důsledku oxidačních procesů mineralizovány a konečnými produkty oxidace jsou oxid uhličitý a voda. Některé organické sloučeniny nejsou zcela oxidovány, vznikají meziprodukty. V procesu biochemického čištění odpadních vod dochází také k oxidaci sirovodíku na síru a kyselinu sírovou a k oxidaci amoniaku na kyseliny dusité a dusičné (nitrifikace).[ ...]

Většina heterotrofních organismů přijímá energii v důsledku biologické oxidace organických látek – dýchání. Vodík z oxidované látky (viz § 24) přechází do dýchacího řetězce. Pokud hraje roli konečného akceptoru vodíku pouze kyslík, nazývá se proces aerobní dýchání a mikroorganismy jsou striktní (obligátní) aerobní organismy, které mají kompletní řetězec přenosových enzymů (viz obr. 14) a jsou schopny žít pouze s dostatečným množství kyslíku. Mezi aerobní mikroorganismy patří mnoho druhů bakterií, gris-6¿i, řasy, většina prvoků. Aerobní saprofyty hrají hlavní roli v procesech biochemického čištění odpadních vod a samočištění nádrže.

Tyto metody se používají k čištění odpadních vod z domácností a průmyslu od mnoha rozpuštěných organických a některých anorganických (sirovodík, čpavek, sulfidy, dusitany atd.) látek. Proces čištění je založen na schopnosti určitých mikroorganismů využívat tyto látky pro výživu: organické látky pro mikroorganismy jsou zdrojem uhlíku. Mikroorganismy je částečně ničí, přeměňují CO 2, H 2 O, dusičnanové a síranové ionty a částečně je využívají k tvorbě vlastní biomasy. Proces biochemického čištění je v podstatě přirozený, jeho povaha je stejná pro procesy probíhající jak v přírodních nádržích, tak v čistírnách.

Biologická oxidace je prováděna společenstvím mikroorganismů (biocenóza), které zahrnuje mnoho různých bakterií, prvoků a více organizovaných organismů (řasy, houby) , propojeny v jediný komplex složitými vztahy. Tato komunita se nazývá aktivovaný kal, obsahuje 106 až 1014 buněk 1 g suché biomasy (asi 3 g mikroorganismů na 1 litr odpadní vody).

Známé aerobní a anaerobní metody biochemického čištění odpadních vod.

aerobní proces. K jeho realizaci se využívají skupiny mikroorganismů, pro jejichž životně důležitou činnost stálý přísun kyslíku (2 mg0 2 /l), teplota 20-30°C, pH prostředí 6,5-7,5, poměr biogenních prvků BSK : N: P není větší než 100 : 5: 1. Omezením metody je obsah toxických látek nejvýše: tetraetylolovo 0,001 mg/l, sloučeniny berylia, titanu, Cr 6+ a oxidu uhelnatého 0,01 mg / l, sloučeniny vizmutu, vanadu, kadmia a niklu 0,1 mg/l, síran měďnatý 0,2 mg/l, kyanid draselný 2 mg/l.

Aerobní čištění odpadních vod se provádí ve speciálních zařízeních: biologické rybníky, aerotanky, kyslíkové nádrže, biofiltry.

biologických jezírek určený pro biologické čištění a pro dočištění odpadních vod v kombinaci s dalšími čistícími zařízeními. Provádějí se ve formě kaskády rybníků, skládající se z 3-5 kroků. Proces čištění odpadních vod je realizován podle následujícího schématu: bakterie využívají k oxidaci znečištění kyslík uvolňovaný řasami při fotosyntéze a také kyslík ze vzduchu. Řasy zase spotřebovávají oxid uhelnatý, fosfáty a amonný dusík uvolněný při biochemickém rozkladu organické hmoty. Pro normální provoz jezírek je proto nutné udržovat optimální hodnoty pH a teploty odpadních vod. Teplota musí být minimálně 6 °C, a proto se jezírka v zimě nevyužívají.

Jsou zde rybníky s přírodním i umělým provzdušňováním. Hloubka jezírek s přirozeným povrchovým provzdušňováním zpravidla nepřesahuje 1 m. Při umělém provzdušňování jezírek mechanickými provzdušňovači nebo profukováním vzduchu vodním sloupcem se jejich hloubka zvyšuje až na 3 m. Použití umělého provzdušňování urychluje čištění vody procesy. Je třeba uvést i nevýhody jezírek: malá oxidační schopnost, sezónnost prací, potřeba velkých ploch.

Struktury pro umělé biologické čištění podle umístění aktivní biomasy v nich lze rozdělit do dvou skupin:

Aktivní biomasa je ve vyčištěné odpadní vodě v suspendovaném stavu (aerotanky, kyslíkové nádrže);

Aktivní biomasa je fixována na nepohyblivém materiálu a odpadní voda ji obtéká tenkou vrstvou (biofiltry).

Aerotanky jsou železobetonové nádrže, obdélníkového půdorysu, rozdělené příčkami na samostatné chodby.

Pro udržení aktivovaného kalu v suspendovaném stavu, jeho intenzivního promíchávání a nasycení upravované směsi vzdušným kyslíkem jsou v aerotancích uspořádány různé aerační systémy (obvykle mechanické nebo pneumatické). Z aerotanků se směs vyčištěné odpadní vody a aktivovaného kalu dostává do sekundární dočišťovače, odkud je aktivovaný kal usazený na dně vypouštěn pomocí speciálních zařízení (kalových čerpadel) do nádrže čerpací stanice a vyčištěná odpadní voda vstupuje buď k dalšímu ošetření, nebo dezinfikuje.

Pro pneumatické provzdušňování odpadních vod lze místo vzduchu dodávat čistý kyslík. Tento proces využívá oxytenki, poněkud odlišný v designu od aerotanků. Oxidační schopnost oxytenků je 3x vyšší než u oxytenků.

Biofiltry se používají pro denní spotřebu domovních a průmyslových odpadních vod do 20-30 tisíc m 3 za den. Biofiltry jsou nádrže kulatého nebo obdélníkového tvaru v půdorysu, které jsou plněné krmnou surovinou. Podle charakteru zatížení se biofiltry dělí do dvou kategorií: s objemovým a plošným zatížením. Sypký materiál, skládající se ze štěrku, keramzitu, strusky o velikosti částic 15-80 mm, je pokryt vrstvou vysokou 2-4 m. Plošný materiál je vyroben ve formě tuhé (prstenec, trubkové prvky z plastů, keramické, kovové) a měkké (rolovací tkaniny) bloky, které jsou osazeny v těle biofiltru s vrstvou tloušťky 8 m.

anaerobní proces. Zde dochází k biologické oxidaci organických látek za nepřítomnosti molekulárního kyslíku díky chemicky vázanému kyslíku na sloučeniny, jako jsou sírany, siřičitany a uhličitany. Proces probíhá ve dvou fázích: v první se tvoří organické kyseliny, ve druhé fázi se vzniklé kyseliny přeměňují na metan a CO 2: organické sloučeniny + 0 2 + kyselinotvorné bakterie -> těkavé kyseliny + CH 4 + CO 2 + H, + nové buňky + další produkty - "těkavé kyseliny + 0 2 + bakterie tvořící metan -> CH 4 + CO 2 + nové buňky. Hlavní proces probíhá ve vyhnívacích nádržích, které zpracovávají aktivovaný kal a koncentrovanou odpadní vodu (obvykle BSK > 5000) obsahující organické látky, které jsou ničeny anaerobními bakteriemi při fermentaci metanu. Stanovená fermentace v přírodních podmínkách probíhá v bažinách.

Hlavním cílem anaerobního čištění je snížení objemu aktivovaného kalu nebo množství organické hmoty v odpadních vodách, získání metanu (až 0,35 m 3 za normálních podmínek na 1 kg CHSK) a dobře filtrovatelného a nezapáchajícího sedimentu. Srážky po filtraci lze použít jako hnojivo v rostlinné výrobě (pokud je v nich obsah těžkých kovů pod MPC). Plyn produkovaný ve vyhnívacích nádržích obsahuje až 75 % (obj.) metanu (zbytek tvoří CO 2 a vzduch) a používá se jako palivo.

Biologické čištění znečištěných vod lze provádět v přírodních podmínkách, k čemuž se využívají speciálně upravené pozemky ( zavlažovací pole A filtrace). V těchto případech se k odstranění odpadních vod od kontaminantů využívá samotná čistící kapacita půdy. Filtrací přes vrstvu půdy voda zanechává suspendované, koloidní a rozpuštěné nečistoty v ní. Půdní mikroorganismy oxidují organické znečišťující látky a přeměňují je na nejjednodušší minerální sloučeniny - oxid uhličitý, vodu, soli. Závlahová pole slouží současně k čištění odpadních vod a pěstování obilí a silážních plodin, bylin, zeleniny, ale i výsadby keřů a stromů. Filtrační pole slouží pouze k čištění odpadních vod.

Biochemické metody čištění odpadních vod jsou založeny na využití mikroorganismů, které oxidují organické látky přítomné v odpadních vodách v koloidním a rozpuštěném stavu. Mikroorganismy ničí molekuly různých sloučenin pomocí látek nezbytných pro jejich výživu, množení a nárůst biologické hmoty - aktivovaný kal a biofilmy.

Aktivovaný kal jsou hrudky a vločky o velikosti od 5 do 150 mikronů, skládající se z živých organismů a pevného substrátu. Mezi živé organismy aktivovaného kalu patří hromadění bakterií, prvoků, bakteriálních buněk, hub, kvasinek. Pevný substrát je mrtvá část mikroorganismů aktivovaného kalu. Biofilm má vzhled slizničního znečištění o tloušťce 1-3 mm na výplni biofiltru a dále se skládá z bakterií, plísní, kvasinek a dalších organismů.

Pro normální život potřebují mikroorganismy různé chemické prvky, které absorbují z odpadních vod. Chybějící prvky – dusík, fosfor, draslík – jsou uměle zaváděny do čištěné odpadní vody.

Biochemické metody se obvykle používají pro dočištění odpadních vod po použití fyzikálně-chemických metod čištění. Pomocí fyzikálně-chemických metod se odstraňují látky, které nejsou přístupné biologickému čištění, nebo se snižuje jejich koncentrace. V současné době je široce používáno společné čištění domovních a průmyslových odpadních vod, protože domovní odpadní vody obsahují rozpuštěné látky, které jsou mikroorganismy nejsnáze absorbovány.

Proces biochemického čištění odpadních vod se provádí v zařízeních různých typů: provzdušňovací nádrže, biofiltry a jezírka. Aktivovaný kal ničí různé sloučeniny v provzdušňovacích nádržích, kde se provádí umělé provzdušňování odpadních vod a suspendovaného kalu. Biofilm je připevněn k plnicí hmotě biofiltru a při filtrování odpadních vod přichází do styku se vzduchem.

aerotanky mají jiný tvar. Aktivovaný kal v důsledku provzdušňování splašků a kalů ničí různé sloučeniny. V provzdušňovacích nádržích je možné provzdušňovat odpadní vody mechanickými a pneumatickými metodami. Čím jemnější je vzduch rozptýlený, tím větší je styčná plocha vzduchových bublin s vodou, tj. tím více je odpadní voda nasycena kyslíkem, který je nezbytný pro život mikroorganismů. Někdy se používá povrchové provzdušňování odpadních vod, které spočívá v povrchovém rozstřikování vody čerpané ze dna aerotanku. Pneumatické provzdušňování často využívá kyslík místo vzduchu. Použití kyslíku na jedné straně prodražuje proces biochemického čištění odpadních vod a na druhé straně jej výrazně zintenzivňuje, protože koncentrace aktivovaného kalu se téměř zdvojnásobuje a doba potřebná k rozkladu různých látek mikroorganismy klesá.

Podle schématu kompletního biochemického čištění odpadních vod (obr. 111) vstupuje odpadní voda do vyrovnávače 1 vybavena roštem pro mechanické čištění vody od velkých částic a různých předmětů. Z ekvalizéru je voda přiváděna do lapače písku 2 , což je cylindrokónická nádrž s tangenciálním přívodem vody. V lapači písku se ukládá zrnitá frakce - písek. Odpad z lapače písku vstupuje do primárního čističe 3 , ve kterém se ukládá jemnozrnná frakce suspendovaných částic. Drenáž primárních usazovacích nádrží spolu s vratným kalem je přiváděna do provzdušňovacích nádrží 4 s obdélníkovým průřezem, kde se pomocí mikroorganismů rozkládají různé organické a minerální látky. V provzdušňovacích nádržích je odpadní voda provzdušňována stlačeným vzduchem. Z aerotanku je odpadní voda s aktivovaným kalem odváděna k usazování do sekundární jímky 5 pro zachycení aktivovaného kalu. Odtok sekundární jímky ústí do kontaktní nádrže 6, která je rovněž zásobována kapalným chlórem pro dezinfekci odpadních vod. Doba kontaktu odpadní vody s kapalným chlórem je 15-20 minut. Po kontaktu s chlórem se odpadní voda usadí v kádi 7 . a poté přiváděn do vyrovnávacích nádrží, ve kterých musí být vyčištěná voda udržována po dobu nejméně 3 dnů.

Kal ze sekundárního dosazovače je odčerpáván staničními čerpadly 8 do zahušťovače kalu 9 . Část kalu - zpátečka - je přiváděna do provzdušňovací nádrže. Zhutněný kal a kal z primární dosazovací nádrže jsou přiváděny do vyhnívací nádrže 10 - hermeticky uzavřená nádrž pro fermentaci kalu bez přístupu kyslíku. Sraženina ve vyhnívací nádrži je intenzivně promíchávána vrtulovým míchadlem. Intenzita fermentace kalu se zvyšuje při teplotě 50-55 °C, tedy v metanu z kotle 12 podává se pára. Při fermentaci 1 tuny sedimentu vznikne asi 10 m 3 plynu. Plyn, který se uvolňuje jako výsledek fermentace a obsahuje 70-75 % metanu a 20-25 % oxidu uhličitého, se spaluje v kotelně. Z vyhnívací nádrže je kal přiváděn do kalového lože 11 s umělým nebo přírodním drenážním základem.

Drenážní voda z kalových polštářů je čerpána do primární usazovací nádrže. Na kalových ložích je sediment dehydratován na obsah 75-80 % pevných látek. Poté může být použit jako hnojivo. Kal z vyhnívacího zařízení se někdy dehydratuje na kalolisech typu FPAKM a v termických sušičkách.

V biofiltrech dochází k oxidaci znečištění odpadních vod při jejich filtraci přes filtrační média, na jejichž povrchu rostou a vyvíjejí se biofilmové organismy. Biofiltry jsou často válcové konstrukce z betonu, železobetonu nebo cihel. Biofiltr je naplněn filtračním materiálem skládajícím se z kousků o velikosti 4-6 cm.Materiál by měl být drsný pro lepší udržení biofilmu. Odpadní voda v biofiltru vytváří podmínky pro rozvoj mikroorganismů, které se uchytí na filtračním materiálu. Když je odpadní voda filtrována přes biofilmové filtrační médium, dochází k rozkladu různých sloučenin odpadních vod. Vyčištěná voda se koncentruje na dně filtru nepropustného pro vodu, odkud je odváděna drenážním potrubím.

Biofiltry se dělí na vysoce zatížené a málo zatížené neboli kapací. Výška vysoce zatíženého filtru je 2-4 m, kapkového filtru menší než 2 m. U vysoce zatížených filtrů se používá umělé odvětrání odpadních vod.

Produktivita vyčištěné vody vysoce zatěžovaných a kapkových biofiltrů je 10-30 a 0,5-3 m 3 /(m 2 ·den).

Optimální provozní podmínky pro biofiltry jsou následující: pH odpadní vody 7-8; teplota 18-25 °C; koncentrace v odpadních vodách, prvků draslíku, dusíku a fosforu a nerozpuštěných látek není vyšší než 100 mg/l.

Odpadní voda se čistí biochemickými metodami a v přírodních podmínkách: v zavlažovacích a filtračních polích a v biologických rybnících. Závlahová a filtrační pole se pro čištění odpadních vod používají poměrně zřídka. Obvykle se odpadní voda pro dočištění a usazení posílá do biologických rybníků.

Efluent obsahuje látky organického i anorganického původu a mnohem více organických. A pokud je nejjednodušší se zbavit anorganických vměstků mechanicky, pak jsou k odstranění organických nečistot potřeba jiné metody. Jedním z hlavních je biologické čištění odpadních vod. V tomto článku se dozvíte o jeho vlastnostech, odrůdách a technologiích.

Voda je život, ale my ji konzumujeme čistou a vracíme špinavou. Pokud se odtoky nevyčistí, pak velmi brzy přijde čas „vzácné vlhkosti“, jak jej popisují mnozí spisovatelé sci-fi. Příroda dokáže čistit vodu sama, ale tyto procesy jsou velmi pomalé. Lidí přibývá, zvyšuje se i objem spotřeby vody, takže problém organizovaného a důkladného čištění odpadních vod je obzvlášť akutní. Nejúčinnější technologie čištění vody je biologická. Než však zvážíte základní principy jeho práce, musíte pochopit složení vody.

Složení domovních odpadních vod

V každém domě s tekoucí vodou je také kanalizace. Zajišťuje běžné procesy pro dopravu odpadních vod z bytů a domů do čistíren. Obyčejná voda teče v kanalizačních trubkách, ale znečištěná. Nečistoty v něm jsou pouze 1%, ale je to on, kdo činí odpadní vodu nevhodnou pro další použití. Teprve po vyčištění lze vodu znovu použít k pití a doma.

Přesné složení odpadní vody nelze pojmenovat, protože závisí na místě, kde byl odebrán speciální vzorek, ale i na stejném místě se může množství a sada nečistot lišit. Nejčastěji voda obsahuje pevné částice, biologické nečistoty, anorganické inkluze. S anorganickou hmotou je vše jednoduché – odstraní ji i ten nejjednodušší filtr, ale s organickou hmotou budete muset bojovat. Pokud se nic nedělá, tyto látky se začnou rozkládat a tvoří hnijící sediment (proto nepříjemný charakteristický „zápach odpadních vod“). Navíc začíná hnít nejen rozložená organická hmota, ale také voda.

Stručně řečeno, složení odpadních vod zahrnuje tuky, povrchově aktivní látky, fosfáty, chloridové a dusíkaté sloučeniny, ropné produkty, sírany. Samy z vody zmizet nemohou – je potřeba komplexní čištění. Tento problém je zvláště akutní v těch domech, ve kterých se provádí autonomní systém likvidace vody a zásobování vodou, protože každé místo má žumpu a studnu na vodu. Pokud nejsou odtoky vyčištěny, mohou se dostat do kohoutku - a situace se stane život ohrožující.

Metody čištění domovních a průmyslových odpadních vod

Odpadní voda se může za přirozených podmínek samočistit, ale pouze pokud je její objem malý. Vzhledem k tomu, že průmyslový sektor je dnes vysoce rozvinutý, jsou objemy odpadních vod na výstupu významné. A aby člověk získal čistou vodu, musí vyřešit otázku splašků – tedy jejich čištění. Celkem existuje více metod čištění odpadních vod – jedná se o mechanické, chemické, fyzikálně-chemické a biologické. Pojďme se blíže podívat na vlastnosti každého z nich.

Mechanické čištění zahrnuje použití technik, jako je filtrace a usazování. Hlavními nástroji jsou mřížky, síta, filtry, lapače a lapače. Když voda projde primárním čištěním, dostane se do jímky - nádoby určené k usazování odpadních vod s tvorbou sedimentu. Mechanické čištění se používá ve většině moderních systémů, ale jen zřídka jako samostatná metoda. A jde o to, že není vhodný pro odstraňování chemických složek a organických nečistot.

Chemické čištění se provádí pomocí činidel – speciálních chemikálií, které reagují s nečistotami obsaženými ve vodě a tvoří nerozpustnou sraženinu. V důsledku toho se obsah rozpustných suspenzí sníží o 25 % a nerozpustných o 95 %.

Fyzikálně-chemické čištění zahrnuje použití technik, jako je oxidace, koagulace, extrakce a tak dále. Tyto procesy umožňují odstranit z vody anorganické vměstky a zničit špatně zoxidované organické nečistoty. Nejoblíbenější fyzikální a chemickou metodou čištění je elektrolýza.

Biologické čištění je proces založený na využití specifických mikroorganismů a principech jejich životně důležité činnosti. Bakterie se zaměřují na specifické organické znečišťující látky a voda se čistí.

Způsoby biologického čištění odpadních vod a jejich výhody. Stanice a zařízení pro biologické čištění odpadních vod

Mezi způsoby biologického čištění odpadních vod patří aerotanky, biologické filtry a tzv. biojezírka. Každá metoda má své vlastní charakteristiky, o kterých vám řekneme níže.

Aerotanky

Tato metoda biologického čištění zahrnuje interakci dříve mechanicky vyčištěné odpadní vody a aktivovaného kalu. Interakce probíhá ve speciálních nádobách – skládají se minimálně ze dvou sekcí a jsou vybaveny provzdušňovacími systémy. Aktivovaný kal obsahuje velké množství aerobních mikroorganismů, které za vhodných podmínek odstraňují z odpadních vod různé škodliviny. Silt je komplexní systém biocenózy, ve kterém bakterie za pravidelného přísunu kyslíku začnou absorbovat organické nečistoty. Biologické čištění probíhá neustále pod jednou hlavní podmínkou - vzduch musí vstoupit do vody. Když je organické zpracování dokončeno, úroveň potřeby kyslíku (BSK) klesá a voda je dodávána do dalších sekcí.

V dalších částech jsou do práce zařazeny nitrifikační bakterie, které zpracovávají takový prvek, jakým je dusík amonných solí za vzniku dusitanů. Tyto procesy provádí jedna část mikroorganismů, zatímco druhá část požírá dusitany za tvorby dusičnanů. Po dokončení tohoto procesu se zpracované odpadní vody přivádějí do sekundárního čističe. Zde se sráží aktivovaný kal a vyčištěná voda se posílá do nádrží.

Biofiltr je biologická čistící stanice oblíbená mezi majiteli venkovských domů. Jedná se o kompaktní zařízení, jehož součástí je zásobník s krmným materiálem. Ve formě aktivního filmu v biofiltru jsou mikroorganismy, které provádějí stejné procesy jako v prvním případě.

Typy instalace:

• dvoustupňový;
• kapací filtrace.

Výkon zařízení s kapkovým typem filtrace je nízký, ale zaručují maximální stupeň čištění odpadních vod. Druhý typ je produktivnější, ale kvalita čištění bude přibližně stejná jako v prvním případě. Oba filtry se skládají z tzv. "tělesa", rozdělovače, drenáže a rozvodů vzduchu. Princip fungování biofiltrů je podobný principu fungování aerotanků.

biologických jezírek

Pro provádění čištění odpadních vod touto metodou musí existovat otevřená umělá nádrž, ve které budou probíhat samočisticí procesy. Tento způsob je nejúčinnější, vhodná jsou i mělká jezírka do hloubky jednoho metru. Značný povrch umožňuje dobré prohřátí vody, což má také nezbytný vliv na životně důležité procesy mikroorganismů podílejících se na čištění. Tato metoda je nejúčinnější v teplé sezóně - při teplotě asi 6 stupňů a nižší se oxidační procesy zastaví. V zimě k čištění nedochází vůbec.

Druhy jezírek:

• chov ryb (s ředěním);
• vícestupňové (bez ředění);
• dočišťovací jezírka.

V prvním případě jsou odpadní vody smíchány s říční vodou, poté jsou odeslány do rybníků. Ve druhém je voda odeslána do zásobníku bez ředění ihned po usazení. První metoda vyžaduje asi dva týdny času a druhá měsíc. Výhodou vícestupňových systémů je relativně nízká cena.

Jaké jsou výhody biologického čištění odpadních vod?

Biologické čištění odpadních vod zaručuje téměř 100% čistou vodu. Upozorňujeme však, že biostanice se nepoužívá jako nezávislá metoda. Křišťálově čistou vodu můžete získat pouze tehdy, pokud nejprve jiným způsobem odstraníte anorganické nečistoty a poté organické látky odstraníte biologickými metodami.

Aerobní a anaerobní bakterie - co to je?

Mikroorganismy používané v procesu čištění odpadních vod se dělí na aerobní a anaerobní. Aerobní existují pouze v prostředí obsahujícím kyslík a zcela rozkládají organickou hmotu na CO2 a H2O, přičemž současně syntetizují vlastní biomasu. Vzorec pro tento proces je následující:

CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + bakteriální biomasa,

kde CxHyOz je organická hmota.

Anaerobní mikroorganismy se běžně obejdou bez kyslíku, ale růst jejich biomasy je také malý. Bakterie tohoto typu jsou potřebné pro bezkyslíkatou fermentaci organických sloučenin za vzniku metanu. Vzorec:

CxHyOz -> CH4 + CO2 + bakteriální biomasa

Anaerobní techniky jsou nepostradatelné při vysokých koncentracích organických látek – které překračují maximum přípustné pro aerobní mikroorganismy. Při nízkém obsahu organické hmoty jsou anaerobní mikroorganismy naopak neúčinné.

Stanovení biologických metod čištění vod

Většina znečišťujících látek v odpadních vodách jsou látky organického původu. Hlavní zdroje údajů o znečištění a spotřebitelé vyčištěných odpadních vod:

• Bytové a komunální služby, potravinářské podniky a komplexy hospodářských zvířat.
• Podniky chemikálie, rafinace oleje, drť a papír a kožedělný průmysl.

Složení odpadních vod v těchto případech bude odlišné. Jedna věc je jistá - pouze pod podmínkou komplexního čištění s povinným použitím biologických metod lze dosáhnout ideálních výsledků.

Zásady biologického čištění a seznam potřebného vybavení

S ohledem na současné principy biologického čištění se vybírá zařízení pro uspořádání biologické čistírny. Hlavní možnosti:

• biologické rybníky;
• filtrovací pole;
• biofiltry;
• provzdušňovací nádrže;
• metanádrže;
• filtrační jamky;
• pískové a štěrkové filtry;
• cirkulující oxidační kanály;
• bioreaktory.

Vezměte prosím na vědomí, že pro umělé a přirozené čištění odpadních vod lze použít různé metody.

Čištění odpadních vod biologickými metodami: výhody a nevýhody

Biologické metody jsou účinné pro čištění odpadních vod od organických látek, ale skutečně vysokých výsledků lze dosáhnout pouze tehdy, když se různé metody používají integrovaným způsobem. Možnosti bakterií navíc nejsou neomezené – mikroorganismy odstraňují drobné organické nečistoty. Náklady na biologické čistírny jsou relativně nízké.

Všechny způsoby čištění odpadních vod

Před vstupem do systému biologického čištění musí být odpadní voda mechanicky vyčištěna a po ní dezinfikována (chlorace, ozáření ultrazvukem, elektrolýza, ozonizace atd.) a dezinfekce. Proto se v rámci komplexního čištění odpadních vod používají i chemické, mechanické, membránové, reagentní metody.