Biološki filteri. Biofiltri za količinsko punjenje su podijeljeni na

Šta je biološki filter? Ima rezervoar posebne forme u kojem se otpadne vode prečišćavaju koristeći biološke materijale - ljusku različitih mikroorganizama.

Tokom radova čišćenja postoji konstantna cirkulacija vazduha usled razlike u temperaturi između atmosfere i prečišćene vode. Ventilacija je preduslov za održavanje života - obezbeđivanje kiseonika mikroorganizmima.

Klasifikacija biofiltera

Biološki filteri pružaju različitih materijala  za preuzimanje. Dodeli:

• Biofilteri sa zapreminskim opterećenjem. Sadrže drobljeni kamen, ekspandiranu glinu, šljunak, itd.
• Filtri s ravnim opterećenjem. Koriste se izdržljive plastike koje rade u temperaturnom opsegu od 6 do 30 stepeni.

Prema korištenoj tehnološkoj shemi, razlikuju se:

• Filtriraju se sa dva koraka čišćenja koji daju visoko pročišćenu vodu. Koriste se pri ograničavanju visine uređaja ili u nepovoljnoj klimi.
• Biofilteri sa jednim korakom čišćenja.

Prema stepenu prečišćavanja biofiltri su:

• sa potpunim čišćenjem;
• sa nepotpunim čišćenjem.

U zavisnosti od načina snabdevanja vazduhom, biofiltri se dele:

• sa prirodna cirkulacija  zrak;
• sa veštačkim dovodom vazduha.

Postoje dva načina rada bioloških filtera:

• recirkulacija - visoko koncentrirana voda se isporučuje u malim porcijama za efikasnije čišćenje;
• bez reciklaže - sa malim zagađenjem vode.

U zavisnosti od širine opsega, razvrstava se u:

• kapanje - sa niskim propusnim opsegom;
• high loadable.

Biofiltri za punjenje

Obično se dele na:

1. Kapanje koje se odlikuje niskom produktivnošću. Punjenje zrna će biti 20-30 milimetara sa visinom sloja od dva metra.
2. Visoko natovarena veličinom materijala za utovar 40-60 milimetara i slojem od četiri metra.
3. Biofiltri kule imaju veliku visinu - 16 metara, a veličinu zrna 40-60 mm.

Biofiltri s ravnim opterećenjem

1. Kruto opterećenje se vrši pomoću prstena, dijelova cijevi i sličnih elemenata. Metalni metal, keramika ili plastika se ulivaju u rezervoar. Njihova gustina doseže 600 kg / m 3, poroznost materijala je od 70%. Sloj za čišćenje doseže šest metara.
2. Tvrdo opterećenje sa blokom ili mrežnim opterećenjem. Blokovi su izrađeni od azbestnih ploča (gustoća do 250 kg / m 3, poroznost od 80%, šest metara opterećenja) ili neke vrste plastike (gustoća od 40 do 100 kg / m 3, poroznost od 90%, sloj za filtriranje do 16 metara).
3. Roll ili meko opterećenje stvaraju metalne mreže, sintetičke tkanine, plastične folije. Skinite role ili pričvrstite na okvir. Gustoća je do 60 kg / m3, poroznost je od 95% sa utovarnom visinom do 8 metara.
4. Potopni biofilteri - spremnici sa konkavnim dnom. Diskovi od plastike, metala ili azbesta su postavljeni iznad nivoa tretirane vode. Diskovi su smješteni 10-20 milimetara jedan od drugog, njihov promjer je 06-3 metra. Osovina se rotira sa frekvencijom do 40 min -1.

Punjenje i meko punjenje se koristi kada maksimalna potrošnja  10 000 m 3 / dan, blok opterećenje - 50 000 m 3 / dan. Uronjivi biofiltri su efikasni pri malim opterećenjima.

  Shema rada filtra

Snabdevanje vodenom masom vrši se kapanjem ili mlazom. Vazduh prolazi kroz drenažu filtera ili se uzima sa površine. Predobrađena otpadna voda s niskom koncentracijom kontaminacije protječe do samog razdjelnika, koji ga na dijelove napaja na površinu mase punjenja. Tada voda odlazi u drenažni sistem, a odatle do vodenih posuda izvan granica biološkog filtera. U drugom pročišćivaču se uklanja biofilm.

Biofiltre kapanja karakterizira nisko organsko opterećenje. Za čišćenje tijela filtera od mrtvog biofilma na vrijeme, koristite hidrauličko opterećenje.

Mora se osigurati ravnomjerno navodnjavanje cijelog opterećenja biofiltra. To je potrebno kako bi se eliminisala pojava povećanog ili smanjenog hidrauličkog opterećenja.

