Aerobowe i anaerobowe metody biologicznego oczyszczania ścieków

 Drukuj

ARTYKUŁ

Czym jest biologiczne oczyszczanie ścieków?

Biologiczne oczyszczanie ścieków to proces usuwania zanieczyszczeń organicznych ze ścieków. Jest to część procesu wtórnej obróbki, która ma miejsce po mechanicznym lub chemicznym usunięciu substancji, piasku i zawiesin ciał stałych z wody.

Istnieją dwa podstawowe typy procesów biologicznego oczyszczania ścieków:

  1. Aerobowe (tlenowe)
  2. Anaerobowe (beztlenowe)

Aerobowe oczyszczanie ścieków wymaga użycia tlenu, podczas gdy anaerobowe nie.Oba procesy wykorzystują organizmy naturalne, takie jak bakterie do dalszego rozkładu odpadów organicznych, które pozostały w wodzie.

Więcej informacji na temat oczyszczania ścieków, systemów tlenowych, beztlenowych i innych można znaleźć poniżej:

 

Jak działa proces oczyszczania ścieków komunalnych

Oczyszczanie ścieków komunalnych obejmuje zwykle trzyetapowy proces usuwania zanieczyszczeń, dzięki czemu można je poddać recyklingowi, ponownie wykorzystać lub odprowadzić do zbiorników wodnych.

Trzy kluczowe etapy oczyszczania ścieków to:

  1. Pierwszy stopień oczyszczania
    Główny etap procesu oczyszczania ścieków polega na usuwaniu ciał stałych. Zwykle dzieje się to w dużym zbiorniku, w którym cięższe ciała stałe opadają na dno, a lżejsze wypływają na powierzchnię. Zawieszone ciała stałe są oddzielane mechanicznie, a ciecz jest przesyłana do następnego etapu procesu.
  2. Drugi stopień oczyszczania
    Etap ten jest czasami nazywany biologicznym oczyszczaniem ścieków, ponieważ polega na wykorzystaniu bakterii, mikroorganizmów i innych czynników biologicznych w celu rozbicia biodegradowalnych zanieczyszczeń na bezpieczne poziomy, co umożliwia uwolnienie lub ponowne wykorzystanie wody.
  3. Trzeci stopień oczyszczania
    Ten trzeci etap obejmuje wszelkie dodatkowe czynności, które mogą być konieczne do usunięcia zanieczyszczeń, takich jak metale ciężkie i związki chemiczne, których nie można usunąć metodami oczyszczania biologicznego.
Automatyzacja zakładu dzięki możliwościom analitycznym on-line i kontroli w czasie rzeczywistym (RTC) wspomaga operatorów oczyszczalni ścieków na każdym poziomie umiejętności w bardziej aktywnym zarządzaniu wydajnością procesów.

Czynniki, które należy uwzględnić przy wyborze metody wtórnego oczyszczania ścieków

W przypadku wtórnego oczyszczania ścieków, przy wyborze metody należy uwzględnić kilka kwestii. Jak wspomniano powyżej, istnieją dwa rodzaje metod oczyszczania wtórnego — aerobowe i anaerobowe.

Wybrana metoda zależy od wielu czynników, takich jak:

Uzdatnianie aerobowe (tlenowe)

Ogólnie rzecz biorąc, uzdatnianie aerobowe, które wymaga tlenu jest lepszym wyborem dla strumieni ścieków o niższym współczynniku BZT lub niższym stężeniu zanieczyszczeń.

Uzdatnianie anaerobowe (beztlenowe)

Uzdatnianie anaerobowe jest stosowana w strumieniach o wyższym stężeniu zanieczyszczeń oraz w ciepłych strumieniach ścieków.

 

Jak działają tlenowe metody oczyszczania ścieków

W przypadku aerobowego oczyszczania ścieków przepływają one z pierwszego stopnia oczyszczania do zbiorników lub stawów, w których występują substancje biologiczne, takie jak bakterie, które potrzebują tlenu w celu rozbicia zanieczyszczeń.

W konfiguracji zbiornikowej powietrze jest pompowane do zbiornika w celu dodania tlenu do wody i wspomagania procesów biologicznych bakterii. Jednak w przypadku stawu na otwartej przestrzeni, jego powierzchnia jest na tyle duża, że pompowanie dodatkowego tlenu nie jest konieczne.

To tlenowe uzdatnianie ścieków powoduje wytwarzanie aktywowanego osadu – napowietrzonego ścieku zawierającego mikroorganizmy aerobowe, które powstały w kontrolowanych warunkach.

Po dodaniu do ścieków komunalnych osad czynny utlenia organiczne ciała stałe i oddziela wszelkie ciała stałe rozpuszczone w mieszaninie ścieków, co ułatwia filtrację.

