Anaerobe Abwasserbehandlung

Anaerobe Reinigung ist anaerob (in Abwesenheit von Sauerstoff) zweistufiger Prozess der biochemischen Umwandlung der organischen Verschmutzung von Abwasser in Methan und Kohlendioxid. Unter Einwirkung von Bakterien werden zunächst organische Substanzen zu einfachen organischen Säuren fermentiert (saure Phase), in der zweiten Phase dienen diese Säuren bereits als Nahrungsquelle für methanbildende Bakterien (alkalische Phase).

Die Hauptreaktion der Methanbildung:

Wo ist H?2A - organische Substanz, die H enthält2.

Methan kann durch den Abbau von Essigsäure gebildet werden:

Unter bestimmten Bedingungen kann Ammoniak auch das Endprodukt sein.

Methanbakterien reagieren sehr empfindlich auf Schwankungen externer Faktoren. Dieser Umstand verursacht weniger Flexibilität und Stabilität des anaeroben Prozesses als der aerobe Prozess und erfordert eine strenge Kontrolle und Einstellung der Eingangsparameter des Abwassers. Als optimal im Apparat gelten: Temperatur 30-35 0 C, pH 6.8-7.2, RV-Potential des Mediums ≈-0.25.

Anaerobe Behandlung kann genug konzentrierte Abwässer aus BSB sein5 nicht weniger als 500-1000 g / m 3. Anaerobe Vorrichtungen sind im Aufbau komplizierter als Aerotanks und in der Konstruktion teurer.

In der Regel werden anaerobe Anlagen zur Fermentation von Sedimenten aus Vorklärbecken und überschüssigen Belebtschlamm aerober biochemischer Systeme zur Behandlung von häuslichem Abwasser und deren Gemischen mit Industrieabfällen eingesetzt.

Der Zersetzungsgrad der organischen Verbindungen beträgt 40-50%.

Ein- und zweistufige Reinigungssysteme und verschiedene Arten von Reaktoren werden vorgeschlagen und verwendet.

In einem zweistufigen System (Abb.) Ist die erste Struktur eine kontinuierliche kontinuierliche Biostation mit vollständiger Mischung, die zweite Struktur kann verwendet werden, um Feststoffe zu trennen und zu konzentrieren (septische Tanks, Zentrifugen, etc. können auch diese Funktion erfüllen).

Abb. Zweistufiges anaerobes Zersetzungssystem (a): 1 - Abfalleintrag;

2 - Gasauslass; 3 - Schlammgemisch; 4 - flüssiger Abfluss; 5 - Suspension; 6 - Rücklaufschlamm;

7 - Gerät zum Mischen; 8 - Düse (Substrat)

In solchen Systemen ist es möglich, einen Teil des Sediments von der zweiten Stufe in die erste Stufe zurückzuführen (rezirkulieren), um die Dosis biologisch aktiver Mikroorganismen darin zu erhöhen und den Prozess zu intensivieren. Die Verwendung von herkömmlichen Klärgruben in der zweiten Stufe ist jedoch nur unter der Bedingung der Vorentgasung des Stroms der ersten Stufe möglich, da die Gasentwicklung das Absetzen verhindert. Daher werden zweistufige Systeme hauptsächlich für die partielle Trennung von zwei Stufen der anaeroben Behandlung verwendet: die Produktion von flüchtigen organischen Säuren und die Methan-Fermentation.

Die anaerobe Apparatur wird hauptsächlich von Fermentern verwendet - Strukturen, die nach dem Prinzip eines Reaktors mit vollständiger Durchmischung arbeiten.

Abb. Methentank: 1 - Tankdeckel zum Sammeln von Gas; 2 - Gasrohrleitung vom Tankdeckel; 3 - Propellerrührer; 4 - Pipeline für die Beladung (z. B. Rohschlamm und Belebtschlamm); 5 - Rohrleitungen zum Entfernen von Schlammwasser oder Ablassen von fermentiertem Sediment aus verschiedenen Ebenen; 6 - Dampfzufuhrinjektor zum Erhitzen des Inhalts des Kochers und Mischen; 7 - Entladen einer Suspension von Festphasenfermentationsprodukten (z. B. fermentierten Schlamm) in der Pipeline; 8 - Zirkulationsrohr; 9 - Rohrleitung zum Entleeren des Faulbehälters

Unterscheiden Sie zwischen Faulbehältern von offenen und geschlossenen Typen (letztere - mit einem harten oder schwimmenden Boden).

In einer Struktur mit einer festen starren Überlappung (Abb.), Wird der Pegel der fermentierenden Masse über der Basis des Halses gehalten, da in diesem Fall der Massenspiegel klein ist, die Intensität der Abgase groß ist und keine Kruste gebildet wird. Um den Prozess zu beschleunigen, wird die Masse gerührt und auf 30-40 ° C (mit mesophiler Verdauung) mit schwachem Frischdampf (0,2-0,46 MPa) erhitzt. Die Hauptumwälzung im Fermenter erfolgt durch einen Propellerrührer.

Typische Faulbehälter haben ein nutzbares Volumen von einem Tank 1000-3000 m 3. Herkömmlicherweise ist dieses Volumen in vier Teile mit unterschiedlichen Funktionen unterteilt: das Volumen für die Bildung einer schwimmenden Kruste, das Volumen für Schlammwasser, das Volumen für die eigentliche Fermentation, das Volumen für die Verdichtung und zusätzliche Stabilisierung des Sediments während der Lagerung (bis zu 60 Tagen).

Die maximal mögliche tägliche Beladungsdosis (in m 3 / Tag pro 1 m 3 Apparat) wird durch die Tatsache bestimmt, dass eine Zunahme dieser Dosis eine übermäßige Entladung mit Ausfluss aus der Konstruktion aktiver Bakterienzellen über ihr Wachstum verursacht und nach einer gewissen Zeit wird es nicht genügend aktive Organismen in dem System geben.

Nachteile anaerober Systeme: geringe Wachstumsrate von Mikroben, hohe Aufenthaltsdauer von biologisch aktiven Substanzen in Strukturen (2-6 Tage).

Vorteile der Methode: minimale Bildung von biologisch aktiven Feststoffen, Produktion von nützlichen Produkten (brennbares Gas 65% Methan und 33% Kohlendioxid, fermentierter Schlamm).

Drei Arten von Strukturen werden verwendet, um den Rohschlamm zu verarbeiten und zu vergären: 1) Klärgruben (Klärgruben); 2) Kojensedimentationstanks (Emscher); 3) Kocher.

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Hallo! Praktisch alle Arten von Abwasser werden biologisch saniert. Für diese Art der Filtration werden spezielle Bedingungen geschaffen, bei denen spezielle Mikroorganismen verschiedene organische Substanzen zersetzen und verarbeiten, die Wasser verschmutzen.

Eine der populärsten Methoden einer solchen Behandlung ist der anaerobe Prozess, dh das Reinigen ohne Luft. Diese Reinigung erfolgt in speziellen Klärgruben, sogenannten Klärgruben.

Die anaerobe Behandlung in Klärgruben dient hauptsächlich zur Entfernung von Schlamm, Schlamm und anderen Verunreinigungen aus dem Abwasser sowie zur Verarbeitung anderer Arten von Schlamm und festen Abfallstoffen. Klärgruben selbst sind versiegelte horizontale horizontale Tanks, an deren Boden sich ein Niederschlag bildet, der aus festen Partikeln besteht. Anschließend wird es mit anaeroben Mikroorganismen verrotten und zerfallen.

Die Hauptaufgabe der Klärgrube besteht darin, lösliche Partikel in der Flüssigkeit von unlöslichen zu trennen und Verunreinigungen durch anaerobe Bakterien zu zersetzen. Der unbestreitbare Vorteil der anaeroben Behandlung in Klärgruben ist die geringe Bildung von Biomasse verschiedener schädlicher Mikroben. Diese Art der anaeroben Behandlung ist bei einem ausreichend niedrigen Grundwasserniveau sinnvoller.

Anaerobe Reinigung in Klärgruben besteht aus zwei Phasen der Fermentation von Abwasser. Dies ist saure und alkalische Fermentation.

Die saure Gärung findet in der Klärgrube während ihrer anfänglichen Füllung statt, wenn das Abwasser nicht mit fermentiertem Schlamm kontaminiert ist. Dieses Stadium ist durch die Bildung von unangenehmen Geruchsgasen gekennzeichnet. Die Entschlammung geht mit gelb-grauen Ablagerungen einher, die in der Luft nicht gut trocknen. Schlamm schwimmt meistens mit Gas an die Oberfläche.
Die Gase, die während der Säuregärung freigesetzt werden, verdrängen den Sauerstoff und füllen die Klärgrube allmählich, wodurch sich anaerobe Bakterien aktiv entwickeln. Dies deutet darauf hin, dass die zweite Stufe der Reinigung begonnen hat - alkalische Fermentation.

Die alkalische Gärung wird auch als Methan bezeichnet, da der Hauptanteil der Gase in der Klärgrube Methan ist. Während der alkalischen Fermentation fehlt die Bildung von stinkenden Gasen, außerdem zeichnet sich dieser Prozess durch einen eher schnellen Verlauf aus und das Schlammvolumen nimmt signifikant ab. Gleichzeitig hat Schluff eine dunkle Farbe und trocknet schnell in der Luft.

Für eine vollständigere Zersetzung von Schlamm werden spezielle Arten von anaeroben Bakterienstämmen verwendet. Dies ermöglicht den vollständigen Zerfall aller Verunreinigungen. Bei der anaeroben Fermentation läuft außerdem das Absterben von pathogenen Mikroorganismen schneller ab, wodurch ein hochwertigerer Niederschlag entsteht, der in der Landwirtschaft als organischer Dünger aktiv genutzt wird.

Das Volumen der Faulgruben hängt direkt vom Wasserverbrauch ab. Wenn zum Beispiel der Wasserverbrauch 250 Liter pro Tag beträgt, sollte das Mindestvolumen der Klärgrube gleich 3 Kubikmeter sein. Traditionell werden Klärgruben aus Stein-, Rot- oder Betonringen mit einer Wandstärke von mindestens 12 Zentimetern hergestellt. Und heute werden Kunststoff-, Polyethylen-, Polypropylen- und Verbundglasbehälter zunehmend populär. Das Material wird aufgrund all seiner technischen Eigenschaften ausgewählt: mechanische Beständigkeit gegen Druck, Korrosionsanfälligkeit, Steifigkeit und Festigkeit. Die Form des Faulbehälters kann unterschiedlich sein, aber die beste Form ist der Umfang, da die runden Wände den Druck des Bodens am gleichmäßigsten verteilen.

