yazan: Kate
Email: kate@aquasust.com
Tarih: 18 Kasım 2024
Şu anda atık suyun biyolojik arıtılmasının uygulanmasındaki temsili prosesler esas olarak aktif çamur prosesini ve biyofilm prosesini içermektedir. Daha sonra, uzun yıllara dayanan üretim uygulamalarına ve teorik çalışmalara dayanarak, iki süreç yöntemi analiz edilecek ve karşılaştırılacaktır.
Aktif çamur prosesi
Süreç ve Prensip
Tipik bir aktif çamur prosesi, bir havalandırma tankı, bir çökeltme tankı, bir çamur geri dönüş sistemi ve bir fazla çamur uzaklaştırma sisteminden oluşur.
Kanalizasyon ve geri dönen aktif çamur, karışık bir sıvı oluşturmak üzere havalandırma tankına birlikte girer. Hava kompresör istasyonundan gönderilen basınçlı hava, kanalizasyondaki çözünmüş oksijen miktarını arttırmak ve aynı zamanda karışan sıvıyı da suda tutmak amacıyla havalandırma tankının alt kısmına yerleştirilen hava difüzyon cihazı vasıtasıyla küçük kabarcıklar halinde kanalizasyona girmektedir. Şiddetli bir ajitasyon ve askıya alma durumu. Çözünmüş oksijen, aktif çamur ve atık su tamamen karıştırılıp birbirleriyle temas ettirilir, böylece aktif çamur reaksiyonunun normal şekilde ilerlemesi sağlanır.
İlk aşamada kanalizasyondaki organik kirleticiler, geniş yüzey alanları ve polisakkarit viskoz maddeleri nedeniyle aktif çamur parçacıkları tarafından zoogloea yüzeyinde adsorbe edilir. Aynı zamanda, bazı makromoleküler organik maddeler, bakterilerin hücre dışı enzimlerinin etkisi altında küçük moleküler organik maddelere ayrışır.
İkinci aşamada mikroorganizmalar bu organik maddeleri emerek yeterli oksijen koşullarında oksitleyip ayrıştırarak karbondioksit ve su oluştururlar, bunun bir kısmı da kendi çoğalmaları ve üremeleri için kullanılır. Aktif çamur reaksiyonunun sonucu, kanalizasyondaki organik kirleticilerin parçalanması ve uzaklaştırılması, aktif çamurun çoğalması ve büyümesi ve kanalizasyonun arıtılmasıdır. Karışık sıvı, aktif çamur tarafından arıtıldıktan sonra ikincil çökeltme tankına girer; burada askıda kalan aktif çamur ve karışık sıvı içindeki diğer katı maddeler çökeltilir ve sudan ayrılır. Arıtılmış kanalizasyon, arıtılmış su olarak deşarj edilir. Çökeltme yoluyla konsantre edilen çamur, çökeltme tankının tabanından boşaltılır ve bunların çoğu, havalandırma tankındaki askıda katı konsantrasyonunu ve mikrobiyal konsantrasyonu sağlamak için aşılama çamuru olarak havalandırma tankına geri gönderilir; çoğalan mikroorganizmalar "çamur fazlası" olarak sistemden atılır. Aslında kirleticiler büyük ölçüde kanalizasyondan bu fazla çamura aktarılıyor.
Aktif çamur prosesinin prensibi görsel olarak şu şekilde ifade edilebilir: Mikroorganizmalar kanalizasyondaki organik maddeyi "yiyor" ve kanalizasyonu temiz suya dönüştürüyor. Yapay iyileştirme, kanalizasyon arıtmanın etkisi daha iyidir.
Biyofilm süreci
Biyofilm prosesi Proses Çeşitleri.
Islak tip: biyolojik filtre, biyolojik kule, biyolojik döner tabla.
Batık tip: temas oksidasyonu, filtre malzemesi filtre tankına batırılmış.
Akışkan yataklı tip: Biyolojik aktif karbon, tankta asılı ve akan kum ortamı.
Prensip: Evsel atık su büyük miktarda organik bileşen içerdiğinden, biyofilm işlemi, organik maddeyi parçalamak için taşıyıcının yüzeyine sabitlenen mikrobiyal filme dayanır. Mikrobiyal hücreler su ortamındaki uygun herhangi bir taşıyıcı yüzeye neredeyse sıkı bir şekilde bağlanıp büyüyüp çoğalabildikleri için hücrelerden uzanan hücre dışı polimerler, mikrobiyal hücrelerin lifli bir dolaşma yapısı oluşturmasına neden olur. Bu nedenle biyofilm genellikle gözenekli bir yapıya ve güçlü adsorpsiyon özelliklerine sahiptir.
Biyofilm taşıyıcının yüzeyine yapışır ve oldukça hidrofilik bir maddedir. Kanalizasyonun sürekli akışı durumunda, bunun dışında daima bir su tabakası bulunur.
Biyofilm aynı zamanda oldukça yoğun bir mikroorganizma maddesidir. Çok sayıda mikroorganizma ve mikro hayvan, zarın yüzeyinde ve içinde büyüyüp çoğalarak organik kirleticiler → bakteriler → protozoalardan (metazoa) oluşan bir besin zinciri oluşturur.
Biyofilm bakteri, mantar, alg, protozoa, metazoa ve diğer bazı görünür biyolojik topluluklardan oluşur. Kanalizasyon taşıyıcının yüzeyinden aktığında, kanalizasyondaki organik kirleticiler biyofilmdeki mikroorganizmalar tarafından adsorbe edilir ve oksijen biyofilme yayılır. Organik maddenin parçalanmasını tamamlamak için membranda biyolojik parçalanma ve diğer etkiler meydana gelir.
Biyofilmin yüzey tabakası aerobik ve fakültatif aerobik mikroorganizmalardan oluşurken, biyofilmin iç tabakası çoğunlukla anaerobik durumdadır. Biyofilm kademeli olarak kalınlaştığında ve anaerobik tabakanın kalınlığı aerobik tabakanın kalınlığını aştığında, biyofilmin dökülmesine yol açacak ve taşıyıcının yüzeyinde yeni bir biyofilm yeniden oluşacaktır. Biyofilmin periyodik olarak yenilenmesi sayesinde biyofilm reaktörünün normal çalışması sağlanır.
Biyofilmin yenilenmesi ve dökülmesi. Biyofilm reaktörünün normal çalışmasının sürdürülmesi, biyofilmin yenilenmesi ve dökülmesinin önemli bir parçasıdır. Biyofilmin yüzey tabakası aerobik ve fakültatif aerobik mikroorganizmalardan oluşurken, biyofilmin iç tabakası çoğunlukla anaerobik durumdadır. Biyofilm kademeli olarak kalınlaştığında ve anaerobik tabakanın kalınlığı aerobik tabakanın kalınlığını aştığında, biyofilmin dökülmesine yol açacak ve taşıyıcının yüzeyinde yeni bir biyofilm yeniden oluşacaktır.
Yenilenme ve dökülme süreci şu şekildedir:
İlk olarak, anaerobik zarın ortaya çıkma süreci:
Biri biyofilm;
İkincisi ise olgun biyofilmin genel kalınlığının artmaya devam etmesi ve oksijenin nüfuz edemediği iç kısmın anaerobik duruma geçmesi; her ikisi de bir anaerobik membran ve bir aerobik membrandan oluşur;
Üçüncüsü ise aerobik membranın organik madde bozunmasının ana yeri olması ve genel kalınlığın 2 mm olmasıdır.
