Acque reflue

Negli ultimi anni, il tema della protezione ambientale è diventato più urgente che mai. Una delle questioni importanti in questo argomento è il trattamento delle acque reflue prima di scaricarle nei corpi idrici vicini. Un modo per risolvere questo problema può essere un trattamento biologico delle acque reflue. L'essenza di tale purificazione è la scissione di composti organici con l'aiuto di microrganismi per i prodotti finali, ovvero acqua, anidride carbonica, solfatazione di nitriti, ecc.

Il trattamento più completo di acque reflue industriali contenenti sostanze organiche allo stato di dissoluzione viene ottenuto con un metodo biologico. In questo caso, gli stessi processi sono usati come nella purificazione dell'acqua per uso domestico aerobico e anaerobico.

Per la pulizia aerobica vengono utilizzati aerotank di varie modifiche strutturali, ossicini, serbatoi del filtro, serbatoi di flottazione, biodischi e minerali biologici.

Nel processo anaerobico per acque reflue altamente concentrate utilizzate come primo stadio del trattamento biologico, i digestori fungono da struttura principale.

Metodo aerobico basato sull'uso di gruppi aerobici di organismi per la vita dei quali richiede un flusso costante di O2 e una temperatura di 20-40 C. I microrganismi vengono coltivati ​​in fanghi attivi o biofilm.

Il fango attivo è costituito da organismi viventi e da un substrato solido. Gli organismi viventi sono rappresentati da accumuli di batteri, vermi protozoi, muffe, funghi e raramente - le larve di insetti, crostacei e alghe. Il biofilm si sviluppa su filler di biofiltro, ha l'aspetto di incrostazioni mucose con uno spessore di 1-3 mm e oltre. I processi di trattamento aerobico delle acque reflue vanno alle strutture chiamate vasche di aerazione.

Fig.1. Modello di lavoro aerotank

Modello di lavoro aerotank

1 - fango attivo circolante; 2 - eccesso di fango attivo;

3 - stazione di pompaggio; 4 - vasca di decantazione secondaria;

5 - serbatoio aerodinamico; 6 - chiarificatore primario

I serbatoi aerodinamici sono carri armati piuttosto profondi (da 3 a 6 m) dotati di dispositivi per l'aerazione. Qui vivono colonie di microrganismi (su strutture flocculanti di fango attivo), scindendo materia organica. Dopo le vasche di aerazione, l'acqua depurata entra nelle fosse settiche, dove avviene la sedimentazione del fango attivo per il successivo ritorno parziale al serbatoio di aerazione. Inoltre, in tali strutture, sono disposti serbatoi speciali in cui il limo "riposa" (viene rigenerato).

Una caratteristica importante dell'operazione aerotank è il carico sul fango attivo N, che è definito come il rapporto tra la massa di contaminanti che entrano nel reattore al giorno e la biomassa assolutamente secca o priva di ceneri del fango attivo nel reattore. In base al carico sui fanghi attivi, i sistemi di purificazione aerobica sono suddivisi in:

sistemi di trattamento delle acque reflue aerobiche ad alto carico con N> 0,5 kg BOD (indicatore del consumo di ossigeno biochimico) 5 al giorno per 1 kg di fanghi;

sistemi di trattamento delle acque di scarico aerobici a medio carico a 0,2 18

Metodo anaerobico

I metodi anaerobici di purificazione si verificano senza accesso O2 (processo di fermentazione), sono utilizzati per neutralizzare i sedimenti. Processi anaerobici si verificano nei cosiddetti digestori.

Methantank (metano + cisterna inglese)

impianto di fermentazione

acque reflue che costituiscono

serbatoio chiuso dotato di un dispositivo per il riscaldamento dovuto alla combustione del metano rilasciato.

Il metodo di purificazione anaerobico può essere considerato uno dei più promettenti in presenza di un'alta concentrazione nelle acque reflue di materiale organico o per il trattamento delle acque reflue domestiche.

• Il suo vantaggio rispetto ai metodi aerobici è una netta riduzione dei costi operativi (per i microrganismi anaerobici, non è necessaria un'aerazione aggiuntiva di acqua) e l'assenza di problemi associati allo smaltimento della biomassa in eccesso.

• Un altro vantaggio dei reattori anaerobici è minimo

la quantità di attrezzatura richiesta per il normale funzionamento del reattore.

Ma allo stesso tempo, le piante anaerobiche emettono il prodotto dell'attività vitale dei microrganismi - il metano, quindi è necessario monitorare costantemente la sua concentrazione nell'aria.

Tutti i metodi sopra indicati sono utilizzati solo fino a un certo livello di concentrazione di inquinanti nelle acque reflue. Prima di scaricare le acque reflue nel serbatoio, è necessario passare attraverso 3-4 fasi di pulizia. Inoltre, a volte oltre al trattamento biologico richiede la ionizzazione o la radiazione ultravioletta.

Figura 3. Scomposizione dello schema

Quando si convertono anaerobicamente substrati organici in metano sotto l'influenza di microrganismi, è necessario implementare in modo coerente 4 fasi di decomposizione. Gruppi separati di inquinanti organici (carboidrati, proteine, lipidi / grassi) nel processo di idrolisi vengono prima convertiti nei corrispondenti monomeri (zuccheri, amminoacidi, acidi grassi). Inoltre, questi monomeri vengono convertiti in acidi organici a catena corta, alcoli e aldeidi durante la decomposizione enzimatica (acitogenesi), che vengono poi ossidati ulteriormente in acido acetico, che è associato alla produzione di idrogeno. Solo dopo viene la volta della formazione del metano allo stadio della metanogenesi. Insieme al metano, anche l'anidride carbonica si forma come sottoprodotto.

L'eccesso di fango attivo, come già accennato, può essere trattato in due modi: dopo l'essiccazione, come fertilizzante o in un sistema di purificazione anaerobico. Gli stessi metodi di pulizia sono utilizzati nella fermentazione di acque reflue altamente concentrate contenenti una grande quantità di materia organica. I processi di fermentazione sono effettuati in dispositivi speciali - metatics.

La decomposizione della materia organica consiste di tre fasi:

• dissoluzione e idrolisi di composti organici;

Nella prima fase le sostanze organiche complesse vengono convertite in acidi butirrico, propionico e lattico. Nella seconda fase questi acidi organici vengono convertiti in acido uranico, idrogeno, anidride carbonica. Nella terza fase i batteri che generano metano riducono il biossido di carbonio a metano con assorbimento di idrogeno. Secondo la composizione della specie, la biocenosi da metacenosi è molto più povera delle biocenosi aerobiche.

I reattori anaerobici sono solitamente serbatoi in cemento armato o metallo che contengono un minimo, rispetto ai reattori per la pulizia aerobica, apparecchiature. Tuttavia, l'attività vitale dei batteri anaerobici è associata al rilascio di metano, che spesso richiede l'organizzazione di un sistema speciale di osservazioni della sua concentrazione nell'aria.