Es ist auch erwähnenswert, dass diese Methode trotz aller Vorteile der anaeroben Reinigung immer noch ihre kleinen Nachteile hat. Dazu gehören niedrige Fermentations- und Recyclingraten, die Gefahr der Methanfreisetzung, besondere Empfindlichkeit gegenüber Schwermetallen sowie die Anreicherung von Abwässern mit Ammoniumstickstoff.

Es muss gesagt werden, dass heute eine Reinigung ohne Nährstoffe möglich ist und alle Bedingungen geschaffen wurden, um das Abfallvolumen zu reduzieren. Die anaerobe Methode der Wasseraufbereitung in Klärgruben ist die produktivste und vielversprechendste, da ihre Umsetzung ein Minimum an Ausrüstung im Betrieb erfordert und es keine Probleme mit der Entsorgung von Abfall gibt. Dies wiederum bringt unbestreitbare wirtschaftliche Vorteile und hohe Reinigungsraten.

Abwasser

In den letzten Jahren ist das Thema Umweltschutz dringlicher denn je geworden. Eines der wichtigen Themen in diesem Thema ist die Abwasserbehandlung, bevor sie in nahegelegene Gewässer eingeleitet werden. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, kann eine biologische Abwasserbehandlung sein. Das Wesen einer solchen Reinigung ist die Spaltung von organischen Verbindungen mit Hilfe von Mikroorganismen zu den Endprodukten, nämlich Wasser, Kohlendioxid, Nitritsulfatierung usw.

Die vollständigste Behandlung von industriellem Abwasser, das organische Substanzen in gelöstem Zustand enthält, wird durch eine biologische Methode erreicht. In diesem Fall werden die gleichen Prozesse wie bei der Reinigung von Wasser-aeroben und anaeroben Wasser verwendet.

Für die aerobe Reinigung werden Aerotanks verschiedener Designmodifikationen verwendet, Oxycate, Filtertanks, Flotationszellen, Biodisken und biologische Erze.

Bei dem anaeroben Verfahren für hochkonzentriertes Abwasser, das als erste Stufe der biologischen Behandlung verwendet wird, dienen die Faulbehälter als Hauptstruktur.

Aerobe Methode basierend auf der Verwendung von aeroben Gruppen von Organismen für die Lebensdauer von denen erfordert eine konstante Strömung von O2 und einer Temperatur von 20 bis 40 C. Mikroorganismen werden in Belebtschlamm oder Biofilm kultiviert.

Belebtschlamm besteht aus lebenden Organismen und einem festen Substrat. Lebende Organismen werden durch Ansammlungen von Bakterien, Protozoen, Würmern, Schimmelpilzen, Hefen und selten - Larven von Insekten, Krebstieren und Algen - dargestellt. Der Biofilm wächst auf Biofilterfüllern und hat das Aussehen von Schleimablagerungen mit einer Dicke von 1-3 mm und mehr. Die Prozesse der aeroben Behandlung von Abwasser gehen in Anlagen genannt Aerotanks.

Abb.1. Aerotank Arbeitsmuster

Aerotank Arbeitsmuster

1 - zirkulierender Belebtschlamm; 2 - überschüssiger Belebtschlamm;

3 - Pumpstation; 4 - Nachklärbecken;

5 - Aerotank; 6 - Vorklärbecken

Aero-Tanks sind eher tief (von 3 bis 6 m) Tanks mit Geräten zur Belüftung ausgestattet. Hier leben Kolonien von Mikroorganismen (auf flockigen Strukturen von Belebtschlamm), die organische Substanz spalten. Nach den Belebungsbecken gelangt das gereinigte Wasser in die Klärgruben, wo eine Sedimentation des Belebtschlamms für die anschließende Teilrückführung in den Belebungsbecken erfolgt. Darüber hinaus sind in solchen Anlagen spezielle Tanks angeordnet, in denen der Schlamm "ruht" (regeneriert wird).

Ein wichtiges Merkmal des Zapfwellenbetriebs ist die Beladung mit aktivem Schlamm N, die definiert ist als das Verhältnis der Masse von Verunreinigungen, die pro Tag in den Reaktor eintreten, zu der absolut trockenen oder aschefreien Biomasse von Belebtschlamm im Reaktor. Je nach Beladung von Belebtschlamm sind aerobe Reinigungssysteme unterteilt in:

hochbelastete aerobe Abwasserbehandlungssysteme mit N> 0,5 kg BSB (Indikator für den biochemischen Sauerstoffverbrauch) 5 pro Tag pro 1 kg Schlamm;

aerobe Abwasserbehandlungssysteme mittlerer Belastung bei 0,2 18

Anaerobe Abwasserbehandlung

Chemieunternehmen verbrauchen viel Abwasser und geben anschließend eine große Menge stark kontaminierter Flüssigkeiten ab. Daher ist die Aufgabe der rationellen integrierten Nutzung der Wasserressourcen heute besonders akut und ein wichtiges technisches, wirtschaftliches und technologisches Problem. Eine der Methoden der anaeroben Abwasserbehandlung.

Warum muss Abwasser gereinigt werden?

Abwasser enthält verschiedene Verunreinigungen, kolloidale und grobe Partikel, mineralische, organische, biologische Substanzen. Damit das Abwasser keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt hat und die Umwelt verschmutzt, muss es vor der Einleitung gereinigt werden, wobei Desinfektion, Klärung, Entgasung, Destillation und Enthärtung die Hauptaufgabe sind. Abwasser, das mit verschiedenen Chemikalien verunreinigt ist, wird auf verschiedene Arten behandelt. Die beliebtesten unter ihnen sind mechanische, chemische, physikochemische und biologische.

Was ist eine biologische Abwasserbehandlung?

Die biologische Behandlung erfolgt mit organischen Substanzen. Diese Technik basiert auf der Fähigkeit von Mikroorganismen, im Abwasser gelöste organische Stoffe zu nutzen. Der organische Verbrauch erfolgt in Anwesenheit und Abwesenheit von Sauerstoff.

Biologische Behandlungsmethoden

Methoden der biologischen Behandlung - aerobe und anaerobe. Anaerob wird in Abwesenheit von Sauerstoffkontakt durchgeführt. Aufgrund ihrer erschwinglichen Kosten und hohen Effizienz ist diese Technik in der modernen Industrie weitestgehend gefragt.

Methoden der aeroben Abwasserbehandlung: wie Abwasser unter aeroben Bedingungen behandelt wird

Der Prozess der Desinfektion von verschmutztem Abwasser unter Beteiligung von aeroben Mikroorganismen findet unter der Bedingung des kontinuierlichen Zugangs von Sauerstoff statt (es ist der Sauerstoff, der die lebenswichtige Aktivität von organischen Substanzen bestimmt). Der Reinigungsprozess selbst erfolgt in einem Bioreaktor oder Belebungsbecken (Spezialbehälter aus Kunststoff, Metall oder Beton). Im Tank in geringer Entfernung vom Boden sind Siebe und Bürsten - sie dienen als Grundlage für die Platzierung von Kolonien von aeroben Bakterien.

Um einen konstanten Sauerstoffzugang zu gewährleisten, sind Belüfter, spezielle Rohre mit Löchern, am Boden der Tanks installiert. Die Luft, die durch sie hindurchgeht, sättigt die Abflüsse mit Sauerstoff und schafft so die notwendigen Bedingungen für das Leben und das Wachstum von Aerobiern. Da bei den Oxidationsprozessen organischer Substanzen große Mengen Energie freigesetzt werden, kann die Arbeitstemperatur im Belebungsbecken deutlich steigen.

Für normale Systeme dieser Art wird ein komplexes Elektroniksystem benötigt. Es hilft, die Bedingungen für die lebenswichtige Aktivität von aeroben Bakterien zu erhalten.

Merkmale der Prozesse der biologischen Reinigung anaerobe Art und Weise

Die anaerobe Behandlung wird hauptsächlich zur Entfernung von Schlamm, Schlamm und anderen Schmutzstoffen im Abwasser verwendet. Es wird auch für die Verarbeitung anderer Arten von Niederschlag, feste Abfälle verwendet. Klärgruben sind unterirdische, hermetisch verschlossene horizontale Tanks, an deren Boden sich ein fester Niederschlag bildet. Anschließend verfault und zersetzt es sich. Diese Prozesse treten genau aufgrund der Wirkung von anaeroben Mikroorganismen auf.

Die Hauptaufgabe der Klärgrube der anaeroben Anlage ist die Trennung von löslichen Flüssigkeitspartikeln von unlöslichen und Zersetzung von Schadstoffen durch Behandlung mit anaeroben Mikroorganismen. Der Vorteil anaerober Abfallbehandlungssysteme ist die geringe Biomasse schädlicher Mikroorganismen. Es ist ratsam, die Methode bei einem niedrigen Grundwasserstand zu verwenden.

Anaerobe Behandlungsmethoden. Anaerobe biologische Abwasserbehandlung

Anaerobe Wasserreinigungsprozesse treten in Faulbehältern und Bioreaktoren auf (diese Anlagen sind versiegelt). Materialien für die Herstellung von Behältern - Metall, Kunststoff, Beton. Da Sauerstoff für die Aktivität von Mikroorganismen nicht benötigt wird, laufen alle Reinigungsprozesse ohne Energiefreisetzung ab und die Temperatur steigt nicht an. Bei der Zersetzung von organischen Bestandteilen, die sich im Wasser befinden, bleibt die Anzahl der Bakterienkolonien nahezu unverändert. Da in diesem Fall ein komplexes System zur Kontrolle der Umweltbedingungen nicht erforderlich ist, sind die Kosten des Verfahrens relativ niedrig.

Der Hauptnachteil der anaeroben Behandlung ist die Bildung von brennbarem Methangas als Folge der Aktivität von Anaerobiern. Daher können Strukturen nur auf flachen, gut durchlüfteten Oberflächen installiert werden, Gasanalysatoren sollten entlang ihres Umfangs angebracht und dann an eine Brandmeldeanlage angeschlossen werden. Übrigens wird anaerobe Reinigung in den meisten Fällen verwendet, um Landhäuser und Cottages in LOS zu warten.

Schema von Kläranlage und Gerät ITP (Wärmepunkte) von Gebäuden

Anaerobe Behandlung ist kein vollständiges Schema, sondern nur ein separater Schritt in einem komplexen System zur Reinigung von Abwasser von verschiedenen Verunreinigungen. Das Wasserbehandlungsschema in der Kläranlage ist wie folgt:

  1. Das Abwasser, das organische Stoffe und anorganische Stoffe, große Partikel (Steine, Sand) und synthetische Einschlüsse enthält, fällt in die erste Kammer (es wird Klärgrube genannt). Im Sumpf befindet sich eine mechanische Abwasserbehandlung unter dem Einfluss der Schwerkraft. Die schweren Hauptkomponenten setzen sich auf dem Boden des Tanks ab.
  2. Nach der Vorbehandlung gelangt das Abwasser bereits in die zweite Kammer, wo es mit Sauerstoff gesättigt ist. Große organische Einschlüsse werden hier in kleine Partikel zerkleinert. In einigen Installationen in diesen Kammern gibt es Tannenbäume und Bürsten aus Stahl, die nicht abbaubare Bestandteile wie Polyethylen, synthetische Fasern und andere Materialien enthalten, die praktisch unzerstörbar sind.
  3. Gesättigte Sauerstoffe fließen in den Tankbioreaktor, in dem sich organische Stoffe zersetzen.
  4. Die Schwerkraft-Endreinigung erfolgt in der letzten Kammer. Am Boden dieses Kompartiments befindet sich ein Rückgrat aus Kalkstein, das chemisch aktive Elemente bindet.

Eine separate Filtervorrichtung kann zusätzlich am Ausgang der Kläranlage installiert werden. Es garantiert den maximalen Reinigungsgrad - bis zu 99%. Nach der Inbetriebnahme arbeiten biologische Behandlungsstationen völlig autonom.

Alle Transformationsprozesse sind eng miteinander verknüpft und verlaufen in der vorgeschriebenen Weise in der Kapazität des anaeroben Bioreaktors. Jede technische Verletzung führt zum Ausfall aller Prozesse. Daher sollte die Auslegung von Kläranlagen so genau wie möglich sein - ebenso wie deren Anpassung an das entsprechende Abwasser.

Abhängig von der vorherrschenden Klasse der organischen Substanzen (dh Abwassermassen) verändert sich die Zusammensetzung des Biogases sowie der Anteil von Methan in ihm. Kohlenhydrate zersetzen sich leicht, aber sie geben einen geringeren Anteil an Methan. Bei der Zersetzung von Ölen und Fetten entsteht eine große Menge Biogas mit einem signifikanten Gehalt an Methan. Die Zersetzungsprozesse verlaufen langsam. Fettsäuren - in diesem Fall die Nebenprodukte der Zersetzung von Ölen und Fetten - werden oft zu einem zusätzlichen Hindernis für den normalen Verlauf des Zersetzungsprozesses.

Die modernsten und ausgeklügeltsten Strukturen zur Fermentation von Sedimenten sind Metathenics. Dank ihres Einsatzes wird die Fermentationszeit deutlich reduziert - schließlich reduziert künstliches Heizen das Anlagenvolumen erheblich. Heute werden Metathenki häufig in der ausländischen und häuslichen Praxis verwendet. Visuell sind sie Tanks - Stahlbeton, zylindrisch in der Form, mit einem konischen Boden, hermetische Überlappung. An der Oberseite des Tanks befindet sich eine Kappe zum Sammeln und Entfernen von Gasmassen. Metatinki ist mit einem Propellerrührer ausgerüstet, der in einem zylindrischen Rohr installiert ist und von einem Elektromotor, einem Wärmetauscher in Form eines Rohrsystems und Zweigrohren angetrieben wird.

Zum Entladen der fermentierten Massen wird eine spezielle Vorrichtung verwendet - eine Vorrichtung mit einem vertikalen Rohr, einem Abflussrohr und einer Verriegelungsvorrichtung. Ein Gemisch aus frischem (rohem) Sediment, das sich in den primären Absetzbecken befindet, sowie Belebtschlamm (es gelangt nach dem Belüftungsbecken in das sekundäre Absetzbecken) wird in das Metatheng eingespeist. Die nächste Stufe des Workflows ist die Fermentation. Es ist thermophil und mesophil (durchgeführt bei einer Temperatur von 50-55 und 30-35 Grad Celsius). In der thermophilen Fermentation laufen die Zersetzungsprozesse viel schneller ab, aber das bereits fermentierte Sediment gibt schlechter ab. Die Mischung von Gasen, die bei der Fermentation freigesetzt werden, besteht aus Methan und Kohlendioxid im Verhältnis von 7 zu 3.

Aerobe und anaerobe Methoden der Abwasserbehandlung: Vorteile

Die Hauptvorteile von Methoden der biologischen Abwasserbehandlung:

  1. Erschwinglicher Preis - die Kosten für die Reinigung eines Kubikmeter Abfalls mit der chemischen und mechanischen Methode sind höher als bei Verwendung der biologischen Methode.
  2. Benutzerfreundlichkeit, Zuverlässigkeit - sofort nach dem Start der Biologischen Reinigungsstation beginnt sie völlig autonom zu arbeiten. Der Kauf von Verbrauchsmaterialien ist nicht erforderlich.
  3. Umweltfreundlichkeit - das gereinigte Abwasser kann ohne Angst vor dem Zustand der Umwelt sicher in den Boden abgegeben werden. Nach dem Betrieb der Station sind keine Reagenzien mehr vorhanden, die ordnungsgemäß entsorgt werden müssen. Der Schlamm, der sich am Boden der Kammer absetzt, ist ein ausgezeichneter Dünger.

Der Reinigungsgrad beträgt 99%, dh es ist theoretisch möglich, gereinigtes Wasser auf biologische Weise zu trinken, aber in der Praxis ist es besser, dies nicht zu tun. Da die Bakterienkolonien sich selbst vermehren können, genügt es, sie alle fünf Jahre zu ersetzen.

Natürliche biologische Behandlung

In der Natur finden biologische Reinigungsprozesse statt, aber es dauert Jahre. Wenn verschmutzte Abwässer in den Boden gelangen, werden sie sofort in den Boden aufgenommen und dort von speziellen Mikroorganismen verarbeitet. Wenn Flüssigkeit in den tonigen Boden eindringt, bildet sich ein Biopond - in ihm wird das Abwasser unter dem Einfluss des Schwerkraftprozesses allmählich aufgehellt, und organisches Sediment bildet sich am Boden. Aber diese Prozesse brauchen viel Zeit - und während die Natur selbst Wasser von der Verschmutzung reinigt, verschlechtert sich die ökologische Situation schnell.

Fazit

Die anaerobe Methode der Abwasserbehandlung hat ihre Vor- und Nachteile. Zum einen entsteht beim Reinigungsvorgang keine große Menge an Belebtschlamm, so dass dieser nicht entsorgt werden muss. Auf der anderen Seite kann das Verfahren nur bei niedrigen Konzentrationen des Substrats angewendet werden. Etwa 89% der Energie werden für die Methanproduktion verwendet, die Rate des Biomassewachstums ist gering. Die Reinigungseffizienz des betrachteten Verfahrens ist hoch, aber in einigen Fällen wird das Abwasser immer noch gereinigt.

Biologische Wasserreinigung: aerobe und anaerobe Prozesse

Die biologische Behandlung beinhaltet den Abbau der organischen Bestandteile des Abwassers durch Mikroorganismen (Bakterien und Protozoen). In diesem Stadium ist die Mineralisierung von Abwasser, die Entfernung von organischen Stickstoff und Phosphor, das Hauptziel ist es, BSB5 (biochemischer Sauerstoffbedarf für 5 Tage, notwendig für die Oxidation von organischen Verbindungen in Wasser) zu reduzieren. Nach den bestehenden Normen sollte der Gehalt an organischen Stoffen in gereinigtem Wasser 10 mg / l nicht überschreiten.

Sowohl aerobe als auch anaerobe Organismen können bei der Bioremediation verwendet werden.

Der Abbau von organischen Substanzen durch Mikroorganismen unter aeroben und anaeroben Bedingungen erfolgt mit unterschiedlichen Energiebilanzen der Gesamtreaktionen. Betrachten und vergleichen Sie diese Prozesse.

Bei der aeroben Biooxidation von Glucose werden 59% der darin enthaltenen Energie für das Biomassewachstum und 41% für den Wärmeverlust verwendet. Dies ist auf das aktive Wachstum von aeroben Mikroorganismen zurückzuführen. Je höher die Konzentration der organischen Substanzen im behandelten Abwasser ist, desto stärker ist die Erwärmung, desto höher ist die Wachstumsrate der mikrobiellen Biomasse und die Ansammlung von überschüssigem Belebtschlamm.

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + mikrobielle Biomasse + Wärme

Beim anaeroben Abbau von Glukose unter Bildung von Methan werden nur 8% der Energie für das Biomassewachstum verbraucht, 3% sind Wärmeverluste und 89% werden in Methan umgewandelt. Anaerobe Mikroorganismen wachsen langsam und benötigen eine hohe Substratkonzentration.

C6H12O6 -> 3CH4 + 3CO2 + mikrobielle Biomasse + Wärme

Aerobe mikrobielle Gemeinschaft präsentierte verschiedene Mikroorganismen, hauptsächlich Bakterien, verschiedene oxidierende organische Substanz in den meisten Fällen unabhängig voneinander, obwohl die Oxidation von einigen durch Cooxidation (kometabolizm) durch Substanzen. Die aerobe mikrobielle Gemeinschaft von Belebtschlammsystemen zur aeroben Wasserreinigung wird durch eine außergewöhnliche Biodiversität repräsentiert. In den letzten Jahren durch neue mokulyarno biologische Techniken, insbesondere spezifische rRNA-Proben, in dem Belebtschlamm zeigten das Vorhandensein von bakteriellen Gattungen Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Es wird jedoch angenommen, dass bis heute nicht mehr als 5% der an aerober Wasserbehandlung beteiligten Mikroorganismen identifiziert wurden.

Es sollte angemerkt werden, dass viele aerobe Bakterien fakultative Anaerobier sind. Sie können in Abwesenheit von Sauerstoff auf Kosten anderer Elektronenakzeptoren (anaerobe Atmung) oder Fermentation (Substratphosphorylierung) wachsen. Die Produkte ihrer Aktivität sind Kohlendioxid, Wasserstoff, organische Säuren und Alkohole.

Der anaerobe Abbau organischer Substanzen wird sowohl unter Methanogenese mehrstufiges Verfahren durchgeführt, in dem der Teil mindestens vier Gruppen von Mikroorganismen sein muss: gidrolitikov, brodilschikov, acetogene und methanogene. Die anaeroben Mikroorganismen existieren zwischen Gemeinschafts Schließen und komplexen Verknüpfungen Analogien in mehrzelligen Organismen, da aufgrund der Substratspezifität von Methanogenen, ihrer Entwicklung ohne trophische mit durch Bakterien vorherige Stufen. Im Gegenzug bestimmen Methanarchaeen mit Hilfe von Substanzen, die von primären Anaerobiern gebildet werden, die Reaktionsgeschwindigkeit dieser Bakterien. Eine Schlüsselrolle bei der anaeroben Abbau von organischen Stoffen in Methan play Methan Archaea Gattungen Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium und andere. In ihrer Abwesenheit oder Mangel an anaeroben Zersetzung endet auf der Stufe der Säure-und Acetogen-Fermentation, die zur Anhäufung von flüchtigen Fettsäuren, hauptsächlich Öl, Propionic und Essigsäure führt, niedrigeren pH-Wert und den Prozess zu stoppen.

