Ievads
Anaerobā bioloģiskā attīrīšana ir notekūdeņu attīrīšanas process, kas sadala organiskos piesārņotājus bez skābekļa. Tas balstās uz anaerobiem mikroorganismiem, lai sarežģītus organiskos savienojumus pārvērstu vienkāršākās vielās, galvenokārt metānā (CH4) un oglekļa dioksīdā (CO₂). Šo metodi plaši izmanto augstas-noturības rūpniecisko notekūdeņu un dūņu stabilizēšanai, pateicoties tās energoefektivitātei un zemam dūņu ražošanas apjomam.
Anaerobās apstrādes priekšrocības salīdzinājumā ar aerobo ārstēšanu
1. Augstāka organiskā iekraušanas jauda
- Tipiskā dūņu slodze (F/M) rūpniecisko notekūdeņu anaerobajai attīrīšanai ir0,5–1,0 kg BOD₅/(kg MLVSS·d), vairāk nekā divas reizes vairāk nekā aerobos procesos (0,1–0,5 kg BOD₅/(kg MLVSS·d)).
- Tā kā nav skābekļa pārnešanas ierobežojumu,MLVSS (jauktā šķidruma gaistošās suspendētās cietās vielas)anaerobās sistēmās var sasniegt5-10 reizeska aerobās sistēmas.
- Organiskās tilpuma slodzes ātrums anaerobajai apstrādei ir5–10 kg BOD₅/(m³·d), salīdzinot tikai ar0,5–1,0 kg BOD₅/(m³·d)aerobai ārstēšanai-a10 reizes atšķirība.
2. Zemāka dūņu ražošana un labāka dūņu kvalitāte
- Anaerobā apstrāde rada tikai5%–20%no aerobos procesos radītās biomasas.
- Aerobās metodes rada0,25–0,6 kg dūņu uz katru izņemto ĶSP, savukārt anaerobās metodes dod tikai rezultātus0,02–0,18 kg, ar labāku atūdeņojamību.
- Arī anaerobā gremošananogalina parazītu olasdūņās, uzlabojot to higiēnisko un ķīmisko stabilitāti, samazinot dūņu apglabāšanas izmaksas.
3. Zemākas barības vielu prasības un darbības elastība
- Anaerobiem mikrobiem ir nepieciešamstikai 5–20%barības vielu (N, P), kas nepieciešamas aerobos procesos, padarot tās piemērotas notekūdeņiem ar barības vielu -deficītu.
- Anaerobie mikroorganismi paliek aktīvimēnešus vai pat gadusbez būtiskas lejupslīdes un var ātri restartēties pēc izslēgšanas, ļaujotperiodiska darbība(ideāli piemērots sezonas notekūdeņiem).
4. Enerģijas taupīšana un metāna ražošana
- Aerobikas apstrāde patērē0,5–1,0 kWhelektroenerģijas uz kg ĶSP, kas izņemta aerācijai, savukārt anaerobās sistēmaslikvidēt aerācijas izmaksas.
- Anaerobā gremošanaražo metānu, dodot over 12 000 kJ enerģijas uz kg noņemtā ĶSP.
- Nav problēmu ar putām (atšķirībā no virsmaktīvo vielu -saturošu notekūdeņu aerobās apstrādes).
5. Samazināts gaisa piesārņojums un plašāka degradācijas spēja
- Aerobā aerācija variztvaiko organiskos savienojumus, radot gaisa piesārņojumu, savukārt anaerobās sistēmas novērš šo problēmu.
- Anaerobie mikrobi vardegradē dažus nepaklausīgus savienojumus(piemēram, hlorētie ogļūdeņraži), ko nevar aerobās baktērijas.
6. Kompleksa mikrobu sinerģija pastiprinātai degradācijai
- Anaerobā pārstrāde ietver dažādas mikrobu kopienas, kas darbojas sinerģiski, ļaujot noārdīt grūti{0}}noārdāmās-organiskās vielas, kuras aerobā apstrāde nevar pilnībā apstrādāt.
Anaerobās ārstēšanas trūkumi
1. Lēna mikrobu augšana un ilgāks palaišanas laiks
- Anaerobie mikrobi aug lēni, pieprasotilgāki palaišanas periodi un hidrauliskās aiztures laiki (HRT)nekā aerobās sistēmas.
2. Notekūdeņiem nepieciešama turpmāka apstrāde
- Anaerobie notekūdeņi biežineatbilst izlādes standartiemun jābūtpulēta ar aerobo apstrādi.
3. Nepieciešams sārmainības papildinājums zema-C/N notekūdeņiem
- Zemas-koncentrācijas vai zemas-C/N notekūdeņiem var nebūt sārmainības, tādēļārēja sārmainības pievienošana.
4. Nepieciešama apkure zema-stipruma notekūdeņiem
- Ja metāna ražošana nav pietiekama, lai uzturētu optimālu temperatūru(30-38 grādi), ārējā apkureir nepieciešams.
5. Metāna izraisīts eksplozijas risks
- Biogāze (CH4 + CO₂ + H2S) iruzliesmojošs un sprādzienbīstams, pieprasotsprādziendrošu reaktoru konstrukcijas.
6. Jutība pret toksiskiem savienojumiem
- Hlorētie alifātiskie savienojumi un citi toksīniinhibē metanogēnussmagāk nekā aerobos heterotrofus; nepareiza darbība var destabilizēt sistēmu.
7. Nepieciešama stingra temperatūras kontrole
- Zemas temperatūrasievērojami samazina efektivitāti, un operatīvā vadība irsarežģītākanekā aerobās sistēmās.
8. H₂S smakas un korozijas problēmas
- Sulfāts (SO₄²⁻) notekūdeņos radaH₂S, izraisotsmakasunkorozija caurulēs, dzinējos un katlos.
- Arī sulfātu samazināšanapatērē organiskās vielas,samazinot metāna iznākumu.
9. Nav nitrifikācijas
- Anaerobās sistēmasnevar nitrificēt amonjaku; nepieciešama optimāla mikrobu darbībaNH₃-N līmenis 40–70 mg/l.