Co je anaerobní čištění odpadních vod a jeho pracovní princip?

 

Tento článek poskytne přístupný úvod do anaerobní léčby a rozdělí ji do tří částí, aby vám pomohl objasnit, jak funguje a proč ji používáte.

 

1. Co je anaerobní čištění odpadních vod?

 

2. Jak funguje anaerobní čištění odpadních vod?

 

3. Mezi běžné typy anaerobních systémů čištění odpadních vod patří

 

4. Co by vám Aquasust mohl pomoci při anaerobním čištění odpadních vod?

 

 

Anaerobní čištění odpadních vod je biologický proces, při kterém mikroorganismy odbourávají organické polutanty za nepřítomnosti kyslíku. V základním cyklu anaerobního čištění se odpadní voda dostává do nádoby bioreaktoru. Bioreaktor obsahuje hustou polotuhou látku zvanou kal, která se skládá z anaerobních bakterií a dalších mikroorganismů. Tyto anaerobní mikroorganismy nebo „anaerobní bakterie“ tráví biologicky odbouratelné látky přítomné v odpadní vodě, čímž produkují nižší biologickou spotřebu kyslíku (BSK), chemickou spotřebu kyslíku (CHSK) a/nebo celkové suspendované pevné látky (TSS). Odpadní voda se používá jako vedlejší produkt bioplynu.

 

Anaerobní čištění odpadních vod se používá k čištění různých průmyslových odpadních vod ze zemědělství, potravin a nápojů, mléčných výrobků, celulózy a papíru a textilního průmyslu, stejně jako komunálních splaškových kalů a odpadních vod. Anaerobní technologie se obvykle používá pro toky s vysokými koncentracemi organických látek (měřeno jako vysoká BSK, CHSK nebo TSS), obvykle před aerobním čištěním. Anaerobní čištění se také používá pro speciální aplikace, jako je čištění odpadních proudů anorganickými nebo chlorovanými organickými látkami, a je velmi vhodné pro čištění teplých průmyslových odpadních vod.

 

 

Anaerobní čištění odpadních vod je biologické čištění, při kterém se anaerobní mikroorganismy používají k rozkladu a odstraňování organických znečišťujících látek v odpadních vodách. Ačkoli systémy anaerobního čištění mohou mít mnoho podob, obvykle zahrnují nějakou formu bioreaktoru nebo úložiště, které může udržovat prostředí bez kyslíku potřebné pro podporu procesu anaerobní digesce.

 

Proces anaerobního čištění odpadních vod zahrnuje dvě fáze: fázi acidifikace a fázi výroby metanu, přičemž obě jsou v dynamickém rovnovážném stavu. V počáteční fázi tvorby kyseliny rozkládají anaerobní bakterie složité organické sloučeniny na jednodušší těkavé organické kyseliny s krátkým řetězcem. Druhá fáze, nazývaná fáze výroby metanu, se skládá ze dvou kroků: výroba kyseliny octové, anaerobní bakterie syntetizují organické kyseliny za vzniku acetátu, vodíku a oxidu uhličitého; a produkce metanu, a pak anaerobní mikroorganismy působí na tyto nově vytvořené molekuly, tvoří metan a oxid uhličitý. Tyto vedlejší produkty mohou být recyklovány pro použití jako palivo a odpadní voda může být použita pro další čištění a/nebo vypouštění.

 

Podle specifických požadavků aplikace a požadavků na zařízení mohou být anaerobní vyhnívací systémy navrženy jako jednostupňová nebo vícestupňová zařízení, což znamená, že mohou být vybaveny samostatnými okyselovacími nádržemi a bioreaktorovými zařízeními.

 

 

Anaerobní laguna

 

Anaerobní laguny jsou velké uměle vytvořené rybníky, obvykle o velikosti 1-2 akrů a hloubce až 20 stop. Jsou široce používány při čištění zemědělských odpadních vod z výroby masa, stejně jako při čištění jiných průmyslových odpadních vod a jako primární krok čištění pro čištění městských odpadních vod. Odpadní voda je obvykle vedena potrubím na dno laguny, kde se usazuje a vytváří horní kapalnou vrstvu a vrstvu polotuhého kalu. Kapalná vrstva zabraňuje přístupu kyslíku k vrstvě kalu, což umožňuje procesu anaerobní digesce rozložit organickou hmotu v odpadní vodě. V průměru může tento proces trvat jen několik týdnů nebo až šest měsíců, než se úroveň BSK/CHSK dostane do cílového rozmezí. Anaerobní bakterie jsou prospěšné pro určité podmínky prostředí, jako je teplota teplé vody (85-95 stupeň F) a téměř neutrální pH. Udržování optimálních podmínek tedy zvýší aktivitu anaerobních mikroorganismů, a tím zkrátí dobu zadržování odpadních vod. Rychlost anaerobního dýchání může být také omezena mnoha faktory, včetně kolísání koncentrace BSK/CHSK a přítomnosti látek, jako je sodík, draslík, vápník a hořčík.

 

Anaerobní kalový reaktor

 

Reaktor s kalovým ložem je anaerobní čištění, při kterém odpadní voda prochází volně plovoucí „přikrývkou“ suspendovaných částic kalu. Když anaerobní bakterie v kalu stráví organické složky v odpadní vodě, množí se a shromažďují se do větších částic, které se usazují na dně nádrže reaktoru a mohou být recyklovány pro budoucí recyklaci. Vyčištěná odpadní voda vytéká ze zařízení směrem nahoru. Bioplyn vzniklý během procesu degradace je shromažďován sběrným krytem během celého cyklu čištění.

 

 

Upflow Anaerob Sludge Bed (UASB): Při čištění UASB je odpadní voda čerpána do dna bioreaktoru UASB a aplikována směrem vzhůru. Když odpadní voda protéká, způsobuje to plavení kalové vrstvy.

 

Expanded granulární kalové lože (EGSB): EGSB jsou velmi podobné technologii UASB. Klíčovým rozlišovacím faktorem je, že odpadní voda je recyklována systémem, aby se podpořil větší kontakt s kalem. Jsou také obecně vyšší než UASB a přítok pokračuje vyšší rychlostí. Proto ve srovnání se systémem UASB může EGSB zpracovávat proudy s vyšším obsahem organických látek.

 

Anaerobní přepážkový reaktor (ABR): ABR se skládá z polouzavřených oddílů oddělených střídavými přepážkami. Přepážka přerušuje plynulý tok odpadní vody a podporuje větší kontakt s vrstvou kalu, když kal proudí ze vstupu reaktoru do výstupu.

 

 

Anaerobní filtrační reaktor se skládá z reaktorové nádrže vybavené určitým pevným filtračním médiem. Anaerobní mikroorganismy se nechají usadit na filtračním médiu a vytvoří tzv. biofilmy. Filtrační média se liší systém od systému. Mezi běžné materiály patří plastové fólie a částice, stejně jako štěrk, pemza, cihly a další materiály. Nové filtrační médium musí být naočkováno anaerobními bakteriemi a může trvat několik měsíců, než se biofilm vytvoří do bodu, kdy může být zpracován na plnou kapacitu.

 

Během cyklu čištění proud odpadní vody prochází filtračním médiem, které se používá k zachycení částic v proudu a zároveň poskytuje dostatečnou povrchovou plochu pro vystavení anaerobních bakterií v biofilmu organickým materiálům přítomným v proudu. V průběhu času musí být výkon filtračního reaktoru pečlivě sledován, protože filtrační médium se nakonec ucpe nadměrným biofilmem a akumulací částic a pro udržení optimálního výkonu jsou nutné kroky údržby, jako je zpětné proplachování a čištění.