Der Vorteil der aeroben Behandlung ist die hohe Geschwindigkeit und die Verwendung von Substanzen in geringen Konzentrationen. Wesentliche Nachteile, insbesondere bei der Behandlung von konzentriertem Abwasser, sind der hohe Energieverbrauch für die Belüftung und die Probleme, die mit der Behandlung und Entsorgung großer Mengen an überschüssigem Schlamm verbunden sind. Die aeroben Verfahren werden bei der Reinigung von kommunalem, industriellen und etwas Schweinen Abwasser mit COD nicht höher als 2000 löschen, die vorgenannten Nachteile verwendete Technologien vorläufige anaerobe Behandlung von konzentrierten Abwasser Methanfermentationsverfahren aeroben kann, die einen Energiewert nicht den Energieverbrauch für die Belüftung erfordern, und darüber hinaus Konjugat bilden, - Methan.

Der Vorteil des anaeroben Prozesses ist auch eine relativ geringe Bildung von mikrobieller Biomasse. Zu den Nachteilen gehört die Unfähigkeit, organische Schadstoffe in geringen Konzentrationen zu entfernen. Für die Tiefenbehandlung von konzentriertem Abwasser sollte die anaerobe Behandlung in Kombination mit dem nachfolgenden aeroben Stadium verwendet werden (Abb. 1.).

Abb. 1. Vergleich der Stoff- und Energiebilanzen von Methoden der aeroben und anaeroben Abwasserbehandlung

Die Wahl der Technologie und Merkmale der Abwasserbehandlung wird durch den Gehalt der organischen Verschmutzung in ihnen bestimmt.

Abwasserbehandlung unter aeroben Bedingungen

Aerobe und anaerobe Methoden der biochemischen Abwasserbehandlung sind bekannt. Die aerobe Methode basiert auf aeroben Organismengruppen, bei denen die Vitalaktivität einen konstanten Sauerstofffluss und eine Temperatur von 20 bis 40 ° C erfordert. Während der aeroben Behandlung werden Mikroorganismen in Belebtschlamm oder Biofilm kultiviert. Der Prozess der biologischen Behandlung erfolgt in Belebungsbecken, in die Abwasser und Belebtschlamm zugeführt werden (Abb. 13.1).

Abb. 13.1. Installationsschema für die biologische Abwasserbehandlung: 1 - Vorklärbecken; 2 - Vorbelüfter; 3 - Aerotank; 4 - Belebtschlamm-Regenerator; 5 - Nachklärbecken

Belebtschlamm besteht aus lebenden Organismen und einem festen Substrat. Die Gemeinschaft aller lebenden Organismen (Anhäufungen von Bakterien, Protozoen, Würmern, Schimmelpilzen, Hefen, Actinomyceten, Algen), die Schlick bewohnen, wird als Biozönose bezeichnet.

Belebtschlamm ist ein amphoteres kolloidales System mit einem pH 4 von 4. 9 negative Ladung. Die Trockenmasse von Belebtschlamm enthält 70.90% organische und 30.10% anorganische Stoffe. Substrat bis zu 40% Belebtschlamm ist ein harter, toter Teil von Algenrückständen und verschiedenen festen Rückständen; Organismen von Belebtschlamm sind daran befestigt. Im Belebtschlamm befinden sich Mikroorganismen verschiedener ökologischer Gruppen: Aerobier und Anaerobier, Thermophile und Mesophile, Halophile und Halofobier.

Die wichtigste Eigenschaft von Belebtschlamm ist die Fähigkeit, sich abzusetzen. Der Zustand des Schlamms ist durch einen Schlammindex gekennzeichnet, bei dem es sich um ein Volumen in Millilitern handelt, das von 1 g Schlamm in seinem natürlichen Zustand eingenommen wird, nachdem er 30 Minuten lang ruhte. Je schlechter sich der Schlamm absetzt, desto höher ist der Schlammindex. Schlamm mit einem Index von bis zu 120 ml / g setzt sich mit einem Index von 120 gut ab. 150 ml / g sind zufriedenstellend, und wenn der Index über 150 ml / g liegt, ist er schlecht.

Der Biofilm wächst auf einem Biofilterfüller, hat das Aussehen von Schleimablagerungen mit einer Dicke von 1,3 mm und mehr. Es besteht aus Bakterien, Pilzen, Hefen und anderen Organismen. Die Anzahl der Mikroorganismen im Biofilm ist geringer als im Belebtschlamm.

Der Mechanismus der biologischen Oxidation unter aeroben Bedingungen durch heterotrophe Bakterien kann durch das folgende Schema dargestellt werden:

Reaktion (13.1) symbolisiert die Oxidation der anfänglichen organischen Verschmutzung von Abwasser und die Bildung neuer Biomasse. In dem behandelten Abwasser verbleiben biologisch oxidierbare Substanzen hauptsächlich in einem gelösten Zustand, da kolloidale und ungelöste Substanzen durch das Sorptionsverfahren aus dem Abwasser entfernt werden.

Der Prozess der endogenen Oxidation der zellulären Substanz, der nach der Verwendung einer externen Energiequelle auftritt, beschreibt die Reaktion (13.2).

Ein Beispiel für autotrophe Oxidation kann der Nitrifikationsprozess sein.

wo C5H7NEIN2 - Symbol für die Zusammensetzung von organischer Substanz produzierten Zellen von Mikroorganismen.

Wenn das Denitrifikationsverfahren mit biologisch gereinigtem Wasser durchgeführt wird, das praktisch frei von den ursprünglichen organischen Substanzen ist, wird relativ billiger Methylalkohol als Kohlenstoffzufuhr verwendet. In diesem Fall kann die gesamte Denitrifikationsreaktion wie folgt geschrieben werden:

Alle hier gezeigten enzymatischen Reaktionen werden in der Zelle durchgeführt, wofür die notwendigen Batterien durch die Hülle in ihren Körper gelangen müssen. Viele der ursprünglichen organischen Verunreinigungen können verglichen mit der Größe der Zelle zu große Teilchengrößen aufweisen. In dieser Hinsicht wird eine signifikante Rolle im Gesamtoxidationsprozess der enzymatischen hydrolytischen Spaltung von großen Molekülen und Partikeln, die außerhalb der Zelle fließen, in kleinere, im Einklang mit der Größe der Zelle, zugewiesen.

In aeroben biologischen Systemen muss die Zufuhr von Luft (sowie von reinem Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft) sicherstellen, dass die Anwesenheit von gelöstem Sauerstoff in der Mischung nicht weniger als 2 mg / l beträgt.

Die Oxidation in Strukturen geht nicht immer bis zum Ende, d.h. vor der Bildung von CO2 und H2A. In dem Wasser nach der biologischen Behandlung können Zwischenprodukte auftreten, die nicht im ursprünglichen Abwasser waren, manchmal sogar weniger wünschenswert für das Reservoir als die anfängliche Verunreinigung.

Anaerobe Methode

Anaerobe Reinigungsverfahren erfolgen ohne O2-Zugang (Fermentationsprozess), sie werden zur Neutralisierung von Sedimenten eingesetzt. Anaerobe Prozesse finden in den sogenannten Digestoren statt.

Methantank (Methan + englischer Tank)

Fermentationsanlage

Abwasser

geschlossener Tank, der mit einer Vorrichtung zum Heizen aufgrund der Verbrennung von freigesetztem Methan ausgestattet ist.

Die anaerobe Methode der Reinigung kann als eine der vielversprechendsten in Gegenwart einer hohen Konzentration im Abwasser organischen Materials oder zur Behandlung von häuslichem Abwasser angesehen werden.

• Der Vorteil gegenüber aeroben Methoden ist eine drastische Senkung der Betriebskosten (für anaerobe Mikroorganismen ist keine zusätzliche Belüftung erforderlich) und die Vermeidung von Problemen im Zusammenhang mit der Entsorgung überschüssiger Biomasse.

• Ein weiterer Vorteil von anaeroben Reaktoren ist minimal

die Menge an Ausrüstung, die für den normalen Reaktorbetrieb benötigt wird.

Gleichzeitig emittieren anaerobe Pflanzen das Produkt der lebenswichtigen Aktivität von Mikroorganismen - Methan, so dass Sie ständig seine Konzentration in der Luft überwachen müssen.

Alle oben genannten Methoden werden nur bis zu einer bestimmten Konzentration von Schadstoffen im Abwasser verwendet. Bevor das Abwasser in den Behälter abgelassen wird, muss es 3-4 Reinigungsstufen durchlaufen. Zusätzlich erfordert manchmal zusätzlich zur biologischen Behandlung Ionisierung oder ultraviolette Strahlung.

Abb.3. Schema-Stage-Zerlegung

Bei der anaeroben Umwandlung organischer Substrate in Methan unter dem Einfluss von Mikroorganismen sollten 4 Abbauphasen konsequent umgesetzt werden. Getrennte Gruppen von organischen Schadstoffen (Kohlenhydrate, Proteine, Lipide / Fette) werden bei der Hydrolyse zunächst in die entsprechenden Monomere (Zucker, Aminosäuren, Fettsäuren) umgewandelt. Ferner werden diese Monomere während des enzymatischen Abbaus (Acytogenese) in kurzkettige organische Säuren, Alkohole und Aldehyde umgewandelt, die dann weiter zu Essigsäure oxidiert werden, was mit der Erzeugung von Wasserstoff verbunden ist. Erst danach beginnt die Methanbildung auf der Stufe der Methanogenese. Neben Methan entsteht auch Kohlendioxid als Nebenprodukt.

Überschüssiger Belebtschlamm kann, wie bereits erwähnt, auf zwei Arten verarbeitet werden: nach dem Trocknen, als Dünger oder in einem anaeroben Reinigungssystem. Die gleichen Reinigungsmethoden werden bei der Fermentation von hochkonzentriertem Abwasser verwendet, das eine große Menge an organischem Material enthält. Fermentationsprozesse werden in speziellen Geräten - Metatics durchgeführt.

