Biologică a apelor reziduale Tratamentul

tratarea biologică a apelor uzate - mod de eliberare a apelor uzate în fază lichidă de substanțe organice, bazate pe utilizarea proceselor redox care au loc la participarea microorganismelor.

Ca rezultat al BS. carbohidrați și grăsimi conținute în apele reziduale, se dezintegreze sub influența microorganismelor și a enzimelor în apă și dioxid de carbon. Moleculele de proteine ​​sunt împărțite prin albumozy și peptone în aminoacizi. O parte din aminoacizi utilizată ca material plastic și microorganisme de reproducere a energiei, iar cealaltă parte este supusă dezaminare (cm.) Pentru a forma amoniac și acizii grași și acizii aromatici. În condiții aerobe, organice la tine sunt oxidați la bioxid de carbon și apă, dioxid de carbon și amoniac este legat pentru a forma carbonat de amoniu.

Substanțele organice în apele reziduale sub formă de produse metabolice care conțin azot, în special sub formă de uree, la cer urobaktery influențat hidrolizează pentru a forma carbonat de amoniu. Ulterior, carbonat de amoniu este supus oxidării biochimice de bacterii aerobe din genul Nitrosomonas și Nitrobacter, izolat pentru prima dată în 1890 de savantul roman SN Vinogradskii.

Acest proces este numit nitrificare, are loc în două etape. În prima fază a sărurilor de oxidare amoniu biochimici sunt transformați în compuși cu azot (vezi Nitritul.) Bacterii Coccoid din genul Nitrosomonas, iar al doilea - (. Nitrați cm) în azot bacterii din genul Nitrobacter. Progresul reacției de către S. N. Stroganovu:

Azot-ta în săruri minerale (nitrați) este produsul final al oxidării proteinelor și produse ale metabolismului lor în corpul animalului. Prin urmare, cantitatea de nitrați este evaluată pe eficacitatea tratamentului biologic. Procesul de nitrificare poate genera căldură, care este utilizat în operarea facilităților de tratare biologică a apelor reziduale în timpul iernii, iar cantitatea acumulată de oxigen care poate fi utilizat pentru oxidarea biochimică a substanțelor organice cu azot liber atunci când complet consumat deja întregul oxigen liber (dizolvat). Sub acțiunea bacteriilor denitrificante deschise cercetătorii români VL Omelyanskii, clivate din oxigenul de nitrați și nitriți este utilizat pentru a doua și pentru oxidarea materiei organice. Acest proces este numit denitrificare, sub un roi realiza bacterii restaurare la saruri de azot, tu (nitrat), indiferent dacă sare cu azot-vă pentru a forma (nitrit), oxizi inferiori ai azotului, amoniac sau azot liber. Astfel, într-un mediu alcalin, cu acces larg la procesul de reducere a aerului nu merge mai departe decât la formarea sărurilor de azot-te; și într-un mediu acid este dificil, iar atunci când fluxul de oxigen la recuperarea amoniacului este.

Denitrificare în sensul strict al cuvântului numit descompunere sau săruri azot nitrici cu separarea azotului liber. Având în nici oxigen liber, sau plasarea lor în cantități limitate, bacteriile denitrificatoare lua-o din sărurile de azot și acid azotic, și oxidat simultan compus organic cu azot liber, desen energia necesară procesului de oxidare a acestora. Acest complex și reducerea simultană a procesului de oxidare poate fi (pentru V. L. Omelyanskomu) este reprezentat de ecuația (unde C - carbon organic):

În consecință, pentru B. pe. ape uzate simultan cu fluxul oxidativ si reducerea proceselor de denitrificare în care microbii consumă oxigenul format din compuși cu azot. Acest proces este important în stadiile inițiale ale tratării apelor reziduale în toate tipurile de instalații de tratare a apei și, în special, pentru neutralizarea substanțelor organice introduse cu apa uzată la straturile mai profunde ale solului. Odată cu acumularea de produs de oxidare și saturația proceselor de efluent de reducere liberi de oxigen sunt încetinite.

Sarcina principală B. o.- canalizare maximă eliberare de substanțe organice, pentru a atinge un nivel ridicat de rezistență relativă (stabilitate) a lichidului de deșeuri, un roi atenuat în mod semnificativ sau complet pierdut capacitatea sa de a se descompună. rezistență sau stabilitate relativă, apele reziduale se exprimă în procente și este raportul dintre cantitatea de oxigen conținută în apa reziduală în dizolvată și legat cu nitriți și nitrați prezenți, la numărul său necesar pentru oxidarea biochimică a substanțelor organice. valoarea rezistenței determină timpul dezintegrare a lichidului. Astfel, la 50%, rezistență și t ° 20 ° descompunere începe în a treia zi de la 80% din rezistență - a șaptea zi, cu o rezistență de 99% - în a douăzecea zi, cu rezistență la apă 100% nu putrezește. La temperaturi sub 20 ° rezistența crește. Rezistența la apă reziduală brută este de obicei mai mic de 11%, iar după completă B. o. aceasta trebuie să se ridice la cel puțin 99%. În unele cazuri, în funcție de starea de sănătate, condițiile hidrologice, climatice și alte permis evacuarea apelor reziduale în iaz cu o rezistență relativă de 80%.

