Quali sono i vantaggi del trattamento biologico delle acque reflue?

Il livello dell'industria moderna determina la massima intensificazione di tutti i processi tecnologici e i relativi risparmi.

Schema di trattamento biologico delle acque reflue domestiche.

Al fine di ridurre i costi di produzione, la maggior parte delle imprese progressiste pratica la produzione senza sprechi, garantendo l'uso più razionale di tutte le risorse.

Una delle caratteristiche principali di questa tecnologia, che ne predetermina l'essenza, è il riciclaggio delle acque reflue. Per poter riutilizzare le acque reflue, è necessario pulirle e disinfettarle.

1 scopo dei metodi biologici di depurazione delle acque

Oggi, la massima filtrazione dell'acqua è possibile solo quando si combinano i metodi di pulizia disponibili - nessun metodo singolo può garantire una sufficiente efficienza.

Mentre l'organizzazione di un processo graduale, quando ogni metodo di pulizia è responsabile della rimozione di alcuni inquinanti, offre l'opportunità di ottenere il risultato desiderato.

Il metodo chiave per il trattamento delle acque reflue è la purificazione microbiologica dell'acqua, si basa sui modelli naturali di auto-purificazione biochimica dei corpi idrici naturali, che vengono simulati utilizzando tecnologie industriali.

Oltre al trattamento delle acque reflue delle imprese industriali, i metodi biologici di trattamento delle acque mostrano un'eccellente efficienza nel trattamento delle acque reflue municipali.

In questo caso, uno dei principali vantaggi di questo metodo è rivelato: la purificazione biochimica dell'acqua consente di utilizzarla ulteriormente in agricoltura come fertilizzante. Il metodo di pulizia biochimica è considerato uno dei più popolari e richiesti in quest'area.

In generale, dopo aver analizzato le applicazioni del trattamento biologico delle acque reflue, possiamo concludere che questo metodo si applica a quasi tutte le aree dell'industria:

  • Industria farmaceutica;
  • Industria alimentare;
  • Industria chimica;
  • Produzione di polpa e carta;
  • Servizi sanitari;
  • Settore agricolo;
  • Industria della raffinazione del petrolio

Grandi impianti di trattamento delle acque reflue per il trattamento delle acque reflue biochimiche.

La flora biologica naturale identica, che contiene biofiltri moderni, consente di ottenere una depurazione di alta qualità delle acque reflue domestiche e industriali.

E già, successivamente, possono essere riutilizzati in processi tecnologici, o smaltiti in modo sicuro, senza esercitare, allo stesso tempo, un impatto negativo non sull'ambiente.
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2 vantaggi e svantaggi

Il metodo di trattamento biologico è che l'ossidazione, la scissione e la successiva distruzione di contaminanti organici del liquido di scarto sono il risultato del processo vitale dei microrganismi più semplici.

Questi microrganismi sono artificialmente coltivati ​​in dispositivi speciali (biofiltri, serbatoi aerodinamici, ecc.) Attraverso i quali passa l'acqua trattata.

L'intera serie di metodi di elaborazione biologica è convenzionalmente suddivisa in due gruppi, che dipendono dal tipo di microrganismi utilizzati:

  • Metodo aerobico: i batteri vengono utilizzati per purificare l'acqua, la cui attività vitale è possibile solo con un accesso illimitato all'ossigeno;
  • Metodo anaerobico: l'uso di microrganismi che non hanno bisogno di ossigeno.

Serbatoio vuoto per il trattamento biologico delle acque reflue in condizioni domestiche.

Inoltre, a volte viene rilasciato un altro - il gruppo azoto, questi sono batteri che hanno bisogno di un mezzo saturo di azoto per tutta la vita.

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2.1 Trattamento biologico aerobico

Il metodo aerobico di depurazione delle acque domestiche e industriali è inoltre suddiviso in categorie, che sono determinate dal tipo di serbatoi utilizzati, dove viene eseguito il trattamento delle acque reflue.

Questi possono essere: biofiltri, bacini biologici, campi di filtrazione o serbatoi aerodinamici. In generale, direttamente sull'essenza stessa del metodo di pulizia, il tipo di serbatoio non ha alcun effetto - tutti hanno lo stesso metodo di mineralizzazione degli inquinanti.

La principale sostanza biologica per il trattamento aerobico è il "fango attivo", che a volte viene chiamato biofilm. In ogni impresa, a seconda della composizione delle acque reflue, la struttura del fango attivo sarà diversa.

Di per sé, il fango attivo esiste sotto forma di scaglie di un colore marrone scuro, la cui dimensione non supera i duecento micrometri. Il fango medio è costituito da particelle inorganiche solide al 30% e dal 70% dei microrganismi viventi che nel processo di vita utilizzano particelle solide come habitat.

La parte principale dei batteri nei fanghi attivi è costituita da organismi della famiglia Pseudomonas, tuttavia, la diversa composizione dell'effluente determinerà il gruppo predominante di microrganismi.

La caratteristica principale dei fanghi attivi, che predetermina la sua capacità di purificazione, è la capacità dei batteri di utilizzare gli inquinanti organici come mezzo di nutrizione. Tali batteri assorbono inquinanti all'interno delle loro cellule, che subiscono un cambiamento nella struttura biochimica.

In generale, il completo trattamento biologico aerobico delle acque reflue domestiche e industriali, se tutti i requisiti tecnologici sono soddisfatti, è in grado di rimuovere circa il 90% di tutti gli inquinanti ossidabili contenuti nell'acqua.

Ad oggi, la tecnologia del trattamento aerobico richiede un'accelerazione artificiale del processo, poiché il suo corso naturale richiede molto tempo. Il trattamento biologico aerobico naturale viene effettuato su speciali campi di filtrazione, questo metodo, oltre a un lungo periodo di flusso, è anche caratterizzato da una debole efficienza, che non supera il 50% per la maggior parte degli inquinanti più comuni.

Al fine di accelerare il metodo aerobico in condizioni industriali, vengono utilizzati contenitori speciali, durante il loro soggiorno in cui l'acqua di scarico viene saturata artificialmente con ossigeno. Tali serbatoi sul fondo hanno contenitori porosi di materiale polimerico in cui sono colonizzate colonie di microrganismi.

Sotto i contenitori sono posizionati gli aeratori - tubi con piccoli fori che riempiono l'acqua di ossigeno. Anche il fattore catalizzante è la temperatura del liquido, che deve essere mantenuta al livello richiesto.

A proposito, i microrganismi stessi producono una certa regolazione dell'habitat - nel processo di ossidazione e decomposizione dell'inquinamento organico viene rilasciata una quantità significativa di energia, che aumenta significativamente la temperatura del liquido.

Tali dispositivi per il trattamento biologico dell'acqua, oltre agli impianti di trattamento delle acque reflue industriali, sono ampiamente utilizzati in condizioni domestiche - i biofiltri sono spesso usati nella costruzione di fosse settiche. O piccole costruzioni fognarie di uso individuale in case di campagna e case di campagna.
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2.2 Trattamento biologico anaerobico

Un metodo di purificazione anaerobico comporta la trasformazione di inquinanti organici dopo il passaggio di tutte le reazioni sotto forma di biogas - metano, che viene utilizzato in ulteriori processi tecnologici per la combustione.

I microrganismi, per convertire un inquinante in metano, devono eseguire 4 fasi di decomposizione:

  1. Trasformazione di sostanze organiche in composti monomerici.
  2. I monomeri nel processo di decomposizione enzimatica passano sotto forma di acidi a catena corta.
  3. Gli acidi sono ossidati in acido acetico.
  4. Inoltre, si verifica la formazione di metano, insieme con il quale viene emessa anidride carbonica.

La composizione del biogas che verrà rilasciato e la concentrazione di metano in esso, dipende dalla composizione degli inquinanti dell'effluente.

Il metodo anaerobico di purificazione è il principale metodo di trattamento biologico delle acque nell'industria chimica e alimentare, nonché nei sistemi di filtrazione delle acque reflue domestiche.

Tali biofiltri non perdono la loro efficacia con un aumento della concentrazione di inquinanti in un liquido, inoltre, la questione dello smaltimento di una quantità eccessiva di fango attivo perde la sua urgenza.

