Įvadas
Anaerobinis biologinis valymas – tai nuotekų valymo procesas, kurio metu, nesant deguonies, skaidomi organiniai teršalai. Jis remiasi anaerobiniais mikroorganizmais, kad sudėtingus organinius junginius paverstų paprastesnėmis medžiagomis, pirmiausia metanu (CH4) ir anglies dioksidu (CO₂). Šis metodas plačiai naudojamas didelio-stiprumo pramoninėms nuotekoms ir dumblo stabilizavimui dėl jo energijos vartojimo efektyvumo ir mažo dumblo susidarymo.
Anaerobinio gydymo pranašumai prieš aerobinį gydymą
1. Didesnė organinė apkrova
- Tipinė dumblo apkrova (F/M) anaerobiniam pramoninių nuotekų valymui yra0,5–1,0 kg BDS₅/(kg MLVSS·d), daugiau nei du kartus daugiau nei aerobiniai procesai (0,1–0,5 kg BDS₅/(kg MLVSS·d)).
- Dėl to, kad nėra deguonies perdavimo apribojimų,MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids)anaerobinėse sistemose gali pasiekti5-10 kartųkad aerobinių sistemų.
- Organinis tūrinis apkrovos greitis anaerobiniam apdorojimui yra5–10 kg BDS₅/(m³·d), palyginti su tik0,5–1,0 kg BDS₅/(m³·d)aerobiniam gydymui-a10 kartų skirtumas.
2. Mažesnė dumblo gamyba ir geresnė dumblo kokybė
- Anaerobinis gydymas duoda tik5%–20%aerobiniuose procesuose susidarančios biomasės.
- Aerobiniai metodai gamina0,25–0,6 kg dumblo vienam kg pašalinto ChDS, o anaerobiniai metodai duoda tik rezultatų0,02–0,18 kg, su geresne nusausinamumu.
- Taip pat anaerobinis virškinimasnaikina parazitų kiaušinėliusdumble, gerinant jo higieninį ir cheminį stabilumą, mažinant dumblo šalinimo išlaidas.
3. Mažesni maistinių medžiagų reikalavimai ir veiklos lankstumas
- Anaerobiniai mikrobai reikalaujatik 5–20 proc.maistinių medžiagų (N, P), reikalingų aerobiniams procesams, todėl jos yra tinkamos maistinių medžiagų -trūkumo nuotekoms.
- Anaerobiniai mikroorganizmai išlieka aktyvūsmėnesius ar net metusbe reikšmingo nuosmukio ir gali greitai paleisti iš naujo po išjungimo, leidžiantpertraukiama operacija(idealiai tinka sezoninėms nuotekoms).
4. Energijos taupymas ir metano gamyba
- Aerobinis gydymas sunaudoja0,5–1,0 kWhelektros energijos vienam kilogramui ChDS pašalintam aeravimui, o anaerobinėms sistemomspašalinti vėdinimo išlaidas.
- Anaerobinis virškinimasgamina metaną, duodantis over 12 000 kJ energijos vienam kg pašalinto COD.
- Nėra putplasčio problemų (skirtingai nei aerobinis paviršinio aktyvumo medžiagų{0}}turinčių nuotekų apdorojimas).
5. Sumažėjusi oro tarša ir didesnė degradacijos galimybė
- Aerobinė aeracija galiišgarinti organinius junginius, sukelia oro taršą, o anaerobinės sistemos šios problemos išvengia.
- Anaerobiniai mikrobai galiardyti tam tikrus nepaklusnius junginius(pvz., chlorinti angliavandeniliai), kurių negali aerobinės bakterijos.
6. Sudėtinga mikrobų sinergija, skirta sustiprinti skaidymą
- Anaerobinis virškinimas apima įvairias mikrobų bendruomenes, veikiančias sinergiškai, o tai leidžia suskaidyti sunkiai -skilusias-organines medžiagas, kurių aerobinis apdorojimas negali visiškai apdoroti.
Anaerobinio gydymo trūkumai
1. Lėtas mikrobų augimas ir ilgesnis paleidimo laikas
- Anaerobiniai mikrobai auga lėtai, todėl reikiailgesnis paleidimo laikotarpis ir hidraulinio sulaikymo laikas (HRT)nei aerobinės sistemos.
2. Nuotekas reikia toliau apdoroti
- Anaerobinės nuotekos dažnaineatitinka iškrovimo standartųir turi būtipoliruotas aerobiniu būdu.
3. Žemo-C/N nuotekų šarmingumo papildymas
- Mažos-koncentracijos arba mažos-C/N nuotekose gali trūkti šarmingumo, todėlišorinis šarmingumas.
4. Šildymas reikalingas mažo-stiprumo nuotekoms
- Jei metano gamybos nepakanka optimaliai temperatūrai palaikyti(30-38 laipsniai), išorinis šildymasyra būtinas.
5. Sprogimo pavojus dėl metano
- Biodujos (CH4 + CO₂ + H2S) yradegūs ir sprogūs, reikalaujantissprogimui{0}}atsparių reaktorių konstrukcijų.
6. Jautrumas toksiškiems junginiams
- Chlorinti alifatai ir kiti toksinaislopina metanogenussunkesnis nei aerobiniai heterotrofai; netinkamas veikimas gali destabilizuoti sistemą.
7. Reikalinga griežta temperatūros kontrolė
- Žemos temperatūrosžymiai sumažinti efektyvumą, o operatyvinis valdymas yrasudėtingesnisnei aerobinėse sistemose.
8. H₂S kvapo ir korozijos problemos
- Sulfatas (SO₄²⁻) nuotekose gaminaH₂S, sukeliakvapaiirkorozija vamzdžiuose, varikliuose ir katiluose.
- Taip pat sulfatų mažinimassunaudoja organines medžiagas,sumažinti metano išeigą.
9. Nėra nitrifikacijos
- Anaerobinės sistemosnegali nitrifikuoti amoniako; reikalingas optimalus mikrobų aktyvumasNH₃-N lygis 40–70 mg/l.