Už daugelio pramoninių gamybos procesų, dideli kiekiainuotekų, kuriose gausu organinių medžiagųmedžiagos susidaro kasdien. Šios nuotekos pasižymi didelėmis koncentracijomis ir sunkiai valomos. Norint susidoroti su šiomis „sudėtingomis nuotekomis“, technologija, žinoma kaip „paskutinysis ginklas“, plačiai taikoma:anaerobinis gydymas. Taigi, kaip tiksliai tai veikia? Ir kodėl jis vertas tokio titulo?
► Kas yra anaerobinis gydymas?
Paprasčiau tariant,anaerobinis apdorojimas yra procesas, kurio metu naudojamos specifinės mikrobų bendruomenės, kad būtų skaidomos ir virškinamos vandenyje esančios organinės medžiagos visiškai be deguonies{0}}.Skirtingai nuo labiau pažįstamo aerobinio gydymo, kurio metu reikia tiekti deguonį, tai labiau primena ramią, bet efektyvią „mikrobiologinę puotą“, atliekamą uždaroje erdvėje.
► Kodėl tai „Ultimate Weapon“?
Pirma, jis gali „suvirškinti“ itin didelės{0}}koncentracijos nuotekas.Palyginti su aerobiniu valymu, anaerobinė sistema gali toleruoti ir apdoroti daug didesnę organinių teršalų apkrovą tūrio vienete, todėl ji ypač tinka tvarkyti didelės{0}}koncentracijos organines nuotekas iš pramonės šakų, pvz.maisto perdirbimas, alaus gamyba ir biofarmacija.Tai reiškia, kad toje pačioje vietoje jo gydymo pajėgumas yra daug didesnis.
Antra, jis gali paversti teršalus energija.Tai yra patraukliausia jo savybė. Apdorojimo metu mikroorganizmai skaidydami organines medžiagas gamina biodujas, kurias daugiausia sudaro metanas.Šios biodujos gali būti surenkamos ir naudojamos elektros ar šilumos energijai gaminti, pasiekiant esminį poslinkį nuo „energijos eikvojimo nuotekoms valyti“ prie „energijos atgavimo iš nuotekų“.
Trečia, jos eksploatacinės išlaidos yra mažesnės.Nesaeracijai nereikia nuolatinio oro pūtimo, jo elektros sąnaudos yra daug mažesnės nei įprasto aerobinio aktyviojo dumblo proceso.Tuo pačiu metu viso proceso metu mikrobų dauginimasis yra lėtesnis, todėl susidaro daug mažesnis perteklinio dumblo kiekis, o tai dar labiau sumažina dumblo apdorojimo ir šalinimo naštą ir išlaidas.
► Pagrindinis principas: tiksliai koordinuotas bendradarbiavimas
Anaerobinis apdorojimas yra ne viena reakcija, o trijų{0}}pakopų procesas, kurį perduoda kelių tipų mikroorganizmai.
Pirmasis žingsnis yra hidrolizė ir acidogenezė.Sudėtinius didelių{0}}molekulių organinius junginius, tokius kaip krakmolas, baltymai ir riebalai, hidrolizinės bakterijos pirmiausia suskaido į mažas molekules, pvz., monosacharidus ir aminorūgštis. Tada šias mažas molekules fermentuoja acidogeninės bakterijos ir paverčia lakiosiomis riebalų rūgštimis (VFA), alkoholiais, vandeniliu ir anglies dioksidu.
Antrasis žingsnis yra metanogenezė, kuri yra viso proceso raktas.Metanogenai – šio etapo specialistai. Jie pirmiausia naudoja acto rūgštį (lakiųjų riebalų rūgščių rūšis), pagamintą ankstesniame etape, arba tiesiogiai naudoja vandenilį ir anglies dioksidą, galiausiai juos sintetindami į metaną. Šiuo metu organinė tarša nuotekose buvo iš esmės pašalinta ir paversta naudingomis biodujomis.
► Pagrindinis „Įranga“, skirtas šiam procesui pasiekti
Norint užtikrinti, kad ši „puota be deguonies{0}“ vyktų efektyviai ir stabiliai, reikalingi sudėtingi „reaktoriai“. Tarp jų,Upflow Anaerobinis dumblo antklodė (UASB)reaktorius yra plačiai taikoma klasikinė technologija. Jo šerdis yra didelės-koncentracijos „granuliuoto dumblo sluoksnyje“, susidarančioje reaktoriaus apačioje. Nuotekos teka aukštyn per šią sluoksnį, todėl dumblo granulės kontaktuoja su teršalais, o susidarančios biodujos padeda maišytis. Išplėsto granuliuoto dumblo sluoksnio (EGSB) reaktorius gali būti vertinamas kaip patobulinta UASB versija. Sujungus recirkuliacijos sistemą, pasiekiamas didesnis srauto greitis, todėl dumblo ir nuotekų vandenys geriau susimaišo ir kontaktuoja, todėl gali tvarkyti didesnės koncentracijos arba sudėtingesnės nuotekas.
► Suprasti jos apribojimus: nė viena technologija nėra tobula
Nepaisant išskirtinių pranašumų, anaerobinis gydymas nėra „panacėja“. Norint jį veiksmingai taikyti, labai svarbu suprasti jo trūkumus.
★ Paleidimas reikalauja kantrybės:Pagrindiniai metanogenai sistemoje auga lėtai, todėl naujos sistemos paleidimas ir mikrobų aklimatizacija dažnai reikalauja nemažai laiko.
★ Jautrumas aplinkos sąlygoms:Metanogenai yra labai subtilūs. Nuotekose esančios toksiškos medžiagos, tokios kaip sulfidai, tam tikri sunkiųjų metalų jonai ir dezinfekavimo priemonės, gali stipriai slopinti jų veiklą ar net sukelti sistemos gedimą.
★ Griežti temperatūros reikalavimai:Daugumos sistemų stabiliam veikimui reikalinga santykinai šilta aplinka (paprastai mezofilinėje srityje). Žema temperatūra gali labai paveikti valymo efektyvumą ir biodujų gamybą.
★ Paprastai negali pasiekti išleidimo standartų vienas:Anaerobinis apdorojimas pirmiausia pašalina organines medžiagas ir turi ribotą pajėgumą pašalinti maistines medžiagas, tokias kaip azotas ir fosforas. Todėl jis dažnai tarnauja kaip valymo traukinio „vangardas“ ir turi būti vykdomi tolesni procesai, pavyzdžiui, aerobinis valymas, siekiant užtikrinti, kad galutinės nuotekos visiškai atitiktų išleidimo standartus.
Apibendrinant galima pasakyti, kad dėl didelio{0}}koncentracijos nuotekų valymo efektyvumo, energijos-gavybos charakteristikų ir mažų eksploatavimo išlaidų anaerobinis valymas tikrai atlieka „pagrindinio ginklo“ vaidmenį organinių nuotekų, ypač pramoninių nuotekų, valymo srityje. Tačiau tai taip pat yra technologija, kuriai reikalingas kruopštus projektavimas ir valdymas. Išnaudojus jo stipriąsias puses, tuo pačiu sumažinant trūkumus ir įtraukus jį į tinkamą gydymo proceso etapą, jo „galiausia“ galia gali būti visiškai įgyvendinta.