El tractament anaeròbic d'aigües residuals té una bona reputació pel tractament eficient i de baixa olor dels rius que contenen altes concentracions de contaminants orgànics. Si estàs estudiant processos de tractament biològic, sens dubte et faràs preguntes com "Què és el tractament anaeròbic d'aigües residuals?" I "Com funciona el tractament anaeròbic d'aigües residuals?"
Aquest article donarà una introducció accessible al tractament anaeròbic i el dividirà en tres parts per ajudar-vos a aclarir com funciona i per què l'utilitzeu.
1. Què és el tractament anaeròbic d'aigües residuals?
2. Com funciona el tractament anaeròbic d'aigües residuals?
3. Els tipus comuns de sistemes de tractament anaeròbic d'aigües residuals inclouen
4.Què et pot ajudar Aquasust en el tractament anaeròbic d'aigües residuals?
Què és el tractament anaeròbic d'aigües residuals?
El tractament anaeròbic d'aigües residuals és un procés biològic en el qual els microorganismes degraden els contaminants orgànics en absència d'oxigen. En el cicle bàsic de tractament anaeròbic, les aigües residuals entren al recipient del bioreactor. El bioreactor conté una substància semisòlid gruixuda anomenada fang, que es compon de bacteris anaeròbics i altres microorganismes. Aquests microorganismes anaeròbics o "bacteris anaeròbics" digereixen les substàncies biodegradables presents a les aigües residuals, produint així una menor demanda biològica d'oxigen (DBO), demanda química d'oxigen (DQO) i/o sòlids totals en suspensió (TSS) L'efluent s'utilitza com a sub- producte del biogàs.
El tractament anaeròbic d'aigües residuals s'utilitza per tractar diverses aigües residuals industrials procedents de l'agricultura, aliments i begudes, productes lactis, pasta i paper i indústries tèxtils, així com llots i aigües residuals municipals. La tecnologia anaeròbica s'acostuma a utilitzar per a corrents amb altes concentracions de substàncies orgàniques (mesurades com a DBO, DQO o TSS elevades), normalment abans del tractament aeròbic. El tractament anaeròbic també s'utilitza per a aplicacions especials, com ara el tractament de corrents de residus amb orgànics inorgànics o clorats, i és molt adequat per al tractament d'aigües residuals industrials càlides.
Com funciona el tractament anaeròbic d'aigües residuals?
El tractament anaeròbic d'aigües residuals és un tractament biològic en el qual s'utilitzen microorganismes anaeròbics per descompondre i eliminar els contaminants orgànics de les aigües residuals. Tot i que els sistemes de tractament anaeròbic poden adoptar moltes formes, solen incloure algun tipus de bioreactor o emmagatzematge que pugui mantenir l'entorn lliure d'oxigen necessari per donar suport al procés de digestió anaeròbica.
El procés de tractament anaeròbic d'aigües residuals inclou dues etapes: l'etapa d'acidificació i la fase de producció de metà, ambdues en estat d'equilibri dinàmic. En l'etapa inicial de formació d'àcids, els bacteris anaeròbics descomponen compostos orgànics complexos en àcids orgànics volàtils de cadena curta més simples. La segona etapa, anomenada etapa de producció de metà, consta de dues etapes: producció d'àcid acètic, els bacteris anaeròbics sintetitzen àcids orgànics per formar acetat, hidrogen i diòxid de carboni; i la producció de metà, i després els microorganismes anaeròbics actuen sobre aquestes molècules de nova formació, formant gas metà i diòxid de carboni. Aquests subproductes es poden reciclar per utilitzar-los com a combustible i les aigües residuals es poden utilitzar per a un posterior tractament i/o abocament.
Segons els requisits específics de l'aplicació i els requisits de les instal·lacions, els sistemes de digestió anaeròbica es poden dissenyar com a dispositius d'una sola etapa o multietapa, el que significa que es poden equipar amb dipòsits d'acidificació i dispositius bioreactors separats.