Figura 4. Schema di lavoro del digestore

Strutturalmente, il digestore è un serbatoio cilindrico o meno comunemente rettangolare che può essere completamente o parzialmente affondato nel terreno. Il fondo del digestore ha una tendenza significativa verso il centro. Il tetto del digestore può essere rigido o flottante. Nei digestori a tetto flottante, si riduce il pericolo di un aumento della pressione nel volume interno.

Le pareti e il fondo del digestore sono, di norma, in cemento armato.

Il fango e il fango attivo penetrano nel tubo di digestione dall'alto. Per accelerare il processo di fermentazione, i digestori vengono riscaldati e il contenuto viene miscelato. Il riscaldamento viene effettuato con un radiatore ad acqua o a vapore. In assenza di ossigeno da sostanze organiche (grassi, proteine, ecc.) Si formano acidi grassi, di cui si formano metano e anidride carbonica durante l'ulteriore fermentazione.

Il fango fermentato di alta umidità viene rimosso dal fondo del digestore e inviato per l'essiccazione (ad esempio i letti dei fanghi). Il gas risultante viene scaricato attraverso i tubi nel tetto del digestore. Da un metro cubo di sedimento nel digestore 12-16 metri cubici di gas, in cui circa il 70% è metano.

Il trattamento anaerobico delle acque reflue presenta alcuni vantaggi e svantaggi:

• il processo non produce molto fango attivo in eccesso, quindi non ci sono problemi con il suo smaltimento;

• L'89% dell'energia del processo è destinata alla produzione di metano;

• tale metodo di pulizia è possibile solo a basse concentrazioni del substrato;

• tasso relativamente basso di crescita della biomassa;

• attrezzature più semplici rispetto alla pulizia aerobica.

Il metodo di cui sopra è applicabile quando la concentrazione di determinati inquinanti non supera il livello ammissibile. Nella maggior parte dei casi, è necessario eseguire tre o quattro fasi di pretrattamento delle acque reflue al fine di ottenere il contenuto richiesto di determinate sostanze. Inoltre, per scaricare le acque reflue che sono già state trattate nel serbatoio dopo gli impianti di trattamento biologico, è spesso necessaria una purificazione aggiuntiva (ad esempio mediante ozonizzazione o irradiazione UV).

Il vantaggio del trattamento aerobico è l'alta velocità e l'uso di sostanze a basse concentrazioni. Significativi svantaggi, specialmente nel trattamento delle acque reflue concentrate, sono l'elevato consumo di energia per l'aerazione e i problemi associati al trattamento e allo smaltimento di grandi quantità di fango in eccesso. Il processo aerobico viene utilizzato nel trattamento delle acque reflue domestiche, alcune acque reflue industriali e suini con COD non superiore a 2000. Eliminare queste carenze di tecnologie aerobiche può essere un trattamento anaerobico preliminare delle acque reflue concentrate mediante digestione con metano, che non richiede energia per aerazione ed è anche associato alla formazione di prezioso vettore energetico - metano.

Il vantaggio del processo anaerobico è anche una formazione relativamente minore di biomassa microbica. Gli svantaggi includono l'incapacità di rimuovere gli inquinanti organici a basse concentrazioni. Per il trattamento approfondito delle acque reflue concentrate, il trattamento anaerobico deve essere usato in combinazione con il successivo stadio aerobico. La scelta della tecnologia e delle caratteristiche del trattamento delle acque reflue è determinata dal contenuto dell'inquinamento organico in esse.

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Benvenuto! Praticamente tutti i tipi di acque reflue subiscono il biorisanamento. Per questo tipo di filtrazione, vengono create condizioni speciali in cui speciali microrganismi si degradano e processano varie sostanze organiche che inquinano l'acqua.

Uno dei metodi più popolari di tale trattamento è il processo anaerobico, cioè la pulizia senza aria. Questa pulizia viene effettuata in speciali fosse settiche chiamate fosse settiche.

Il trattamento anaerobico nelle fosse settiche è principalmente utilizzato per rimuovere fanghi, fanghi e altri contaminanti dalle acque reflue, nonché per il trattamento di altri tipi di fanghi e rifiuti solidi. Le fosse settiche stesse sono vasche orizzontali orizzontali sigillate sigillate, nella parte inferiore delle quali si forma un precipitato, costituito da particelle solide. Successivamente, marcirà e si decompone con microrganismi anaerobici.

Il compito principale della fossa settica è quello di separare le particelle solubili nel liquido da contaminazione insolubile e decomporre da batteri anaerobici. Il vantaggio indiscutibile del trattamento anaerobico nelle fosse settiche è la leggera formazione di biomassa di vari microbi dannosi. Questo tipo di trattamento anaerobico è più ragionevole da utilizzare a un livello sufficientemente basso di acque sotterranee.

La pulizia anaerobica nelle fosse settiche consiste in due fasi di fermentazione delle acque reflue. Questa è fermentazione acida e alcalina.

La fermentazione acida avviene nel serbatoio settico durante il suo riempimento iniziale, quando le acque reflue non sono contaminate da fango fermentato. Questo stadio è caratterizzato dalla formazione di gas odore sgradevoli. La rimozione dei fanghi è accompagnata da depositi di colore giallo-grigio, che non si asciugano bene all'aria. Il fango galleggia più spesso in superficie con il gas.
I gas rilasciati durante il processo di fermentazione acida spostano l'ossigeno e riempiono gradualmente la fossa settica, a seguito della quale i batteri anaerobici iniziano a svilupparsi attivamente. Ciò suggerisce che è iniziata la seconda fase della purificazione: fermentazione alcalina.

La fermentazione alcalina viene anche chiamata metano, poiché la parte principale dei prodotti di generazione del gas nella fossa settica è il metano. Durante la fermentazione alcalina, la formazione di gas fetidi è assente, inoltre, questo processo è caratterizzato da un decorso piuttosto rapido e il volume dei fanghi diminuisce significativamente. Allo stesso tempo, il limo ha un colore scuro e si asciuga rapidamente nell'aria.

Per una decomposizione più completa dei fanghi, vengono utilizzati tipi speciali di ceppi di batteri anaerobici. Ciò consente la completa disintegrazione di tutti i contaminanti. Inoltre, durante la fermentazione anaerobica, il decantare dei microrganismi patogeni procede a un ritmo più elevato, in conseguenza del quale viene prodotto un precipitato di qualità superiore, che viene attivamente utilizzato in agricoltura come fertilizzante organico.

Il volume delle fosse settiche dipende direttamente dalla quantità di consumo di acqua. Ad esempio, se il consumo di acqua è di 250 litri al giorno, il volume minimo della fossa settica dovrebbe essere pari a circa 3 metri cubi. Tradizionalmente, i serbatoi settici sono fatti di pietra, mattoni rossi o anelli di cemento con uno spessore della parete di almeno 12 centimetri. E oggi i contenitori in plastica, in polietilene, in polipropilene e in fibra di vetro composito stanno diventando sempre più popolari. Il materiale è selezionato sulla base di tutte le sue caratteristiche tecniche: resistenza meccanica alla pressione, suscettibilità alla corrosione, rigidità e resistenza. La forma della fossa settica può essere diversa, ma comunque la forma migliore è la circonferenza, poiché le pareti rotonde distribuiscono in modo più uniforme la pressione del terreno.

