Biokémiai szennyvízkezelés. A folyamatok lényege, terjedelme. A kokszgyártás biokémiai szennyvíztisztításának lényege Biokémiai szennyvíztisztítás

Előadás terv:

Az ipari szennyvíztisztítás biológiai módszereinek alkalmazásának általános elvei. Technológiai sémák.

Műtárgyak szerkezetei (aerotankok - kiszorítók, aerotankok - keverők, aerotankok - ülepítő tartályok, szűrőtartály). (0,056; 2 h).

Ipari szennyvíz biológiai tisztítása az oldott szerves anyagok vízből történő eltávolítására. Leggyakrabban biokémiai oxidációjukat természetes vagy mesterségesen létrehozott körülmények között alkalmazzák. Az első esetben talajokat, folyó és zárt víztesteket (folyók, tavak, lagúnák stb.) használnak erre, a második esetben speciálisan tisztításra épített építményeket (biofilterek, aerotankok és egyéb különféle módosulatú oxidálószerek). használt. Ezek a létesítmények hasonlóak a háztartási szennyvíztisztításhoz használtakhoz; csak a kezdeti tervezési adatok specifikusak (a vízterhelés és a szennyezőanyag-mennyiség egységnyi térfogatára), amelyeket az ipari szennyvíz összetételének jellemzői határoznak meg.

A háztartási és ipari szennyvizek kezelésekor nehéz eltávolítani a finoman diszpergált és oldott szerves anyagokat. Az ilyen szennyeződések kinyerésére biológiai, pontosabban biokémiai folyamatokat alkalmaznak, amelyeket a komplexum hajt végre különféle fajták a környezeti feltételekhez alkalmazkodni (alkalmazkodni) képes mikroorganizmusok, pl. a víz összetételére, a benne lévő szennyeződések koncentrációjára, a hőmérsékletre és a környezet aktív reakciójára.

A biológiai szennyvízkezelés a mikroorganizmusok azon képességén alapul, hogy tápanyag-szubsztrátként, a szennyvízben lévő szerves anyagokat (savak, alkoholok, fehérjék, szénhidrátok stb.), amelyek szénforrást jelentenek számukra, és nitrogént - ammóniából, nitrátokból , aminosavak stb.; foszfort és káliumot ásványi sók ezeket az anyagokat. A mikroorganizmusok táplálkozásának folyamatában növekszik a biomasszája.

A biológiai kezelés folyamata feltételesen két szakaszra oszlik (egyidejűleg, de együtt különböző sebességgel): adszorpció a szennyvízből finoman diszpergált és oldott szennyeződések szerves és szervetlen anyagok a mikroorganizmusok testének felszíne és a mikroorganizmusok sejtjein belül adszorbeált anyagok elpusztítása a benne lejátszódó biokémiai folyamatok (oxidáció, redukció) során. Mindkét szakasz aerob és anaerob körülmények között is megfigyelhető. Ennek megfelelően a mikroorganizmusokat két csoportra osztják: aerob és anaerob.

A mikroorganizmusok komplexe által eltávolítható és megsemmisíthető szerves anyagok teljes mennyisége elsősorban ennek a komplexnek a biomasszájától függ. Az anyagok eltávolításának és oxidációjának sebessége számos tényezőtől függ: az anyagok szerkezetétől és koncentrációjuktól, a kezelt vizekben való kombinációjuktól és kölcsönhatási képességüktől, toxicitásuk mértékétől stb.

Egyes ásványi anyagok biokémiai oxidáción is áteshetnek: például a hidrogén-szulfid kénbaktériumok segítségével elemi kénné és kénsavvá oxidálódik; az ammónia salétromsavvá és salétromsavvá oxidálódik (nitrifikáció).

Mennyiségi értelemben a biomassza nem marad állandó. A tisztítási folyamat során a mikroorganizmusok létfontosságú aktivitásának körülményeitől függően csökkenhet vagy növekedhet. Ennek növekedése a biológiailag lebontható szerves anyagok BOI-ban kifejezett mennyisége és a kezelt hulladékfolyadékban lévő összes szervesanyag KOI-ban kifejezett mennyisége közötti aránytól függ. Minél nagyobb ez az arány, annál nagyobb a biomassza növekedése, mivel ez a KOI és BOI alapján becsült szerves anyag mennyiségének különbségéből adódik. Az ipari szennyvízben a BOI és KOI aránya 0 és 0,9 között mozog.

A biooxidáns típusának megválasztásánál figyelembe kell venni a biomassza növekedés és a BOI közötti kapcsolatot. Nyilvánvaló, hogy a szennyvíz tisztítása érdekében

nagy KOI és alacsony BOD 1 z 7 i 2

használjon hagyományos bioszűrőket

finom, sőt durva szemcsés takarmányanyagot tartalmazó szerkezetek, mivel ezek biofilmmel történő feliszapolódása és a normál működés megzavarása elkerülhetetlen lesz. Ebben az esetben ajánlatos aerotankot használni. A biomassza növekedését számítással nehéz meghatározni, ezért kísérleti úton állapítják meg a szennyvíz vizsgálatakor és a lehetséges, legtöbb hatékony módszerek tisztításukra, vagy a hasonló szennyvíztisztító létesítmények működése szerint fogadják el. Durva számításokhoz használhatja (a VNII VODGEO szerint) az egyenletet

P R

NAK NEK  TŐKEHAL 

BOD teljes ,

Ahol Stb– az eleveniszap biomasszájának növelése a teljes kezelésre tervezett aerotankban; NAK NEK- az iszap mennyiségét jellemző arányossági együttható; ipari szennyvízhez NAK NEK= 0,1–0,9, vagy az egyenlet szerint

P R

KOI n 

TŐKEHAL 0 

BOD n

BOD 0 - a

Ahol TŐKEHAL H. TŐKEHAL 0 - kémiai oxigénigény kezeletlen és tisztított vízben; BOD H, BOD 0 - biológiai oxigénigény kezeletlen, illetve tisztított vízben; A – az eleveniszap biomasszájának csökkenése a folyadék aerotankban való tartózkodása során bekövetkező autolízis következtében; r

TŐKEHAL 1 mg eleveniszap biomassza.

Az ipari szennyvizek biológiai tisztításának technológiai folyamatának elméleti számításait összetételük nagy változatossága nehezíti, nemcsak a különböző iparágakban, hanem az azonos iparág vállalkozásaiban is. Az ipari szennyvizekben a nehezen oxidálható anyagok mellett gyakran mérgező anyagok is találhatók. A biológiai oxidálószerekbe kerülve ezek az anyagok csökkenthetik vagy teljesen leállíthatják a folyamat sebességét, ami megzavarja a kezelő létesítmények normál működését, csökkenti a kezelés teljességét és növeli annak költségeit.

A mérgező anyagok hatását jelentősen gyengíti a biológiai oxidálószerek alkalmazása, amelyek biztosítják az oxidációs folyamat magas intenzitását. A mérgező anyagok megengedett koncentrációja, amelynél lehetséges biológiai oxidációjuk, ezen anyagok természetétől függ.

A szerves mérgező anyagok biokémiai folyamatokra gyakorolt ​​hatása igen változatos. Sok közülük a mikroorganizmusok szénforrásaként szolgál, aminek következtében jelentős koncentrációban feldolgozhatók a tisztított szennyvízben. A biokémiai oxidációjuk folyamata azonban lassan megy végbe, különösen annak kezdetén; ahogy a mikroorganizmusok alkalmazkodnak, a folyamat intenzitása növekszik, és egy bizonyos idő elteltével eléri maximális értékét. Az alkalmazkodási időszak időtartama a mérgező anyagok típusától és koncentrációjuktól függ; általában legfeljebb 17-től 3-ig hónapok és csak néha több.

A szennyező anyagok mennyisége és a folyamatot végző mikroorganizmus-komplexum biomassza aránya jelentős hatással van a szennyvíztisztítás biokémiai folyamatának lefolyására. Ezt az összefüggést a kezelő létesítmények tervezése és üzemeltetése során alkalmazzák, és az úgynevezett szennyezési terhelés, g, biomassza egységenként, g. Ez utóbbi a fő kezdeti paraméter a legelterjedtebb modern oxidálószerek technológiai számításánál - aerotankok. Az ipari szennyvíztisztítás lehetőségét minőségi és mennyiségi jellemzőik számos mutatója alapján ítélik meg. A főbbek a következők: a szennyvíz szerves anyagainak biokémiai oxidációs képessége; ezt a képességet a BOI és KOI aránya határozza meg; szennyező anyagok koncentrációja; olyan anyagok jelenléte és koncentrációja, amelyek mérgező hatással lehetnek a mikroorganizmusokra; a szennyvíz aktív reakciója.

