Rafineri biyolojik atıksu arıtma tesisleri. Rafineri biyolojik atıksu arıtma tesisleri Biyokimyasal atıksu arıtma yöntemleri

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Atıksu arıtımında biyokimyasal yöntemler

1. Genel Hükümler

Biyokimyasal yöntem, evsel ve endüstriyel atık suların birçok çözünmüş organik ve bazı inorganik (hidrojen sülfür, sülfür, amonyak, nitrit vb.) maddelerden arındırılmasında kullanılır. Saflaştırma işlemi, mikroorganizmaların bu maddeleri yaşam sürecinde beslenme için kullanma yeteneğine dayanmaktadır - mikroorganizmalar için organik maddeler bir karbon kaynağıdır.

Organik maddelerle temas halinde mikroorganizmalar onları kısmen yok ederek suya, karbondioksite, nitrite ve sülfat iyonlarına vb. dönüştürür. Maddenin diğer kısmı biyokütle oluşumuna gider. Organik maddelerin yok edilmesine biyokimyasal oksidasyon denir. Bazı organik maddeler kolayca oksitlenebilirken bazıları hiç oksitlenmez veya çok yavaş oksitlenir.

(BOD/COD) * %100 = %50 oranında maddeler biyokimyasal oksidasyona duyarlıdır. Bu durumda atık suyun toksik maddeler ve ağır metal tuzlarının safsızlıklarını içermemesi gerekir.

Pratik olarak oksidasyona dirençli inorganik maddeler için. Maksimum konsantrasyonlar da ayarlanır. Bu konsantrasyonların aşılması durumunda su biyokimyasal arıtmaya tabi tutulamaz.

Biyokimyasal atık su arıtımına yönelik aerobik ve anaerobik yöntemler bilinmektedir. Aerobik yöntem, yaşamı sabit bir oksijen akışı ve 20-40 0 C sıcaklık gerektiren aerobik organizma gruplarının kullanımına dayanmaktadır. Oksijen ve sıcaklık koşulları değiştiğinde, mikroorganizmaların bileşimi ve sayısı da değişir. Aerobik arıtmada mikroorganizmalar aktif çamur veya biyofilm içerisinde yetiştirilir. Anaerobik temizleme yöntemleri oksijene erişim olmadan gerçekleşir; Esas olarak çökeltileri nötralize etmek için kullanılırlar.

1.1 Aktif çamur ve biyofilmin bileşimi

Aktif çamur canlı organizmalardan ve katı substrattan oluşur. Canlı organizmalar, bakteri kümeleri ve tek bakteri, protozoa solucanları, küfler, mayalar, aktinomisetler ve nadiren - böcek larvaları, kabuklular ve algler vb. ile temsil edilir.

Aktif çamur amfoterik koloidal bir sistemdir. pH=4-9'da negatif yüke sahiptir.

Örneğin bir kok tesisi arıtma sistemindeki aktif çamurun kimyasal bileşimi aşağıdaki formüle karşılık gelir; kentsel atık su.

Çamurun kalitesi, çökelme hızına ve sıvının saflık derecesine göre belirlenir. Büyük pullar küçük olanlardan daha hızlı çöker. Çamurun durumu, aktif çamurun çökelmiş kısmının hacminin, 30 dakika çökeltildikten sonra kurutulmuş çamurun kütlesine (gram cinsinden) oranı olan çamur indeksi ile karakterize edilir. Çamur ne kadar kötü çökerse çamur indeksi de o kadar yüksek olur.

1.2 Biyokimyasal gösterge

Mikroorganizmaların biyokimyasal aktivitesi, organik atık su kirleticilerinin yok edilmesiyle ilişkili biyokimyasal aktivitedir. Atık suyun biyolojik olarak parçalanabilirliği, oran olarak anlaşılan bir biyokimyasal gösterge ile karakterize edilir.

Biyokimyasal gösterge, endüstriyel atıksu arıtma tesislerinin hesaplanması ve işletilmesi için gerekli bir parametredir. Değeri farklı atık su grupları için büyük ölçüde değişir. Endüstriyel atık suyun biyokimyasal indeksi düşüktür (0,05-0,3); evsel atık su - 0,5'in üzerinde.

Biyokimyasal reaksiyonların hızı, sıcaklığa, pH'a ve atık sudaki çeşitli maddelerin varlığına bağlı olan enzimlerin aktivitesi ile belirlenir. Artan sıcaklıkla birlikte enzimatik işlemlerin hızı da artar, ancak belirli bir sınıra kadar. Her enzim için, reaksiyon hızının düştüğü optimal bir sıcaklık vardır. Organik maddelerin karmaşık bir karışımını parçalamak için 80-100 farklı enzime ihtiyaç vardır. Enzim aktivitesini artıran maddeler (aktivatörler) arasında birçok vitamin ve katyon bulunur. Aynı zamanda ağır metal tuzları, hidrosiyanik asit ve antibiyotikler de inhibitördür. Enzimin aktif merkezlerini bloke ederek substratla reaksiyonunu önlerler; aktiviteyi keskin bir şekilde azaltın.

Aerobik koşullar altında biyokimyasal oksidasyonun toplam reaksiyonları şematik olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Reaksiyon (1), hücrenin enerji ihtiyacını karşılamak için bir maddenin oksidasyonunun doğasını gösterir, reaksiyon (2) - hücresel maddenin sentezi için.

1.3 Biyokütle büyümesi

Atık su arıtma sürecinde, kirleticilerin kimyasal yapısına, mikroorganizmaların türüne ve geri dönüşüne, BOİ ve KOİ'ye, atık sudaki fosfor ve nitrojen konsantrasyonuna ve sıcaklığına bağlı olarak bir biyokütle büyüme süreci meydana gelir. Biyokütle büyümesi mikroorganizmaların üreme hızına bağlıdır ve zamana karmaşık bir bağımlılığa sahiptir.

Yaklaşık hesaplamalar için biyokütledeki (Pr) artış aşağıdaki formülle belirlenebilir:

IWW için çamurun kalitesini karakterize eden K katsayısı deneysel olarak belirlenir ve 0,1-0,9 aralığında değişir.

1.4 Biyokimyasal oksidasyon hızına çeşitli faktörlerin etkisi

Belirli bir saflaştırma derecesi için, biyokimyasal reaksiyonların hızını etkileyen ana faktörler, akışın konsantrasyonu, atık sudaki oksijen içeriği, ortamın sıcaklığı ve pH'ı, besin içeriğinin yanı sıra ağır metaller ve minerallerdir. tuzlar.

Arıtma tesislerinde atık suyun türbülizasyonu, aktif çamur pullarının daha küçük parçalara ayrılmasını teşvik eder ve mikroorganizmalara besin ve oksijen sağlama oranını arttırır, bu da arıtma oranında bir artışa yol açar. Karıştırmanın yoğunluğu sağlanan hava miktarına bağlıdır. Akışın türbülizasyonu, aktif çamurun süspansiyon halinde olduğu ve atık su içinde eşit dağılımını sağlayan yoğun karıştırma ile sağlanır.

Aktif çamurun dozu çamur indeksine bağlıdır. Çamur indeksi ne kadar düşük olursa, arıtma tesisine sağlanması gereken aktif çamur dozu da o kadar yüksek olur. Aşağıdaki oranların korunması önerilir:

Çamur indeksi, mg/l 50 80 120 150 200 250 300

Çamur dozu, g/l 6 4,3 3 2,5 2 15 1

Temizlik için, iyi yerleşen ve ortamın sıcaklığı ve pH'ındaki dalgalanmalara daha dayanıklı olan taze aktif çamur kullanılmalıdır.

Atık su sıcaklığının artmasıyla biyokimyasal reaksiyon hızının arttığı tespit edilmiştir. Ancak pratikte 20-30°C aralığında tutulur. Belirtilen sıcaklığın aşılması mikroorganizmaların ölümüne yol açabilir. Daha düşük sıcaklıklarda arıtma hızı azalır, mikropların yeni kirlilik türlerine adaptasyon süreci yavaşlar ve aktif çamurun nitrifikasyon, topaklanma ve çökeltme süreçleri kötüleşir. Sıcaklığın optimal sınırlara yükseltilmesi, organik maddelerin ayrışma sürecini 2-3 kat hızlandırır. Atık suyun sıcaklığı arttıkça oksijenin çözünürlüğü azalır, bu nedenle sudaki gerekli konsantrasyonu korumak için daha yoğun havalandırma gerekir.

Aktif çamur ağır metal tuzlarını absorbe etme özelliğine sahiptir. Aynı zamanda çamurun biyokimyasal aktivitesi azalır ve filamentli bakteri formlarının yoğun gelişimi nedeniyle şişer. Toksisite derecesine göre ağır metaller şu şekilde sıralanabilir: . Bu metallerin tuzları saflaştırma oranını azaltır. Biyolojik oksidasyonun mümkün olduğu izin verilen toksik madde konsantrasyonu, bu maddelerin doğasına bağlıdır. Atık suyun birçok türde toksik madde içerdiği durumlarda arıtma tesisleri bunlardan en güçlü olanlarına göre tasarlanmaktadır.

Oksijen emilimi ve tüketimi. Mikroorganizmalar organik maddeleri oksitleyebilmek için oksijene ihtiyaç duyarlar ancak onu yalnızca suda çözünmüş halde kullanabilirler. Atık suyu oksijenle doyurmak için, hava akışını mümkünse atık suya eşit şekilde dağıtılan kabarcıklara bölen bir havalandırma işlemi gerçekleştirilir. Hava kabarcıklarından oksijen su tarafından emilir ve daha sonra mikroorganizmalara aktarılır.

Biyokimyasal oksidasyon reaksiyonlarının başarılı bir şekilde gerçekleşmesi için atık sudaki besin ve mikro element bileşiklerinin varlığı gereklidir: N, S, P, K, Mg, Ca, Na, Cl, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Cu vb. Bu elementlerin ana elementleri, biyokimyasal saflaştırma sırasında gerekli miktarlarda bulunması gereken N, P ve K'dır. Atık sularda yeterince mevcut olduğundan diğer elementlerin içeriği standartlaştırılmamıştır.

Azot eksikliği, organik kirleticilerin oksidasyonunu engeller ve çökelmesi zor çamur oluşumuna yol açar. Fosfor eksikliği, aktif çamurun şişmesinin, zayıf çökelmenin ve arıtma tesislerinden uzaklaştırılmasının, çamurun daha yavaş büyümesinin ve oksidasyon yoğunluğunun azalmasının ana nedeni olan filamentli bakterilerin gelişmesine yol açar.

Azot, fosfor ve potasyum eksikliği durumunda atık suya çeşitli azot, fosfor ve potasyumlu gübreler verilir. İlgili nitrojen, fosfor ve potasyum bileşikleri evsel atık sularda bulunur, dolayısıyla endüstriyel atık su ile birlikte arıtıldıklarında besin ilavesine gerek kalmaz.

2. Doğal koşullarda temizlik

Biyokimyasal saflaştırmanın aerobik süreçleri doğal koşullarda ve yapay yapılarda meydana gelebilir. Doğal şartlarda arıtma, sulama sahalarında, filtrasyon sahalarında ve biyolojik havuzlarda gerçekleşir. Yapay yapılar havalandırma tankları ve çeşitli tasarımlara sahip biyofiltrelerdir. Yapı tipi, tesisin konumu, iklim koşulları, su temini kaynağı, endüstriyel ve evsel atık su hacmi, kirletici maddelerin bileşimi ve konsantrasyonu dikkate alınarak seçilir. Yapay yapılarda temizleme işlemleri doğal koşullara göre daha hızlı gerçekleşir.

2.1 Sulama alanları

Bunlar atık su arıtımı ve tarımsal amaçlarla aynı anda kullanılan özel olarak hazırlanmış arazilerdir. Bu koşullar altında atık su arıtımı toprak mikroflorası, güneş, hava ve bitki yaşamının etkisi altında gerçekleşir.

Tarımsal sulama sahalarının havalandırma tanklarına göre aşağıdaki avantajları vardır:

1) sermaye ve işletme maliyetleri azalır;

2) atık suyun sulanan alanın dışına boşaltılması hariçtir;

3) tarımsal bitkilerden yüksek ve sürdürülebilir verim alınmasını sağlar;

4) Daha az verimli topraklar tarımsal üretime dahil oluyor.

Biyolojik arıtma sürecinde atık su, içinde askıda kalan ve koloidal parçacıkların tutulduğu, toprağın gözeneklerinde mikrobiyal bir film oluşturan bir filtre katmanından geçer. Ortaya çıkan film daha sonra atık su içinde çözünmüş olan koloidal parçacıkları ve maddeleri adsorbe eder. Havadan gözeneklere nüfuz eden oksijen, organik maddeleri oksitleyerek mineral bileşiklere dönüştürür. Oksijenin toprağın derin katmanlarına nüfuz etmesi zordur, bu nedenle en yoğun oksidasyon toprağın üst katmanlarında (0,2-0,4 m) meydana gelir. Havuzlarda oksijen eksikliği ile anaerobik süreçler hakim olmaya başlar.

Sulama alanlarının kumlu, tınlı ve çernozem topraklarda düzenlenmesi daha iyidir. Yeraltı suyu yüzeyden 1,25 m'den yüksek olmamalıdır. Toprak bölmeleri bu seviyenin üzerindeyse, drenajın düzenlenmesi gerekir.

[5-20 m3 (ha*gün)'e eşit alınmıştır]

Kışın atık su yalnızca rezerve filtrasyon alanlarına gönderilir. Bu süre zarfında atık suyun filtrasyonu ya tamamen durduğundan ya da yavaşladığından, yedek filtrasyon alanı Fn donma alanı (m2 cinsinden) dikkate alınarak tasarlanmıştır:

burada Q atık su akışıdır, m3 /gün; Tn - donma günlerinin sayısı; ? - kış filtreleme miktarını karakterize eden katsayı; hn ve ho sırasıyla donma ve kış yağış katmanlarının yükseklikleridir, m; ?l - buz yoğunluğu, kg/m3.

2.2 Biyolojik göletler

Bunlar, arıtılmış veya biyolojik olarak arıtılmış atık suyun düşük hızda aktığı 3-5 aşamadan oluşan bir dizi havuzdur.

Havuzlar biyolojik arıtma ve diğer arıtma tesisleriyle birlikte atık suyun sonradan arıtılması için tasarlanmıştır. Doğal veya yapay havalandırmalı göletler vardır.

Doğal havalandırmalı havuzlar sığ derinliğe (0,5-1 m) sahiptir, güneş tarafından iyi ısıtılır ve suda yaşayan organizmalar tarafından doldurulur.

3. Yapay yapılarda temizlik

Yapay koşullar altında arıtma, havalandırma tanklarında veya biyofiltrelerde gerçekleştirilir.

3.1 Havalandırma tanklarında temizlik

Aerotanklar betonarme gazlı tanklardır. Havalandırma tankındaki temizleme işlemi, havalandırılmış atık su ve aktif çamur karışımının içinden akmasıyla gerçekleşir (Şekil 1). Suyu oksijenle doyurmak ve çamuru askıda tutmak için havalandırma gereklidir.

Pirinç. 1. Biyolojik arıtma tesisinin şeması: 1 - birincil çökeltme tankı; 2 - ön havalandırıcı; 3 - havalandırma tankı; 4 - rejeneratör; 5 - ikincil çökeltme tankı

Havalandırma tankından önce atık sıvının en fazla 150 mg/l asılı parçacık ve en fazla 25 mg/l petrol ürünü içermesi gerekir. Arıtılan atıksuyun sıcaklığı 6°C'den düşük, 30°C'den yüksek olmamalı, pH'ı 6,5-9 aralığında olmalıdır.

Havalandırma tankı, cebri havalandırma için cihazlarla donatılmış bir açık havuzdur. İki, üç ve dört koridorlu tiplerde gelirler.

Havalandırma tanklarının derinliği 2-5 m'dir.

En yaygın olanı, yer değiştirici, karıştırıcı ve kombine modlarla çalışan koridor havalandırma tanklarıdır.

Farklı atık su ve geri dönüş aktif çamur akış yapılarına sahip havalandırma tanklarının şemaları Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.

Pirinç. 2. Farklı atık su yapılarına ve aktif çamur dönüş akışlarına sahip aerotanklar: a - havalandırma tankı-yer değiştirici; b- havalandırma tankı karıştırıcısı; Dağınık atık su kaynağına sahip v-havalandırma tankı

3.2 Havalandırma

Oksijenin sudaki çözünürlüğü düşüktür (sıcaklığa ve basınca bağlı olarak), bu nedenle onu oksijenle doyurmak için büyük miktarda hava sağlanır.

0,1 MPa basınçta oksijenin saf sudaki çözünürlüğü aşağıda sunulmuştur:

Sıcaklık, °C 5 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

Çözünürlük, 12,8 11,3 10,8 10,3 9,8 9,4 9,0 8,7 8,3 8,0 7,7

Havalandırma, etkili arıtma için gerekli bir koşul olan hava, atık su ve çamur arasında geniş bir temas yüzeyi sağlamalıdır. Uygulamada, atık suyun havalandırma tanklarında havalandırılması için pnömatik, mekanik ve pnömomekanik yöntemler kullanılmaktadır.

Her tip havalandırma tankında havalandırma süresi eşittir

x-(La-L?)/,

La ve L nerede? - BODarıtma ve arıtılmış su için sağlanan toplam su, mg O2/l; a - çamur dozu, g/l; Sl - bir birimin fraksiyonları cinsinden çamurun kül içeriği; ? - ortalama hesaplanan oksidasyon oranı, mg BODtoplam/g külsüz çamur maddesi 1 saat içinde.

3.3 Biyofiltrelerde saflaştırma

Biyofiltreler, mahfazasında bir yumru nozulunun (yükleme) yerleştirildiği ve atık su ve hava için dağıtım cihazlarının sağlandığı yapılardır. Biyofiltrelerde atık su, bir mikroorganizma filmi ile kaplanmış bir yükleme katmanından filtrelenir. Biyofilm mikroorganizmaları organik maddeleri besin ve enerji kaynağı olarak kullanarak oksitler. Böylece atık sudan organik maddeler uzaklaştırılır ve aktif biyofilm kütlesi artar. Harcanan (ölü) biyofilm, akan atık su ile yıkanır ve biyofiltreden çıkarılır.

Yükleme olarak yüksek gözenekliliğe, düşük yoğunluğa ve geniş spesifik yüzey alanına sahip çeşitli malzemeler kullanılır: kırma taş, çakıl, cüruf, genişletilmiş kil, seramik ve plastik halkalar, küpler, toplar, silindirler, altıgen bloklar; rulo halinde sarılmış metal ve plastik ağ.

Pirinç. 3. Biyofiltrelerle atık su arıtımı için kurulum şemaları: a - tek aşamalı; b - iki aşamalı; 1 - birincil çökeltme tankları; 2.4 - biyofiltreler 1 ve 2 aşamaları; 3 - ikincil çökeltme tankları; 5 - üçüncül çökeltme tankı

Damlamalı filtrelemeye sahip biyofiltrelerin verimliliği düşüktür ancak tam temizlik sağlar. Hidrolik yükleri 0,5-3 m3 / (m2 gün)'dür. BOİ'si 200 mg/l'yi aşmayan, 1000 m3/gün'e kadar suyu arıtmak için kullanılırlar. Yüksek yüklü biyofiltreler 10-30 m3 / (m2 gün) hidrolik yükte çalışır, yani damlama filtrelerine göre 10-15 kat daha fazla atık suyu arıtırlar. Ancak tam bir biyolojik tedavi sağlamazlar.

Oksijeni daha iyi çözmek için havalandırma yapılır. Biyofiltreye sağlanan havanın hacmi 1 m3 atık su başına 16 m3'ü geçmez. BOD20>30 mg/l olduğunda arıtılmış suyun yeniden sirkülasyonu gerekir.

Kule biyofiltreleri 5000 m 3 /gün kapasiteli arıtma tesislerinde kullanılmaktadır.

Pirinç. 4. Biyotank-biyofiltre (1 - muhafaza; 2 - yükleme elemanları)

4. Anaerobik biyokimyasal arıtma yöntemleri

Anaerobik nötralizasyon yöntemleri, endüstriyel atık suların biyokimyasal arıtımı sırasında oluşan çökeltilerin fermantasyonu için kullanıldığı gibi, anaerobik bakteriler tarafından yok edilen organik maddeler içeren çok konsantre endüstriyel atık suların (BODtoplam? 4-5 g/l) arıtılmasının ilk aşaması olarak da kullanılmaktadır. Fermantasyon süreçlerinde. Nihai ürün türüne bağlı olarak aşağıdaki fermantasyon türleri ayırt edilir: alkol, propiyonik asit, laktik asit, metan vb. Fermantasyonun son ürünleri şunlardır: alkoller, asitler, aseton, fermantasyon gazları (CO2, H2, CH4) .

Atık suyun arıtılmasında metan fermantasyonu kullanılır. Bu süreç oldukça karmaşık ve çok aşamalıdır. Mekanizması tam olarak kurulamamıştır. Metan fermantasyon sürecinin iki aşamadan oluştuğuna inanılmaktadır: asidik ve alkalin (veya metan). Asidik fazda, karmaşık organik maddelerden düşük yağ asitleri, alkoller, amino asitler, amonyak, gliserol, aseton, hidrojen sülfür, karbondioksit ve hidrojen oluşur. Bu ara ürünlerden alkali fazda metan ve karbondioksit oluşur. Asidik ve alkali fazdaki maddelerin dönüşüm hızlarının aynı olduğu varsayılmaktadır.

Metan oluşumunun ana reaksiyonu aşağıdaki denklemle yazılabilir (H2A, hidrojen içeren organik bir maddedir):

CO2 + 4H2A - CH4 + 4A + 2H2O.

Fermantasyon işlemi, fermente edilmemiş tortuyu sokmak ve fermente tortuyu çıkarmak için cihazlarla donatılmış, hava geçirmez şekilde kapatılmış tanklar olan çürütücülerde gerçekleştirilir. Sindiricinin diyagramı Şekil 1'de gösterilmektedir. 5. Çürütücüye beslenmeden önce mümkünse çamurun suyu alınmalıdır.

Pirinç. 5. Sindirici: 1 - gövde; 2 - boru; 3 - karıştırıcı; 4 - bobin

atık su arıtma havalandırma

Aerobik fermantasyonun ana parametreleri, işlemin yoğunluğunu, çamur yükleme dozunu ve karıştırma derecesini düzenleyen sıcaklıktır. Fermantasyon işlemleri mezofilik (30-35°C) ve termofilik (50-55°C) koşullarda gerçekleştirilir. Çürütücülerde organik maddenin tam fermantasyonu sağlanamaz. Tüm maddelerin kimyasal yapılarına bağlı olarak kendi fermantasyon limitleri vardır. Ortalama olarak organik maddenin ayrışma derecesi yaklaşık% 40'tır.

Fermantasyon sırasında ortalama %63-65 metan, %32-34 CO2 içeren gazlar açığa çıkar. Gazın kalorifik değeri 23 MJ/kg'dır. Buhar kazanlarının fırınlarında yakılır. Buhar, çürütücülerdeki çamuru ısıtmak için veya başka amaçlarla kullanılır.

5. Çamur arıtma

Biyokimyasal arıtma işlemi sırasında, birincil ve ikincil çökeltme tanklarında, biyosferin kirliliğini azaltmak için bertaraf edilmesi veya işlenmesi gereken büyük tortu kütleleri oluşur.

Yağışın farklı bir bileşime ve yüksek neme sahip olması nedeniyle bu işlemler çok zordur.

Üç gruba ayrılırlar:

1) çökeltiler çoğunlukla mineral bileşimlidir;

2) esas olarak organik bileşime sahip çökeltiler;

3) hem mineral hem de organik maddeler içeren karışık çökeltiler.

Tortular kuru madde içeriğine göre (g/l veya % olarak) karakterize edilir; kül içermeyen madde içeriği (kuru madde ağırlığının yüzdesi); element bileşimi; görünür viskozite ve akışkanlık; granülometrik bileşim.

Kural olarak, kanalizasyon çamuru filtrelenmesi zor bir süspansiyondur. İkincil çökeltme tanklarında çamur, esas olarak fazla miktarda aktif çamur içerir; hacmi, birincil çökeltme tankındaki çamur hacminden 1,5-2 kat daha fazladır.

Sedimanlar serbest ve bağlı su içerir. Serbest su (%60-65) çökeltiden nispeten kolay bir şekilde uzaklaştırılabilir, koloidal olarak bağlı ve higroskopik olan bağlı su (%30-35) ise çok daha zordur. Kolloidal olarak bağlı nem, katı parçacıkları bir hidrasyon kabuğuyla sarar ve bunların büyük agregatlar halinde birleşmesini önler. Bu nemin bir kısmı, filtreleme işlemi sırasında pıhtılaşma sonrasında çökeltiden uzaklaştırılır.

5.1 Aktif çamur sıkıştırma

Tortuların sıkıştırılması, serbest nemin uzaklaştırılmasıyla ilişkilidir ve tortuların işlenmesine yönelik tüm teknolojik planlarda gerekli bir aşamadır. Sıkıştırma sırasında ortalama olarak nemin% 60'ı uzaklaştırılır ve tortu kütlesi 2,5 kat azalır. Aktif çamur sıkıştırılması en zor olanıdır. Aktif çamurun nemi %99,2-99,5'tir. Askı çamur parçacıklarının boyutu küçüktür ve parçacıkların sıkışmasını önleyen yoğun bir hidrasyon kabuğuna sahiptir. Aktif çamurun sıkıştırılmasına, filtreleme sırasında dirençte bir artış eşlik eder.

Sıkıştırma için yerçekimi, yüzdürme, santrifüj ve titreşim yöntemleri kullanılır.

Yerçekimiyle sıkıştırma yöntemi en yaygın olanıdır ve fazla aktif çamuru ve çürütülmüş çamuru sıkıştırmak için kullanılır. Dağınık fazın parçacıklarının çökelmesine dayanır. Çamur sıkıştırıcı olarak dikey veya radyal çökeltme tankları kullanılır. Radyal tip çamur kompaktörleri en yaygın olanıdır çünkü daha kısa sıkıştırma süresiyle daha yüksek konsantrasyonda aktif çamur üretirler.

Yerçekimiyle sıkıştırma etkili değildir: Ayrılan suda yüksek konsantrasyonda askıda katı madde bulunur ve sıkıştırılmış çökeltilerin yüksek nem içeriği vardır, bu da bunların sonraki işlemlerinin maliyetini artırır.

Sediman sıkıştırmanın flotasyon yöntemi, aktif çamur parçacıklarının hava kabarcıklarına yapışmasına ve onlarla birlikte yüzeye yüzmesine dayanmaktadır. Hava kabarcıkları oluşturmak için basınçlı flotasyon, vakumlu flotasyon, elektroflotasyon ve biyolojik flotasyon yöntemleri kullanılabilir (tortu 35-55°C'ye ısıtıldığında mikroorganizmaların gelişimi ve aktivitesi nedeniyle). Yöntemin avantajları, işlem süresinin kısaltılması ve daha yüksek derecede sıkıştırmadır.

Pirinç. 5. Evsel atık suyun arıtılmasından elde edilen aktif çamurun yüzdürülmesi yoluyla sıkıştırma kurulumunun şeması: 1 - birincil çökeltme tankı; 2 - havalandırma tankı; 3 - ikincil çökeltme tankı; 4 - birincil çökeltme tankındaki tortu için kompaktör; 5 - yüzdürücü; 6 - sıkıştırılmış çamur kabı

5.2 Yağış stabilizasyonu

Bu işlem, organik maddenin biyolojik olarak parçalanabilen kısmını karbondioksit, metan ve suya parçalamak için gerçekleştirilir. Stabilizasyon, anaerobik ve aerobik koşullar altında mikroorganizmaların yardımıyla gerçekleştirilir. Anaerobik koşullar altında fermantasyon, septik tanklarda, iki kademeli çökeltme tanklarında, arıtıcı-çürütücülerde ve çürütücülerde gerçekleştirilir. Düşük kapasiteli tesisatlarda septik tanklar ve çökeltme tankları kullanılır. En yaygın kullanılanlar daha önce tartışılan çürütücülerdir.

Aerobik stabilizasyon, çamurun pnömatik, mekanik veya pnömomekanik havalandırma ile havalandırma yapılarında uzun süreli arıtılmasından oluşur. Bu işlem sonucunda biyolojik olarak parçalanabilen organik maddelerin büyük bir kısmı ayrışır (oksitlenir) (CO2, H2O ve NH3'e). Geriye kalan organik madde bozunamaz hale gelir; stabilize oluyorlar. Stabilizasyon işlemi için oksijen tüketimi yaklaşık 0,7 kg/kg organik maddedir.

İşlemin fermantasyona göre dezavantajı havalandırmanın yüksek maliyetidir.

5.3 Tortu susuzlaştırma

Çamur, çamur yataklarında ve mekanik olarak susuzlaştırılır.

Silt alanları, her tarafı toprak surlarla çevrili arazi parçalarıdır (mahkemeler). Toprak suyu iyi filtreliyorsa ve yeraltı suyu fazla derinlikteyse doğal topraklar üzerine çamur yastıkları oluşturulur. Yeraltı suyu 1,5 m'ye kadar derinlikte oluştuğunda, filtrat özel bir drenaj borusu vasıtasıyla uzaklaştırılır ve bazen yapay bir temel yapılır. Sahaların çalışma derinliği 0,7-1 m'dir Çamur sahalarının alanı, çökelti miktarına ve yapısına, toprağın doğasına ve iklim koşullarına bağlıdır. Sıkıştırma işleminden sonra çamur suyu arıtma tesislerine gönderilir.

Sıcak iklime sahip bölgelerde 10.000'den fazla kapasiteye sahip arıtma tesisleri için yüzey sularının uzaklaştırıldığı alanlar donatılabilir. 4-8 siteden oluşan bir diziyi temsil ediyorlar.

Edebiyat

1. Akimova T.V. Ekoloji. İnsan-Ekonomi-Biota-Çevre: Üniversite Öğrencilerine Ders Kitabı / T.A. Akimova, V.V. Haskin; 2. baskı, revize edildi. ve ek - M.: BİRLİK, 2009. - 556 s. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından tavsiye edilmektedir. Üniversite öğrencileri için ders kitabı olarak RF.

2. Akimova T.V. Ekoloji. Doğa-İnsan-Teknoloji: Teknik öğrenciler için ders kitabı. yön ve uzman Üniversiteler / T.A. Akimova, A.P. Kuzmin, V.V. Haskin. - Genel olarak ed. A.P. Kuzmina; Tüm Rusya Ödülü Sahibi. yaratma rekabeti genel doğa bilimleri üzerine yeni ders kitapları. disiplin Öğrenciler için üniversiteler M.: BİRLİK-DANA, 2006. - 343 s. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından tavsiye edilmektedir. Üniversite öğrencileri için ders kitabı olarak RF.

3. Brodsky A.K. Genel ekoloji: Üniversite öğrencileri için ders kitabı. M.: Yayınevi. Merkez "Akademi", 2006. - 256 s. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından tavsiye edilmektedir. Lisans, yüksek lisans ve üniversite öğrencileri için bir ders kitabı olarak RF.

4. Voronkov N.A. Ekoloji: genel, sosyal, uygulamalı. Üniversite öğrencileri için ders kitabı. M.: Ağar, 2006. - 424 s. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından tavsiye edilmektedir. Üniversite öğrencileri için ders kitabı olarak RF.

