Upju un ūdenskrātuvju piesārņojums ar notekūdeņiem mūsdienās ir nopietna problēma. Lielo pilsētu un citu apdzīvotu vietu centrālās kanalizācijas atkritumiem nepieciešama pastāvīga tīrīšana, tāpēc filtru sistēmu un bioloģisko tīrīšanas metožu izmantošana ir obligāta.
Kas ir aktīvās dūņas?
Dūņas, kas ir aktīvas pret piesārņotājiem, tiek izmantotas sadzīves septiskajās tvertnēs, rūpnieciskajās iekārtās un pilsētas kanalizācijas sistēmās. Aktīvās dūņas jeb zoogēno uzkrājumu biocenoze ir baktēriju un citu mikroorganismu komplekss, kas izmanto cilvēku atkritumus uzturam un reprodukcijai.
Mikroorganismi un baktērijas absorbē organiskās vielas no kopējās notekūdeņu masas un oksidatīvo reakciju procesā pārstrādā to vienkāršākos savienojumos. Aktīvo dūņu produktīvam darbam ir nepieciešams radīt noteiktus nosacījumus: atkritumu šķidruma temperatūrai jābūt vismaz +6 grādiem. Notekūdeņos nedrīkst būt daudz toksisku vielu vai rafinētu naftas produktu. Aktīvās dūņas ir dzīvo organismu komplekss, kas var iet bojā, strauji mainoties videi. Zema temperatūra var palēnināt baktēriju augšanu, bet ne nogalināt tās.
Dūņu koncentrācija
Produktīva notekūdeņu attīrīšana iespējama tikai tad, ja piesārņotā masa tiek pakļauta pietiekamam skaitam mikroorganismu. Bioloģiski aktīvo dūņu koncentrāciju mēra šādi: nosaka biomasas sausnas daudzumu tilpuma vienībā. 100% ir visa traukā esošā šķidruma kopējā masa. Aktīvo dūņu koncentrāciju mēra procentos.
Oksidācijas procesi augstas koncentrācijas dūņās noritēs daudz ātrāk, atkritumu pārstrāde kļūs produktīvāka.
Skābbarības sastāvs
Aktīvās dūņas ir masa, kas sastāv no 1-3 mm lielām pārslām. Pārslas ir veidojumi, kas sastāv no baktērijām, kas apvienotas ar polisaharīdiem. Aktīvās dūņas satur bioloģiski aktīvas sastāvdaļas, mirušus mikroorganismus, suspendētas neorganisko savienojumu daļiņas, šķiedrvielas un citus polisaharīdus.
Katra baktēriju grupa specializējas noteiktu vielu oksidēšanā. Filamentveida baktērijas, nitrificējošās baktērijas un flokulējošās baktērijas oksidē organiskos ogļhidrātus un nitrificē savienojumus. baktērijas lpp. Pseudomonas spēj oksidēt taukskābes, parafīnus, spirtus un ogļūdeņražus. Naftas pārstrādes produktus, naftēnus, fenolus, aldehīdus oksidē baktērijas p. Brevibacterium. Baktērijas no lpp. Bacillus izmantoalifātisko ogļūdeņražu sadalīšana. baktērijas lpp. Cellulomonas oksidē celulozi.
Aktīvo dūņu mikroorganismiem var būt arī sēnīšu raksturs. Pelējums un rauga sēnītes lieliski noārda sarežģītas oksidējamas vielas un toksiskus savienojumus.
Aktīvo dūņu monitorings
Dūņu aktivitāte laika gaitā var samazināties, tas viss ir atkarīgs no vides, kas nāk no noteces ūdens. Lai tīrīšanas process būtu produktīvs, nepieciešams uzraudzīt dūņu bakteriālās vides stāvokli.
Aktīvo dūņu bioindikatora kontrole tiek veikta, izmantojot mikroskopisko analīzi. Tiek noteiktas dūņu struktūras un sastāva pazīmes, tiek sastādīts detalizēts ziņojums un baktēriju sugu saraksts. Noteiktas grupas mikroorganismu pārsvars liecina par labvēlīgu baktēriju vides attīstību, jo baktērijām jāreaģē uz ienākošo noteces masu, mainot savu sastāvu un daudzumu. Piemēram, ieplūstot notekūdeņiem ar augstu sēra saturu, sāk aktīvi attīstīties tioniskās baktērijas un sēra baktērijas.
Pēc aktīvo dūņu sastāva var ne tikai noteikt pārstrādes produktivitāti, bet arī veikt vides attīstības prognozi, ja tiek uzturēts tāda paša sastāva notekūdeņu pieplūdes režīms.
Rūpnieciskā notekūdeņu attīrīšana
Notekūdeņi, kas ir rūpniecības uzņēmumu atkritumi, satur lielu daudzumu toksīnu un sarežģītu ķīmisku savienojumu. Nokļūstot vidē, notekūdeņi nodara kaitējumu dzīviem organismiem un augiem,piesārņot gruntsūdeņus un gaisu. Tāpēc katrs rūpniecības uzņēmums izstrādā ražošanas atkritumu apglabāšanas plānu.