Az ipari szennyvizek sok fajtája csak bizonyos mértékig felel meg a biológiai tisztítás összes felsorolt ​​követelményének, és előzetes előkészítést igényel (például a cellulóz- és papíripar szulfát- és szulfitlúgjai élesen savas reakcióval és nagyon magas szervesanyag-koncentrációval rendelkeznek a műszálas gyárakból származó szennyvíz, a galvanizáló üzemek, pácoló fürdők stb. szennyvizei elfogadhatatlan mennyiségben tartalmaznak mérgező anyagokat).

Bármilyen ipari szennyvíz előkészítésének első szakasza a későbbi tisztításukra az értékes szennyeződések lehetséges teljes kivonása, például: fenolok - gázképző szennyvizekből; savak és lúgok - mesterséges szálak előállításából származó szennyvízből; rostok - a cellulóz- és papíripar szennyvízéből; a pácoló üzemek szennyvizéből származó vitriol, stb. Ennek eredményeként nemcsak értékes nyersanyagok gyűlnek össze, hanem a szennyvíz általános szennyezettsége is csökken. Az ipari szennyvíz biológiai tisztításra való előzetes előkészítése gyakran a szennyező anyagok kezdeti koncentrációjának csökkentésére csökken. Ezekben az esetekben a koncentrált szennyvíz hígítására korlátozódnak. Hígítóvízként feltételesen tiszta ipari vizeket és biológiailag kezelt szennyvizeket használnak; ez utóbbiak csak abban az esetben alkalmazhatók, ha nem tartalmaznak mérgező anyagokat, amelyek biokémiailag nem roncsolódnak, és ha koncentrációjuk az újrahasznosítás miatt megnövekszik, lelassíthatják vagy leállíthatják a hígított hulladékfolyadék szerves anyagainak oxidációjának biokémiai folyamatait. A biológiailag kezelt víz újrahasznosított mennyisége általában nem haladhatja meg a hígított szennyvíz 25%-át. Az erősen lúgos vagy savas ipari szennyvizeket gyakran elősemlegesíteni kell az optimális 6,5-8,5 aktív reakcióértékre. Oldatlan szennyeződések jelenléte a szennyvízben, különösen, mint az olaj, olajok, 1 7 s 4 mólók stb. Teljesen eltávolítható

ezek csökkentéséről a biológiai tisztításra küldött ipari szennyvizek előtisztításánál gondoskodni kell; a lebegőanyag maradék mennyisége nem haladhatja meg a 150 mg/l-t, függetlenül a szennyeződések kémiai természetétől. Az oldott sók koncentrációja is korlátozott: összmennyiségük általában nem haladhatja meg a 10 g/l-t, bár a gyakorlatból ismert, hogy a biológiai kezelés még sokkal magasabb sókoncentráció esetén is sikeresen megy végbe.

Az ipari szennyvizek egyik jellemzője összetételük összetettsége és változékonysága. Ezt figyelembe kell venni az oxidálószerek típusának kiválasztásakor és technológiai séma a munkájuk. A szennyvizek összetételének éles ingadozásával történő kezelésekor szem előtt kell tartani a mineralizálódó mikroorganizmusok normális életének időszakos megzavarásának lehetőségét és a biológiai tisztítás hatásának csökkenését. Ezért lehetővé kell tenni a tisztítótelep terhelésének (szennyezőanyag tekintetében) szabályozását, amely megfelel a szennyvíz megváltozott összetételének, valamint intézkedéseket kell tenni a mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységének helyreállítására.

A helyi körülményektől függően ezek a követelmények különböző módon teljesülnek. Egyes esetekben a vezérlőtartályokat úgy alakították ki, hogy a felesleges (a tervezéstől eltérő) mennyiségű vizet fogadjanak be: későbbi kibocsátása a kezelő létesítményekbe; máshol megnövelik a szennyvizek előzetes tisztítását a hosszabb ülepítés, koaguláció (beleértve) a megnövelt dózisú koagulánsokkal, a szennyvíz előzetes levegőztetése stb.

Különösen fontosságát biológiai kezelésben szabályozza a biomassza mennyiségét és megőrzi aktivitását. A levegőztető tartályokban ezt a keringő eleveniszap regenerálásával érik el. A regenerátorok jelenléte a tisztítótelep létesítményeinek komplexumában kizárja a biooxidánsok hosszú távú meghibásodását, ha olyan anyagok kerülnek a szennyvízbe, amelyek mérgező hatással vannak az oxidálószerek biocenózisára.

Az ipari szennyvizek másik jellemzője a bennük lévő szennyező anyagok jelenléte, amelyek különböző sebességgel oxidálódnak, és eltérő mennyiségű oxigént igényelnek az oxidációhoz. Ehhez társul az egyenetlen oxigénfogyasztás a tisztítási folyamat során. Felhasználásának mértéke számos tényezőtől függ, köztük a szennyvízszennyezés természetétől, és arányos az oxidációt végző mikroorganizmusok biomasszájával. Szem előtt kell tartani, hogy még azonos biomasszánál is eltérő lehet. A mikrobiális komplexum (eleveniszap aerotankban vagy biofilm biofilterekben) biomasszája kisebb határok között ingadozik. A legtöbb típusú ipari szennyvíz esetében az eleveniszap optimális koncentrációja, amint azt a kezelési gyakorlat is mutatja, 2,5-3 g/l. Elméleti meghatározása rendkívül nehéz a sok meghatározó tényező miatt. 175

Az egyik fő feltételezés, amelyen a viszonylag stabil összetételű szennyvíz (például háztartási víz) biooxidáns-számítása alapul, nevezetesen az oxigénfogyasztás mértéke és a szennyvíz BOI közötti szigorú arányosság, sérül. az ipari szennyvízkezelés eseteinek túlnyomó többsége, ami negatívan hat a tisztítási folyamat során.

Az oxigénfogyasztás egyenetlen módja a biokémiai szennyvízkezelés folyamatában szükségessé teszi ennek a módnak megfelelő levegőellátást. A kényszerlevegőztetésű oxidálókban a szükséges megfelelőséget a levegő és a biomassza differenciált betáplálásával érik el. A biomassza és a szállított levegő mennyisége közötti optimális arány megsértése annak elégtelensége esetén számos rendkívül nemkívánatos következménnyel jár: a biomassza aktivitásának csökkenése, az eleveniszap felduzzadása az aerotankban, az ülepítő tartályokban történő rossz elválasztása és növekedése. páratartalmában - mindez megzavarja a tisztítóberendezések normál működését és csökkenti a szennyvíztisztítás mértékét.

Az ipari szennyvíz kezelése során kialakuló kedvezőtlen körülmények valószínűsége különösen nagy azokban az esetekben, amikor a szennyvíz nagy mennyiségben tartalmaz könnyen oxidálódó szerves anyagot. Az ilyen jelenségek leküzdésére szolgáló hatékony intézkedések a levegőztetés megnövekedett intenzitása az aerotank zónájában, ahol az oxigénfogyasztás mértéke eléri a maximumot; az eleveniszap koncentrációjának csökkenése is pozitív eredményekhez vezet.

A kényszerlevegő-ellátású rendszerekben a levegőztetés teljes mennyiségét és intenzitását az eleveniszap maximális koncentrációja, nem pedig ezen mutatók átlagos értéke határozza meg. Ez némileg növeli a szennyvíztisztítás költségeit, de növeli a tisztítóberendezések egészségügyi megbízhatóságát, ami sok esetben fontos.

A biooxidáló szereket folyamatosan levegő oxigénnel kell ellátni. A létesítménybe juttatott teljes mennyiségének olyannak kell lennie, hogy a másodlagos derítőből kilépő tisztított víz legalább 2 mg/l oxigént tartalmazzon.

A biológiai tisztítási folyamat sebessége és teljessége a környezet hőmérsékletétől függ, ennek legalább 6-nak kell lennie0 C és nem magasabb 40-nél 0 VAL VEL.

Bármilyen típusú biooxidánsban a víztisztítás mértéke a bejutott szennyvíz kezdeti koncentrációjától függ - ezért nagy figyelmet kell fordítani azok előzetes tisztítására.

Ha a szennyvízben megnövekedett a nehezen ülepedő szennyeződések tartalma, célszerű az ilyen vizek előzetes levegőztetéséről vagy biokoagulációjáról gondoskodni. Az eredmény a lebegőanyag-eltávolítás nagyobb hatása a későbbi ülepítés során, valamint a BOI jelentős csökkenése. A levegőztetés szükséges időtartama mindkét esetben 10-20 perc. 5-10m intenzitással3 / 1 óra 7 6 percenként 2 levegőztető terület (a tervben).

