Biologické čištění odpadních vod
Biologické čištění je jedním z běžně používaných systémů čištění odpadních vod, kde odpadní voda obsahuje biologicky rozložitelný materiál. Pojďme se na tento způsob čištění odpadních vod podívat blíže.
Biologické čištění odpadních vod je proces odstraňování organických látek působením bakterií. V důsledku působení mikroorganismů dochází k rozkladu organických zbytků, za uvolnění dusíku a fosforu na anorganické sloučeniny.
1. Dusík, který je nezbytnou složkou aminokyselin, bílkovin a dalších organických sloučenin, se převádí do formy ve vodě rozpustných solí, dusičnanů a dusitanů.
2. Fosfor, který je součástí buněk, stejně jako lipidy a proteiny, vzniká při purifikační reakci, zatímco ortofosfáty a hydrofosfáty, špatně rozpustné ve vodě, se vysrážejí ve formě rozptýleného sedimentu.
Hlavní charakteristikou těchto organických polutantů je ukazatel BSK, který je zkratkou pro „biochemickou spotřebu kyslíku“ a charakterizuje přítomnost a spotřebu rozpuštěného kyslíku v odpadní vodě při teplotě 20 °C za určité časové období. Tato metoda analýzy duplikuje procesy snižování koncentrace rozpuštěného kyslíku při znečištění odpadních vod v důsledku probíhajících reakcí biologické oxidace organických zbytků. Existují dvě nejčastěji používané odrůdy:
- PONORNÉ VZDUCHOVACÍ SYSTÉMY
- VZDUCHOVÉ SYSTÉMY PROVZDUŠŇOVÁNÍ VZDUCHU
- AEROTANK
Číslo „5“ znamená stanovení poklesu úrovně koncentrace kyslíku během pěti dnů, to znamená obecnou tendenci poklesu množství O2, a znak „plný“ označuje stanovení množství tohoto oxidačního činidla, které trvá až do úplného zastavení biologického oxidačního procesu a jeho provedení trvá 20 dní, protože tato doba je považována za dostatečnou pro spolehlivou analýzu, i když se v některých případech rovná znečištěné vodě 30 dní, zvláště znečištěné vody jsou považovány za XNUMX.
Existence těchto dvou typů stanovení BSK je způsobena významným vlivem velikosti částic podléhajících oxidaci. Pokud významně překračují velikost mikroorganismů, měla by být pro získání přesných výsledků provedena úplná BSK.
Další metodou analýzy, která odhaduje možnou rychlost poklesu koncentrace kyslíku, je stanovení CHSK, tedy chemické spotřeby kyslíku. Tato hodnota je určena množstvím kyslíku potřebného pro úplnou oxidaci jednoho litru odpadní vody. V tomto případě se bere v úvahu nejen přítomnost organických látek, ale i aktivních anorganických látek, které také spotřebovávají přicházející kyslík, takže je jasné, že hodnota CHSK bude vždy vyšší než BSK. Tyto metody dohromady umožňují posoudit celkovou úroveň znečištění odpadních vod. Pro úplnější rozbor je stanoven i obsah organického dusíku a fosforu.
Kritériem kvality a rychlosti biologického čištění odpadních vod je poměr CHSK a BSK celkem, stanovený při analýze vzorků. Čím je větší, tím je proces čištění efektivnější. Předpokládá se, že by neměl být menší než 0,4 a optimální poměr je 0,75. Existují dva způsoby biologického čištění: aerobní, při kterém probíhá oxidační proces za účasti kyslíku, a anaerobní, které probíhá v prostředí bez kyslíku.
Aerobní biologická léčba
Aerobní proces rozkladu organické hmoty spočívá v jejím rozkladu na oxid uhličitý a vodu, ke kterému dochází při výrazném nárůstu organické biomasy a uvolňování tepla. Při tomto rozkladu organické hmoty, která je obsahuje, vznikají také sloučeniny fosforu a dusíku. Proces je poměrně rychlý, protože více než polovina uvolněného tepla se spotřebuje na růst biomateriálu.
