9.6: Очищення стічних вод

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18966

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Хоча існує багато видів стічних вод залежно від того, де вода була використана, найбільш поширене очищення стічних вод застосовується до стічних вод, що складаються з води, яка пройшла через муніципальну систему розподілу води. Найпоширеніший забруднювач міських стічних вод складається з біологічно розкладається органічної речовини, скорочено {CH ₂ O}, як правило, біологічного матеріалу з людських відходів або біомаси, змитої в каналізацію подрібнювачами сміття. Коли ця біологічно розкладається речовина потрапляє у приймальні води, де стічні води в кінцевому підсумку закінчуються, його біодеградація споживає розчинений кисень, як показано в Реакція 9.3.1. Як зазначається в розділі 9.3, біохімічно розкладається речовина у воді, як кажуть, надає біохімічну потребу в кисні, БПК. Основною метою очищення міських стічних вод є зменшення БПК.

Існує три основні категорії очищення стічних вод: (1) первинна обробка для видалення твердих предметів, піску та жиру, (2) вторинна обробка для зменшення БПК та (3) третинна обробка для подальшого вдосконалення якості стічних вод. Первинна обробка, по суті, сама за собою зрозуміла, а третинна (розширена) обробка розглядається більш детально в розділі 9.6, де обговорюється очищення стічних вод для переробки. Нижче наведено коротке обговорення вторинного очищення стічних вод.

Зазвичай біологічна очистка мікроорганізмами застосовується для видалення БПК при вторинному очищенні стічних вод. У фіксованих плівкових біореакторах це досягається плівкою бактерій та найпростіших, іммобілізованих на опорі, так що мікроорганізми альтернативно піддаються впливу стічних вод та повітря. Один із способів, яким це робиться, - це фільтр, що складається з гірських порід, покритих мікроорганізмами, на які стічні води зливаються з обертової труби з отворами уздовж нижнього краю. Другий засіб - це диски, покриті мікроорганізмом, які обертаються на валу так, що половина кожного диска занурена у воду, а інша половина піддається впливу повітря в будь-який момент часу.

Найбільш широко застосовуваним засобом вторинної очистки стічних вод є процес активного мулу, показаний на малюнку 9.7. У цьому процесі біомаса розкладається в резервуарі, що містить відносно велику масу мікроорганізмів, що утримуються в підвішеному стані повітрям, що перекачується в дно резервуара. Це повітря служить постійно оновлюваним джерелом розчиненого молекулярного кисню у воді. В аераційному резервуарі біорозкладаний органічний матеріал діє на мікроорганізми для отримання біомаси та вуглекислого газу. В рамках цього процесу органічно пов'язані азот, сірка і фосфор значною мірою перетворюються в прості неорганічні види, такі як NH ₄ ⁺ з органічного азоту. Очищені стічні води виходять з резервуара після відповідного часу перебування і відправляються в відстійний басейн, в якому осідає зважена маса, що складається в основному з бактеріальної та найпростішої біомаси, званої мулом стічних вод (зараз часто враховуючи менш образливий термін біотвердих речовин), осідає і очищена вода скидається. Потім осілий мул стічних вод перекачується назад на передню частину аераційного резервуара, щоб забезпечити постійну високу популяцію біологічно руйнуючих організмів у резервуарі. У міру просування процесу маса мулу стічних вод збільшується і надлишок переноситься в аноксичний варильний котел, де він залишається деякий час і утворює метан (СН ₄) шляхом аноксичного бродіння при відсутності кисню. Метан використовується як паливо і може використовуватися для запуску двигунів, що живлять установку. Відпрацьований мул накопичується в аноксидному варильному котлі і вимагає утилізації. «Найзеленішим» засобом утилізації є поширення його на сільськогосподарських угіддях як добриво. Часто його спалюють, що вимагає значної кількості додаткового палива, оскільки мул має такий високий вміст води.