Levegőfogyasztás 1 m-enként3 levegőztetett folyadék 0,3-0,5 m3 . A fel nem oldott szennyeződések kezdeti koncentrációjának ilyen módon történő csökkentésének hatása 10-25%-kal növelhető, a szerves anyagok mennyisége pedig körülbelül ugyanennyivel csökken. A szerves anyagban nagymértékben koncentrált szennyvizet rothasztóban lehet fermentálni, mielőtt biooxidálószerbe vezetnék. Az ipari szennyvíz ilyen előkezelésének célszerűségét és hatékonyságát minden esetben kísérletileg határozzák meg, mivel még nem állapítottak meg minden szennyvíztípusra jellemző mennyiségi mutatókat. Ha az ipari szennyvízszennyezés jellege szerint ugyanazok a tisztítási módszerek alkalmazhatók rájuk, mint a háztartási vízre, akkor a műszaki-gazdasági mutatók szerint általában ezek együttes tisztítása célszerű. Kombinációjuk lehetőségének kérdését azonban nagyon óvatosan kell megközelíteni, különösen az összevont szennyvíz biokémiai tisztításánál. Itt nemcsak a beáramlási rendre, az ipari vállalkozás meglévő profiljával az ipari szennyvíz mennyiségére és összetételére, az általa felhasznált nyersanyagokra és a feldolgozási technológiára vonatkozó rendelkezésre álló adatokat kell figyelembe venni, hanem a várható változásokat is. ezekben a mutatókban a jövőben a vállalkozás bővítése és rekonstrukciója során. Ezek nem kellő figyelembevétele oda vezethet, hogy a tisztítómű nem fog olyan mértékű szennyvíztisztítást biztosítani, mint amilyet a tervezés során elképzeltek, és ez az állomás bővítésének vagy átépítésének szükségességét vonhatja maga után. Emellett figyelembe kell venni az ipari szennyvizek bakteriális szennyeződésének elkerülhetetlenségét és utólagos fertőtlenítésük nehézségeit is.

Az ipari szennyvíz háztartási szennyvízzel való kombinálása megengedhető, ha azok mennyisége a háztartási víz mennyiségéhez képest csekély, és ha az ipari szennyvíz nem zavarja a tisztítóberendezések normál működését.

A biológiai tisztításra küldött ipari szennyvíznek meg kell felelnie bizonyos követelményeknek:

• az ipari szennyvíznek oldott és kolloid szerves szennyeződéseket kell tartalmaznia;

  a víznek tartalmaznia kell a szükséges mennyiségű biogén elemet (nitrogén, foszfor, kálium stb.);

BOD 20 A szennyvíz nem lehet túl nagy (BOD20  1000

optimális pH = 7...8 (pH = 6,5...9 megengedett);

hőmérséklet CB 6...30 C (optimális 20 VAL VEL);

A szennyvíz koncentrációban nem tartalmazhat mérgező anyagokat

a megengedettnél nagyobb kationok (például ólom 5 mg/l; réz  10 mg/l);

• Szükséges esetekben a szennyvizeket e követelmények teljesítése érdekében mechanikai, fizikai-kémiai és egyéb módszerekkel előzetes speciális kezelésnek vetik alá a káros és mérgező anyagok koncentrációjának, BOI-nak csökkentése, a közeg pH-értékének megváltoztatása és hűtés céljából.

  Rizs. 101 Az aerotankok vázlatai: a-aerotank - kiszorító szórt levegőellátással; b-aerotank-keverő hulladékfolyadék és eleveniszap diszpergált ellátásával; Aerotank-keverő a hulladékfolyadék szétszórt ellátásával; 1 - elsődleges olajteknő; 2-aerotank; 3 - másodlagos derítő

  
  

  Az ipari szennyvíz háztartási szennyvízzel és folyóvízzel való hígítását is gyakran használják a BOI csökkentésére. A háztartási szennyvíz tartalmazza az összes szükséges tápanyagot, és mindig ajánlott az ipari szennyvízbe adagolni a baktériumok normál működésének biztosítása érdekében, különösen az indítási időszakban.

  Ha az ipari szennyvízben nincs háztartási szennyvíz, adjuk hozzá:

  • műtrágyák por vagy oldat formájában (szuperfoszfát stb.);

    aprított háztartási hulladék.

  A belvízi víz biokémiai tisztításának fő létesítményeiként ugyanazokat használják, mint a háztartási szennyvíz tisztításánál (aerotankok, nagy terhelésű bioszűrők, szűrőmezők, biotavak stb.). Ha BOD20

  < 500 мг/л, применяют обычные аэротенки–вытеснители (АВ); при БПК 20 > 500 mg/l – levegőztető tartályok-keverők (AC) prof. N. A. Bazyakina.

  Az aerotank-keverők előnye, hogy az aerotankban az oxigénfogyasztás mértéke állandó.

  A kiszorításos aerotankok (AB) olyan szerkezetek, amelyekben a tisztított szennyvíz fokozatosan mozog a bemenettől a kimenet felé. Ebben az esetben nincs aktív keverés a bejövőben szennyvíz a korábban kapottakkal az ezekben a létesítményekben fellépő szennyezések biokémiai oxidációs folyamatait változó reakciósebesség jellemzi, mivel a szerves szennyezés koncentrációja a víz mozgásának irányában csökken. A kiszorításos levegőztető tartályok nagyon érzékenyek a bejövő víz szervesanyag-koncentrációjának változásaira, különösen a mérgező anyagok szennyvízzel való áramlására, ezért az ilyen létesítmények városi és összetételükben a háztartási ipari szennyvíz tisztítására javasoltak, kezdeti BOI-val.20 < 500 мг/л. Иногда для выравнивания скорости окисления органических веществ в аэротенках – вытеснителях предусматривается дифференцированная подача воздуха.

  Az aerotanks-kiszorítók előnyei az aeroteks-keverőkhöz képest:

a tervezés egyszerűsége;

kisebb mennyiség és költség. Hibák:

érzékenység a szerves vegyületek és a mérgező anyagok koncentrációjának változásaira.

Kiegyenlítik az oxigénfogyasztás mértékét a szerkezet minden részében, mivel a beérkező folyadék intenzív keveredik a benne lévő vízzel. Ezt a bejövő víz és az eleveniszap vagy csak a bejövő víz decentralizált bevezetésével érik el. Az ilyen létesítmények akár 1000 mg/l BOI20-as vizet is képesek tisztítani.

Rizs. 102. Aerotank - keverő (keresztmetszet)

Erősen koncentrált szennyvízhez (BOI20  1000 mg/l) széles körben használt kétlépcsős tisztítási sémák:

Az 1. fokozat aerotankja - keverő;

Aerotank II fokozat - kiszorító.

Ebben az esetben az első szakaszt az eleveniszap regenerációjával rendezzük; II. szakasz - regeneráció nélkül.

Rizs. 103. Kétlépcsős szennyvíztisztítás vázlata aerotankban

Aerogyorsítók - aerotankok - ülepítő tartályok pneumomechanikus rendszerrel

levegőztető rendszer. A jól ismert, mechanikus levegőztetésű levegőztető tartályoktól pneumatikus levegőztetés jelenlétében különböznek.

Ez lehetővé teszi a létesítmények oxidáló erejének növelését és a biológiai tisztítás idejének csökkentését.

A léggyorsítók a perifériás és szomszédos levegőztető kamra központi elhelyezkedésével rendelkeznek.

Az aero gyorsítók előnyei:

Jó keverés.

Levegőellátás szabályozásának lehetősége.

3. Ellenáll a csúcsáramlásnak és a koncentráció-ingadozásoknak. Alkalmazható K= 1…2 ezer m3 /nap (7…10 ezer m-ig3 /nap).

Az Oxycontacts-aerotankok pneumatikus levegőztetésű ülepítőtartályok és a levegőztetők egyenletes elrendezése a fenék területén.

Rizs. 104 Aero gyorsító: A- periférikusan elhelyezett levegőztető kamrával; b– szomszédos levegőztető kamrával; V– magas termelékenység a levegőztető kamra központi elhelyezkedésével és az üledék kaparókkal történő eltávolításával; 1 - szennyvízellátás; 2

– sűrített levegő ellátás; 3 - levegőztető zóna; 4 – pneumomechanikus levegőztető; 5 - reflektorok; 6 - gáztalanító; 7 - ülepedési zónák; 8 – iszapsűrítő; 9 - tisztított szennyvíz kibocsátása; 10 - a felesleges iszap felszabadulása.

Rizs. 105. Oxikontaktus Vibreir típusú pneumatikus levegőztetőkkel: 1 - szennyvízellátás; 2 – sűrített levegő ellátás; 3 - levegőztető zóna; 4 - "Vibreir" levegőztetők; 5 - válaszfal; 6 - gáztalanító; 7 - ülepedési zónák; 8 – iszapsűrítő; 9 - tisztított szennyvíz kibocsátása; 10 - a felesleges iszap felszabadulása.

Speciális Vibreir típusú levegőztetőket használnak.