Vale anche la pena notare che, nonostante tutti i vantaggi della purificazione anaerobica, questo metodo ha ancora i suoi piccoli inconvenienti. Questi includono bassi tassi di fermentazione e riciclaggio, pericolo di rilascio di metano, particolare sensibilità ai metalli pesanti e anche arricchimento di effluenti con azoto ammonico.

Va detto che oggi è possibile pulire senza sostanze nutritive e sono state create tutte le condizioni per ridurre il volume dei rifiuti. Il metodo anaerobico di purificazione dell'acqua nelle fosse settiche è il più produttivo e promettente, poiché la sua implementazione richiede una quantità minima di attrezzature in funzione e non ci sono problemi con lo smaltimento dei rifiuti. Ciò a sua volta offre innegabili vantaggi economici e alti tassi di pulizia.

Caratterizza il trattamento anaerobico delle acque reflue. Strutture principali

La tecnica anaerobica del trattamento delle acque reflue viene utilizzata nel trattamento delle acque reflue industriali, questo produce energia sotto forma di biogas, che può essere utilizzato. La peculiarità del metodo anaerobico è l'acidificazione e la digestione di composti di carbonio per ottenere prodotti finali sotto forma di metano e monossido di carbonio. Nel metodo anaerobico, l'aerazione con l'uso di ossigeno non viene utilizzata durante la purificazione, poiché il processo di purificazione delle acque reflue procede senza contatto con l'aria. Inoltre, il trattamento biologico delle acque reflue produce solo una piccola quantità di fango in eccesso. Gli impianti di trattamento delle acque di scarico anaerobici sono particolarmente adatti per il trattamento delle acque reflue con alti e / o rapidi livelli di inquinamento da COD e BOD, nonché per le imprese che operano stagionalmente. Il biogas prodotto durante il processo di digestione può essere utilizzato per generare energia aggiuntiva, che è un vantaggio di questo metodo di purificazione.

Principali servizi: 1. Lattici (grande spazzatura). 2. Trappola di sabbia verticale e orizzontale. 3. Serbatoi settici primari. 4. Carri armati aerodinamici.

5.Vodosliv. 6. Setacci a feritoie piatte. 7. Filtri veloci. 8. Metantenki

9. Compattatori di fanghi 10. Presse filtranti.

I processi di ossidazione anaerobica procedono senza accesso all'ossigeno molecolare, mentre gli anioni contenenti ossigeno fungono da fonte di ossigeno nell'acqua: ecc. Il metodo si basa sulla capacità di alcuni microrganismi di idrolizzare composti organici complessi nel corso della loro vita, e quindi di utilizzare batteri che generano metano per convertirli in metano e acido carbonico.

3. Elenca le condizioni per la formazione dello smog a Londra ea Los Angeles e spiega quali sono le loro somiglianze e differenze.

1. Situazione meteorologica sfavorevole.

2. Emissioni di imprese.

3. Inquinamento da auto.

4. La presenza di ozono nell'atmosfera.

Lo smog di Londra e Los Angeles non ha quasi nessuna somiglianza. Le condizioni della loro educazione possono accompagnarsi a vicenda, ma in piccola misura.

Differenze: 1. La base delle reazioni fotochimiche dello smog di Los Angeles. A Londra, possono solo accompagnare la formazione dello smog. 2. Lo smog di Los Angeles è associato all'inquinamento atmosferico dovuto al trasporto di gas di scarico contenenti ossidi di azoto, mentre lo smog di Londra è associato all'inquinamento atmosferico con fuliggine o fumi contenenti anidride solforosa. 3. Los Angeles più spesso "soffre" di smog ad agosto e settembre, a Londra, al contrario durante i mesi invernali. 4. La principale fonte di smog a Los Angeles è la benzina, il carbone a Londra. 5. Un prerequisito per la formazione di smog a Londra è il tempo calmo, che non è così importante per Los Angeles. 6. L'inversione della temperatura a Los Angeles si verifica a un'altitudine di oltre un chilometro e a Londra diverse centinaia di metri. 7. A Londra, c'è alta umidità.

Biglietto numero 30

1) Il concetto di sviluppo sostenibile. La storia della formazione.

Il concetto di sviluppo sostenibile è inteso come un tale sviluppo che soddisfa i bisogni del presente, ma non compromette la capacità delle generazioni future di soddisfare i loro bisogni. In altre parole, l'umanità deve imparare a "vivere nei suoi mezzi", utilizzare risorse naturali, senza indebolirle, investire denaro, figurativamente parlando in "assicurazione" - per finanziare programmi volti a prevenire le conseguenze catastrofiche delle proprie attività.

Lo sviluppo sostenibile include due concetti chiave correlati:
1) il concetto di bisogni, inclusa la priorità (necessaria per l'esistenza dei segmenti più poveri della popolazione);
2) il concetto di restrizioni (dovute allo stato della tecnologia e all'organizzazione della società) imposte alla capacità dell'ambiente di soddisfare i bisogni attuali e futuri dell'umanità
Il concetto di sviluppo sostenibile si basa su cinque principi di base.
1. L'umanità è in effetti capace di dare allo sviluppo un carattere sostenibile e duraturo in modo da soddisfare i bisogni delle persone viventi, senza privare le generazioni future dell'opportunità di soddisfare i loro bisogni.
2. Le restrizioni allo sfruttamento delle risorse naturali sono relative. Sono associati all'attuale livello di tecnologia e organizzazione sociale, nonché alla capacità della biosfera di far fronte alle conseguenze dell'attività umana.
3. È necessario soddisfare i bisogni elementari di tutte le persone e dare a tutti l'opportunità di realizzare le loro speranze per una vita migliore. Senza questo, lo sviluppo sostenibile ea lungo termine è semplicemente impossibile. Una delle principali cause di disastri ambientali e di altro tipo - la povertà, che è diventata un luogo comune nel mondo.
4. È necessario conciliare lo stile di vita di coloro che hanno grandi fondi (monetari e materiali) con le capacità ecologiche del pianeta, in particolare per quanto riguarda il consumo di energia.
5. Le dimensioni e i tassi di crescita della popolazione dovrebbero essere coordinati con il mutevole potenziale produttivo dell'ecosistema globale della Terra.
La formazione del concetto di sviluppo sostenibile è inestricabilmente legata alla comprensione della storia umana.