Filteri za kapanje su gotovo nemoguće prilagoditi promjenama. vanjski uvjeti. Tokom rada pratiti indikatore kontaminacije i stanje biofiltara. Čišćenje preuzimanja ima visoku cijenu - koristite punu zamjenu. Otpadne vode sa manje od 100 mg / l suspendovanih čestica treba ispustiti u biofiltar.

Tokom rada, važno je provetravanje filtera. Koncentracija kiseonika ne bi smela da se smanji iznad 2 mg / l. Potrebno je osigurati periodično čišćenje šupljine ispod drenaže i iznad dna.

Drip biološki filteri  ne toleriše zimski vetar. Za efikasan rad osigurava zaštitu od vjetra. Heterogeno opterećenje dovodi do preplavljivanja filtera, što se eliminira zamjenom tereta. Radovi su takođe narušeni stranim objektima u masi za punjenje i spremnicima za doziranje.

Biofiltri visokog opterećenja

Ovaj tip filtera ima povećanu izmjenu zraka i, prema tome, oksidativnu sposobnost. Rezultat je povećana izmena vazduha sa velikim delom opterećenja i povećanim opterećenjem vodom.

Pročišćene vode se kreću velikom brzinom i izvode teško oksidirajuće tvari i istrošeni biofilm. Kisik se troši za preostalo zagađenje.

Biofiltri sa visokim opterećenjem imaju visoki utovarni sloj, povećano drenažno zrno i dno posebnog oblika koji osigurava umjetnu cirkulaciju zraka.

Ispiranje filtera će se odvijati samo u uslovima kontinuiranog i neprekidnog snabdijevanja vodom.

Visina mase opterećenja je direktno proporcionalna djelotvornosti biofiltra.

Biološki filteri mogu uključivati:

• telo filtra je filtrirajuće opterećenje, koje se nalazi u rezervoaru dostupnom za prodiranje vode. Punila (plastika, šljaka, drobljeni kamen, ekspandirana glina, itd.) Treba da imaju nisku gustinu i povećanu površinu;
• uređaj za distribuciju vode koji omogućava da se teret za filtriranje ravnomjerno navodnjava prljavom vodom;
• drenaža;
• jedinica za distribuciju vazduha - snabdeva kiseonikom za oksidativne reakcije.

Oksidativni procesi u biofiltrima su slični navodnjavanju na terenu ili, kao u biološkim postrojenjima za tretman, ali intenzivniji.

  Shema rada biofiltera

Masa punjenja čisti vodu od neotopljenih nečistoća koje ostaju nakon naseljavanja rezervoara. Biofilm apsorbuje rastvorene organske materije. Mikroorganizmi u biofilmovima žive oksidacijom organske materije. Isti dio organske proizvodnje ide na povećanje biomase. Postoje dve efikasne akcije: uništavanje nepotrebne organske materije iz vode i povećanje biološkog filma. Flow otpadne vode  nosi sa sobom mrtvi deo filma. Kiseonik se prirodno i veštački snabdeva ventilacijom.

Proračun biofiltera

Proračun je napravljen kako bi se utvrdila efektivna debljina mase i karakteristika uređaja za distribuciju vode, frakcija drenaže i prečnik nosača koji odvode vodu.

Efektivna veličina mase prtljažnika izračunava se oksidacionim kapacitetom - OM. OM je masa potrebnog kiseonika dnevno. Na to utiče temperatura vode i okoline, materijal mase za punjenje, vrsta zagađenja, način izmjene zraka itd. Ako je tokom godine prosečna temperatura manja od 3 stepena, onda se biofilter prebacuje u topliju sobu sa mogućnošću grejanja i hranjenja svežih pet puta.

Često se koristi sledeći algoritam:

1. Odredite koeficijent K kao proizvod BOD20 ulazne i izlazne vode.
2. Iz tabela se određuje visina filtera i dozvoljeno hidrauličko opterećenje, u zavisnosti od prosječne zimske temperature okoliša i K.
3. Ukupna površina se određuje dijeljenjem ulaznog protoka hidrauličkim opterećenjem.

Biofiltri visokog opterećenja

Za njih postoji egzaktna metoda proračuna:

1. Određuje se dozvoljena koncentracija zagađenja ulazne vode: koeficijent tabele K množi se sa BPK ispuštene vode.
2. Faktor recikliranja se izračunava pomoću posebne formule. To je jednako količniku dvije razlike: BOD ulazne otpadne vode minus njegova dozvoljena koncentracija i dozvoljena koncentracija minus BOD tretirane vode.
3. Da bi se odredila površina filtera, uzima se proizvod zapremine prosječnog dnevnog snabdijevanja vodom, povećan za 1 omjer protoka recirkulacije i protoka otpadne vode i omjer iz točke 2. Sve se lagano podijeli u dozvoljeno opterećenje i temperaturu.