Az oxikontaktusokat a CB nagy áramlási sebességére tervezték. Az Oxyrapidok sorba épített aerotankok-ülepítők pneumatikus levegőztetéssel, és a keringtetett eleveniszapot kényszerszállítással szállítják a levegőztető zónába. Alkalmazható K= 10…50 ezer m3 /nap; lehetővé teszi, hogy nagy BOD-terhelés mellett dolgozzon20 eleveniszapon. Az ülepítőzóna vékonyrétegű blokkjaikkal való felszerelésekor az oxirapidok termelékenysége 1,5 ... 1,7-szeresére nő.

Szűrőtartályok - levegőztető tartályok-ülepítők, amelyek levegőztetési zónájában speciális szűrőelemek találhatók, amelyek biztosítják működésüket nagyon nagy mennyiségű eleveniszap esetén A= 12…25 g/l (hagyományos aerotank A= 2…2,5 g/l, aerotank-ülepítő A= 3…6 g/l) és nagy oxidációs képességgel (10…12 kg BOI).20 1 m-enként 3 /nap), csökkenti a levegőztetés idejét is.

A BOD-hoz szűrőtartályokat használnak20 DM 2000 mg/l-ig.

Az oxitankok mechanikus levegőztetésű levegőztető tartályok, amelyekben levegő helyett technikai oxigént vagy oxigénnel dúsított levegőt használnak.

Rizs. 107 Szűrőtartály: 1 - szennyvízellátás; 2 - levegőztető zóna; 3 - keringő eleveniszap tálca; 4 - bejövő szennyvíz tálca; 5 - szűrőelemek; 6 – gáztalanító kamra; 7 - ülepítő zóna; 8 - vízelvezető tálca; 9 – iszaptelep szervizhíddal; 10 - sárszívók; 11 - keringő eleveniszap csővezetéke; 12

ugyanaz, felesleges iszap; 13 - légcsatorna; 14 - légi szállítás; 15 - iszapkamra.




Ellenáramú aerotankok - aerotank-ülepítők a levegő-iszap keverék kényszerkeringetésének speciális rendszerével, amely lehetővé teszi az iszap adagjának növelését akár A= 5...6 g/l és oxidálóképessége kb. 2-szerese.

Az aerotankok-ülepítők számításánál a levegőztetési zóna térfogatát határozzuk meg, az aerotankok-keverőkhöz hasonlóan az ülepítőzóna térfogatát a becsült áramlási sebesség és körülbelül 1 órás ülepedési idő alapján határozzuk meg.v 0,3 mm/svV 100 mm/s.

A szennyvíz mély biológiai tisztítására Oroszországban, Németországban, Japánban és az USA-ban "Biodisk" típusú létesítményeket is használnak.







Rizs. 108 Biodisk típusú szerkezet vázlata aknával ellátott blokkban: 1 – szennyvíz bevezető kamra; 2 - tálca; 3 - biolemezek; 4 - iszapcsővezeték; 5 - olajteknő; 6 – tisztított víz kimeneti kamra; 7 - csővezeték az iszaphoz szivattyútelep




Munkájuk elve:

A lemezeket hab, műanyag, alumínium egyedi lapokból (rétegekből) állítják össze; lapvastagság 2 ... 2,5 mm (polisztirol - 20 mm). Ezek a lapok vízszintes tengelyre vannak rögzítve egymástól 15 ... 20 mm távolságra. A lapokat részben szennyvíztartályba merítik, és lassan forgatják; felületükön 4-5 mm-es rétegű biofilm képződik. A baktériumok életéhez szükséges oxigén a légköri levegőből származik.




Ellenőrző kérdések




1. Az ipari szennyvíz biológiai tisztításának célja és felhasználásának feltételei.

   Mi határozza meg a mikroorganizmusok által elpusztítható szerves anyagok teljes mennyiségét?

3. Mi határozza meg a szerves anyagok eltávolításának és oxidációjuk sebességét?

Milyen szakaszokat osztanak fel hagyományosan a biológiai kezelés folyamatában?

Mi befolyásolja a biokémiai tisztítási folyamat lefolyását?

Mit mutat a biokémiai oxigénigény?

Mit jelez a kémiai oxigénigény?

Mi határozza meg a biomassza növekedését?

A biológiai tisztításra irányított ipari szennyvízre vonatkozó követelmények.

Ipari szennyvíz biológiai tisztítására szolgáló létesítmények szerkezetei (kiszorításos aerotankok).

Mikor lehetséges a víz tisztítása aerotank-keverőkkel, és mi a kialakításuk sajátossága?

Milyen kombinált létesítmények ismertek a biokémiai kezelésre?

A szennyeződésekből származó mikroorganizmusok (baktériumok, algák) felhasználása a biokémiai tisztítási módszer alapja.

A mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységük eredményeként szerves anyagokat használnak fel növekedési közegés a szerves anyagok lebomlása következik be.

A hatékony biokémiai szennyvízkezeléshez fontos a következő feltételek betartása:

Hőmérséklet - +20 és +30°С között;
. a tápközeg optimális savassága - pH 6,5 és 7,5 között;
. elegendő mennyiségű oxigén ellátása, ami jelentősen javítja a szerves anyagok mikroorganizmusok általi lebomlásának folyamatát;
. a mikroorganizmusokra károsan ható mérgező anyagok előzetes eltávolítása (koncentráció csökkentése).

A biokémiai vízkezelést a következő módszerekkel végezzük:

Szűrő mezők. A szennyvíz időszakosan maximálisan kitölti a bekerített területeket. Ezután a vizet leszűrjük természetesen talajpórusokon áthaladva. A szerves anyagok szennyeződéseit a talaj visszatartja, és a baktériumok lebontják, miközben a tisztított vizet összegyűjtik vízelvezető rendszer.
. Az öntözőmezők speciálisan kijelölt földterületek, ahol ipari növényeket termesztenek, és ezzel egyidejűleg az öntözéshez használt szennyvizet is kezelik. A szennyezéstől való megtisztulás a talajban végbemenő természetes folyamatoknak köszönhető. A mikroorganizmusok létfontosságú tevékenysége során a szerves anyagok lebomlása következtében a talaj termékenysége nő. 1 hektár öntözőmező akár 50 köbméter szennyvizet is fogadhat naponta.
. Az aerotankok mesterséges tározók, amelyekbe szennyvizet, eleveniszapot töltenek és oxigént biztosítanak. A tisztítást az újrahasznosított eleveniszap biztosítja, amely baktériumok és protozoák speciális halmaza, amely hozzájárul a leghatékonyabb tisztításhoz.
. A bioszűrők speciális töltőanyagot (zúzott kő, kavics, duzzasztott agyag, műanyag) tartalmazó tisztítóberendezések. A tisztítási folyamat megkezdése előtt a takarmányanyag felületén mikroorganizmusokat szaporítanak, amelyek biológiai filmet képeznek. A bioszűrőn áthaladva a szennyvíz szennyeződések a takarmányanyagon maradnak, ahol a biológiai film mikroorganizmusai lebontják azokat. A bioszűrőkben lévő vizet további levegőztetésnek lehet alávetni.

A biokémiai tisztítási módszer fő előnye, hogy a kifolyónál a legtisztább vizet nyerjük. Ezenkívül a tisztítási folyamat során nem keletkezik olyan hulladék, amely külön ártalmatlanítást igényel.
Reagens szennyvízkezelési módszer

A reagens tisztítási módszer lényege, hogy kémiai reakciókat alkalmaznak a mérgező anyagok inaktiválására, például az utóbbiak oldhatatlan csapadékká válása miatt, amelyet ezt követően mechanikusan eltávolítanak.

Ez a módszer a következőket használja:

Semlegesítés, amely hatékonyan tisztít a savak és lúgok által okozott szennyeződésektől;
. redox reakciók;
. komplexitás.

A biokémiai oxidáció az ipari szennyvízkezelés gyakorlatában széles körben alkalmazott módszer. A biokémiai tisztítás fő hatóanyaga az oldott szerves és szerves vegyületeket tápanyagként és energiaforrásként hasznosító mikroorganizmusok. szervetlen vegyületek. Tőlük a mikroorganizmusok mindent elvesznek, amire szükségük van a szaporodáshoz, miközben növelik az aktív biomasszát.

Az aerob biokémiai tisztítás során a szennyvizet szennyező anyagokat az eleveniszap oxidálja, amely egy mikroorganizmusokkal gazdagon benépesített biocenózis. Az eleveniszap elpusztítja a szerves és szervetlen vegyületeket speciális létesítményekben - aerotankokban - szennyvíz és iszap levegővel történő levegőztetése mellett, amely a levegőztetés miatt szuszpenzióban van. A tisztítás során az eleveniszapos mikroorganizmusok a szennyvíz szerves és szervetlen anyagaival érintkezve különböző enzimek segítségével elpusztítják azokat.

A protoplazma létrehozásához egy mikroorganizmus sejtnek biogén elemekre van szüksége: szénre, nitrogénre, oxigénre, hidrogénre, foszforra, káliumra, vasra, magnéziumra és különféle nyomelemekre. Ezen elemek közül sokat a kokszgyártásból származó szennyvíz szennyezéséből egy baktériumsejt nyerhet. A hiányzó elemeket, leggyakrabban foszfort, ritkábban káliumot, foszforsav és só (kálium-permanganát) formájában kell hozzáadni a tisztított szennyvízhez.

A sejtes anyagszintézis normál folyamatához, és ennek következtében a hatékony szennyvíztisztítási folyamathoz a környezetnek elegendő koncentrációban kell lennie az összes fő biogén elemből, amelyet a kokszgyártásból származó szennyvíz esetében a következő arány határozza meg:

BOD összesen: N: P = 100:5:1, (2)

ahol BOD a teljes biológiai oxigénigény, mg O/l;

N - nitrogénkoncentráció, mg/l;

Р - foszforkoncentráció, mg/l.

A biokémiai tisztítási módszert általában az ipari szennyvizek fiziko-kémiai módszerekkel történő tisztítását követően alkalmazzák, amellyel a biológiailag nem lebomló mérgező anyagokat eltávolítják a vízből, és csökkentik a szennyeződések koncentrációját. A biokémiai szennyvíztisztítás lehetőségét a teljes BOI és KOI aránya határozza meg, amelynek 0,4-nél kisebbnek kell lennie.

A biokémiai tisztítási módszer előnyei közé tartozik a szerves vegyületek különböző osztályainak elpusztításának képessége, azonban számos szerves vegyület nincs kitéve biokémiai oxidációnak. A különálló szerves vegyületek lebomlanak, de a bomlástermékek nem oxidálódnak szén-dioxiddá és vízzé, ezek a bomlástermékek esetenként még az eredeti anyagoknál is mérgezőbbek lehetnek. Néha a biokémiai oxidáció nem lehetséges a szennyvízben lévő szennyezőanyagok magas koncentrációja miatt, ami mérgező hatással van a mikroorganizmusokra.

Egy anyag biokémiai lebontása számos kémiai és fizikai tényezőtől függ, mint például a molekulában lévő funkciós csoportok jelenléte, a molekula mérete és szerkezete, az anyag oldhatósága, a köztes termékek képződése és ezek kölcsönhatása. , és mások. A köztes termékek képződését biológiai tényezők is meghatározzák - a mikroorganizmusok sejtjeiben zajló anyagcsere folyamatok összetettsége, a baktériumtörzsek változékonysága, a környezet hatása és a mikroorganizmusok alkalmazkodásának időtartama. Tekintsük az irodalmi adatokat a kokszgyártás szennyvizében található egyes anyagok szerkezete és biokémiai bomlási képessége közötti kapcsolatról. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy a benzolt a mikroorganizmusok kis mértékben oxidálják, míg a rövid oldalirányú célponttal rendelkező származékai, például a toluol valamivel könnyebben bomlanak le. A kétértékű fenolokat sikeresen oxidálja a baktériumok adaptált komplexe, és a katekol kétszer olyan gyors, mint a rezorcin. A hidrokinon a legnehezebben oxidálható. A többértékű fenolok oxidációja színes kinoid vegyületeket eredményez. A fenol biokémiai oxidációjának lehetősége régóta ismert. A Szovjetunióban 1952 óta bakteriális komplexet használnak a fenol eltávolítására a kokszgyártás szennyvizéből egy bakteriális komplex - fenolpusztító mikroorganizmusok által, amelyeket a kijevi Általános és Kommunális Higiéniai Intézet (Putilina) izolált egy kokszgyár talajából. N.T. alkalmazottakkal). A kijevi Általános és Kommunális Higiéniai Intézet és a Giprokoks, miután ezt a komplexet az aerotankban lévő fenolos szennyvíz tisztítása során növő eleveniszap dúsítására alkalmazta, a tisztítási módszert "mikrobiálisnak" nevezte. Ezt a feltételes elnevezést a mai napig használják, bár lényegében biokémiai kezelésről van szó, fenol- és rodánromboló mikroorganizmusokkal dúsított eleveniszappal.

Számos kutató munkája megállapította a fenol mikroorganizmusok általi elpusztításának sorrendjét, és izolálta a keletkező köztes termékeket. A fenol biokémiai oxidációja szakaszosan megy végbe katechol, cisz-cisz-mukonsav, lakton, β-ketoadipsav, borostyánkősav, ecetsav segítségével. A fenol biokémiai oxidációjának végtermékei a szén-dioxid és a víz.

A kokszgyártásból származó szennyvíz tiocianátokat tartalmaz. Tanulmányok kimutatták, hogy ez utóbbi biokémiai oxidációja rodon-romboló mikroorganizmusok által ammónium- és szulfátionok képződésével megy végbe. A biokémiai tisztítás hatékonysága számos tényezőtől függ, amelyek közül a legfontosabbak a hőmérséklet, a környezet reakciója (pH), az oxigénrendszer, a tápanyagok és mérgező anyagok jelenléte, valamint a táplálkozás mértéke.

Az optimális hőmérséklet, amelyen a fenol- és rodánpusztító mikroorganizmusok jól fejlődnek, 30-35°C. Ezen mikroorganizmusok aktív élettevékenysége 20-40°C-on megmarad. Ha a hőmérsékleti rendszer nem felel meg az optimálisnak, akkor a tenyészet növekedése, valamint a sejtben zajló anyagcsere-folyamatok sebessége észrevehetően alacsonyabb a számított értékeknél. A kultúra fejlődésére gyakorolt ​​legkedvezőtlenebb hatás a hőmérséklet éles változásával jár. Aerob tisztítással a negatív hatás emelkedett hőmérséklet tovább súlyosbítja az oxigén oldhatóságának megfelelő csökkenése.

A hidrogénionok koncentrációja (pH) jelentősen befolyásolja a mikroorganizmusok fejlődését. A fenol- és rodánpusztító mikroorganizmusok 6,5-8,0 pH-jú környezetben fejlődnek a legjobban. A pH 6-9 feletti eltérése az oxidáció sebességének csökkenését vonja maga után a sejt metabolikus folyamatainak lassulása, a citoplazmatikus membrán áteresztőképességének megsértése stb. miatt, ami a biokémiai tisztítás romlásához vezet. 5 alatti és 10 feletti pH-értéken a mikroorganizmusok elpusztulnak. Ha a hőmérséklet és a pH értékek túllépik az optimális és különösen a megengedett értékeket, akkor ezeket a paramétereket korrigálni kell a biokémiai tisztításba kerülő szennyvízben. A kokszgyártás fenolos szennyvize jelentős mennyiségű ammóniát és ammóniumsókat tartalmaz; a fenol- és rodánpusztító mikrobák élete során kis mennyiségű ammónium-nitrogén fogyaszt el, ugyanakkor a rodonidionok nitrogénjéből tiocianátok oxidálásakor további mennyiségű ammónium-nitrogén képződik. A szennyvíznek a városi szennyvíztisztító telepeken történő utókezelésére a városi csatornába történő bevezetésére vonatkozó hatályos normák szerint a kezelt fenolos víz ammónium-nitrogéntartalma 2 vagy több nagyságrenddel magasabb a megengedettnél.

Az ammónium-nitrogénből származó teljes biokémiai szennyvízkezelés két szakaszból áll: nitrifikáció - az ammónium-nitrogén oxidációja nitrifikáló baktériumok hatására légköri oxigén jelenlétében, először nitritté, majd nitráttá; denitrifikáció - a nitritek és nitrátok redukciója denitrifikáló baktériumok komplexének hatására a szükséges mennyiségű szerves vegyület jelenlétében. A nitrifikációs folyamat 7-9 pH-értéknél sikeresen megy végbe; az ammónium-nitrogén nitritté oxidálásakor sav keletkezik (két mól nitrogénből a reakció során négy mól hidrogénion keletkezik), amelyet a nitrifikációs folyamat normál lefolyásához semlegesíteni kell. A denitrifikáció során hidroxil ion képződése következik be (a reakció szerint két mol nitrát atomi nitrogénné redukálásakor két OH-hidroxil ion szabadul fel), vagyis a nitrifikáció során elvesztett víz lúgosságának némi kompenzációja. Ezért a nitrifikációs szakaszban a lúgos anyagok felhasználásának csökkentése érdekében a tisztítási folyamatot úgy kell megszervezni, hogy a denitrifikációs szakaszban képződő lúgosság maximális legyen. A denitrifikáció során a levegő oxigénellátását ki lehet zárni, vagy kis mennyiségben hagyni, mivel a denitrifikáló baktériumok a nitritekhez és nitrátokhoz kötött oxigént hasznosítják. A VÜHIN szerint a denitrifikáció során a víz oxigéntartalma nem haladhatja meg a 0,1 mg/l-t.

