Cea mai importantă problemă a biotehnologiei de mediu este tratarea apelor reziduale. Nevoia de apă datorată creșterii orașelor. Dezvoltarea rapidă a industriei, intensificarea agriculturii este enormă. Evacuarea anuală de apă pe glob pentru toate tipurile de alimentare cu apă este de 3300-3500 m 3. în timp ce în agricultură - 70% din consumul total de apă. Pentru producția de metalurgie, celuloză și hârtie, energie, metalurgie feroasă și neferoasă a populației, este necesară și o cantitate mare de apă. Cea mai mare parte a acestei ape după folosire se întoarce în râuri și lacuri sub formă de canalizare.
Obiectivul principal al tratării apelor reziduale este îndepărtarea compușilor organici și anorganici suspendați, solubili din acestea, până la concentrații care nu depășesc concentrația maximă admisă (MPC) specificată anterior. Întreprinderile la nivel de oraș includ mai multe etape de purificare: primar (mecanic), secundar (biologic), complet (post-tratament). Tratarea biologică a apelor uzate menajere se efectuează în condiții aerobe sau anaerobe. Apele uzate din orașe sunt deseori curățate în aerobi.
Dispozitive și tehnologii moderne pentru tratarea apei. În procesele care implică nămol activ, tipul principal de echipament este un reactor biologic aerat prin curgere (rezervor de aerare). Aerotank este conectat cu un bazin în care apa este clarificată. O parte a nămolului colectat în baia de ulei, în mod normal reintră în bioreactor, în care există continuu reactor nămol inoculare. În plus, recircularea crește durata medie de rezidență a nămolului în sistem, permițând astfel microorganismelor prezente în acesta să se adapteze la substanțele nutritive disponibile. Yl ar trebui să rămână în bioreactor aerobic suficient de lung pentru a oxida toate adsorbit apei reziduale organice veschestva.Diagramma fluxuri instalații industriale tipice pentru tratarea tratamentului folosind nămol activ este indicat în Figura 14. 9.
Fig. 14,9. Tratarea apei reziduale în uz
Aerotank este conectat cu un bazin în care apa este clarificată. O parte din nămolul colectat în bazin este, de obicei, reintrodus în reactorul biologic, rezultând o inoculare permanentă a nămolului. În plus, recircularea crește durata medie de rezidență a nămolului în sistem, permițând astfel microorganismelor prezente în acesta să se adapteze la substanțele nutritive disponibile. Nămolul trebuie să rămână în bioreactorul aerobic suficient de lung și să oxideze toate materiile organice adsorbite.
Filtru biologic de scurgere. În versiunea pe scară largă a tratării apelor reziduale cu nămol activ, se folosesc așa-numitele filtre biologice de scurgere sau de percolare.
Într-un filtru biologic, populațiile de microorganisme există sub forma unei pelicule sau a unui strat mucus pe suprafața unei duze solide, care umple rezervorul (fracțiunea vidă este de aproximativ 0,5%); în astfel de condiții, aerul intră ușor în straturile inferioare ale duzelor. Utilizarea termenului "filtru" pentru a descrie acest sistem de purificare a apei nu este în întregime reușită, deoarece mecanismul de neutralizare a impurităților nu este legat de închiderea lor mecanică, ci de procesele de legare și oxidare biologică.
Apele uzate care urmează să fie purificate sunt contactate în principal cu partea superioară a stratului fix a cărui grosime este tipic de la 1 până la 3 m. Apa reziduală se alimentează continuu prin duza, duza dispus deasupra patului fix sau intermitent, cu ajutorul unui aspersor rotativ.
Viteza de curgere a apei reziduale trebuie să fie suficient de scăzută încât stratul de duze să nu intre sub apă. Pentru a asigura o rată de transfer de oxigen dorit introducerea sistemului apa uzată trebuie să curgă în jurul duzei acoperite cu mucus strat suficient de subțire, fără a afecta respirația microorganismelor aerobe, care sunt pe suprafața exterioară a filmului. Aerul circulă prin filtrul biologic datorită schimbului natural de aer. Forța motrice a schimbului de aer este diferența de temperatură creată în filtru datorită oxidării biologice a poluanților prezenți în apele reziduale.
Intrările de aer și conductele de ventilație asociate (amplasate în interiorul filtrului) permit aerului să intre în straturile inferioare și intermediare ale duzei.
Dispozitivul de biofilter aerobic. Biofiltrele sunt structuri cu pereți solizi și un fund dublu: fundul superior, sub formă de zăbrele, fundul solid (Figura 14.10).
În biofiltre, celulele microbiene sunt imobilizate pe suprafața unui purtător poros. Decontaminarea constantă periodic periodic irigă suprafața biofilterului. Se scurg prin materialul de filtru, vin în contact cu biofilmul, substanțele organice sunt sorbate pe suprafața celulelor microbiene și oxidate în procesul de metabolizare microbiană. La niveluri diferite de biofilter, se creează cenozele lor de microbi, care uneori diferă dramatic în compoziție. Acest lucru se datorează faptului că, deoarece apele reziduale trec prin biofilter, datorită activității vitale a cenozei anterioare, caracteristica contaminării organice a apei care se încadrează la nivelul următor se schimbă.