Die Zersetzung organischer Materie besteht aus drei Stufen:

• Auflösung und Hydrolyse von organischen Verbindungen;

In der ersten Phase komplexe organische Substanzen werden in Butter-, Propion- und Milchsäure umgewandelt. In der zweiten Phase Diese organischen Säuren werden in Uransäure, Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt. In der dritten Phase Methanbildende Bakterien reduzieren Kohlendioxid unter Absorption von Wasserstoff zu Methan. Je nach Artenzusammensetzung ist die Biozönose der Metazoenose wesentlich schlechter als die aerobe Biozönose.

Anaerobe Reaktoren sind üblicherweise Stahlbeton- oder Metalltanks, die im Vergleich zu aeroben Reinigungsreaktoren ein Minimum an Ausrüstung enthalten. Die lebenswichtige Aktivität von anaeroben Bakterien ist jedoch mit der Freisetzung von Methan verbunden, was häufig die Organisation eines speziellen Systems zur Beobachtung seiner Konzentration in der Luft erfordert.

Abb.4. Schema der Arbeit des Kochers

Strukturell ist der Faulbehälter ein zylindrischer oder weniger häufig ein rechteckiger Behälter, der vollständig oder teilweise in den Boden versenkt werden kann. Der Boden des Kochers hat eine signifikante Neigung zum Zentrum. Das Dach des Faulbehälters kann starr oder schwimmend sein. Bei den Schwimmdachkochern ist die Gefahr eines Druckanstiegs im Innenvolumen reduziert.

Die Wände und der Boden des Faulbehälters bestehen in der Regel aus Stahlbeton.

Schlamm und Belebtschlamm gelangen von oben in das Aufschlussrohr. Um den Fermentationsprozess zu beschleunigen, werden die Fermenter erhitzt und der Inhalt gemischt. Die Heizung wird mit einem Wasser- oder Dampfstrahler durchgeführt. In Abwesenheit von Sauerstoff aus organischen Substanzen (Fette, Proteine, etc.) entstehen Fettsäuren, aus denen während der weiteren Fermentation Methan und Kohlendioxid gebildet werden.

Fermentierter Schlamm mit hoher Feuchtigkeit wird vom Boden des Zellstoffkochers entfernt und zum Trocknen (z. B. Schlammbetten) geschickt. Das entstehende Gas wird durch die Rohre im Dach des Faulbehälters abgeführt. Von einem Kubikmeter Sediment im Fermenter 12 bis 16 Kubikmeter Gas, in denen etwa 70% Methan ist.

Anaerobe Abwasserbehandlung hat bestimmte Vor- und Nachteile:

• das Verfahren erzeugt nicht viel überschüssigen Belebtschlamm, daher gibt es keine Probleme mit seiner Entsorgung;

• 89% der Energie des Prozesses gehen in die Produktion von Methan;

• Ein solches Reinigungsverfahren ist nur bei geringen Substratkonzentrationen möglich;

• ziemlich niedrige Rate des Biomassewachstums;

• einfachere Ausrüstung im Vergleich zur aeroben Reinigung.

Das obige Verfahren ist anwendbar, wenn die Konzentration bestimmter Schadstoffe nicht das zulässige Niveau überschreitet. In den meisten Fällen ist es notwendig, drei oder vier Stufen der Abwasservorbehandlung durchzuführen, um den erforderlichen Gehalt bestimmter Stoffe zu erreichen. Um nach biologischen Aufbereitungsanlagen bereits aufbereitetes Abwasser in das Reservoir zu entleeren, ist darüber hinaus häufig eine zusätzliche Reinigung erforderlich (z. B. durch Ozonierung oder UV-Bestrahlung).

Der Vorteil der aeroben Behandlung ist die hohe Geschwindigkeit und die Verwendung von Substanzen in geringen Konzentrationen. Wesentliche Nachteile, insbesondere bei der Behandlung von konzentriertem Abwasser, sind der hohe Energieverbrauch für die Belüftung und die Probleme, die mit der Behandlung und Entsorgung großer Mengen an überschüssigem Schlamm verbunden sind. Der aerobe Prozess wird in der häuslichen Abwasserbehandlung verwendet, einige industrielle und Schweineabwässer mit CSB nicht höher als 2000. Beseitigung dieser Mängel der aeroben Technologien kann vorläufige anaerobe Behandlung von konzentriertem Abwasser durch Methanaufschluss sein, der keine Energie zur Belüftung benötigt und sogar mit der Bildung von wertvollen Energieträgern verbunden ist - Methan.

Der Vorteil des anaeroben Prozesses ist auch eine relativ geringe Bildung von mikrobieller Biomasse. Zu den Nachteilen gehört die Unfähigkeit, organische Schadstoffe in geringen Konzentrationen zu entfernen. Für die Tiefenbehandlung von konzentriertem Abwasser sollte eine anaerobe Behandlung in Kombination mit dem nachfolgenden aeroben Stadium verwendet werden. Die Wahl der Technologie und Merkmale der Abwasserbehandlung wird durch den Gehalt der organischen Verschmutzung in ihnen bestimmt.

Anaerobe Abwasserbehandlung

In einem Landhaus zur Reinigung von Haushaltsabwasser kann eine von zwei Methoden verwendet werden - anaerobe oder aerobe. Beide Methoden sind biologisch, da spezielle Mikroorganismen an der Behandlung von Abwässern beteiligt sind, die natürlich in der Natur leben und die organische Verschmutzung für sie eine Nahrungsquelle darstellen. Warum sind biologische Reinigungsmethoden wirksam? Tatsache ist, dass häusliches Abwasser etwa 70% organische Verunreinigungen und 30% mineralische Verunreinigungen enthält. Die anaerobe Abwasserbehandlung erfolgt in einer sauerstofffreien Umgebung. Bei der aeroben Klärung von Abwässern zur effektiven Zersetzung von organischen und chemischen Verbindungen ist ein konstanter Sauerstofffluss erforderlich.

Es gibt eine große Anzahl verschiedener Arten von anaeroben Bakterien, die in gesättigten organischen Stoffen so etwas wie aufeinander folgende Stadien der Verarbeitung, Zersetzung und Assimilation verschiedener Substanzen und Verbindungen organisieren. Wenn zu wenig anaerobe Bakterien vorhanden sind, verlangsamt sich die sauerstofffreie Zersetzung und kann sogar stoppen. Der Grund dafür sind meist verschiedene chemische Verbindungen und biologische Objekte, die in die Senke fallen und die Mikroflora hemmen.

biochemische Prozesse unter anaeroben Bedingungen

Welche Stoffe und Gegenstände dürfen nicht in eine anaerobe Klärgrube geworfen und abgelassen werden, um die Arbeit von autonomem Abwasser nicht zu beeinträchtigen? Folgende Arten von Lebensmitteln, Pflanzen und ihre Früchte, Pilze, Drogen, Pestizide, verschiedene chemische chlorhaltige Reinigungsmittel, Lösungsmittel, Säuren, Laugen, alkoholhaltige Flüssigkeiten, Waschwasser nach der Filterregeneration, große Bruchstücke dürfen nicht in die Abwasserbehandlungsanlage irgendeines Typs gelangen. Metall und Kunststoff, Kunststofffolien und -fasern, Tierhaare.

Die Einhaltung dieser Regeln ist sehr wichtig. Was für uns harmlos erscheint, kann ein tödliches Gift für kleine Lebewesen sein. Wenn diese Substanzen und festen Gegenstände in die Kläranlage gelangen, wird die lebenswichtige Aktivität von anaeroben und aeroben Bakterien inhibiert, die komplexe Abfolge von chemischen Umwandlungen wird gestört und die Behandlung des Abwassers stoppt. Die Klärgrube wird wie die Tiefenreinigungsstation zu einem Lagertank, also zu einer gewöhnlichen Senkgrube.

dass Sie nicht in die Klärgrube und aerobe Kläranlage werfen können

Eine Überfüllung des Absetzbeckens in der Klärgrube sollte vermieden werden. Durch Überlauf wird die etablierte Reihenfolge der Reinigungsschritte gestört, die Konzentration der anaeroben Bakterien nimmt ab, wodurch deren Wirkungsgrad abnimmt. Aus dem gleichen Grund kann das Abwasser aus dem Regenwasser- und Entwässerungssystem nicht in das Abwasserbehandlungssystem geleitet werden. Ein starker Wasserstrom nach dem Regen wird die komplexe, mehrstufige Operation verschiedener Arten von Bakterien leicht stören.

Der Überlauf eines Faulbehälters kann aufgrund eines großen Salzwasserabflusses oder aufgrund übermäßiger Ansammlung von dichtem Sediment am Boden der Kammer auftreten. Das maximale Salvenausstoßvolumen ist im Produktdatenblatt angegeben. Aufgrund mangelnder Wirksamkeit zersetzt die anaerobe Abwasserbehandlung die feste Komponente nicht vollständig. Dadurch wird ein recht großer Teil nicht von Bakterien verarbeitet, sondern sinkt einfach auf den Boden ab, wodurch das Arbeitsvolumen der Aufnahmekammer reduziert wird. Aus diesem Grund ist es notwendig, das Sediment alle 1-3 Jahre aus der Klärgrube zu entfernen. Sonst reduziert das Sediment nicht nur das Arbeitsvolumen, sondern wird auch verdichtet, so dass es sehr schwierig ist, es mit dem Schlauch des Aufsammelrads abzupumpen. Es ist notwendig, zuerst die verdichtete Masse mit einem Wasserstrom unter hohem Druck zu waschen.

Pumpen von festem Sediment aus einer anaeroben Klärgrube

Was ist die assenizatorskaya Maschine? Erstens, das Sediment bildet viel und braucht Transport, um es zu transportieren; Zweitens zerstört die mangelnde Effizienz der anaeroben Reinigung die Mehrheit der pathogenen Mikroben nicht, deshalb kann das Sediment aus der Klärgrube nicht als Dünger für den Garten verwendet werden. Das gesammelte Sediment sollte auf spezielle Deponien verbracht werden, wo es entsorgt wird. Schädlich für die menschliche Gesundheit sind Mikroorganismen sehr vielfältig. Es können Viren, Bakterien, Schimmelpilze sein, einige von ihnen sind Erreger von gefährlichen Krankheiten. Die Maschine zum Abpumpen von Sediment aus dem Klärgruben benötigt eine freie Fahrt zum Standort. Berücksichtigen Sie dies bei der Planung des Gebiets und der Platzierung von Gebäuden.