Un importante vantaggio del metodo anaerobico è una riduzione del costo delle attrezzature e dei relativi costi operativi, poiché il flusso del trattamento anaerobico non richiede l'aerazione artificiale dell'acqua.

In generale, l'efficacia del trattamento biologico delle acque di scarico delle imprese domestiche e industriali dipende dai seguenti fattori:

  • Le acque reflue non devono contenere sostanze tossiche aggressive (possono causare la morte di microrganismi);
  • Mantenere condizioni di temperatura ottimali;
  • Conformità con la concentrazione limite ammissibile di inquinamento delle acque reflue, è importante considerare il carico sul fango, per il numero di inquinanti;
  • Tempo di reazione;
  • Il livello richiesto di aerazione;
  • Caratteristiche di progettazione dell'impianto di trattamento delle acque reflue.

Dovrebbe essere chiaro che qualsiasi metodo di trattamento biologico è solo uno dei passi necessari per il trattamento completo delle acque reflue industriali e domestiche.

Affinché le acque reflue possano reinserirsi in processi tecnologici o essere smaltite in modo sicuro, devono passare attraverso almeno 3 fasi di pulizia: meccanica, biologica e disinfezione.
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3 Elenco delle attrezzature richieste

Il liquido purificato con un metodo biologico passa l'ultima fase del processo.

I metodi biologici di trattamento delle acque reflue richiedono l'uso di apparecchiature classificate nei seguenti gruppi.

Strutture per il trattamento delle acque reflue naturali:

  • Campi di filtrazione (suddivisi in campi di filtrazione esterna e sotterranea);
  • Pozzi filtranti (principalmente utilizzati in condizioni domestiche);
  • Filtri per sabbia e ghiaia;
  • Canali di ossidazione di circolazione;
  • Serbatoi biologici con aerazione naturale.

Dispositivi per la purificazione artificiale dell'acqua biologica:

  • Biofiltri che caricano il vetro espanso;
  • Biofiltri a disco;
  • Biofiltratory;
  • Bioreattore per il trattamento delle acque reflue;
  • Biofiltri resistenti allagati;
  • Installazioni dell'aerazione estesa - serbatoi aerodinamici (metodo di completa ossidazione);
  • Installazioni per l'aerazione con la stabilizzazione della quantità in eccesso di fango attivo.

Il dispositivo più comune, sia in ambito industriale, sia per la pulizia delle acque reflue domestiche, sono i serbatoi di aerazione. Tali biofiltri sono principalmente realizzati sotto forma di serbatoi rettangolari con una profondità di 1-2 metri e dotati di sistemi artificiali per il riempimento di acqua con ossigeno.

Si tratta di biofiltri piuttosto compatti, caratterizzati da un'elevata efficienza del trattamento delle acque, che svolgono l'ossidazione trifase dell'inquinamento organico.

Durante la prima fase, vi è un aumento continuo della quantità di fanghi attivi a causa della materia organica presente nell'effluente, nella seconda fase - la maggior parte degli inquinanti organici sono "mangiati" dai fanghi e il loro tasso di crescita è diminuito.

Nella terza fase, i microrganismi mancano di nutrienti, costringendoli a mangiare batteri morti, il che porta all'autoregolazione dell'intero sistema.
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Caratteristiche dei sistemi di trattamento delle acque reflue in campagna

Il comfort in una casa di campagna dipende in gran parte dalla rete fognaria e dai sistemi di pulizia. Stiamo imparando a scegliere il sistema fognario locale più ottimale.

Qualunque sviluppatore nel miglioramento di una casa di campagna, prima o poi è perplesso dalla questione di come organizzare un sistema fognario locale. La moderna tecnologia risolverà questo problema in diversi modi, tra cui una stazione di pulizia, una fossa settica di anelli di cemento e così via. Ma per scegliere l'opzione migliore, è necessaria una soluzione completa.

Metodi di trattamento delle acque reflue

È necessario sapere che è possibile depurare le acque reflue in due modi: anaerobico e aerobico.

Il primo metodo è utilizzato in vari tipi di fosse settiche - da vasche settiche di trabocco semplici di anelli di cemento e termina con impianti di depurazione locali. Il secondo metodo di purificazione è utilizzato in sistemi di fognatura autonomi - stazioni per il trattamento biologico profondo.

Serbatoio settico in cemento armato

Questo tipo di impianto di trattamento locale, che lavora sul principio anaerobico, nonostante la sua semplicità e il basso costo, richiede un approccio ponderato. Ecco alcune delle caratteristiche di questo tipo di fosse settiche.

Capo Ingegnere della Società Artezium Dmitry Zadrutsky:

- Sebbene questo tipo di impianto di trattamento sul sito sia spesso costruito in modo indipendente, è necessario tenere conto di alcune caratteristiche di questo tipo di fosse settiche:

  • La purificazione in questo tipo di fosse settiche avviene per traboccamento di scarichi dalla camera alla camera. E quindi installare serbatoi settici a 3 camere di anelli di cemento.
  • È necessario prestare attenzione al diametro degli anelli. Il volume di una fossa settica dipende da esso. Maggiore è il numero di persone che vivono, più sono necessari il volume della fossa settica e il numero di cellule.
  • Se il sito ha un alto livello di acque sotterranee, quindi per evitare l'infiltrazione di acqua inquinata nel suolo, è necessaria una migliore sigillatura della fossa settica.
  • Per una migliore depurazione delle acque reflue, è possibile utilizzare batteri speciali e per un'ulteriore purificazione del deflusso, si consiglia di predisporre un campo di filtrazione.

Gli svantaggi di questo tipo di fosse settiche includono:

  • La complessità dell'installazione e una grande quantità di lavori in terra;
  • A differenza delle fosse settiche di plastica, la tenuta dei giunti degli anelli non è garantita;
  • La necessità di utilizzare per l'installazione di fosse settiche attrezzature speciali e una gru.

In questa fossa settica puoi sciacquare la carta igienica, i prodotti per l'igiene personale e svuotare la lavatrice, ma non è più consigliabile scaricare da una lavastoviglie, perché il grasso si forma sulle pareti del tubo principale. È impossibile usare l'acqua per l'irrigazione, ed è necessario chiamare periodicamente la macchina asynizator per pompare la fossa settica.

Impianto di trattamento locale

Per capire quali processi si verificano in questo tipo di fosse settiche, saremo aiutati dal socio di gestione della società "Triton Plastic" (Mosca), il produttore di fosse settiche TANK, Vladimir Pivovarov:

- Il principio di funzionamento delle fosse settiche: l'acqua di scarico dei dispositivi domestici per gravità viene diretta attraverso le condotte nella prima camera della fossa settica, dove la loro separazione naturale avviene nei polmoni (grassi, sostanze oleose, rifiuti organici e componenti pesanti). Le frazioni pesanti scendono sul fondo e alla fine si trasformano in melma, i polmoni, insieme all'acqua, entrano nella seconda camera per l'elaborazione senza ossigeno da parte di batteri anaerobici, e quindi, se ce n'è uno, nella terza camera.

E il trattamento finale delle acque reflue viene effettuato già nei campi di filtrazione, selezionati in base alle caratteristiche di assorbimento del suolo sul sito e alla profondità delle falde acquifere durante l'installazione.

Il fango organico accumulato nella camera di ricezione del serbatoio settico come risultato della lavorazione di frazioni pesanti da acque reflue viene periodicamente utilizzato pompandolo attraverso il manicotto della fossa settica.

Va notato che per questo tipo di fosse settiche sono richiesti dispositivi di campo obbligatori. Poiché l'acqua dopo la fossa settica viene pulita di circa il 60-70% e richiede un'ulteriore purificazione per lo scarico nel terreno.

Dopo il processo di purificazione aggiuntiva, l'acqua viene depurata a quasi il 99%. Tuttavia, non è consigliabile utilizzare questi scarichi per l'irrigazione o altri bisogni.

Vladimir Pivovarov:

- Con la sistemazione stagionale, è necessario pompare una volta ogni 1-3 anni, a seconda del numero di persone che vivono e dell'intensità di utilizzo. Questo può essere stimato aprendo visivamente il portello nella fossa settica prima del periodo invernale. Con residenza permanente, pompando 1 volta all'anno o con l'aggiunta di batteri una volta ogni 5-8 anni.