5.Korobkin V.I. Ekoloji: Üniversite öğrencileri için ders kitabı / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. -6. baskı, ekleyin. Ve yeniden çalışıldı. - Roston belirtilmemiş: Phoenix, 2007. - 575 s. Tüm Rusya Ödülü Sahibi. yaratma rekabeti genel doğa bilimleri üzerine yeni ders kitapları. disiplin Öğrenciler için üniversiteler Milli Eğitim Bakanlığı tarafından tavsiye edilmektedir. Üniversite öğrencileri için ders kitabı olarak RF.

6. Nikolaikin N.I., Nikolaikina N.E., Melekhova O.P. Ekoloji. 2. baskı. Üniversiteler için ders kitabı. M.: Bustard, 2008. - 624 s. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından tavsiye edilmektedir. Teknik öğrenciler için ders kitabı olarak RF. üniversiteler

7. Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ekoloji: Çalışma. öğrenciler için ödenek kimya-teknoloji. ve teknoloji. sp. üniversiteler / Ed. V.A. Solovyova, Yu.A. Krotov.- 4. baskı, revize edildi. - St. Petersburg: Kimya, 2007. - 238 s. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından tavsiye edilmektedir. Üniversite öğrencileri için ders kitabı olarak RF.

8. Odum Yu.Ekoloji cilt. 1, 2. Dünya, 2006.

9. Çernova N.M. Genel ekoloji: Pedagojik üniversitelerin öğrencileri için ders kitabı / N.M. Çernova, AM Bylova. - M .: Bustard, 2008. - 416 s. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından onaylanmıştır. Yüksek pedagojik eğitim kurumlarının öğrencileri için bir ders kitabı olarak RF.

10. Ekoloji: Yükseköğrenim öğrencileri için ders kitabı. ve Çarşamba ders kitabı kurumlar, eğitim teknik olarak uzman. ve yol tarifi / L.I. Tsvetkova, M.I. Alekseev, F.V. Karamzinov ve diğerleri; genel altında ed. L.I. Tsvetkova. M.: ASBV; St.Petersburg: Khimizdat, 2007. - 550 s.

11. Ekoloji. Ed. prof. V.V. Denisova. Rostov-n/D.: ICC "MarT", 2006. - 768 s.

Allbest.ru'da yayınlandı

Benzer belgeler

Kanalizasyon arıtma tesislerinde mekanik atıksu arıtımı. Evsel ve endüstriyel atık sularda niceliksel ve niteliksel bileşimin, kirletici maddelerin konsantrasyonunun değerlendirilmesi. Atıksu arıtma tesislerinde biyolojik arıtımı.

kurs çalışması, eklendi 03/02/2012


Biyokimyasal atıksu arıtma prosesinin verimliliği, aktif çamur konsantrasyonu. Havalandırma için teknik oksijen kullanımı. Biyolojik arıtmanın biyoadsorpsiyon yöntemi. Mutajenez, suşlar ve uyarlanmış mikroorganizmaların kullanımı.

test, eklendi: 04/08/2015


Elektrokimyasal prosesler ve membran yöntemleri (ultrafiltrasyon, nanofiltrasyon, ters ozmoz) kullanılarak endüstriyel atık su arıtımı. Evsel ve tarımsal atık suların arıtılması ve dezenfeksiyonu için yeni buluşlar.

kurs çalışması, eklendi 12/09/2013


Bir kentsel köyde evsel atık suyun tam biyolojik arıtımının analizi. Biyolojik atıksu arıtımının teknolojik diyagramı ve tanımı. Atık su arıtımı için teknolojik şema, rejeneratörlü havalandırma tankı yer değiştiricisinin hesaplanması.

tez, 12/19/2010 eklendi


Duvar ve kaplama malzemelerinin üretimi sırasında oluşan atık suyun arıtılmasına yönelik teknolojinin tanıtılması. İşletme atık suyunun bileşimi. Atık suyun yerel arıtımı ve nötrleştirilmesi. Mekanik, fiziko-kimyasal ve kimyasal temizleme yöntemleri.

kurs çalışması, eklendi 10/04/2009


Atıksu arıtma kavramı, prensipleri ve olası yöntemleri, evsel, endüstriyel ve yüzey tiplerinin özellikleri. Kullanılan temizleme sistemlerinin genel özellikleri, etkinlikleri. Evsel ve endüstriyel atık suların arıtılması sırasında sorunlar ve ihlaller.

özet, 11/08/2011 eklendi


Atık suyun fiziko-kimyasal özellikleri. Atık su arıtımında mekanik ve fiziko-kimyasal yöntemler. Kok üretiminden kaynaklanan atık suyun biyokimyasal arıtımının özü. Atık su arıtımına yönelik biyokimyasal tesislerin teknolojik şemalarının gözden geçirilmesi.

kurs çalışması, eklendi 30.05.2014


Atık suyun bileşimi. Çeşitli kökenlerden atık suyun özellikleri. Atıksu arıtımında temel yöntemler. Teknolojik diyagram ve ekipman düzeni. Birincil ve ikincil çökeltme tanklarının mekanik hesabı. Filtrenin teknik özellikleri.

tez, 16.09.2015 eklendi


Evsel ve endüstriyel sularda bulunan kirleticilerin giderilmesine yönelik bir dizi önlem olarak atık su arıtımı. Mekanik, biyolojik ve fiziko-kimyasal yöntemin özellikleri. Termal geri dönüşümün özü. Bakteriler, algler, rotiferler.

sunum, 24.04.2014 eklendi


Bely Yar'ın eteklerinde bulunan yapıların bileşimi ve teknolojik şema. Atık suyun niceliksel ve niteliksel özellikleri. Soğuk iklimlerde atık su arıtımında yapay sulak alan ekosistemlerinin kullanımında yabancı deneyim

Biyokimyasal gösterge

Çeşitli faktörlerin hız üzerindeki etkisi

Biyokimyasal oksidasyon

Oksidasyon hızı, organik maddelerin konsantrasyonuna, arıtma için atık su akışının tekdüzeliğine ve içindeki yabancı maddelerin içeriğine bağlıdır. Belirli bir saflaştırma derecesi için, biyokimyasal reaksiyonların hızını etkileyen ana faktörler, akışın konsantrasyonu, atık sudaki oksijen içeriği, ortamın sıcaklığı ve pH'ı, besin içeriğinin yanı sıra ağır metaller ve minerallerdir. tuzlar.

Atıksu arıtma tesislerinde atık suyun türbülizasyonu, arıtma hızının artmasına yardımcı olur. Akışın türbülizasyonu, aktif çamurun süspansiyon halinde olduğu ve atık su içinde eşit dağılımını sağlayan yoğun karıştırma ile sağlanır.

Aktif çamurun en önemli özelliği çökelme kabiliyetidir. Çökelme özelliği, 30 dakikalık çökelmeden sonra doğal halindeki 1 g çamurun kapladığı hacim ml cinsinden olan çamur indeksinin değeri ile tanımlanır. Çamurun zayıf çökelebilirliği, arıtılmış su ile giderimin artmasına ve arıtma kalitesinin bozulmasına neden olur. Aktif çamurun dozu çamur indeksine bağlıdır.

Temizlik için, iyi yerleşen ve ortamın sıcaklığı ve pH'ındaki dalgalanmalara daha dayanıklı olan taze aktif çamur kullanılmalıdır.

Atık su sıcaklığının artmasıyla biyokimyasal reaksiyon hızının arttığı tespit edilmiştir. Ancak pratikte 20-30°C aralığında tutulur. Belirtilen sıcaklığın aşılması mikroorganizmaların ölümüne yol açabilir. Daha düşük sıcaklıklarda arıtma hızı azalır, mikropların yeni kirlilik türlerine adaptasyon süreci yavaşlar ve aktif çamurun nitrifikasyon, topaklanma ve çökeltme süreçleri kötüleşir. Sıcaklığın optimal sınırlara yükseltilmesi, organik maddelerin ayrışma sürecini 2-3 kat hızlandırır. Atık suyun sıcaklığı arttıkça oksijenin çözünürlüğü azalır, bu nedenle sudaki gerekli konsantrasyonu korumak için daha yoğun havalandırma gerekir.

Aktif çamur ağır metallerin tuzlarını absorbe etme kapasitesine sahiptir. . Aynı zamanda, filamentli bakteri formlarının yoğun gelişimi nedeniyle çamurun biyokimyasal aktivitesi azalır ve şişme meydana gelir.

Atık sudaki mineral madde içeriğinin izin verilen konsantrasyonların üzerine çıkması da arıtma oranı üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir.

Oksijenin gaz fazından mikrobiyal hücrelere transferi iki aşamada gerçekleşir. İlk aşamada, oksijen hava kabarcıklarından sıvının büyük kısmına aktarılır, ikinci aşamada emilen oksijen, esas olarak türbülanslı titreşimlerin etkisi altında, sıvının büyük kısmından mikroorganizma hücrelerine aktarılır.

Emilen oksijen miktarı kütle transfer denklemi kullanılarak hesaplanabilir:

burada M emilen oksijen miktarıdır, kg/s; β V - hacimsel kütle transfer katsayısı, s -1; V – yapıdaki atık su hacmi, m3;

с р, с – sıvının kütlesindeki denge konsantrasyonu ve oksijen konsantrasyonu, kg/m3.

Kütle transfer denklemine dayanarak, absorbe edilen oksijen miktarı, kütle transfer katsayısının veya itici kuvvetin arttırılmasıyla arttırılabilir. Havadaki oksijen içeriğinin artması, çalışma konsantrasyonunun azalması veya emme işleminin basıncının artması sonucu itici güçteki değişiklikler mümkündür. Ancak tüm bu yollar ya ekonomik açıdan kârsızdır ya da sürecin yoğunluğunda önemli bir artışa yol açmaz.

Atık suya oksijen beslemesini arttırmanın en güvenilir yolu hacimsel kütle transfer katsayısını arttırmaktır.

Biyokimyasal oksidasyon reaksiyonlarının başarılı bir şekilde gerçekleşmesi için atık sudaki bileşiklerin varlığı gereklidir. besinler Ve mikro elementler: N, S, P, K, Mg, Ca, Na, C1, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Cu vb. Bu elementler arasında başlıcaları bulunması gereken N, P ve K'dır. biyokimyasal saflaştırmada gerekli miktarlarda. Atık sularda yeterince mevcut olduğundan diğer elementlerin içeriği standartlaştırılmamıştır.

