Autor: Kate
Email: kate@aquasust.com
Dátum: 18. novembra 2024
K reprezentatívnym procesom pri aplikácii biologického čistenia odpadových vôd v súčasnosti patrí najmä proces aktivovaného kalu a proces biofilmu. Ďalej, na základe dlhoročnej výrobnej praxe a teoretickej štúdie, budú tieto dve procesné metódy analyzované a porovnané.
Proces aktivovaného kalu
Proces a princíp
Typický proces aktivovaného kalu pozostáva z prevzdušňovacej nádrže, sedimentačnej nádrže, systému vracania kalu a systému odstraňovania prebytočného kalu.
Odpadová voda a vrátený aktivovaný kal vstupujú do prevzdušňovacej nádrže spolu a vytvárajú zmiešanú kvapalinu. Stlačený vzduch odoslaný zo vzduchovej kompresorovej stanice vstupuje do odpadovej vody vo forme malých bubliniek cez zariadenie na difúziu vzduchu umiestnené na dne prevzdušňovacej nádrže s cieľom zvýšiť obsah rozpusteného kyslíka v odpadovej vode a tiež udržať zmiešanú kvapalinu v stav násilnej agitácie a pozastavený stav. Rozpustený kyslík, aktivovaný kal a odpadové vody sú úplne premiešané a vzájomne kontaktované, čo umožňuje, aby reakcia aktivovaného kalu prebiehala normálne.
V prvej fáze sú organické polutanty v odpadových vodách adsorbované na povrchu zoogloea časticami aktivovaného kalu kvôli ich veľkému povrchu a polysacharidovým viskóznym látkam. Súčasne sa niektoré makromolekulárne organické látky pôsobením extracelulárnych enzýmov baktérií rozkladajú na malé molekulové organické látky.
V druhom štádiu mikroorganizmy absorbujú tieto organické látky a za dostatočných kyslíkových podmienok ich oxidujú a rozkladajú za vzniku oxidu uhličitého a vody, z ktorých časť sa využíva na vlastné množenie a rozmnožovanie. Výsledkom reakcie aktivovaného kalu je degradácia a odstránenie organických znečisťujúcich látok v odpadových vodách, proliferácia a rast samotného aktivovaného kalu a čistenie odpadových vôd. Zmesová kvapalina po prečistení aktivovaným kalom vstupuje do sekundárnej sedimentačnej nádrže, kde sa vyzráža suspendovaný aktivovaný kal a ostatné pevné látky v zmesovej kvapaline a oddelia sa od vody. Vyčistená odpadová voda sa vypúšťa ako upravená voda. Kal koncentrovaný precipitáciou sa vypúšťa z dna sedimentačnej nádrže, z ktorej väčšina sa vracia do prevzdušňovacej nádrže ako očkovací kal na zabezpečenie koncentrácie suspendovaných pevných látok a mikrobiálnej koncentrácie v prevzdušňovacej nádrži; premnožené mikroorganizmy sa vypúšťajú zo systému ako "nadbytočný kal". V skutočnosti sa znečisťujúce látky z veľkej časti prenášajú z odpadových vôd do tohto prebytočného kalu.
Princíp procesu aktivovaného kalu možno výstižne opísať ako: mikroorganizmy „požierajú“ organickú hmotu v odpadovej vode a premieňajú odpadovú vodu na čistú vodu. V podstate je podobný prirodzenému procesu samočistenia vodných útvarov s tým rozdielom, že prostredníctvom umelé zlepšenie, efekt čistenia odpadových vôd je lepší.
Proces biofilmu
Biofilmový proces Typy procesov.
Mokrý typ: biologický filter, biologická veža, biologický tanier.
Ponorený typ: kontaktná oxidácia, filtračný materiál ponorený vo filtračnej nádrži.
Typ fluidného lôžka: biologické aktívne uhlie, pieskové médium zavesené a prúdiace v nádrži.
Princíp: Pretože domáca odpadová voda obsahuje veľké množstvo organických zložiek, proces biofilmu sa spolieha na mikrobiálny film fixovaný na povrchu nosiča, ktorý degraduje organickú hmotu. Pretože mikrobiálne bunky sa môžu takmer pevne pripojiť, rásť a rozmnožovať sa na akomkoľvek vhodnom povrchu nosiča vo vodnom prostredí, extracelulárne polyméry vystupujúce z buniek spôsobujú, že mikrobiálne bunky vytvárajú vláknitú spletenú štruktúru. Preto má biofilm zvyčajne poréznu štruktúru a silné adsorpčné vlastnosti.
Biofilm priľne k povrchu nosiča a ide o vysoko hydrofilnú látku. Pod podmienkou nepretržitého toku odpadových vôd je na ich vonkajšej strane vždy pripevnená vodná vrstva.
Biofilm je tiež vysoko hustá substancia mikroorganizmov. Na povrchu a vo vnútri membrány rastie a rozmnožuje sa veľké množstvo mikroorganizmov a mikroživočíchov, ktoré vytvárajú potravinový reťazec zložený z organických polutantov → baktérie → prvoky (metazoá).
Biofilm sa skladá z baktérií, húb, rias, prvokov, metazoí a niektorých ďalších viditeľných biologických spoločenstiev. Keď odpadová voda preteká po povrchu nosiča, organické znečisťujúce látky v odpadovej vode sú adsorbované mikroorganizmami v biofilme a kyslík difunduje do biofilmu. V membráne dochádza k biodegradácii a iným účinkom na dokončenie degradácie organickej hmoty.
