1. Johd -d -dan-lla biologiseen jäteveden hoitoon

1.1 Mikä on biologinen jäteveden hoito?

Biologinen jätevesikäsittely on tekniikka- joka valjastaa voiman mikro -taiganismit -Tälin bakteerit - kuluttaa ja hajottaa taigaanisia epäpuhtauksia- ravintoaineita (kuten typpi ja fosftaiia-Eräs ja muita jätevesissä löydettyjä epäpuhtauksia. Pohjimmiltaan se on hkaikkiittu, kiihtynyt versio luonnon omasta itsepuhdistusprosessista.

Perustavoitteena on muuttaa haitallisia, liuenneita ja kolloidisia aineita (jotka edistävät BND- tä ja YhteistyöD- ta-Eräs vaarattomiin sivutuotteisiin, kuten hiilidioksidiin, veteen ja uuteen mikrobiabiomassaa (liette-A. Tämä menetelmä on elintärkeä, koska se on tehokkain ja usein kustannustehokkain tapa poistaa suurin osa taigaanisesta kutaimasta ennen vettä palauttamista ympäristöön.

---

1.2 Biologisen hoidon merkitys jäteveden hoidossa

Jäteveden hallitsemattomat vastuuvapaat aiheuttavat vakavia riskejä kansanterveydelle ja vesiekosysteemeille. Nrgaanisten aineiden ktaikea pitoisuus kuluttaa liuennut happi Vesien vastaanottamisessa, joka johtaa kalojen ja muun vesielämän kuolemaan. Lisäksi ylimääräiset ravintoaineet voivat aiheuttaa massiivista leväkukki (Eutrofiili-A ja patogeenit voivat levittää tautia.

Biologinen hoito on nykyaikaisen jätevesien hallinnan linkikivi monista syistä-

• Tehokas epäpuhtauspoisto- Se poistaa tehokkaasti Biokemiallinen hapen kysyntä (Bod-A , mikä on biohajoavan taigaanisen aineen mitta.

• Ravinteiden hallinta- Se voidaan suunnitella erityisesti poistamaan typpi (hapen ehtymisen ja toksisuuden estämiseksi-A ja fosftaii (Eutrofaation hallinta-A.

• Kustannustehokkuus- Se on yleensä vähemmän energiaintensiivistä ja halvempaa kuin puhtaasti kemialliset tai fysikaaliset edistyneet hoitovaihtoehdot suurille sovelluksille.

1.2.1 Biologinen hoito toissijaisena vaiheessa

Jätevedenkäsittely saavutetaan tyypillisesti vaiheiden sarjassa-

1. Ensisijainen hoito- Fyysistä prosessia, jossa painovoimaa käytetään suurissa säiliöissä raskaimpien kiinteiden aineiden (TSS-A ja rasvan ja kelluvan materiaalin raskaamiseksi.

2. Toissijainen hoito- Tämä on biologinen hoitovaihe . Ensisijaisista selkeyttäjistä virtaava vesi sisältää edelleen korkeat liuenneita ja hienoja kolloidisia orgaanisia aineita; Mikro -organismit otetaan käyttöön tämän kuorman kuluttamiseksi.

3. Tertiäärinen/edistynyt hoito: Lopullinen kiillotusvaihe, joka voi sisältää suodattamisen, desinfioinnin ja tiettyjen epäpuhtauksien tai ravinteiden edenneen poistamisen ennen vettä turvallisesti puretaan tai käytetään uudelleen.

---

1.3 Katsaus biologisiin prosesseihin

Biologiset jätevedenkäsittelyprosessit luokitellaan laajasti mukana olevien mikro -organismien happivaatimusten perusteella:

• Aerobiset prosessit: Nämä järjestelmät vaativat liuennut happi (DO) toimia. Mikro -organismit käyttävät happea orgaanisten epäpuhtauksien metaboloimiseksi hiilidioksidiin, veteen ja uusiin soluihin. Tämä on yleisin menetelmä Bod: n poistoon. Esimerkkejä ovat Aktivoitu liette ja Huijaruodattimet .

• Anaerobiset prosessit: Nämä järjestelmät toimivat hapen puuttuminen . Mikro -organismit hajottavat orgaanisen aineen biokaasu (ensisijaisesti metaani ja ${\text{Yhteistyö}}_2$ -A ja pienempi lietteen tilavuus. Niitä käytetään usein korkean lujan teollisuuden jäteveteen tai tuloksena olevan aerobisten prosessien lietteen käsittelemiseen. Esimerkki on Uplenfmatala Anaerobinen lietteen viltti ( $\text{UASB}$ -A .

• Haoksiset prosessit: Nämä prosessit ovat happea , mutta mikro -organismit hyödyntävät kemiallisesti sitoutuneita happea (erityisesti nitraatti or nitriitti ionit-A molekyylin sijasta ${\text{N}}_2$ . Tämä on ratkaiseva askel denitrifikaatio (typen poistaminen-A monissa edistyneissä hoitomuodoissa.

2. biologisen jäteveden hoidon periaatteet

Biologisen jäteveden käsittelyn tehokkuus riippuu kokonaan reaktorin mikroskooppisen maailman ymmärtämisestä ja hallinnasta. Tässä osassa kerrotaan tärkeimmät biologiset toimijat ja heidän käyttämänsä biokemialliset prosessit.

2.1 Mikro -organismien rooli

Terveellinen biologinen hoitojärjestelmä, jota usein kutsutaan sekoitettu viina or biomass , on monipuolinen ekosysteemi. Tämän mikrobiyhteisön kollektiivinen tavoite on kuluttaa orgaanisia epäpuhtauksia ("ruoka"-A kasvattaa, lisääntyä ja tuottaa energiaa.

2.1.1 Bakteerit

Bakteerit ovat hoitoprosessin työhevosia. He ovat vastuussa valtaosasta $\text{Bod}$ poistaminen ja ravinteiden poistaminen . Ne muodostavat flokkeja (pieniä klustereita-A, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä selkeyttäjiin asettumiselle. Keskeisiä ryhmiä ovat heterotrofiset bakteerit (kuluttavat hiiliyhdisteitä-A ja autotrofisia bakteereja (suorita nitrifikaatio-A.

2.1.2 sienet

Sieni ovat yleensä vähemmän hallitsevia, mutta niistä tulee tärkeitä tietyissä olosuhteissa, etenkin järjestelmissä hoidossa matala $\text{PHE}$ tai erittäin luja teollisuusjätteitä. Vaikka ne edistävät orgaanista hajoamista, liiallinen sienikasvu voi aiheuttaa liiallinen (lietteen huono laskeutuminen) niiden rihmarakenteen vuoksi.

2.1.3 Alkuperäinen

Alkueläimet ja muut korkeammat organismit (kuten rotifers) eivät ole ensisijaisia ​​hajoajia, mutta palvelevat ratkaisevaa roolia kiillotus jätevesi. He kuluttavat dispergoituneita bakteereja ja hienoja hiukkasia, jotka toimivat "puhdistusaineina", jotka edistävät selkeämpää lopullista jätevesiä. Niiden läsnäolo ja monimuotoisuus ovat myös keskeisiä indikaattoreita terveys ja vakaus biologisesta järjestelmästä.

---

2.2 Biokemialliset reaktiot

Saasteiden poistaminen tapahtuu monimutkaisten biokemiallisten reaktioiden sekvenssin kautta, jonka mikro -organismit käyttävät elektronia vastaan.

2.2.1 Aerobiset prosessit

Nämä reaktiot tapahtuvat Liuennut happi ( $\text{TEHDÄ}$ ) . Bakteerit käyttävät $\text{TEHDÄ}$ lopullisena elektronia vastaanottajana orgaanisen aineen muuttamiseksi vakaiksi, vaarattomiksi tuotteiksi.