Azot eksikliği, organik kirleticilerin oksidasyonunu engeller ve çökelmesi zor çamur oluşumuna yol açar. Fosfor eksikliği, aktif çamurun şişmesinin, zayıf çökelmenin ve arıtma tesislerinden uzaklaştırılmasının, çamurun daha yavaş büyümesinin ve oksidasyon yoğunluğunun azalmasının ana nedeni olan filamentli bakterilerin gelişmesine yol açar. Biyojenik elementler en iyi şekilde mikrobiyal hücrelerde bulundukları bileşikler formunda emilir: nitrojen - amonyum grubu NH4 + formunda ve fosfor - fosforik asit tuzları formunda.

Azot, fosfor ve potasyum eksikliği durumunda atık suya çeşitli azot, fosfor ve potasyumlu gübreler verilir. İlgili nitrojen, fosfor ve potasyum bileşikleri evsel atık sularda bulunur, dolayısıyla endüstriyel atık su ile birlikte arıtıldıklarında besin ilavesine gerek kalmaz.

Aerotank tasarımları

İÇİNDE havalandırma tankı yerleşimcisi(Şekil 17) havalandırma bölgesi çökelme bölgesinden ayrılmıştır. Atık su merkeze beslenir ve tepsi 1 aracılığıyla boşaltılır. Çökeltme bölgesinde, atık suyun filtrelendiği bir askıda aktif çamur tabakası oluşturulur. Fazla aktif çamur, askıdaki katman bölgesinden borular aracılığıyla uzaklaştırılır ve geri dönüş çamuru havalandırma bölgesine girer.

Pirinç. 17. Aerotank-yerleşimci: 1 – tepsi; 2 –

Bu farklı havalandırma tankı arıtıcı(Şekil 18). Atık su, aktif çamurla karıştırıldığı ve havalandırıldığı havalandırma bölgesine girer. Daha sonra karışım, pencere 1 aracılığıyla arıtma bölgesine ve gazdan arındırma bölgesine gönderilir. Arıtma bölgesinde, çamur karışımının filtrelendiği asılı bir aktif çamur tabakası belirir. Arıtılmış su tepsilere girer ve havalandırma tankından çıkarılır.

Pirinç. 18. Aerotank arıtıcı: 1 –

Biyokimyasal arıtma sürecini yoğunlaştırmak için, KOİ'yi azaltmak amacıyla atık suyun havalandırma tankından önce oksitleyici maddelerle (ozon) arıtılması önerilmektedir. Bu amaçla derin madenlerdeki atık suların arıtılmasına yönelik bir proses geliştirilmiştir. Neredeyse şaftın tabanına kadar uzanan dikey borular yerleştiriyorlar. Atık su, hava ile aynı anda borular aracılığıyla sağlanır. Yüksek hidrostatik basıncın etkisi altında, atmosferik oksijen atık suda neredeyse tamamen çözünür. Aynı zamanda mikroorganizmalar tarafından kullanılma derecesi de artar. Çamur karışımı bir yükseltici boru aracılığıyla yukarı doğru yükselir ve gazdan arındırıldıktan sonra çökeltme tankına girer. Arıtma tesisi küçük bir alanı kaplamaktadır. Çalışması sırasında herhangi bir koku salınımı olmaz ve yüksek derecede saflaştırma sağlanır.

Çamur arıtma

Biyokimyasal arıtma işlemi sırasında, birincil ve ikincil çökeltme tanklarında, biyosferin kirliliğini azaltmak için bertaraf edilmesi veya işlenmesi gereken büyük tortu kütleleri oluşur. Arıtma çamuru esas olarak mineral bileşimli, esas olarak organik bileşimli ve karışık olabilir. Kuru madde içeriği, kül içermeyen madde içeriği, element bileşimi ve parçacık boyutu dağılımı ile karakterize edilirler.

İkincil çökeltme tanklarında çamur, esas olarak fazla miktarda aktif çamur içerir; hacmi, birincil çökeltme tankındaki çamur hacminden 1,5-2 kat daha fazladır. Sedimentler serbest ve bağlı su içerir, serbest su (%60-65) sedimandan kolaylıkla uzaklaştırılabilir, bağlı su (%30-35) koloidal olarak bağlı ve higroskopiktir, uzaklaştırılması zordur.

Şekil 2'de gösterilen çökeltileri arıtmak ve nötralize etmek için çeşitli teknolojik işlemler kullanılmaktadır. 20.

Aktif çamurun sıkıştırılması, serbest nemin uzaklaştırılmasıyla ilişkilidir ve çamur arıtmaya yönelik tüm teknolojik planlarda gerekli bir aşamadır. Sıkıştırma sırasında nemin ortalama %60'ı uzaklaştırılır ve tortu kütlesi 2,5 kat azalır. Sıkıştırma için yerçekimi, yüzdürme, santrifüj ve titreşim yöntemleri kullanılır.

Tortu stabilizasyonu işlemi, organik maddenin biyolojik olarak parçalanabilen kısmını karbondioksit, metan ve suya ayırmak için gerçekleştirilir. Stabilizasyon, mikroorganizmaların anaerobik ve aerobik koşullar altında durulanmasıyla gerçekleştirilir.

Pirinç. 20. Çamur arıtma proseslerinin şemaları

Sedimanların koşullandırılması, su bağlama formlarındaki değişiklikler nedeniyle direnci azaltmak ve su verimini artırmak için gerçekleştirilir. Şartlandırma, reaktif ve reaktif olmayan yöntemler kullanılarak gerçekleştirilir. Çamur reaktiflerle arıtıldığında solvent kabuklarının kırılmasıyla pıhtılaşma meydana gelir ve su salma özellikleri iyileştirilir.

Reaktif içermeyen işleme yöntemleri arasında ısıl işlem, dondurma ve çökeltme, sıvı fazda oksidasyon, elektrokoagülasyon ve radyasyon ışınlaması yer alır.

Tortuların ısıl işlemi, geri kazanıma hazırlanmaları durumunda gerçekleştirilir. Çamurun kurutulması çeşitli tasarımlardaki kurutucularda gerçekleştirilir.

Biyokimyasal atıksu arıtımı

Fiziksel ve kimyasal arıtmaya tabi tutulan atık su hala oldukça büyük miktarda çözünmüş ve bazı durumlarda oldukça dağılmış organik kirletici maddeler içermektedir. Bu nedenle, bu tür suların biyokimyasal bir yöntem kullanılarak daha fazla saflaştırılmasının yapılması tavsiye edilir.

Biyokimyasal arıtma yalnızca mikroorganizmalar tarafından oksitlenebilen maddelerle kirlenmiş endüstriyel atık sular için mümkündür. Biyokimyasal atıksu arıtımında aerobik ve anaerobik yöntemler kullanılır. Aerobik arıtmada mikroorganizmalar aktif çamur veya biyofilm içerisinde yetiştirilir. Anaerobik temizleme yöntemleri oksijene erişim olmadan gerçekleşir; Esas olarak çökeltileri nötralize etmek için kullanılırlar.

Atık su arıtma tesislerinde bulunan bakteriler arasında heterotroflar ve ototroflar bir arada bulunur ve sistemin çalışma koşullarına bağlı olarak bir veya başka bir grup tercihen gelişir.

Bu iki bakteri grubu, karbon beslenmesinin kaynağıyla olan ilişkilerinde farklılık gösterir. Heterotroflar hazır organik maddeleri karbon kaynağı olarak kullanır ve bunları enerji ve hücre biyosentezi üretmek için işler. Ototrofik organizmalar hücre sentezi için inorganik karbon tüketir ve enerji, ışık enerjisi kullanılarak fotosentez yoluyla veya amonyak, nitritler, demir tuzları, hidrojen sülfit, elementel kükürt vb. gibi bazı inorganik bileşiklerin oksidasyonu yoluyla kemosentez yoluyla elde edilir.

Heterotrofik bakteriler tarafından aerobik koşullar altında biyolojik oksidasyon mekanizması, yeni biyokütlede bir artışa ve CO2, N2, P salınımına yol açar:

organik madde + O 2 + N 2 + P → mikroorganizmalar + CO 2 + H 2 O + biyolojik olarak oksitlenemeyen çözünen maddeler

mikroorganizmalar + O 2 → CO 2 + H 2 O + N + P + hücresel maddenin biyolojik olarak yok edilemez kısmı.

Biyolojik olarak oksitlenmeyen maddeler, arıtılmış atık sularda çoğunlukla çözünmüş halde kalır, çünkü kolloidal ve çözünmemiş maddeler sudan sorpsiyon yoluyla uzaklaştırılır.

Metan fermantasyonunun anaerobik süreci aşağıdaki şemaya göre gerçekleşir:

organik maddeler + H 2 O → CH 4 + CO 2 + C 5 H 7 NO 2 + NH 4 + + HCO 3 –

Anaerobik denitrifikasyon süreci iki aşamada gerçekleşir:

organik madde + NO 3 – → NO 2 – + CO 2 + H 2 O;

organik madde + NO 2 – → N 2 + CO 2 + H 2 O + OH – .

Listelenen proses şemaları biyo-oksidasyonun tüm olasılıklarını tüketmemektedir ancak bunlar hem belediye hem de endüstriyel atık suların arıtılması uygulamalarında en sık karşılaşılanlardır.

Atık su arıtma sürecinde biyokimyasal dönüşümlerin hızı ve eksiksizliği, havalandırma yapılarında - havalandırma tanklarında oluşturulan biyokimyasal arıtma koşulları tarafından belirlenir. Aşağıdaki faktörlerin oksidasyon işlemlerinin verimliliği üzerinde önemli bir etkisi vardır: arıtılmış atık su girişinin merkezileştirilmesi ve merkezileştirilmesi ve aktif çamurun geri dönüşü, havalandırıcı tipi, ikincil çökeltme tanklarının tasarım özellikleri. Oksidasyon kinetiği üzerine yapılan bir çalışma, havalandırmanın ilk 20-40 dakikasında atık suyun aktif çamurla karıştırıldığı andan itibaren oksidasyon sürecinin ilk aşamasının, bakterilerin yüksek derecede oksidatif aktivitesi ile karakterize edildiğini ve daha sonra katlanarak azaldığını gösterdi.

Sürecin yoğunluğunu etkileyen ana faktörler şunlardır:

· Karbon ve nitrojen besin kaynaklarının optimal dengesi ve bu dengeyi sağlayan teknolojik rejim; besinlerin varlığı;

· Mikroorganizmaların değişen yaşam koşullarına olağanüstü adaptasyonu;

· Gelişmiş fizyolojik özelliklere sahip aktif çamur oluşumuna izin veren mikrobiyal birlikteliklerin varlığının simbiyotik doğası.