I principali fattori dello sviluppo sostenibile sono i fattori economici, sociali e ambientali, che sono alla base del concetto trino dello sviluppo sostenibile. La componente economica implica l'uso ottimale delle risorse naturali e l'uso di tecnologie rispettose dell'ambiente, tra cui l'estrazione e la lavorazione delle materie prime, la creazione di prodotti rispettosi dell'ambiente, la minimizzazione, la lavorazione e lo smaltimento dei rifiuti. La componente sociale della sostenibilità è focalizzata sulle persone e mira a preservare la stabilità dei sistemi sociali e culturali, compresa la riduzione del numero di conflitti distruttivi tra le persone. Nell'ambito del concetto di sviluppo umano, l'uomo non è un oggetto, ma un soggetto di sviluppo. Il concetto di sviluppo sostenibile implica che una persona deve partecipare ai processi che formano la sfera della sua attività di vita, facilitare l'adozione e l'attuazione delle decisioni e controllarne l'attuazione. La componente ambientale dovrebbe garantire l'integrità dei sistemi biologici e fisici naturali. Di particolare importanza è la fattibilità degli ecosistemi da cui dipende la stabilità globale dell'intera biosfera. Inoltre, il concetto di sistemi e habitat "naturali" può essere inteso in senso ampio, incluso in essi un ambiente creato dall'uomo, come, ad esempio, le città. L'obiettivo è preservare la capacità di guarire se stesso e adattare dinamicamente tali sistemi al cambiamento, piuttosto che conservarli in un certo stato statico "ideale". Il degrado delle risorse naturali, l'inquinamento ambientale e la perdita di diversità biologica riducono la capacità dei sistemi ecologici di autoguarirsi.

2) metodi di dissalazione dell'acqua. Dissalare l'acqua significa ridurre la quantità di sali disciolti in esso. Questo processo è anche chiamato deionizzazione o demineralizzazione. Per acque marine e saline (salmastre), questo processo è chiamato desalinizzazione.

Classificazione di dissalazione:

termico;
scambio ionico;
membrana;
osmosi inversa
elettrodialisi;
combinato.
Il metodo più antico per ottenere acqua desalinizzata (distillato) è il metodo termico: distillazione, distillazione, evaporazione. La base del processo è il trasferimento dell'acqua nella fase vapore con la sua successiva condensazione. L'acqua deve essere evaporata per evaporare e durante la condensazione del vapore, il calore deve essere rimosso dalla transizione di fase. Quando si forma il vapore, le molecole di sostanze disciolte vengono trasferite ad esso insieme alle molecole d'acqua in base alla loro volatilità. Il vantaggio più importante di questo metodo sono le quantità minime di reagenti utilizzati e il volume di rifiuti che si possono ottenere sotto forma di sali solidi: per la natura del loro utilizzo, gli impianti di distillazione sono suddivisi in monostadio, multistadio e termocompressione. Di maggiore interesse è l'uso di evaporatori in combinazione con schemi di scambio ionico e reagenti. In queste condizioni, è possibile ottimizzare il consumo di reagenti, riscaldare e risolvere i problemi sia economici che ambientali.
Il metodo termico consente di desalinizzare l'acqua con qualsiasi contenuto di sale.

Metodo termico: · quantità minima di reagenti e scarichi di sale nell'ambiente; · alta qualità di acqua in sospensione; · possibilità di ricevere scarti di volume minimo, fino a sali secchi; · possibilità di utilizzare il calore in eccesso; · rimozione di gas disciolti dall'acqua. Svantaggi: - la necessità di pre-allenamento; · Elevato consumo di energia; · ingenti spese in conto capitale.

Molto spesso la dissalazione dell'acqua viene effettuata per scambio ionico. Questo è il metodo più comprovato e affidabile. Il metodo si basa sulla proprietà di alcune sostanze per lo scambio reversibile di ioni con soluzioni saline. Queste sostanze sono chiamate resine a scambio ionico. Questo è un tipo di elettroliti solidi, che sono suddivisi in scambiatori di cationi e scambiatori di anioni. Gli scambiatori di cationi sono sostanze del tipo di acidi solidi, in cui gli anioni sono rappresentati come polimeri insolubili in acqua.2. Gli scambiatori di anioni sono fondamentalmente basi dure, la cui struttura insolubile è formata da cationi. I loro anioni (di solito un gruppo ossidrile) sono mobili e possono scambiarsi con anioni di soluzioni. Il meccanismo chimico delle resine a scambio ionico è il passaggio sequenziale dell'acqua attraverso la resina scambiatrice di cationi e anioni. Di conseguenza, i cationi e gli anioni vengono rimossi dall'acqua ed è quindi desalted. La capacità di scambio delle resine a scambio ionico (scambiatori di ioni) non è infinita, diminuisce gradualmente e, alla fine, è completamente esaurita. In questo caso, è necessaria la rigenerazione con una soluzione acida (scambiatore di cationi) o alcalina (scambiatore anionico), che ripristina completamente le proprietà chimiche originali delle resine. Questa preziosa funzionalità consente di utilizzarli per un lungo periodo di tempo: la complessa procedura di utilizzo delle resine a scambio ionico e la loro successiva rigenerazione richiede l'automazione, un complesso sistema di controllo e l'attrezzatura necessaria è piuttosto ingombrante, il che ne limita l'utilizzo nella vita quotidiana. Attualmente, questo metodo è spesso incluso come uno degli elementi del processo di trattamento delle acque nelle case private con un sistema di approvvigionamento idrico autonomo.

Elettroosmosi La dissalazione sul principio dell'elettroosmosi viene effettuata in appositi dispositivi, che sono un bagno elettrolitico diviso da due membrane semi-permeabili in tre scomparti. L'acqua di fonte viene alimentata nella camera media. Gli ioni di sali nell'acqua corrono attraverso la membrana fino all'elettrodo che ha la carica opposta. L'acqua pulita rimane nella camera media, questo metodo richiede energia, sebbene sia abbastanza efficace. L'efficienza è superiore al 90%, raggiungendo in alcuni casi il 96%. Le membrane hanno una durata utile limitata, che è un massimo di 5 anni, e in condizioni operative sfavorevoli è molto meno. Inoltre, questo metodo, come la maggior parte degli altri metodi che utilizzano membrane semipermeabili, richiede una preparazione preliminare dell'acqua che viene purificata. C'è un'altra caratteristica che limita significativamente l'uso di questo metodo. Questo è il fatto che tutte le sostanze che non si sono trasformate in ioni dopo la dissoluzione non hanno reagito al campo elettrico. ie la maggior parte delle sostanze organiche, batteri, virus, ecc. rimarrà in soluzione.

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Trattamento anaerobico delle acque reflue - informazioni generali

L'uso di reattori o digestori anaerobici si è rivelato molto efficace negli impianti di trattamento delle acque reflue industriali e domestici. Questa tecnica è superiore ad altri metodi di trattamento primario nelle prestazioni economiche e ambientali. Tra l'altro, per alcuni tipi di effluenti (COD oltre 2000 mg / l), solo la purificazione anaerobica è l'unico modo in cui vengono rimosse fino al 90% delle impurità. Per una depurazione delle acque più efficace ricorrere alla purificazione multi-livello utilizzando microrganismi anaerobici e aerobici.

I moderni bioreattori hanno un principio operativo abbastanza chiaro. Sono un serbatoio sigillato che non ha comunicazione con l'ambiente dell'ossigeno. All'interno del serbatoio si trova il fango attivo - macrocolonie di microrganismi anaerobici. Lo sviluppo della biomassa in un ambiente privo di ossigeno è lento, quindi la conservazione della popolazione esistente è molto importante per l'efficacia del processo di pulizia.

La maggior parte del fango attivo si trova sul fondo del reattore, ma i microrganismi sono presenti negli strati superiori dell'acqua come sospensione. Il fango attivo anaerobico, spesso indicato come metanogeno, è un denso strato di 2-3 mm. Queste sono comunità microbiche. Ogni granello contiene un numero diverso di microrganismi diversi, tra i più comuni si possono notare archaea di diversi generi e methanosarcine. Questi ultimi si trovano più spesso negli effluenti altamente concentrati.

Nel processo di attività vitale, i granuli di fango abbattono la "spazzatura" chimica e biologica che penetra nel liquame, rilasciando metano e acqua. Nei sistemi di biorisanamento a più livelli, è stata stabilita una sequenza di scarico dei principali prodotti di filtrazione. Lasciando il digestore l'acqua viene inviata al serbatoio di aerazione, dove viene purificata dai batteri aerobici. Il gas sale e può essere utilizzato per riscaldare il reattore. La temperatura normale per lo sviluppo dell'arcaea anaerobico è di 30 gradi, ma grazie allo sviluppo di selettori, gli organismi che funzionano a 10-20 gradi sono stati isolati.

Oltre ai compatti impianti di trattamento delle acque reflue utilizzati nella creazione di sistemi di fognatura autonomi in abitazioni private, esistono complessi anaerobici industriali. Questi includono:

  1. lagune - coloni, organizzati sotto il cielo aperto o in stanze speciali. Nelle regioni con un clima caldo, tali complessi servono non solo come un impianto di trattamento delle acque reflue. Produce anche biogas utilizzato nei sistemi di alimentazione delle imprese. Molto spesso, le lagune sono disposte vicino agli allevamenti di maiali, i liquami e gli scarichi dei mattatoi vengono scaricati in essi;
  2. Bioreattori industriali: serbatoi ermetici installati presso stazioni di biopulizia, imprese di servizi o famiglie. A causa dell'assenza della necessità di un controllo rigoroso delle condizioni ambientali, nonché di una popolazione in crescita di microrganismi, gli impianti industriali di questo tipo sono economicamente efficienti in termini di cura e manutenzione.

Quando si puliscono i serbatoi in cui viene effettuata la distruzione anaerobica dei biomateriali, diventa necessario rimuovere parte del carbone attivo. Lo svuotamento dei contenitori può essere effettuato con l'ausilio di macchine per la cova o manualmente. Il non ha proprietà patogene o tossiche, è assolutamente innocuo per l'uomo e gli animali. In presenza di attrezzature speciali, ad esempio, centrifughe di essiccazione (a maglie fini), il concentrato di fanghi può essere ricavato dal suo surplus per ulteriori vendite. Inoltre, il fango anaerobico è ricco di elementi minerali e può essere usato come fertilizzante o per nutrire gli animali.

Trattamento anaerobico delle acque reflue

Le compagnie chimiche consumano molta acqua di scarico, scaricando successivamente una grande quantità di liquidi altamente contaminati. Pertanto, il compito di un uso razionale e integrato delle risorse idriche oggi è particolarmente acuto ed è un importante problema tecnico, economico e tecnologico. Uno dei metodi di trattamento delle acque reflue anaerobiche.

Perché le acque reflue devono essere pulite?

Le acque reflue contengono varie impurità, particelle colloidali e grossolane, sostanze minerali, organiche e biologiche. Affinché le acque reflue non abbiano un impatto negativo sull'ambiente, inquinando l'ambiente, è imperativo che venga pulito prima che venga scaricato, il cui compito principale è la disinfezione, la chiarificazione, il degasaggio, la distillazione e l'addolcimento. Le acque reflue contaminate con vari prodotti chimici sono trattate in modi diversi. I più popolari tra loro sono meccanici, chimici, fisico-chimici e biologici.

Che cos'è un trattamento biologico delle acque reflue?

Il trattamento biologico viene eseguito utilizzando sostanze organiche. Questa tecnica si basa sulla capacità dei microrganismi di utilizzare la materia organica disciolta nelle acque reflue. Il consumo organico si verifica in presenza e assenza di ossigeno.

Metodi di trattamento biologico

Metodi di trattamento biologico - aerobico e anaerobico. Anaerobico viene eseguito in assenza di contatto con l'ossigeno. Grazie al suo costo accessibile e all'elevata efficienza, questa tecnica è la più ampia richiesta nell'industria moderna.

Metodi di trattamento delle acque reflue aerobiche: come vengono trattate le acque reflue in condizioni aerobiche

Il processo di disinfezione delle acque reflue inquinate con la partecipazione di microrganismi aerobici avviene nella condizione di accesso continuo all'ossigeno (è l'ossigeno che determina l'attività vitale delle sostanze organiche). Il processo di pulizia si svolge in un bioreattore o serbatoio di aerazione (contenitore speciale in plastica, metallo o cemento). Nel serbatoio a una piccola distanza dal fondo ci sono setacci e spazzole - servono come base per il posizionamento di colonie di batteri aerobici.

Per garantire un accesso costante all'ossigeno, aeratori, tubi speciali con fori, sono installati sul fondo dei serbatoi. L'aria che li attraversa, satura gli scarichi con l'ossigeno e crea così le condizioni necessarie per la vita e la crescita degli aerobi. Poiché i processi di ossidazione delle sostanze organiche sono accompagnati dal rilascio di grandi quantità di energia, la temperatura di lavoro all'interno del bacino di aerazione può aumentare notevolmente.

Per i normali sistemi di questo tipo, è necessario un sistema elettronico complesso. Aiuta a mantenere le condizioni necessarie per l'attività vitale dei batteri aerobici.

Caratteristiche dei processi di purificazione biologica via anaerobica

Il trattamento anaerobico viene utilizzato principalmente per rimuovere i fanghi, i fanghi e altri contaminanti delle acque reflue. Viene anche utilizzato per la lavorazione di altri tipi di precipitazione, rifiuti solidi. I serbatoi settici sono serbatoi sotterranei, chiusi ermeticamente, sul fondo dei quali si forma un precipitato solido. Successivamente, marcisce e si decompone. Questi processi si verificano proprio a causa degli effetti dei microrganismi anaerobici.

Il compito principale della fossa settica della pianta anaerobica è la separazione delle particelle solubili del fluido da quelle insolubili e la decomposizione degli inquinanti mediante trattamento con microrganismi anaerobici. Il vantaggio dei sistemi di trattamento dei rifiuti anaerobici è la bassa biomassa di microrganismi dannosi. Si consiglia di utilizzare il metodo a un livello basso di acque sotterranee.

Metodi di trattamento anaerobici. Trattamento biologico delle acque reflue anaerobiche

I processi di purificazione dell'acqua anaerobici avvengono nei digestori e nei bioreattori (queste installazioni sono sigillate). Materiali per la fabbricazione di contenitori - metallo, plastica, cemento. Poiché l'ossigeno non è necessario per l'attività dei microrganismi, tutti i processi di purificazione procedono senza rilascio di energia e la temperatura non aumenta. Con la decomposizione di componenti organici presenti nell'acqua, il numero di colonie di batteri rimane pressoché invariato. Poiché in questo caso non è richiesto un complesso sistema di controllo sulle condizioni ambientali, il costo del metodo è relativamente basso.