Els tipus comuns de sistemes de tractament anaeròbic d'aigües residuals inclouen
Llacuna anaeròbica
Les llacunes anaeròbiques són grans estanys artificials, normalment entre 1-2 hectàrees de mida i fins a 20 peus de profunditat. S'utilitzen àmpliament en el tractament d'aigües residuals agrícoles de la producció de carn, així com en el tractament d'altres corrents d'aigües residuals industrials i com a pas de tractament primari per al tractament d'aigües residuals urbanes. Les aigües residuals solen conduir-se al fons de la llacuna, on s'assenten per formar una capa líquida superior i una capa de fangs semisòlids. La capa líquida impedeix que l'oxigen arribi a la capa de fangs, permetent que el procés de digestió anaeròbica descompondi la matèria orgànica de les aigües residuals. De mitjana, aquest procés pot trigar unes poques setmanes o fins a sis mesos per portar el nivell de DBO/COD al rang objectiu. Els bacteris anaeròbics són beneficiosos per a determinades condicions ambientals, com ara la temperatura de l'aigua càlida (85-95 graus F) i el pH gairebé neutre. Per tant, mantenir unes condicions òptimes augmentarà l'activitat dels microorganismes anaeròbics, reduint així el temps de retenció d'aigües residuals. La taxa de respiració anaeròbica també pot estar limitada per molts factors, com ara les fluctuacions de la concentració de DBO/DQO i la presència de substàncies com el sodi, el potassi, el calci i el magnesi.
Reactor anaeròbic de llit de fangs
El reactor de llit de fangs és un tractament anaeròbic en què les aigües residuals travessen una "manta" flotant lliure de partícules de fangs en suspensió. Quan els bacteris anaeròbics dels fangs digereixen els components orgànics de les aigües residuals, es multipliquen i es recullen en partícules més grans, que s'instal·len al fons del dipòsit del reactor i es poden reciclar per a un futur reciclatge. Les aigües residuals tractades flueixen cap amunt fora de l'aparell. El biogàs generat durant el procés de degradació és recollit per la coberta de recollida durant tot el cicle de tractament.
Hi ha diverses formes diferents de reactors de llit de fangs anaeròbics, inclosos
Llit de fangs anaeròbics de flux ascendent (UASB): en el tractament UASB, les aigües residuals es bombegen a la part inferior del bioreactor UASB i s'aplica un flux ascendent. Quan les aigües residuals flueixen, això fa que la capa de fang surti.
Llits de fang granular expandit (EGSB): els EGSB són molt similars a la tecnologia UASB. El factor diferencial clau és que les aigües residuals es reciclen a través del sistema per afavorir més contacte amb els fangs. També són generalment més alts que UASB i el flux d'afluent continua a una velocitat més alta. Per tant, en comparació amb el sistema UASB, l'EGSB pot gestionar corrents amb un contingut orgànic més elevat.
Reactor deflector anaeròbic (ABR): l'ABR es compon de compartiments semi-tancats separats per deflectors alterns. El deflector interromp el fluix suau de les aigües residuals i afavoreix més contacte amb la capa de fangs quan el fang flueix des de l'entrada del reactor fins a la sortida.
Reactor de filtració anaeròbica
El reactor de filtració anaeròbica consisteix en un dipòsit del reactor equipat amb un determinat medi de filtre fix. Es permet que els microorganismes anaeròbics s'estableixin al medi filtrant, formant els anomenats biofilms. El medi de filtre varia d'un sistema a un altre. Els materials habituals inclouen pel·lícules i partícules de plàstic, així com grava, pedra tosca, maons i altres materials. Els nous medis de filtre s'han d'inocular amb bacteris anaeròbics i el biofilm pot trigar diversos mesos a acumular-se fins al punt en què es pot processar a plena capacitat.
Durant el cicle de tractament, el corrent d'aigua residual passa a través d'un medi filtrant, que s'utilitza per capturar partícules del corrent alhora que proporciona una superfície suficient per exposar els bacteris anaeròbics del biofilm als materials orgànics presents al corrent. Amb el pas del temps, s'ha de controlar acuradament el rendiment del reactor de filtració, perquè el medi de filtre s'obstruirà per una acumulació excessiva de biofilm i partícules, i calen passos de manteniment com ara el rentat i la neteja per mantenir un rendiment òptim.