Fig. 14.10.Construcția biofilterului aerobic
Figura arată că elementele de filtrare sunt aranjate de sus în jos și formează 6 straturi, fiecare având următoarele funcții:
1 strat. Bacteriile nu numai că locuiesc întreaga masă a filmului biologic al stratului superior, ci și mineralizează substanțele organice. Și aici se dezvoltă microflora, asimilând conexiunile luminoase la viteză mare.
2 strat. Verde și albastru - alge verzi proliferează în straturile superioare ale biofiltrul zona oarecum mai adânc irigate, și anume la nivelul de aproximativ 10 cm Ele produc oxigen și volatil ..
3 strat. Mai jos, la o adâncime de 10-59 cm, există diatome vii care nu au nevoie de lumină, dar necesită oxigen.
4 strat. Prin intermediul progresului în continuare, se produce consumul de componente mai greu de digerat ale amestecului și se dezvoltă bacteriile care degradează compușii cu înaltă moleculară.
5 strat. Cel mai simplu, trăind în acest strat, se hrănește cu bacterii.
6 strat. În stratul cel mai de jos al filtrului biologic este o zonă de viermi. Viermii fac pasaje între particulele de zgură, slăbesc filmul biologic și astfel facilitează accesul la oxigen.
Tratarea extinsă a apelor reziduale. Domeniile de filtrare sunt terenurile special amenajate destinate exclusiv purificării. Acestea sunt hrănite cu cantitatea maximă de lichid. Acestea sunt zone cu soluri de nisip ușor bine drenate. Apa reziduală care le este evacuată este filtrată încet prin sol (Figura 14.11). Potențialul solului pentru auto-purificare nu este nelimitat. Din acest motiv, apa reziduală pentru această metodă trebuie diluată cu trei și cinci ori mai multă cantitate de apă potabilă tehnică și economică pentru a separa solidele în suspensie conținute în aceasta.
Câmpurile de irigare sunt terenuri destinate tratării apelor uzate și cultivării plantelor agricole; apa este alimentată după cum este necesar (Figura 14.12).
Fig. 14.13 Iazuri biologice
Canalizarea, clarificată anterior, este alimentată în brazde speciale, se scurge în sol, unde substanțele organice sunt oxidate de microorganismele din sol. Procesul de auto-purificare a apei se efectuează în aceste cazuri în detrimentul activității vitale a diferitelor grupuri de organisme din sol - bacterii, fungi inferiori, alge, protozoare, viermi și artropode. precum și a florei bacteriene a fluidului rezidual. Principalele procese apar în straturile superioare ale solului (0-40 cm).
Iazurile biologice sunt corpuri de apă artificiale, asemănătoare cu iazurile naturale, cu o adâncime de aproximativ 1 m, conectate în serie unul cu celălalt. Canalizarea din biofiltri sau aerotonci intră în iazuri, trece prin ele și este filtrată. În iazurile biologice, coloniile de microorganisme se mișcă liber în apă. Oxigenul intră prin suprafață și ca urmare a fotosintezei algelor. Concentrarea materiei organice nu ar trebui să fie prea mare, altfel numărul de microorganisme va crește, se va consuma tot oxigenul, vor prevala procesele anaerobe și va apărea o contaminare secundară a apei. Iazurile colonizează cu crap oglinzi și rațe de rasă care împiedică formarea mucegaiului. care acoperă suprafața iazului. Lichidul purificat în iazuri are o mare transparență, dar conține un plancton abundent (Figura 14.13).
Autocurarea rezervoarelor. Apa și solul sunt locuite de un număr mare de microorganisme diverse. Prin urmare, ele descompun în mod constant substanțe organice, ceea ce duce la autocurățirea rezervoarelor și a solului din multe substanțe. Indicii cantitativi ai poluarii apei sunt numarul microbian, colitetr si indicele coliform. Apă puternic poluată - mai mult de 10000 de celule de Escherichia coli pe 1 litru, satisfăcătoare - 10 celule pe 1 litru, apă bună de băut - 3 bacterii pe 1 litru sau mai puțin.
Apa este un habitat natural al multor microorganisme, cu cât sunt mai bogate în substanțele organice, cu atât mai mulți microbi conțin. Il conține mult mai multe bacterii decât apa în sine.
În zona de apă pură nu există materie organică. Stratul superior al nămolului este cel mai bogat în bacterii. În această zonă conține de la 1 mie la 10 mii de bacterii în 1 ml, E. coli este absent. În zona de poluare medie există mai puțină materie organică, are loc mai multă mineralizare. Cu o contaminare puternică a microorganismelor de apă absorb substanțele organice și cantitatea lor crește brusc. Populația a crescut de microorganisme utilizează aproape tot oxigenul în evoluție anaerobă microfloră putrezită, incluzând bacteriile reducătoare de sulfat, ca rezultat al vieții care iese hidrogen sulfurat distruge microorganismele au nevoie de oxigen.
Prezența Escherichia coli indică contaminarea apei cu excreția animalelor și a oamenilor, ca urmare a pericolului de răspândire a infecției prin utilizarea apei respective. Contaminarea fecală a apei este determinată de prezența în ea a bacteriilor Bacterium parapolli și Bacillus aerogenos. În străinătate, microbul indicator este Streptococcus recalis.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: