БИОЛОГИЯЛЫҚ ТАЗАРТУ СТАНЦИЯСЫ

Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Биология және Биотехнология факультеті

Орындағандар: Қарабаев Тұрар

Суды тазалауда қолданылатын биотехнологиялық аппараттар бойынша консультация. Топырақты биологиялық тазалауда қолданылатын аппараттар мен процестер бойынша консультация

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім

Қортынды

Пайданылған интернет ресурстар

Белсенді тұнба-бұл биологиялық тазарту нәтижесінде пайда болатын тұнба, онда көптеген микроорганизмдер жиналып, Органикалық заттардың тотығуы жүреді. Бұл бірнеше жүз микрометрдің өлшемі бар қара қоңыр қабыршақтар; олардың 70 % - ы тірі бактериялар, 30 % - ы қатты Бейорганикалық бөлшектер

Белсенді тұнбаның микробтық қауымдастығына әртүрлі микроорганизмдер кіреді, олардың көпшілігінде шырышты капсулалар бар (Zoogleae, Leucothrix, Thiothrix және т. б. ) . Тұнба құрамында зертханалық өсіруге болатын және молекулалық биологиялық әдістермен анықталған көптеген микроорганизмдер бар. Тұнба қауымдастығына Paracoccus, Caulobacter, Hyphomicrobium, Pseudomonas, Cytophaga, Flavobacterium, Flexibacter, Corynebacterium, Arthrobacter, Nocardia, Rhodococcus, Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, Lactobacillus т. б. ұрпақтарының өкілдері кіреді. Белсенді тұнбадағы патогендік бактериялардың саны әдетте аз болады. Протозоа инфузориялар мен амебалармен ұсынылған. Белсенді тұнба микроорганизмдері тұндыруға қабілетті қабыршақ тәрізді агрегаттарды құрайды. Тазарту процесінің технологиясы бұзылған жағдайда, тазартылған сумен алып жүретін алып көбік қабыршақтары пайда болған кезде тұнба ісінуі мүмкін. Мұндай тұнба құрамында көптеген жіп тәрізді бактериялар (spherothilus, Beggiatoa, Thiothrix ұрпақтары) және бациллалар, сондай-ақ мицелий актинобактериялары мен қалыптары бар

Белсенді тұнба дегеніміз не?

Биологиялық тазарту ағынды суларды тазартудың негізгі кезеңі болып табылады. Ол ағынды сулардың ластануының еріген бөлігін белсендірілген тұнба немесе биопленка деп аталатын арнайы биоценозбен өңдеуді қамтиды.

Тұнба қоспасында (белсендірілген тұнба мен сарқынды су қоспасы) ауа оттегінің болуы немесе болмауына байланысты аэробты және анаэробты бактерияларды да қолдануға болады.

Техникалық тұрғыдан биологиялық тазартудың бірнеше нұсқалары бар. Қазіргі уақытта негізгі нұсқалар - еркін өзгермелі тұнба - белсенді тұнба (аэротенктер), арнайы тасымалдаушыларда бекітілген микроорганизмдер-биофильтрлер мен метантенктер (анаэробты ашыту) . Соңғылары жауын-шашыннан биогаз деп аталатын табиғи газды (метан) алу үшін қолданылады. Еркін жүзетін белсенді тұнбасы бар жүйелер ағынды режимде (аэротенк-тұндырғыш) және циклдық режимде (кезеңдік әсер ететін реакторлар) іске асырылуы мүмкін.

Сондай-ақ, биологиялық тазартуда аэротенктерден кейін қайталама тұндырғыштар бар. Екінші тұндырғыштарда илосос бар. Олар екінші реттік тұндырғыштардың түбінен белсенді тұнбаны алып тастауға және аэротенкке (қайтарылатын тұнба) оралуға арналған.

Биологиялық тазарту белсенді тұнбаның тұндыру қабілетіне негізделген, сондықтан биологиялық тазарту процесі әрқашан екі кезеңнен тұрады:

белсенді тұнбаның ластанған сумен белгілі бір уақыт байланысы;

Тұндыру белсенді тұнба мен тазартылған судың гравитациялық бөліну процесі. Тұндыру процесін жеделдету үшін ультрафильтрациялық мембраналарды қолдана отырып, мембрананы бөлу технологиясы ең заманауи болып табылады.

Кіріспе

СУДЫ ТАЗАРТУҒА АРНАЛҒАН ЗАМАНАУИ ӘДІСТЕР МЕН ҚҰРЫЛҒЫЛАРҒА МЫНАЛАР ЖАТАДЫ:

Септиктер - топырақтағы қоспалардың биологиялық ыдырауын модельдейтін құрылғылар. Аэробты нұсқада септиктерде ағынды суларды тазарту аэрацияны қажет етеді және электр энергиясын тұтынады. Анаэробты құрылғылар метанды белсенді түрде бөле отырып, дербес жұмыс істейді.

Аэротенктер - биотоғандардағы суды тазарту процесін имитациялау. Аэрациялық резервуардың артықшылығы жыл бойы пайдалану мүмкіндігі болып табылады - қарапайым тоғандарда процесс суық мезгілде тоқтайды;

Биофильтрлер -топырақтың жоғарғы қабатындағы табиғи биологиялық сүзу процесін көбейте отырып, суды тазарту қондырғылары алдында орнатылады.

Бактериялардың ластаушы заттарды белсенді тұтынуы үшін бірнеше жағдайлар қажет:

Оттегінің болуы / болмауы.

Белгілі бір температура.

Қышқылды-сілті тепе-теңдігін.

Аэробты

Өмір үшін оларға оттегі қажет. Микроорганизмдер температурада өмір сүреді + 9 . . . -28 градус, рН 5. 0-7. 0

Олар өздерінің биомассасын құра отырып, органикалық заттарды СО2 және Н2О-ға дейін толығымен ыдыратады. Бұл процестің формуласы:

CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + бактериялардың биомассасы, мұнда CxHyOz - органикалық зат.

Псевдомонадтар- белсенді тұнбаның 80% алады. Спирттер, май қышқылдары, хош иісті көмірсутектер, парафиндер және басқа орг. заттар.

Нитрификаторлар -азот қосылыстарын тотықтырады.

Серобактериялар мен тион бактериялары- азайтылған күкірт қосылыстарын өңдейді

Ниточатые -көміртек қосылыстарын тотықтырады.

Целлюлоза ыдырайтын- целлюлоза талшығын өңдеу

Анаэробты

Тыныс-тіршілік үшіноттегі қажет емес.

Микроорганизмдер температурада өмір сүреді + 9-дан +37 градусқа дейін, pH 6, 0 - 8, 0

Бактериялардың анаэробты түрі метан түзетін органикалық қосылыстардың оттексіз ашытуында қолданылады. Формула: CxHyOz - > CH4 + CO2 + бактериялардың биомассасы

Гидролитиктер - метаногенездің бірінші кезеңіне жауап береді. Бактериялар ақуыздарды, майларды, целлюлоза қосылыстарын ыдыратады, крахмал, аммонификациялық белсенділігі бар. Нәтижесінде глицерин, май қышқылдары пайда болады, амин қышқылдары, пептидтер, моно - және дисахаридтер.

Ацидогендік-метаногенездің екінші кезеңіне жауап береді. Бактериялар көмегімен майлы қышқыл, ацетоно-бутилді, пропионді, спирттік ашу жүреді.

Гетероацетогендік-метаногенездің үшінші кезеңі. Бактериялар органикалық қышқылдарды тасымалдайды (май, пропион) сірке қышқылына.

Анаэробты өңдеу концентрацияланған ағынды сулар жағдайында қолданылады. Анаэробты жағдайда микробтық қауымдастықтың өсуі баяулағандықтан, реакторда биомассаның максималды мөлшерін сақтау қажет. Ол үшін реакторлардың екі түрі қолданылады: анаэробты биофильтр бекітілген жүктеме және судың жоғарғы немесе төменгі берілісі (сурет. 17. 10, а) және суспензияланған тұнба қабаты арқылы судың жоғары ағысы бар реактор (сурет. 17. 10, б) ең тиімді масса және газ алмасуымен сипатталады.

Сур. 17. 10. Анаэробты реакторлар:а-биофильтр; б - су ағыны жоғары анаэробты реакторшламның тоқтатылған қабатыСоңғы жағдайда анаэробты микробтық қауымдастық метаногенді архея жасушалары болып табылатын тығыз түйіршіктермен ұсынылған. Тығыз түйіршіктердің қаңқасы-ұзын өзек тәрізді жасушалар (жіптер) (сурет. 17. 11, а) арасында басқа микроорганизмдер орналасқан Methanosaeta және Methanospirillum ұрпақтарының өкілдері. Жоғары концентрацияланған ағынды суларда кішкентай борпылдақ агрегаттар пайда болады, олардың эдификагорлары жалған мата құрайтын Метаносаркина тұқымының өкілдері болып табылады (сурет. 17. 11. Б) қоғамдастық мүшелері-басқа микроорганизмдердің жасушалары жасушааралық затқа батырылған. Екі жағдайда да микроорганизмдердің өзін-өзі иммобилизациясы арқылы метаногендік түйіршіктердің пайда болуы микробтар қауымдастығында интермедиаттардың спецификалық берілуін жүзеге асыру үшін жасушалардың тығыз физикалық байланысын қамтамасыз етуге бағытталған.

Суды дайындау

Суды микроорганизмдердің "қамқор қолына" жібермес бұрын, оны алдымен ерімейтін механикалық кір мен суспензиядан тазарту керек. Бұл арқылы жасалады:

торлар;

песколовок;

сүзгілер;

тұндырғыш бассейндер (сурет. 2) .

Кейіннен ауланған ластағыштар не ұсақталады және ашытылған тұнбамен қайта өңдеуге жіберіледі не тазарту құрылысының аумағынан қатты тұрмыстық қалдықтар ретінде шығарылады.

Бастапқы тазалау

Содан кейін су аэротенктерге - арнайы ыдыстарға түседі, онда су биологиялық тотығу әдісімен тазартылады. Су қоймасы арқылы ағып жатқанда, ағынды су белсенді тұнба деп аталатын микробтық қауымдастықпен араласады. Сонымен қатар, әр тазарту қондырғысының ағынды сулардың құрамына байланысты белсенді тұнба құрамы бар.

Адамдар үшін де, микроорганизмдер үшін де өзара тиімді процесс пайда болады - адамдар Ағынды суларды тазартады, ал микроорганизмдер тіршілік ету ортасын алады.

Екіншілік тазалау

Осыдан кейін су оттегіге қол жеткізбестен жабық резервуарға түседі. Мұнда анаэробты процесс жүреді, оған басқа микроорганизмдер қатысады - анаэробты бактериялар. Олардың рөлі өте маңызды, өйткені олар судан аммиак пен фосфаттарды жояды, олар тұрмыстық ағынды суларда көп кездеседі. Тазартылмаған ағынды суларды су қоймаларына ағызу планктондардың белсенді көбеюіне, гүлденуіне себеп болады және су қоймасындағы барлық тірі тіршілік иелерінің өліміне әкелуі мүмкін. Сондықтан бұл кезеңде фосфаттарды судан полифосфат жинақтаушы организмдер арқылы тазартады, ал аммонийді микроорганизмдер жартылай нитритке дейін ыдыратады.

Метан алу

Ағынды суларды тазарту процесінде метан алу үшін пайдаланылатын артық белсенді тұнба пайда болады. Бұл артық метатенкаларда оттегісіз ашытылады. Сарқынды суларды тазартудың арқасында біз автомобильдерге, үйлерді жылытуға, газ плиталарына, су жылытқыштарға, Электр станцияларына және т. б. арналған биогенді отын ала аламыз.

Тыңайтқыш алу

Ашытудан кейін артық белсенді тұнба қалады ашытылған тұнба, ол сұйық фазадан бөлініп, кептіріледі, сақталады және кейіннен ауылшаруашылық саласына тыңайтқыш ретінде қолданылады.

Сұйық фазаны тазарту

Ашытылған тұнба сұйық фазада бөлінгеннен кейін аммоний мен нитриттердің белгілі бір мөлшері қалады, оларды алып тастау керек. Мұндай жағдайларда атмосфера үшін қауіпсіз азот газын алу үшін аммонийдің нитратпен анаэробты тотығуы технологиясын қолданады. Анаммокс процесі табиғаттағы азот айналымында маңызды рөл атқарады, оны арнайы аммоний тотықтырғыш анаэробты бактериялар (анамокс бактериялары) жүзеге асырады.

Суды дезинфекциялау

Қоршаған ортаға қайтарылған суды қауіпсіз ету үшін, яғни суды зиянды қоздырғыштардан және артық микроорганизмдерден тазарту үшін дезинфекциялық құралдар қолданылады. Дезинфекцияның ең танымал әдістері:

хлорлау;

озондау;

Ультрафиолетпен өңдеу.

Шағын ластағыштардан тазарту

Микро ластағыштар суды тазартуда үлкен проблемаға айналуы мүмкін: бұл ауыр металдар, фармацевтика, тазалағыш заттар мен косметика компоненттері және т. б. сияқты қоршаған ортаны ластайтын заттар, мысалы, антибиотиктердің резервуарларына түсуі микроорганизмдердің осы антибиотиктердің әсеріне төзімділігін тудыруы мүмкін. Микро ластағыштардан тазарту үшін бактериялар да, адсорбциялық заттар да қолданылады.

Адсорбция-ластаушы затты адсорбент бетіне шоғырландыру процесі. Ұнтақ немесе түйіршіктелген активтендірілген көмір-бұл арзан құны мен жоғары тазалығына байланысты ең танымал сүзгі толтырғышы. Микро ластағыштардан тазартудың ең озық әдістері:

Белсендірілген көмірді пайдалана отырып озондау (озонсорбция) ;

Ацетатцеллюлоза мембраналарын қолдана отырып сүзу (ультрафильтрация) .