Achten Sie bei der Wahl eines autonomen Abwassersystems auf anaerober Technologie darauf, alle Anwohner und Nachbarn vor einem möglichen Kontakt mit unzureichend geklärten Abflüssen zu schützen. Beachten Sie, dass das aus der Klärgrube abgelassene Wasser nicht mehr als 60-70% gereinigt werden kann. Gemäß den hygienischen Standards wird solches Wasser als verschmutzt betrachtet und kann nicht in einen Graben oder auf den Boden abgelassen werden - es ist notwendig, eine zusätzliche Behandlung zu organisieren. Zusätzliche Reinigung erfolgt im Boden, wo sowohl anaerobe als auch aerobe Bakterien natürlich leben. Wenn der Boden auf dem Gelände sandig ist, dann sei glücklich. Es ist genug, um einen ziemlich kompakten absorbierenden Brunnen (nur ein Zylinder ohne einen Boden) zu machen, einmal in dem von der septischen Zisterne das Wasser in den Boden gefiltert wird.

Filterfeld für Lehmböden

Wenn der Boden Lehm ist, müssen Sie ein Filterfeld bauen. Die Schwierigkeit besteht darin, dass es ziemlich groß und komplex in der Struktur ist, eine künstliche Struktur mit Einlass perforierten Rohren, einem Belüftungssystem, einem Geogewebe und einer dicken Schicht Filtermaterial (Kies, Schotter, Sand). Alle paar Jahre muss das Filtrationsfeld aktualisiert werden, da es durch Verschlammung seine Eigenschaften verliert. Wenn es nicht möglich ist, das Filtrationsfeld unter den Punkt des Wasserabflusses aus der Klärgrube zu stellen, wird das Wasser zuerst in einen Lagertank geleitet, von wo es durch eine Abwassertauchpumpe zum Ort der Bodenreinigung geleitet wird. Gleichzeitig verliert die anaerobe Klärgrube ihre Nichtflüchtigkeit, da die Pumpe einen Anschluss an eine Steckdose benötigt. Wählen Sie einen Standort für den Standort der anaeroben Klärgrube so weit wie möglich von den Wasserstellen. Vor allem von kleinen, wie einem Brunnen, einer Brunnennadel, einem Sandbrunnen.

Zum Vergleich: In Anlagen der biologischen Tiefenbehandlung mit der aeroben Methode bildet sich sehr wenig Sediment. Es ist nicht notwendig, den Abwasserwagen anzurufen. Eine kleine Menge Sediment wird vom Hausbesitzer selbst mit dem eingebauten Luftheber entfernt. Aerobe Bakterien unter Bedingungen der konstanten Belüftung reinigen sehr effektiv die Abflüsse. Dadurch werden nicht nur fast alle dichten Schadstoffe gespalten, sondern der Gehalt an pathogenen Mikroorganismen im Sediment übersteigt nicht die hygienischen Normen und das Sediment kann als Gartendünger verwendet werden.

Anaerobe Abwasserbehandlung wird nicht nur in der Privatwirtschaft, sondern auch in der Industrie eingesetzt. Im Prozess der lebenswichtigen Aktivität anaerober Bakterien im Abwasser werden Kohlenstoffverbindungen oxidiert und einem Fermentationsprozess in einer sauerstofffreien Umgebung unterzogen. Das Ergebnis sind Kohlenoxide und Methangas. Angesichts der großen Mengen an industriellem Abwasser und der Größe der Kläranlage vereinfacht das Erfordernis einer Zwangsbelüftung die Kosten des Behandlungsprozesses und verringert sie. Auf der anderen Seite macht die geringe Effizienz der anaeroben Abfallbehandlung diese Methode nicht universell. Abhängig von der Zusammensetzung des Abwassers oder seines Volumens ist es in einigen Fällen notwendig, eine effizientere aerobe Methode mit erzwungener Belüftung anzuwenden.

anaerober Reaktor, der in der Lebensmittelindustrie verwendet wird

Der anaerobe industrielle Reaktor enthält Kolonien von sauerstofffreien Bakterien, die auf verschiedenen Trägern fixiert sind, so dass sie nicht durch einen Strom von vorbeiströmender Flüssigkeit weggewaschen werden. Als Träger für die Befestigung von Bakterien werden spezielle Biofilme, Rohrelemente aus Keramik oder Kunststoff, Kies etc. verwendet.

Moderne Technologien ermöglichen nicht nur die Reinigung von Abfallprodukten, die Rückführung von Wasser in den Arbeitszyklus, sondern auch die Gewinnung nützlicher chemischer Verbindungen aus dem Abwasser. Wenn beispielsweise ein industrieller anaerober Reaktor betrieben wird, werden bei der Spaltung von organischem Material Kohlendioxid und Methan erzeugt. Methan kann gesammelt und als Energiequelle verwendet werden.

In welchen Industriebereichen wird die anaerobe Abwasserbehandlung eingesetzt? Zellstoff und Papier, Pharmazeutika, Zuckerproduktion, Lebensmittel, Fleischverarbeitung, Brauen. In einigen Fällen kann die anaerobe Abwasserbehandlung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der flüssigen Industrieabfälle eine Quelle für die Bildung wertvoller organischer Düngemittel oder Rohstoffe für die weitere Verarbeitung sein. Zum Beispiel um Protein und biologisch aktive Substanzen zu erhalten.

Aerobe Abwasserbehandlung

Aerobe Abwasserbehandlung unter künstlichen Bedingungen

Diese Art der biologischen Behandlung wird mit Belebtschlamm durchgeführt. Es besteht aus Bakterien (oxidierend, nitrifizierend, denitrifizierend), Protozoen (Ciliaten, Flagellaten, Sarkodien) und mikroskopisch kleinen Tieren (Rädertierchen).

Der Prozess der biologischen Oxidation kann in zwei Phasen unterteilt werden: Sorption von organischer Verschmutzung von Abwasser auf der Oberfläche von Belebtschlamm; Oxidation der sorbierten Substanz, begleitet von der Wiederherstellung der Sorptionskapazität der Mikroflora.

Je nach Oxidationsgrad der Verunreinigungen im Abwasser erfolgt eine vollständige und unvollständige biologische Behandlung. Vollständig gereinigtes Wasser hat einen BSB. = 10-15 mg O2 / l. Bei unvollstän- dig behandeltem Abwasser ist BODpol. = 60-80 mg O2 / l. [1]

Der Prozess der biologischen Aktivität wird durch die Zusammensetzung des Abwassers durch Verschmutzung, das Vorhandensein von biogenen Elementen, die Beladungsmenge von Belebtschlamm durch Verschmutzung, den pH-Wert von Abwasser, deren Temperatur und die Konzentration von gelöstem Sauerstoff im Abwasser beeinflusst. Die Zusammensetzung des Abwassers ist einer der Hauptfaktoren für die Wirksamkeit der biologischen Behandlung. Das Vorhandensein giftiger Substanzen im Abwasser erschwert den Betrieb von Aktivschlamm. Toxische Effekte auf biologische Prozesse können sowohl organische als auch anorganische Substanzen enthalten. Toxische Effekte können mikrobiostatisch (Verzögerung des Schlammwachstums) und mikrobizid (Abtötung von aktivem Schlamm) sein. Die meisten Chemikalien zeigen eine gewisse Wirkung, abhängig von ihrer Konzentration in dem zu reinigenden Wasser. Es sollte beachtet werden, dass einige Elemente, die Organogene der Zelle sind, in hohen Konzentrationen auch toxisch werden. Daher ist es bei der Durchführung einer biologischen Behandlung notwendig, die MPC für einzelne im Abwasser vorhandene Chemikalien zu kennen. Für den Wert von MPCbos nehmen Sie die maximale Konzentration einer toxischen Substanz im Wasser und keinen merklichen negativen Einfluss auf die Arbeit von biologischen Kläranlagen (MPCbos)

Nährstoffe. Für die normale Existenz von Mikroorganismen und folglich für einen effektiven Wasserreinigungsprozess muss eine ausreichend hohe Konzentration aller Hauptnährstoffe von organischem Kohlenstoff in dem Medium vorhanden sein, deren Menge durch die Menge an BSB, Abwasser, Phosphor und Stickstoff geschätzt wird.

Zusätzlich zu diesen Elementen werden für die Funktion von Mikroorganismen auch andere Elemente in unbedeutenden Mengen benötigt: Mn, Cu, Xn, Mo, Se, Mg, Co, Ca, Na, K, Fe usw.

Der Gehalt dieser Elemente in den natürlichen Gewässern, aus denen Abwasser gebildet wird, ist ausreichend, um die Anforderungen des Bakterienaustausches vollständig zu erfüllen.

Stickstoff und Phosphor in industriellen Abwässern sind normalerweise nicht genug, und sie werden künstlich in Form von Superphosphat, Orthophosphorsäure, Ammoniumphosphat, Sulfat, Nitrat oder Ammoniumchlorid, Harnstoff, etc. hinzugefügt.

Die Angemessenheit von Nährstoffen für Bakterien im Abwasser wird durch das Verhältnis von BSB: N: P bestimmt. Für das normale Leben von Mikroorganismen: N: P = 100: 5: 1. Für häusliches Abwasser beträgt dieses Verhältnis 100: 20: 2,5. In diesem Zusammenhang empfehlen sie eine gemeinsame Reinigung von häuslichem und industriellem Abwasser.

Die Belastung der Belebtschlammverschmutzung. Es wird auf 1 m 3 Kläranlage oder häufiger auf 1 g trockener Biomasse berechnet. Oft verwenden sie die BSB-Belastungswerte, aber in einigen Fällen berechnen sie den Belastungswert für den einzelnen Schadstoff.

Je nach Beladungsgrad des Aktivschlamms werden die Belüftungsanlagen durch Verschmutzung in hochbelastbare, klassische und lastarme unterteilt. In Hochlastsystemen (mit einer Belastung von mehr als 400 mg BSB pro 1 g aschefreiem Stoffschlamm pro Tag) ist im Vergleich zu anderen Systemen der Schlammanstieg am höchsten, der Reinigungsgrad am geringsten und der Schlamm enthält eine geringe Anzahl an Protozoen.

Klassische Systeme (mit einer Beschickung von 150 bis 400 mg BSB pro g aschefreiem Substanzschlamm pro Tag) bieten einen sehr hohen Reinigungsgrad von BSB, teilweise eine teilweise Nitrifikation. Sie haben einen gut beflockten Schlamm, der von einer großen Anzahl von Mikroorganismen verschiedener Gruppen bewohnt wird. Die Zunahme an Schlamm in solchen Systemen ist aufgrund der ziemlich tiefen Prozesse der endogenen Oxidation geringer als das Maximum. Niedrigladesysteme (mit einer Belastung von weniger als 150 mg BSB, die 1 g aschefreie Schlammsubstanz pro Tag erfüllen) weisen einen schwankenden BSB-Reinigungsgrad auf, jedoch häufiger einen hohen. In diesen Systemen ist der Nitrifikationsprozess tief entwickelt, das Schlammwachstum ist minimal, die mikrobiologische Population von Schlamm ist sehr unterschiedlich.