Számos könnyen oxidálható szerves vegyületet, valamint a felesleges eleveniszapot vagy a kezeletlen fenolos víz egy részét javasolták szerves tápanyagként a denitrifikációs szakaszban. A szennyvízben lévő tápanyagok mikroorganizmusok általi fogyasztása során a mikrobasejtben két egymással összefüggő és egyidejűleg fellépő folyamat megy végbe - a protoplazma szintézise és a szerves anyagok oxidációja. Az oxidáció során a sejtek szennyvízben oldott oxigént fogyasztanak. Az aerob biológiai rendszerekben a levegő (valamint a tiszta oxigén vagy oxigénnel dúsított levegő) utánpótlásnak biztosítania kell a vízben legalább 2 mg/l állandó oldott oxigén jelenlétét. A levegőztető rendszer a víz keverését és az iszap folyamatos szuszpenzióban tartását is biztosítja. A szakirodalomban a tápláltsági szint mértékét a tisztítómű 1 m3-ére, vagy 1 g száraz biomasszára, vagy a biomassza hamumentes részére 1 g-ra eső szennyezési terhelés értékének tekintik. . A kokszkémiai üzemek tisztító létesítményeinek értékelési gyakorlatában elsősorban az egyes szennyező anyagokra és az aerotank 1 m 3 -re eső KOI-ra vonatkozó napi terhelés értékével operál, amit általában a létesítmény oxidáló képességének neveznek. Általában ezt az értéket kilogramm oxigénben adják meg 1 m 3 / nap (kg O/m 3 / nap).

Mind a szerves, mind a szervetlen vegyületek, valamint a fémek mérgező hatással lehetnek a biokémiai oxidációra. Az anyagok mérgező hatása következtében a mikroorganizmusok növekedése és fejlődése lelassul vagy elpusztulnak. A koksztelep szennyvize nagy mennyiségben tartalmaz olyan anyagokat, amelyek gátolják a mikroorganizmusok kifejlődését, és egyesek azok elpusztulásához is vezethetnek.

A lefolyás megnövekedett sótartalma negatív hatással van a biokémiai szennyvíztisztítás folyamatára. Az aerotankba kerülő ipari szennyvíz mineralizációjának felső határának a 10 g/l-es sótartalmat tekintjük. Az ásványosodás mértékének éles ingadozása hátrányosan befolyásolja a tisztított szennyvíz minőségét. Az ásványi sók által okozott ozmotikus sokk az iszapsejtekből szerves anyagok felszabadulásához vezet, ami az oxidatív folyamatok megzavarásához vezet. Az alacsony hidraulikus terhelés és a magas koncentrációjú eleveniszap kevésbé észrevehetővé teszi a magas sókoncentráció hatását az aerotankok hatékonyságára. A biokémiai létesítmények iszapbiocenózisának kialakulásában a legfontosabb tényezők a tisztított szennyvíz összetétele és az iszap terhelésének nagysága. Más tényezők - hőmérséklet, keveredés, oldott oxigén koncentrációja - hatása gyakorlatilag nem változik minőségi összetétel iszap, de befolyásolja a mikroorganizmusok különböző csoportjainak mennyiségi arányát. A biokémiai kezelési folyamat időtartamát befolyásoló fő tényezők a bejutó szennyeződések koncentrációja, a szükséges tisztítási fok, a szennyezés kémiai jellege és az eleveniszap koncentrációja.

A kokszoló üzemek biokémiai üzemeinek tervezéséhez általában az aerotankba belépő szennyvíz összetételét (mg / l-ben) használják: fenolok 400, tiocianátok 400, cianidok 20, összes olaj 35, illékony ammónia 250-ig, összes ammónia 500 , KOI 3000. víz fő szennyeződése a modern biokémiai üzemek tervezésénél (mg/l-ben): fenolok 0,5 - 2; tiocianátok 1-3; cianidok 5-ig, általános olajok 10-20, KOI 300-500. A szennyvíz tisztítás előtti és utáni teljes szennyezettségét teljesen jellemzi az analitikailag meghatározott KOI (oxidáció kémiai oxigénigénye) értéke. Az anyagok biokémiai oxidációjánál az általános mutató általában a BOI (biológiai oxigénigény) értéke, amelyet az anyagok biokémiai oxidációja során kísérletileg határoznak meg 5 napig - BOI 5, 20 napig - BOI 20 vagy BOI teljes.). A kokszgyártás fenolos szennyvizeiben a legtöbb szennyezőanyag biokémiailag nehezen oxidálható, ezért ezeknél a vizeknél a KOI érték inkább irányadó. A kokszgyártás szennyvizében lévő egyes anyagokról bizonyos képet adnak az egyes anyagok fajlagos KOI-értékeiről (mg O/mg anyag), valamint a BOI és KOI arányáról szóló irodalmi adatok. minél alacsonyabb, annál könnyebben megy végbe az anyag biokémiai oxidációja.

4. táblázat KOI, valamint a BOI és KOI aránya a kokszgyártásból származó szennyvízben

A levegőztető tartályokban az eleveniszap dózisának emelésekor szem előtt kell tartani, hogy magas biomassza-koncentrációnál (a gyakorlatban 5-6 g/l tartható) az iszapkoncentráció és a szennyezettség mértéke között egyenes arányban kell állni. az oxidáció nem marad fenn. A biokémiai oxidáció sebessége az iszap kezdeti dózisának növekedésével csökken az egyes sejtek táplálkozásának romlása miatt. A különböző vállalkozások szennyvizei az egyes szennyezőanyagok tartalmában nagy eltéréseket mutathatnak, ezért minden biokémiai üzemben kísérletileg szükséges meghatározni az eleveniszap optimális koncentrációját.

A kétlépcsős szennyvíztisztításnál az első szakaszban (defenolizálás) az eleveniszap (pontosabban a biomassza) általában finoman diszpergálódik, rosszul ülepedik, ezért a szükséges biomassza-koncentráció fenntartása érdekében az aerotankban a tisztított vizet visszavezetik ( legfeljebb 50% vagy több) a fenolmentesített vizek gyűjtéséből.

A második tisztítási szakaszban (leszívás) jól kötődő eleveniszap pelyhek képződnek (a biomassza legegyszerűbb mikroorganizmusokkal való dúsítása miatt, amelyek a kellően mély tisztítást jelzik). A sűrített eleveniszap visszavezetését a másodlagos ülepítő tartályokból műszakilag úgy kell megszervezni, hogy az eleveniszap-pelyheket ne roncsolja (ezért célszerű légiszállítós visszaszállítást végezni, nem centrifugálszivattyúval). Mielőtt az iszapot visszavezetnénk a levegőztető tartályba, célszerű egy speciális sűrített levegős levegőztetésű tartályon (iszapregenerátoron) keresztül vezetni. Az aktív biomassza koncentrációjának növelése aerotankban történhet biotankokká alakítással, vagyis az aerotank térfogatának egy részének fix porózus anyaggal való feltöltésével (amelyen biofilm növekszik és rögzül), vagy felhasználásával. az aerotank térfogatában lebegő szilárd szorbens (bioszorpciós tisztítás).

A szennyvízből származó szennyeződések koncentrációjának éles ingadozása a biokémiai kezelés megsértéséhez vezet. Ezen ingadozások kompenzálására a biokémiai üzemeket kiegyenlítőkkel látják el. A szennyvíztisztítás stabilizálása és mélységének növelése a kiegyenlítők előlevegőtartályokba történő visszahelyezésével lehetséges: a tisztított, eleveniszapos szennyvizet a beérkező fenolos víz 10-20%-a mennyiségben juttatják a kiegyenlítőkbe, és a A kiegyenlítőben a víz keveréséhez szállított sűrített levegő enyhén megemelkedik - akár 30m3 3 /m 3 bejövő szennyvíz. A forrásvíz enyhe hígítása tisztított vízzel, ami az előaerotankban történik, szintén pozitív hatással van a további biokémiai tisztításra. Az üzemeltetési tapasztalatok azt mutatják, hogy a beérkező fenolok 25-30%-a az előaerotankban oxidálódik, így a kibocsátások negatív hatása az aerotankban lévő eleveniszap élettevékenységére jelentősen csökken.

A biokémiai kezelés hatékonyságát nagymértékben meghatározza a levegőztető rendszerek kialakítása. Különféle levegőztető rendszereket teszteltek hazai biokémiai berendezéseken: pneumatikus, pneumatikus, mechanikus. A levegőztető rendszer kiválasztásánál a hatékonyságuk, az oxigén termelékenységük, a légköri oxigén felhasználási fokuk összehasonlítása, valamint az üzemeltetési előnyök és hátrányok felmérése kell, hogy legyen. Ezen túlmenően a kellően teljes biokémiai tisztítás érdekében a levegőztető rendszernek viszonylag nagy mennyiségű eleveniszap jó keverését is biztosítania kell, és jelentős mennyiségű levegőztető berendezés mellett nem okozhat szennyvíz túlhűtését (ez különösen fontos tiocianátok oxidációja).

