Въведение
Анаеробното биологично пречистване е процес на пречистване на отпадъчни води, който разгражда органичните замърсители в отсъствието на кислород. Разчита на анаеробни микроорганизми, за да превърнат сложните органични съединения в по-прости вещества, предимно метан (CH₄) и въглероден диоксид (CO₂). Този метод е широко използван за високо{2}}стабилизиране на промишлени отпадъчни води и утайки поради своята енергийна ефективност и ниско производство на утайки.
Предимства на анаеробното лечение пред аеробното лечение
1. По-висок органичен капацитет за зареждане
- Типичното натоварване на утайки (F/M) за анаеробно третиране на промишлени отпадъчни води е0,5–1,0 kg BOD5/(kg MLVSS·d), повече от два пъти повече от аеробните процеси (0,1–0,5 kg BOD5/(kg MLVSS·d)).
- Поради липсата на ограничения за пренос на кислород,MLVSS (летливи суспендирани твърди вещества в смесени течности)в анаеробни системи може да достигне5–10 пътитази на аеробните системи.
- Степента на органично обемно натоварване за анаеробно третиране е5–10 kg BOD₅/(m³·d), в сравнение само с0,5–1,0 kg BOD₅/(m³·d)за аеробно лечение-а10-кратна разлика.
2. По-ниско производство на утайка и по-добро качество на утайката
- Анаеробното третиране произвежда само5%–20%от биомасата, генерирана при аеробни процеси.
- Аеробните методи произвеждат0,25–0,6 kg утайка на kg отстранен ХПК, докато анаеробните методи дават само0,02–0,18 кг, с по-добра обезводняемост.
- Анаеробно смилане същоубива яйцата на паразититев утайките, подобряване на тяхната хигиенна и химическа стабилност, намаляване на разходите за изхвърляне на утайки.
3. По-ниски изисквания за хранителни вещества и оперативна гъвкавост
- Анаеробните микроби изискватсамо 5%–20%от хранителните вещества (N, P), необходими за аеробните процеси, което ги прави подходящи за отпадъчни води с-недостиг на хранителни вещества.
- Анаеробните микроорганизми остават активни замесеци или дори годинибез значителен спад и може да се рестартира бързо след спиране, което позволявапериодична работа(идеален за сезонни отпадъчни води).
4. Икономия на енергия и производство на метан
- Аеробното лечение отнема0,5–1,0 kWhелектричество на kg ХПК, отстранен за аерация, докато анаеробните системипремахване на разходите за аерация.
- Анаеробно смиланепроизвежда метан, давайки оver 12 000 kJ енергия на kg отстранен COD.
- Няма проблеми с образуването на пяна (за разлика от аеробното третиране на отпадъчни води,-съдържащи повърхностно активно вещество).
5. Намалено замърсяване на въздуха и по-широка способност за разграждане
- Аеробната аерация можеизпаряват органичните съединения, причинявайки замърсяване на въздуха, докато анаеробните системи избягват този проблем.
- Анаеробните микроби могатразграждат определени непокорни съединения(напр. хлорирани въглеводороди), които аеробните бактерии не могат.
6. Комплексна микробна синергия за подобрено разграждане
- Анаеробното храносмилане включва различни микробни общности, работещи синергично, което позволява разграждането на трудно--разградимите органични вещества, които аеробното третиране не може да обработи напълно.
Недостатъци на анаеробното третиране
1. Бавен микробен растеж и по-дълго време за стартиране
- Анаеробните микроби растат бавно, изисквайкипо-дълги периоди на стартиране и времена на хидравлично задържане (HRT)отколкото аеробни системи.
2. Отпадъчните води изискват допълнително третиране
- Анаеробни отпадъчни води честоне отговаря на стандартите за изхвърлянеи трябва да бъдеполиран с аеробна обработка.
3. Необходимо е добавяне на алкалност за отпадъчни води с ниско-C/N
- Отпадъчните води с ниска-концентрация или ниско-C/N може да нямат алкалност, което изисквадобавяне на външна алкалност.
4. Загряване, необходимо за отпадъчни води с ниска -якост
- Ако производството на метан е недостатъчно за поддържане на оптимални температури(30–38 градуса), външно отоплениее необходимо.
5. Риск от експлозия от метан
- Биогаз (CH₄ + CO₂ + H₂S) езапалими и експлозивни, изискващиконструкции на взрив{0}}обезопасени реактори.
6. Чувствителност към токсични съединения
- Хлорирани алифатни и други токсиниинхибират метаногенитепо-тежко от аеробните хетеротрофи; неправилната работа може да дестабилизира системата.
7. Необходим е строг контрол на температурата
- Ниски температуризначително намалява ефективността, а оперативното управление епо-сложниотколкото в аеробните системи.
8. H₂S Миризма и проблеми с корозията
- Сулфат (SO₄²⁻) в отпадъчните води произвеждаH₂S, причинявайкимиризмиикорозия в тръби, двигатели и котли.
- Намаляване на сулфатите същоконсумира органична материя,намаляване на добива на метан.
9. Без нитрификация
- Анаеробни системине може да нитрифицира амоняка; изисква оптимална микробна активностНива на NH3-N от 40–70 mg/L.