İkincisi, anaerobik zarın kalınlaşma süreci:
Birincisi, anaerobik membran ile aerobik membran arasında dengesizliğe yol açan anaerobik metabolitlerin artması;
İkincisi, biyofilmin dolgu maddesi üzerine yapışma kabiliyetini zayıflatan gaz halindeki ürünlerin sürekli kaçmasıdır;
Üçüncüsü, saflaştırma işlevi zayıf olan ve düşmesi kolay, yaşlanan bir biyofilm haline gelmektir.
Üçüncüsü, biyofilmin güncellenmesi:
Birincisi, yaşlanan zarın dökülmesi ve yeni biyofilmin yeniden büyümesi;
İkincisi ise yeni biyofilmin saflaştırma fonksiyonunun daha güçlü olmasıdır.
Aktif çamur prosesi ile biyofilm prosesinin karşılaştırılması
Aktif çamur prosesinin avantajları ve dezavantajları.
Uzun bir süredir, kentsel evsel atık suların ikincil biyolojik arıtılmasında çoğunlukla şu anda dünyada en yaygın kullanılan ikincil biyolojik arıtma süreci olan aktif çamur prosesi benimsenmiştir. Aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Birincisi, geleneksel aktif çamur prosesi kullanıldığında, sermaye inşaat maliyeti, işletme maliyeti, enerji tüketimi genellikle yüksektir, yönetim daha karmaşıktır ve çamur birikmesi meydana gelmeye eğilimlidir; proses ekipmanı yüksek verimlilik ve düşük tüketim gereksinimlerini karşılayamaz.
İkincisi, kanalizasyon deşarj standartlarının sürekli sıkılaştırılmasıyla birlikte, nitrojen ve fosfor gibi besin maddelerinin kanalizasyona deşarjına ilişkin daha yüksek gereklilikler getirilmektedir. Nitrojen ve fosfor giderme işlevlerine sahip geleneksel kanalizasyon arıtma prosesleri çoğunlukla aktif çamur prosesini kullanır; çoğu zaman çok aşamalı bir reaksiyon tankı oluşturmak için birden fazla anaerobik ve aerobik reaksiyon tankının seri olarak bağlanmasını gerektirir ve nitrojenin amacına ulaşmak için iç dolaşımı arttırır. ve sermaye yatırımını ve enerji tüketimini artırması ve işletme ve yönetimi daha karmaşık hale getirmesi kaçınılmaz olan fosfor giderimi.
Üçüncüsü, aktif çamur prosesi büyük miktarda fazla çamur üretir, bu da çamurun detoksifikasyon işlemini gerektirir ve yatırımı arttırır.
Biyofilm işleminin avantajları ve dezavantajları.
Biyofilm süreci aynı zamanda kentsel kanalizasyonun ikincil biyolojik arıtımında da yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Aktif çamur prosesi ile karşılaştırıldığında aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Birincisi, biyofilmin kanalizasyon kalitesi ve miktarındaki değişikliklere güçlü bir şekilde uyum sağlama yeteneği vardır, yönetimi kolaydır ve çamur birikmesi meydana gelmez.
İkincisi, mikroorganizmalar taşıyıcının yüzeyine sabitlenir ve nesil süresi daha uzun olan mikroorganizmalar da çoğalabilir. Biyolojik faz daha bol, stabildir ve daha az fazla çamur üretir.
Üçüncüsü, düşük konsantrasyonlu kanalizasyonları arıtabilir. Ayrıca biyofilm işleminin eksiklikleri, biyofilm taşıyıcının sistem yatırımını arttırmasıdır; taşıyıcı malzemenin spesifik yüzey alanı küçüktür, reaksiyon cihazı sınırlı hacme ve düşük alan verimliliğine sahiptir ve kentsel kanalizasyonun arıtılması sırasında arıtma verimliliği aktif çamur prosesininkinden daha düşüktür; katı yüzeye yapışan mikroorganizmaların miktarının kontrol edilmesi zordur ve çalışma esnekliği zayıftır; Aktif çamur tedariği kadar yeterli olmayan oksijen tedariği için doğal havalandırma kullanılır ve anaerobik koşulların oluşması muhtemeldir.