Orgaaninen aine O2 → Bakteerit Yhteistyö2 H2 o Uudet solut

Nitrifikaatio , kaksivaiheinen aerobinen prosessi, on avain typen poistoon:

1. Nitritaatio: Ammoniakki ( ${\text{Nh}}_4^{}$ ) muutetaan nitriitiksi ( ${\text{EI}}_2^{-}$ ).

2. Nitrataatio: Nitriitti ( ${\text{EI}}_2^{-}$ ) muutetaan nitraattiin ( ${\text{EI}}_3^{-}$ ).

2.2.2 Anaerobiset prosessit

Nämä reaktiot tapahtuvat täydellisessä puuttuessa ${\text{O}}_2$ . Prosessiin sisältyy useita vaiheita monimutkaisen orgaanisen aineen muuttamiseksi biokaasu (ensisijaisesti metaani ( ${\text{CH}}_4$ ) ja ${\text{CO}}_2$ ), jota voidaan käyttää energialähteenä. Pääfaasit ovat hydrolyysi, happoseneesi, asetogeneesi ja lopuksi, metanogeneesi .

Orgaaninen aine → Bakteerit CH4 CO2 Uudet solut Lämpö

2.2.3 Ooksiset prosessit

Nämä reaktiot tapahtuvat, kun $\text{TEHDÄ}$ on poissa, mutta Nitraatti ( ${\text{EI}}_3^{-}$ ) on läsnä. Tietyt bakteerit hyödyntävät nitraattimolekyylissä sidottuja happea, vähentäen nitraattia vaarattomiksi typpikaasu ( ${\text{N}}_2$ ) joka vapautuu ilmakehään. Tätä prosessia kutsutaan denitrifikaatio ja is essential for preventing nitrogen pollution.

Nitraatti Orgaaninen aine → Bakteerien typpikaasu (N2) CO2 H2 O

---

2.3 Biologiseen hoitoon vaikuttavat tekijät

Mikrobiyhteisön tehokkuus on erittäin herkkä reaktorin olosuhteille. Operatiivinen hallinta keskittyy näiden tekijöiden ylläpitämiseen optimaalisilla alueilla.

2.3.1 Lämpötila

Mikrobinen aktiivisuus kasvaa lämpötilan kanssa optimaaliseen pisteeseen (tyypillisesti $20-35^{\circ }\text{C}$ kunnallisille kasveille). Alhaisemmat lämpötilat hidastavat reaktionopeuksia, kun taas liian korkeat lämpötilat voivat denatuurien entsyymit tappaen mikrobit.

2.3.2 $\text{PHE}$

Useimmat mikro-organismit menestyvät lähes neutraalissa $\text{PHE}$ alue (tyypillisesti $6.5-7.5$ ). Äärimmäinen $\text{PHE}$ (Hapan tai emäksinen) voi estää bakteerien kasvua ja pysäyttää kriittiset prosessit, kuten nitrifikaatio.

2.3.3 Ravinteiden saatavuus

Mikro -organismit tarvitsevat tasapainoisen ruokavalion kasvaakseen. Avain makroravinteet — Typpi (n) ja Fosfori (p) —Onusta olla saatavana, usein $\text{Bod}:\text{N}:\text{P}$ noin $100:5:1$ . Puutos voi vakavasti rajoittaa jätteiden hoitamiseen tarvittavan biomassan kasvua.

2.3.4 Liuenneen hapen ( $\text{TEHDÄ}$ )

$\text{TEHDÄ}$ tasot ovat kriittisiä aerobiset prosessit (tyypillisesti ylläpidetty $1-3\text{mg/l}$ ), koska riittämätön happi hidastaa hajoamisprosessia. Päinvastoin, $\text{TEHDÄ}$ on valvottava tiukasti tai poissa anaerobinen ja haalainen vyöhykkeet näiden prosessien tapahtumista.

Tässä on luonnoksen sisältö kolmas osa artikkelistasi, keskittyen Biologisten jätevedenhoitoprosessien tyypit .

---

3. Biologisten jäteveden käsittelyprosessien tyypit

Biologiset hoitojärjestelmät luokitellaan pohjimmiltaan sen mukaan, kuinka mikrobiyhteisö jatkuu ja onko happi toimitettava. Nämä prosessit voidaan ryhmitellä aerobiseen (vaatii happea), anaerobiseen (puuttuva happea) ja hybridijärjestelmiin.