Spesifik mikroflora oluşturmak için, stabil bir bileşime sahip konsantre atık suyun arıtma tesislerine uzun süre sağlanması gerekir. Bu, enzimlerin indüksiyonunu teşvik eder, bakteri hücrelerinin metabolizma tipini değiştirir ve edinilen özellikleri kalıtsal olarak pekiştirir. Sonuç olarak, oksidatif özellikleri artan aktif çamur oluşur ve bu da biyorafineri tesislerinin oksidatif gücünün artmasına neden olur. Aktif çamurun spesifik mikroflorası, yüksek konsantrasyonlarda kirletici maddelerle karakterize edilen atık suyun yayılım emisyonlarını dengeleme kapasitesine sahiptir.

Biyokimyasal gösterge

Biyokimyasal arıtmaya gönderilen atık su BOİ ve KOİ değerleri ile karakterize edilmektedir.

BOİ, oksijene yönelik biyokimyasal talep veya organik maddelerin (nitrifikasyon işlemleri hariç) belirli bir süre boyunca (2, 5, 8, 10, 20 gün) oksidasyonunun biyokimyasal işlemlerinde kullanılan oksijen miktarıdır, mg O cinsinden 1 mg madde başına 2. Örneğin: BOİ 5 - 5 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı. BOİ n, nitrifikasyon işlemlerinin başlangıcından önce oksijene yönelik toplam biyokimyasal taleptir. COD, oksijene yönelik kimyasal taleptir, yani. Suda bulunan tüm indirgeyici maddeleri oksitlemek için gerekli olan tüketilen oksitleyici madde miktarına eşdeğer oksijen miktarı. COD ayrıca 1 mg madde başına mg O2 cinsinden ifade edilir.

Pratik olarak oksitlenemeyen inorganik maddeler için maksimum konsantrasyonlar da belirlenir. Bu konsantrasyonların aşılması durumunda su biyokimyasal arıtmaya tabi tutulamaz.

Atık suyun biyolojik olarak parçalanabilirliği, BOİ/KOİ oranı olarak anlaşılan bir biyokimyasal göstergeyle karakterize edilir.

Biyokimyasal gösterge, endüstriyel atıksu arıtma tesislerinin hesaplanması ve işletilmesi için gerekli bir parametredir. Değerleri farklı atık su grupları için büyük farklılıklar gösterir. Endüstriyel atık suyun biyokimyasal indeksi düşüktür (0,3'ten fazla değil); evsel atık su - 0,5'in üzerinde. Kirletici konsantrasyonu ve toksisitesinin biyokimyasal göstergesine göre endüstriyel atık sular dört gruba ayrılır.

İlk grubun biyokimyasal göstergesi 0,2'nin üzerindedir. Bu grup, örneğin gıda endüstrisinden (maya, nişasta, şeker, bira fabrikaları), yağın doğrudan damıtılmasından, sentetik yağ asitlerinden, protein ve vitamin konsantrelerinden vb. kaynaklanan atık suları içerir. Bu gruptaki organik kirleticiler mikroplar için toksik değildir.

İkinci grubun 0,02-0,10 aralığında bir göstergesi var. Bu grup kok kömürü, azotlu gübre, kok, gaz ve soda tesislerinden kaynaklanan atık suları içermektedir. Bu sular mekanik arıtmadan sonra biyokimyasal oksidasyona gönderilebilir.

Üçüncü grubun göstergesi 0,001-0,01'dir. Bu, örneğin sülfonasyon proseslerinden kaynaklanan atık suyu içerir. klorlama, yağ ve yüzey aktif madde üretimi, sülfürik asit tesisleri, demir metalurjisi işletmeleri, ağır mühendislik vb. Bu sular, mekanik ve fizikokimyasal lokal arıtmadan sonra biyokimyasal oksidasyona gönderilebilir.

Dördüncü grubun göstergesi 0,001'in altındadır. Bu gruptaki atıksular çoğunlukla askıda parçacıklar içermektedir. Bu sular, kömür ve cevher işleme fabrikalarından vb. kaynaklanan atık suları içermektedir. Bunlar için mekanik arıtma yöntemleri kullanılmaktadır.

Birinci ve ikinci grupların atık suları, kirleticilerin türü ve akışı bakımından nispeten sabittir. Arıtmadan sonra sirkülasyonlu su tedarik sistemlerinde uygulanabilirler. Üçüncü grubun atık suyu periyodik olarak üretilir ve biyokimyasal oksidasyona dirençli değişken konsantrasyonda kirletici madde ile karakterize edilir. Suda yüksek oranda çözünebilen maddelerle kirlenmişlerdir. Bu sular geri dönüşüm suyu temini için uygun değildir.

Evsel ve endüstriyel atık suların birçok çözünmüş organik ve bazı inorganik maddelerden (H2S; sülfürler; NH3; nitritler vb.) arıtılmasında yaygın olarak kullanılırlar.

Saflaştırma işlemi, mikroorganizmaların yaşam sürecinde bu maddeleri beslenme amacıyla kullanma becerisine dayanmaktadır, çünkü organik maddeler onlar için karbon kaynağıdır.

Avantajları: basit donanım tasarımı, düşük işletme maliyetleri.

Dezavantajları: yüksek sermaye maliyetleri, toksik maddelerin ön uzaklaştırılması ihtiyacı, teknolojik temizlik rejimine sıkı sıkıya bağlılık. Atık su şu şekilde karakterize edilir: BOD - O 2 için biyokimyasal talep. mg O 2 / g veya mg O 2 / l, nitrifikasyon işlemleri hariç. COD, tüm indirgeyici maddelerin oksidasyonu için O2 gereksinimidir. KOİ > BOİ.

O2 varlığında işlem aerobiktir (t o = 20-40 o C). O2 yokluğunda anaerobiktir (tortuları nötralize etmek için).

Biyokimyasal arıtma sırasında, atık suyun içerdiği maddeler geri dönüştürülmez, ancak nötrleştirmeyi de gerektiren fazla çamur halinde işlenir. Aktif çamur (kahverengimsi-sarı topaklar), çeşitli sınıflardan mikroorganizmaların, en basit mikroskobik solucanların, siliatların, alglerin, mayaların vb. karmaşık bir kompleksidir. İyi bir C kaynağı, doymamış organik bileşiklerdir.

Doymuş organik bileşiklerin sindirimi daha zordur.

Çözünmüş organik maddeler ve hidrokarbonlar hücreye kolaylıkla nüfuz eder; molekülleri polar gruplar içeren maddeler, etanol > etilen glikol > gliserol, birkaç hidroksi gruplu şekerler daha zordur. Hücreye daha yavaş yayılırlar. Yağ asitleri > hidroksi asitler > amino asitler. Amonyum iyonları hücreye kolayca nüfuz eder!

Mikroorganizmaların uyum sağlama yeteneği, biyolojik atıksu arıtımının yaygın olarak kullanılmasını sağlar.

Çamur ne kadar kötü boşaltılırsa çamur indeksi de o kadar yüksek olur. ben gr. BODtotal/COD =0,2 – atık su grubu (gıda endüstrisi, spsk, protein-vitamin...). Bu grubun organik kirleticileri mikroplar için toksik değildir. II gr. BODtoplam/KOİ=0,10-0,02 – Kok atık suyu, şist, soda suyu. Bu sular mekanik arıtmadan sonra biyokimyasal oksidasyona gönderilebilir. III gr. BODtoplam/KOİ=0,01-0,001 – demir metalurjisi atıksu, sülfür, klorür, yüzey aktif madde vb. Mekanik arıtma ve fiziko-kimyasal arıtma gereklidir. IV gr. BODtoplam/KOİ Atık suyun türbülizasyonu (yoğun karıştırma, aktif çamur süspansiyon halindedir), mikroorganizmalara sağlanan besinlerin ve O2'nin hacmini arttırır, bu da atık su arıtma oranını arttırır.

Aktif dozu veya çamur indeksine bağlıdır.

Çamur indeksi ne kadar düşük olursa aktif dozu da o kadar yüksek olur veya sağlanması gerekir.

=> değerine kadar arttırmak biyokimyasal reaksiyonun hacmini arttırır. > 30 o mikroorganizmaları yok edebilir. Neredeyse 20-30 o. Aktif çamurun zehiri ağır metal tuzlarıdır. Bu metallerin tuzları saflaştırma oranını düşürür (Sb, Ag, Cu, Hg, Co, Ni, Pb vb.).

Organik maddelerin mikroorganizmalar tarafından oksidasyonu için O2 gereklidir; atık su içinde çözünmüş, yani havalandırma - O2'nin H2O'da çözülmesi.

Biyokimyasal oksidasyon reaksiyonlarının başarılı bir şekilde gerçekleşmesi için atık sudaki besin bileşiklerinin ve mikro elementlerin varlığı gereklidir: (N, P, K).

N eksikliği oksidasyonu ve çökelmesi zor çamur oluşumunu engeller.

P eksikliği, aktif çamurun şişmesine neden olan filamentli bakterilerin oluşumuna yol açar.

Doğal koşullarda biyolojik temizlik.

Sulama alanları özel hazırlanmış arazi parselleridir; temizlik güneşin, havanın mikroflorasının etkisi altında ve canlı bitki örtüsü ve bitkilerin etkisi altında gerçekleşir.

Sulama alanları en iyi kumlu veya tınlı topraklarda inşa edilir. Yeraltı suyu yüzeyden 1,25 m'den yüksek değildir.

Sulama alanlarının topraklarında bakteri, maya, mantar, yosun vb. bulunur. Atık sularda bakteri bulunur. Tarlalar ürün yetiştirmiyorsa ve yalnızca biyolojik atık su arıtımına yönelikse, bunlara filtreleme alanları denir.

Biyolojik atıksu arıtımından sonraki sulama alanları, tahıl ve silajlık mahsullerin, şifalı otların ve sebzelerin yetiştirilmesi için kullanılır. Sulama sahalarının havalandırma tanklarına göre aşağıdaki avantajları vardır: 1 – sermaye ve işletme maliyetleri azalır; 2 – Verimsiz topraklar tarımsal üretime dahil oluyor. 3 – İstikrarlı ve yüksek verim sağlar.

Mekanizma:

Biyolojik arıtma işlemi sırasında atık su, içinde asılı ve kolloidal parçacıkların tutulduğu, bir film oluşturduğu ve nüfuz eden O2'nin organik maddeleri oksitleyerek bunları mineral bileşiklere dönüştürdüğü bir filtre katmanından geçer.

Atık su, polietilen veya asbestli çimento boru şeklindeki nemlendiriciler yoluyla sulama alanlarına girebilir; toprak altı sulama.