Anaerobní biologické čištění
Anaerobní rozklad probíhá bez účasti vzduchu a spočívá v rozkladu organických sloučenin na metan a oxid uhličitý, ke kterému dochází za uvolňování tepla, a je také doprovázen růstem mikroorganismů. Modelem pro průběh tohoto procesu může být uvolňování bahenních plynů, tedy vlastně „metanových“ bublin, vyplavujících na povrch z bezvzduchové vrstvy. Převážná část uvolněné energie jde do tvorby metanu, což vede k poměrně pomalému nárůstu mikrobiální biomasy, takže aby byl tento proces účinný, jsou v počátečním roztoku zapotřebí vysoké koncentrace živin.
Čištění odpadních vod je známé již z dob egyptských dynastií, rozkvětu řeckých megapolí a vlády Svaté říše římské. Odtud pochází výraz „cloaca“ – z latiny cloaca, což znamená kanál pro odvádění odpadních vod a zároveň nádobu na jejich usazování. Vlivem mikroorganismů se znečišťující organická hmota po určitou dobu rozložila a teprve poté byl odpad vypuštěn do řeky. Během středověku vedlo opuštění takových struktur k nárůstu epidemií smrtelných nemocí, což způsobilo výrazné snížení celkové evropské populace.
Vynález splachovacích kanalizací v Anglii na počátku devatenáctého století podnítil vývoj opatření k čištění odpadních vod, aby se zabránilo jejich mísení se zdroji pitné vody. Na počátku dvacátého století byly zahájeny intenzivní projekty čištění domácích a průmyslových odpadních vod, které zahrnovaly také usazovací nádrže s nuceným oběhem vzduchu, které jsou prototypy moderních aerobních systémů čištění.
Pro více informací kontaktujte naše specialisty telefonicky
+7 (495) 268-0242, nebo mail [email protected], pomohou s výběrem potřebného vybavení, které bude splňovat vaše požadavky jak z hlediska technických vlastností, tak z hlediska ceny.
- Druhy technických plastů. Polyarylethersulfony (PAES). Část 12
- Typy norem plastových trubek. ISO 4435:2003. Část 4
- Výběr topných trubek: typy trubek a instalační vlastnosti
- Metody odstraňování povrchově aktivních látek z odpadních vod
- Typy norem plastových trubek. ISO-TR-4191: 2014. Část 5
čištění odpadních vod, soubor technologických postupů, které zajišťují změnu složení odpadních vod (domácích, komunálních, průmyslových) za účelem ochrany vodních ploch před znečištěním, jakož i pro opětovné využití vyčištěných průmyslových odpadních vod.
Metody čištění
Podle použitých metod se čištění odpadních vod dělí na mechanické, fyzikálně-chemické a biologické. Při procesu čištění odpadních vod vznikají usazeniny, které podléhají dezinfekci, dehydrataci a vysušení. Následná likvidace usazenin je možná. Pokud podmínky pro vypouštění odpadních vod do nádrže vyžadují vyšší stupeň čištění, pak po úplném biologickém čištění odpadních vod procházejí hloubkovým čištěním a dezinfekcí.
Mechanické čištění
Mechanické čistírny odpadních vod jsou navrženy tak, aby zadržovaly nerozpuštěné nečistoty. Patří sem rošty (síta), lapače písku atd. primární usazovací nádrže a filtry. Síta (síta) se používají k odstranění velkých organických a minerálních nečistot z odpadních vod. Lapače písku se používají k separaci minerálních nečistot, především písku. Sedimentační nádrže (hlavně horizontální nebo radiální provedení) zadržují usazené a plovoucí nečistoty.
K čištění průmyslových odpadních vod obsahujících specifické nečistoty se používají lapače tuků, lapače oleje, lapače oleje a dehtu atd.
Ve fázi mechanického čištění odpadních vod se provádí primární (předběžné) čištění odpadních vod vstupujících do čistíren za účelem jejich přípravy na biologické čištění. Mechanické čištění komunálních odpadních vod dokáže zadržet až 60 % nerozpuštěných nečistot.
Fyzikálně-chemické čištění
Fyzikálně chemické metody čištění odpadních vod se používají především pro čištění průmyslových odpadních vod. Mezi tyto metody patří:
- čištění činidel;
- sorpce;
- extrakce;
- vypařování;
- odplyňování;
- iontová výměna;
- ozonizace;
- elektroflotace;
- chlorace;
- elektrodialýza atd.
Biologická léčba
Biologické (biochemické) metody čištění odpadních vod jsou založeny na využití charakteristik vitální aktivity mikroorganismů, které mineralizují (oxidují) rozpuštěné organické sloučeniny, které jsou zdrojem výživy pro mikroorganismy. Biologické čištění se provádí jak v podmínkách blízkých přírodním (filtrační pole a tzv. biologické rybníky), tak v uměle vytvořených strukturách (aerační nádrže, biofiltry).
Hloubkové čištění
Účelem hloubkového čištění je snížit:
- koncentrace nerozpuštěných látek, které nelze odstranit metodami mechanického čištění;
- hodnoty chemické a biochemické spotřeby kyslíku (CHSK a BSK) pro oxidaci organických polutantů obsažených ve vodě.
Filtry různých provedení jsou široce používány jako hloubková čistírna odpadních vod (především od suspendovaných nečistot). K odstranění rozpuštěných organických látek se používají sorpční, biosorpční, ozonizační a další jednotky. Hloubkové čištění odpadních vod od sloučenin dusíku a fosforu lze provádět pomocí fyzikálně-chemických a biologických metod.
Dezinfekce
Dezinfekce je poslední fází úpravy před vypuštěním vody do nádrže. Nejběžnějším způsobem dezinfekce je chlorace vody. Odpadní vody je možné dezinfikovat ozonem; Používají se také baktericidní UV lampy.
Likvidace sedimentů
Úprava kalu z odpadních vod zahrnuje snížení jeho vlhkosti a zmenšení jeho objemu; během procesu čištění se kal dezinfikuje. Znečišťující látky zachycené rošty jsou buď odstraněny z prostor čistíren, nebo rozdrceny a zpracovány spolu se sedimentem z usazovacích nádrží.
Písek z lapačů písku je ve speciálních (pískových) prostorách dehydratován a je také odstraněn nebo vymýván od organických nečistot. Poté se suší a používá se při plánovacích pracích.
Sediment z primárních a sekundárních usazovacích nádrží po biofiltrech a také (částečně) po provzdušňovacích nádržích je odváděn do metanových nádrží, ve kterých dochází k mineralizaci organických látek působením anaerobních mikroorganismů. Dalšího snížení obsahu srážkové vlhkosti se dosahuje v mechanických zařízeních – vakuové filtry, kalolisy, odstředivky.
Pro odvodnění (vysušení) kalu fermentovaného v metanových nádržích v přírodních podmínkách se budují odkaliště – zarovnané plochy pozemku obklopené hliněnými náspy, podél kterých je položena síť gravitačních distribučních skluzů (méně často potrubí) pro periodické přivádění kalu.
Technologická schémata čištění
Pro spotřebu odpadních vod od 50 tis. m3/den do 3 mil. m3/den a více se používá technologické schéma čistírny s biologickým čištěním v aeračních nádržích. Pro zintenzivnění sedimentace suspendovaných látek před primárními usazovacími nádržemi lze použít preaerátory, do kterých je přiváděna určitá část přebytečného aktivovaného kalu jako bioflokulátor. Surový kal z primárních usazovacích nádrží vstupuje do metanových nádrží a po fermentaci je odeslán k mechanické dehydrataci do vakuových filtrů nebo kalolisů. Odvodněný kal lze tepelně vysušit a použít jako hnojivo.
Při nižší spotřebě odpadních vod (kolem 10–20 tis. m3/den) se pro biologické čištění obvykle používají technologická schémata s biofiltry.
Pro čištění domovních odpadních vod z lokálních kanalizací při průtokech 0,4–25 m3/den se septiky obvykle používají ve formě jedno-, dvou- nebo tříkomorových usazovacích nádrží z betonových nebo železobetonových skruží, jakož i kovových nebo plastových nádob s následným biologickým čištěním na filtračním loži (písek, štěrk, drť až 90 % pevných částic, BOD, 30 % pevných látek, XNUMX % BOD), čímž se snižuje koncentrace BOD na XNUMX %. Kal z usazovacích komor je odčerpáván a odváděn do odvodňovacích stanic nebo do kalových prostor. Existují i provedení dvojčinných usazovacích nádrží, které kromě zachycování nečistot také fermentují zachycený zbytek – dvoupatrová usazovací nádrž.
Yu. V. Voronov. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2014.
Publikováno 26. dubna 2023 v 11:22 (GMT+3). Naposledy aktualizováno 26. dubna 2023 v 11:22 (GMT+3). Kontaktujte redakci