Model clasic de tratare biologică a apelor uzate (pentru tratarea apelor uzate urbane) Operațiuni biologice

Recomandați documente

Model „clasic” de epurare biologică a apelor uzate (pentru epurarea apelor uzate urbane)

Utilizarea microorganismelor, culturilor de celule și țesuturi pentru sarcini tehnice. Activitatea controlată a microorganismelor (fermentare) (Fermentor - bioreactor) Scopul operațiilor tehnice este de a asigura condiții optime pentru fermentare (de exemplu, amestecare, alimentare cu oxigen, încălzire prin răcire ...). Operații biologice (deocamdată?) Nu pot fi înlocuite economic fie prin procese fizice, fie chimice.

Posibilități de caracterizare cantitativă a impurităților organice în lichid (apă):

Prin măsurarea CO2 obținut prin oxidarea completă (arderea) probei

Cererea de oxigen (TOD) a tuturor substanțelor organice și anorganice.Oxidarea catalitică pe baza măsurării pierderii în greutate O2.

Pe baza epuizării oxigenului obținut din oxidarea umedă a KMnO4, K2CrO4

Oferă rezultate relativ rapide „5 zile”

Caracterizează concentrația de materie organică biodegradabilă în apele uzate și reprezintă cantitatea de oxigen consumată în timpul biodegradării de către bacterii eterogene la un moment și o temperatură date.

„Materia primă” pentru fermentare este coloidul plutitor fin și materia organică dizolvată a apelor uzate.

produse de reacție Solid (creștere bacteriană) Proces biologic

Produse de reacție stabile dizolvate (HCO3-, NO3-, ...) Gaz (CO2, CH4, H2S, NH3, N2 ....)

Exemple de aplicații de fermentare: Operații neaseptice („nesterile”) de ex: -tratarea apelor uzate

Procariote: (fără nucleu real) • Bacterii

Caracteristici: • * Reproducere extrem de rapidă

Tehnici aseptice de exemplu: -producerea de antibiotice -producerea de proteine

Operații neaseptice cu inoculare, de exemplu, fermentarea laptelui

Eucariote: (nucleu adevărat, izolat)

Poate fi detașat prin operațiuni tehnice?

Mutare? Reproducerea „fenomenelor de viață” a metabolismului

(Pe baza acestora, observatorul distinge „neînsuflețit” de „viu”).

Separarea fazei solide

În reactoare (fermentatoare): de exemplu:-șanț de oxidare -sistem de nămol azim

„Activitățile de viață” necesită energie! Fotosinteză

Energie de origine chimică (reacție)

Diviziunea reactorului:

-rezervor de digestie a nămolului Reactoarele sunt dispozitive în care au loc reacții chimice și biochimice. Viteza reacției depinde de proprietățile reactanților și de proiectarea reactorului, în special de proprietățile hidraulice.

Reactoare cu tanc: contaminanți și bacterii dizolvate sau suspendate într-un mediu omogen (de exemplu, rezervor de aerare a nămolului aerat)

bacteriile se înmulțesc pe suprafața unei încărcături solide (de exemplu, corp de picurare, disc de scufundare)

Datorită structurii de amestecare, concentrația amestecului în compartimentul de retragere este omogenă. Apele uzate primite sunt imediat diluate (efectele toxice potențiale ale apelor uzate industriale sunt reduse)

-Pentru susținerea vieții -Culturism-Pentru reproducere

-Plante verzi (clorofile) -Alge fotosintetizante

Chimiotrofe: impurități organice forfetare și coloidale

Enzime care acționează în afara corpului (exoenzime)

Preluarea prin membrana celulară

Sinteza celulară (proliferare)

Descompunerea apelor reziduale organice este de obicei realizată de bacterii heterotrofe.

Degradarea compușilor de carbon în prezența sau absența O2 moleculară: microorganisme aerobe opționale

Oxidarea constituenților anorganici (în principal NH + 4) de către microorganismele autotrofe. Oxidarea substanțelor anorganice de către organismele chemoautrofe (bacterii nitrificante și sulfate): NH + 4

S-2 Degradare numai în prezența O2 molecular: aerobii obligați

Degradare în absența O2 molecular: anaerobi obligați

Toate microorganismele au nevoie de nutrienți anorganici, în formă absorbabilă, dizolvată, ionică: PO43-, NH + 4, SO42, oligoelemente.

Condiții externe (de mediu) ale operațiunilor biologice:

1. Prezența apei 2. Nutrienți (DBO5 organic, anorganic)

ion de absorbție fus dif

3. Temperatura dreaptă (viteza de reacție) 4. Ph dreapta

5. Substanțe toxice numai în concentrații mici (metale grele, acizi, alcali, aromatici, pesticide ...) -Psihofili: sub 20 oC -Mesofili: 20… 45 oC

produse CO2, NH3, CH4

-Termofili: Peste 50 oC Materia organică care trebuie descompusă

Sarcină tehnică: încălzire-răcire, alimentare cu oxigen

6. Concentrația de oxigen - la cerere:

- Aerob - Opțional - Anaerob

1. Ireversibil (starea finală poate fi dată de epuizarea uneia dintre componentele care reacționează)

2. Reacții eterogene (sisteme dispersate)

-Selecție: selecție naturală, reproducerea unor specii, posibilă dispariție a altora

3. Concentrația scăzută de reactivi și produse este tipică (importanța transportului materialului)

-adaptare: adaptarea celulelor la un mediu modificat (de exemplu, aportul de nutrienți schimbat):

4. Seria de reacții (consecutive) 5. Inhibarea produsului - inhibarea

inactiv -> stat activ - Comunități vii - biocoenoză => sistem extrem de flexibil

Cererea de oxigen dizolvată

Principalele metode de tratare a apelor reziduale biologice: 1. Corp de picurare -încărcat -disc disc 2. Nămol activat -aerare de suprafață-aer comprimat-șanț de oxidare 3. Izvor -aerob-anaerob-opțional

Umplutură: -piatra mărunțită -plastică - (dimensiune, volum de gol, suprafață)

-presedimentare eficientă - dimensiunea și calitatea membranei biologice - calitatea apelor uzate (toxicitate, încărcarea materiei organice, recirculare) - absorbția oxigenului - distribuția apei Una dintre cele mai fiabile metode de tratament biologic.

Ce taxă ați alege? De ce?

Lacuri de tratare a apelor uzate: Aerobic: 0,5 ... 1m adâncime, (sistem de nămol activat fără circulație, alge producătoare de oxigen, amestecare termică) Anaerob: mai adânc de 2m (condiții anaerobe complete)

Lac opțional: 1,2 ... 1,8 m adâncime. (suprafață aerobă, zonă de fund anaerobă (descompunere anaerobă a nămolului).

Materiale organice Bacterii heterotrofe

Materia organică Activitatea a patru faze, diferite grupuri bacteriene este CO2, CH4

Spălarea gazelor combinată cu tehnologia nămolului activat

-suprafață specifică ridicată - distribuție uniformă a sarcinii