Nelle condizioni di residenza stagionale, è necessario pompare i sedimenti da una fossa settica solo una volta all'anno, preservandolo per il periodo invernale.

E con la residenza permanente, utilizzando batteri speciali per la decomposizione intensiva dei sedimenti, circa una volta al mese, il pompaggio è richiesto molto meno frequentemente, solo una volta in 5-8 anni.

La fossa settica può essere utilizzata per qualsiasi tipo di terreno, compresi i non filtranti e con un alto livello di acque sotterranee.

I principali vantaggi di questo tipo di strutture di trattamento includono:

  • Lunga durata di servizio - oltre 50 anni;
  • Semplicità di funzionamento e non volatilità;
  • La possibilità di trattamento con moderazione di sostanze organiche che cadono nella fossa settica insieme a scarichi (detersivi, carta o mozziconi di sigarette);
  • La durevole superficie alettata della fossa settica e la sua produzione di plastica altamente resistente aumentano la resistenza agli agenti chimici aggressivi e ai cambiamenti stagionali della temperatura.

Stazione di trattamento biologico profondo

Comprendiamo quali sono i vantaggi di una stazione di pulizia biologica e come avviene il trattamento delle acque reflue.

Un esperto della società "SBM-Group" produzione di sistemi autonomi di fognature locali "UNILOS" Beskischenko Maxim.

- Il principio di funzionamento della stazione di trattamento biologico profondo si basa sul metodo di coltivazione continua di microrganismi, che avviene sotto l'azione dell'ossigeno o come viene anche chiamato il metodo di aerazione. Una depurazione delle acque reflue avviene a causa del fango attivo derivante da batteri e animali microscopici.

Il fango attivo è una biomassa attiva sospesa nell'acqua, che svolge il processo di trattamento delle acque reflue nel serbatoio di aerazione. La grande comunità microbica formatasi durante la pulizia biologica ossida intensivamente la materia organica.

A causa delle sostanze organiche presenti nelle acque di scarico e dell'eccesso di ossigeno che entrano nella pianta, questi batteri iniziano a prosperare e quindi si attaccano insieme in scaglie, dopo di che rilasciano enzimi che mineralizzano gli inquinanti organici. Quando entra nel chiarificatore della presa, il limo con i fiocchi si deposita rapidamente, separandosi dall'acqua purificata.

La stazione di trattamento biologico consente di utilizzare acqua depurata per l'irrigazione. E il fango attivo formatosi nel serbatoio aerodinamico è molto simile nella struttura all'acqua del fiume ed è un prezioso fertilizzante. Quindi non è necessario chiamare la macchina del pozzo nero.

A differenza dei pozzi neri, la stazione biologica di trattamento non accumula liquami, ma assicura la loro decomposizione biochimica in composti semplici e sicuri - acqua industriale e fango attivo stabilizzato, quindi non c'è odore sgradevole. Pertanto, la stazione di trattamento biologico può essere installata vicino alla casa, a una distanza di 2 metri, e l'acqua depurata può essere immediatamente deviata sul terreno senza l'uso di sistemi di trattamento terziario del suolo.

Comprendiamo le caratteristiche del funzionamento di un tale sistema.

Beskischenko Maxim:

- Nonostante l'affidabilità del sistema, ci sono un certo numero di regole che devono essere seguite per il funzionamento efficiente di una stazione di pulizia profonda, vale a dire: è vietato scaricare rifiuti di costruzione, prodotti chimici, materiali polimerici, prodotti petroliferi e altri composti biologicamente non degradabili nel sistema fognario. E in caso di interruzione di corrente, è necessario ridurre il consumo di acqua, poiché è possibile che la camera di ricezione di una stazione di trattamento biologico possa traboccare e deflusso non purificato nell'ambiente. È inoltre necessario effettuare un pompaggio tempestivo del fango attivo.

Riassumendo, si può notare che la stazione di trattamento biologico presenta i seguenti principali vantaggi:

  • Il grado di pulizia negli impianti moderni di aerazione supera il 95% e l'acqua depurata può essere inviata ai corpi idrici, senza il dispositivo di ulteriori campi di filtrazione;
  • La stazione di trattamento biologico è facile da trasportare. Inoltre, quando si installa la stazione, non è necessario eseguire lavori di terra su larga scala o installarlo su una base di cemento e ancorarlo;
  • Le proprietà meccaniche dello scafo in polipropilene espanso rendono possibile installare la stazione in qualsiasi, il terreno "più pesante", anche a livelli di acque sotterranee molto elevate;
  • La durata della stazione di trattamento biologico, la sua assoluta tenuta, la sicurezza ambientale, la resistenza alla corrosione, così come gli effetti degli acidi e degli alcali corrosivi, consentono il funzionamento della stazione di trattamento biologico profondo per almeno 50 anni.

Quello che inizia la scelta di fogna autonoma

Al fine di selezionare un impianto di trattamento delle acque reflue locali, il consumatore deve prima rispondere a poche semplici domande:

  • Quante persone vivranno nella casa in modo permanente?
  • Che tipo di alloggio sarà a casa tua: stagionale o permanente?
  • Che quantità di dispositivi idraulici formano gli scarichi;
  • Area di stampa;
  • Caratteristiche del terreno in cui verrà installato l'impianto di trattamento.

Vladimir Pivovarov:

"Sapendo che il consumo di acqua della città è di 200 litri a persona al giorno, ogni consumatore può scegliere la quantità necessaria di impianto di trattamento locale per la propria casa.

L'ubicazione della fossa settica nel sito, le caratteristiche del terreno e il fattore in cui verrà effettuata la scarica delle acque reflue trattate è importante. A seconda di ciò, vengono selezionati lo schema di installazione della fossa settica e il corrispondente equipaggiamento aggiuntivo. Quindi, per lo schema di installazione classico con un basso livello di acque sotterranee, saranno necessari infiltrati, tubi di drenaggio o un pozzo, in conformità con il modo in cui i campi di filtrazione sono organizzati.

Vladimir Pivovarov:

- I giardinieri devono ricordare che non è permesso piantare alberi a meno di 3 metri dalla posizione della fossa settica, specialmente quegli alberi che hanno un apparato radicale molto potente. E se ci sono già pozzi o pozzi con acqua sul sito, l'installazione di una piattaforma di filtraggio delle fosse settiche dovrebbe essere effettuata a una distanza di oltre 15 metri da essi.

Riassumendo, possiamo dire che, avendo acquisito le conoscenze necessarie e, cosa più importante, immaginando chiaramente le possibilità e le caratteristiche di un impianto di trattamento delle acque reflue, ogni sviluppatore sarà in grado di scegliere il sistema di acque reflue e la rete di trattamento delle acque reflue più ottimali.

Trattamento biologico delle acque reflue

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Brevemente su cosa puoi trovare sul forum sul trattamento delle acque reflue

Metodi di trattamento delle acque reflue

I metodi di trattamento delle acque reflue possono essere suddivisi in metodi meccanici, metodi chimici, metodi fisico-chimici e metodi biologici. Le combinazioni più comunemente utilizzate di questi metodi. L'applicazione di un particolare metodo di trattamento delle acque reflue in ciascun caso è determinata dalla natura dell'inquinamento e dai requisiti per l'acqua depurata.

Varie definizioni e termini relativi al trattamento delle acque reflue

Il trattamento delle acque reflue è il trattamento delle acque reflue al fine di distruggere o rimuovere gli inquinanti da esso. Durante il processo di purificazione si formano acqua e rifiuti purificati, contenenti sostanze inquinanti in alte concentrazioni. Di norma, è già un rifiuto solido adatto per lo smaltimento o lo smaltimento.

Il forum fornisce informazioni su come purificare determinati componenti nelle acque reflue.

Articoli su ecologia, trattamento delle acque reflue e trattamento delle acque. In questa sezione troverete articoli scientifici di importanti esperti nel campo dell'ecologia e del trattamento delle acque reflue. Gli autori sono specialisti di società di ingegneria, fornitori di attrezzature per il trattamento delle acque reflue e il trattamento delle acque, professori universitari e dottori in scienze. Il catalogo di articoli per la vostra convenienza è diviso per argomenti: trattamento delle acque, trattamento delle acque reflue industriali, trattamento delle acque reflue domestiche, impianti di trattamento delle acque reflue per vari settori, ecc. Vi offriamo ulteriori articoli sull'ecologia in inglese e tedesco.

