От: Кейт
Email: kate@aquasust.com
Дата: 18 ноември 2024 г
Понастоящем представителните процеси при прилагането на биологично третиране на отпадъчни води включват основно процес с активна утайка и процес с биофилм. След това, въз основа на години производствена практика и теоретично проучване, двата метода на процеса ще бъдат анализирани и сравнени.
Процес с активна утайка
Процес и принцип
Типичният процес на активна утайка се състои от аерационен резервоар, резервоар за утаяване, система за връщане на утайки и система за отстраняване на излишната утайка.
Канализацията и върнатата активна утайка влизат в аерационния резервоар заедно, за да образуват смесена течност. Сгъстеният въздух, изпратен от въздушната компресорна станция, навлиза в канализацията под формата на малки мехурчета през устройството за дифузия на въздуха, поставено на дъното на резервоара за аериране, с цел увеличаване на съдържанието на разтворен кислород в канализацията и също така задържане на смесената течност в състояние на бурна възбуда и увиснало състояние. Разтвореният кислород, активната утайка и канализацията се смесват напълно и влизат в контакт помежду си, което позволява на реакцията на активната утайка да протича нормално.
В първия етап органичните замърсители в отпадъчните води се адсорбират на повърхността на зооглеята от частиците активна утайка поради тяхната огромна повърхност и полизахаридни вискозни вещества. В същото време някои макромолекулни органични вещества се разграждат до малки молекулярни органични вещества под действието на извънклетъчни ензими на бактерии.
Във втория етап микроорганизмите абсорбират тези органични вещества и ги окисляват и разлагат при достатъчно кислородни условия, за да образуват въглероден диоксид и вода, част от които се използват за собственото им разпространение и възпроизводство. Резултатът от реакцията на активната утайка е, че органичните замърсители в канализацията се разграждат и отстраняват, самата активна утайка се размножава и расте, а канализацията се пречиства. Смесената течност след пречистване от активната утайка навлиза във вторичния утаителен резервоар, където суспендираната активна утайка и други твърди вещества в смесената течност се утаяват и отделят от водата. Избистрените отпадъчни води се заустват като пречистени води. Утайката, концентрирана чрез утаяване, се изхвърля от дъното на резервоара за утаяване, по-голямата част от която се връща в резервоара за аериране като инокулационна утайка, за да се осигури концентрация на суспендирано твърдо вещество и концентрация на микроби в резервоара за аериране; размножилите се микроорганизми се изхвърлят от системата като "излишна утайка". Всъщност замърсителите до голяма степен се прехвърлят от канализацията в тези излишни утайки.
Принципът на процеса на активната утайка може да бъде образно формулиран като: микроорганизмите "изяждат" органичната материя в отпадъчните води, превръщайки отпадъчните води в чиста вода. По същество той е подобен на естествения процес на самопречистване на водните тела, с изключение на това, че чрез изкуствено подобрение, ефектът от пречистването на канализацията е по-добър.
Процес на биофилм
Процес на биофилм Видове процеси.
Мокър тип: биологичен филтър, биологична кула, биологичен грамофон.
Потопен тип: контактно окисление, филтърен материал, потопен във филтърния резервоар.
Тип кипящ слой: биологичен активен въглен, пясъчна среда, суспендирана и течаща в резервоара.
Принцип: Тъй като битовите отпадъчни води съдържат голямо количество органични компоненти, процесът на биофилм разчита на микробния филм, фиксиран върху повърхността на носителя, за да разгради органичната материя. Тъй като микробните клетки могат почти здраво да се прикрепят, да растат и да се възпроизвеждат върху всяка подходяща носеща повърхност във водната среда, извънклетъчните полимери, простиращи се от клетките, карат микробните клетки да образуват фиброзна преплетена структура. Следователно биофилмът обикновено има пореста структура и силни адсорбционни свойства.
Биофилмът прилепва към повърхността на носителя и е силно хидрофилно вещество. При условие на непрекъснат поток от отпадни води, от външната страна винаги има прикрепен воден слой.
Биофилмът също е много плътна субстанция от микроорганизми. Голям брой микроорганизми и микроживотни растат и се възпроизвеждат на повърхността и вътре в мембраната, образувайки хранителна верига, съставена от органични замърсители → бактерии → протозои (метазои).
Биофилмът се състои от бактерии, гъбички, водорасли, протозои, метазои и някои други видими биологични общности. Когато канализацията тече по повърхността на носителя, органичните замърсители в канализацията се адсорбират от микроорганизмите в биофилма и кислородът дифундира в биофилма. Биоразграждането и други ефекти възникват в мембраната, за да завърши разграждането на органичната материя.
Повърхностният слой на биофилма е аеробни и факултативни аеробни микроорганизми, докато вътрешният слой на биофилма често е в анаеробно състояние. Когато биофилмът се сгъсти постепенно и дебелината на анаеробния слой надвиши тази на аеробния слой, това ще доведе до отделяне на биофилма и нов биофилм ще се регенерира на повърхността на носителя. Чрез периодичното обновяване на биофилма се поддържа нормалната работа на реактора за биофилм.
Обновяване и отделяне на биофилма. Поддържането на нормалната работа на реактора за биофилм е важна част от обновяването и отделянето на биофилма. Повърхностният слой на биофилма е аеробни и факултативни аеробни микроорганизми, докато вътрешният слой на биофилма често е в анаеробно състояние. Когато биофилмът се сгъсти постепенно и дебелината на анаеробния слой надвиши тази на аеробния слой, това ще доведе до отделяне на биофилма и нов биофилм ще се регенерира на повърхността на носителя.
Процесът на обновяване и отделяне е както следва:
Първо, процесът на поява на анаеробната мембрана:
Единият е биофилмът;
Второто е, че общата дебелина на зрелия биофилм продължава да се увеличава и вътрешната част, където кислородът не може да проникне, ще премине в анаеробно състояние; и двете са съставени от анаеробна мембрана и аеробна мембрана;
Третото е, че аеробната мембрана е основното място за разграждане на органичната материя, а общата дебелина е 2 mm.
Второ, процесът на удебеляване на анаеробната мембрана:
Единият е увеличаването на анаеробните метаболити, което води до дисбаланс между анаеробната мембрана и аеробната мембрана;
Второто е непрекъснатото изтичане на газообразни продукти, което отслабва адхезионната способност на биофилма върху пълнителя;
Третият е да се превърне в стареещ биофилм, който има лоша пречиствателна функция и лесно пада.
Трето, актуализацията на биофилма:
Единият е отделянето на стареещата мембрана и новият биофилм ще расте отново;
Второто е, че пречистващата функция на новия биофилм е по-силна.
Сравнение на процес с активна утайка и процес с биофилм
Предимства и недостатъци на процеса с активна утайка.
Дълго време вторичното биологично третиране на градските битови отпадъчни води възприема най-вече процеса на активна утайка, който в момента е най-широко използваният вторичен биологичен процес на третиране в света. Има следните характеристики:
Първо, използвайки традиционния процес на активирана утайка, разходите за капитално строителство, оперативните разходи, потреблението на енергия често са високи, управлението е по-сложно и е склонно да се появи натрупване на утайки; технологичното оборудване не може да отговори на изискванията за висока ефективност и ниска консумация.
Второ, с непрекъснатото затягане на стандартите за изпускане на отпадни води, се поставят по-високи изисквания за изхвърлянето на хранителни вещества като азот и фосфор в отпадъчните води. Традиционните процеси за пречистване на отпадни води с функции за отстраняване на азот и фосфор използват най-вече процеса на активна утайка, често изискващ множество резервоари за анаеробна и аеробна реакция да бъдат свързани последователно, за да се образува многоетапен резервоар за реакция, и увеличаване на вътрешната циркулация за постигане на целта на азота и отстраняване на фосфор, което е обвързано да увеличи капиталовите инвестиции и потреблението на енергия и да направи работата и управлението по-сложни.
Трето, процесът на активирана утайка генерира голямо количество излишна утайка, което изисква обработка за детоксикация на утайката, което увеличава инвестицията.
Предимства и недостатъци на процеса на биофилм.
Процесът с биофилм също е често използван метод за вторично биологично третиране на градски отпадни води. В сравнение с процеса на активна утайка, той има следните характеристики:
Първо, биофилмът има силна адаптивност към промените в качеството и количеството на канализацията и е лесен за управление и няма да настъпи натрупване на утайки.
Второ, микроорганизмите са фиксирани на повърхността на носителя и микроорганизмите с по-дълго време на генериране също могат да пролиферират. Биологичната фаза е по-изобилна, стабилна и генерира по-малко излишна утайка.
Трето, може да третира отпадъчни води с ниска концентрация. В допълнение, недостатъците на процеса на биофилм са, че носителят на биофилм увеличава инвестицията на системата; специфичната повърхностна площ на носещия материал е малка, реакционното устройство има ограничен обем и ниска пространствена ефективност, а ефективността на третиране е по-ниска от тази на процеса на активирана утайка при третиране на градска канализация; количеството микроорганизми, прикрепени към твърдата повърхност, е трудно за контролиране и гъвкавостта на работата е лоша; естествената вентилация се използва за снабдяване с кислород, което не е толкова достатъчно, колкото снабдяването с активна утайка, и са предразположени към възникване на анаеробни условия.