Transcript Procesy zachodzące w biologicznym etapie oczyszczania ścieków

Biologiczne oczyszczanie ścieków
Oczyszczanie ścieków metodami biologicznymi polega na rozkładzie
zanieczyszczeń w procesach biologicznego utleniania, to znaczy przy
dominującym udziale specyficznych grup mikroorganizmów (bakterii i
pierwotniaków).
Istnieją dwie formy biologicznego oczyszczania ścieków prowadzonego w
warunkach sztucznych (w oczyszczalniach ścieków):
- oczyszczanie na złożach biologicznych
- oczyszczanie w urządzeniach z osadem czynnym.
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Procesy zachodzące w biologicznym etapie oczyszczania ścieków:
1.
Tlenowy biochemiczny rozkład substancji organicznych.
Związki organiczne rozkładane są w wyniku działania
enzymów i wykorzystywane do syntezy nowych komórek
mikroorganizmów (przyrost biomasy) oraz utleniane do prostych
związków nieorganicznych, takich jak dwutlenek węgla, woda,
azotany, siarczany i fosforany. W wyniku tego procesu następuje
zmniejszenie stężenia BZT i ChZT w ściekach, przyrost masy osadu
i częściowe usuwanie zasymilowanego azotu i fosforu
Proces ten wymaga wprowadzania do ścieków tlenu,
czyli wymaga aeracji.
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Procesy zachodzące w biologicznym etapie oczyszczania ścieków:
2.
Nitryfikacja – będąca wynikiem działania autotroficznych bakterii
Nitrosomonas i Nitrobacter. Proces przebiega dwustopniowo:
3
Nitrosomonas
NH  O 2 
 NO 2  2 H   H 2 O
2

4
1
Nitrobacter
NO  O 2  NO 3
2

2
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Procesy zachodzące w biologicznym etapie oczyszczania ścieków:
3.
Denitryfikacja – desymilacja azotu w wyniku działania bakterii
heterotroficznych Achromobacter, Aerobacter, Baciluus. W tym
przypadku akceptorem elektronów w procesie oddychania zamiast
tlenu są azotany i azotyny:
 O2
 O2 ,  H2O
1
 O2
2
2HNO3 
 2HNO2 
 N 2 O  N 2
W czasie denitryfikacji, oprócz redukcji związków azotu, ulegają
rozkładowi również związki węgla. Wyraża się to obniżeniem
wartości ChZT.
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Procesy zachodzące w biologicznym etapie oczyszczania ścieków:
4.
Defosfatacja – usuwanie ze ścieków fosforu. Może być realizowana
na drodze:
-
biologicznej - w wyniku asymilacji przez biomasę biorącą udział w
procesie oczyszczania,
chemicznej – w wyniku strącania solami glinu, żelaza lub wapnia.
-
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Złoża biologiczne
W procesie rozkładu zanieczyszczeń organicznych na złożach
biologicznych bierze udział biomasa osiadła na materiale stanowiącym
wypełnienie złoża, tj. na kształtkach lub pakietach z tworzyw
sztucznych (w złożach zraszanych) bądź tarczach (w złożach
tarczowych).
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Układy technologiczne złóż biologicznych:
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Urządzenia osadu czynnego:
W odróżnieniu od złóż biologicznych w urządzeniach osadu czynnego
zastosowana jest biocenoza wolno pływająca, zawieszona w
oczyszczanej cieczy.
Urządzenia osadu czynnego stosowane do biologicznego oczyszczania
ścieków mogą mieć postać:
– jednostopniowego reaktora biologicznego ,
– trzystopniowego reaktora biologicznego,
– reaktor typu CARROUSEL,
– reaktor sekwencyjny typu SBR.
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Układy technologiczne urządzeń osadu czynnego:
Biologiczny etap oczyszczania
ścieków w reaktorze SBR
I faza
Napełnianie reaktora ściekami z mieszaniem.
II faza
Po napełnieniu reaktora rozpoczyna się faza reakcji. Odbywa się
napowietrzanie zawartości reaktora.
III faza
Po wyłączeniu się turbiny następuje sedymentacja osadu czynnego
IV faza
Następuje odprowadzenie oczyszczonych ścieków .
Załącza się dekanter i odprowadza sklarowane ścieki
(oczyszczone) do odbiornika
V faza
Po usunięciu sklarowanych ścieków oczyszczonych następuje
odprowadzenie osadu nadmiernego. Po odprowadzeniu osadu
reaktor jest gotowy do następnego cyklu
Fazy pracy reaktora SBR
przy usuwaniu związków węgla, azotu i fosforu:
Fazy pracy reaktora SBR
przy usuwaniu związków węgla, azotu i fosforu:
a)
faza napełniania anoksycznego – w komorze panują warunki
niedotlenienia (anoksyczne),
b) faza beztlenowa – występująca przy wyłączonym napowietrzaniu.
Początkowo następuje denitryfikacja azotanów (warunki
anoksyczne), następnie uwalnianie fosforu do ścieków (warunki
anaerobowe),
c)
faza napowietrzania – usuwanie związków węgla, nitryfikacja,
pobieranie fosforu ze ścieków przez bakterie,
d) sedymentacja – przy wyłączonych urządzeniach mieszających i
napowietrzających reaktor zamienia się w osadnik,
e)
faza spustu ścieków oczyszczonych
f)
faza spustu osadu nadmiernego