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Questa sezione presenta una varietà di regolamenti, norme e leggi nel campo della protezione ambientale.

Breve trattamento biologico delle acque reflue.

Il trattamento biologico delle acque reflue, basato sulla capacità dei microrganismi di utilizzare l'inquinamento organico disciolto e colloidale come fonte di nutrimento e mineralizzarli nei loro processi vitali, è progettato per ridurre l'inquinamento delle acque reflue industriali e municipali e la lavorazione dei rifiuti secondari risultanti: sedimenti e fanghi attivi. Tra i metodi biologici di protezione ambientale, i metodi biologici di trattamento delle acque reflue sono stati storicamente i primi a svilupparsi e sono attualmente i più usati. In termini di volume dei flussi in corso di elaborazione, il trattamento biologico delle acque reflue è la tecnologia a maggiore capacità e viene utilizzato nella grande maggioranza degli impianti di trattamento delle acque reflue: industriali e municipali, locali, locali, ecc.

Trattamento biologico delle acque reflue

Nel mondo moderno delle tecnologie digitali e della costante modernizzazione, c'è un grosso problema della catastrofe ambientale globale. Spetta a tutti decidere per prevenire una minaccia imminente, e per questo è necessario pensare a come smaltire i rifiuti e pulire i rifiuti domestici. Oggi, mentre si è sviluppata una grande soluzione efficace, la costruzione di strutture locali per il trattamento delle acque reflue, che sono perfettamente situate lontano dalle città.

Pulizia biologica

Qualsiasi metodo meccanico è abbastanza comune, ma per la sua implementazione è necessario tenere conto del fatto che il fluido che ha superato il primo livello di filtrazione, tuttavia, necessita di una purificazione aggiuntiva. Per questo è necessario costruire trincee sotterranee aggiuntive, e questo è troppo costoso per soldi e tempo.

Per dare la preferenza a uno o un altro metodo, è necessario condurre un'analisi comparativa, in base ai risultati dei quali i dati di pulizia meccanica danno il 65% della filtrazione e il trattamento biologico del 98%.

descrizione

Oggi vengono offerte strutture specializzate per la filtrazione biologica, sia di produzione nazionale che estera. Le caratteristiche distintive sono l'affidabilità e il livello di qualità, così come il costo di costruzione.

I vantaggi di una tale struttura sono il fatto che l'acqua che passa attraverso gli stadi di purificazione è completamente liberata da tutte le sostanze non necessarie e di conseguenza diventa chiara e persino trasparente, non marcisce e ha un aroma sgradevole.

Principio di funzionamento

È necessario rendere omaggio, tali dispositivi di pulizia biologica sono piuttosto semplici, sia in fase di installazione, sia durante l'uso.

Per il principio di funzionamento, l'acqua che richiede la pulizia passa attraverso la camera di ricezione, in cui ha luogo il processo di filtrazione iniziale. Successivamente, il liquido entra nel secondo blocco, nel quale ci sono microrganismi speciali che si nutrono di rifiuti organici nell'acqua.

È anche necessario sapere che questi microbi non rappresentano alcun pericolo per la vita e la salute umana.

Vantaggi e svantaggi

Tali sistemi biologici sono caratterizzati da numerosi e chiari vantaggi:

  • Tutti i sistemi moderni sono dotati di sistemi di controllo e allarme automatici e remoti.
  • Non è necessario controllare le prestazioni del sistema ogni ora: è incluso un sensore di avviso;
  • Alto livello di durata e affidabilità del design;
  • Rifiuti di costruzione minimi;
  • L'installazione e l'installazione richiedono meno tempo e sforzi;
  • Le prestazioni sono mantenute in estate e in inverno ugualmente buone;
  • Tutti gli elementi strutturali non sono soggetti a corrosione e decomposizione.

metodi

Il metodo di funzionamento di tali strutture è rappresentato da una varietà di schemi di lavoro.
Un alto grado di purificazione naturale viene effettuato in blocchi speciali fabbricati in condizioni industriali in cui il metodo biologico è combinato con un apporto artificiale di ossigeno.

Il principio generale di funzionamento, che è generalmente adatto per tutti gli schemi e le fosse settiche, è il seguente:

  1. La pulizia e la filtrazione del fluido vengono effettuate in 4 blocchi, che sono responsabili del loro processo: la camera di ingresso, il serbatoio di aerazione, il serbatoio di sedimentazione secondario e l'elemento stabilizzante attivo.
  2. La struttura di pulizia diretta del dispositivo include:
    • insenature,
    • elementi di pulizia grossolani
    • aeratore,
    • camera d'ingresso,
    • pompa principale
    • erliv,
    • dispositivo di pompaggio
    • dispositivo compressore
    • dispositivo di raccolta dei rifiuti,
    • camera di scarico per acqua depurata.

Alcuni modelli moderni di strutture per la pulizia includono elementi aggiuntivi:

  1. Dispositivi di segnalazione del livello del liquido.
  2. Sistema di collegamento del cavo elettrico.
  3. Controllo remoto

Ma, insieme a questo, ci sono modelli abbastanza semplici, il cui costo è significativamente inferiore rispetto agli altri, ma allo stesso tempo molti dispositivi e sistemi automatici non sono inclusi nel loro pacchetto.

Sicuramente, per ciascuno dei sistemi, è richiesto un sistema di ventilazione adeguatamente predisposto per gli impianti di trattamento delle acque reflue, che garantisce l'aspirazione dell'aria ed elimina gli odori sgradevoli.

Carri armati aerodinamici

Per le piccole città e le città, le strutture di trattamento utilizzano un sistema di ossidazione completo o serbatoi di aerazione di aerazione naturale con un elemento di stabilizzazione dei fanghi. Questo design garantisce un'elevata efficienza di filtrazione ad alto livello. Il vantaggio di tali impianti di trattamento è che possono essere utilizzati in tutte le condizioni meteorologiche e per tutti i terreni, e inoltre non occupano molto spazio.

Gli aerotank sono principalmente usati per filtrare i rifiuti industriali o vicino ad essi nella composizione. Tre fasi sono necessarie per una pulizia approfondita:

  1. Nella prima fase, c'è un rapido aumento del numero di microrganismi.
  2. Il secondo stadio è caratterizzato da un grande carico di inquinanti naturali sui microrganismi. Ci dovrebbe essere un equilibrio tra i rifiuti in entrata e il numero di microrganismi attivi.
  3. Nella terza fase, i microrganismi distruggono le sostanze organiche nelle acque reflue.

Come risultato del processo di ossidazione a tutti gli effetti, tutti gli elementi organici nelle acque reflue si accumulano e aumentano, quindi è necessario pulire la struttura stessa una volta ogni 4 mesi.

biofiltri

I biofiltri oi sistemi di filtrazione biologica sono tra i più comuni e popolari, a causa del basso consumo organico, anche in momenti di elevati livelli di carico.

Inoltre, producono rapidamente il trattamento delle acque reflue, letteralmente in 30 minuti.

Come l'elemento di pulizia attivo utilizzato:

Il design è costituito principalmente da blocchi di schiuma - vetro espanso, che allo stesso tempo è un eccellente materiale isolante.

I vantaggi di tale materiale includono:

  1. Alto livello di durata.
  2. Resistenza all'umidità
  3. Barriera al vapore
  4. Resistenza al fuoco
  5. Resistenza al gelo
  6. Resistenza ai prodotti di decomposizione.

Nei compartimenti biologici vi è una leggera essiccazione del film e viene distribuita una temperatura uniforme per un funzionamento efficiente. Per escludere la possibilità di silurare i compartimenti di carico durante il periodo di afflusso minimo, è stato creato un sistema per il riciclaggio della filtrazione delle acque reflue. Tuttavia, questo sistema fornisce costi aggiuntivi di elettricità per il pompaggio di liquidi.

Stagni biologici

Gli stagni biologici sono naturali o artificialmente puliti e sono considerati i disegni più economici e più semplici. Inoltre, sono affidabili nell'installazione e nell'uso, in cui vi è un significativo calo di materia organica e nutrienti e, di conseguenza, la contaminazione batterica è ridotta.

Apparecchi da costruzione e trattamento biologico

In tali scomparti, la filtrazione viene effettuata sia in condizioni naturali che artificiali.

Queste strutture includono:

  1. Pozzi speciali e cartucce filtranti.
  2. Pulizia sotterranea dei serbatoi.
  3. Campi di filtrazione a terra.
  4. Trincee speciali per filtri
  5. Cassette di pulizia per terreni argillosi.
  6. Canali ossidativi circolanti.
  7. Stagni biologici specializzati

installazione

Per tutto l'anno, è necessario installare impianti di filtrazione di filtrazione naturale, a condizione che la temperatura media dell'aria nella stazione non scenda sotto i -10 gradi.

Per i lavori stagionali, la preferenza dovrebbe essere data alle facilità di purificazione artificiale. Tuttavia, in questo caso, vale la pena prestare particolare attenzione alle caratteristiche del terreno e alle condizioni climatiche.

Trattamento biologico delle acque reflue

Il metodo di purificazione biologica si basa sulla capacità dei microrganismi di utilizzare vari composti che costituiscono le acque reflue come substrati di crescita. I vantaggi di questo metodo sono la capacità di rimuovere dalle acque reflue una vasta gamma di sostanze organiche e inorganiche, facilità di strumentazione e processi, costi operativi relativamente bassi. Tuttavia, per il successo dell'attuazione del metodo sono necessari ingenti investimenti di capitale per la costruzione di impianti di trattamento delle acque reflue. Durante il processo di pulizia, è necessario osservare rigorosamente il regime tecnologico e tenere conto della sensibilità dei microrganismi alle alte concentrazioni di inquinanti. Pertanto, molto spesso prima del trattamento biologico delle acque reflue devono essere diluiti.

Per il trattamento biologico delle acque reflue vengono utilizzati due tipi di processi: aerobico, in cui i microrganismi utilizzano l'ossigeno per l'ossidazione delle sostanze e anaerobico, in cui i microrganismi non hanno accesso né all'ossigeno disciolto libero né agli accettori di elettroni preferiti del tipo di ioni nitrato. In questi processi, i microrganismi possono utilizzare il carbonio da sostanze organiche contenute nelle acque reflue come accettori di elettroni. Quando si sceglie tra i processi aerobici e anaerobici, la preferenza viene solitamente data per prima. I sistemi aerobici sono più affidabili, stabili; sono anche più esplorati.

Anche i processi anaerobici, significativamente inferiori a quelli aerobici nella velocità del processo di pulizia, presentano numerosi vantaggi:

- la massa di fanghi attivi al loro interno è quasi di un ordine di grandezza inferiore (0,1-0,2) rispetto ai processi aerobici (1,0-1,5 kg / kg di BOD remoto);

- hanno un consumo energetico significativamente inferiore per la miscelazione;

- energia formata addizionalmente sotto forma di biogas.

Allo stesso tempo, i processi di purificazione anaerobica sono meno studiati, a causa delle basse portate, richiedono costosi impianti di trattamento delle acque reflue su larga scala.

Nei processi di purificazione aerobica, una parte delle sostanze organiche ossidate dai microrganismi viene utilizzata nei processi di biosintesi, l'altra viene convertita in prodotti innocui - H2Oh, CO2, ecc. Il principio di azione dei sistemi di biorimedio aerobico si basa sui metodi di coltivazione a flusso continuo.

Il processo di rimozione delle impurità organiche consiste in diverse fasi: trasferimento di massa di sostanze organiche e ossigeno dal liquido alla superficie cellulare, diffusione di sostanze e ossigeno nelle cellule attraverso la membrana, oltre al metabolismo, durante il quale avviene la crescita della biomassa microbica con il rilascio di energia e anidride carbonica. L'intensità e la profondità del trattamento biologico sono determinate dal tasso di riproduzione dei microrganismi.

Quando non c'è praticamente materia organica nelle acque reflue trattate, inizia la seconda fase della purificazione: la nitrificazione. Durante questo processo, le sostanze contenenti azoto dalle acque reflue vengono ossidate a nitriti e quindi a nitrati. Pertanto, il trattamento biologico aerobico consiste in due fasi: mineralizzazione - ossidazione di composti contenenti carbonio - e nitrificazione. La comparsa di nitrati e nitriti nelle acque reflue trattate indica un grado profondo di purificazione. La maggior parte dei nutrienti necessari per lo sviluppo di microrganismi (carbonio, ossigeno, zolfo, oligoelementi) sono contenuti nelle acque reflue. Con una carenza di singoli elementi (azoto, potassio, fosforo) sotto forma di sali, vengono aggiunti all'effluente da pulire.

Un'associazione biologica complessa composta da batteri, organismi unicellulari (funghi acquatici), protozoi (amebe, flagellati e infusori ciliari), animali microscopici (rotiferi, nematodi, nematodi, ecc.) Partecipa ai processi di depurazione biologica. nel processo di trattamento biologico si forma sotto forma di fango attivo o biofilm.

Il fango attivato è un fiocco marrone-giallo di dimensioni 3-150 micron, sospeso in acqua e formato da colonie di microrganismi, compresi i batteri. Quest'ultima forma capsule mucose - zoogle. Il biofilm è un fouling mucoso del materiale dello strato filtrante degli impianti di depurazione con microrganismi vivi, di 1-3 mm di spessore.

Il trattamento aerobico biologico delle acque reflue viene effettuato in varie strutture di costruzione - biofiltri e serbatoi di aerazione.

I biofiltri sono strutture rettangolari o rotonde con pareti solide e un doppio fondo: la parte superiore a forma di griglia e il fondo - solido (figura 7.8).

Fig. 7.8 Diagramma del biofiltro del dispositivo

Il fondo di drenaggio del biofiltro è costituito da lastre di cemento armato con un'area di apertura di almeno il 5-7% della superficie totale del filtro. Il materiale filtrante è solitamente pietrisco, ciottoli di roccia, argilla espansa, scorie. Lo strato di supporto inferiore in tutti i tipi di biofiltri dovrebbe contenere particelle più grandi di materiale filtrante (dimensioni 60-100 mm). I biofilters in pietrisco hanno un'altezza dello strato di 1,5-2,5 me possono essere rotondi con un diametro fino a 40 me rettangolari con una dimensione di 75x4 m 2. Il flusso di ingresso delle acque reflue pretrattate con l'aiuto di un dispositivo di distribuzione dell'acqua periodicamente e in modo uniforme irriga la superficie del biofiltro. Durante l'infiltrazione di acque reflue attraverso il materiale dello strato filtrante, si verificano una serie di processi successivi:

- contatto con il biofilm che si sviluppa sulla superficie delle particelle del materiale filtrante;

- assorbimento di sostanze organiche dalla superficie delle cellule microbiche;

- ossidazione delle sostanze delle acque reflue nei processi di metabolismo microbico.

L'aria viene soffiata attraverso il fondo del biofiltro con un controcorrente di liquido. Durante la pausa tra i cicli di irrigazione, viene ripristinata la capacità di assorbimento del biofilm. Il biofilm che si forma sulla superficie dello strato filtrante del biofiltro è un sistema ecologico complesso (Fig. 7.9).

Figura 7.9. Piramide trofica in biofilm gocciolato biofiltro

Batteri e funghi formano un livello trofico inferiore. Insieme ai microrganismi del carbonio, si sviluppano nella parte superiore del biofiltro. I nitrificatori si trovano nella zona inferiore dello strato filtrante, dove i processi di competizione per il substrato nutritivo e l'ossigeno sono meno pronunciati. I più semplici rotiferi e nematodi che si nutrono della componente batterica di un ecosistema di biofilm servono da cibo per le specie più elevate (larve di insetti).

Il biofiltro è un continuo aumento e morte del biofilm. Il biofilm morto viene lavato via dalla corrente dell'acqua trattata e rimosso dal biofiltro. L'acqua depurata entra nella fossa settica, in cui viene liberata dalle particelle di biofilm e quindi scaricata nel serbatoio.

Il processo di ossidazione delle sostanze organiche è accompagnato dal rilascio di calore, quindi i biofiltri non richiedono un riscaldamento aggiuntivo. Grandi installazioni, dotate di uno strato di materiale isolante, sono in grado di funzionare a temperature esterne negative. Tuttavia, la temperatura all'interno dello strato filtrante non deve essere inferiore a 6 °.

La principale modalità di funzionamento dei biofilters a pietrisco è un singolo passaggio di acque reflue. Mentre il carico sulla sostanza organica sul filtro è 0,06-0,12 kg BOD / m 3 al giorno. Per aumentare il carico senza aumentare l'area del biofiltro, viene utilizzata una modalità di purificazione con ricircolo delle acque reflue o una doppia modalità di filtrazione.

Il tasso di riciclaggio delle acque reflue contaminate da materia organica difficilmente ossidabile può essere 1: 1 - 1: 2. Il carico di sostanza organica può raggiungere 0,09-0,15 kg di BOD / m 3 al giorno. La doppia filtrazione variabile consiste nell'utilizzare due direzioni di filtrazione e due chiarificatori secondari. La sequenza dei fili varia con un intervallo di 1-2 settimane. Ciò causa la rapida crescita del biofilm e consente di aumentare il carico a 0,15-0,26 kg di BOD / m 3 al giorno.

I biofilters a pietrisco, con una bassa densità apparente, possono raggiungere un'altezza fino a 8-10 m. Questo tipo di bioreattore con un modo veloce di filtrazione delle acque reflue fornisce un grado di rimozione del 50-60% di BOD. Per un più alto grado di purificazione si usano i biofiltri a cascata.

Dall'inizio degli anni '80, i materiali minerali nei biofiltri sono stati sostituiti da materie plastiche, che forniscono un'elevata porosità e migliori proprietà idrodinamiche dello strato ad alti valori della superficie specifica dello strato filtrante. Questo ci ha permesso di costruire alti, non occupando molto spazio sui bioreattori e purificare le acque reflue industriali con un'alta concentrazione di sostanze inquinanti. La superficie specifica degli ugelli di plastica utilizzati per la filtrazione rapida è superiore a quella dei biofilters a pietrisco.

Un tipo più avanzato di bioreattore con un biofilm fisso è un reattore a letto fluidizzato, caratterizzato dalla presenza di un vettore rivestito con una pellicola microbica, sufficiente a creare un letto fluidizzato di flusso del fluido verso l'alto. Il reattore ha un sistema di alimentazione di ossigeno e un dispositivo che fornisce una distribuzione quasi orizzontale del flusso di fluido nello strato portante. Come vettore in tali bioreattori, si può usare la sabbia attraverso la quale viene passato ossigeno (il sistema "Oxytron"). Vengono utilizzati anche cuscinetti porosi fibrosi con un sistema di alimentazione dell'ossigeno nell'apparecchio stesso (l'installazione "Keptor").

Una condizione importante per l'efficace funzionamento dei biofiltri è un accurato trattamento preliminare delle acque reflue provenienti da particelle sospese che possono ostruire il quadro. Un momento sfavorevole nel funzionamento dei biofiltri è la probabilità di allagamento, la riproduzione di mosche sulla superficie, un odore sgradevole, come conseguenza dell'eccessiva formazione di biomassa microbica.

Un biofiltro a goccia è il tipo più comune di bioreattore con un biofilm fisso utilizzato nel trattamento delle acque reflue. Essenzialmente, questo è un reattore a letto fisso con controcorrente di aria e liquido. La biomassa cresce sulla superficie dell'ugello sotto forma di film. La caratteristica dell'ugello o dello strato filtrante è un'area superficiale specifica elevata per lo sviluppo di microrganismi e una grande porosità. Quest'ultimo fornisce le necessarie proprietà gas-dinamiche dello strato e facilita il passaggio di aria e liquido attraverso di esso.

Attualmente, circa il 70% degli impianti di trattamento delle acque reflue in Europa e in America sono biofiltri antigoccia. La vita utile di tali bioreattori è stimata in dozzine di anni (fino a 50). Il principale svantaggio del design è l'eccessiva crescita della biomassa microbica. Ciò comporta l'intasamento del biofiltro, che causa interruzioni nel sistema di pulizia.

Aerotank si riferisce a bioreattori omogenei. Il design tipico del bioreattore è un recipiente sigillato in cemento armato di sezione rettangolare, associato a un serbatoio di sedimentazione. Aerotank è diviso da partizioni longitudinali in diversi corridoi, di solito 3-4. Differenze strutturali di vari tipi di aerotank sono principalmente legate alla configurazione del bioreattore, al metodo di alimentazione dell'ossigeno, all'ampiezza del carico.

Schemi tipici di serbatoi aerodinamici sono presentati in fig. 7.10. Il processo di biorisanamento nel serbatoio di aerazione consiste in due fasi. La prima fase consiste nell'interazione di acque reflue sedimentate con aria e particelle di fango attivo nel serbatoio di aerazione per qualche tempo (da 4 a 24 ore o più, a seconda del tipo di acque reflue, i requisiti per la profondità del trattamento, ecc.). Al secondo stadio, avviene la separazione di acqua e particelle di fango attivo nel serbatoio di sedimentazione secondario. L'ossidazione biochimica delle sostanze organiche nel serbatoio aerodinamico nella prima fase viene implementata in due fasi: al primo stadio, i microrganismi dei fanghi attivi adsorbono gli inquinanti dalle acque reflue, nel secondo stadio li ossidano e ripristinano la loro capacità ossidante.

Fig. 7.10. Schemi di aerotank: a - spiazzamento, b - miscelazione,

c - con disperso approvvigionamento di acque reflue e rigenerazione dei fanghi attivi

L'aria viene fornita ai "corridoi" dell'aerotank attraverso lastre di cemento armato rinforzate (filtri) o attraverso un sistema di tubi in ceramica porosa. Di solito, il dispositivo di distribuzione dell'aria non si trova nel centro, ma vicino a una delle pareti del corridoio. Di conseguenza, il flusso è turbolizzato nel serbatoio di aerazione e le acque reflue non si spostano solo lungo il corridoio, ma si muovono a spirale all'interno di esso. Ciò migliora la modalità di aerazione e le condizioni di pulizia. Il processo di pulizia nel serbatoio di aerazione è una fermentazione continua.

Le particelle di fango attivo formato da batteri e protozoi sono una miscela flocculante. Rispetto al funzionamento del biofilm nei biofiltri, i serbatoi di aerazione dei fanghi attivi rappresentano una minore diversità ecologica delle specie. I principali gruppi di componenti batterici dei fanghi attivi sono i batteri flocculanti carbon-ossidanti, i batteri filamentosi carbon-ossidanti e i batteri nitrificanti. Il primo gruppo di batteri non solo partecipa alla degradazione dei componenti organici delle acque reflue, ma forma anche dei flocculi stabili, che vengono rapidamente depositati nella fossa settica con la formazione di fango denso. I nitrificatori (Nitrosomonas e Nitrobacter) convertono forme ridotte di azoto in ossidato:

NH3 + O2 Nitrosomonas Þ NO2; NO2 + O Ni trobacter Þ NO3 -

I batteri filamentosi, da un lato, formano uno scheletro attorno al quale si formano i flocculi; d'altra parte, stimolano i processi avversi (formazione di schiuma e scarse precipitazioni). Il più semplice consuma i batteri e riduce la torbidità delle acque reflue, il più importante tra questi sono i ciliati (Vorticella, Opercularia).

Il fango attivo ha una grande superficie di adsorbimento e contiene una serie di enzimi per rimuovere i contaminanti dalle acque reflue.

La concentrazione dei fanghi attivi nella aerotank è di solito 1,5-5,0 g / l. Questo valore dipende dalla concentrazione dell'inquinamento delle acque reflue, dall'età dei fanghi e dalla sua produttività. L'età del fango è calcolata dall'equazione

dove M - particelle sospese della miscela di fango, kg / m 3; V è il volume dell'aerotank, m 3; my- quantità di fango rimosso, kg / giorno; G - consumo di acqua, m 3 / giorno; conO. - concentrazione del fango nel flusso in uscita, kg / m 3.

Ad esempio, per ottenere la nitrificazione con agenti nitrificanti a crescita lenta, i fanghi vengono utilizzati per circa 12 giorni e, per l'ossidazione delle sostanze organiche, l'età dei fanghi può essere significativamente inferiore.

La concentrazione di lavoro dell'ossigeno disciolto viene calcolata in base alle esigenze di installazione previste. Per la nitrificazione completa, è almeno 2 mg / l; per l'ossidazione e la denitrificazione del carbonio - meno di 1 mg / l.

In pratica, a seconda del tipo di aerazione, vengono utilizzate diverse modalità di trattamento delle acque reflue: veloci, standard ed estese. Processi veloci sono utilizzati nel trattamento parziale delle acque reflue. Il tipo più comune di processo di pulizia è la media tra aerazione standard e rapida.

Il prossimo parametro importante per il processo di bioremediation in bioreattori a flusso omogeneo è la modalità di miscelazione. Sono noti sistemi di miscelazione completa e cilindrata perfetta. Il primo tipo fornisce una diluizione istantanea del flusso di ingresso nel serbatoio di aerazione. Questo protegge la microflora del fango attivo dagli effetti inibitori degli inquinanti dalle acque reflue. Il fango attivo in un tale sistema, tuttavia, ha la peggiore capacità di precipitare, in contrasto con i sistemi di repressione ideali.

In quest'ultimo, il fango attivo entra nel primo corridoio, dove, durante l'aerazione, ripristina la sua capacità ossidante. Le acque reflue entrano nel secondo corridoio insieme al fango attivo rigenerato. La concentrazione di sostanze inquinanti diminuisce gradualmente quando le acque reflue fluiscono attraverso il sistema del corridoio aerotank. In tali sistemi, la concentrazione di inquinanti nel flusso di ingresso non deve superare il massimo consentito per i componenti biologici che costituiscono il fango attivo.

L'esperienza operativa di vari tipi di aerotank dimostra che il contenuto di sostanze organiche nelle acque reflue fornite al trattamento non deve superare 1000 mg / l. Il pH ottimale è solitamente compreso tra 6,5 ​​e 8,5.

La quantità di elementi biogenici nelle acque reflue trattate viene regolata aggiungendo i sali necessari. Quindi, con BOD circa 0,5 kg O2/ m 3 il contenuto di azoto assimilabile nelle acque di scarico non deve essere inferiore a 10, fosfati - 3 mg / l. I migliori risultati di purificazione dell'acqua in aerotank sono ottenuti con un BOD in ingresso fino a 0,2 kg O2 / m 3. Se il livello di aerazione con tale BOD è fino a 5 m 3 / m 2 h, il BOD dell'acqua depurata può scendere a 0,015 kg O2/ m 3.

L'aumento della biomassa dei fanghi attivi durante la purificazione porta al suo "invecchiamento" e alla diminuzione dell'attività biocatalitica. Pertanto, la maggior parte del fango attivato dal chiarificatore secondario viene rimosso dal sistema e solo una parte di esso viene restituita al reattore.

Gli aerotank sono tecnologicamente connessi con i coloni secondari, in cui avviene la chiarificazione dell'acqua in uscita e la separazione dei fanghi attivi. I serbatoi settici svolgono anche la funzione di serbatoi di contatto. In essi, l'acqua di scarico è clorata. La dose disinfettante di cloro dopo il trattamento biologico, a seconda della qualità della pulizia, è di 10-15 mg / l con una durata di contatto del cloro con il liquido per almeno 30 minuti.

I processi di trattamento delle acque reflue anaerobiche rispetto a quelli aerobici presentano numerosi vantaggi indubbi. I principali sono l'alto livello di conversione del carbonio di inquinanti con volumi relativamente piccoli di crescita della biomassa e la produzione di un ulteriore prodotto di valore: il biogas.

I processi anaerobici per il trattamento delle acque reflue vengono utilizzati in Europa per circa 100 anni. Utilizzati per questi scopi, i bioreattori delle fosse settiche sono vasche di sedimentazione in cui i fanghi subiscono una degradazione anaerobica. Le fosse settiche sono solitamente utilizzate a una temperatura di 30-35 ° C. Il tempo di permanenza delle acque reflue trattate è significativamente più alto - circa 20 giorni.

Quando si progettano bioreattori di questo tipo, uno dei parametri principali è la sua capacità in litri (V), calcolata tenendo conto del numero di popolazione servite da P:

La metà del volume di 180 litri pro capite è allocata per il liquido, metà è utilizzata per l'accumulo di fango. Il volume del serbatoio è distribuito tra le due camere, con il primo che occupa 2/3 del volume e con un fondo inclinato per trattenere il fango (Fig. 7.11). Il periodicamente (circa una volta all'anno) viene rimosso e una piccola parte di esso rimane nel bioreattore.

Fig. 7.11. Fossa settica a due camere: 1 - regolatore, 2 - riflettore,

3 - conduttura a pressione, 4 - fondo dell'apparato con pendenza (1: 4)

I serbatoi settici sono utilizzati nel sistema di impianti di trattamento delle acque reflue urbane. Elaborano il sedimento rimosso dai serbatoi di sedimentazione primaria. In questo caso, il fango fermentato viene eliminato o interrato. Durante la fermentazione, il volume dei fanghi diminuisce, il contenuto di microrganismi patogeni e l'odore sgradevole diminuiscono.

La biodegradazione degli inquinanti che si verificano nelle fosse settiche sulla base di un'associazione microbica complessa comprende processi idrolitici che coinvolgono batteri acidogeni, eteroacetogeni e metanogenesi che coinvolgono metanogeni. Gli spandiconcime anaerobici di questo tipo vengono utilizzati per il biorisanamento anaerobico di acque reflue industriali e agricole.

L'uso di sistemi anaerobici relativamente poco costosi per i rifiuti altamente inquinati dell'industria alimentare e i rifiuti animali intensivi è particolarmente efficace. Queste acque reflue hanno livelli elevati di BOD e COD, e il concime ha anche un alto contenuto di componenti insolubili che non sono biodegradabili. Per la loro pulizia utilizzati miscelatori completi. Le acque reflue provenienti da suini e pollame vengono rilasciate durante il biorisanamento anaerobico di solo il 50% del COD e gli allevamenti di bovini vengono scaricati del 30%.

Alte concentrazioni di sostanze organiche e di azoto ammonico (fino a 4000 mg / l) sono in grado di inibire il processo di degradazione. Il tempo di conservazione di tali acque reflue in un bioreattore con un volume fino a 600-700 m 3 aumenta fino a 15-20 giorni con un carico giornaliero normale di 20-30 m 3. Il biogas prodotto in questo caso contiene fino al 70% di metano. Un bioreattore di volume relativamente piccolo purifica le acque reflue da allevamenti di medie dimensioni con un contenuto di 1200-1500 suini.

Negli ultimi anni, a causa di requisiti più rigorosi per il pretrattamento delle acque reflue industriali prima che vengano scaricate nel sistema fognario, nonché della necessità di sostituire i combustibili fossili con fonti rinnovabili, l'interesse per i processi anaerobici è in aumento.

Gli stagni biologici sono una cascata di edifici con una profondità di 1,0-1,5 m, attraverso i quali l'acqua di scarico trattata scorre ad un ritmo insignificante. Ci sono stagni con aerazione naturale e artificiale. Il tempo trascorso in stagni dipende dal tipo e dalla concentrazione di contaminazione, dal grado di pretrattamento, dalle modalità di utilizzo ulteriore dell'acqua depurata e dalla durata di 3-50 giorni. Se gli stagni hanno un'aerazione artificiale, allora il tempo di permanenza dell'acqua in essi è significativamente ridotto.

Negli impianti industriali, gli stagni biologici vengono utilizzati principalmente per la depurazione delle acque reflue sottoposte a trattamenti di trattamento biochimico. Dopo gli stagni biologici, la concentrazione di petrolio e prodotti petroliferi e di altri inquinanti si riduce così tanto che il pesce può essere diluito nelle ultime sezioni degli stagni.

A volte viene effettuato un trattamento terziario nei campi dell'irrigazione. Si tratta di aree appositamente preparate utilizzate simultaneamente per il trattamento delle acque reflue e per scopi agricoli. Il trattamento delle acque reflue nei campi di irrigazione viene eseguito utilizzando la microflora del suolo, il calore solare, l'aria e l'attività delle piante. I campi di irrigazione agricoli dopo la discesa delle acque reflue trattate vengono utilizzati per la coltivazione di cereali e insilati, erbe, alcune verdure e anche per piantare alberi e arbusti.