Ағынды суларды биологиялық тазарту станциясының технологиялық схемасы.

Тазарту қондырғысындағы ағынды суларды тазарту процесінің технологиялық схемасы.

Ағынды суларды биологиялық тазарту қондырғыларында органикалық заттардың ыдырау процестері бір резервуарда, бірақ әртүрлі бөлімдерде жүреді. Бұл биологиялық тазарту қондырғысына бөлінген аумақты айтарлықтай қысқартады.

Бірінші аноксидті аймақта қайтарылатын белсенді тұнбадан нитрат азоты, екіншісінде - N-NO3 бойынша тазартылған судың қажетті сапасын қамтамасыз ету үшін аэробты аймақта нитрификация процесі кезінде түзілген нитраттар жойылады.

Фосфорды биологиялық алып тастау процесінің өнімділігіне әсер етеді: анаэробты аймақта қанша уақыт ағып кетуі, аноксид пен аэробты аймақтарды өту үшін қанша уақыт кетуі, оңай тотығатын органикалық қосылыстардың массасы қандай, белсенді тұнбаның жасы, анаэробты аймақта нитраттардың концентрациясы.

Биологиялық тазарту станциясы жалпы схемасы

БИОЛОГИЯЛЫҚ ТАЗАРТУ СТАНЦИЯСЫ

Шаруашылық-тұрмыстық және құрамы бойынша жақын өндірістік сарқынды суларды және балық шаруашылығы мақсатындағы су айдындарына ағызу нормаларына дейін биологиялық тазартуға арналған тазарту құрылыстары. Станцияда әр түрлі орындау конфигурациясы болуы мүмкін және қосымша элементтер болуы мүмкін, олардың кейбіреулері жер үсті нұсқасында болуы мүмкін.

СӨНДІРГІШ ҚҰДЫҚ

Сөндіргіш құдық бір немесе бірнеше кәріздік сорғы станцияларынан тазарту қондырғыларына қысым құбыры арқылы келетін ағынды сулардың қысымын сөндіруге арналған.

Сөндіргіш құдық - бұл ағынды сулардың қысымын төмендететін құрылым. Сонымен қатар, құдық әдетте ағынды сулардың қысымын қажетті мөлшерге дейін төмендетуден басқа функцияларды орындайды. Ол" дифференциалды " құдық рөлін атқарады, яғни әртүрлі деңгейдегі кіріс құбырларын бірнеше көздерден біріктіреді. Сондай-ақ, сөндіргіш қысым коллекторлары мен канализациялық сорғы станциясының желілерін қарама-қарсы жағынан тазартуға мүмкіндік береді.

Құдықтың өзі, шын мәнінде, диаметрі 800 мм-ден 2000 мм-ге дейінгі резервуар, оның көлемі құбырлардың мөлшерінен бірнеше есе көп. Ағынды сулар контейнерге түскен кезде қысым тез төмендейді, содан кейін ағынды сулар ағып кетеді.

Сөндіргіш құдық кәріз желісіне кәріздік сорғы станциясынан кейін ағынды сулар ағынының белсенділігін сөндіру үшін орнатылады, содан кейін коллекторға қысымсыз режимде жеткізіледі. Сөндіргішті орнатуға байланысты шығындарға қарамастан, бұл элемент бүкіл кәріздің дұрыс жұмыс істеуі үшін қажет.

Ағынды суларды орташалау құрылғысы

Бұл элемент ластанудың әртүрлі концентрациясындағы Ағынды суларды араластыруға және тазарту қондырғысының тиімді жұмыс істеуі үшін күнделікті және сағаттық біркелкі емес тегістеуге арналған. Резервуарға ағынды сулар болмаған кезде анаэробты тазарту жүреді, басқаша айтқанда, органикалық ластаушы заттардың ағынды сулар көлемінде оттегінің қатысуынсыз ыдырауы.

Ұқсас жұмыстар

Сумен жабдықтау

ГИДРОСФЕРА БИОСФЕРАНЫҢ ЭЛЕМЕНТІ

МЕХАНИКАЛЫҚ ӘДІС

Мұнай айдау бекетін пайдалану

ДҮНИЕЖҮЗІЛІК МҰХИТ

Алматы қаласының экологиялық жағдайына ҚОӘБ

Механикалық жолмен тазарту әдісі

Болашақтың сарқылмас энергия көздері

АҒЫНДЫ СУЛАРДЫ АЛДЫН АЛА ТАЗАРТУ

Табиғи жағдайда суды өзін - өзі тазарту әдістерінің сипаттамасы

Пәндер