Tlenowe uzdatnianie ścieków w napowietrzanym zbiorniku w oczyszczalni ścieków

 

Tlen w tlenowych i beztlenowych metodach oczyszczania ścieków

Tlenowe i beztlenowe uzdatnianie ścieków to podobne procesy eliminacji zanieczyszczeń w ściekach, ale istnieją pewne kluczowe różnice w systemach, które umożliwiają te dwa rodzaje biologicznego oczyszczania ścieków.

Ze względu na zapotrzebowanie na tlen w procesie rozkładu tlenowego początkowe inwestycje w budowę takiego systemu mogą być wyższe. System aerobowego uzdatniania ścieków musi obejmować duże płytkie stawy, które umożliwiają mikroorganizmom w wodzie zetknięcie się z powietrzem lub zbiorniki, w których tlen jest wprowadzany do wody za pomocą pomp napowietrzających.

Z drugiej strony, proces rozkładu beztlenowego nie wymaga wprowadzania tlenu, co oznacza, że można go przeprowadzać w zamkniętych zbiornikach. W ten sposób konfiguracja systemu może być bardziej ekonomiczna niż w przypadku systemu tlenowego, ale proces ten jest wolniejszy. Ponadto uzdatnianie beztlenowe może powodować wytwarzanie biogazu — zwykle metanu — który może być wykorzystywany na różne sposoby, w tym do produkcji paliwa samochodowego lub wytwarzania energii elektrycznej.

 

Jak działają beztlenowe metody oczyszczania ścieków

Beztlenowe uzdatnianie ścieków wykorzystuje do rozbijania zanieczyszczeń inny proces biologiczny, który nie wymaga dodawania tlenu. W tym procesie ścieki przepływają z pierwszego stopnia oczyszczania bezpośrednio do zamkniętych zbiorników lub lagun, w których organizmy biologiczne, które nie wymagają tlenu, rozkładają zanieczyszczenia.

Proces ten również prowadzi do wytworzenia osadu czynnego, ale w znacznie mniejszej ilości niż w przypadku uzdatniania tlenowego.

 

Główne różnice między tlenowym i beztlenowym uzdatnianiem ścieków

Tlenowe i beztlenowe uzdatnianie ścieków to podobne procesy eliminacji zanieczyszczeń w ściekach, ale istnieją pewne kluczowe różnice w systemach, które umożliwiają te dwa rodzaje biologicznego oczyszczania ścieków.

Ze względu na zapotrzebowanie na tlen w procesie rozkładu tlenowego początkowe inwestycje w budowę takiego systemu mogą być wyższe. System aerobowego uzdatniania ścieków musi obejmować duże płytkie stawy, które umożliwiają mikroorganizmom w wodzie zetknięcie się z powietrzem lub zbiorniki, w których tlen jest wprowadzany do wody za pomocą pomp napowietrzających.

Z drugiej strony, proces rozkładu beztlenowego nie wymaga wprowadzania tlenu, co oznacza, że można go przeprowadzać w zamkniętych zbiornikach. W ten sposób konfiguracja systemu może być bardziej ekonomiczna niż w przypadku systemu tlenowego, ale proces ten jest wolniejszy. Ponadto uzdatnianie beztlenowe może powodować wytwarzanie biogazu — zwykle metanu — który może być wykorzystywany na różne sposoby, w tym do produkcji paliwa samochodowego lub wytwarzania energii elektrycznej.

Uzdatnianie aerobowe (tlenowe)

  • Wymagania:
    do działania procesu biologicznego wymagany jest tlen.
  • Efektywność energetyczna: 
    wymaga energii do wprowadzenia tlenu do procesu.
  • Proces odpowiedni do:
    ścieków o niskim lub średnim stężeniu (poniżej 1000 ppm), np. ścieków komunalnych i ścieków rafineryjnych.
  • Produkcja:
    stosunkowo duże ilości osadu czynnego; brak biogazu.
  • Używane urządzenia i technologie:
    złoża biologiczne, obrotowe reaktory biologiczne, rowy utleniające.

Uzdatnianie anaerobowe (beztlenowe)

  • Wymagania:
    wykorzystuje proces biologiczny, który nie wymaga tlenu.
  • Efektywność energetyczna:
    nie wymaga dodawania tlenu do zbiorników, co zapewnia większą wydajność energetyczną niż w przypadku uzdatniania aerobowego.
  • Proces odpowiedni do:
    ścieków o średnim i dużym stężeniu (powyżej 4000 ppm), np. ścieków z przemysłu spożywczego.
  • Produkcja:
    biogaz (metan i dwutlenek węgla); stosunkowo małe ilości osadu czynnego.
  • Stosowane wyposażenie i technologie:
    laguny beztlenowe, zbiorniki septyczne, komory beztlenowe, reaktory ze zbiornikami z ciągłym mieszadłem, warstwy osadu beztlenowego z przepływem w górę.

