Používajú sa na čistenie domácich a priemyselných odpadových vôd z organických látok, ako aj zo sírovodíka, sulfidov, amoniaku, dusitanov. Proces čistenia je založený na schopnosti mikroorganizmov využívať tieto látky na zabezpečenie svojej životnej činnosti. Čistenie vykonáva spoločenstvo mnohých rôznych baktérií, prvokov, ale aj húb, rias, ktoré tvoria biologicky aktívny kal.

Známe aeróbne a anaeróbne metódy biochemického čistenia.

Aeróbne metódy založené na využití aeróbnych skupín mikroorganizmov, pre životnú činnosť ktorých je nevyhnutný stály prísun vzduchu.

Anaeróbne biochemické procesy prebiehajú bez prístupu kyslíka. Používajú sa na úpravu zrážok. Optimálna teplota čistenia je 20-40 °C.

Výhody biochemické čistenie: z odpadových vôd je možné odstrániť široké spektrum organických a niektorých anorganických látok, jednoduchosť zariadenia, nízke prevádzkové náklady, je možný vysoký stupeň čistenia. Nedostatky metóda: vysoké investičné náklady (obrovské štruktúry), potreba presného dodržiavania technologického režimu čistenia, riedenie odpadových vôd v dôsledku vysokej koncentrácie nečistôt, je možná prítomnosť nečistôt, ktoré otravujú mikroorganizmy.

Mechanizmus proces čistenia látok z odpadových vôd mikroorganizmami sa konvenčne delí na tri stupne: hromadný prenos látok z kvapaliny na povrch bunky konvenciou vody a difúziou nečistôt; difúzia prímesovej látky cez bunkovú membránu mikroorganizmu v dôsledku koncentračného gradientu; proces premeny látky v bunke (metabolizmus) s uvoľnením energie a syntézou novej bunkovej látky.

Rýchlosť prenosu hmoty je určená zákonmi difúzie a hydrodynamiky. Vírivý pohyb toku ničí vločky aktivovaného kalu na malé kolónie mikróbov a vedie k rýchlej obnove ich rozhrania s médiom. Rýchlosť biochemických premien v bunke, ich sekvencia je určená enzýmami. Syntéza nových bielkovinových látok (anabolické premeny) prebieha s výdajom energie Q, Napríklad:

Biochemická aeróbna oxidácia organickej hmoty bunky (katabolizmus) alebo odpadová voda je sprevádzaná spotrebou kyslíka a uvoľňovaním energie Otázka:

Podmienky biochemickej purifikácie.Účinnosť biochemického čistenia odpadových vôd ovplyvňujú tieto faktory: rovnomernosť toku odpadovej vody, koncentrácia nečistôt v nej, prítomnosť kyslíka vo vode, jej teplota, pH, miešanie vody, prítomnosť nečistôt vo vode. voda, ktorá je toxická pre mikroorganizmy, koncentrácia biomasy. Zásobovanie biochemických čistiacich zariadení vzdušným kyslíkom musí byť nepretržité a v takom množstve, aby obsah kyslíka vo vyčistenej vode nebol nižší ako 2 mg/l. Optimálna teplota pre aeróbne procesy je 20-30°C, aj keď niektoré baktérie znesú teploty od -8 do 85°C. Optimálna reakcia média je neutrálna (pH asi 6,5). Množstvo suspendovaných častíc pre biologické filtre by nemalo presiahnuť 100 mg/l. Optimálny počet mikroorganizmov vo forme aktivovaného kalu je 2-4 g/l. Najúčinnejší je mladý aktivovaný kal starý 2-3 dni.

Regenerácia aktivity kalu: jeho prevzdušňovanie pri nedostatku živín.

Pre podporu života mikroorganizmov, ktoré čistia odpadovú vodu, je potrebné mať v nej dostatočné množstvo zlúčenín uhlíka, dusíka a fosforu. Avšak zlúčeniny ortuti, olova, antimónu, striebra, chrómu, kobaltu sú bunkové jedy. Ich koncentrácia by mala byť pod MPC pre mikroorganizmy.

Technológia biochemického čistenia

Aeróbne čistenie sa vykonáva v prírodných podmienkach a v umelých štruktúrach.

Prírodné podmienky: zavlažovacie a filtračné polia, biologické jazierka.

Zavlažovacie polia- ide o poľnohospodársku pôdu určenú na čistenie odpadových vôd a súčasné pestovanie rastlín. Zapnuté filtrovanie polí rastliny sa nepestujú. Zvyčajne ide o rezervné oblasti, ako sú rybníky na príjem odpadovej vody. V zavlažovacích poliach je čistenie odpadových vôd založené na vplyve pôdnej mikroflóry, vzduchu, slnka a života rastlín. Soli v odtokoch by mali byť nižšie ako 4-6 g/l. Odpadová voda sa dodáva do zavlažovacích polí v lete po 5 dňoch.

biologické jazierka- umelé nádrže s hĺbkou 0,5-1 m, dobre vyhrievané slnkom a obývané vodnými organizmami. Môžu byť prietokové (sériové alebo kaskádové) a bezprietokové. Doba zdržania vody v rybníkoch s prirodzeným prevzdušňovaním je od 7 do 60 dní, s umelým prevzdušňovaním - 1-3 dni. V posledných krokoch kaskádových jazierok sa chovajú ryby, čo umožňuje vyhnúť sa tvorbe žaburinky. V stojatých rybníkoch sa odpadová voda privádza po usadení a zriedení. Dĺžka čistenia je 20-30 dní.

Výhodou biologických jazierok sú nízke náklady na výstavbu a prevádzku. Nevýhody: sezónna prevádzka, veľká plocha, nízka oxidačná sila, ťažko sa čistí.

Biochemická úprava v biofiltroch

Biofiltre Ide o veľké okrúhle alebo obdĺžnikové konštrukcie zo železobetónu alebo tehly, zaťažené filtračným materiálom, na povrchu ktorých rastie biofilm. Ich prevzdušňovanie môže byť prirodzené a umelé. Podľa druhu nakladania materiálu sa biofiltre delia do dvoch skupín: s objemovým (granulovaným) a plošným zaťažením. štrk, drvený kameň, kamienky, troska, expandovaná hlina, krúžky, kocky, gule. kovové, látkové a plastové pletivá, mriežky, vlnité plechy, fólie.

Biofiltre s hromadným zaťažením môžu byť troch typov: kvapkanie, vysoké zaťaženie, veža. kvapkať biofiltre sú najjednoduchšie, zaťažené jemným materiálom vysokými 1-2 m, majú kapacitu až 1000 m 3 /deň a majú vysoký stupeň čistenia. Vysoká záťaž biofiltre sú plnené veľkým materiálom vysokým 2-4 m. Nakladacia výška veža biofiltre - 8-16 m, produktivita až 50 tisíc m 3 / deň.

Používajú sa aj ploché biofiltre s vyššou oxidačnou kapacitou, ponorné (diskové) biofiltre a biofiltre biotank. Vodorovne a zvisle sú v nich šachovnicovo umiestnené podnosy v podobe podšálok, ktoré sa zhora plnia odpadovou vodou, až kým nepretekajú a pretečú prebytočnú vodu. Mimo podnosov sa tvorí aktívny biofilm. Poskytuje vysokoúčinné čistenie vody. Nevýhody biofiltrov: zanášanie filtrov, zníženie ich oxidačnej schopnosti, vznik nepríjemných pachov.

Biochemická úprava v prevzdušňovacích nádržiach. Aerotanky- veľké 1 500-15 000 m 3 železobetónové konštrukcie hlboké 3-6 m s aktivovaným kalom voľne plávajúcim vo vode, ktorých biopopulácia využíva pre svoj život znečistenie odpadových vôd. Objem odpadových vôd čistených aerotankmi je veľmi veľký: od niekoľkých stoviek až po milióny kubických metrov za deň.

Klasifikácia aerotankov. Jej výkon:

dizajn: okrúhle, pravouhlé, šachtové, kombinované, filtračné nádrže, flotačné nádrže;

Režim odpadovej vody: tok, polotok, kapitál, s premenlivou úrovňou;

štruktúra toku: prevzdušňovacie nádrže-vytláčače, prevzdušňovacie nádrže miešačky, prevzdušňovacie nádrže s rozptýleným prívodom odpadovej vody, kyslíkové nádrže (obr. 4.11);

prevzdušňovanie: pneumatické, kombinované hydrodynamické, pneumomechanické;

metóda regenerácie aktivovaného kalu: v samostatnom prístroji, v kombinovanom prístroji;

počet krokov: jedno-, dvoj-, viacstupňové;

vysoký, normálny, nízky.

Pri premiestňovaní aerotankov (obr. 4.11a) je zaťaženie kalu kontaminantmi maximálne na začiatku a minimálne na konci procesu. Ich dĺžka dosahuje 50-150 m, objem je od 1,5 do 30 tisíc m3.

Aerotanky-domiešavače (obr. 4.11 b) sú najvhodnejšie na čistenie koncentrovaných priemyselných odpadových vôd (BSK n do 1 g/l) s výraznými výkyvmi v ich spotrebe a koncentrácii znečistenia. Ich nevýhodou je vysoká zvyšková koncentrácia nečistôt vo vyčistenej vode.

Ryža. 4.11. Nákresy aerotank-vytesňovača (a), aerotank-mixera (b), aerotank s rozptýleným prívodom odpadovej vody (c)

V aerotankoch s rovnomerným prívodom odpadových vôd sa zaťaženie kalu po jeho dĺžke rovnomerne znižuje (obr. 4.11c). Používajú sa na čistenie zmesí priemyselných a komunálnych odpadových vôd.

V oxytankoch sa namiesto vzduchu používa technický kyslík. To umožňuje zvýšiť oxidačnú kapacitu procesu o 5-10 krát, zvýšiť dávku aktivovaného kalu na 6-10 g / l.

Dôležitým faktorom pri biologickej oxidácii nečistôt je kyslík. Pri mechanickom prevzdušňovaní dochádza k miešaniu vody a kalu pomocou miešadiel, obežných kolies, kefiek a pod.. Pneumatické prevzdušňovanie sa v závislosti od veľkosti vzduchových bublín delí na tri typy: malé bublinky (1-4 mm) pri prívode vzduchu do aerotanku pod tlakom cez keramické alebo doskové difúzory; stredné bubliny (5-10 mm) - prívod vzduchu cez perforované rúry, štrbinové zariadenia; veľké bubliny (>10 mm) - prívod vzduchu cez trysky, potrubia.

Ryža. 4. 12. Technologická schéma čistenia odpadových vôd v prevzdušňovacej nádrži s regeneráciou kalu: 1 - prevzdušňovacia nádrž; 2 - žumpa; 3 - čerpacia stanica; 4 - regenerátor kalu

Na obrázku 4.12 je technologická schéma aerotanku s regeneráciou kalu. Odpadová voda je privádzaná do aerotanku 1, kde je čistená aktivovaným kalom. Zmes vody a kalu vstupuje do žumpy 2, z ktorej je po sedimentácii hornou časťou odvádzaná vyčistená voda a spodným otvorom usadený kal. Z čerpacej stanice 3 časť kalu cez jeho regenerátor 4 sa vracia do aerotanku a prebytočná časť kalu sa posiela na spracovanie do metánovej nádrže.

Pri vysokej počiatočnej koncentrácii organických nečistôt vo vode (BSKn > 0,15 g/l) sa používa dvojstupňové čistenie s oxidáciou 50-70 % nečistôt v prvom stupni.

Biochemická oxidácia sa vykonáva v prírodných podmienkach v oblasti filtrácie, zavlažovania a biologických rybníkov, ako aj v umelo vytvorených podmienkach v biofiltroch a aerotankoch. Filtračné polia, zavlažovacie polia a biofiltre fungujú na úkor pôdnych biocenóz; biologické rybníky a aerotanky-biocenózy nádrží. Sklady ropy používajú kvapkacie a vysoko zaťažené biofiltre. Na biochemické čistenie sa odpadová voda s obsahom ropných produktov zmiešava s odpadovou vodou z domácností.[ ...]

Biochemické čistenie odpadových vôd z ropných rafinérií sa odporúča vykonávať v zmesi s domovými odpadovými vodami alebo odpadovými vodami z petrochemického priemyslu.[ ...]

Biochemické čistenie odpadových vôd je založené buď na využití širokej škály vodných mikroorganizmov, ktoré sú súčasťou rôznych cenóz – bahno, biofilmy a pod., alebo na využití adaptovaných, vysokoaktívnych mikroorganizmov, najmä ich asociácií, alebo napokon o zavedení do techniky úpravy imobilizovaných (adsorbovaných alebo chemicky fixovaných na pevných povrchoch) biologických katalyzátorov – enzýmov.[ ...]

Biochemické čistenie odpadových vôd vďaka ich extrémne vysokej koncentrácii a zásaditosti je možné až po znížení ich aktívnej reakcie a BSK acidifikáciou a následnou digesciou v digestoroch (1, 4].[ ...]

Biochemické čistenie odpadových vôd sa uskutočňuje ako výsledok komplexného súboru vzájomne súvisiacich fyzikálnych, chemických a biologických procesov. Z tohto dôvodu je riešenie otázok spoľahlivého automatického riadenia prevzdušňovacích systémov odpadových vôd komplexnou a veľmi naliehavou praktickou úlohou. Systémy prevzdušňovania odpadových vôd sú široko používané v čistiarňach rôznych kapacít. Vysoká energetická náročnosť týchto systémov vedie k značným prevádzkovým nákladom.[ ...]

Biochemické čistenie odpadových vôd z organických kontaminantov sa uskutočňuje pod vplyvom komplexného komplexu organizmov, ktoré sa vyvíjajú v aktivovanom kale čistiarne. Aktivovaný kal je vločkovitý kal pripomínajúci vločky hydroxidu železa a pozostáva predovšetkým z baktérií zachytených v hlienu zoogelu; obsahuje aj aktinomycéty, vodné huby a kvasinky. Kvalitatívne a kvantitatívne zloženie jednotlivých skupín aktivovaného kalu závisí od zloženia a koncentrácie škodlivín v upravovanej vode. Protozoá môžu byť prítomné vo vode aerotankov. Z fyzikálneho a chemického hľadiska je aktivovaný kal koloid, ktorý existuje pri pH=4-9 so záporným nábojom.[ ...]

Biochemický proces čistenia odpadových vôd môže prebiehať za aeróbnych a anaeróbnych podmienok. Prvý sa vyskytuje v prítomnosti kyslíka rozpusteného vo vode. Tento proces je v podstate modifikáciou prirodzeného procesu samočistenia vodných útvarov, ktorý sa vyskytuje v prírode. Biologická oxidácia pôvodného organického znečistenia odpadových vôd za aeróbnych podmienok heterotrofnými baktériami vedie k tvorbe novej biomasy obsahujúcej oxid uhličitý, vodu a biologicky neoxidovateľné rozpustené látky. Na aeróbne biochemické čistenie sa odpadová voda využíva najmä v biologických jazierkach, prevzdušňovaných lagúnach, biofiltroch a prevzdušňovacích nádržiach. Najrozšírenejšie spomedzi metód biočistenia priemyselných odpadových vôd sú procesy využívajúce aktivovaný kal, realizované v aerotankoch.[ ...]

Biochemické čistenie odpadových vôd v závislosti od požiadaviek na vypúšťanie odpadových vôd do zdrže môže byť úplné a neúplné (pozri § 87).[ ...]

Biochemické čistenie je jedným z hlavných spôsobov čistenia rafinérskych odpadových vôd, a to tak na ich opätovné použitie v systémoch zásobovania cirkuláciou vody, ako aj na ich vypúšťanie do nádrže. V súčasnosti je hlavným zariadením na biochemické čistenie odpadových vôd aerotank. Dlhé trvanie čistenia odpadových vôd v aerotankoch, značná kapacita zariadení, vysoká spotreba vzduchu a elektriny si však vyžaduje hľadanie spôsobov, ako tento proces zintenzívniť, aby sa znížili kapitálové a prevádzkové náklady.[ ...]

Pri biochemickom čistení odpadových vôd sa monatomické fenoly (samotný fenol, krezoly) ľahko oxidujú na oxid uhličitý a vodu. Naproti tomu oxidácia fenolov zložitejšej štruktúry, ako aj naftolov, antrolov a najmä dvojatómových a viacmocných fenolov (napríklad hydrochinón, pyrokatechol) prebieha oveľa ťažšie a je sprevádzaná tvorbou množstva biochemicky stabilných bioprodukty.[ ...]

Lokálne čistenie odpadových vôd z emulgátorov, ktoré nie sú schopné biochemického rozkladu. Široko používaný v priemysle ako emulgátor, nekal sa neničí v procese biochemického čistenia odpadových vôd a pri známych koncentráciách inhibuje procesy nitrácie a oxidácie iných organických zlúčenín. Okrem toho prítomnosť nekalu vo vode výrazne zhoršuje jej organoleptické vlastnosti. Možnosť využitia metódy iónovej výmeny na extrakciu nekalu z pracej vody je založená na schopnosti silne zásaditých aniónomeničov (napríklad AV-16) selektívne vymeniť chlórový ión za anión kyseliny hydro-butylnaftalénsulfónovej. Regenerácia aniónomeničovej živice sa uskutočňuje vodno-alkoholovými roztokmi chloridu sodného. Po oddestilovaní alkoholu a časti vody z regeneračného roztoku a ochladení sa jeho nekal vyzráža vo forme kryštálov a matečný lúh sa vráti do kolobehu iónovej výmeny alebo regenerácie.[ ...]

Zariadenia na biochemické čistenie odpadových vôd sú zvyčajne konečným článkom v čistiarenskom komplexe, preto sú posledné dve kapitoly venované popisu spôsobov ich riadenia a regulácie. Kapitola VII pojednáva o nových prístrojoch na meranie obsahu rozpusteného kyslíka, BSK, koncentrácie aktivovaného kalu, redoxného potenciálu a jednoúčelových hladinomerov. Niektoré z týchto nástrojov boli vyvinuté v Sovietskom zväze za účasti autorov a ich spolupracovníkov a sú po prvýkrát zahrnuté v neperiodickej tlači. Obsah kapitoly VIII je materiálom niektorých nových prác venovaných konštrukcii matematického modelu procesu BCW, ako aj analýze a syntéze jeho riadiacich systémov.[ ...]

V tomto ohľade sa odpadové vody obsahujúce mastné kyseliny musia čistiť čo najúplnejšie pomocou rôznych fyzikálno-chemických metód, čím sa obsah mastných kyselín zvýši na 1,5 g/l (BSK spolu 1500 – 2000 mg O2/l). Biochemické čistenie odpadových vôd s vyššou koncentráciou mastných kyselín nevyhnutne vedie k nenávratnej strate veľkého množstva cenných priemyselných produktov.

Ďalším spôsobom biochemického čistenia odpadových vôd je vytváranie biologických jazierok, ktoré využívajú schopnosť samočistenia prírodných vôd. Biologické rybníky sú nádrže s rozlohou 0,5-1,0 ha, v ktorých je možné čistiť odpadové vody za aeróbnych a anaeróbnych podmienok. Anaeróbne nádrže sa používajú na predbežné čistenie vysoko koncentrovaných odpadových vôd: za 30-50 dní sa BSK vo vode zníži o 50-70%. Hĺbka takýchto jazierok dosahuje 2,5-3 m.[ ...]

V Sovietskom zväze je biochemická úprava jednou z hlavných metód čistenia zaolejovaných odpadových vôd pred ich vypustením do vodných útvarov. Zároveň je potrebné poznamenať, že hlavnými najefektívnejšími zariadeniami na biochemické čistenie odpadových vôd v domácich rafinériách a petrochemických závodoch sú aerotanky. Pri všeobecnom porovnaní stavu biochemického čistenia odpadových vôd z rafinérií a petrochemických závodov v ZSSR a v zahraničí môžeme konštatovať, že naša krajina je na úrovni popredného zahraničia, ba v hĺbke čistenia mnohé krajiny prekonáva.[ ...]

Podstata procesu biochemického čistenia. Prvýkrát v ZSSR metódu biochemického čistenia odpadových vôd JE navrhli v roku 1975 Ya.A. Karelin a G.I. Vorobyeva. Tento spôsob čistenia odpadových vôd je založený na schopnosti mikroorganizmov využívať na výživu organické látky (organické kyseliny, alkoholy, bielkoviny, sacharidy a pod.) v odpadových vodách, ktoré sú pre ne zdrojom uhlíka. Mikroorganizmy získavajú dusík, fosfor a draslík, ktoré sú tiež potrebné pre život, z rôznych zlúčenín: dusík - z amoniaku, dusičnanov, aminokyselín, fosforu a draslíka - z minerálnych solí.[ ...]

Proces biochemického čistenia odpadových vôd z organických látok v aerotankoch pozostáva z nasledujúcich etáp: adsorpcia a koagulácia suspendovaných a koloidných častíc aktivovaným kalom, oxidácia organických zlúčenín rozpustených a adsorbovaných kalom mikroorganizmami, nitrifikácia a regenerácia aktivovaného kalu. Prebytočný aktivovaný kal sa odstráni zo zariadenia.[ ...]

Druhým dôležitým spôsobom biochemického čistenia odpadových vôd je ich prevzdušňovanie v aerotankoch s aktivovaným kalom. Mechanicky vyčistená odpadová voda sa privádza do otvorených nádob radového typu a intenzívne sa premiešava s dostatočným množstvom vzduchu prebublávaním alebo pomocou miešacích zariadení (kefy alebo miešačky). Baktérie aktivovaného kalu tvoria vločky voľne suspendované vo vode. Vo vhodných intervaloch (najmenej 1 hodina) sa vyčistená odpadová voda vypúšťa na usadzovanie; časť aktivovaného kalu sa opäť vráti do aerotanku a nadbytočná časť sa odstráni.[ ...]

Bola vyvinutá technológia na biochemické čistenie odpadových vôd z iónov ťažkých kovov: Cr, Cu2+, Zn2+, Na2+, Fe2+, Fe3+. Podstata metódy spočíva v čistení odpadových vôd akumulačnou kultúrou baktérií redukujúcich sírany, ktoré za anaeróbnych podmienok za prítomnosti organickej výživy redukujú sírany obsiahnuté vo vode na nerozpustné sulfidy, ktoré sa ľahko usadia a odstránené vo forme kalu. Proces čistenia prebieha v špeciálnych zariadeniach – bioreduktoroch.[ ...]

Kontaminácia fenolických vôd uhoľným dechtom sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí 0,5 g/dm3, v niektorých obdobiach môže narásť až na 1 g/dm3 a viac. Znečistenie nerozpustenými látkami, najmä bakteriálnym kalom, sa vyskytuje v procese biochemického čistenia odpadových vôd a pohybuje sa v rozmedzí do 1 g/dm3. Podľa výskumov je optimálna teplota na usadzovanie fenolových vôd 35-40 °C, pH 7,0-7,5.[ ...]

Jednou z najdôležitejších úloh pri biochemickom čistení odpadových vôd v aerotankoch je poskytnúť kyslík mikroorganizmom, ktoré oxidujú organické nečistoty vo vode. Proces čistenia odpadových vôd v aerotanku pozostáva z množstva paralelných a sekvenčných stupňov premien látok zapojených do biochemických reakcií. Zmeny, ku ktorým dochádza v tomto prípade s kyslíkom, môžu byť znázornené nasledovne. Pri privádzaní vzduchu do vody sa vytvárajú bubliny, z ktorých kyslík prechádza do kalovej zmesi a miešaním sa v nej rovnomerne rozdeľuje. Potom je rozpustený kyslík adsorbovaný bakteriálnymi bunkami, ktoré sú súčasťou aktívnej kalovej vaty a používa sa na oxidáciu organických látok, ktoré sú tiež adsorbované kalovou vatou. V dôsledku syntézy bielkovín v bunke a jej delenia vznikajú nové živé organizmy. Okrem toho vznikajú produkty rozkladu organických látok - oxid uhličitý, voda, produkty nedokonalého rozkladu organických nečistôt, ktoré sa vypúšťajú z aktivovaného kalu bavlny do vody. Pri prevzdušňovaní sa z vody odstraňujú plynné produkty rozkladu.[ ...]

Ďalším problémom spojeným s biochemickým čistením odpadových vôd systému II je obsah ťažko oxidujúcich látok (ropa a ropné produkty), rôznych zlúčenín síry, fenolov, ako aj značné množstvo minerálnych solí.[ ...]

Zistilo sa, že priebeh procesu biochemického čistenia odpadových vôd závisí od pomerov medzi množstvom rozpusteného kyslíka (oxidačné činidlo), rozpustených a dispergovaných organických látok (redukčné činidlá) a enzýmov produkovaných baktériami (katalyzátory). Redoxný potenciál umožňuje priamo určiť tieto pomery vyjadrením v jednotkách elektrického potenciálu – milivoltoch.[ ...]

Pri projektovaní biochemických čistiarní odpadových vôd a analýze ich prevádzky sa zvyčajne používajú tieto parametre návrhu: rýchlosť biologickej oxidácie, stechiometrické koeficienty pre akceptory elektrónov, rýchlosť rastu a fyzikálne vlastnosti biomasy aktivovaného kalu. Štúdium chemických zmien v súvislosti s biologickými transformáciami vyskytujúcimi sa v bioreaktore umožňuje získať celkom úplný obraz o fungovaní štruktúry. Pre anaeróbne systémy, ktorých súčasťou sú anaeróbne filtre, sú takéto informácie potrebné na zabezpečenie optimálnej hodnoty pH prostredia, ktoré je hlavným faktorom normálnej prevádzky čistiarní. V niektorých aeróbnych systémoch, ako sú tie, v ktorých dochádza k nitrifikácii, je tiež potrebná kontrola pH média, aby sa zabezpečila optimálna rýchlosť mikrobiálneho rastu. Pre uzavreté čistiarne, ktoré vstúpili do praxe koncom 60. rokov a ktoré využívajú čistý kyslík (oxy-tank), sa štúdium chemických interakcií stalo nevyhnutným nielen pre reguláciu pH, ale aj pre inžinierske výpočty plynovodných zariadení.[ . ..]