Postoje dodatne metode za izračunavanje bioloških filtera koji koriste složene formule i daju točnije rezultate.

  Shema ventilacije biofiltera

Kao što je gore navedeno, biofiltri imaju dva načina snabdevanja kiseonikom: veštački i prirodni. Tip ventilacije zavisi od klimatskih uslova i tipa filtera.

Za visoko-opterećene biofiltre koristite ventilatore sa niskim pritiskom - EVR, TsCh. Aerofilterima je potrebna umjetna ventilacija. Prilikom ugradnje biofiltra u zatvorenom prostoru, omogućite i prisilno snabdevanje vazduhom.

Obezbediti konstantnu cirkulaciju vazduha, jer prekidi mogu podići temperaturu na 60 stepeni i uzrokovati loš miris od raspadanja otpadnog biofilma.

Biofilter efikasno radi na temperaturama iznad 6 stepeni. Ako je voda na nižoj temperaturi, onda se voda za grejanje mora zagrejati.

Šta bi zimsko vrijeme  filtar se nije pregrijao, ugradio anti-vjetar zaštitu u obliku kupole i smanjio koeficijent nejednake opskrbe otpadnim vodama. Takođe nametnuti ograničenje za snabdevanje hladnim vazduhom: kvadratni metar  po satu treba nahraniti samo 20 kubnih metara. U ventilacione rešetke  umetnuti rolete, platnene materijale.

Debljina biofilma utiče na ravnotežu u filteru. Veća debljina može dovesti do prestanka potrošnje kiseonika i početka truljenja. Najčešći u filterima za kapanje.

Ranije se smatralo da se prirodno snabdevanje kiseonikom javlja samo zbog temperaturne razlike. Danas je to dokazano prirodna ventilacija  utiču na difuzne procese tokom redoks reakcija.

Biološki (ili biohemijski) način prečišćavanja otpadnih voda se koristi za čišćenje industrijskih i kućnih otpadnih voda od organskih i neorganskih zagađivača. Ovaj proces se zasniva na sposobnosti nekih mikroorganizama da koriste supstance koje zagađuju kanalizaciju radi ishrane u toku njihove vitalne aktivnosti.

Glavni proces koji se odvija u biološkom tretmanu otpadnih voda - je biološka oksidacija. Ovaj proces provodi mikrobna zajednica (biocenoza), koja se sastoji od mnogo različitih bakterija, protozoa, gljiva itd., Međusobno povezanih u jedan kompleks složenim odnosima (metabioza, simbioza i antagonizam).

Glavna uloga u ovoj zajednici pripada bakterijama.

Tretiranje otpadne vode prema razmatranoj metodi vrši se pod aerobnim (tj. U prisustvu kiseonika rastvorenog u vodi) i pod anaerobnim (u odsustvu rastvorenog kiseonika u vodi) uslovima.

Obrada otpadnih voda u prirodnim uvjetima

Procesi aerobnih biohemijskih prečišćavanja mogu se odvijati u prirodnim uslovima iu veštačkim strukturama. U prirodnim uslovima, čišćenje se odvija na poljima za navodnjavanje, filtracionim poljima i biološkim ribnjacima. Veštačke strukture su aerotanksi i biofilteri različitih dizajna. Tip objekata se bira uzimajući u obzir lokaciju postrojenja, klimatske uslove, izvor vodosnabdijevanja, količinu industrijskih i kućnih otpadnih voda, sastav i koncentraciju zagađenja. U veštačkim strukturama, procesi prečišćavanja odvijaju se brže nego u prirodnim uslovima.

Polja za navodnjavanje

Oni su posebno pripremljeni parcelekoriste se istovremeno za tretman otpadnih voda i poljoprivredne svrhe. Tretiranje otpadnih voda u ovim uslovima je pod djelovanjem mikroflore tla, sunca, zraka i pod utjecajem aktivnosti biljaka.

U zemljištu navodnjavanja nalaze se bakterije, aktinomicete, kvasci, gljive, alge, protozoe i beskralježnjaci. Otpadne vode sadrže uglavnom bakterije. U mješovitim biocenozama aktivnog sloja tla javljaju se složene interakcije simbiotičkih i kompetitivnih mikroorganizama.

Broj mikroorganizama u zemljištu poljoprivrednih polja za navodnjavanje ovisi o godišnjem dobu. U zimskom periodu broj mikroorganizama je mnogo manji nego ljeti.

Ako se usjevi ne uzgajaju u polju i namijenjeni su samo za biološku obradu otpadnih voda, nazivaju se polja filtracije. Poljoprivredna polja navodnjavanja nakon biološke obrade otpadnih voda, vlaženja i đubriva koriste se za uzgoj žitarica i silažnih usjeva, bilja, povrća, kao i sadnju drveća i grmlja.