Povrchová vrstva biofilmu sú aeróbne a fakultatívne aeróbne mikroorganizmy, zatiaľ čo vnútorná vrstva biofilmu je často v anaeróbnom stave. Keď sa biofilm postupne zahusťuje a hrúbka anaeróbnej vrstvy prekročí hrúbku aeróbnej vrstvy, povedie to k odlupovaniu biofilmu a na povrchu nosiča sa regeneruje nový biofilm. Prostredníctvom periodickej obnovy biofilmu sa udržiava normálna prevádzka biofilmového reaktora.
Obnova a odlupovanie biofilmu. Udržiavanie normálnej prevádzky biofilmového reaktora je dôležitou súčasťou obnovy a odlupovania biofilmu. Povrchová vrstva biofilmu sú aeróbne a fakultatívne aeróbne mikroorganizmy, zatiaľ čo vnútorná vrstva biofilmu je často v anaeróbnom stave. Keď sa biofilm postupne zahusťuje a hrúbka anaeróbnej vrstvy prekročí hrúbku aeróbnej vrstvy, povedie to k odlupovaniu biofilmu a na povrchu nosiča sa regeneruje nový biofilm.
Proces obnovy a odlupovania je nasledujúci:
Po prvé, proces vzhľadu anaeróbnej membrány:
Jedným z nich je biofilm;
Druhým je, že všeobecná hrúbka zrelého biofilmu sa naďalej zväčšuje a vnútorná časť, kde kyslík nemôže preniknúť, sa zmení na anaeróbny stav; obe sú zložené z anaeróbnej membrány a aeróbnej membrány;
Tretím je, že aeróbna membrána je hlavným miestom degradácie organickej hmoty a všeobecná hrúbka je 2 mm.
Po druhé, proces zahusťovania anaeróbnej membrány:
Jedným je zvýšenie anaeróbnych metabolitov, čo vedie k nerovnováhe medzi anaeróbnou membránou a aeróbnou membránou;
Druhým je kontinuálny únik plynných produktov, ktorý oslabuje adhéznu schopnosť biofilmu na plnive;
Tretím sa má stať starnúci biofilm, ktorý má slabú čistiacu funkciu a ľahko odpadáva.
Po tretie, aktualizácia biofilmu:
Jedným z nich je odlupovanie starnúcej membrány a nový biofilm opäť narastie;
Druhým je, že čistiaca funkcia nového biofilmu je silnejšia.
Porovnanie procesu aktivovaného kalu a procesu biofilmu
Výhody a nevýhody procesu aktivovaného kalu.
Sekundárne biologické čistenie komunálnych komunálnych odpadových vôd už dlhú dobu väčšinou preberá proces aktivovaného kalu, ktorý je v súčasnosti najpoužívanejším procesom sekundárneho biologického čistenia na svete. Má nasledujúce vlastnosti:
Po prvé, pri použití tradičného procesu aktivovaného kalu sú náklady na investičnú výstavbu, prevádzkové náklady, spotreba energie často vysoké, riadenie je zložitejšie a je náchylné na zhlukovanie kalu; procesné zariadenie nemôže spĺňať požiadavky vysokej účinnosti a nízkej spotreby.
Po druhé, s neustálym sprísňovaním noriem vypúšťania odpadových vôd sa kladú vyššie požiadavky na vypúšťanie živín, ako je dusík a fosfor, do odpadových vôd. Tradičné procesy čistenia odpadových vôd s funkciami odstraňovania dusíka a fosforu väčšinou využívajú proces aktivovaného kalu, ktorý často vyžaduje zapojenie viacerých anaeróbnych a aeróbnych reakčných nádrží do série na vytvorenie viacstupňovej reakčnej nádrže a zvýšenie vnútornej cirkulácie na dosiahnutie účelu dusíka. a odstraňovanie fosforu, čo nevyhnutne zvýši kapitálové investície a spotrebu energie a skomplikuje prevádzku a riadenie.
Po tretie, proces aktivovaného kalu generuje veľké množstvo prebytočného kalu, čo si vyžaduje detoxikačné čistenie kalu, čím sa zvyšujú investície.
Výhody a nevýhody biofilmového procesu.
Biofilmový proces je tiež bežne používanou metódou pre sekundárne biologické čistenie komunálnych odpadových vôd. V porovnaní s procesom aktivovaného kalu má tieto vlastnosti:
Po prvé, biofilm má silnú adaptabilitu na zmeny v kvalite a kvantite odpadových vôd a je ľahko spravovateľný a nedôjde k hromadeniu kalu.
Po druhé, mikroorganizmy sú fixované na povrchu nosiča a môžu sa množiť aj mikroorganizmy s dlhším časom tvorby. Biologická fáza je hojnejšia, stabilnejšia a vytvára menej prebytočného kalu.
Po tretie, dokáže čistiť odpadové vody s nízkou koncentráciou. Okrem toho, nedostatky biofilmového procesu spočívajú v tom, že nosič biofilmu zvyšuje investíciu systému; špecifická plocha povrchu nosného materiálu je malá, reakčné zariadenie má obmedzený objem a nízku priestorovú účinnosť a účinnosť spracovania je nižšia ako pri procese s aktivovaným kalom pri čistení komunálnych odpadových vôd; množstvo mikroorganizmov naviazaných na pevný povrch je ťažko kontrolovateľné a prevádzková flexibilita je slabá; Na prísun kyslíka sa používa prirodzené vetranie, ktoré nie je také dostatočné ako prísun aktivovaného kalu a náchylné sú anaeróbne podmienky.