PH-Abwasser. Die Konzentration von Wasserstoffionen (pH) im Abwasser beeinflusst signifikant die Entwicklung von Mikroorganismen. Ein signifikanter Anteil von Bakterien entwickelt sich in einer neutralen oder nahezu neutralen Umgebung. Die biologische Behandlung ist am wirksamsten, wenn der pH-Wert die Grenzen von 5,5 bis 5,8 nicht überschreitet. Abweichungen von diesem Intervall führen zu einer Abnahme der Oxidationsrate durch Verlangsamung der Stoffwechselvorgänge in der Zelle, Beeinträchtigung der Durchlässigkeit der Cytoplasmamembran usw. Überschreitet der pH-Wert nicht die zulässigen Werte, müssen diese Parameter im Abwasser in Kläranlagen korrigiert werden.

Abwassertemperatur Die optimale Temperatur für aerobe Prozesse in der Kläranlage beträgt 20-30 ° C, während die Biozönose unter anderen günstigen Bedingungen von den verschiedensten Mikroorganismen repräsentiert wird.

Wenn das Temperaturregime nicht dem optimalen entspricht, nehmen das Wachstum der Kultur sowie die Stoffwechselvorgänge in der Zelle merklich ab.

Die negativsten Auswirkungen auf die Entwicklung der Kultur haben einen starken Temperaturwechsel. Bei der aeroben Reinigung wird der Temperatureffekt durch eine entsprechende Veränderung der Sauerstofflöslichkeit verstärkt. Bakterien sind sehr empfindlich auf Temperatur, Nitrofilatoren, ihre hohe Aktivität wird bei einer Temperatur von nicht weniger als 25 ° C beobachtet. In technischen Berechnungen werden die in den einschlägigen Regelwerken angegebenen Formeln verwendet, um den Einfluss der Temperatur auf die Geschwindigkeit von Prozessen abzuschätzen.

Sauerstoff-Modus. In aeroben biologischen Systemen muss die Luftzufuhr die kontinuierliche Anwesenheit von löslichem Sauerstoff im Gemisch gewährleisten (mindestens 8 mg / l). Das aerobe System selbst kann mit einem niedrigeren Sauerstoffgehalt (bis zu 1 mg / l) arbeiten. Es gibt keine Abnahme der Nutzungsrate organischer Substanzen und der Nitrifikationsrate. Aufgrund der Tatsache, dass bei der Abtrennung von Schlamm aus Wasser in den Nachklärbecken bis zu 1-2 mg / l löslicher Sauerstoff verloren geht, wird der Mindestgehalt an gelöstem Sauerstoff auf 2 mg / l eingestellt. Mit diesem Wert können Sie einen längeren Aufenthalt von Schlamm unter aeroben Bedingungen ausschließen. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren beeinflusst das biologische Alter und die Qualität des Schlamms, die durch den Schlammindex abgeschätzt wird, die biologische aerobe Behandlung.

Das Alter von Schlamm B, Tage, wird die Dauer seines Aufenthalts in den Belüftungstanks genannt und wird durch die Formel bestimmt:

wo ist das Volumen des Aerotanks, m 3;

- Schlammkonzentration in Aerotanks, mg / l;

- Schlammwachstum, mg / l;

- die Menge des pro Tag behandelten Abwassers, m 3 / Tag.

Für eine zufriedenstellende Reinigung sollte das Alter von Schlamm 6-7 Tage nicht überschreiten. Ein Indikator für die Qualität von Belebtschlamm ist seine Fähigkeit zur Ausfällung, die durch den Wert des Schlammindexes geschätzt wird. Unter dem Schlickindex versteht man das Volumen von 1 g Schlamm (Trockensubstanz) nach 30 Minuten Absetzen. Aerobe biologische Behandlung unter künstlichen Bedingungen kann durchgeführt werden in: Belüftungstanks; Biofilter. [1]

Aerotank sind Stahlbetonbehälter, die mit einer Belüftungseinrichtung ausgestattet sind. Der Reinigungsprozess im Belebungsbecken erfolgt unter kontinuierlicher Belüftung des durchströmten Gemisches aus gereinigtem Wasser und Belebtschlamm. Die Belüftung wird durchgeführt, um das Gemisch mit Sauerstoff zu versorgen und den Schlamm suspendiert zu halten. Das Gemisch aus Abwasser und Belebtschlamm wird 6 bis 12 Stunden lang belüftet und anschließend in Sekundärklärbecken geleitet, wo sich Schlamm ablagert. Belebtschlamm wird in den Aerotank zurückgeführt und mit neuen Anteilen Rohwasser gemischt. Infolge der kontinuierlichen Vermehrung von Mikroorganismen nimmt die Schlammmenge ständig zu. Überschüssiger Schlamm wird aus dem aeroben System entfernt, in einem Schlammverdichter kompaktiert und zur weiteren Verarbeitung geschickt. In Abhängigkeit von den hydrodynamischen Arbeitsbedingungen des Aerotanks werden sie in Aerotanks - Treibmittel, Aerotanks - Mischer und Aerotanks vom Zwischentyp mit einem dispergierten Wassereinlass unterteilt; durch die Anzahl der Korridore in den Belüftungsbecken - um eins - und Multi-Korridor; durch das Vorhandensein eines Regenerators - mit einem Regenerator und ohne einen Regenerator; nach der Methode der Luftzufuhr - zu Aerotanks mit pneumatischer, mechanischer und gemischter Belüftung. Die Berechnung von aerotanks beinhaltet die Bestimmung von: das Gesamtvolumen des Aerotanks, m 3; die Dauer der Belüftung, h; Sauerstoff- oder Luftverbrauch für den gesamten Aerotank, kg / kg; die erforderliche Anzahl von Belüftern; Berechnung der Luftkanäle und Auswahl der Ausrüstung; Berechnung von Nachklärbecken. Biologische Filter sind Strukturen, in denen das Abwasser durch Filtern durch eine Schicht grober Beladung gereinigt wird, deren Oberfläche mit einem biologischen Film bedeckt ist, der von aeroben Organismen gebildet wird.

Alle Arten von Einsatzmaterial, die in Biofiltern verwendet werden, können in Volumen und planar unterteilt werden. Die Belüftung des Biofilters kann natürlich sein - durch Luft, die von der Oberfläche und von unten durch die Drainage kommt und künstlich - durch Einführen in die Beladungsschicht. Durch die Leistung werden Biofilter in Tropf- und Hochlast unterteilt. Wenn stark verunreinigtes Abwasser mit einem hohen BSB gereinigt wird, um den Filterwaschvorgang zu intensivieren, den Umwälzmodus verwenden, d.h. Zurück zum Filterteil des gereinigten Wassers. Die Berechnung von Biofiltern besteht in der Bestimmung des Volumens des Aufgabematerials, der Größe der Elemente der Systeme der Wasserverteilungs- und Entwässerungsvorrichtungen und der Berechnung der Nachklärbecken. Tropf (Perkolator) Biofilter sind gekennzeichnet durch eine Wasserbelastung von nicht mehr als 0,5-1 m 3 pro 1 m 3 Filter, die Filterhöhe übersteigt 2 m nicht Die Größe des Anteils der Arbeitsbelastungsschicht liegt zwischen 12 und 25 mm. natürliche Belüftung. Drip Biofilter sollten für die Reinigung von Abwasser in einer Menge von nicht mehr als 1000 m 3 / Tag verwendet werden. In der häuslichen Praxis werden Aerofilter als Hochlast bezeichnet, die im Vergleich zur Wassertropflast mehrfach erhöht arbeiten. Als ein Ergebnis wird die Entfernung von kaum oxidierbaren Verunreinigungen und Partikeln des Färbefilms von dem Biofilter verbessert, und Sauerstoff wird vollständiger verwendet, um die verbleibenden Verunreinigungen zu oxidieren. Die Höhe der Aerofilter beträgt in der Regel 3-4 m, noch höhere Filter (9-18 m) werden als Turmfilter bezeichnet. Die Verwendung von künstlicher Luftzufuhr verbessert oxidative Prozesse in einem hochbelastbaren Biofilter. Schema der aeroben biologischen Behandlung sind in Abbildung 1.1 dargestellt. Die Wahl eines Aufreinigungsschemas erfolgt gemäß Tabelle 1. Abhängig von den spezifischen Bedingungen können neben typischen Schemata auch originale technologische Lösungen verwendet werden, einschließlich eines differenzierten Ansatzes zur Reinigung einzelner Abwasserströme eines Unternehmens.

Tabelle 1 - Empfohlene Konzepte der biologischen Abwasserbehandlung [1]

Der Effekt der Reinigung auf BOD5. %

Zahlen der angewandten Schemata gemäß 1 bei BOD5 Abwasser, das in die Behandlung eintritt, g / m 3

AEROBE WASSERREINIGUNGSPROZESSE

Unter aeroben Bedingungen wird die flüssige Phase des Abwassers gereinigt, diese Prozesse werden in Aerotanks, Biofiltern verschiedener Bauart, Bewässerungsfeldern und Filtrationsfeldern durchgeführt. Diese Strukturen unterscheiden sich in ihrem technischen Design, sie sind jedoch alle auf den oxidativen aeroben Prozess ausgelegt.

BIOLOGISCHE FILTER - es ist eine Struktur, bestehend aus ihrem Körper, Lade- und Verteilungsvorrichtungen für Abwasser und Luft.

In ihnen wird das Abwasser durch eine Beladungsschicht gefiltert, die mit einem Film von Mikroorganismen bedeckt ist, der während der Startphase auf der Filterladung gewachsen ist. Die Hauptbestandteile des Biofilms sind die mikrobielle Population. Die Biozönosen des Films umfassen Algen, Protozoen, Insektenlarven, Käfer, Würmer, Pilze und Bakterien.

Alle Mikroorganismen sind an der Abwasserbehandlung beteiligt. Bakterien mineralisieren organische Substanz, nutzen sie als Quelle für Nahrung und Energie, Protozoen ernähren sich von Bakterien, Algen emittieren Sauerstoff und flüchtige Produktion. Würmer durchbrechen Passagen zwischen Ladungsteilchen. lockere den biologischen Film und erleichtere dadurch den Zugang zu Sauerstoff. Würmer, die organische Substanzen essen, verdauen und zersetzen eine Reihe von persistenten Verbindungen - Chitin und Ballaststoffe. Somit wird organisches Material aus dem Abwasser entfernt, und die Masse des aktiven Biofilms wird erhöht. Der verbrauchte Biofilm wird durch die fließende Abfallflüssigkeit abgewaschen und aus dem Biofilter entfernt.