Poljoprivredna polja za navodnjavanje imaju sljedeće prednosti u odnosu na spremnike za prozračivanje:

• smanjeni kapitalni i operativni troškovi;
• ispuštanje otpadnih voda izvan navodnjavanog područja je isključeno;
• dobijaju se visoki i stabilni prinosi poljoprivrednih biljaka;
• neproduktivna zemljišta su uključena u poljoprivrednu upotrebu.

U procesu biološke obrade otpadna voda prolazi kroz sloj za filtriranje tla, u kojem se zadržavaju suspendirane i koloidne čestice, formirajući mikrobnu foliju u porama tla. Zatim formirani film adsorbuje koloidne čestice i supstance rastvorene u otpadnim vodama. Prodiranje kiseonika iz vazduha u pore oksidira organske supstance, pretvarajući ih u mineralna jedinjenja. Prohodnost kiseonika u duboke slojeve tla je teška, tako da se najintenzivnija oksidacija događa u gornjim slojevima tla (0,2-0,4 m). Sa nedostatkom kiseonika u prudi, anaerobni procesi počinju da dominiraju.

Bolje je organizovati polja za navodnjavanje na pjeskovitim, ilovastim i černozem tlima. Podzemne vode ne bi trebale biti veće od 1,25 m od površine. Ako se podzemna voda nalazi iznad tog nivoa, onda je potrebno organizovati odvodnjavanje.

Dio teritorije poljoprivrednog polja za navodnjavanje se preusmjerava na rezervirano polje filtracije, jer neki periodi godine ne dopuštaju ispuštanje otpadnih voda na polja za navodnjavanje.
  U zimskom periodu otpadne vode su usmjerene samo na polja filtracije. Kako se u tom periodu filtriranje otpadnih voda ili potpuno zaustavlja ili usporava, rezervno polje filtracije se projektira uzimajući u obzir područje zamrzavanja.

Biološki ribnjaci

To su kaskade bara koje se sastoje od 3-5 faza kroz koje pročišćene ili biološki pročišćene otpadne vode teče na maloj brzini. Ribnjaci su namijenjeni za biološku obradu i za pročišćavanje otpadnih voda u kombinaciji s drugim postrojenjima za pročišćavanje. Postoje ribnjaci sa prirodnom ili veštačkom aeracijom. Bare sa prirodnom aeracijom imaju malu dubinu (0,5-1 m), dobro se zagrevaju od sunca i nastanjuju vodeni organizmi. Vrijeme boravka vode u ribnjacima s prirodnom aeracijom kreće se od 7 do 60 dana. Zajedno sa otpadnom vodom, iz sekundarnih taložnika se uklanja aktivni mulj, koji je sjeme.

Bare sa umjetnom aeracijom imaju znatno manji volumen, a traženi stupanj pročišćavanja u njima se obično postiže za 1-3 dana. Dozirni uređaji mogu biti mehaničkog i pneumatskog tipa.

Prilikom izračunavanja ribnjaka određuje se njihova veličina, čime se osigurava potrebno trajanje boravka u njima otpadnih voda. Osnova izračuna je određivanje brzine oksidacije, koja se procjenjuje pomoću BOD i uzima za supstancu koja se najsporije razlaže.

Postoje različite verzije ribnjaka za uređaje: serijske ili kaskadne i ne-tekuće. Otpadne vode se dovode u ribnjake koji ne teče, nakon taloženja i razrjeđivanja. Trajanje vode u njima je 20-30 dana. Kvalitet čišćenja u stajaćim jezerima je veći nego kod serijskih.

Za normalan rad potrebno je voditi računa o optimalnom pH i temperaturi otpadnih voda. Temperatura mora biti najmanje 6 ° C. Zimi ribnjaci ne rade, obično se prazne i mogu se koristiti kao akumulatori. Jednom svake dvije do tri godine preporučuje se oranje dna i biljna vegetacija.

Biološka jezera imaju niske troškove izgradnje i niske operativne troškove, a istovremeno ih karakteriše nizak oksidativni kapacitet, sezonalnost rada, veliki otisak, nekontroliranost, prisutnost zona stagnacije, poteškoće čišćenja.

Čišćenje u biofiltrima

Biofilm raste na biofilterskom punilu, ima pojavu obraza sluzi debljine 1-3 mm i više. Ovaj film se sastoji od bakterija, gljivica, kvasca i drugih organizama. Broj mikroorganizama u biofilmu je manji nego u aktivnom mulju.

Biološki filteri su široko rasprostranjeni za tretman otpadnih voda u domaćinstvima i industriji, a njihov obim protoka je do 30 hiljada m3 / dan.

