Bevezetés
Az anaerob biológiai tisztítás olyan szennyvízkezelési eljárás, amely oxigén hiányában lebontja a szerves szennyeződéseket. Anaerob mikroorganizmusokra támaszkodik, hogy az összetett szerves vegyületeket egyszerűbb anyagokká, elsősorban metánná (CH4) és szén-dioxiddá (CO₂) alakítsák át. Ezt a módszert széles körben használják nagy -szilárdságú ipari szennyvíz és iszap stabilizálására energiahatékonyságának és alacsony iszaptermelésének köszönhetően.
Az anaerob kezelés előnyei az aerob kezeléssel szemben
1. Magasabb szerves terhelési kapacitás
- Az ipari szennyvíz anaerob tisztítására jellemző iszapterhelés (F/M) a0,5–1,0 kg BOD₅/(kg MLVSS·d), több mint kétszerese az aerob folyamatoknak (0,1–0,5 kg BOD₅/(kg MLVSS·d)).
- Az oxigénszállítási korlátozások hiánya miatt aMLVSS (kevert liquor illékony szuszpendált szilárd anyagok)anaerob rendszerekben elérheti5-10 alkalommalhogy az aerob rendszerek.
- Az anaerob kezelés szerves térfogati terhelési sebessége a5–10 kg BOD₅/(m³·d), összehasonlítva csak0,5–1,0 kg BOD₅/(m³·d)aerob kezeléshez-a10-szeres különbség.
2. Alacsonyabb iszaptermelés és jobb iszapminőség
- Az anaerob kezelés csak akkor eredményez5%–20%az aerob folyamatok során keletkező biomasszából.
- Az aerob módszerek termelnek0,25–0,6 kg iszap minden eltávolított KOI kg-onként, míg az anaerob módszerek csak0,02-0,18 kg, jobb víztelenítéssel.
- Anaerob emésztés iselpusztítja a parazita tojásaitaz iszapban, javítva annak higiéniai és kémiai stabilitását, csökkentve az iszap ártalmatlanítási költségeit.
3. Alacsonyabb tápanyagszükséglet és működési rugalmasság
- Az anaerob mikrobák megkövetelikcsak 5-20%az aerob folyamatokhoz szükséges tápanyagok (N, P), így alkalmasak a tápanyag{0}}hiányos szennyvíz kezelésére.
- Az anaerob mikroorganizmusok aktívak maradnakhónapok vagy akár évekjelentős csökkenés nélkül, és a leállások után gyorsan újraindulhat, lehetővé téveszakaszos működés(ideális szezonális szennyvízhez).
4. Energiamegtakarítás és metántermelés
- Az aerob kezelés fogyaszt0,5-1,0 kWha levegőztetés céljából eltávolított KOI kilogrammonkénti villamos energiát, míg az anaerob rendszerekmegszünteti a levegőztetés költségeit.
- Anaerob emésztésmetánt termel, o12 000 kJ energia kilogrammonként eltávolított KOI.
- Nincs habzási probléma (ellentétben a felületaktív anyagot{0}} tartalmazó szennyvíz aerob kezelésével).
5. Csökkentett légszennyezés és szélesebb körű lebontási képesség
- Az aerob levegőztetés lehetelpárologtatja a szerves vegyületeket, ami légszennyezést okoz, míg az anaerob rendszerek elkerülik ezt a problémát.
- Az anaerob mikrobák képeseklebontják bizonyos ellenszegülő vegyületeket(pl. klórozott szénhidrogének), amit az aerob baktériumok nem tudnak.
6. Komplex mikrobiális szinergia a fokozott lebontásért
- Az anaerob emésztés különböző mikrobiális közösségeket foglal magában, amelyek szinergikusan működnek, lehetővé téve a nehezen-lebomló- szerves anyagok lebontását, amelyeket az aerob kezelés nem képes teljesen feldolgozni.
Az anaerob kezelés hátrányai
1. Lassú mikrobiális növekedés és hosszabb indítási idő
- Az anaerob mikrobák lassan növekednek, igénylikhosszabb indítási időszakok és hidraulikus visszatartási idők (HRT)mint az aerob rendszerek.
2. A szennyvíz további kezelést igényel
- Anaerob szennyvíz gyakrannem felel meg a kibocsátási szabványoknakés kell lennieaerob kezeléssel polírozva.
3. Lúgosság-kiegészítés szükséges az alacsony-C/N szennyvízhez
- Az alacsony-koncentrációjú vagy alacsony-C/N szennyvíz nem lúgosíthatja, ezértkülső lúgosítás.
4. Fűtés szükséges az alacsony-erősségű szennyvízhez
- Ha a metántermelés nem elegendő az optimális hőmérséklet fenntartásához(30-38 fok), külső fűtésszükséges.
5. Metán robbanásveszély
- A biogáz (CH4 + CO₂ + H2S) azgyúlékony és robbanásveszélyes, igénylőrobbanásbiztos-reaktortervek.
6. Mérgező vegyületekkel szembeni érzékenység
- Klórozott alifás anyagok és egyéb toxinokgátolják a metanogéneketsúlyosabb, mint az aerob heterotrófok; a nem megfelelő működés destabilizálhatja a rendszert.
7. Szigorú hőmérséklet-szabályozás szükséges
- Alacsony hőmérsékletjelentősen csökkenti a hatékonyságot, az operatív irányítás pedig azösszetettebbmint az aerob rendszerekben.
8. H₂S szag- és korróziós problémák
- Szulfát (SO₄2⁻) keletkezik a szennyvízbenH₂S, okozszagokatéskorrózió a csövekben, motorokban és kazánokban.
- Szulfát csökkentése isszerves anyagokat fogyaszt,csökkenti a metánhozamot.
9. Nincs nitrifikáció
- Anaerob rendszereknem tudja nitrifikálni az ammóniát; az optimális mikrobiális aktivitás megköveteliNH₃-N-szint 40–70 mg/L.