3.1 Aerobiset hoitoprosessit

Aerobiset prosessit ovat yleisin sekundaarikäsittelytyyppi, joka luottaa hapen jatkuvaan tarjontaan mikrobien aineenvaihdunnan ylläpitämiseksi. Ne ovat erittäin tehokkaita orgaanisen aineen (Bod) poistamisessa.

3.1.1 Aktivoitu lietteen prosessi

Tämä on maailmanlaajuisesti laajin aerobinen järjestelmä. Siihen sisältyy jäteveden tuominen hiilihapotettuun säiliöön, joka sisältää mikro -organismien suspension ( aktivoitu liette ). Mikrobit kuluttavat epäpuhtaudet, muodostavat tiheät, katkaistuja mikrobiklumput (flocs) ja erotetaan sitten käsiteltystä vedestä toissijaisessa selkeässä. Osa tästä lietteestä kierrätetään takaisin ilmaston säiliöön korkean aktiivisen biomassan pitoisuuden ylläpitämiseksi.

3.1.2 Trippisuodattimet

Trippisuodattimet (tai biologiset suodattimet) ovat kiinteäkalvojärjestelmiä, joissa jätevedet jakautuvat väliaineen sängylle (esim. Kivet, muovi). Eräs biofilmi (Mikro -organismien kerros) kasvaa väliaineen pinnalla. Jätevesien "tippuvat" alas, biofilmin mikrobit absorboivat ja heikentävät orgaanista ainetta. Luonnollinen ilmankierto tarjoaa tarvittavan hapen.

3.1.3 Pyörivät biologiset kontaktorit (RBCS)

RBC: t ovat toinen kiinteäkalvojärjestelmä, joka koostuu suurista, läheisesti etäisyydestä, pyöriväistä levyistä, jotka on asennettu vaakasuoraan akseliin. Levyt on osittain upotettu jäteveteen. Levyjen kiertäessä ne vaihtavat vuorotellen jäteveden kalvon ja paljastavat sitten biofilmin ilmakehään hapensiirtoa varten.

3.1.4 Hilagot

Nämä ovat suuria, matalia altaita, jotka käyttävät pintailmaisia ​​tai hajautettuja ilmajärjestelmiä hapen aikaansaamiseksi jäteveden mikrobipopulaatioon. Ne vaativat suuren maa -alueen, mutta ne ovat yksinkertaisempia ja ihanteellisia alueille, joilla väestötiheys on alhaisempi.

3.1.5 Membraanin bioreaktorit (Mbr)

MBR: t yhdistävät tavanomaisen aktivoidun lietteen prosessin a kalvon suodatus yksikkö (mikrofiltraatio tai ultrasuodatus). Kalvot erottavat kiinteät aineet eliminoimalla toissijaisen selkeän tarpeen. Tämä mahdollistaa paljon suuremman biomassan pitoisuuden (korkea $\text{SRT}$ ) ja tuottaa poikkeuksellisen korkealaatuisia jätevesiä, valmis uudelleenkäyttöön.

---

3.2 Anaerobiset hoitoprosessit

Anaerobiset prosessit toimivat ilman happea ja ovat erityisen sopivia lujuuden jäteveden tai lietteen stabiloimiseen, koska ne tuottavat arvokasta energialähdettä-bioasia.

3.2.1 Anaerobinen ruuansulatus

Tätä käytetään ensisijaisesti stabiloimaan liette (biosolidit), jotka syntyvät aerobisella hoidolla. Liete asetetaan suljettuihin, lämmitettyihin säiliöihin, joissa anaerobiset bakteerit muuntaavat merkittävän osan orgaanisista kiinteistä aineista biokaasuksi ( ${\text{CH}}_4$ ). Tämä vähentää lietteen tilavuutta ja hajua.