Biofilteri - postrojenja za veštačku biološku obradu su okruglog ili pravougaonog plana, opterećena materijalom za filtriranje, na čijoj površini se uzgaja biofilm; Izrađeni su od armiranog betona ili cigle. Otpadna voda se filtrira kroz sloj punjenja pokriven filmom mikroorganizama; istrošeni (mrtvi) biofilm je ispran otpadne vode  i uklonjen iz biofiltra.

Prema vrsti materijala za utovar, biofiltri su podijeljeni u dvije kategorije: s nasipnim (granuliranim) i ravnim opterećenjem. Kao zrnato opterećenje koriste se drobljeni kamen, šljunak, šljunak, šljaka, ekspandirana glina, keramički i plastični prsteni, kocke, kuglice, cilindri, itd. Ravno opterećenje je metal, mrežice od tkanine i plastike, rešetke, blokovi, valovite ploče, folije, itd., Često valjane u rolne.

Biofiltri za količinsko punjenje podijeljeni su na kapanje, visoko opterećenje, toranj. Biološki filteri su najjednostavniji u dizajnu, opterećeni materijalom fine frakcije visine 1 m i imaju kapacitet do 1000 m3 / dan, postižu visok stepen pročišćavanja. Kod filtera velikog opterećenja koristi se veća veličina dijelova tereta, a njegova visina je 2-4 m.

Visina utovara u biofiltrima tornja dostiže 8-16 m. Posljednje dvije vrste filtera koriste se za protoke otpadne vode do 50 tisuća m3 / dan za kompletnu i nepotpunu biološku obradu.

Takođe se koriste potopljeni (disk) biofiltri. Oni predstavljaju rezervoar u kojem se nalazi rotirajuća osovina sa diskovima postavljenim na njoj, naizmenično u kontaktu sa otpadnom vodom i vazduhom.

Biotenk-biofilter je tijelo u kojem se nalaze elementi tereta, smješteni u šahovnici. Ovi elementi su izrađeni u obliku polu-cilindara, navodnjavanih odozgo vodom, koji, ispunjavajući elemente za punjenje, teče kroz ivice. Na vanjskim površinama elemenata formira se biofilm, au elementima se formira biomasa koja podsjeća na aktivni mulj. Dizajn pruža visoke performanse i efikasnost čišćenja.

Po principu vazduha koji ulazi u aerirano opterećenje, filteri mogu biti prirodne i prisilne aeracije. Prilikom unosa otpadne vode sa BODF-om\u003e 300 mg / l, kako bi se izbeglo često nasipavanje površine biofiltra, obezbeđuje se recikliranje - vraćanje dela prečišćene vode za razblaživanje sa finom vodom.

Upotreba biofiltera ograničena je mogućnošću njihovog siliranja, smanjenjem oksidacione snage tokom rada, pojavom neugodnih mirisa, teškoćom ravnomjernog povećanja filma.

Čišćenje u spremnicima za prozračivanje

Aerobna biološka obrada velikih količina vode vrši se u aerotankama - pravokutnim u planu armiranobetonskim konstrukcijama sa aktivnim muljem koji slobodno pluta u obimu vode koja se tretira, bio-populacija koja koristi zagađenje otpadnih voda za svoju vitalnu aktivnost.

Aerotank se može klasifikovati po sledećim karakteristikama:

Aerotanke se koriste u ekstremno širokom opsegu otpadnih voda od nekoliko stotina do miliona kubnih metara dnevno.

U aeracionim tankovima, voda i mulj se ubrizgavaju ravnomerno duž dugih zidova koridora aeracije. Potpuno miješanje otpadne vode u njima s mješavinom mulja osigurava izravnavanje koncentracija mulja i brzina biokemijskog procesa oksidacije. Opterećenje zagađenja muljem i brzina oksidacije zagađenja gotovo su nepromijenjeni duž dužine konstrukcije. Oni su najpogodniji za tretman koncentriranih (BPKp do 1000 mg / l) industrijskih otpadnih voda sa značajnim fluktuacijama u njihovoj potrošnji i koncentraciji zagađivača. U spremnicima za aeraciju, voda i mulj se dovode na početak strukture, a smjesa se uklanja na kraju. Aerotenk ima 3-4 koridora. Teoretski, klipni protok bez uzdužnog miješanja. U praksi postoji značajno longitudinalno miješanje. Opterećenje zagađenjem mulja i brzina oksidacije variraju od najviših vrijednosti na početku strukture do najniže na kraju. Takve konstrukcije se koriste ako se osigura dovoljno lako prilagođavanje aktivnog mulja. U aeracionim rezervoarima sa distribuiranim vodovodom duž njegove dužine, opterećenja na mulj smanjuju se i postaju ujednačenija. Takvi objekti se koriste za čišćenje mješavina industrijskih i komunalnih otpadnih voda.