Pirms notekūdeņu bioloģiskās oksidēšanas šķidruma plūsmai tiek veikta mehāniska tīrīšana. Filtri atdala lielas cietās piemaisījumu daļiņas, kuras tiek noglabātas atsevišķos konteineros. Pēc bioloģiskās apstrādes šķidrums tiek dezinficēts.
Daži uzņēmumi iegūst noderīgas sastāvdaļas no krājumu atkritumiem. Notekūdeņu attīrīšanas procesā iegūtā biomasa var būt vērtīga. Izdalās mēslošanas līdzekļu, zāļu un citu derīgu vielu ražošanā izmantotās vielas. Atkritumu izmantošanas iespēja ir atkarīga no ražošanas veida un atkritumu masas ķīmiskā sastāva. Aktīvo dūņu ievadīšana rūpnieciskajos notekūdeņos ir lēts un produktīvs atkritumu apstrādes veids. Šī pašlaik ir vispopulārākā atkritumu izvešanas metode.
Vides izmaiņu dūņu analīze
Dūņu sastāva izpēte tiek veikta speciālā laboratorijā. Lai to izdarītu, paraugu savāc tīrā, necaurspīdīgā traukā. Aktīvo dūņu analīze tiek veikta 1-2 reizes nedēļā 2 mēnešus. Dūņu efektivitāti nosaka šādi rādītāji:
- sausnas koncentrācija;
- fosfora saturs;
- enzīmu darbības produktivitāte;
- elpošanas aktivitāte;
- dūņu pārslu stāvoklis.
Dūņu sastāva noteikšana tiek veikta, izmantojot dažādas jaudas mikroskopus. Aktīvo dūņu masā ievada noteikta sastāva reaģentu. Vairākas dienasir izmaiņas dūņu sastāvā un noteiktu baktēriju veidu augšanas ātrumā. Tiek novērtēts pārslu izmērs un atsevišķu baktēriju koncentrācija.
Aktīvo dūņu apstrādes soļi
Sarežģītu organisko savienojumu neitralizācija un to oksidēšana līdz vienkāršām sastāvdaļām notiek vairākos posmos:
- Anaerobā oksidācija.
- Aerobā oksidācija.
- Masas nosēšanās tvertnē.
- Bioloģiskā apstrāde ar dažāda rakstura mikroorganismu piedalīšanos.
- Šķidruma atdalīšana no nogulsnēm tvertnē.
- Aktīvo dūņu atūdeņošana.
- Dūņu žāvēšana.
Cietās daļiņas, gruži un smiltis tiek noņemtas pirms galvenās tīrīšanas. Suspendēto daļiņu lielums izejā ir atkarīgs no filtru caurlaidības. No filtriem savāktais materiāls tiek sadedzināts.
Primārās tīrīšanas procesā atlikušās cietās daļiņas koncentrējas apakšā, un vieglas taukus saturošas vielas izkliedējas pa virsmu. Nosēdumi un plēve tiek noņemti no kopējās masas, un šķidrums nonāk nākamajā traukā nākamajai tīrīšanas darbībai.
Aktīvās dūņas tiek izmantotas otrreizējai attīrīšanai. Ūdens nonāk tvertnē kopā ar dūņām, kuras mijiedarbības procesā ir piepildītas ar skābekli. Šāda vide ir ideāls nosacījums baktēriju attīstībai, kas barojas ar šķidruma organiskajām vielām, attīrot to un atbrīvojot oglekļa dioksīdu un ūdeni. Dūņu daudzums pastāvīgi pieaug, jo baktērijas aktīvi vairojas. Aktīvās dūņas pārpalikums periodiski jāizņem no tvertnes.
Anaerobās unaerobās aktīvo dūņu baktērijas
Anaerobo baktēriju barošana un vairošanās notiek bez aktīvas skābekļa līdzdalības. Precīzāk, oksidatīvo reakciju procesā tiek izmantots skābeklis, kas ir daļa no skābekli saturošām skābēm, kas veidojas no sarežģītām organiskām vielām.
Anaerobo baktēriju izraisītā oksidēšanās ir identiska organisko vielu sadalīšanās dabiskajiem procesiem. Tikai šie procesi norit daudz ātrāk, jo aktīvo dūņu vidē ir augsta baktēriju koncentrācija.
Organisko vielu sabrukšanas rezultātā izdalās oglekļa dioksīds un metāns.
Aerobo baktēriju oksidēšanās procesi notiek, aktīvi piedaloties šķidrumā esošajam skābeklim. Lai uzturētu baktēriju dzīvībai nepieciešamo skābekļa daudzumu, septiskajai tvertnei jābūt aprīkotai ar īpašu kompresoru vai aeratoru. Aerobās aktīvās dūņas ir vide, kurai nepieciešama pastāvīga un nepārtraukta skābekļa padeve.
