Биологическая очистка - это использование микроорганизмов для разложения органических веществ в сточных водах, в основном подразделяется на анаэробную и аэробную биологическую очистку.
Анаэробная биологическая очистка: Принцип анаэробной биологической очистки заключается в использовании анаэробных микроорганизмов для метаболизма органических веществ в бескислородной среде, превращая их в метан (CH4), углекислый газ (CO2) и некоторые другие промежуточные продукты. Этот процесс известен как анаэробное сбраживание.
Аэробная биологическая очистка: В аэробных условиях микроорганизмы в процессе дыхания превращают органические вещества в углекислый газ и воду, а также удаляют загрязняющие вещества, такие как аммиачный азот и фосфор.
В процессе анаэробной очистки необходимо контролировать следующие параметры:
pH
Анаэробные микроорганизмы чувствительны к рН среды, особенно в кислых или щелочных условиях, когда их метаболическая активность может быть подавлена. Оптимальный диапазон рН для большинства анаэробных микроорганизмов составляет 6,5-8,0. Мониторинг pH помогает определить, находится ли система в подходящих условиях окружающей среды, и предотвратить чрезмерное подкисление или подщелачивание.
Растворенный кислород (DO)
При анаэробной обработке растворенный кислород должен быть близок к нулю, поскольку анаэробные микроорганизмы растут в бескислородной среде. Если концентрация растворенного кислорода слишком высока, она может подавлять активность анаэробных микроорганизмов. Для обеспечения анаэробной среды концентрацию растворенного кислорода обычно контролируют с помощью кислородного электрода (например, датчика DO).
Химическая потребность в кислороде (ХПК)
ХПК является важным показателем концентрации органических веществ в сточных водах. Целью анаэробной очистки является разложение органических веществ за счет активности микроорганизмов, что позволяет снизить ХПК сточных вод. Регулярный мониторинг ХПК помогает оценить эффективность удаления загрязняющих веществ в процессе анаэробной очистки и определить, достигнут ли желаемый уровень очистки.
Общий азот (TN) и аммонийный азот (NH₃-N)
Источники азота, такие как аммонийный азот, также могут быть разложены в процессе анаэробной очистки, особенно в подходящих условиях, когда анаэробная денитрификация может удалить азот. Мониторинг концентраций общего азота и аммонийного азота помогает оценить эффективность удаления азота и предотвратить попадание избыточного азота в водоемы ниже по течению, что может привести к эвтрофикации.
Температура
Температура напрямую влияет на активность анаэробных микроорганизмов. Процесс анаэробного сбраживания наиболее эффективен в диапазоне температур 30-40°C (мезофильное анаэробное сбраживание). Слишком высокая или слишком низкая температура может повлиять на скорость реакции и эффективность обработки. Поддержание температуры в оптимальном диапазоне имеет решающее значение для бесперебойной работы анаэробного процесса.
Почти все датчики качества воды KACISE оснащены датчиками температуры.
В процессе аэробной очистки необходимо контролировать следующие параметры:
Растворенный кислород (DO)
Растворенный кислород необходим для метаболизма аэробных микроорганизмов. Микроорганизмам необходим кислород для аэробного дыхания, чтобы разлагать органические вещества. Если концентрация растворенного кислорода слишком низкая, это может привести к снижению активности микроорганизмов, что повлияет на эффективность очистки. Если концентрация растворенного кислорода слишком высока, это может привести к трате энергии. Уровень растворенного кислорода обычно контролируется в режиме реального времени с помощью датчиков DO, чтобы убедиться, что он остается в пределах соответствующего диапазона (обычно 2-4 мг/л).
pH
pH влияет на метаболическую активность микроорганизмов и эффективность разложения органических веществ. Аэробные микроорганизмы наиболее активны в нейтральной или слабощелочной среде. Чрезвычайно кислые или щелочные условия могут подавить активность микроорганизмов и даже привести к отказу системы. Для обеспечения нормального микробного метаболизма обычно поддерживается кислотность в диапазоне 6,5-8,5.
Химическая потребность в кислороде (ХПК)
Химическая потребность в кислороде (ХПК) - это общий показатель концентрации органических веществ в сточных водах. Более высокое значение ХПК указывает на более высокую концентрацию органических загрязнителей в воде. Основная цель аэробной очистки - удалить эти органические вещества и снизить ХПК. Регулярный мониторинг концентрации ХПК в притоке и стоке помогает оценить эффективность аэробной очистки. Аэробная очистка может значительно снизить ХПК сточных вод, а ХПК сточных вод обычно требуется для соответствия нормативным стандартам.
Биохимическая потребность в кислороде (БПК)
БПК отражает биологическую потребность в кислороде для разложения органических веществ в воде. Это важный показатель качества воды и уровня загрязнения. В процессе аэробной очистки микроорганизмы разлагают органические вещества, содержащиеся в БПК, на углекислый газ и воду посредством аэробного дыхания. Регулярное измерение значений БПК используется для оценки эффективности удаления загрязнений системой очистки. БПК5 (пятидневная биохимическая потребность в кислороде), как правило, является наиболее часто контролируемым показателем.
Аммонийный азот (NH₃-N)
Аммонийный азот является одним из распространенных загрязнителей азота в сточных водах. Аэробные микроорганизмы могут превращать аммонийный азот в нитрат путем нитрификации. Если концентрация аммонийного азота слишком высока, она может подавить активность микроорганизмов и повлиять на эффективность очистки. Мониторинг концентрации аммонийного азота обеспечивает эффективное удаление из системы, предотвращая вторичное загрязнение окружающей среды.
Общий азот (TN)
Общий азот включает аммонийный азот, нитратный азот и другие формы азота. Реакции нитрификации при аэробной очистке преобразуют аммонийный азот в нитратный азот. Однако чрезмерная нитрификация может привести к накоплению нитратного азота. Мониторинг концентрации общего азота, особенно в системах с удалением азота, обеспечивает бесперебойную нитрификацию и предотвращает чрезмерное накопление азота.
Температура
Температура оказывает большое влияние на скорость метаболизма микроорганизмов и эффективность обработки. Как правило, микроорганизмы наиболее активны в диапазоне температур 20-35°C. Если температура слишком высока или слишком низка, это повлияет на рост микроорганизмов и эффективность очистки сточных вод. Датчики температуры используются для контроля температуры в реакторе и обеспечения ее поддержания в оптимальном диапазоне.
Общее количество взвешенных твердых частиц (TSS)
TSS отражает концентрацию взвешенных твердых частиц в воде. В процессе аэробной очистки взвешенные вещества в сточных водах обычно разлагаются микроорганизмами (например, активный ил). Чрезмерное содержание TSS может привести к засорению системы, что повлияет на поток сточных вод. Контроль концентрации TSS предотвращает чрезмерное накопление взвешенных частиц, обеспечивая микробную активность и пропускную способность сточных вод в реакторе.
Смешанные взвешенные твердые частицы (MLSS)
MLSS - это концентрация взвешенных твердых частиц в смешанном растворе, включая активный ил и непереваренное органическое вещество. Концентрация MLSS влияет на эффективность системы аэробной очистки. Концентрация MLSS обычно регулируется в диапазоне 2000-5000 мг/л, чтобы обеспечить достаточное количество микроорганизмов для разложения органического вещества в воде.