Rad aerotanka je neraskidivo povezan sa normalnim radom sekundarnog pročistača, iz kojeg se povratni mulj kontinuirano pumpa u spremnik za aeraciju. Umjesto sekundarnog pročistača, flotacijska ćelija se može koristiti za odvajanje mulja od vode.

Osnovne tehnološke šeme čišćenja u aerotanku prikazane su na slici 2.

Slika 2 - Osnovne tehnološke šeme prečišćavanja otpadnih voda u aeracionim tankovima. i - jednostepeni aero tank bez regeneracije; b - jednostepeni aeracioni rezervoar sa regeneracijom; u - dvostepeni aero tank bez regeneracije; g - dvostepeni aero tank sa regeneracijom; 1 - snabdijevanje otpadnim vodama; 2 - Azrotec; 3 - ispuštanje smjese mulja; 4 - sekundarni taložnik; 5 - ispuštanje prečišćene vode; 6 - oslobađanje pilinga aktivnog mulja; 7 - pumpna stanica mulja; 8 - isporuka povratnog aktivnog mulja; 9 - oslobađanje viška aktivnog mulja; 10 - regenerator; 11 - otpadne vode nakon prve faze tretmana; 12 - aerotank druge faze; 13 - regenerator druge faze.

U jednoj fazi bez regeneratora, nemoguće je intenzivirati proces obrade otpadnih voda. U prisustvu regeneratora u njemu, oksidacioni procesi završavaju i mulj stiče svoje prvobitne osobine. Dvostupanjska shema primjenjuje se pri visokoj početnoj koncentraciji organskog zagađenja u vodi, kao iu prisustvu supstanci u vodi, čija se brzina oksidacije znatno razlikuje. U prvoj fazi BOD tretmana otpadne vode se smanjuju za 50-70%.

Da bi se osigurao normalan tijek procesa biološke oksidacije, potrebno je kontinuirano dovoditi zrak u spremnik za aeraciju. Tokom aeracije treba obezbediti veliku kontaktnu površinu između vazduha, otpadnih voda i mulja, što je neophodan uslov za efikasno čišćenje.

Sistem aeracije je kompleks objekata i specijalne opreme koji obezbeđuje snabdevanje tečnosti kiseonikom, držanje mulja suspendovanim i stalno mešanje otpadne vode sa muljem. Za većinu tipova spremnika za aeraciju, sistem za aeraciju osigurava istovremenu izvedbu ovih funkcija. Prema metodi disperzije vazduha u vodi, u praksi se koriste tri aeraciona sistema: pneumatski, mehanički i kombinovani.

Prilikom mehaničke aeracije, miješanje se vrši mehaničkim uređajima (miješalice, impeleri, štitovi, itd.), Koji osiguravaju usitnjavanje zračnih mlazova koji se izvlače direktno iz atmosfere rotirajućim dijelovima aeratora (rotora).

Pneumatska aeracija, u kojoj se vazduh ubrizgava u aeracioni rezervoar pod pritiskom, podeljena je u tri vrste u zavisnosti od veličine vazdušnih mehurića: u fini mehur (1-4 mm), srednji mehur (5-10 mm), veliki mehur (više od 10 mm), kao distribucija Uređaji za zrak u sistemu za aeraciju finih mjehurića primjenjuju difuzore od keramike. Plastika, tkanine u obliku filter ploča, cijevi, kupola. Za dobijanje srednje aeracije pora koriste se perforirane cijevi, utori i drugi uređaji. Veliku aeraciju mjehurića stvaraju otvorene cijevi, mlaznice itd.

Moderni avionski tenk je tehnološki fleksibilna struktura koja predstavlja koridorski armiranobetonski spremnik opremljen sistemom aeracije. Radna dubina aero tankera je od 3 do 6 m, a odnos širine koridora prema radnoj dubini je od 1: 1 do 2: 1. Za spremnike za aeraciju i regeneratore, broj sekcija mora biti najmanje dva; sa kapacitetom do 50 hiljada m3 / dan, dodijeljene su 4-6 sekcija, uz veću produktivnost od 8-10 sekcija, svi rade. Svaki dio se sastoji od 2-4 koridora.

Oxycats

Oksikati su postrojenja za biološku obradu u kojima se umjesto zraka koristi tehnički kisik ili zrak obogaćen kisikom.

Glavna razlika između oksigela i aerotanka koji rade u ambijentalnom vazduhu je povećana koncentracija mulja. To je zbog povećane masene razmjene kisika između gasne i tekuće faze.

Konstruktivna shema oksitena je prikazana na slici 3. To je rezervoar kružnog plana sa cilindričnom pregradom, koji razdvaja zonu aeracije od zone segregacije.