 

 

Dlaczego dokładne pomiary mają krytyczne znaczenie w oczyszczaniu ścieków biologicznych

Podczas zarządzania systemem biologicznego oczyszczania ścieków dokładne pomiary mają kluczowe znaczenie dla utrzymania wydajnego systemu, który działa tak, jak powinien.

Prawidłowe działanie systemu oczyszczania wymaga uwzględnienia wielu szczegółów, których nie można pominąć jeśli celem jest uzyskanie wydajnego systemu bez marnowania pieniędzy lub energii..

Rozpuszczony tlen i ścieki

Jedną z tych informacji jest rozpuszczony tlen (DO) oraz wymagana ilość i częstotliwość uzupełniania, gdy woda opuszcza zakład uzdatniania. Poziomy DO wymagają dokładnego monitorowania w celu zapewnienia zgodności zakładu oczyszczania z przepisami dotyczącymi zrzutów oraz ochrony środowiska.

Kolejnym obszarem, w którym ważne jest dokładne monitorowanie, jest energia wymagana do utrzymania systemu uzdatniania aerobowego. Zasilanie układu napowietrzania w procesie uzdatniania tlenowego może stanowić nawet 70% kosztów energii w oczyszczalni ścieków. Zakłady, które stosują stałe napowietrzanie, mogą również utrzymywać wyższy poziom DO od wymaganego, co powoduje straty pieniędzy i energii.

Monitorowanie rozpuszczonego tlenu (DO)

Staranne monitorowanie DO zwiększa wydajność napowietrzania, a wykonywanie pomiarów DO w trybie online pomaga zakładowi w dostosowaniu napowietrzania do wymagań związanych z obciążeniem organicznym.

Dzięki ciągłym procesom pomiaru i regulacji DO materiały biologiczne mają wystarczającą ilość tlenu do spożywania substancji organicznych, a jednocześnie zakład może oszczędzać energię poprzez ograniczenie napowietrzania, gdy to możliwe. Zapobiega to również nadmiernemu napowietrzaniu, co wpływa na procesy na dalszych etapach uzdatniania.

 

 

Produkty pokrewne


Czujniki pH i ORP

Firma HACH oferuje szeroki wybór analogowych i cyfrowych czujników pH oraz czujników ORP, które spełniają potrzeby klientów w zakresie monitorowania linii pod kątem poziomu pH lub ORP wody i innych płynów.

Kup teraz

Luminescencyjny czujnik tlenu rozpuszczonego LDO 2 sc

Sonda LDO ® nowej generacji firmy Hach (luminescencyjna metoda pomiaru stężenia tlenu rozpuszczonego w wodzie) nie wymaga kalibracji przez cały okres żywotności nasadki czujnika, który wynosi 2 lata. Dzięki temu może być od razu po wyjęciu z opakowania użyta do pomiaru tlenu rozpuszczonego w zakresie od 0 do 20 ppm.

Kup teraz

Czujniki azotanów N-ISE sc

Cyfrowa sonda jonoselektywna N-ISE sc firmy Hach do określania stężenia azotanów bezpośrednio w medium.

Kup teraz

Czujnik azotanu Nitratax sc

Cyfrowe optyczne sondy z rodziny Nitratax sc firmy Hach do precyzyjnego określania stężenia azotanów bezpośrednio w medium.

Kup teraz

Analizator amonu Amtax sc

Cyfrowy analizator Amtax sc firmy Hach z elektrodą gazoczułą jest przeznaczony do bardzo precyzyjnego oznaczania stężenia amonu bezpośrednio w procesie uzdatniania (instalacje zewnętrzne).

Kup teraz

System testów kuwetowych LCK

System testów kuwetowych LCK firmy Hach zapewnia szybkie i dokładne odczyty z użyciem fiolek z kodami kreskowymi, bez prób zerowych i dane kalibracyjne Truecal TM w celu zmniejszenia zmienności wyników.

Kup teraz
RTC-N and N/DN Software

Oprogramowanie RTC-N i N/DN

Proces napowietrzania, kontrola nitryfikacji/denitryfikacji

Optymalizuje procesy nitryfikacji poprzez regulację stężenia DO w czasie rzeczywistym poprzez ciągły pomiar obciążenia amoniakiem.

Zaprojektowane specjalnie do rowów utleniających i sekwencyjnych reaktorów wsadowych.

Kup teraz
undefined
undefined

 

undefined undefined