Anaerobna obrada otpadnih voda ima dobru reputaciju za učinkovitu obradu rijeka bez neugodnih mirisa koje sadrže visoke koncentracije organskih zagađivača. Ako proučavate procese biološke obrade, nedvojbeno ćete postaviti pitanja poput "Što je anaerobna obrada otpadnih voda?" I "Kako funkcionira anaerobna obrada otpadnih voda?"
Ovaj će članak dati pristupačan uvod u anaerobni tretman i podijeliti ga u tri dijela kako bi vam pomogao da pojasnite kako funkcionira i zašto ga koristite.
1. Što je anaerobna obrada otpadnih voda?
2. Kako funkcionira anaerobna obrada otpadnih voda?
3. Uobičajene vrste anaerobnih sustava za pročišćavanje otpadnih voda uključuju
4. Što bi vam Aquasust mogao pomoći u anaerobnom pročišćavanju otpadnih voda?
Što je anaerobna obrada otpadnih voda?
Anaerobna obrada otpadnih voda je biološki proces u kojem mikroorganizmi razgrađuju organske zagađivače u nedostatku kisika. U osnovnom anaerobnom ciklusu pročišćavanja otpadna voda ulazi u bioreaktorsku posudu. Bioreaktor sadrži gustu polukrutu tvar zvanu mulj, koja se sastoji od anaerobnih bakterija i drugih mikroorganizama. Ovi anaerobni mikroorganizmi ili "anaerobne bakterije" probavljaju biorazgradive tvari prisutne u otpadnoj vodi, čime se proizvodi manja biološka potreba za kisikom (BPK), kemijska potreba za kisikom (COD) i/ili ukupne suspendirane krute tvari (TSS). Efluent se koristi kao pomoćni proizvod bioplina.
Anaerobno pročišćavanje otpadnih voda koristi se za pročišćavanje različitih industrijskih otpadnih voda iz poljoprivrede, proizvodnje hrane i pića, mliječnih proizvoda, industrije celuloze i papira te tekstilne industrije, kao i komunalnog kanalizacijskog mulja i otpadnih voda. Anaerobna tehnologija obično se koristi za tokove s visokim koncentracijama organskih tvari (mjereno kao visoki BPK, KPK ili TSS), obično prije aerobne obrade. Anaerobna obrada također se koristi za posebne primjene, kao što je obrada tokova otpada anorganskim ili kloriranim organskim tvarima, i vrlo je pogodna za obradu tople industrijske otpadne vode.
Kako funkcionira anaerobna obrada otpadnih voda?
Anaerobna obrada otpadnih voda je biološka obrada u kojoj se koriste anaerobni mikroorganizmi za razgradnju i uklanjanje organskih onečišćujućih tvari u otpadnoj vodi. Iako anaerobni sustavi obrade mogu imati različite oblike, oni obično uključuju neki oblik bioreaktora ili skladišta koji mogu održavati okruženje bez kisika potrebno za podržavanje procesa anaerobne digestije.
Anaerobni proces pročišćavanja otpadnih voda uključuje dvije faze: fazu zakiseljavanja i fazu proizvodnje metana, a obje su u stanju dinamičke ravnoteže. U početnoj fazi stvaranja kiseline anaerobne bakterije razgrađuju složene organske spojeve u jednostavnije kratkolančane hlapljive organske kiseline. Druga faza, nazvana faza proizvodnje metana, sastoji se od dva koraka: proizvodnja octene kiseline, anaerobne bakterije sintetiziraju organske kiseline u acetat, vodik i ugljikov dioksid; i proizvodnju metana, a zatim anaerobni mikroorganizmi djeluju na te novostvorene molekule, stvarajući plin metan i ugljični dioksid. Ovi nusproizvodi mogu se reciklirati za upotrebu kao gorivo, a otpadna voda se može koristiti za daljnju obradu i/ili ispuštanje.
Sukladno specifičnim zahtjevima primjene i zahtjevima postrojenja, sustavi anaerobne digestije mogu se projektirati kao jednostupanjski ili višestupanjski uređaji, što znači da mogu biti opremljeni zasebnim spremnicima za zakiseljavanje i bioreaktorskim uređajima.
Uobičajeni tipovi anaerobnih sustava za pročišćavanje otpadnih voda uključuju
Anaerobna laguna
Anaerobne lagune velika su umjetna jezerca, obično veličine između 1-2 hektara i duboke do 20 stopa. Naširoko se koriste u pročišćavanju poljoprivrednih otpadnih voda iz proizvodnje mesa, kao i za pročišćavanje drugih tokova industrijskih otpadnih voda, te kao primarni korak pročišćavanja za pročišćavanje gradskih otpadnih voda. Otpadne vode obično se cijevima odvode na dno lagune, gdje se talože i formiraju gornji tekući sloj i polučvrsti sloj mulja. Tekući sloj sprječava kisik da dopre do sloja mulja, omogućujući procesu anaerobne digestije da razgradi organsku tvar u otpadnoj vodi. U prosjeku, ovaj proces može trajati samo nekoliko tjedana ili čak šest mjeseci da se razina BPK/KPK dovede do ciljnog raspona. Anaerobne bakterije su korisne u određenim uvjetima okoline, kao što je temperatura tople vode (85-95 stupnjeva F) i gotovo neutralni pH. Stoga će održavanje optimalnih uvjeta povećati aktivnost anaerobnih mikroorganizama, čime se smanjuje vrijeme zadržavanja otpadne vode. Brzina anaerobnog disanja također može biti ograničena mnogim čimbenicima, uključujući fluktuacije u koncentraciji BPK/KPK i prisutnost tvari kao što su natrij, kalij, kalcij i magnezij.
Anaerobni reaktor s slojem mulja
Reaktor s slojem mulja je anaerobni tretman u kojem otpadna voda prolazi kroz slobodno plutajući "pokrivač" suspendiranih čestica mulja. Kada anaerobne bakterije u mulju probavljaju organske komponente u otpadnoj vodi, one se množe i skupljaju u veće čestice, koje se talože na dnu reaktorskog spremnika i mogu se reciklirati za buduće recikliranje. Pročišćena otpadna voda teče prema gore iz uređaja. Bioplin nastao tijekom procesa razgradnje skuplja se poklopcem za prikupljanje tijekom cijelog ciklusa obrade.
Postoji nekoliko različitih oblika anaerobnih reaktora s slojem mulja, uključujući
Uzlazni anaerobni sloj mulja (UASB): U UASB obradi, otpadna voda se pumpa na dno UASB bioreaktora i primjenjuje uzlazni tok. Kada otpadna voda teče, sloj mulja pluta.
Ekspandirani granulirani sloj mulja (EGSB): EGSB su vrlo slični UASB tehnologiji. Ključni čimbenik razlikovanja je da se otpadna voda reciklira kroz sustav kako bi se pospješio kontakt s muljem. Oni su također općenito veći od UASB, a dotok se nastavlja većom brzinom. Stoga, u usporedbi s UASB sustavom, EGSB može podnijeti potoke s većim sadržajem organskih tvari.
Anaerobni pregradni reaktor (ABR): ABR se sastoji od poluzatvorenih odjeljaka odvojenih izmjeničnim pregradama. Pregrada prekida glatki protok otpadne vode i potiče bolji kontakt sa slojem mulja kada mulj teče od ulaza reaktora do izlaza.
Reaktor za anaerobnu filtraciju
Anaerobni filtracijski reaktor sastoji se od reaktorskog spremnika opremljenog određenim fiksnim filtarskim medijem. Anaerobnim mikroorganizmima je dopušteno da se nastane na filtarskom mediju, tvoreći takozvane biofilmove. Filtarski medij razlikuje se od sustava do sustava. Uobičajeni materijali uključuju plastične folije i čestice, kao i šljunak, plovućac, cigle i druge materijale. Novi filterski medij mora biti inokuliran anaerobnim bakterijama i može proći nekoliko mjeseci da se biofilm izgradi do točke kada se može obraditi punim kapacitetom.
Tijekom ciklusa pročišćavanja, tok otpadne vode prolazi kroz filtarski medij, koji se koristi za hvatanje čestica u toku, a istovremeno osigurava dovoljnu površinu za izlaganje anaerobnih bakterija u biofilmu organskim materijalima prisutnim u toku. Tijekom vremena, performanse filtracijskog reaktora moraju se pažljivo nadzirati, jer će se filtarski medij na kraju začepiti prekomjernim biofilmom i nakupljanjem čestica, a potrebni su koraci održavanja kao što su ispiranje i čišćenje kako bi se održala optimalna učinkovitost.