вступ
Анаеробне біологічне очищення – це процес очищення стічних вод, який розщеплює органічні забруднювачі за відсутності кисню. Він покладається на анаеробні мікроорганізми для перетворення складних органічних сполук у простіші речовини, насамперед метан (CH₄) і вуглекислий газ (CO₂). Цей метод широко використовується-для стабілізації промислових стічних вод і осаду високої міцності завдяки його енергоефективності та низькому утворенню осаду.
Переваги анаеробної обробки над аеробною
1. Вища здатність до органічного завантаження
- Типове навантаження мулу (F/M) для анаеробного очищення промислових стічних вод становить0,5–1,0 кг БПК₅/(кг MLVSS·день), що більш ніж вдвічі перевищує аеробні процеси (0,1–0,5 кг БПК₅/(кг MLVSS·день)).
- Через відсутність обмежень на перенесення киснюMLVSS (змішані леткі зважені тверді речовини)в анаеробних системах може досягати5–10 разіваеробних систем.
- Органічне об’ємне навантаження для анаеробної обробки становить5–10 кг БПК₅/(м³·день), порівняно лише з0,5–1,0 кг БПК₅/(м³·день)для аеробного лікування-а10-кратна різниця.
2. Менше утворення осаду та краща якість осаду
- Виробляє тільки анаеробне очищення5%–20%біомаси, що утворюється в аеробних процесах.
- Виробляють аеробні методи0,25–0,6 кг мулу на кг видаленого ГПК, тоді як анаеробні методи дають лише0,02–0,18 кг, з кращою здатністю до зневоднення.
- Також анаеробне зброджуваннязнищує яйця паразитівв мулі, покращуючи його гігієнічну та хімічну стабільність, зменшуючи витрати на утилізацію мулу.
3. Нижчі потреби в поживних речовинах і операційна гнучкість
- Анаеробні мікроби потребуютьлише 5%–20%поживних речовин (N, P), необхідних для аеробних процесів, що робить їх придатними для-бідних стічних вод.
- Анаеробні мікроорганізми залишаються активними протягоммісяців або навіть роківбез значного зниження та може швидко перезавантажуватися після завершення роботи, дозволяючипереривчаста робота(ідеально підходить для сезонних стічних вод).
4. Енергозбереження та виробництво метану
- Аеробне лікування споживає0,5–1,0 кВт/годелектроенергії на кг ХПК, видаленого на аерацію, а анаеробні системивиключити витрати на аерацію.
- Анаеробне зброджуваннявиробляє метан, даючи оver 12 000 кДж енергії на кг вилученого ГПК.
- Відсутність проблем з утворенням піни (на відміну від аеробної обробки стічних вод,-що містять поверхнево-активні речовини).
5. Зменшення забруднення повітря та ширша здатність до деградації
- Аеробна аерація можевипаровувати органічні сполуки, спричиняючи забруднення повітря, тоді як анаеробні системи уникають цієї проблеми.
- Анаеробні мікроби можутьрозкладають певні стійкі сполуки(наприклад, хлоровані вуглеводні), які аеробні бактерії не можуть.
6. Комплексна мікробна синергія для посиленого розкладання
- Анаеробне зброджування залучає різноманітні мікробні спільноти, які працюють разом, уможливлюючи розщеплення важко{0}}-розкладаної органіки, яку аеробна обробка не може повністю обробити.
Недоліки анаеробної обробки
1. Повільний мікробний ріст і довший час запуску
- Анаеробні мікроби ростуть повільно, вимагаючитриваліші періоди запуску та час гідравлічного утримання (HRT)ніж аеробні системи.
2. Стічні води потребують подальшої очистки
- Часто анаеробні стокине відповідає нормам зливуі має бутиполірований аеробною обробкою.
3. Додаткова лужність необхідна для стічних вод з низьким -C/N
- Стічні води з низькою-концентрацією або-C/N можуть мати недостатню лужність, що вимагаєдодавання зовнішньої лужності.
4. Нагрівання, необхідне для мало{1}}стічних вод
- Якщо вироблення метану недостатнє для підтримки оптимальних температур(30–38 градусів), зовнішній обігрівнеобхідно.
5. Ризик вибуху від метану
- Біогаз (CH₄ + CO₂ + H₂S) єлегкозаймисті та вибухонебезпечні, вимагаючиконструкції вибухозахищених{0}}реакторів.
6. Чутливість до токсичних сполук
- Хлоровані аліфатичні та інші токсинипригнічують метаногениважче, ніж аеробні гетеротрофи; неправильна робота може дестабілізувати систему.
7. Потрібен строгий контроль температури
- Низькі температуризначно знизити працездатність, а оперативне управління єбільш складнийніж в аеробних системах.
8. Запах H₂S і проблеми з корозією
- У стічних водах утворюється сульфат (SO₄²⁻).H₂S, викликаючизапахиікорозія в трубах, двигунах і котлах.
- Зниження сульфату такожспоживає органічні речовини,зниження виходу метану.
9. Відсутність нітрифікації
- Анаеробні системине може нітрифікувати аміак; потрібна оптимальна мікробна активністьРівень NH₃-N 40–70 мг/л.