Biyolojik göletler 3-5 aşamadan oluşan göletler dizisidir. Doğal havalandırma ile (derinlikleri 0,5-1 m'dir). Güneş tarafından iyi ısındı. Yapay havalandırmalı (mekanik veya pnömatik, kompresör) (derinlik - 3,5 m). Kirlilik yükü 3-3,5 kat artıyor.

Yapay yapılarda temizlik.

Aero tanklar betonarme havalandırma tanklarıdır. Atık su + aktif çamurun havalandırılmış karışımı.

Biyolojik arıtma tesisinin şeması.
1. – birincil çökeltme tankı;
2. – ön havalandırıcı (15-20 dakikalık ön havalandırma için);
3. - havalandırma tankı;
4. – rejeneratör (%25);
5. – ikincil çökeltme tankı;

Aero tankları ikiye ayrılır:
1. hidrodinamik rejime göre (havalandırma tankları - yer değiştiriciler (a); havalandırma tankları - karıştırıcılar (b); ara tip - dağınık atık su hidrojenli);
2. aktif veya (ayrı rejenerasyonlu ve rejenerasyonsuz) rejenerasyon yöntemiyle;
3. Aktif çamur üzerindeki yüke göre (tamamlanmamış arıtma için yüksek yüklü ve sıradan veya düşük yüklü);
4. adım sayısına göre (1, 2, çoklu);
5. atık su giriş moduna göre (akışlı, yarı akışlı, temaslı vb.);
6. tasarım özelliklerine göre:

Zararlı yabancı maddelerin ve BOİ > 150 mg/l'nin varlığında - rejenerasyonla.

Yardımcı bilgi:

Atık su arıtımının biyokimyasal yöntemleri, atık sudaki organik maddeleri koloidal ve çözünmüş halde oksitleyen mikroorganizmaların kullanımına dayanmaktadır. Mikroorganizmalar, beslenmeleri, üremeleri ve biyolojik kütle aktif çamur ve biyofilmdeki artış için gerekli maddeleri kullanarak çeşitli bileşiklerin moleküllerini yok eder.

Aktif çamur, boyutları 5 ila 150 mikron arasında değişen, canlı organizmalar ve katı substrattan oluşan topaklar ve pullardır. Aktif çamurun yaşayan organizmaları arasında bakteri, protozoan solucanlar, bakteri hücreleri, mantarlar ve maya birikimi bulunur. Katı substrat, aktif çamur mikroorganizmalarının ölü kısmıdır. Biyofilm, biyofiltre dolgusu üzerinde 1-3 mm kalınlığında mukus tıkanması şeklindedir ve ayrıca bakteri, mantar, maya ve diğer organizmaları da içerir.

Normal yaşam için mikroorganizmaların atık sudan emdikleri çeşitli kimyasal elementlere ihtiyaçları vardır. Eksik elementler - nitrojen, fosfor, potasyum - arıtılmış atık suya yapay olarak dahil edilir.

Atık suyun son arıtımında fizikokimyasal arıtma yöntemlerinden sonra genellikle biyokimyasal yöntemler kullanılmaktadır. Fizikokimyasal yöntemler kullanılarak biyolojik olarak arıtılamayan maddeler uzaklaştırılır veya konsantrasyonları azaltılır. Şu anda, evsel ve endüstriyel atık suyun kombine arıtımı yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü evsel atık su, mikroorganizmalar tarafından en kolay emilen çözünmüş maddeleri içermektedir.

Biyokimyasal atık su arıtma işlemi çeşitli tipteki cihazlarda gerçekleştirilir: havalandırma tankları, biyofiltreler ve havuzlar. Aktif çamur, atık su ve askıda çamurun yapay olarak havalandırıldığı havalandırma tanklarındaki çeşitli bileşikleri yok eder. Biyofilm, biyofiltre ortamına yapışır ve atık su filtrasyonu sırasında hava ile temas eder.

Tam biyokimyasal atık su arıtma şemasına göre (Şekil 111), atık su homojenleştiriciye girer 1 Suyun büyük parçacıklardan ve çeşitli nesnelerden mekanik olarak arıtılması için bir ızgara ile donatılmıştır. Homojenizatörden kum tutucuya su verilir. 2 teğetsel su girişi olan silindirik-konik bir tanktır. Kum tutucuda granüler bir fraksiyon olan kum birikir. Kum tutucu birincil çöktürme tankına akar. 3 içinde asılı parçacıkların ince taneli fraksiyonunun biriktirildiği yer. Ana çökeltme tanklarından gelen deşarj, geri dönüş çamuruyla birlikte havalandırma tanklarına beslenir. 4 çeşitli organik ve mineral maddelerin mikroorganizmaların yardımıyla ayrıştırıldığı dikdörtgen kesitli. Havalandırma tanklarında atık su basınçlı hava ile havalandırılır. Havalandırma tankından aktif çamurlu atık su, ikincil çökeltme tankına çökeltilmek üzere gönderilir. 5 aktif çamurun toplanması için. İkincil çökeltme tankından gelen deşarj, atık suyun dezenfekte edilmesi için sıvı klorun da sağlandığı temas tankına (6) girer. Atık suyun sıvı klor ile temas süresi 15-20 dakikadır. Atık su, klorla temas ettikten sonra bir fıçıya çöker 7 . ve daha sonra arıtılmış suyun en az 3 gün kalması gereken tampon havuzlarına beslenir.

İkincil çökeltme tankındaki çamur istasyon pompaları ile dışarı pompalanır. 8 çamur yoğunlaştırıcıya 9 . Çamurun bir kısmı - geri dönüş - havalandırma tankına beslenir. Birincil çökeltme tankındaki sıkıştırılmış çamur ve tortu, çürütücüye beslenir. 10 - oksijene erişimi olmayan tortunun fermantasyonu için hava geçirmez şekilde kapatılmış bir tank. Çürütücüdeki çökelti pervaneli bir karıştırıcıyla yoğun bir şekilde karıştırılır. Tortu fermantasyonunun yoğunluğu 50-55 ° C sıcaklıkta artar, böylece kazan dairesinden metantekt 12 buhar veriliyor. 1 ton çökeltiyi fermente ederken yaklaşık 10 m3 gaz oluşur. Fermantasyon sonucu açığa çıkan ve %70-75 metan, %20-25 karbondioksit içeren gaz kazan dairesinde yakılır. Çürütücüden çıkan çamur, çamur yatağına beslenir 11 yapay veya doğal drenaj tabanına sahip.

Çamur yatağı drenaj suyu birincil çökeltme tankına pompalanır. Çamur sahalarında çamur, %75-80 katı içeriğine kadar susuzlaştırılır. Daha sonra gübre olarak kullanılabilir. Bazen çürütücü çamuru FPAKM gibi filtre preslerinde ve termal kurutucularda susuzlaştırılır.

Biyofiltrelerde atık su kirleticileri, yüzeyinde biyofilm organizmalarının büyüyüp geliştiği bir filtre ortamından filtrelenerek oksitlenir. Biyofiltreler genellikle silindirik şekilli, beton, betonarme veya tuğladan yapılmış yapılardır. Biyofiltre 4-6 cm boyutunda parçalardan oluşan filtre malzemesi ile doldurulur.Biyofilmin daha iyi tutulabilmesi için malzemenin pürüzlü olması gerekir. Biyofiltredeki atık su, filtre malzemesine yapışan mikroorganizmaların gelişimi için koşullar yaratır. Atık su filtre ortamından filtrelendiğinde, biyofilm çeşitli atık su bileşiklerini ayrıştırır. Arıtılmış su, filtrenin su geçirmez alt kısmında yoğunlaşır ve buradan drenaj boruları aracılığıyla boşaltılır.

Biyofiltreler yüksek yüklü ve hafif yüklü veya damlama filtrelerine ayrılır. Yüksek yüklü filtrenin yüksekliği 2-4 m, damlama filtresi ise 2 m'den azdır Yüksek yüklü filtrelerde atık suyun yapay havalandırması kullanılır.

Yüksek yük ve damlama biyofiltrelerinin arıtılmış suyunun verimliliği sırasıyla 10-30 ve 0,5-3 m3 /(m2 gün)'dür.

Biyofiltreler için en uygun çalışma koşulları şu şekildedir: atık su pH'ı 7-8; sıcaklık 18-25°C; atık sudaki potasyum, nitrojen ve fosfor elementlerinin ve askıda katı maddelerin konsantrasyonu 100 mg/l'den fazla değildir.

Atık su, biyokimyasal yöntemler kullanılarak ve doğal koşullarda arıtılmaktadır: sulama ve filtreleme alanlarında ve biyolojik havuzlarda. Atıksu arıtımında sulama ve filtrasyon alanları nispeten nadiren kullanılmaktadır. Tipik olarak atık su, son arıtma ve çökeltme için biyolojik havuzlara gönderilir.

Evsel ve endüstriyel atık suları organik maddelerden, ayrıca hidrojen sülfit, sülfür, amonyak ve nitritlerden arındırmak için kullanılırlar. Saflaştırma işlemi, mikroorganizmaların hayati fonksiyonlarını sağlamak için bu maddeleri kullanabilmelerine dayanmaktadır. Temizleme, biyolojik olarak aktif çamur oluşturan birçok farklı bakteri, protozoanın yanı sıra mantar ve alglerden oluşan bir topluluk tarafından gerçekleştirilir.

Biyokimyasal arıtmanın aerobik ve anaerobik yöntemleri bilinmektedir.

Aerobik yöntemler ömrü sabit bir hava akışı gerektiren aerobik mikroorganizma gruplarının kullanımına dayanmaktadır.

anaerobik Biyokimyasal süreçler oksijene erişim olmadan gerçekleşir. Çamuru işlemek için kullanılırlar. Optimum temizleme sıcaklığı 20-40 °C'dir.

Avantajları Biyokimyasal arıtma: Atık sudan çok çeşitli organik ve bazı inorganik maddeler giderilebilir, ekipman basitliği, düşük işletme maliyetleri, yüksek derecede saflaştırma mümkündür. Kusurlar yöntem: yüksek sermaye maliyetleri (büyük yapılar), teknolojik arıtma rejimine sıkı sıkıya bağlı kalma ihtiyacı, yüksek kirlilik konsantrasyonu nedeniyle atık suyun seyreltilmesi, mikroorganizmaları zehirleyen yabancı maddelerin olası varlığı.