Ropné produkty spomaľujú proces biochemického čistenia odpadových vôd v prevzdušňovacích nádržiach na 50 mg/l. Olejový film na povrchu vody impregnuje perie sťahovavých vtákov, nemôžu vzlietnuť a zomrieť.[ ...]

Úlohou sanitárnej techniky nie je len čistenie odpadových vôd, ale aj oddelenie vyčistenej kvapaliny od celej masy organizmov vedúcich proces. Preto jednou z podmienok prevádzky zariadení v biochemickom čistení odpadových vôd je tvorba aktivovanej kalovej vaty, schopnej rýchlej sedimentácie. Pred prácou McKinney et al. sa verilo, že vlastnosť vytvárať aktivovanú kalovú bavlnu je vlastná iba 1oots 1oeagat eta.[ ...]

Použitie zhutnených cenóz dramaticky urýchlilo biochemické čistenie odpadových vôd od chemických kontaminantov. Teda čistenie ropných odpadových vôd s prídavkom domových odpadových vôd (pomer 5:1) s obsahom 10 -150 mg/l ropných produktov, CHSK v priemere 1080 mg 02/l, VPC5 120 mg/l, BKP0LN 340 mg 02/ l, biochemický index 0,31, charakterizovali nasledovné ukazovatele. Neúplné biochemické čistenie v jednom stupni s dobou prevzdušňovania 2-2,5 hodiny a koncentráciou aktivovaného kalu 18 g/l znížilo CHSK o 80 %, obsah oleja - o 75 %, BSK5 - o 70 %, BSKcelkom - o 72 %. [...]

Schéma USA zabezpečuje odsoľovanie všetkých odpadových vôd z rafinérií, čo vedie k približne 3-násobnému zvýšeniu (na základe podielu odpadových vôd z HLOF) kapitálových nákladov na odsoľovanie. Druhou vlastnosťou spojenou s dodatočnými nákladmi je biochemické čistenie odpadových vôd ELOU ako súčasť všeobecného toku závodu. Na druhej strane, táto schéma zabezpečuje odvádzanie odpadovej vody z vodných blokov, ktoré nevyžadujú čistenie, obchádzaním čistiarní (s následným zmiešaním s celkovým prúdom vyčistenej odpadovej vody pred spoločným odsoľovaním). Toto riešenie znižuje investície do systému čistenia odpadových vôd asi o jednu tretinu (na základe podielu odkalovania chladiacej veže). Treba si tiež uvedomiť, že touto separáciou sa výrazne znižuje obsah inhibítorov, biocídov a iných prísad v odpadových vodách pred biochemickým čistením. V podmienkach zahraničných rafinérií je takáto separácia odpadových vôd možná vďaka neustálej kontrole úniku ropných produktov, ktoré sú hlavným zdrojom kontaminácie recyklovanej vody organickými látkami.[ ...]

Hlavným smerom zlepšovania organizácie biochemického čistenia odpadových vôd je tradične vytváranie veľkých klastrových (mestských) zariadení. Ekonomické výhody tohto smeru sú spôsobené výrazným účinkom agregovanej koncentrácie čistiacich procesov. So zvyšujúcou sa koncentráciou výrobných procesov monotónne rastú náklady, no v rôznej miere rastú fixné a variabilné náklady. To umožňuje implementovať postup výberu typu konštrukcií ako optimalizačný. Keďže väčšina druhov výrobných nákladov (najmä náklady spojené s tvorbou a používaním dlhodobého majetku) rastie v menšom rozsahu ako rozsah výrobných činností, špecifické hodnoty týchto nákladov na jednotku objemu čistených odpadových vôd alebo hmotnosti znečistenie získané z nich klesá.[ ...]

Akrylonitril má škodlivý účinok na biochemické zariadenia na čistenie odpadových vôd; koncentrácia vyššia ako 20 mg/l inhibuje trávenie splaškových kalov v anaeróbnych podmienkach.[ ...]

Základom pre vývoj metód dvoj- a viacstupňového biochemického čistenia odpadových vôd je myšlienka kultivácie aktivovaného kalu na čistiarňach prispôsobených na oxidáciu určitých skupín organických polutantov. Predpokladá sa, že čím bližšie je prispôsobenie (špecializácia) aktivovaného kalu tomuto typu znečistenia, tým úspešnejší je proces biochemického čistenia. Jedným zo spôsobov inžinierskej realizácie tejto myšlienky je vytvorenie postupnej biochemickej úpravy, v ktorej každej fáze funguje určitá kultúra aktivovaného kalu. Je zrejmé, že čím väčší je rozdiel v rýchlostiach biochemickej oxidácie jednotlivých zložiek odpadových vôd, čím vyššie sú ich počiatočné koncentrácie, tým efektívnejšie je použitie schémy postupného čistenia.[ ...]

Najvýznamnejšou otázkou pri zriaďovaní a uvádzaní biochemických čistiarní odpadových vôd do prevádzky je hromadenie aktivovaného kalu v aerotankoch alebo biofilmov v biologických filtroch.[ ...]

Oksitenk VNIIvodgeo je kombinované zariadenie na biochemické čistenie odpadových vôd pomocou priemyselného kyslíka. Pre dosiahnutie maximálnej účinnosti pri využití kyslíka privádzaného do konštrukcie je utesnená časť kyslíkovej nádrže (reaktora), v ktorej je kalová zmes nasýtená kyslíkom. Separácia vyčistenej vody od aktivovaného kalu prebieha v otvorenej odkalovacej nádrži. Miešanie kalovej zmesi a jej sýtenie kyslíkom sa vykonáva mechanickým povrchovým prevzdušňovačom, kyslík vstupuje do kyslíkovej nádrže automaticky pri poklese tlaku plynu v reakčnej zóne. Automatizované je aj odstraňovanie inertných plynov (dusík a oxid uhličitý). Oxytenk VNIIvodgeo funguje na princípe prevzdušňovacieho tank-mixéra, ktorý zabezpečuje kompletné biochemické čistenie priemyselných odpadových vôd s BYKP0LN - 250-300 mg 02/l.[ ...]

Najrozšírenejšie sú maloplošné blokové prevádzky na biochemické čistenie odpadových vôd na báze aktivovaného kalu typu KU s kapacitou 25 až 400 m3/deň. Odpadová voda s obsahom kondenzátu vzniká v rôznych štádiách výroby plynu a poľnej úpravy. Sú to predovšetkým odpadové vody získané pri hlavnom výrobnom procese (kondenzačná a formačná voda zo separátorov, refluxná voda z desorbérov, voda z čerpadiel chladiaceho kondenzátu), ktoré tvoria až 90 %, ako aj odpadové vody z pomocných zariadení. Metanol, glykoly a plynový kondenzát sú tiež hlavnými znečisťujúcimi látkami v odpadových vodách GPP.[ ...]

Rozdiel medzi CHSK a BSK charakterizuje prítomnosť nečistôt, ktoré nie sú biochemicky oxidované a množstvo organických látok použitých na stavbu buniek mikroorganizmov. Pre domové odpadové vody je BSKcelkom 85-90% CHSK.Pomer BSKcelk/CHSK možno použiť na posúdenie možnosti uplatnenia určitého spôsobu čistenia odpadových vôd. Ak je pomer BSK/CHSK>0,5, potom to naznačuje možnosť využitia biochemického čistenia odpadových vôd; s pomerom BSK/COD [ ...]

Fínska spoločnosť Ecora má patentované zariadenia typu HKN, ktoré využívajú biochemické čistenie odpadových vôd so zavedením činidiel pred aerotank (simultánna sedimentácia). Zariadenie pracuje periodicky, preto sa odporúča pre zariadenia s veľkými výkyvmi prietoku a zloženia odpadových vôd. Je určený na čistenie odpadových vôd od 2 500 obyvateľov. Inštalácia je železobetónová a pozostáva z dvoch nádrží - prijímacej nádrže a prevzdušňovacej nádrže. Jeho prevádzka je automatizovaná a riadená v závislosti od hladiny kvapaliny v aerotanku pomocou výfukového ventilu. Odpadová voda vstupuje do prijímacej nádrže a je prečerpávaná vzduchovým mostom do aerotanku. Činidlo sa privádza do prívodného potrubia. Súčasne sa vykonáva plnenie prevzdušňovacej nádrže a čistenie odpadových vôd v nej. Cyklus plnenia je navrhnutý na 21 hodín. Firma ho odporúča udržiavať 5 až 2 hodiny.Po naplnení zásobníka sa vypne dúchadlo, a preto sa zastaví prevzdušňovanie a prívod odpadovej vody do aerotanku leteckou dopravou. V aerotanku sa odpadová voda usadzuje 1,5 hodiny (od 2 hodín do 3 hodín 30 minút). Potom sa otvorí výstupný ventil, vyčistená odpadová voda vyteká z prevzdušňovacej nádrže. Koniec výstupného potrubia v aerotanku je podopretý plavákom v hornej časti aerotanku. Vzhľadom na to, že potrubie výškovo mení polohu, má otočný kĺb.[ ...]

Sľubným smerom vo vývoji vysokoúčinnej technológie úpravy vody je štúdium vplyvu elektrického poľa na biologické objekty, vrátane mikroorganizmov, ktoré uskutočňujú procesy biochemického čistenia odpadových vôd v biooxidantoch a neutralizujú vzniknuté sedimenty v digestoroch, rozkladačoch atď. Je známe, že mierny dopad elektrického poľa stimuluje rast a životnú aktivitu baktérií, zvyšuje ich oxidačnú kapacitu vo vzťahu k organickým vodným nečistotám. Tento smer kladie pri skúmaní tohto fenomenologického faktora množstvo špecifických úloh, ktorých riešenie môže mať významný vplyv na zintenzívnenie procesov biooxidácie organických nečistôt obsiahnutých v odpadových vodách aj vo výslednom kale.[ .. .]

V článku Ya. A. Karelina, publikovanom v roku 1959, sú výsledky štúdií o biochemickom čistení odpadových vôd z elektrického odsoľovacieho zariadenia (ELOU), ktoré prešli lapačom oleja, prezentované pri zriedení odtoku 1:1. Zmes pozostávajúca z fekálnej kvapaliny a 0,5 objemu podmienečne čistej vody. Experimenty sa uskutočnili na polovýrobnom závode.[ ...]

V poslednom období v zahraničí aj v našej výskumnej praxi na posúdenie pokroku procesu biochemického čistenia odpadových vôd začali využívať redoxný potenciál, inak nazývaný aj redoxný potenciál pho. Tento indikátor úplnejšie charakterizuje proces biochemickej oxidácie ako napríklad množstvo rozpusteného kyslíka. Navyše na základe hodnoty pho možno objektívnejšie posúdiť proces v prípadoch, keď znečistenie obsahuje látky toxické pre mikroorganizmy a proces je inhibovaný aj napriek prítomnosti dostatočného množstva kyslíka.[ ... ]

Následný proces regenerácie aktivovaného kalu môže prebiehať buď v zariadení, ktoré vykonáva biochemickú úpravu (aerotank), alebo v samostatnom zariadení (regenerátor). V prvom prípade sa čas na regeneráciu pripočíta k času adsorpcie a štruktúra sa vypočíta pre prietok odpadovej vody súčtom času; v druhom prípade môže byť konštrukcia (aerotank) dimenzovaná len na prietok odpadovej vody z hľadiska času potrebného na adsorpciu a regenerátor sa počíta na dobu regenerácie len na prietok aktivovaného kalu v nej, prietok. z toho je oveľa menší ako prietok odpadovej vody. Preto za určitých podmienok môže byť druhý prípad z hľadiska konštrukcie a prevádzky výhodnejší ako prvý. Aby bolo možné tento problém vyriešiť, musí projektant biochemických čistiarní odpadových vôd určiť čas potrebný na proces adsorpcie organických látok aktivovaným kalom a čas potrebný na proces jeho regenerácie.[ ...]

Biologická metóda regenerácie aktívnym uhlím za aeróbnych podmienok sa zvyčajne používa v procese biochemického čistenia odpadových vôd v prípade adsorpcie biologicky odbúrateľných organických látok.[ ...]

Pred vstupom do biochemických čistiarní odpadové vody postupne prechádzajú cez havarijnú jamu, lapače piesku, lapače oleja, prídavné odkaliská, pieskové filtre alebo flotačné nádrže a pod. koncentrácie pre biochemickú úpravu. V prípade nedokonalej prevádzky týchto zariadení a vniknutia znečistenia vo vyšších koncentráciách bude prevádzka jednotky biochemickej úpravy narušená.[ ...]

Toto množstvo domácej odpadovej vody zodpovedá vypúšťaniu mesta s počtom obyvateľov 450-500 tisíc ľudí. Získať také množstvo úžitkovej vody na čistenie odpadových vôd ropnej rafinérie je nemožné (nereálne). Nie je teda možné vykonať kompletné biochemické čistenie odpadových vôd zo závodu na spracovanie olejov s vysokým obsahom síry pomocou deemulgátora NCHK.[ ...]

Dvojstupňová schéma, v ktorej sú biofiltre prvého stupňa nahradené aerotankmi, sa rozšírila. Takáto náhrada pri čistení priemyselných odpadových vôd z chemických podnikov je celkom opodstatnená a účelná, pretože umožňuje nasmerovať odpadové vody s vyššími koncentráciami organických látok do zariadení na biochemickú úpravu (tabuľka V1N-7).[ ...]

V závislosti od účelu usadzovacích nádrží v technologickej schéme čistiarne sa delia na primárne a sekundárne. Usadzovacie nádrže pred zariadeniami na biochemické čistenie odpadových vôd sa nazývajú primárne; sekundárne – usadzovacie nádrže, určené na čistenie odpadových vôd, ktoré prešli biochemickým čistením.[ ...]

V procese výživy dostávajú mikroorganizmy materiál pre svoju štruktúru, v dôsledku čoho dochádza k nárastu hmoty baktérií aktivovaného kalu a v procese dýchania využívajú vzdušný kyslík. Organické látky obsiahnuté v odpadových vodách sú v dôsledku oxidačných procesov mineralizované a konečnými produktmi oxidácie sú oxid uhličitý a voda. Niektoré organické zlúčeniny nie sú úplne oxidované, vznikajú medziprodukty. V procese biochemického čistenia odpadových vôd sa oxiduje aj sírovodík na síru a kyselinu sírovú a amoniak sa oxiduje na kyseliny dusité a dusičné (nitrifikácia).[ ...]

Väčšina heterotrofných organizmov prijíma energiu v dôsledku biologickej oxidácie organických látok – dýchania. Vodík z oxidovanej látky (pozri § 24) prechádza do dýchacieho reťazca. Ak hrá úlohu konečného akceptora vodíka iba kyslík, proces sa nazýva aeróbne dýchanie a mikroorganizmy sú striktné (obligátne) aeróby, ktoré majú kompletný reťazec transferových enzýmov (pozri obr. 14) a sú schopné žiť len s dostatočnou množstvo kyslíka. Aeróbne mikroorganizmy zahŕňajú mnoho druhov baktérií, gris-6¿i, riasy, väčšinu prvokov. Aeróbne saprofyty hrajú hlavnú úlohu v procesoch biochemického čistenia odpadových vôd a samočistenia nádrže.

Tieto metódy sa používajú na čistenie odpadových vôd z domácností a priemyslu od mnohých rozpustených organických a niektorých anorganických (sírovodík, amoniak, sulfidy, dusitany atď.) látok. Proces čistenia je založený na schopnosti určitých mikroorganizmov využívať tieto látky na výživu: organické látky pre mikroorganizmy sú zdrojom uhlíka. Mikroorganizmy ich čiastočne ničia, premieňajú CO 2 , H 2 O, dusičnanové a síranové ióny a čiastočne ich využívajú na tvorbu vlastnej biomasy. Proces biochemického čistenia je v podstate prirodzený, jeho povaha je rovnaká pre procesy prebiehajúce ako v prírodných nádržiach, tak aj v čistiarňach.

Biologická oxidácia sa uskutočňuje spoločenstvom mikroorganizmov (biocenóza), ktoré zahŕňa mnoho rôznych baktérií, prvokov a viac organizovaných organizmov (riasy, huby) , prepojené v jedinom komplexe zložitými vzťahmi. Táto komunita je tzv aktivovaný kal, obsahuje od 106 do 1014 buniek na jeden 1 g suchej biomasy (asi 3 g mikroorganizmov na 1 liter odpadovej vody).

Známe aeróbne a anaeróbne metódy biochemického čistenia odpadových vôd.

aeróbny proces. Na jeho realizáciu sa využívajú skupiny mikroorganizmov, pre životne dôležitú činnosť ktorých je stály prísun kyslíka (2 mg0 2 /l), teplota 20-30°C, pH prostredia 6,5-7,5, pomer biogénnych prvkov BSK. : N: P nie je viac ako 100 : 5: 1. Obmedzením metódy je obsah toxických látok nie vyšší ako: tetraetylolovo 0,001 mg / l, zlúčeniny berýlia, titánu, Cr 6+ a oxidu uhoľnatého 0,01 mg / l, zlúčeniny bizmutu, vanádu, kadmia a niklu 0,1 mg/l, síran meďnatý 0,2 mg/l, kyanid draselný 2 mg/l.