Slika 3 - Konstruktivna shema oksitenok

U srednjem dijelu cilindrične pregrade, presjecaju se prozori za premještanje smjese mulja iz zone aeracije u separator mulja, u donjem dijelu - da se mulj dovede u zonu aeracije. Kisik se dovodi u zonu aeracije pomoću turbo aeratora.

Otpadna voda ulazi u zonu aeracije kroz cijev. Pod uticajem glave brzine koju je razvio turbo-aerator, smeša mulja teče kroz prozore u desilter, u kojem se fluid kreće po obodu; kada se to dogodi, intenzivno odvajanje i zbijanje mulja. Pročišćena voda prolazi kroz sloj suspendiranog aktivnog mulja, pročišćava se od raznih zagađivača, ulazi u posudu za sakupljanje i ispušta se kroz cijev. Povratni aktivirani mulj se spiralno spušta i ulazi u komoru za prozračivanje kroz prozore.

Pored razmatranih postrojenja za biološki tretman, za istu namenu mogu se koristiti potopljeni biofiltri, aerotankeri sa agregatima i anaerobni biofilteri. U ovim strukturama, aktivni mulj je djelomično suspendiran, a dijelom u opterećenju koje je pričvršćeno za materijal, tj. Oni zauzimaju međupoložaj između aerotank i biofiltara.

Anaerobne biokemijske metode pročišćavanja

Metode anaerobne dekontaminacije koriste se za fermentaciju padavina nastalih tijekom biokemijske obrade industrijskih otpadnih voda, kao i prvi korak obrade visokokoncentriranih industrijskih otpadnih voda (BOD kompletan 4-5 g / l) koji sadrže organske tvari koje uništavaju anaerobne bakterije u fermentacijskim procesima. U zavisnosti od konačnog tipa proizvoda, razlikuju se sledeće vrste fermentacije: alkohol, propionska kiselina, mlečna kiselina, metan, itd. Finalni proizvodi fermentacije su: alkoholi, kiseline, aceton, fermentacioni gasovi (CO2, H2, CH4).

Fermentacija metana se koristi za tretman otpadnih voda. Ovaj proces je veoma složen i višestepen. Njegov mehanizam nije u potpunosti uspostavljen. Smatra se da se proces fermentacije metana sastoji od dvije faze: kisele i alkalne (ili metana). U kiseloj fazi, od kompleksnih organskih supstanci nastaju niže masne kiseline, alkoholi, aminokiseline, amonijak, glicerin, aceton, vodikov sulfid, ugljični dioksid i vodik. Od ovih intermedijera, metan i ugljen dioksid nastaju u alkalnoj fazi. Pretpostavlja se da su stope transformacija supstanci u kiseloj i alkalnoj fazi iste.

Postupak fermentacije provodi se u digestorima - hermetički zatvorenim spremnicima, kako bi se unio nefermentirani i odvodni fermentirani mulj. Dijagram digestora je prikazan na slici 4.

Slika 4 - Metanakin

Pre serviranja u digestor, sediment treba dehidrirati ako je moguće.

Glavni parametri aerobne digestije su temperatura koja regulira intenzitet procesa, punjenje doze sedimenta i stupanj miješanja. Procesi fermentacije se izvode u mezofilnim (30 - 35 ° C) i termofilnim (50 - 55 ° C) uvjetima. Digestor je armiranobetonski rezervoar sa koničnim dnom, opremljen uređajem za hvatanje i ispušni plin, kao i sa grijačem i miješalicom. Digestori se koriste sa prečnikom do 20 m i korisnom zapreminom do 4000 m3.

Mešanje se vrši mehaničkim mešačima ili hidrauličnim pumpama. Upotreba pumpi za ovu namenu zasniva se na pumpanju donjih slojeva sedimenata na gornje. To dovodi do otpuštanja mase za fermentaciju tokom procesa mešanja, gas se oslobađa. Usis i ispuštanje padavina se vrši uz pomoć pumpi.

Digestori se koriste za mineralizaciju sedimenata domaćih i industrijskih otpadnih voda koje sadrže organske supstance dostupne mikroorganizmima.

Ne može se postići puna digestija organskih supstanci u digestorima. Sve supstance imaju granicu fermentacije, u zavisnosti od njihove hemijske prirode. U proseku, stepen razgradnje organske materije je oko 40%.

Da bi se postigao visok stepen anaerobne digestije, posmatrati što je više moguće. visoka temperatura  proces, koncentracija bez pepela više od 15 g / l, intenzivan stepen mešanja, pH 6.8-7.2. Prisustvo kationa teških metala (bakar, nikal, cink) smanjuje efikasnost fermentacije; višak iona NH4 +, sulfida, nekih organskih jedinjenja, uključujući deterdžente.