Mekanizma Atık sudan maddelerin mikroorganizmalar tarafından saflaştırılması işlemi geleneksel olarak üç aşamaya ayrılır: maddelerin sıvıdan hücre yüzeyine su konvansiyonu ile kütle transferi ve safsızlıkların difüzyonu; konsantrasyon gradyanı nedeniyle bir yabancı maddenin bir mikroorganizmanın hücre zarından difüzyonu; enerjinin salınması ve yeni hücresel maddenin sentezi ile bir hücredeki bir maddenin dönüştürülmesi (metabolizma) süreci.

Kütle aktarım hızı difüzyon ve hidrodinamik yasalarına göre belirlenir. Akışın girdap hareketi, aktif çamur pullarını küçük mikrop kolonilerine yok eder ve bunların çevre ile arayüzünün hızlı bir şekilde yenilenmesine yol açar. Hücredeki biyokimyasal dönüşümlerin hızı ve sırası enzimler tarafından belirlenir. Yeni protein maddelerinin sentezi (anabolik dönüşümler) enerji tüketimiyle gerçekleşir Q,Örneğin:

Hücre organik maddesinin biyokimyasal aerobik oksidasyonu (katabolizma) veya atık suya oksijen tüketimi ve enerji salınımı eşlik eder Q:

Biyokimyasal saflaştırma koşulları. Biyokimyasal atık su arıtımının etkinliği aşağıdaki faktörlerden etkilenir: atık su akışının tekdüzeliği, içindeki yabancı maddelerin konsantrasyonu, sudaki oksijenin varlığı, sıcaklığı, pH'ı, su karışımı, sudaki yabancı maddelerin varlığı Mikroorganizmalar ve biyokütle konsantrasyonu için toksiktir. Biyokimyasal arıtma tesislerine hava oksijeni sağlanması sürekli olmalı ve arıtılmış sudaki oksijen içeriği en az 2 mg/l olacak miktarlarda olmalıdır. Aerobik işlemler için optimum sıcaklık 20-30 °C'dir, ancak tek tek bakteriler -8 ila 85 °C arasındaki sıcaklıklara dayanabilir. Ortamın optimal reaksiyonu nötrdür (pH yaklaşık 6,5). Biyolojik filtreler için askıda kalan partikül miktarı 100 mg/l'den fazla olmamalıdır. Aktif çamur formundaki optimum mikroorganizma miktarı 2-4 g/l'dir. En etkili olanı 2-3 günlük genç aktif çamurdur.

Çamurun yenilenmesi aktivitesi: besin maddesi yokluğunda havalandırılması.

Atık suyu arıtan mikroorganizmaların yaşam desteği için içerisinde yeterli miktarda karbon, azot ve fosfor bileşiklerinin bulunması gerekir. Ancak cıva, kurşun, antimon, gümüş, krom ve kobalt bileşikleri hücresel zehirlerdir. Konsantrasyonları mikroorganizmalar için izin verilen maksimum konsantrasyonun altında olmalıdır.

Biyokimyasal arıtma teknolojisi

Aerobik temizlik doğal koşullarda ve yapay yapılarda gerçekleştirilir.

Doğal şartlar: sulama ve filtreleme alanları, biyolojik göletler.

Sulama alanları- Bunlar atık su arıtımına yönelik ve aynı zamanda bitki yetiştirmeye yönelik tarım arazileridir. Açık alanları filtrele bitkiler yetiştirilmiyor. Genellikle bunlar atık suyun alınmasına yönelik havuzlar gibi rezerv alanlardır. Sulama alanlarında atıksu arıtımı toprak mikroflorası, hava, güneş ve bitki aktivitesinin etkisine dayanmaktadır. Atık sudaki tuzların 4-6 g/l'den az olması gerekmektedir. Atık su 5 gün sonra yaz aylarında sulama alanlarına verilmektedir.

Biyolojik göletler- 0,5-1 m derinliğinde, güneş tarafından iyi ısıtılan ve suda yaşayan organizmaların yaşadığı yapay rezervuarlar. Akışlı (seri veya kademeli) ve akışsız olabilirler. Suyun doğal havalandırmalı havuzlarda kalma süresi 7 ila 60 gün, yapay havalandırmalı - 1-3 gündür. Balıklar, su mercimeği oluşumunu önleyen basamaklı havuzların son aşamalarında yetiştirilir. Durgun havuzlarda atık su çökelip seyreltildikten sonra sağlanır. Temizlik süresi 20-30 gündür.

Biyolojik havuzların avantajları inşaat ve işletme maliyetlerinin düşük olmasıdır. Dezavantajları: mevsimsel çalışma, geniş alan, düşük oksitleme kapasitesi, temizleme zorluğu.

Biyofiltrelerde biyokimyasal saflaştırma

Bifiltreler Bunlar, yüzeyinde bir biyofilmin büyüdüğü, filtre malzemesiyle doldurulmuş, betonarme veya tuğladan yapılmış büyük yuvarlak veya dikdörtgen yapılardır. Havalandırmaları doğal veya yapay olabilir. Malzeme yükleme türüne bağlı olarak biyofiltreler iki gruba ayrılır: hacimsel (granüler) ve düz yüklemeli. çakıl, kırma taş, çakıl taşları, cüruf, genişletilmiş kil, halkalar, küpler, toplar. metal, kumaş ve plastik ağlar, ızgaralar, oluklu levhalar, filmler.

Hacimsel yüklemeli biyofiltreler üç tipte olabilir: damlama, yüksek yük, kule. Damla biyofiltreler en basit olanıdır, 1-2 m yüksekliğinde ince malzeme ile yüklenir, 1000 m3 /gün'e kadar kapasiteye sahiptir ve yüksek derecede arıtmaya sahiptir. Çok yüklü biyofiltreler 2-4 m yüksekliğinde büyük malzeme ile doldurulur.Yükleme yüksekliği kule biyofiltreler - 8-16 m, günde 50 bin m3'e kadar verimlilik.

Daha yüksek oksitleme kapasitesine sahip düz yüklemeli biyofiltreler, dalgıç (disk) biyofiltreler ve biyotank biyofiltreler de kullanılmaktadır. İçlerinde yatay ve dikey olarak dama tahtası şeklinde tepsiler yerleştirilir, bunlar taşana ve fazla su taşıncaya kadar yukarıdan atık su ile doldurulur. Tepsilerin dışında aktif bir biyofilm oluşur. Su arıtmada yüksek verim sağlar. Biyofiltrelerin dezavantajları: filtrelerin silinmesi, oksitleme kapasitelerinin azalması, hoş olmayan kokuların ortaya çıkması.

Havalandırma tanklarında biyokimyasal arıtma. Aero tankları- biyolojik nüfusu geçim kaynakları için atık su kirliliğini kullanan, suda serbest yüzen aktif çamur içeren, 3-6 m derinliğinde 1.500-15.000 m3'lük büyük betonarme yapılar. Havalandırma tankları kullanılarak arıtılan atık suyun hacmi çok büyüktür: günde birkaç yüz ila milyonlarca metreküp arasında.

Havalandırma tanklarının sınıflandırılması. Göstergeleri:

tasarım: yuvarlak, dikdörtgen, şaftlı, kombine, filtre tankları, flotasyon tankları;

atık su rejimi: değişken seviyeli, geçişli, yarı geçişli, sermaye;

akış yapısı: havalandırma tankları-değiştiriciler, havalandırma tankları-karıştırıcılar, dağınık atık su tedarikli havalandırma tankları, oksitanklar (Şekil 4.11);

havalandırma: pnömatik, birleşik hidrodinamik, pnömomekanik;

aktif çamur rejenerasyon yöntemi: ayrı bir aparatta, kombine bir aparatta;

adım sayısı: bir, iki, çok aşamalı;

yüksek, normal, düşük.

Havalandırma tankları-deplasmanlarında (Şekil 4.11a), çamur üzerindeki kirletici madde yükü işlemin başında maksimum ve sonunda minimumdur. Uzunlukları 50-150 m'ye, hacimleri ise 1,5 ila 30 bin m3'e ulaşıyor.

Karıştırma havalandırma tankları (Şekil 4.11 b), akış hızlarında ve kirlilik konsantrasyonlarında önemli dalgalanmalar olan konsantre endüstriyel atık suyun (1 g/l'ye kadar BOD) arıtılması için en uygun olanıdır. Dezavantajları, arıtılmış sudaki yüksek artık kirlilik konsantrasyonudur.

Pirinç. 4.11. Bir havalandırma tankı-değiştiricisinin (a), bir havalandırma tankı-mikserinin (b), dağınık bir atık su kaynağına sahip bir havalandırma tankının (c) şemaları

Eşit miktarda atık su sağlayan havalandırma tanklarında, çamurun uzunluğu boyunca oluşan yük eşit şekilde azalır (Şekil 4.11c). Endüstriyel ve evsel atık su karışımlarını arıtmak için kullanılırlar.

Oksijen tanklarında hava yerine teknik oksijen kullanılır. Bu, prosesin oksidatif kapasitesinin 5-10 kat arttırılmasını ve aktif çamur dozunun 6-10 g/l'ye çıkarılmasını mümkün kılar.

Safsızlıkların biyolojik oksidasyonunda önemli bir faktör oksijendir. Mekanik havalandırma sırasında su ve çamur, mikserler, türbinler, fırçalar vb. ile karıştırılır. Pnömatik havalandırma, hava kabarcıklarının boyutuna bağlı olarak üç türe ayrılır: havalandırmaya hava verildiğinde küçük kabarcıklar (1-4 mm) seramik veya plaka difüzörler aracılığıyla basınç altındaki tank; orta kabarcıklar (5-10 mm) - delikli borular, slot cihazları aracılığıyla hava beslemesi; büyük kabarcıklar (>10 mm) - nozüllerden, borulardan hava beslemesi.

Pirinç. 4. 12. Çamur rejenerasyonlu bir hava tankında atık su arıtımı için teknolojik şema: 1 - havalandırma tankı; 2 - çökeltme tankı; 3 - pompa istasyonu; 4 – çamur rejeneratörü

Şekil 4.12 çamur rejenerasyonlu bir havalandırma tankının teknolojik diyagramını göstermektedir. Atık su, aktif çamurla arıtıldığı havalandırma tankı 1'e beslenir. Su ve çamur karışımı çökeltme tankına girer 2, çökeltildikten sonra üst kısımdan arıtılmış su boşaltılır ve alt delikten çöken çamur boşaltılır. Pompa istasyonundan 3 çamurun bir kısmı rejeneratörü aracılığıyla 4 havalandırma tankına geri gönderilir ve fazla çamur işlenmek üzere çürütücü tankına gönderilir.

Sudaki organik safsızlıkların başlangıç ​​konsantrasyonu yüksekse (BODn > 0,15 g/l), ilk aşamada safsızlıkların %50-70'inin oksidasyonu ile iki aşamalı saflaştırma kullanılır.