Zavedení
Anaerobní biologické čištění je proces čištění odpadních vod, který rozkládá organické znečišťující látky za nepřítomnosti kyslíku. Spoléhá na anaerobní mikroorganismy, které přeměňují složité organické sloučeniny na jednodušší látky, především metan (CH4) a oxid uhličitý (CO₂). Tato metoda je široce používána pro vysoce-stabilizaci průmyslových odpadních vod a kalů kvůli její energetické účinnosti a nízké produkci kalu.
Výhody anaerobního ošetření oproti aerobnímu ošetření
1. Vyšší kapacita organického zatížení
- Typické zatížení kalem (F/M) pro anaerobní čištění průmyslových odpadních vod je0,5–1,0 kg BSK₅/(kg MLVSS·d)více než dvojnásobek aerobních procesů (0,1–0,5 kg BSK₅/(kg MLVSS·d)).
- Vzhledem k absenci omezení přenosu kyslíku,MLVSS (těkavé suspendované pevné látky se směsí)v anaerobních systémech může dosáhnout5–10krátaerobních systémů.
- Míra organického objemového zatížení pro anaerobní čištění je5–10 kg BSK₅/(m³·d), ve srovnání s pouze0,5–1,0 kg BSK₅/(m³·d)pro aerobní léčbu-a10násobný rozdíl.
2. Nižší produkce kalu a lepší kvalita kalu
- Anaerobní zpracování produkuje pouze5%–20%biomasy vzniklé v aerobních procesech.
- Aerobní metody produkují0,25–0,6 kg kalu na kg odstraněné CHSK, zatímco anaerobní metody poskytují pouze výtěžek0,02–0,18 kgs lepší odvodnitelností.
- Anaerobní trávení takézabíjí vajíčka parazitův kalu, zlepšení jeho hygienické a chemické stability, snížení nákladů na likvidaci kalu.
3. Nižší požadavky na živiny a provozní flexibilita
- Anaerobní mikroby vyžadujíjen 5–20 %živin (N, P) potřebných pro aerobní procesy, díky čemuž jsou vhodné pro odpadní vody s nedostatkem živin-.
- Anaerobní mikroorganismy zůstávají aktivní proměsíce nebo dokonce rokybez výrazného poklesu a může se po vypnutí rychle restartovat, což umožňujepřerušovaný provoz(ideální pro sezónní odpadní vody).
4. Úspory energie a produkce metanu
- Aerobní léčba spotřebovává0,5–1,0 kWhelektřiny na kg CHSK odebrané pro provzdušňování, zatímco anaerobní systémyeliminovat náklady na provzdušňování.
- Anaerobní tráveníprodukuje metan, dávat over 12 000 kJ energie na kg odstraněné CHSK.
- Žádné problémy s pěnou (na rozdíl od aerobního čištění odpadní vody-obsahující povrchově aktivní látky).
5. Snížené znečištění ovzduší a širší schopnost degradace
- Aerobní provzdušňování můžeodpařovat organické sloučeniny, což způsobuje znečištění ovzduší, zatímco anaerobní systémy se tomuto problému vyhýbají.
- Anaerobní mikroby mohoudegradovat některé odolné sloučeniny(např. chlorované uhlovodíky), které aerobní bakterie nemohou.
6. Komplexní mikrobiální synergie pro zvýšenou degradaci
- Anaerobní digesce zahrnuje různé mikrobiální komunity, které pracují synergicky a umožňují rozklad těžce--rozložitelných organických látek, které aerobní úprava nemůže plně zpracovat.
Nevýhody anaerobní léčby
1. Pomalý mikrobiální růst a delší doba spouštění
- Anaerobní mikroby rostou pomalu, vyžadujídelší doby spouštění a hydraulické retenční časy (HRT)než aerobní systémy.
2. Odpadní voda vyžaduje další úpravu
- Anaerobní odpadní voda častonesplňuje vypouštěcí normya musí býtleštěno aerobní úpravou.
3. Doplnění alkality potřebné pro odpadní vody s nízkým-C/N
- Odpadní voda s nízkou-koncentrací nebo-C/N může postrádat zásaditost, což vyžadujevnější přídavek alkality.
4. Odpadní voda s nízkou intenzitou-vyžaduje ohřev
- Pokud produkce metanu nestačí k udržení optimálních teplot(30–38 stupňů), venkovní vytápěníje nutné.
5. Riziko výbuchu metanu
- Bioplyn (CH4 + CO2 + H2S) jehořlavý a výbušný, vyžadujícíkonstrukce reaktorů-odolných proti výbuchu.
6. Citlivost na toxické sloučeniny
- Chlorované alifatické látky a další toxinyinhibují metanogenyzávažnější než aerobní heterotrofy; nesprávný provoz může destabilizovat systém.
7. Nutná přísná kontrola teploty
- Nízké teplotyvýrazně snížit účinnosta provozní řízení jesložitějšínež v aerobních systémech.
8. Problémy se zápachem a korozí H₂S
- Produkuje se síran (SO₄²⁻) v odpadních vodáchH₂S, což způsobujepachyakorozi v potrubí, motorech a kotlích.
- Snížení síranů takéspotřebovává organickou hmotu,snížení výtěžku metanu.
9. Žádná nitrifikace
- Anaerobní systémyneumí nitrifikovat čpavek; vyžaduje optimální mikrobiální aktivituhladiny NH₃-N 40–70 mg/l.