I metodi di trattamento biologico delle acque reflue sono efficaci e sono essenzialmente una parte obbligatoria del sistema di trattamento per ogni impresa.

Le acque reflue purificate prima di essere scaricate nei corpi idrici superficiali devono essere disinfettate, in quanto possono contenere batteri patogeni, virus, parassiti, che portano a epidemie di malattie infettive della popolazione.

La clorurazione è più comunemente usata per questo. Tuttavia, questo metodo ha una capacità disinfettante insufficiente contro molti microrganismi patogeni. Inoltre, l'uso della clorurazione è accompagnato dai seguenti fenomeni negativi:

• nelle acque reflue disinfettate contiene una quantità residua di cloro attivo, che è tossico per gli organismi acquatici e il pesce, provoca un cambiamento nella biocenosi dei corpi idrici, che influisce sulla loro capacità autopulente;

• si formano composti cancerogeni e organogenici mutageni altamente tossici;

• Lavorare con il cloro, che è una sostanza tossica potente, richiede speciali misure di sicurezza.

Problemi simili si verificano quando si utilizzano altri metodi di disinfezione dei reagenti (ipocloriti di sodio e calcio, ozono, perossido di idrogeno, ecc.).

Attualmente, il metodo di disinfezione più promettente è il trattamento delle acque ultraviolette (UV).

Con l'irradiazione UV dell'acqua, quasi tutti i microrganismi patogeni muoiono, la capacità ossidativa dell'acqua non cambia, il pericolo di sovradosaggio da disinfettante scompare, il consumo energetico è di 30-60 Wh / m 3 di acque reflue. Tuttavia, l'uso di questo metodo è efficace solo quando il contenuto di sostanze sospese nell'acqua non è superiore a 20 mg / l. In Bielorussia, è stato adottato un programma per l'introduzione di metodi privi di reagenti per la disinfezione delle acque reflue, alternative alla clorazione, per il periodo fino al 2020, approvato dal Ministero per l'Edilizia e Servizi Comunitari il 25 gennaio 2007, n.

Nel processo di trattamento delle acque reflue biochimiche, si formano precipitati, che devono essere periodicamente rimossi dall'impianto di trattamento. La lavorazione o lo smaltimento di questi sedimenti è molto difficile a causa del loro grande volume, della loro composizione variabile, della presenza di un certo numero di sostanze tossiche per gli organismi viventi, alta umidità.

Il fango delle acque reflue è difficile da filtrare le sospensioni. Nelle vasche di decantazione secondarie nel sedimento vi è principalmente un eccesso di fango attivo, il cui volume è 1,5-2,0 volte maggiore del volume di sedimento proveniente dal serbatoio di sedimentazione primario. I componenti principali dei sedimenti grezzi sono carboidrati, sostanze grasse e proteine, che insieme rappresentano l'80-85% e il restante 15-20% è un complesso lignino-humus. La decomposizione di sostanze organiche produce metano, idrogeno, anidride carbonica, alcoli e acqua, ammoniaca e azoto libero e idrogeno solforato. Lo schema generale di trattamento dei fanghi di depurazione è illustrato in fig. 7.12.

Fig. 7.12 Schema di trattamento generale per i fanghi di depurazione

La rimozione dell'umidità libera viene effettuata mediante compattazione del precipitato. Allo stesso tempo, viene rimosso in media fino al 60% di umidità e la massa di sedimenti viene ridotta di 2,5 volte. Il fango attivo il cui contenuto di umidità è del 99,2-99,5% è più difficile da condensare. Per la compattazione del limo mediante metodi di gravità, flottazione, centrifuga e vibrazione.

La stabilizzazione dei sedimenti viene effettuata per distruggere la parte biodegradabile della materia organica in biossido di carbonio, metano e acqua. Viene effettuato con l'aiuto di microrganismi in condizioni anaerobiche e aerobiche. In condizioni anaerobiche, la digestione dei fanghi viene effettuata nei digestori, a causa della quale il suo volume si riduce di circa la metà a causa della decomposizione e della mineralizzazione della materia organica. Il sedimento fermentato acquisisce una struttura granulare omogenea, dona acqua migliore durante l'asciugatura, perde un odore putrido specifico.

Dopo la stabilizzazione, i precipitati sono disidratati. Per disidratazione sono preparati condizionando. Durante il condizionamento, la resistenza specifica viene ridotta e le proprietà di precipitazione dell'acqua di precipitazione sono migliorate a causa dei cambiamenti nella loro struttura e nelle forme di legame dell'acqua. L'aria condizionata viene effettuata con metodi reagenti e non reagenti.

Quando il trattamento reagente del sedimento avviene coagulazione - il processo di aggregazione di particelle fini e colloidali. La formazione di grandi fiocchi con rottura dei gusci dei solventi e un cambiamento delle forme di legame dell'acqua contribuisce a modificare la struttura del sedimento ea migliorare la sua idrorepellenza. Ferro e sali di alluminio: i FeCl sono usati come coagulanti.3, Fe2(SO4)3, FeSO4, Al2(SO4)3, così come la calce.

I metodi di trattamento non reattivi comprendono il trattamento termico, il congelamento seguito da scongelamento, l'elettrocoagulazione e l'esposizione alle radiazioni.

Il metodo più semplice di disidratazione consiste nell'asciugare il sedimento sui cosiddetti letti dei fanghi. In questo metodo, l'umidità può essere ridotta al 75-80% e il sedimento viene ridotto in volume e massa di 4-5 volte, perde la fluidità e può essere trasportato sul luogo di utilizzo su strada. Tuttavia, questo metodo è lungo, richiede grandi appezzamenti di terreno, dipende dalle condizioni climatiche della zona. Inoltre, il contenuto di umidità del fango essiccato rimane ancora significativo.

Le trame di limo sono appezzamenti di terreno (mappe), circondati da tutti i lati da muri di terra. Se il terreno filtra bene l'acqua e l'acqua sotterranea è profonda, i siti di limo sono disposti su terreni naturali. Quando l'acqua freatica si trova a 1,5 m di profondità, viene predisposto un drenaggio speciale dai tubi per la rimozione del filtrato e talvolta viene predisposto un sottofondo artificiale.

L'asciugatura meccanica (centrifugazione, filtraggio, filtrazione, ad esempio sui filtri del vuoto) riduce anche l'umidità al 70-80%, la successiva asciugatura termica al 15-25%.

I fanghi di rifiuto, che attualmente non possono essere utilizzati, vengono inviati ai raccoglitori di fanghi per lo smaltimento.

I collettori di fanghi sono serbatoi di terra aperti che, dopo il pieno riempimento, vengono conservati e il fango viene alimentato ad altri azionamenti. Non dobbiamo dimenticare che le discariche di fanghi in scatola sono una potenziale fonte di inquinamento ambientale e richiedono una supervisione costante.

Allo stato attuale, il metodo di disidratazione dei fanghi biologici (BFR) sta diventando sempre più diffuso.

Un diagramma schematico del trattamento delle acque reflue è mostrato in Fig. 7.13.

Fig. 7.13 Schema del processo di trattamento delle acque reflue: 1 - camera di ricezione,

2 - griglie per la separazione di grandi rifiuti, 3 - una trappola di sabbia, 4 - un grasso, trappola di petrolio,

5 - vasca di decantazione primaria, 6 - stazione di disidratazione meccanica, 7 - serbatoio di aerazione o

biofiltro, 8 - vasca di sedimentazione secondaria, 9 - compattatore di limo, 10 - trattamento aggiuntivo e disinfezione con il metodo di surfazione-ozonizzazione, 11 - superfici sabbiose, 12 - stazione di pompaggio delle acque reflue, 13 - frantumatore

Il trattamento e la depurazione delle acque reflue è un problema tecnico molto complesso che non può essere completamente trattato in questo tutorial. Informazioni più complete su questo argomento possono essere ottenute nel libro precedentemente pubblicato [14] o nella letteratura speciale.

Dato che la costruzione e l'esercizio di impianti di depurazione delle imprese richiedono l'investimento di materiali e mezzi tecnici molto grandi, il mantenimento di servizi speciali crea molti problemi per lo smaltimento dei fanghi di depurazione, dei fanghi attivi e altri, ora locali e sistemi modulari di trattamento delle acque reflue.