Aerobās baktērijas īsākā laikā sadala sarežģītas organiskās vielas vienkāršākos nekā anaerobās baktērijas. Šāda septiskā tvertne ir jātīra retāk, jo cieto atkritumu daudzums ir daudz mazāks. Negatīvā puse ir tāda, ka septiska tvertne ar aerobo oksidēšanu ir daudz dārgāka nekā anaeroba.
Ja drenāžas šķidrums pārstāj ieplūst kanalizācijā vai septiskajā tvertnē, laika gaitā baktērijas iet bojā barības vielu trūkuma dēļ. Septiskās tvertnes palaišanabūs iespējams tikai pēc jaunas aktīvās baktēriju barotnes ieviešanas.
Atkritumu aktīvo dūņu apstrāde un izmantošana
Aktīvās dūņas ir vērtīga viela. Tā saturs var saturēt tādus elementus kā fosfors, cinks, slāpeklis. Šie mikroelementi var būt noderīgi lauksaimniecībā. Aktīvās dūņas kā mēslojumu ir iespējams izmantot tikai tad, ja sastāvā nav smago metālu piemaisījumu. Koncentrējoties augu audos, metāli padara dārzeņus un augļus veselībai bīstamus.
Izlietotās aktīvās dūņas ir dehidrēta masa. Ja ir sveši nevajadzīgi piemaisījumi, izlietotās dehidrētās dūņas tiek iztīrītas vai likvidētas. Bioloģiski aktīvo dūņu attīrīšana tiek veikta tikai gadījumos, kad tas ir ieteicams. Pateicoties ķīmiskajām reakcijām, no dūņu masas tiek noņemti toksiskie elementi. Stipri piesārņotas aktīvās dūņas, kurām nav rūpnieciskas vērtības, tiek sadedzinātas.
Kur iegādāties aktīvās dūņas tīrīšanai
Ja savā personīgajā zemes gabalā grasāties pats ierīkot septisko tvertni, tad kanalizācijas sistēmas sakārtošanas procesā var rasties jautājums par aktīvo dūņu iegādi.
Bioloģiskās bedres tualetes un septiskās tvertnes tiek pārdotas kā šķidri vai sausi substrāti. Tos var iegādāties sadzīves ķīmijas nodaļā dāvināšanai. Cena ir atkarīga no iepakojuma tilpuma un maisījuma sastāva. Uz iepakojuma ir sīki aprakstīts, kā lietot produktu, kādam tilpumam konteiners paredzēts un cik ilgi produktīvsbioloģiskā sastāva darbs.
Pērkot notekūdeņu attīrīšanas līdzekli, rūpīgi jāizlasa piedāvāto iespēju sastāvs. Labāk ir lietot produktus ar aerobām baktērijām. To aktīvai reprodukcijai un barošanai ir nepieciešama gaisa plūsma. Oksidatīvie procesi ļauj atbrīvoties no lielāka piemaisījumu daudzuma, salīdzinot ar anaerobām baktērijām. Un nogulsnes var izmantot augsnes mēslošanai.
Optimāli apstākļi aktīvo dūņu pilnīgai darbībai
Aktīvo dūņu attīstībai labvēlīgu apstākļu ievērošana un uzturēšana ir atslēga uz veiksmīgu attīrīšanas iekārtu produktīvu darbību. Temperatūra, kurā notiek baktēriju un sēnīšu koloniju aktīvā reprodukcija un barošanās, ir + 20-27 grādi pēc Celsija. Ja apkārtējās vides temperatūra ir zemāka par +6 grādiem pēc Celsija, mikroorganismu darbība kļūst mazāk produktīva, un notekūdeņu pārstrādes ātrums samazinās.
Mainot atkritumu sastāvu, krītas arī produktivitāte. Baktērijām ir nepieciešams zināms laiks, lai tās atjaunotos. Ja, piemēram, baktēriju vidē nonāk rafinēti produkti un ir maz baktēriju, kas ir atbildīgas par šādu sarežģītu vielu oksidēšanu, tad to aktīvai vairošanai ir jāpaiet noteiktam laikam. Ja tiek ievadīts liels daudzums toksisku vielu, baktēriju vide var nomirt.
Ienākošā šķidruma sastāvam jāsatur pietiekams daudzums organisko vielu: ogļhidrāti, slāpeklis, fosfors, sērs, mangāns. Aerobām baktērijām ir nepieciešams skābeklis, lai tā darbotos pareizi.jums ir jārūpējas par tā nepārtrauktu šķidruma padevi.
Nobeigumā
Sadzīves atkritumu pārstrāde, kuras pamatā ir sabrukšanas un oksidēšanās procesi ar baktēriju palīdzību, ir dabisks utilizācijas veids. Aktīvo dūņu izmantošanas drošība un produktivitāte notekūdeņu attīrīšanai padara procesu ērtu un videi draudzīgu neatkarīgi no šīs atkritumu apstrādes metodes pielietošanas.