Proces fermentacije otpadnih voda provodi se u dvije faze. Istovremeno se dio sedimenta iz drugog digestora vraća u prvi, au prvoj fazi se dobro miješa.

Glavni uslov za rad digestora je prisustvo fermentisanog sedimenta u njemu, koji je obilato naseljen mikroorganizmima prilagođenim ovom zagađenju. Fermentirani sediment dobija se u početnom periodu postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda. Da bi se smanjio startni period, zreli sediment se unosi u zgradu iz radnog digestora ili iz drugih izvora, npr. Iz kanalizacionih šahtova, jer se svježi sediment fermentira vrlo sporo (do 6 mjeseci). U odnosu 2: 1 zrelog sedimenta na svježe, relativno brzo adaptiranje mikroorganizama na ovo zagađenje i naglo smanjenje početnog perioda.

Početni period je praćen kiselom fermentacijom, u kojoj se u tečnom mulju akumuliraju isparljive masne kiseline, pH se smanjuje, a alkalnost nestaje. Sva fermentaciona masa dobija neugodan miris zbog oslobađanja indola, skatola i mercoptana i sive boje. U gasovitoj fazi se pojavljuje sumporovodik, sadržaj metana opada i količina CO2 se povećava.

Propadajući deo kanalizacionog mulja sastoji se uglavnom od ugljenih hidrata, masti i proteina. Budući da su u istim uvjetima, ovi sastojci sedimenta se mineraliziraju različitim brzinama i dosežu različite količine raspadanja. Uzročnici fermentacije metana u digestoru su iste grupe mikroba koje su uključene u mineralizaciju organske materije u dvoslojnom sedimentacijskom spremniku. Samo u digestoru, ovi procesi su intenzivniji zbog činjenice da stvara povoljne uslove za razvoj anaerobne mikroflore.

Najintenzivniji procesi raspadanja javljaju se u termofilnim uslovima. Termofilni mikroorganizmi imaju vrlo energetski metabolizam; procesi osmotske apsorpcije i uklanjanja neželjenih supstanci iz ćelija odvijaju se brže od mezofila. Tokom termofilne fermentacije, razgradnja organske materije dostiže 55 - 65%. Pored toga, pod ovim uslovima dolazi do smrti patogene mikroflore intestinalne grupe.

Procesi razgradnje mogu se ubrzati uvođenjem u fermentacionu masu koncentriranih "biokatalizatora", koji se sastoje od mješavine enzima koje luče bakterije koje razgrađuju organsku materiju.

Prilikom fermentacije u digestorima, iz jednog kubnog metra čvrste faze otpadne tekućine, formira se od 10 do 18 m3 plina, koji u prosjeku sadrži 63-65% metana, 32-34% CO2. Kalorična vrijednost plina je 23 MJ / kg. Spaljuje se u pećima parnih kotlova. Para se koristi za zagrijavanje taloga u digestorima ili u druge svrhe.

Sediment čvrste faze, koji nije uništen tokom fermentacije, sadrži mineralne i organske supstance potrebne za normalan razvoj biljaka, pa se može koristiti kao đubrivo. Osim toga, fermentirani mulj se koristi kao gorivo. Da bi se to postiglo, suši se na slojevima mulja, a zatim formira u brikete za gorivo.

Široko rasprostranjena upotreba biokemijske metode je zbog:

1. Sposobnost uklanjanja iz otpadnih voda raznih organskih i nekih neorganskih spojeva koji su u vodi u otopljenom, koloidnom i nerastvorenom stanju, uključujući toksične;
2. Dizajn hardvera prostate;
3. Relativno niski operativni troškovi;
4. Dubina čišćenja

Nedostaci metode uključuju:

1. Visoki kapitalni troškovi
2. Potreba za strogim pridržavanjem tehnološkog režima čišćenja;
3. Toksično djelovanje na mikroorganizme brojnih organskih i neorganskih spojeva;
4. Potreba za razrjeđivanje otpadnih voda u slučaju visoke koncentracije nečistoća.

Da bi se utvrdila opravdanost snabdijevanja industrijskih otpadnih voda postrojenjima za biokemijsku obradu, utvrđuje se maksimalna koncentracija toksičnih tvari koja ne utječe na procese biokemijske oksidacije i rad postrojenja za tretman. U nedostatku takvih podataka, utvrđena je mogućnost biokemijske oksidacije prema biokemijskom indikatoru: u odnosu BOD, C / COD\u003e 50% supstance je podložno biokemijskoj oksidaciji. Istovremeno je neophodno da otpadne vode ne sadrže toksične materije i nečistoće soli teških metala. Biokemijsko pročišćavanje se smatra kompletnim ako je BODF otpadna voda<20 мг /л и неполной, если БПКп >  20 mg / l.