Зад много индустриални производствени процеси, големи обеми ототпадъчни води, богати на органични веществаматерията се генерира ежедневно. Тези отпадъчни води се характеризират с висока концентрация и трудно се пречистват. За справяне с тези „предизвикателни отпадъчни води“ широко се прилага технология, известна като „върховното оръжие“:анаеробно третиране. И така, как точно работи? И защо заслужава такова заглавие?
► Какво е анаеробно лечение?
Просто казано,анаеробното третиране е процес, който използва специфични микробни общности за разграждане и смилане на органична материя във вода в среда без{0}}кислород.За разлика от по-познатото аеробно третиране, което изисква вкарване на кислород, това е по-скоро тихо, но ефективно „микробно пиршество“, провеждано в затворено пространство.
► Защо е „Върховното оръжие“?
Първо, той може да „смила“ отпадъчни води с изключително висока-концентрация.В сравнение с аеробното третиране, анаеробната система може да понесе и преработи много по-високо натоварване от органични замърсители на единица обем, което я прави особено умела при обработката на органични отпадъчни води с висока-концентрация от индустрии катопреработка на храни, пивоварство и биофармацевтика.Това означава, че в рамките на същия отпечатък капацитетът му за третиране е много по-голям.
Второ, може да преобразува замърсителите в енергия.Това е най-завладяващата му характеристика. По време на процеса на обработка, тъй като микроорганизмите разлагат органичната материя, те произвеждат биогаз, който се състои основно от метан.Този биогаз може да се събира и използва за генериране на електричество или топлинна енергия, постигайки фундаментална промяна от „изразходване на енергия за пречистване на отпадъчни води“ към „възстановяване на енергия от отпадъчни води“.
Трето, експлоатационните му разходи са по-ниски.защотоне изисква непрекъснато издухване на въздух за аериране, консумацията му на електроенергия е много по-ниска от тази на конвенционалния аеробен процес с активна утайка.В същото време растежът на микробите е по-бавен по време на целия процес, което води до много по-малко количество излишно производство на утайки, което допълнително намалява тежестта и разходите за обработка и изхвърляне на утайки.
► Основен принцип: Прецизно координирано сътрудничество
Анаеробното третиране не е единична реакция, а три-етапен процес, предаван от множество видове микроорганизми.
Първата стъпка е хидролиза и ацидогенеза.Сложните-молекулни органични съединения, като нишесте, протеини и мазнини, първо се разграждат на малки молекули като монозахариди и аминокиселини от хидролитични бактерии. След това тези малки молекули се ферментират от ацидогенни бактерии и се превръщат в летливи мастни киселини (VFA), алкохоли, водород и въглероден диоксид.
Втората стъпка е метаногенезата, която е ключът към целия процес.На сцената излизат метаногените, специалистите за този етап. Те основно използват оцетната киселина (вид летлива мастна киселина), произведена в предишния етап, или директно използват водород и въглероден диоксид, като в крайна сметка ги синтезират в метан. В този момент органичното замърсяване в отпадъчните води е значително отстранено и трансформирано в полезен биогаз.
► Ключовото „оборудване“ за постигане на този процес
За да се гарантира, че този „пир -без кислород“ протича ефективно и стабилно, са необходими сложни „реактори“. Сред тях,одеялото за анаеробна утайка с възходящ поток (UASB)реактор е широко прилагана класическа технология. Неговата сърцевина лежи във високо-концентрирания „пласт на гранулирана утайка“, образуван на дъното на реактора. Отпадъчните води текат нагоре през това легло, позволявайки пълен контакт между гранулите на утайката и замърсителите, докато генерираният биогаз подпомага смесването. Реакторът с разширени гранулирани утайки (EGSB) може да се разглежда като подобрена версия на UASB. Чрез включването на система за рециркулация, той постига по-високи скорости на възходящ поток, което води до по-задълбочено смесване и контакт между утайките и отпадъчните води, като по този начин му позволява да обработва отпадъчни води с по-високи концентрации или по-голяма сложност.
► Разбиране на неговите ограничения: нито една технология не е перфектна
Въпреки изключителните си предимства, анаеробното третиране не е "панацея". Разбирането на неговите недостатъци е от ключово значение за ефективното му прилагане.
★ Стартирането изисква търпение:Ключовите метаногени в системата растат бавно, така че стартирането и микробната аклиматизация на нова система често изискват значително време.
★ Чувствителност към условията на околната среда:Метаногените са много деликатни. Токсичните вещества в отпадъчните води, като сулфиди, определени йони на тежки метали и дезинфектанти, могат сериозно да потиснат тяхната дейност или дори да причинят повреда на системата.
★ Строги температурни изисквания:Повечето системи изискват относително топла среда (обикновено в мезофилния диапазон) за стабилна работа. Ниските температури могат значително да повлияят на ефективността на обработката и производството на биогаз.
★ Обикновено не може да постигне стандартите за освобождаване от отговорност сам:Анаеробното третиране премахва предимно органични вещества и има ограничен капацитет за отстраняване на хранителни вещества като азот и фосфор. Следователно, той често служи като "авангард" на пречиствателния влак и трябва да бъде последван от последващи процеси, като аеробно третиране, за да се гарантира, че крайният отпадъчен поток напълно отговаря на стандартите за заустване.
В заключение, с високата си ефективност при пречистване на отпадъчни води с висока -концентрация, характеристиките си за-произвеждане на енергия и ниските си оперативни разходи, анаеробното пречистване наистина играе ролята на „основно оръжие“ в областта на пречистването на органични отпадъчни води, особено за промишлени отпадъчни води. Това обаче е и технология, която изисква прецизен дизайн и управление. Чрез използване на силните му страни, като същевременно смекчава слабостите му и го поставя в подходящия етап от процеса на лечение, неговата „крайна“ сила може да бъде напълно реализирана.