Aeróbne čistenie odpadových vôd sa vykonáva v špeciálnych zariadeniach: biologické rybníky, aerotanky, kyslíkové nádrže, biofiltre.

biologické jazierka určené na biologické čistenie a na dočistenie odpadových vôd v kombinácii s inými čistiarňami. Vykonávajú sa vo forme kaskády rybníkov, pozostávajúcich z 3-5 krokov. Proces čistenia odpadových vôd sa realizuje podľa nasledujúcej schémy: baktérie využívajú na oxidáciu znečistenia kyslík uvoľňovaný riasami počas fotosyntézy, ako aj kyslík zo vzduchu. Riasy zase spotrebúvajú oxid uhoľnatý, fosfáty a amónny dusík uvoľnený pri biochemickom rozklade organickej hmoty. Pre normálnu prevádzku jazierok je preto potrebné udržiavať optimálne hodnoty pH a teploty odpadových vôd. Teplota musí byť minimálne 6 °C, a preto sa jazierka v zime nevyužívajú.

Existujú rybníky s prírodným a umelým prevzdušňovaním. Hĺbka jazierok s prirodzeným povrchovým prevzdušňovaním spravidla nepresahuje 1 m. Pri umelom prevzdušňovaní jazierok pomocou mechanických prevzdušňovačov alebo fúkaním vzduchu cez vodný stĺpec sa ich hĺbka zvyšuje na 3 m. Použitie umelého prevzdušňovania urýchľuje čistenie vody procesy. Treba uviesť aj nevýhody jazierok: nízka oxidačná kapacita, sezónnosť práce, potreba veľkých plôch.

Štruktúry na umelé biologické čistenie podľa umiestnenia aktívnej biomasy v nich možno rozdeliť do dvoch skupín:

Aktívna biomasa je v čistenej odpadovej vode v suspendovanom stave (aerotanky, kyslíkové nádrže);

Aktívna biomasa je fixovaná na nehybnom materiáli a odpadová voda ju obteká tenkou vrstvou (biofiltre).

Aerotanky sú železobetónové nádrže, obdĺžnikového pôdorysu, rozdelené priečkami na samostatné chodby.

Na udržanie aktivovaného kalu v suspendovanom stave, jeho intenzívneho miešania a nasýtenia upravovanej zmesi vzdušným kyslíkom sú v aerotankoch usporiadané rôzne prevzdušňovacie systémy (zvyčajne mechanické alebo pneumatické). Z aerotankov sa zmes vyčistenej odpadovej vody a aktivovaného kalu dostáva do sekundárneho dočisťovača, odkiaľ je aktivovaný kal usadený na dne pomocou špeciálnych zariadení (kalových čerpadiel) vypúšťaný do nádrže čerpacej stanice a vyčistená odpadová voda vstupuje buď na ďalšie ošetrenie, alebo dezinfikuje.

Na pneumatické prevzdušňovanie odpadových vôd je možné namiesto vzduchu privádzať čistý kyslík. Tento proces využíva oxytenki, trochu odlišný v dizajne od aerotankov. Oxidačná schopnosť oxytenkov je 3-krát vyššia ako u oxytenkov.

Biofiltre sa používajú na dennú spotrebu domových a priemyselných odpadových vôd do 20-30 tisíc m 3 za deň. Biofiltre sú nádrže okrúhleho alebo obdĺžnikového tvaru v pôdoryse, ktoré sú naplnené kŕmnou surovinou. Podľa charakteru zaťaženia sa biofiltre delia do dvoch kategórií: s objemovým a plošným zaťažením. Sypký materiál, pozostávajúci zo štrku, keramzitu, trosky s veľkosťou častíc 15-80 mm, je pokrytý vrstvou vysokou 2-4 m. Rovinný materiál je vyrobený vo forme tuhého (prstenec, rúrkové prvky z plastov, keramika, kov) a mäkké (rolová tkanina) bloky, ktoré sú osadené v tele biofiltra s vrstvou o hrúbke 8 m.

anaeróbny proces. Tu dochádza k biologickej oxidácii organických látok v neprítomnosti molekulárneho kyslíka v dôsledku chemicky viazaného kyslíka na zlúčeniny, ako sú sírany, siričitany a uhličitany. Proces prebieha v dvoch fázach: v prvej vznikajú organické kyseliny, v druhej fáze sa vzniknuté kyseliny premieňajú na metán a CO 2: organické zlúčeniny + 0 2 + kyselinotvorné baktérie -> prchavé kyseliny + CH 4 + CO 2 + H, + nové bunky + ďalšie produkty - „prchavé kyseliny + 0 2 + baktérie tvoriace metán -> CH 4 + CO 2 + nové bunky. Hlavný proces prebieha vo vyhnívacích nádržiach, kde sa spracováva aktivovaný kal a koncentrovaná odpadová voda (zvyčajne BSK > 5000) s obsahom organických látok, ktoré sú zničené anaeróbnymi baktériami pri fermentácii metánu. Špecifikovaná fermentácia v prírodných podmienkach prebieha v močiaroch.

Hlavným cieľom anaeróbneho čistenia je zníženie objemu aktivovaného kalu alebo množstva organických látok v odpadových vodách, získanie metánu (až 0,35 m 3 za normálnych podmienok na 1 kg CHSK) a dobre filtrovateľného a nezapáchajúceho sedimentu. Zrážky po filtrácii možno použiť ako hnojivo v rastlinnej výrobe (ak je v nich obsah ťažkých kovov pod MPC). Plyn vyrobený vo vyhnívacích nádržiach obsahuje až 75 % (obj.) metánu (zvyšok tvorí CO 2 a vzduch) a používa sa ako palivo.

Biologické čistenie znečistených vôd sa môže vykonávať v prírodných podmienkach, na tento účel sa využívajú špeciálne upravené pozemky ( zavlažovacie polia A filtrácia). V týchto prípadoch sa na zbavenie odpadovej vody od kontaminantov využíva samotná čistiaca kapacita pôdy. Filtrovaním cez vrstvu pôdy voda zanecháva suspendované, koloidné a rozpustené nečistoty v nej. Pôdne mikroorganizmy oxidujú organické znečisťujúce látky a menia ich na najjednoduchšie minerálne zlúčeniny - oxid uhličitý, vodu, soli. Závlahové polia slúžia súčasne na čistenie odpadových vôd a pestovanie obilnín a silážnych plodín, bylín, zeleniny, ako aj výsadbu kríkov a stromov. Filtračné polia slúžia len na čistenie odpadových vôd.

Biochemické metódy čistenia odpadových vôd sú založené na využití mikroorganizmov, ktoré oxidujú organické látky prítomné v odpadových vodách v koloidnom a rozpustenom stave. Mikroorganizmy ničia molekuly rôznych zlúčenín, pričom využívajú látky potrebné na ich výživu, rozmnožovanie a zvyšovanie biologickej hmoty – aktivovaný kal a biofilm.

Aktivovaný kal sú hrudky a vločky s veľkosťou od 5 do 150 mikrónov, pozostávajúce zo živých organizmov a pevného substrátu. Medzi živé organizmy aktivovaného kalu patrí akumulácia baktérií, prvokov, bakteriálnych buniek, húb, kvasiniek. Pevný substrát je mŕtva časť mikroorganizmov aktivovaného kalu. Biofilm má vzhľad hlienového nánosu s hrúbkou 1-3 mm na výplni biofiltra a tiež pozostáva z baktérií, húb, kvasiniek a iných organizmov.

Pre normálny život potrebujú mikroorganizmy rôzne chemické prvky, ktoré absorbujú z odpadových vôd. Chýbajúce prvky – dusík, fosfor, draslík – sú umelo zavádzané do čistenej odpadovej vody.

Biochemické metódy sa zvyčajne používajú na konečné čistenie odpadových vôd po použití fyzikálno-chemických spôsobov čistenia. Pomocou fyzikálno-chemických metód sa odstraňujú látky, ktoré nie sú prístupné biologickej úprave, alebo sa znižuje ich koncentrácia. V súčasnosti sa bežne používa spoločné čistenie odpadových vôd z domácností a priemyslu, pretože odpadové vody z domácností obsahujú rozpustené látky, ktoré mikroorganizmy najľahšie absorbujú.

Proces biochemického čistenia odpadových vôd sa vykonáva v zariadeniach rôznych typov: prevzdušňovacie nádrže, biofiltre a rybníky. Aktivovaný kal ničí rôzne zlúčeniny v prevzdušňovacích nádržiach, kde sa vykonáva umelé prevzdušňovanie odpadových vôd a suspendovaného kalu. Biofilm je pripevnený k plniacej hmote biofiltra a pri filtrovaní odpadových vôd prichádza do kontaktu so vzduchom.

aerotanky majú iný tvar. Aktivovaný kal v dôsledku prevzdušňovania splaškových vôd a kalov ničí rôzne zlúčeniny. Prevzdušňovať odpadové vody v prevzdušňovacích nádržiach je možné mechanickými a pneumatickými metódami. Čím jemnejšie je vzduch rozptýlený, tým väčšia je kontaktná plocha vzduchových bublín s vodou, t. j. tým plnšie je odpadová voda nasýtená kyslíkom, ktorý je potrebný pre život mikroorganizmov. Niekedy sa používa povrchové prevzdušňovanie odpadových vôd, ktoré spočíva v povrchovom rozprašovaní vody čerpanej zo spodnej časti aerotanku. Pneumatické prevzdušňovanie často využíva kyslík namiesto vzduchu. Použitie kyslíka na jednej strane predražuje proces biochemického čistenia odpadových vôd a na druhej strane ho výrazne zintenzívňuje, keďže koncentrácia aktivovaného kalu sa takmer zdvojnásobuje a čas potrebný na rozklad rôznych látok mikroorganizmami klesá.

Podľa schémy úplného biochemického čistenia odpadových vôd (obr. 111) vstupuje odpadová voda do vyrovnávača 1 vybavená roštom na mechanické čistenie vody od veľkých častíc a rôznych predmetov. Z ekvalizéra sa voda privádza do lapača piesku 2 , čo je cylindro-kónická nádrž s tangenciálnym prívodom vody. V lapači piesku sa ukladá zrnitá frakcia - piesok. Výtok z lapača piesku vstupuje do primárneho čističa 3 , v ktorej sa ukladá jemnozrnná frakcia suspendovaných častíc. Drenáž primárnych usadzovacích nádrží spolu s vratným kalom je privádzaná do prevzdušňovacích nádrží 4 s obdĺžnikovým prierezom, kde sa pomocou mikroorganizmov rozkladajú rôzne organické a minerálne látky. V prevzdušňovacích nádržiach sa odpadová voda prevzdušňuje stlačeným vzduchom. Z aerotanku sa odpadová voda s aktivovaným kalom posiela na usadzovanie do sekundárnej vane 5 na zachytávanie aktivovaného kalu. Odtok sekundárnej vane ústi do kontaktnej nádrže 6, ktorá je tiež zásobovaná kvapalným chlórom na dezinfekciu odpadových vôd. Doba kontaktu odpadovej vody s kvapalným chlórom je 15-20 minút. Po kontakte s chlórom sa odpadová voda usadzuje v kade 7 . a potom sa privádza do vyrovnávacích nádrží, v ktorých sa musí vyčistená voda uchovávať najmenej 3 dni.

Kal zo sekundárneho čističa je odčerpávaný staničnými čerpadlami 8 do zahusťovadla kalu 9 . Časť kalu - spiatočka - sa privádza do prevzdušňovacej nádrže. Zhutnený kal a kal z primárnej usadzovacej nádrže sa privádza do vyhnívacieho zariadenia 10 - hermeticky uzavretá nádrž na fermentáciu kalu bez prístupu kyslíka. Zrazenina vo varáku sa intenzívne mieša vrtuľovým miešadlom. Intenzita fermentácie kalu sa zvyšuje pri teplote 50-55 ° C, teda v metáne z kotla 12 podáva sa para. Počas fermentácie 1 tony sedimentu vznikne asi 10 m 3 plynu. Plyn, ktorý sa uvoľňuje ako výsledok fermentácie a obsahuje 70-75% metánu a 20-25% oxidu uhličitého, sa spaľuje v kotolni. Z digestora sa kal privádza do kalového lôžka 11 s umelým alebo prírodným drenážnym základom.

Drenážna voda z kalových vankúšikov sa čerpá do primárnej usadzovacej nádrže. Na kalových lôžkach sa sediment odvodňuje na obsah 75 – 80 % pevných látok. Potom sa môže použiť ako hnojivo. Niekedy sa kal z vyhnívacieho zariadenia dehydratuje vo filtračných lisoch typu FPAKM a v tepelných sušičkách.

V biofiltroch dochádza k oxidácii znečistenia odpadových vôd, keď sú filtrované cez filtračné médiá, na povrchu ktorých rastú a vyvíjajú sa biofilmové organizmy. Biofiltre sú často valcové konštrukcie z betónu, železobetónu alebo tehál. Biofilter je naplnený filtračným materiálom zloženým z kúskov s veľkosťou 4-6 cm.Materiál by mal byť drsný pre lepšie udržanie biofilmu. Odpadová voda v biofiltri vytvára podmienky pre rozvoj mikroorganizmov, ktoré sa uchytia na filtračnom materiáli. Keď sa odpadová voda filtruje cez biofilmové filtračné médiá, rozkladajú sa rôzne zlúčeniny odpadovej vody. Vyčistená voda sa sústreďuje na dne filtra nepriepustného pre vodu, odkiaľ je odvádzaná drenážnym potrubím.

Biofiltre sa delia na vysoko zaťažované a málo zaťažované alebo kvapkové. Výška vysoko zaťaženého filtra je 2-4 m a kvapkového menej ako 2 m. Pri vysoko zaťažených filtroch sa používa umelé vetranie odpadových vôd.

Produktivita upravenej vody vysoko zaťažovaných a kvapkových biofiltrov je 10-30 a 0,5-3 m 3 /(m 2 ·deň).

Optimálne prevádzkové podmienky pre biofiltre sú nasledovné: pH odpadovej vody 7-8; teplota 18-25 °C; koncentrácia v odpadových vodách, prvkov draslíka, dusíka a fosforu a nerozpustených látok nie je väčšia ako 100 mg/l.

Odpadová voda sa čistí biochemickými metódami a v prírodných podmienkach: na zavlažovacích a filtračných poliach a v biologických jazierkach. Na čistenie odpadových vôd sa pomerne zriedkavo využívajú zavlažovacie a filtračné polia. Zvyčajne sa odpadová voda na konečné čistenie a usadzovanie posiela do biologických rybníkov.

Efluent obsahuje látky organického a anorganického pôvodu a oveľa viac organické. A ak je najjednoduchšie zbaviť sa anorganických inklúzií mechanicky, potom sú potrebné iné metódy na odstránenie organických nečistôt. Jedným z hlavných je biologické čistenie odpadových vôd. V tomto článku sa dozviete o jeho vlastnostiach, odrodách a technológiách.

Voda je život, ale čistú ju konzumujeme a špinavú vraciame. Ak sa odtoky nevyčistia, veľmi skoro príde čas „vzácnej vlhkosti“, ktorý opisujú mnohí spisovatelia sci-fi. Príroda dokáže čistiť vodu aj sama, no tieto procesy sú veľmi pomalé. Ľudí pribúda, zvyšuje sa aj objem spotreby vody, preto je problém organizovaného a dôkladného čistenia odpadových vôd obzvlášť akútny. Najúčinnejšia technológia čistenia vody je biologická. Pred zvážením základných princípov jeho práce však musíte pochopiť zloženie vody.

Zloženie domových odpadových vôd

V každom dome s tečúcou vodou je aj kanalizácia. Zabezpečuje bežné procesy prepravy odpadových vôd z bytov a domov do čistiarní. Bežná voda tečie v kanalizačnom potrubí, ale je znečistená. Nečistoty v ňom sú len 1%, ale je to on, kto robí odpadovú vodu nevhodnou na ďalšie použitie. Až po vyčistení môže byť voda znovu použitá na pitie a doma.

Presné zloženie odpadovej vody nie je možné pomenovať, pretože závisí od miesta, kde bola odobratá špeciálna vzorka, ale aj na tom istom mieste sa množstvo a súbor nečistôt môže líšiť. Voda najčastejšie obsahuje pevné častice, biologické nečistoty, anorganické inklúzie. S anorganickou hmotou je všetko jednoduché – odstráni ju aj ten najjednoduchší filter, no s organickou hmotou budete musieť bojovať. Ak sa nič neurobí, tieto látky sa začnú rozkladať a tvoria hnijúci sediment (odtiaľ nepríjemný charakteristický „zápach odpadových vôd“). Navyše začína hniť nielen rozložená organická hmota, ale aj voda.

Stručne povedané, zloženie odpadových vôd zahŕňa tuky, povrchovo aktívne látky, fosfáty, zlúčeniny chloridov a dusíka, ropné produkty, sírany. Samy od seba zmiznúť z vody nemôžu – je potrebné komplexné čistenie. Problém je obzvlášť akútny v tých domoch, v ktorých sa vykonáva autonómny systém likvidácie vody a zásobovania vodou, pretože každé miesto má žumpu a studňu na vodu. Ak sa odtoky nevyčistia, môžu sa dostať do kohútika - a situácia sa stane život ohrozujúcou.

Spôsoby čistenia domových a priemyselných odpadových vôd

Odpadová voda sa môže v prirodzených podmienkach samočistiť, ale iba ak je jej objem malý. Keďže priemyselný sektor je dnes vysoko rozvinutý, objemy odpadových vôd na výstupe sú značné. A aby človek získal čistú vodu, musí vyriešiť otázku splaškov - teda ich čistenie. Celkovo existuje niekoľko spôsobov čistenia odpadových vôd – sú to mechanické, chemické, fyzikálno-chemické a biologické. Pozrime sa bližšie na vlastnosti každého z nich.

Mechanické čistenie zahŕňa použitie techník, ako je filtrácia a usadzovanie. Hlavnými nástrojmi sú mriežky, sitá, filtre, pasce a pasce. Keď voda prejde primárnym čistením, dostane sa do žumpy - nádoby určenej na usadzovanie odpadových vôd s tvorbou sedimentu. Mechanické čistenie sa používa vo väčšine moderných systémov, ale zriedka ako nezávislá metóda. A ide o to, že nie je vhodný na odstraňovanie chemických zložiek a organických nečistôt.

Chemické čistenie sa vykonáva pomocou činidiel - špeciálnych chemikálií, ktoré reagujú s nečistotami obsiahnutými vo vode a vytvárajú nerozpustnú zrazeninu. V dôsledku toho sa obsah rozpustných suspenzií zníži o 25 % a nerozpustných o 95 %.

Fyzikálno-chemické čistenie zahŕňa použitie techník, ako je oxidácia, koagulácia, extrakcia atď. Tieto procesy umožňujú odstraňovať z vody anorganické inklúzie a ničiť slabo oxidované organické nečistoty. Najpopulárnejšou fyzikálnou a chemickou metódou čistenia je elektrolýza.

Biologické čistenie je proces založený na využití špecifických mikroorganizmov a princípoch ich životnej činnosti. Baktérie sa zameriavajú na špecifické organické znečisťujúce látky a voda sa čistí.

Spôsoby biologického čistenia odpadových vôd a jeho výhody. Stanice a zariadenia na biologické čistenie odpadových vôd

Medzi spôsoby biologického čistenia odpadových vôd patria aerotanky, biologické filtre a takzvané biojazierky. Každá metóda má svoje vlastné charakteristiky, o ktorých vám povieme nižšie.

Aerotanky

Táto metóda biologického čistenia zahŕňa interakciu predtým mechanicky vyčistenej odpadovej vody a aktivovaného kalu. Interakcia prebieha v špeciálnych kontajneroch – skladajú sa minimálne z dvoch sekcií a sú vybavené prevzdušňovacími systémami. Aktivovaný kal obsahuje veľké množstvo aeróbnych mikroorganizmov, ktoré za vhodných podmienok odstraňujú z odpadových vôd rôzne škodliviny. Silt je komplexný systém biocenózy, v ktorom baktérie, podliehajúce pravidelnému prísunu kyslíka, začínajú absorbovať organické nečistoty. Biologické čistenie prebieha neustále pod jednou hlavnou podmienkou - vzduch musí vstúpiť do vody. Keď je organické spracovanie dokončené, úroveň spotreby kyslíka (BSK) klesá a voda sa dodáva do ďalších sekcií.

V ďalších častiach sú do práce zahrnuté nitrifikačné baktérie, ktoré spracúvajú taký prvok, akým je dusík amónnych solí za vzniku dusitanov. Tieto procesy vykonáva jedna časť mikroorganizmov, zatiaľ čo druhá časť požiera dusitany s tvorbou dusičnanov. Po dokončení tohto procesu sa spracované odpadové vody privádzajú do sekundárneho čističa. Tu sa vyzráža aktivovaný kal a vyčistená voda sa posiela do nádrží.

Biofilter je stanica biologického čistenia obľúbená medzi majiteľmi vidieckych domov. Ide o kompaktné zariadenie, ktorého súčasťou je zásobník s kŕmnym materiálom. Vo forme aktívneho filmu v biofiltri sú mikroorganizmy, ktoré vykonávajú rovnaké procesy ako v prvom prípade.

Typy inštalácie:

• dvojstupňový;
• kvapková filtrácia.

Výkon zariadení s kvapkovým typom filtrácie je nízky, ale zaručujú maximálny stupeň čistenia odpadových vôd. Druhý typ je produktívnejší, ale kvalita čistenia bude približne rovnaká ako v prvom prípade. Oba filtre sa skladajú z takzvaného "tela", rozdeľovača, drenáže a rozvodov vzduchu. Princíp fungovania biofiltrov je podobný princípu fungovania aerotankov.

biologické jazierka

Na vykonávanie čistenia odpadových vôd touto metódou musí existovať otvorená umelá nádrž, v ktorej budú prebiehať samočistiace procesy. Tento spôsob je najúčinnejší, vhodné sú aj plytké jazierka hlboké do jedného metra. Značná plocha umožňuje vode dobre sa zohriať, čo má tiež potrebný vplyv na životne dôležité procesy mikroorganizmov podieľajúcich sa na čistení. Táto metóda je najúčinnejšia v teplom období - pri teplote asi 6 stupňov a nižšej sa oxidačné procesy zastavia. V zime k čisteniu vôbec nedochádza.

Druhy jazierok:

• chov rýb (s riedením);
• viacstupňové (bez riedenia);
• jazierka na dodatočnú úpravu.

V prvom prípade sa odpadové vody zmiešajú s riečnou vodou, po ktorej sa posielajú do rybníkov. V druhom sa voda posiela do zásobníka bez riedenia ihneď po usadení. Prvá metóda vyžaduje asi dva týždne času a druhá mesiac. Výhodou viacstupňových systémov je relatívne nízka cena.

Aké sú výhody biologického čistenia odpadových vôd?

Biologické čistenie odpadových vôd zaručuje takmer 100% čistú vodu. Upozorňujeme však, že biostanica sa nepoužíva ako nezávislá metóda. Krištáľovo čistú vodu môžete získať iba vtedy, ak najskôr iným spôsobom odstránite anorganické nečistoty a potom organické látky odstránite biologickými metódami.

Aeróbne a anaeróbne baktérie - čo to je?

Mikroorganizmy používané v procese čistenia odpadových vôd sa delia na aeróbne a anaeróbne. Aeróbne existujú iba v prostredí obsahujúcom kyslík a úplne rozkladajú organickú hmotu na CO2 a H2O, pričom súčasne syntetizujú svoju vlastnú biomasu. Vzorec pre tento proces je nasledujúci:

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

kde CxHyOz je organická hmota.

Anaeróbne mikroorganizmy sa bežne zaobídu bez kyslíka, ale rast ich biomasy je tiež malý. Baktérie tohto typu sú potrebné na bezkyslíkovú fermentáciu organických zlúčenín s tvorbou metánu. Vzorec:

CxHyOz -> CH4 + CO2 + bakteriálna biomasa

Anaeróbne techniky sú nevyhnutné pri vysokých koncentráciách organických látok, ktoré presahujú maximum prípustné pre aeróbne mikroorganizmy. Pri nízkom obsahu organickej hmoty sú anaeróbne mikroorganizmy naopak neúčinné.

Vymenovanie biologických metód čistenia vody

Väčšina znečisťujúcich látok v odpadových vodách sú látky organického pôvodu. Hlavné zdroje údajov o znečistení a spotrebitelia vyčistených odpadových vôd:

• Bytové a komunálne služby, potravinárske podniky a komplexy hospodárskych zvierat.
• Podniky chemického priemyslu, rafinérie ropy, celulózy a papiera a kožiarskeho priemyslu.

Zloženie odpadových vôd v týchto prípadoch bude odlišné. Jedna vec je istá - iba pod podmienkou komplexného čistenia s povinným použitím biologických metód je možné dosiahnuť ideálne výsledky.

Zásady biologického čistenia a zoznam potrebného vybavenia

S prihliadnutím na súčasné princípy biologického čistenia sa vyberá zariadenie na organizáciu biologickej čistiarne. Hlavné možnosti:

• biologické rybníky;
• filtrovanie polí;
• biofiltre;
• prevzdušňovacie nádrže;
• metanádrže;
• filtračné jamky;
• pieskové a štrkové filtre;
• cirkulujúce oxidačné kanály;
• bioreaktorov.

Upozorňujeme, že na umelé a prírodné čistenie odpadových vôd možno použiť rôzne metódy.

Čistenie odpadových vôd biologickými metódami: výhody a nevýhody

Biologické metódy sú účinné na čistenie odpadových vôd od organických látok, ale skutočne vysoké výsledky možno dosiahnuť iba vtedy, ak sa rôzne metódy používajú integrovaným spôsobom. Navyše, možnosti baktérií nie sú neobmedzené – mikroorganizmy odstraňujú drobné organické nečistoty. Náklady na biologické čističky sú relatívne nízke.

Všetky spôsoby čistenia odpadových vôd

Pred vstupom do systému biologického čistenia je potrebné odpadovú vodu mechanicky vyčistiť a po nej dezinfikovať (chlórovanie, ožiarenie ultrazvukom, elektrolýza, ozonizácia a pod.) a dezinfikovať. Preto sa v rámci komplexného čistenia odpadových vôd využívajú aj chemické, mechanické, membránové, reagenčné metódy.