Als Beladung Biofilter verwenden Materialien mit hoher Porosität, geringer Dichte und einer großen spezifischen Oberfläche (Schlacke, Schotter, Kieselsteine).

Eine vollständige Reinigung auf Biofiltern wird nicht erreicht.

AEROTENKS - rechteckige verstärkte Tanks, 3-6 Meter tief.

Wenn ein Aerotank in Betrieb ist, strömt eine Abfallflüssigkeit, die einer Belüftung unterzogen wird, gemischt mit einem aktiven Schlamm, der aus einer Ansammlung von Mikroorganismen besteht, langsam durch ihn hindurch. Die Luftzufuhr erfolgt durch Luftblasmaschinen. Die Belüftung fördert den Kontakt von Belebtschlamm mit kontaminiertem Abwasser.

Die biologische Oxidation im Aerotank verläuft in zwei Stufen. Die erste ist die Sorption der Verschmutzung, die zweite ist die direkte Oxidation der Verschmutzung des Abwassers.

Die Biozönose des Belebtschlamms entwickelt sich unter Bedingungen ausgeprägter oxidativer aerober Prozesse. Neben einzelligen Bakterien entwickeln sich filamentöse Bakterien, Hefen und Pilze im Belebtschlamm. Die Mikrofauna wird durch Protozoen, Rädertierchen, Rundwürmer, einzellige Tiere vertreten. Während des normalen Betriebs des Aerotank wird Gleichgewicht zwischen allen Mitgliedern der Mikroflora und Mikrofauna hergestellt. Die Verletzung dieses Gleichgewichts weist auf die Verschlechterung der Behandlungseinrichtungen hin, da die Veränderung der numerischen Zusammensetzung der mikrobiellen Population in Belebtschlamm mit einer Veränderung der physikochemischen Eigenschaften der behandelten Abfallflüssigkeit verbunden ist. Die Gründe für die Störung des Aerotanks. sind: Überlastung von Kläranlagen mit organischen Stoffen, Bildung von anaeroben Zonen, Mangel an biogenen Elementen, starke Temperatur- oder pH-Änderung, Aufnahme giftiger Substanzen in das behandelte Wasser.

Bei der in aerotanks gereinigten Abfallflüssigkeit treten folgende Veränderungen auf:

1. eine Verringerung der Kontaminationskonzentration aufgrund der Verdünnung mit einer Flüssigkeit, die Belebtschlamm transportiert

2. Adsorption der Verschmutzung an Belebtschlamm (erste Phase der Oxidation)

3. allmähliche Abnahme des Gehalts an organischen Substanzen, die in Wasser gelöst und an Belebtschlamm adsorbiert sind (zweite Phase der Oxidation)

Die wichtigsten Mineralisatoren organischer Substanz in Aerotanks sind Bakterien. Sarkodovye, der sich auf Schlammpartikel ernährt, übersetzt eine Anzahl von komplexen Substanzen in einfachere. Infusorien und andere Protozoen übernehmen die Rolle der Regulatoren der Entwicklung von Bakterien und schaffen dadurch günstige Bedingungen für den Mineralisierungsprozess.

Bevor behandelte Abwässer in den Teich gelangen, müssen sie desinfiziert werden, da Aerotanks kann keine vollständige Beseitigung von Krankheitserregern garantieren.

Aerobe Methoden der biologischen Behandlung können auch unter natürlichen Bedingungen stattfinden - in biologischen Teichen, in Bewässerungsfeldern und Filtrationsfeldern.

Aerobe Abwasserbehandlung

Die aerobe Methode basiert auf der Verwendung aerober Mikroorganismen, bei denen die Vitalaktivität einen konstanten Sauerstofffluss und eine Temperatur im Bereich von 20 bis 40 ° C erfordert. Während der aeroben Behandlung werden Mikroorganismen in Belebtschlamm oder in Form eines Biofilms kultiviert. Belebtschlamm besteht aus lebenden Organismen und einem festen Substrat. Lebende Organismen sind Bakterien, Protozoen, Pilze und Algen. Der Biofilm wächst auf einem Biofilter und hat das Aussehen von Schleimablagerungen mit einer Dicke von 1-3 mm und mehr. Ein Biofilm besteht aus Bakterien, Protozoen, Pilzen, Hefen und anderen Organismen.

Die aerobe Reinigung erfolgt sowohl unter natürlichen Bedingungen als auch in künstlichen Strukturen.

Die Reinigung unter natürlichen Bedingungen erfolgt in bewässerten Feldern, Filtrationsfeldern und biologischen Teichen. Bewässerungsfelder sind Gebiete, die speziell für die Abwasserbehandlung und landwirtschaftliche Zwecke vorbereitet sind. Die Reinigung erfolgt unter Einwirkung von Bodenmikroflora, Sonne, Luft und unter dem Einfluss von Pflanzen. Im Boden von Bewässerungsfeldern befinden sich Bakterien, Hefen, Algen, Protozoen. Abwasser enthält hauptsächlich Bakterien. In gemischten Biozönosen der aktiven Bodenschicht entstehen komplexe Wechselwirkungen von Mikroorganismen, wodurch das Abwasser von den darin enthaltenen Bakterien befreit wird. Wenn Feldfrüchte nicht auf den Feldern angebaut werden und nur für die biologische Abwasserbehandlung vorgesehen sind, werden sie Filtrationsfelder genannt. Biologische Teiche sind eine Kaskade von Teichen, die aus 3... 5 Stufen bestehen, durch die geklärtes oder biologisch gereinigtes Abwasser mit geringer Geschwindigkeit fließt. Solche Teiche sind für die biologische Behandlung von Abwasser oder die Reinigung von Abwasser in Kombination mit anderen Kläranlagen ausgelegt.

Die Hauptstrukturen der künstlichen aeroben biologischen Behandlung mit Belebtschlamm sind Aerotanks. Der Aerotank arbeitet in einem Paar mit einem Nachklärbecken, wo die Abtrennung des gereinigten Abwassers am Ausgang des Aerotanks und der Suspension des Belebtschlamms stattfindet. In diesem Fall wird ein Teil des Schlamms aus dem System entfernt, und ein Teil wird in den Belüftungstank zurückgeführt, um seine Produktivität zu erhöhen und die Menge an überschüssigem Schlamm zu reduzieren. Abhängig vom Grad der Verschmutzung und der Abwassermenge, der Zusammensetzung der Schadstoffe und der Reinigungsbedingungen werden verschiedene hydrodynamische Modi zur Organisation des Wasserflusses, dessen Zirkulation, Zufuhr von Mehrwegschlamm und Belüftung verwendet. Arbeitskonzentrationen von Belebtschlamm in Aerotanks sind 1-5 g / l (Trockensubstanz) mit einer Verweilzeit des Abwassers im System von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen. Für die Reinigung im Belebungsbecken ist es oft notwendig, zusätzlich Nährstoffe, vor allem Stickstoff und Phosphor, zuzuführen. Mit einem Mangel an ihrer Reinigung ist die Effizienz reduziert.

Zu den biologischen Kläranlagen mit Belebtschlamm gehören auch Oxyde (mit Belüftung mit Sauerstoff oder reinem Sauerstoff angereicherter Luft), Filtertanks (mit Abtrennung von Belebtschlamm und Abwasser durch Filtration), Oxidationskanäle (mit Umwälzung von Abwasser und Oberflächenbelüftungssystemen), Minengeräte ( in Form von Wellen oder Säulen zur Erhöhung des Wasserdrucks).

Von aeroben Reinigungssystemen mit Biofilm werden am häufigsten Biofilter verwendet - Strukturen mit einer Belastung, auf deren Oberfläche sich Biofilm von Mikroorganismen entwickelt. Der einfachste Biofilter ist eine Schicht aus Filtermaterial (Ladung), die in einem Ruhewinkel gegossen und mit Abwasser bewässert wird. Die Ladung kann in Form von separaten abnehmbaren Blöcken aus starren oder flexiblen Materialien aus Kunststoff, aus steifen Halskrausen usw. hergestellt werden. Im Gegensatz zu Belebungsbecken arbeiten Biofilter ohne Nachklärbecken.

Eine interstitielle Position zwischen Strukturen mit aktivem Schlamm und mit einem Biofilm ist durch Biotentien besetzt, die die Vorteile von Aerotanks und Biofiltern kombinieren. In Biotanks mit Belüftung der Flüssigkeit, mit Belebtschlamm und Beladung mit verschiedenen Materialien, zirkuliert die Flüssigkeit mit Schlamm und belüftet in den Lücken zwischen Beladung. Infolge der Biofilmbildung auf der Ladefläche übersteigt die mittlere Konzentration des Schlammgemisches die Konzentration in Belebungsbecken.

In einem modernen Bioadsorberbiosensor wird die Sorption von Kontaminanten auf der Oberfläche der Ladung, beispielsweise auf der Basis von Aktivkohle, mit einer Bio-Reinigung kombiniert. Bei der Reinigung von Schadstoffen - Giftstoffe werden von Kohle adsorbiert, während in dem System zum einen die hemmende Wirkung von toxischen Substanzen auf die Biozönose abnimmt und zum anderen bei geringen Konzentrationen von Substraten im Abwasser in der Schicht an der Oberfläche von Aktivkohle lokale Konzentrationen zunehmen und beschleunigen Zersetzung des Substrats. Gleichzeitig wird Kohle biologisch regeneriert. Die Bioadsorptionsreinigung kann dazu verwendet werden, organische Verunreinigungen zu entfernen sowie Schwermetalle und Radionuklide aus dem Abwasser zu entfernen.

Eine weitere Modifikation des Biotanks ist ein Wirbelschichtreaktor (mit einer Schwebeschicht), in dem die Reinigung aufgrund der großen spezifischen Oberfläche des Trägers, an dem die Mikroorganismen haften, und der hohen Sauerstofftransferrate intensiviert wird. Die Biomassekonzentration im Reaktor erreicht 40 g / l, die Produktivität ist 5-10 mal höher als in Belebungsbecken, der Prozess ist stabiler bei Überlastungen und weniger empfindlich gegenüber toxischer Verschmutzung von Abwasser.

Überschüssiger Belebtschlamm und Biofilm aus biologischen Kläranlagen oder unbehandeltem Abwasser können in Schlammbetten (Schlammkarten), Bewässerungsfelder und Filtrationsfelder geleitet werden. Schlammbetten sind für die Lagerung und Verarbeitung von Belebtschlamm und Biofilm aus Kläranlagen bestimmt.