A perforált fém- vagy műanyagcsöveken keresztül történő pneumatikus levegőztetés (közepes buborékos levegőztető rendszer) nagyon alacsony levegő-oxigén-felhasználási arányt biztosít - körülbelül 2%; emellett az eleveniszap szuszpenzióban való tartása sem kielégítő. Kellően magas oxidációs képességet (vagyis az egységnyi idő alatt bevezetett oxigén mennyiségét) és a légköri oxigén felhasználási fokát figyelték meg pneumomechanikus levegőztető rendszer alkalmazásakor. Azonban ezeknek a rendszereknek a működésének összetettsége (különösen az elektromos motorok és sebességváltók nehéz működési feltételeivel összefüggésben a vízgőzben és az aerotank feletti vegyi szennyeződésekkel) volt a fő oka annak, hogy nem alkalmazták őket széles körben. Ezenkívül a mechanikus felületi levegőztető használata a kezelt víz hőmérsékletének jelentős csökkenését okozza, ami elfogadhatatlan téli idő, különösen az ukrajnai gyárakban. A kokszoló üzemek modern biokémiai létesítményei meglehetősen erős szerkezetek. Figyelembe véve a éghajlati viszonyok, karbantartási és javítási üzemeltetési költségek, a biokémiai kezelés folyamatának irányíthatósága, a legcélravezetőbb egy központi fúvóállomás építése, illetve levegőztető rendszerként airlift levegőztetők alkalmazása, amelyek egyúttal biztosítják a folyadék jó keveredését a levegőztető tartály. A légi szállító levegőztető rendszer első tesztjei, amelyeket a 70-es években Nesmashny végzett a Krivoy Rog Koksz- és Vegyi Üzemben, megmutatták ennek a levegőztető rendszernek a kétségtelen előnyeit. A következő években a VÜHIN-nél végzett szisztematikus kutatásnak és fejlesztésnek köszönhetően (V. G. Plaksin, V. M. Kagasov, A. V. Govorkov, A. V. Putilov, I. V. Pimenov stb.) egy optimális légi szállítási levegőztetési rendszert hoztak létre, amely hatékony levegőztetést biztosít nagy terhelés mellett. szennyvíz és levegő, a folyadék intenzív keverése és a szükséges fenékfolyadék sebességek nagy térfogatú tartályokban. A levegő oxigén felhasználásának mértéke a levegőztető levegőterhelésétől és a tartályban lévő folyadék szintjétől függően 10-25%. Fő specifikációk 400 m3 térfogatú és 4 m folyadékszintű levegőztető tartályba szerelhető rendszerek: légáramlás 2000 (vagy több) m 3 /h, levegőztetők száma 45-70, levegőztető átmérője 0,5 - 0,3 m, levegőztető magassága 1 -2 m , csökkentett folyadéksebesség a levegőztetőben 1,5 - 2,5 m/s, fenékfolyadék sebessége több mint 0,3 m/s, keringési sebesség legalább 50 l/h, oxigén felhasználási arány 20-25%, bevezetett oxigén mennyisége 120 -150 kg /h, levegőztetés hatásfoka 2,35 - 2,95 kg oxigén / kW. h, nyomásesés a gázelosztó berendezésen 1000-1500 Pa, a buborék mérete legfeljebb 6 mm. A működő biokémiai üzemek többségénél jelenleg a legelterjedtebb a 12%-os oxigénfelhasználási tényezőjű légi szállítású levegőztető rendszer. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a levegőztető magassága 0,3 m-rel legyen a levegőztető tartály vízszintje alatt a hullámképződés elkerülése érdekében.

Az aerotankok működése során nagy mennyiségű hab képződése figyelhető meg bennük. A stabil habok képződésének oka a felületaktív anyagok és habstabilizátorok jelenléte a szennyvízben: finom kokszporok, szurok; folyékony polimerek; a kőszénkátrány toluolban oldhatatlan anyagokban lévő összetevői. A habstabilizátor is finom eleveniszap. Ahogy az eleveniszap durvább lesz, a habra gyakorolt ​​stabilizáló hatása csökken. A habzás elnyomásának hidraulikus módszere nem hatékony a nagy felületű levegőztető tartályok esetében, mivel nehéz biztosítani a víz egyenletes eloszlását a teljes felületen, ráadásul a habzás elleni küzdelemhez szállított nagy mennyiségű víz megzavarja a normál tisztítási folyamatot. A leghatékonyabb az átfedéssel és legfeljebb 2 m magas tető alatti térrel rendelkező aerotankok használata: ebben az esetben a bejövő szennyvíz és a másodlagos derítőből visszavezetett tisztított víz tönkreteszi a fillért. A gyakorlat azt mutatja, hogy a habréteg magassága nem haladja meg az 1,5-2 m-t. Az aerotank átfedésének jelenléte lehetővé teszi a kipufogó levegő szervezett kibocsátását és a légkörbe történő káros kibocsátásoktól való megtisztítására irányuló intézkedések végrehajtását. A biokémiai kezelési séma mérnöki terve két év alatt alapvetően megváltozott. az elmúlt évtizedek: a vizet szivattyúk látják el az aerotankokba, nem pedig gravitáció, ez megkönnyíti a hidraulikus terhelések beállítását, a költségek szabályozását, lehetővé teszi az áramlási irány megváltoztatását működés közben a legalacsonyabb költséggel; A föld feletti fém aerotankok megjelentek és jól beváltak (ez különösen kizárja a környező terület szivárgó szerkezetek miatti szennyezését, amelyek jellemzőek az előregyártott vasbetonból történő aerotankok építésére).

A biokémiai berendezések tervezésekor a következő főbb számított függőségeket vettük figyelembe (ezeket üzem közben is alkalmazni kell a létesítmény működésének elemzésekor): )

C 1 és C 2 - az oxidált anyag koncentrációja a tisztítás előtt és után, mg/l;

OM az aerotank oxidációs ereje (kg oxidált anyag per 1 m 3 aerotank per nap).

Az oxidálóképesség az anyag kezdeti koncentrációjától, a szennyvíz összetételétől, a levegőztetés hatékonyságától és egyéb tényezőktől függ; kísérletileg határozták meg. A kokszoló üzemek fenolos szennyvizeinél a fenolok oxidálóképessége 0,6-1,2 tartományban van; a tiocianátok esetében 0,6-0,4 (azaz 2-3-szor alacsonyabb, mint a fenoloknál).

Az aerotankok levegőfogyasztását (Q c) a következő képlettel számítják ki (nm 3 / h):

ahol: L a szennyvíz mennyisége, m 3 / h;

KOI 1 és KOI 2 - a szennyvíz oxidálhatósága a kezelés előtt és után (mg O / l víz);

K 1 - biztonsági tényező (általában 1,2-1,25);

0,21 - az oxigén térfogati hányada a levegőben;

0,8 - az oldott oxigén felhasználási együtthatója a szennyeződések oxidációjához;

1,429 - oxigénsűrűség normál körülmények között (kg / nm 3);

q - levegő oxigén felhasználási tényezője adott levegőztető rendszerre (%).

Az energia egy része a sejtes anyag szintézisére megy el, vagyis a baktériumok tömegének, az eleveniszap mennyiségének és a biológiai filmrétegnek a növelésére a tisztítótelepen.

A szennyvízben lévő szerves vegyületek mineralizációjában a baktériumok vesznek részt, amelyek az oxigénhez való viszonyukban 2 csoportra oszthatók: aerobok (a légzés során vízben oldott oxigént használnak fel) anaerobokra (szabad oxigén hiányában fejlődnek).
A tisztításhoz hozzájáruló szervezetek létfontosságú tevékenységéhez és az aerob kezelő létesítmények hatékony használatához szükséges feltételek:

Biokémiai úton oxidálható szerves anyagok jelenléte a szennyvízben; a létesítmények folyamatos oxigénellátása elegendő mennyiségben; kezelt víz aktív reakciója (pH 7-8,5 között); a víz hőmérséklete legalább 10° és nem magasabb, mint 30°; biogén elemek - nitrogén, foszfor, kálium - jelenléte a szükséges mennyiségben; ásványi só- és víztartalma nem haladja meg a 10 g/l-t; a mérgező anyagok hiánya olyan koncentrációban, amely mérgező a mikroorganizmusokra.