Pentru a proteja corpurile de apă de la condițiile de poluare a apelor uzate de coborâre trebuie să fie luate în considerare în mod specific pentru fiecare corp de apă. Stabili condițiile de eliberare a apelor uzate în iaz - înseamnă să calculeze ce concentrația de contaminanți permise într-o anumită cantitate de coborâre a apelor uzate în faimosul corpul de apă, astfel încât să nu provoace poluarea apei sau să încalce cerințele privind calitatea apei din iaz „Reguli de apă de suprafață din poluarea apelor uzate „(a se vedea. protecție sanitară de rezervoare).

Rata completitudinii degradare și de mineralizare a substanțelor organice în BI pe. Aceasta depinde de o serie de condiții: masa microorganismelor implicate în BV pe. măsură să asigure oxigenul, calitatea și cantitatea de substanțe organice eliberate din lichidul reziduale, temperatura apei de canalizare și pH-ul mediului, prezența chimică. și alte substanțe. B.; o. apă uzată este cel mai mare succes în condiții favorabile (pH-ul apei uzate în interiorul 6,5-8,5, temperatura nu este mai mic de 6 și nu mai mult de 30 °, concentrația totală de săruri dizolvate nu este mai mare de 10 g / l, concentrația chimică. Substanțe din cadrul variabilelor fără a afecta procesul de auto-curățare) și prezența conținutului minim de nutrienți (săruri de azot de amoniu, cel puțin 15 mg l fosfat / și cel puțin 3 mg / l). Problema tehnică de organizare a acestui proces este de a crea astfel de condiții la care materia organică a apelor uzate sunt aduse în contact cu microorganismele aerobe si oxigenul din aer și degradarea lor va merge cu cea mai mare viteză posibilă și caracterul complet. Pentru a servi acest scop construirea VB. ape uzate, care sunt împărțite în două tipuri de bază: 1) construcție, în care B. a. Aceasta are loc în condiții apropiate de natural, și 2) construcția în care curățarea are loc în condiții artificiale. Primul tip de plante de irigare includ câmp (vezi Fig.), Câmpul de filtrare (cm.), O filtrare sit subteran, filtrarea șanțului cu un pat naturale din sol puțuri de filtrare biologice și iazuri. A doua structuri de tip includ aerare, filtre scurgere, filtru peschanograviynye, șanț având un strat de sol în vrac și instala oxidarea deplină a apelor reziduale (canalele de circulație de oxidare, blocuri de oxidare instalare compactă, cu aerare al aerare extinsa.).

Biologice (oxidare) iazuri sunt corpuri de apă în care B. a creat în mod artificial. Acesta are loc într-un mediu cel mai apropiat de cursul natural de auto-purificare a corpurilor de apă. Distinge iazuri biologice aerobe și anaerobe, care sunt de obicei nu mai mult de 1 m, adâncimea iazurile aerobe nu mai mult de 1 m, și iazuri anaerobe - nu mai puțin de 2,5 m sunt folosite următoarele tipuri de iazuri biologice aerobe ..

Curgerea iazuri cu deșeuri lichide de diluare. deșeuri limpezit depozitare în vrac lichid diluat de 3-5 ori cu apă de râu. Timpul de staționare a apei uzate purificate în iaz este de 8-12 zile, încărcarea deșeurilor lichide este de 125-300 m 3 / m pe zi.

Un dezavantaj al acestor bazine este necesitatea de a construi o sedimentare primară și de a ridica barajului aparat iaz rezervor de apă curată.

iazuri de curgere fără deșeuri lichide de diluare au fost mai întâi stabilită la inițiativa S. N. Stroganova pe câmpurile de filtrare din Moscova.

Deșeuri lichide după sedimentare preliminară trece serie (4-5) sunt interconectate secvențial în bazine timp de 30 de zile. In primele microorganisme iaz predomina zona polisaproba, al doilea și al treilea - alfa mesosaprobic, iar în a patra - zona β-mezosairobnoy. iazurile biologice înainte de începerea ciclului de operare trebuie să fie biologic „matur“ (pentru o lună în timpul verii). sarcină BOD (Cm.) la primul iaz (atunci când trei sau mai multe iazuri) este luată egală cu 250-300 kg / ha pe zi; încărcare medie BOD în funcție de temperatura apei - 50-75 kg / ha o zi.

iazuri de contact. Lichidul rezidual este introdus într-o serie de bazine stagnante paralele. In picioare procesele de apă sunt accelerate.

Pentru un timp mediu de contact al benzii variază în intervalul de 8-10 zile pentru regiunile sudice - 5 zile. iazuri de contact de performanță în 1 / 2-2 ori mai mare decât debitul.

Din 1950, la Minsk, observațiile de iazuri stagnante biologice în care auto-curățare a apelor reziduale, datorită dezvoltării de masă, în care cel mai frecvent tip de alge Chlorella.

Ca rezultat, fotosintetice alga asimiland carbon și bioxid de carbon saturat cu apa este suprasaturat cu oxigen. Valoarea mâl, în apă, ca urmare a reaeration oxigenului în aceste condiții are o valoare minimă. In astfel de iazuri dezvoltat procese oxidative intense, iar după 8 zile vine mineralizare practic completă a substanțelor organice și a apelor distrugerea microflorei patogene.

În acele cazuri în care un puternic efect de tratare a apelor reziduale, înainte de eliberarea lor în apă, pretratate apelor uzate în stații de epurare biologică artificiale sunt supuse unui post tratament în iazuri biologice.

Timpul estimat de ședere este de obicei ca fiind de 3-5 zile. iazurilor de încărcare primite cu privire la aerarea lor la cer de oxigen este de 6-8 g per 1 m2 de iaz. Acest lucru este suficient pentru a asigura o curățare suplimentară 4000-5000 m 3 / ha de ape uzate pe zi.

bazine anaerobe sunt fose septice profunde la care deșeurile intră lichidul fără sedimentare primară. Descompunerea materiei organice în ele se realizează de către microorganisme anaerobe (vezi. Anaerobi) care provoacă fermentarea metan la o valoare a pH-ului de 8,5 și mai sus. mediu alcalin - una dintre principalele condiții pentru procesul de purificare anaerobă. Timpul de staționare a apei uzate într-un iaz de la t ° până la 12 ° - 50 de zile. peste 12 ° C - 30 de zile. Sarcina CBO în ziua, la o temperatură de 12 ° - 350 kg / ha și peste 12 ° - 600 kg / ha. Reducerea BOD apelor reziduale în timpul perioadei de ședere în iazuri anaerobe sfătuiți să ia 50%. Aceste iazuri au o serie de defecte în comparație cu aerobic: un efect de curățare mai scăzută împotriva substanțelor organice, poluarea aerului gazele mirositoare fermentație putrezită, riscul de poluare a apelor subterane cu agenți patogeni.

Fig. 1. Rezervor de aerare (stație biologică Kharkov).

Aerotanks - rezervoare de curgere (Figura 1.) cu aerare artificială în baia de pre-limpezit apele reziduale, în prezența nămolului activat. Aerarea lichidului se realizează prin diferite aeratoare: pneumatice, mecanice și mixte. nămol activat este microorganismele biocenozei mineralizant exfoliat capabile de a adsorbi pe suprafața sa oxidat, și în prezența substanțelor organice lichide reziduale de oxigen atmosferic. Studiul mai complete cu privire la rolul și interacțiunea dintre principalii factori care determină cursul proceselor oxidative în bazine de aerare, realizat de oamenii de știință sovietici N. G. Stroganov, K. N. Korolkovym, NA Bazyakinoy. Aceste metode propuse de calcul rezervoarele de aerare, care sunt utilizate în practica internă.

Fig. 2. Rezervor de aerare (planul): 1 - afluxul de ape uzate; 2 - alimentare cu apă aerată la rezervoarele de sedimentare secundare; 3 - filtrososy; 4 - alimentarea cu aer de la compresor; 5 - controler de intrare (săgețile indică direcția de deplasare a apei, săgeata spre dreapta în partea de jos - mișcarea aerului).

bazine de aerare adâncime de 3 proiectate la 6 m, o lățime de aproximativ 8 m și câteva zeci de metri lungime. Pentru compactitatea în loc de segmente directe coridor lung sunt paralele cu barierele, nu ating peretele opus scurt, iar apa curge calea dreapta, ceea ce face câteva ture (Fig. 2). Aerarea nu numai satureaza apa cu oxigen, dar nu dă sedimentare fulgi cu nămol activat, rezultând în toată masa de apă în contact cu ele.

B. o. apa uzată din rezervorul de aerare 4 este în fază. Faza I - substanțe organice fulgi de nămol activ-oxidarea. Faza II - oxidarea biochimică a materialelor organice cărbunoase ușor oxidabile apelor reziduale la bioxid de carbon și apă. În această energie fază este eliberată, microorganismele utilizate pentru sinteza materialului celular a nămolului activat. Etapa III - sinteza celulară a nămolului de material activat din substanțele organice rămase apă uzată datorită energiei eliberate în a doua fază.

Sinteza materialului celular este însoțită de o creștere a conținutului de azot al celulei. Etapa IV - oxidarea nămolului activ material celular. Apoi vine nitrificare de săruri de amoniu, oxidabil eliberat din nămol activat. Formate cu nitriți expuse parțial denitrificare implicând denitrificare pentru sinteza materialului celular nou sau la eliberarea de azot liber în atmosferă.

Cunoașterea fazelor de curățare a permis de a oferi o serie de soiuri de aerare, care este dominat de una dintre aceste faze. Astfel, utilizarea numai prima fază de purificare a dus la aerarea creare la purificare incompletă și aerare cu procesul de contact stabilizare.

Folosind primele trei faze care conduc la crearea diferitelor structuri pe aerare de curățare. În cele din urmă, utilizarea tuturor celor patru faze care conduc la crearea de instalații cu oxidare completă a apelor uzate. Schema rezervorului de aerare plin de BS. Acesta poate fi reprezentat după cum urmează. Apa reziduală clarificat curge în rezervorul de beton lung umplut cu un amestec de canalizare și nămol activat și în mișcare, aerat timp de 5 - 7 ore. După încheierea proceselor biochimice de oxidare a substanțelor organice a amestecului de nămol și apele uzate activate este deplasată de porțiuni noi de ape uzate și intră rezervoarele de sedimentare secundar pentru separarea nămolului activat. Apa clarificat în vasele de colectare după dezinfectare, de obicei, evacuate în rezervor, iar nămolul activat în rezervorul de aerare este trimis din nou. Ca urmare a unei astfel de recirculare și microorganisme aerobe propagarea în masă cu nămol activ crește tot timpul, și, prin urmare, nămolul activat în exces trebuie îndepărtat pe un tampon sau în tancuri Silt Septice pentru dezinfectare.

Uneori, drumul dintre decantorul și aerare rezervoare secundare a pus o altă clădire numit un regenerator. Regenerator - acest rezervor de aerare, prin care doar yl activă suflate intens de aer. Scopul regeneratorul constă în oxidarea substanțelor organice adsorbite de nămol activat, precum și capacitatea de restaurare a participa la procesul de curățare. Acest lucru este deosebit de important în cazul în care rezervoarele de aerare se lucrează la o curățare part-time.

B. Efectul. ape uzate în bazine de aerare care funcționează la purificarea parțială este de 50% din BOD și completă curățare BOD finală a lichidului rezidual tratat nu trebuie să depășească 15 mg / l. aerare Maximal posibilități tehnice moderne pentru oxidarea completă, astfel încât este posibil să se obțină o BOD efluent lichid purificat cu 4-6 mg / l. În procesul de B .. Rezervoarele de aerare în stare lichidă reziduală este eliberată la 95-99% dintre patogeni infecții intestinale, entero-virusuri, ouă de viermi. Cu toate acestea, chiar și la mare (până la 99%), valoarea absolută a efectului de curățare sanitare ilustrative și agenți patogeni pot ajunge la câteva mii până la 1 ml. Prin urmare, apa uzată purificată în bazinul de aerare, întotdeauna periculoase din punct de vedere epidemiologic și necesită dezinfectare înainte de evacuare în iaz, iar nămolul activat adsorbit pe ei înșiși microflorei patogene, - dezinfectarea la paturi de nămol sau digestoare.

Bibliografie: Goncharuk EI construirea de filtrare a apelor reziduale subterane, Kiev, 1967 refs;. O d-l și în aproximativ - Dovada b p ovolsky JI. B. Kulskiy L. A. și Nakorchev-o la I VF Chimia și microbiologia apei (chimice de bază și de purificare a apei biologice), Kiev, 1971; Lapshin MI și C m p o r o n o SN Chimie si Microbiologie apa potabila si canalizare, M. 1938; Tratarea apelor reziduale în iazuri biologice, ed. penalități PV-Ost, Minsk, 1961; G. Stroganov, N. și Korolkov K. N. Biological Tratarea apei reziduale, Moscova-Leningrad, 1934, ref. Cherkinskiy S. N. evacuare a apelor de salubritate în corpurile de apă, M. 1971 Eckenfelder W. W. și. O'Connor D. J. tratarea deșeurilor biologice, N. Y. 1961, Bibliogr.; McKinney R. E. Biokatalysts și de eliminare a deșeurilor, canalizare a. industr. deșeuri, v. 25, p. 1064, 1268, 1953; Sawyer C. N. nutriție bacteriană și sinteză, în carte. Biol, tratarea apelor reziduale a. industr. deșeuri, ed. de B. J. Me Cabe a. W. W. Eckenfelder, v. 1, p. 3, N. Y. 1956; Simpson J. R. Reducerea biochimica a deșeurilor, Process Biochem. v. 5, p. 47, 1970.