Lo svantaggio principale del trattamento anaerobico è la formazione di gas metano combustibile a seguito dell'attività di anaerobi. Pertanto, le strutture possono essere installate solo su superfici piane e soffiate, gli analizzatori di gas devono essere installati lungo il loro perimetro e quindi collegati a un sistema di allarme antincendio. A proposito, la pulizia anaerobica nella maggior parte dei casi viene utilizzata per servire case di campagna e cottage in LOS.

Schema di impianto di depurazione e dispositivo itp (punti di calore) degli edifici

Il trattamento anaerobico non è uno schema completo, ma solo un passaggio separato in un sistema complesso per la pulizia delle acque reflue da vari contaminanti. Lo schema di trattamento delle acque nell'impianto di trattamento è il seguente:

  1. L'effluente contenente materia organica e inorganici, particelle di grandi dimensioni (pietre, sabbia), inclusioni sintetiche cadono nella prima camera (è chiamato un serbatoio settico). Nel pozzetto vi è un trattamento meccanico delle acque reflue sotto l'influenza della gravità. I componenti pesanti principali si depositano sul fondo del serbatoio.
  2. Dopo il pre-trattamento, l'effluente sta già entrando nella seconda camera, dove è saturo di ossigeno. Le grandi inclusioni organiche qui sono schiacciate in piccole particelle. In alcune installazioni di queste camere sono presenti abeti e spazzole in acciaio, che trattengono componenti non degradabili come il polietilene, le fibre sintetiche e altri materiali praticamente indistruttibili.
  3. L'acqua di scarico saturata di ossigeni fluisce nel bioreattore del serbatoio, dove la materia organica si decompone.
  4. La pulizia finale della gravità viene eseguita nell'ultima camera. In fondo a questo compartimento c'è una spina dorsale calcarea che lega elementi chimicamente attivi.

Un dispositivo di filtraggio separato può essere inoltre installato all'uscita dell'impianto di trattamento delle acque reflue. Garantisce il massimo grado di purificazione - fino al 99%. Dopo l'avvio, le stazioni di trattamento biologico operano in completa autonomia.

Tutti i processi di trasformazione sono strettamente interconnessi e procedono nella capacità del bioreattore anaerobico nel modo prescritto. Qualsiasi violazione tecnologica porta al fallimento di tutti i processi. Pertanto, la progettazione degli impianti di trattamento delle acque reflue dovrebbe essere il più accurata possibile e il loro adeguamento alle acque reflue appropriate.

A seconda della classe predominante di sostanze organiche (ovvero le masse di acque reflue), la composizione del biogas cambia, così come la percentuale di metano presente in esso. I carboidrati si decompongono facilmente, ma danno una percentuale minore di metano. Con la decomposizione di oli e grassi si forma una grande quantità di biogas con un contenuto significativo di metano. I processi di decomposizione procedono lentamente. Gli acidi grassi - in questo caso i sottoprodotti della decomposizione di oli e grassi - spesso diventano un ulteriore ostacolo al normale decorso del processo di decomposizione.

Le strutture più moderne e sofisticate utilizzate per fermentare i sedimenti sono metatesi. Grazie al loro utilizzo, il tempo di fermentazione è notevolmente ridotto - dopo tutto, il riscaldamento artificiale riduce significativamente il volume delle strutture. Oggi, i metathenki sono comunemente usati nella pratica straniera e domestica. Visivamente, sono serbatoi - cemento armato, di forma cilindrica, con fondo conico, sovrapposizione ermetica. Nella parte superiore del serbatoio c'è un tappo per raccogliere e rimuovere le masse di gas. Metatinki è dotato di un agitatore ad elica installato in un tubo cilindrico e alimentato da un motore elettrico, uno scambiatore di calore che ha la forma di un sistema di tubi e tubi di derivazione.

Per lo scarico delle masse fermentate viene utilizzato un dispositivo speciale: un dispositivo con un tubo verticale, un tubo di scarico e un dispositivo di bloccaggio. Una miscela di sedimento fresco (grezzo) che si trova nei serbatoi di decantazione primari, così come il fango attivo (entra nel serbatoio di decantazione secondario dopo il serbatoio di aerazione) viene alimentato all'interno del metatheng. La fase successiva del flusso di lavoro è la fermentazione. È termofilo e mesofilo (eseguito a una temperatura di 50-55 e 30-35 gradi Celsius). Nella fermentazione termofila i processi di decomposizione procedono molto più velocemente, ma il sedimento già fermentato cede peggio. La miscela di gas che vengono rilasciati durante la fermentazione consiste in metano e anidride carbonica nel rapporto tra 7 e 3.

Metodi aerobici e anaerobici per il trattamento delle acque reflue: vantaggi

I principali vantaggi dei metodi di trattamento biologico delle acque reflue:

  1. Prezzo accessibile: il costo della pulizia di un metro cubo di rifiuti utilizzando il metodo chimico e meccanico è superiore rispetto all'utilizzo del metodo biologico.
  2. Facilità d'uso, affidabilità: subito dopo l'avvio della stazione di biopurificazione, inizia a funzionare in modo completamente autonomo. L'acquisto di materiali di consumo non è richiesto.
  3. Rispetto per l'ambiente: le acque reflue che sono state pulite possono essere scaricate senza pericolo nel terreno senza temere per lo stato dell'ambiente. Dopo il funzionamento della stazione, non sono rimasti reagenti che devono essere smaltiti correttamente. Il limo che si deposita sul fondo della camera è un fertilizzante eccellente.

Il grado di purificazione è del 99%, cioè è teoricamente possibile bere acqua purificata in modo biologico, ma in pratica è meglio non farlo. Poiché le colonie batteriche hanno la capacità di riprodursi, è sufficiente sostituirle una volta ogni cinque anni.

Trattamento biologico naturale

In natura, i suoi processi di depurazione delle acque biologici avvengono, ma ci vogliono anni. Se gli effluenti inquinati entrano nel terreno, vengono immediatamente assorbiti nel terreno, dove vengono lavorati da microrganismi speciali. Quando il liquido entra nel terreno argilloso, si forma un biopond - in esso, l'acqua di scarico viene gradualmente alleggerita sotto l'influenza del processo gravitazionale e sul fondo si formano sedimenti organici. Ma questi processi richiedono molto tempo - e mentre la natura stessa purifica l'acqua dall'inquinamento, la situazione ecologica sta rapidamente peggiorando.

conclusione

Il metodo anaerobico del trattamento delle acque reflue ha i suoi vantaggi e svantaggi. Da un lato, nel processo di pulizia non si forma una grande quantità di fango attivo, il che significa che non è necessario smaltirlo. D'altra parte, il metodo può essere applicato solo a basse concentrazioni del substrato. Circa l'89% dell'energia viene spesa per la produzione di metano, il tasso di crescita della biomassa è basso. L'efficienza di pulizia del metodo in esame è elevata, ma in alcuni casi l'effluente è ancora purificato.

Depurazione biologica dell'acqua: processi aerobici e anaerobici

Il trattamento biologico comporta la degradazione della componente organica delle acque reflue da parte di microrganismi (batteri e protozoi). In questa fase, avviene la mineralizzazione delle acque reflue, la rimozione dell'azoto organico e del fosforo, l'obiettivo principale è ridurre il BOD5 (richiesta biochimica di ossigeno per 5 giorni, necessaria per l'ossidazione dei composti organici nell'acqua). Secondo gli standard esistenti, il contenuto di sostanze organiche in acqua depurata non deve superare 10 mg / l.

Sia gli organismi aerobici che quelli anaerobici possono essere utilizzati nel biorisanamento.

La degradazione di sostanze organiche da parte di microrganismi in condizioni aerobiche e anaerobiche viene effettuata con diversi bilanci energetici delle reazioni totali. Considera e confronta questi processi.

Con la bioossidazione aerobica del glucosio, il 59% dell'energia contenuta in esso viene spesa per la crescita della biomassa e il 41% per la perdita di calore. Ciò è dovuto alla crescita attiva di microrganismi aerobici. Maggiore è la concentrazione di sostanze organiche negli effluenti trattati, maggiore è il riscaldamento, maggiore è il tasso di crescita della biomassa microbica e l'accumulo di eccesso di fango attivo.

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + biomassa microbica + calore

Con la degradazione anaerobica del glucosio con la formazione di metano, solo l'8% dell'energia viene spesa per la crescita della biomassa, il 3% per la perdita di calore e l'89% per la conversione a metano. I microrganismi anaerobici crescono lentamente e hanno bisogno di un'alta concentrazione di substrato.

C6H12O6 -> 3CH4 + 3CO2 + biomassa microbica + calore

comunità microbica aerobica presentato vari microrganismi, principalmente batteri, diverso materiale organico ossidante nella maggioranza dei casi indipendentemente l'uno dall'altro, anche se l'ossidazione di alcune sostanze trasportate da cooxidation (kometabolizm). La comunità microbica aerobica dei sistemi a fanghi attivi per la depurazione delle acque aerobiche è rappresentata da un'eccezionale biodiversità. Negli ultimi anni, con nuove tecniche mokulyarno biologia, in particolare gli specifici campioni rRNA, nei fanghi attivi indicato la presenza di generi batterica Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Nitrobacter, Acinetobacter, Sphaerotilus, Aeromonas, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Halisomenobacter, Artrobacter, Corynebacterium, Microtrix, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Lactobacillus, Staphylococcus. Si ritiene, tuttavia, che fino ad oggi non sia stato identificato più del 5% dei microrganismi coinvolti nel trattamento con acqua aerobica.

Va notato che molti batteri aerobici sono anaerobi facoltativi. Possono crescere in assenza di ossigeno a spese di altri accettori di elettroni (respirazione anaerobica) o fermentazione (fosforilazione del substrato). I prodotti della loro attività sono anidride carbonica, idrogeno, acidi organici e alcoli.

La degradazione anaerobica delle sostanze organiche avviene sia sotto metanogenesi procedimento a più stadi, in cui la parte deve essere almeno quattro gruppi di microrganismi: gidrolitikov, brodilschikov, acetogeni e metanogenici. I microrganismi anaerobici esistono tra comunità stretta e collegamenti complessi aventi analogie organismi multicellulari, poiché a causa della specificità di substrato della methanogens, lo sviluppo senza trofica causa di batteri stadi precedenti. A loro volta, il metano archaea, utilizzando sostanze prodotte da anaerobi primari, determina il tasso di reazioni effettuate da questi batteri. Un ruolo chiave nella degradazione anaerobica della sostanza organica per giocare il metano metano Archaea generi Methanosarcina, Methanosaeta (Methanothrix), Methanomicrobium, e altri. In loro assenza o mancanza di decomposizione anaerobica termina allo stadio di fermentazione acida e acetogenica, che porta all'accumulo di acidi grassi volatili, principalmente a olio, propionico e acetico, a pH inferiore e interrompe il processo.

Il vantaggio del trattamento aerobico è l'alta velocità e l'uso di sostanze a basse concentrazioni. Significativi svantaggi, specialmente nel trattamento delle acque reflue concentrate, sono l'elevato consumo di energia per l'aerazione e i problemi associati al trattamento e allo smaltimento di grandi quantità di fango in eccesso. Il processo aerobico viene utilizzato nella depurazione delle acque reflue maiale urbani, industriali e alcuni con COD non superiore a 2000. Eliminare i suddetti inconvenienti possono aerobico tecnologie trattamento anaerobico preliminare del metodo di fermentazione liquami metano concentrato che non richiede il consumo di energia per l'aerazione ed inoltre coniugato per formare un valore energetico - metano.

Il vantaggio del processo anaerobico è anche una formazione relativamente minore di biomassa microbica. Gli svantaggi includono l'incapacità di rimuovere gli inquinanti organici a basse concentrazioni. Ma per il trattamento approfondito delle acque reflue concentrate, il trattamento anaerobico dovrebbe essere usato in combinazione con il successivo stadio aerobico (Fig. 1.).

Fig. 1. Confronto dei bilanci materiali ed energetici dei metodi di trattamento delle acque reflue aerobiche e anaerobiche

La scelta della tecnologia e delle caratteristiche del trattamento delle acque reflue sono determinate dal contenuto dell'inquinamento organico in esse.

Trattamento delle acque reflue in condizioni aerobiche

Sono noti metodi aerobici e anaerobici per il trattamento delle acque reflue biochimiche. Il metodo aerobico si basa sull'uso di gruppi aerobici di organismi per i quali l'attività vitale richiede un flusso costante di ossigeno e una temperatura di 20. 40 ° C. Durante il trattamento aerobico, i microrganismi vengono coltivati ​​nel fango attivo o nel biofilm. Il processo di trattamento biologico avviene in vasche di aerazione, in cui vengono fornite acque reflue e fanghi attivi (Fig. 13.1).

Fig. 13.1. Schema di installazione per il trattamento biologico delle acque reflue: 1 - chiarificatore primario; 2 - pre-aeratore; 3 - aerotank; 4 - rigeneratore di fanghi attivi; 5 - vasca di sedimentazione secondaria

Il fango attivo è costituito da organismi viventi e da un substrato solido. La comunità di tutti gli organismi viventi (accumuli di batteri, protozoi, vermi, muffe, lieviti, actinomiceti, alghe) che abitano il limo è chiamata biocenosi.

Il fango attivo è un sistema colloidale anfotero, con una carica negativa di pH 4 di 4. 9. La sostanza secca dei fanghi attivi contiene 70. 90% di sostanze organiche e 30. 10% di sostanze inorganiche. Substrato fino al 40% del fango attivo è una parte dura e morta di residui di alghe e vari residui solidi; gli organismi di fango attivo sono collegati ad esso. Nel fango attivo ci sono microrganismi di vari gruppi ecologici: aerobi e anaerobi, termofili e mesofili, alofili e alofobie.

La proprietà più importante del fango attivo è la capacità di stabilirsi. Lo stato del fango è caratterizzato da un indice di fango, che è un volume in millilitri occupato da 1 g di fango nel suo stato naturale dopo essersi stabilizzato per 30 minuti. Più il liquame si deposita, maggiore è l'indice di fango che ha. I fanghi con un indice fino a 120 ml / g si depositano bene, con un indice di 120. 150 ml / g è soddisfacente, e se l'indice è superiore a 150 ml / g, è cattivo.

Il biofilm cresce su un riempitivo di biofiltro, ha l'aspetto di incrostazioni mucose con uno spessore di 1,3 mm e oltre. Consiste di batteri, funghi, lieviti e altri organismi. Il numero di microrganismi nel biofilm è inferiore rispetto al fango attivo.

Il meccanismo di ossidazione biologica in condizioni aerobiche da parte di batteri eterotrofi può essere rappresentato dallo schema seguente:

Reazione (13.1) simboleggia l'ossidazione dell'inquinamento organico iniziale delle acque reflue e la formazione di nuova biomassa. Nelle acque reflue trattate rimangono sostanze biologicamente ossidabili, principalmente allo stato disciolto, poiché le sostanze colloidali e non disciolte vengono rimosse dalle acque reflue con il metodo dell'assorbimento.

Il processo di ossidazione endogena della sostanza cellulare, che si verifica dopo l'utilizzo di una fonte di alimentazione esterna, descrive la reazione (13.2).

Un esempio di ossidazione autotrofa può essere il processo di nitrificazione.

dove C5H7NO2 - simbolo della composizione della materia organica produce cellule di microrganismi.

Se il processo di denitrificazione viene effettuato con acqua biologicamente purificata, praticamente priva delle sostanze organiche originali, viene utilizzato come mangime di carbonio l'alcool metilico relativamente poco costoso. In questo caso, la reazione di denitrificazione totale può essere scritta come segue:

Tutte le reazioni enzimatiche mostrate qui vengono eseguite all'interno della cellula, per cui le batterie necessarie devono entrare nel suo corpo attraverso il guscio. Molte delle impurità organiche originarie potrebbero essere particelle di dimensioni troppo grandi rispetto alle dimensioni della cellula. A questo proposito, un ruolo significativo nel processo di ossidazione globale è assegnato alla scissione idrolitica enzimatica di grandi molecole e particelle che fluiscono all'esterno della cellula in dimensioni più piccole, commisurate alle dimensioni della cellula.

Nei sistemi biologici aerobici, l'apporto di aria (così come ossigeno puro o aria arricchita con ossigeno) deve garantire che la presenza di ossigeno disciolto nella miscela non sia inferiore a 2 mg / l.

L'ossidazione nelle strutture non va sempre fino alla fine, cioè prima della formazione di CO2 e H2A. Nell'acqua dopo il trattamento biologico, possono apparire prodotti intermedi che non si trovavano nell'acqua di scarico originale, a volte ancora meno desiderabili per il serbatoio rispetto alla contaminazione iniziale.

Trattamento anaerobico delle acque reflue

La purificazione anaerobica è un processo in due fasi anaerobico (in assenza di ossigeno) di trasformazione biochimica dell'inquinamento organico delle acque reflue in metano e anidride carbonica. Inizialmente, sotto l'azione dei batteri, le sostanze organiche vengono fermentate in acidi organici semplici e, nel secondo stadio, questi acidi servono già come fonte di nutrimento per i batteri che generano metano.

I batteri del metano sono molto sensibili alle fluttuazioni dei fattori esterni. Questa circostanza causa meno della flessibilità aerobica e della stabilità del processo anaerobico e richiede un controllo e una regolazione rigorosi dei parametri di input dell'effluente. I parametri ottimali sono i seguenti: temperatura 30-35 ° C, pH = = 6.8-7.2, potenziale RV del mezzo = meno (0.2-0.3).

Le acque reflue sufficientemente concentrate con un BOD5 di almeno 500-1000 g / possono essere sottoposte a trattamento anaerobico. I dispositivi anaerobici sono più complicati nella costruzione rispetto agli aerotank e sono più costosi durante la costruzione, ma danno un maggiore effetto pulente.

fabbisogno chimico di ossigeno (COD), oltre a fornire l'utilizzo del biogas generato dal calore per aumentare la temperatura del proprio processo.

Solitamente, l'attrezzatura anaerobica viene utilizzata per la fermentazione di sedimenti di vasche di sedimentazione primaria e di fango attivo in eccesso di sistemi biochimici aerobici per il trattamento delle acque reflue domestiche e delle loro miscele con rifiuti industriali. Tali sistemi sono anche utilizzati per la lavorazione di rifiuti industriali e agricoli con un elevato contenuto di solidi.

Vengono proposti e utilizzati sistemi di purificazione a uno e due stadi e diversi tipi di reattori. In un sistema a due stadi, la prima struttura è un sistema continuo di bio-agitazione a miscela continua, la seconda struttura può essere utilizzata per separare e concentrare i solidi (i coloni, le centrifughe, ecc. Possono anche svolgere questa funzione).

In tali sistemi, è possibile ritornare (ricircolare) parte del sedimento dal secondo stadio al primo stadio al fine di aumentare la dose di microrganismi biologicamente attivi in ​​esso e intensificare il processo. Tuttavia, l'uso di fosse settiche convenzionali nel secondo stadio è possibile solo nella condizione di degassamento preliminare della corrente del primo stadio, poiché l'evoluzione del gas impedisce la sedimentazione.

Pertanto, i sistemi a due stadi vengono principalmente utilizzati per la separazione parziale di due stadi del trattamento anaerobico: la produzione di acidi organici volatili e la fermentazione del metano.

Come dispositivi anaerobici, vengono utilizzati serbatoi di metano - strutture che funzionano secondo il principio di un reattore completamente miscelato.

Distinguere tra digestori di tipo aperto e chiuso (quest'ultimo - con un pavimento duro o galleggiante). In una struttura con una sovrapposizione rigida fissa (Appendice 3, Fig. 42), il livello della massa di fermentazione viene mantenuto al di sopra della base del collo, poiché in questo caso lo specchio di massa è piccolo, l'intensità della rimozione del gas è elevata e non si forma crosta. Per accelerare il processo, la massa viene agitata e riscaldata a 30-40 ° C (con digestione mesofila) con parametri acuti a bassa temperatura (0,2-0,46 MPa). Il vapore è fornito attraverso un iniettore, il fluido di lavoro in cui è la massa fermentabile stessa. La circolazione principale nel digestore viene effettuata da un agitatore ad elica.

I digestori tipici hanno un volume utile di un serbatoio 1000-3000. Convenzionalmente, questo volume è diviso in quattro parti con funzioni diverse: il volume per la formazione di una crosta fluttuante, il volume per l'acqua dei fanghi, il volume per la fermentazione effettiva, il volume per la compattazione e la stabilizzazione aggiuntiva del sedimento durante lo stoccaggio.

È possibile che un aumento della dose massima di carico causi la rimozione eccessiva di cellule batteriche attive dalla struttura oltre la loro crescita e dopo un certo periodo di tempo non ci sarà un numero sufficiente di organismi attivi nel sistema (Vasilenko, Nikiforov..., 2009).