A biokémiai szennyvíztisztítás két, egyidejűleg kiinduló fázisban zajlik: oldott szerves anyagok és kolloidok szorpciója a baktériumtestek felületén; oldott és adszorbeált szerves anyagok mikrobák általi oxidációja és mineralizációja.
A háztartási és ipari szennyvizek biokémiai tisztítására a következő tisztítóberendezéseket használják: aerob - biológiai tavak, öntözőmezők, szűrőmezők (lásd Öntöző- és szűrőmezők), bioszűrők, légszűrők és aerotankok; anaerob - szeptikus tartályok, kétszintű ülepítő tartályok, rothasztók. A létesítmények típusának megválasztását a szennyvíz jellege és mennyisége, a helyi adottságok, a tisztított víz minőségére vonatkozó követelmények, a szabad terület rendelkezésre állása stb. határozzák meg.

A biokémiai kezelés előtt a lebegő szilárd anyagokat, gyantákat és olajokat el kell távolítani a szennyvízből. A kezelés eredményeként a szennyvíz szervesanyag-tartalma 90-95%-kal csökken; elveszítik rothadási képességüket, átlátszóvá válnak, a baktériumok száma nagymértékben csökken bennük.

A széklet-gazdasági szennyvíz biokémiai kezelését elég jól tanulmányozták, kidolgozták a tisztítóberendezések számítási módszereit. Az ipari szennyvizek tisztítása során – nagy változatosságuk miatt – a tisztítóberendezések tervezési paramétereit laboratóriumi kísérletek eredményei alapján határozzák meg.

Forrás: "Encyclopedia modern technológia. Építés." M., 1964

Népszerű cikkek

Széles körben használják háztartási és ipari szennyvíz tisztítására számos oldott szerves és néhány szervetlen anyagtól (H2S; szulfidok; NH3; nitritek stb.).

A tisztítási folyamat a mikroorganizmusok azon képességén alapul, hogy ezeket az anyagokat táplálkozásra használják fel az életfolyamat során, mert. a szerves anyag számukra szénforrás.

Előnyök: egyszerű hardver kialakítás, alacsony üzemeltetési költségek.

Hátrányok: magas tőkeköltségek, a mérgező anyagok előzetes eltávolításának szükségessége, a technológiai tisztítási rendszer szigorú betartása. A szennyvizet a következők jellemzik: BOI - biokémiai O 2 igény. mg O 2 /g vagy mg O 2 / l, a nitrifikációs eljárások nélkül. KOI - O2 követelmény az összes redukálószer oxidációjához. KOI > BOD.

Ha O 2 jelenlétében - akkor aerob folyamat (t o \u003d 20-40 o C). Ha O 2 hiányában - akkor anaerob (a maradékok semlegesítésére).

A biokémiai kezelés során a szennyvízben lévő anyagokat nem ártalmatlanítják, hanem felesleges iszapká dolgozzák fel, ami szintén semlegesítést igényel. Az eleveniszap (barnás-sárga csomók) különböző osztályokba tartozó mikroorganizmusok, protozoonok, mikroszkopikus férgek, csillófélék, algák, élesztő stb. komplex komplexuma. A C jó forrása a telítetlen szerves vegyületek.

A telített szerves vegyületek nehezebben emészthetők.

Az oldott szerves anyagok, szénhidrogének könnyen behatolnak a sejtbe; keményebb anyagok, amelyek molekulái poláris csoportokat tartalmaznak, etanol > etilénglikol > glicerin cukrok, több hidroxilcsoporttal. Még lassabban diffundál be a sejtbe. Zsírsavak > hidroxisavak > aminosavak. Az ammóniumionok könnyen behatolnak a sejtbe!

A mikroorganizmusok alkalmazkodóképessége a biológiai szennyvíztisztítás széles körű eloszlását biztosítja.

Minél rosszabbul szárítják az iszapot, annál magasabb az iszapmutatója. I gr. BODösszes / KOI = 0,2 - szennyvízcsoport (élelmiszeripar, spsk, fehérje-vitamin ...). Az ebbe a csoportba tartozó szerves szennyezés nem mérgező a mikrobák számára. II gr. BODtotal/COD\u003d 0,10-0,02 - Kokszolóvíz, pala, szódavíz. Ezeket a vizeket mechanikai tisztítás után biokémiai oxidációra lehet irányítani. III gr. BODtotal/COD\u003d 0,01-0,001 - vaskohászatból származó szennyvíz, szulfid, klorid, felületaktív anyag stb. Mechanikai kezelés, valamint fizikai és kémiai kezelés szükséges. IV gr. BODtotal/COD A szennyvíz turbulenciája (intenzív keveredés, eleveniszap szuszpenzióban) növeli a mikroorganizmusok tápanyag- és O2-ellátását, ami növeli a szennyvíztisztítás sebességét.

Az aktív vagy az iszap indexétől függ.

Minél alacsonyabb az iszapindex, annál nagyobb dózist kell adni az aktív vagy a hatóanyagból.

A t o => növekedése növeli a biokémiai reakció térfogatát. t o > 30 o elpusztíthatja a mikroorganizmusokat. Majdnem 20-30 o . Az eleveniszap mérge a nehézfémek sói. Ezen fémek sói csökkentik a tisztítási sebességet (Sb, Ag, Cu, Hg, Co, Ni, Pb stb.).

A szerves anyagok mikroorganizmusok általi oxidációjához O 2 szükséges; szennyvízben oldva, azaz. levegőztetés - az O 2 feloldása H 2 O-ban.

A biokémiai oxidációs reakciók sikeres lezajlásához biogén elemek és nyomelemek vegyületeinek jelenléte szükséges a szennyvízben: (N, P, K).

N hiánya gátolja az oxidációt és a keményen kötő iszap képződését.

A P hiánya fonalas baktériumok képződéséhez vezet, ami az eleveniszap duzzadásának oka.

Biotisztítás természetes körülmények között.

Az öntözőmezőket speciálisan előkészítik föld; a tisztítást a nap mikroflórájának, a levegőnek és az élő növényzet, növények hatása alatt végezzük.

Az öntözőmezőket legjobban homokos vagy agyagos talajon lehet elhelyezni. Talajvíz a felszíntől legfeljebb 1,25 m-re.

Az öntözőföldek talajában baktériumok, élesztőgombák, gombák, algák stb.. A szennyvíz baktériumokat tartalmaz. Ha a szántóföldeken nem termesztenek növényeket, és csak biológiai szennyvíztisztításra szolgálnak, akkor ezeket szűrési tábláknak nevezzük.

A biológiai szennyvíztisztítás után öntözött területeken gabona- és szilázsnövényeket, fűszernövényeket, zöldségeket termesztenek. Az öntözőmezőknek a következő előnyei vannak a levegőztető tartályokhoz képest: 1 – csökkennek a tőke- és üzemeltetési költségek; 2 - a terméketlen földek részt vesznek a mezőgazdasági forgalomban. 3 - fenntartható és magas hozam biztosított.

Gépezet:

A biológiai tisztítás során a szennyvíz áthalad a talaj szűrőrétegén, amelyben a szuszpendált és kolloid részecskék visszatartanak, filmet képezve, a behatoló O2 pedig oxidálja a szerves anyagokat, ásványi vegyületekké alakítva azokat.

Az öntözőmezők szennyvizét polietilén vagy azbesztcement cső alakú párásítókon keresztül lehet szállítani, pl. altalaj öntözése.

Biológiai tavak - tavak kaszkádja, amely 3-5 lépésből áll. Természetes levegőztetéssel (mélységük 0,5-1m). Jól melegít a nap. Mesterséges levegőztetéssel (mechanikus vagy pneumatikus, kompresszoros) (mélység - 3,5 m). A szennyezésterhelés 3-3,5-szeresére nő.

Tisztítás mesterséges szerkezetekben.

Az aerotankok vasbeton levegőztető tartályok. Szennyvíz + eleveniszap levegőztetett keveréke.

Beépítési séma biológiai kezeléshez.
1. - elsődleges olajteknő;
2. – előszellőztető (előszellőztetéshez 15-20 perc);
3. - levegőztető tartály;
4. – regenerátor (25%);
5. - másodlagos olajteknő;

Az aerotankok a következőkre oszthatók:
1. a hidrodinamikai rendszer szerint (aerotankok - kiszorítók (a); aerotankok - keverők (b); köztes típus - diszpergált szennyvíz hidrogénnel);
2. az aktív regeneráció módszere szerint vagy (külön regenerációval és anélkül);
3. az eleveniszap terhelése szerint (nem teljes kezelés esetén nagy terhelésű és hagyományos vagy alacsony terhelésű);
4. lépések számával (1., 2., többszörös);
5. a szennyvíz bevezetési módja szerint (folyó, félfolyó, érintkező stb.);
6. tervezési jellemzők szerint:

Káros szennyeződések jelenlétében és BOI > 150 mg/l - regenerálással.

Hasznos információk: