Autor: Kate
Email: kate@aquasust.com
Datum: 18. novembar 2024
Trenutno reprezentativni procesi u primjeni biološkog tretmana otpadnih voda uglavnom uključuju proces aktivnog mulja i proces biofilma. Zatim će se, na osnovu dugogodišnje proizvodne prakse i teorijske studije, analizirati i uporediti dvije procesne metode.
Proces aktivnog mulja
Proces i princip
Tipičan proces aktivnog mulja sastoji se od rezervoara za aeraciju, taložnika, sistema za vraćanje mulja i sistema za uklanjanje viška mulja.
Kanalizacija i vraćeni aktivni mulj zajedno ulaze u rezervoar za aeraciju i formiraju mješovitu tekućinu. Komprimirani zrak koji se šalje iz vazdušne kompresorske stanice ulazi u kanalizaciju u obliku malih mjehurića kroz uređaj za difuziju zraka koji se nalazi na dnu aeracione posude, s ciljem povećanja sadržaja otopljenog kisika u kanalizaciji i zadržavanja miješane tekućine u kanalizaciji. stanje nasilne uznemirenosti i suspendovanog stanja. Otopljeni kisik, aktivni mulj i kanalizacija su u potpunosti pomiješani i u kontaktu jedni s drugima, omogućavajući da se reakcija aktivnog mulja odvija normalno.
U prvoj fazi, organski zagađivači u kanalizaciji se adsorbiraju na površini zoogloe česticama aktivnog mulja zbog velike površine i polisaharidnih viskoznih tvari. Istovremeno se neke makromolekularne organske tvari razlažu na male molekularne organske tvari pod djelovanjem ekstracelularnih enzima bakterija.
U drugoj fazi, mikroorganizmi apsorbiraju ove organske tvari te ih oksidiraju i razgrađuju pod dovoljnim uvjetima kisika da stvore ugljični dioksid i vodu, od kojih se dio koristi za vlastitu proliferaciju i reprodukciju. Rezultat reakcije aktivnog mulja je da se organski zagađivači u kanalizaciji razgrađuju i uklanjaju, sam aktivni mulj se razmnožava i raste, a kanalizacija se pročišćava. Pomešana tečnost nakon prečišćavanja aktivnim muljem ulazi u sekundarni taložnik, gde se suspendovani aktivni mulj i druge čvrste supstance u mešanoj tečnosti talože i odvajaju od vode. Pročišćena kanalizacija se ispušta kao prečišćena voda. Mulj koncentriran taloženjem se ispušta sa dna taložnika, od čega se većina vraća u rezervoar za aeraciju kao inokulacioni mulj kako bi se osigurala koncentracija suspendovane čvrste supstance i koncentracija mikroba u rezervoaru za aeraciju; proliferirani mikroorganizmi se ispuštaju iz sistema kao "višak mulja". Zapravo, zagađivači se uglavnom prenose iz kanalizacije u ovaj višak mulja.
Princip procesa aktivnog mulja može se slikovito izraziti kao: mikroorganizmi "jedu" organsku materiju u kanalizaciji, pretvarajući kanalizaciju u čistu vodu. U suštini, sličan je prirodnom procesu samopročišćavanja vodnih tijela, osim što kroz umjetno poboljšanje, učinak pročišćavanja kanalizacije je bolji.
Biofilmski proces
Biofilm proces Vrste procesa.
Mokri tip: biološki filter, biološki toranj, biološki gramofon.
Potopljeni tip: kontaktna oksidacija, filterski materijal potopljen u filter rezervoar.
Tip fluidiziranog sloja: biološki aktivni ugljen, pješčani medij suspendovan i teče u rezervoaru.
Princip: Budući da kućna kanalizacija sadrži veliku količinu organskih komponenti, proces biofilma se oslanja na mikrobni film fiksiran na površini nosača da razgradi organsku materiju. Budući da se mikrobne stanice mogu gotovo čvrsto vezati, rasti i razmnožavati na bilo kojoj pogodnoj nosivoj površini u vodenom okruženju, ekstracelularni polimeri koji se protežu iz stanica uzrokuju da mikrobne stanice formiraju vlaknastu strukturu zapetljanja. Stoga biofilm obično ima poroznu strukturu i jaka svojstva adsorpcije.
Biofilm prianja na površinu nosača i visoko je hidrofilna supstanca. Pod uslovom neprekidnog protoka kanalizacije, sa spoljne strane uvek postoji vezan vodeni sloj.
Biofilm je također vrlo gusta supstanca mikroorganizama. Veliki broj mikroorganizama i mikroživotinja raste i razmnožava se na površini i unutar membrane, formirajući lanac ishrane sastavljen od organskih zagađivača → bakterija → protozoa (metazoa).
Biofilm se sastoji od bakterija, gljivica, algi, protozoa, metazoa i nekih drugih vidljivih bioloških zajednica. Kada kanalizacija teče preko površine nosača, organski zagađivači u kanalizaciji se adsorbiraju od strane mikroorganizama u biofilmu, a kisik difundira u biofilm. Biorazgradnja i drugi efekti se javljaju u membrani kako bi se završila degradacija organske tvari.
Površinski sloj biofilma su aerobni i fakultativni aerobni mikroorganizmi, dok je unutrašnji sloj biofilma često u anaerobnom stanju. Kada se biofilm postepeno zgušnjava i debljina anaerobnog sloja premašuje onu aerobnog sloja, to će dovesti do osipanja biofilma, a novi biofilm će se regenerisati na površini nosača. Kroz periodično obnavljanje biofilma održava se normalan rad biofilm reaktora.
Obnavljanje i uklanjanje biofilma. Održavanje normalnog rada biofilm reaktora važan je dio obnove i odbacivanja biofilma. Površinski sloj biofilma su aerobni i fakultativni aerobni mikroorganizmi, dok je unutrašnji sloj biofilma često u anaerobnom stanju. Kada se biofilm postepeno zgušnjava i debljina anaerobnog sloja premašuje onu aerobnog sloja, to će dovesti do osipanja biofilma, a novi biofilm će se regenerisati na površini nosača.
Proces obnavljanja i osipanja je sljedeći:
Prvo, proces izgleda anaerobne membrane:
Jedan je biofilm;
Drugi je da opšta debljina zrelog biofilma nastavlja da raste, a unutrašnji deo gde kiseonik ne može da prodre će se promeniti u anaerobno stanje; oba se sastoje od anaerobne membrane i aerobne membrane;
Treće je da je aerobna membrana glavno mjesto za razgradnju organske tvari, a ukupna debljina je 2 mm.
Drugo, proces zadebljanja anaerobne membrane:
Jedan je povećanje anaerobnih metabolita, što dovodi do neravnoteže između anaerobne membrane i aerobne membrane;
Drugi je kontinuirani izlazak plinovitih produkata, što slabi sposobnost prianjanja biofilma na punilo;
Treće je da postane stari biofilm, koji ima lošu funkciju pročišćavanja i lako se otpada.
Treće, ažuriranje biofilma:
Jedan je odvajanje stare membrane, a novi biofilm će ponovo rasti;
Drugi je da je funkcija pročišćavanja novog biofilma jača.
Poređenje procesa aktivnog mulja i procesa biofilma
Prednosti i nedostaci procesa aktivnog mulja.
U sekundarnom biološkom tretmanu urbane kućne kanalizacije već duže vrijeme uglavnom se koristi proces aktivnog mulja, koji je trenutno najrašireniji proces sekundarnog biološkog tretmana u svijetu. Ima sljedeće karakteristike:
Prvo, korišćenjem tradicionalnog procesa aktivnog mulja, troškovi kapitalne izgradnje, operativni troškovi, potrošnja energije su često visoki, upravljanje je složenije i sklono je nagomilavanju mulja; procesna oprema ne može zadovoljiti zahtjeve visoke efikasnosti i niske potrošnje.
Drugo, uz kontinuirano pooštravanje standarda za ispuštanje kanalizacije, postavljaju se veći zahtjevi za ispuštanje nutrijenata kao što su dušik i fosfor u kanalizaciju. Tradicionalni procesi pročišćavanja otpadnih voda s funkcijama uklanjanja dušika i fosfora uglavnom koriste proces aktivnog mulja, često zahtijevajući više anaerobnih i aerobnih reakcionih rezervoara da budu povezani u seriju kako bi se formirao višestepeni reakcioni rezervoar i povećanje unutrašnje cirkulacije kako bi se postigla svrha dušika. i uklanjanje fosfora, što će povećati kapitalna ulaganja i potrošnju energije, te učiniti rad i upravljanje složenijim.
Treće, proces aktivnog mulja stvara veliku količinu viška mulja, što zahtijeva tretman detoksikacije mulja, povećavajući ulaganje.
Prednosti i nedostaci procesa biofilma.
Proces biofilma je također uobičajena metoda za sekundarni biološki tretman gradske kanalizacije. U poređenju sa procesom aktivnog mulja, ima sledeće karakteristike:
Prvo, biofilm ima snažnu prilagodljivost promjenama u kvalitetu i količini kanalizacije, lako se njime upravlja i neće doći do nagomilavanja mulja.
Drugo, mikroorganizmi su fiksirani na površini nosača, a mikroorganizmi s dužim vremenom generiranja također se mogu razmnožavati. Biološka faza je obilnija, stabilnija i stvara manje viška mulja.
Treće, može tretirati kanalizaciju niske koncentracije. Osim toga, nedostaci procesa biofilma su to što nosač biofilma povećava investiciju u sistem; specifična površina nosećeg materijala je mala, reakcioni uređaj ima ograničenu zapreminu i nisku prostornu efikasnost, a efikasnost tretmana je niža od one u procesu aktivnog mulja pri tretmanu gradske kanalizacije; količinu mikroorganizama vezanih za čvrstu površinu teško je kontrolisati, a fleksibilnost rada je loša; za opskrbu kisikom koristi se prirodna ventilacija, koja nije dovoljna kao dovod aktivnog mulja, a podložni su i anaerobnim uvjetima.