3.2.2 Virtaus Anaerobinen lietteen viltti ( $\text{UASB}$ ) Reaktorit

Se $\text{UASB}$ on korkeatasoinen anaerobinen järjestelmä, jossa jätevedet virtaavat ylöspäin mikrobrakeiden (lietteen) tiheän "huovan" kautta. Kun orgaaninen aine hajoaa, tuotettu biokaasu aiheuttaa rakeiden kiertämisen, mikä luo erinomaisen kontaktin biomassan ja jäteveden välillä.

3.2.3 Anaerobiset suodattimet

Sese fixed-film reactors are packed with media. Wastewater flows through the packed bed, and the anaerobic microbes grow attached to the media, creating a highly efficient system for treating soluble organic waste.

---

3.3 Hybridi -hoitoprosessit

Hybridijärjestelmät yhdistävät tavanomaisten tai erilaisten reaktorityyppien ominaisuudet tehokkuuden parantamiseksi, etenkin ravinteiden poisto- ja avaruusrajoitteiden suhteen.

3.3.1 Sekvensointieräreaktorit ( $\text{SBRS}$ )

$\text{SBRS}$ ovat ainutlaatuisia siinä mielessä yksi säiliö . Ne ovat erittäin joustavia ja helppo mukauttaa tarkkaan ravinteiden poistoon hallitsemalla syklin sisällä olevien aerobisten, anoksisten ja anaerobisten vaiheiden kestoa.

3.3.2 Integroitu kiinteän elokuvan aktivoitu liette ( $\text{Ifas}$ ) Järjestelmät

$\text{Ifas}$ Järjestelmät ovat aktivoidun lietteen (suspendoitu kasvu) ja kiinteän elokuvan tekniikan hybridi. Biofilmien kantajat (muoviset väliaineet) lisätään suoraan aktivoituun lietteen ilmaston altaaseen. Tämä mahdollistaa korkean biomassan pitoisuuden, joka tarjoaa vakaan ympäristön hitaasti kasvaville bakteereille (kuten nitriferit) säilyttäen samalla suspendoituneen liettejärjestelmän joustavuuden.

4. Biologisten hoitojärjestelmien suunnittelun näkökohdat

Tehokkaan ja stabiilin biologisen käsittelylaitoksen suunnittelu vaatii syvää ymmärrystä jäteveden ominaisuuksista ja reaktoriparametrien huolellisen kalibroinnin. Tavoitteena on luoda optimaalinen ympäristö mikro -organismeille menestyä ja poistaa tehokkaasti epäpuhtauksia.

4.1 Jäteveden ominaisuudet

Se success of a biological system starts with accurately characterizing the influent (incoming) wastewater.

4.1.1 $\text{Bod}$ (Biokemiallinen hapen kysyntä)

$\text{Bod}$ Onko mikro -organismien vaatiman hapen määrä orgaanisen aineen hajottamiseksi vedessä tietyn ajan kuluessa (yleensä viisi päivää, ${\text{Bod}}_5$ ). Se on ensisijainen suunnitteluparametri Käytetään biologisen reaktorin koosta, koska se määrää orgaanisen kuormituksen määrän, jonka mikrobipopulaation on kulutettava.

4.1.2 $\text{TURSKA}$ (Kemiallinen hapen kysyntä)

$\text{TURSKA}$ Onko hapen määrä, jota tarvitaan kemiallisesti hapettamiseen all Orgaaninen ja epäorgaaninen asia. Se mittaa sekä biohajoavia että ei-biologisesti hajoavia komponentteja. Se $\text{Bod}/\text{TURSKA}$ Suhde on tärkeä: korkea suhde (esim.> 0,5) osoittaa, että jäte on erittäin biologinen ja well-suited for biological treatment.

4.1.3 $\text{TSS}$ (Suspendoituneiden kiintoaineiden kokonaismäärä)

$\text{TSS}$ edustaa kiinteitä aineita, joita pidetään suspensiossa. Korkea $\text{TSS}$ voi vaatia laajempaa primaarista hoitoa ja vaikuttaa biologisen lietteen (biosolidien) hoitoon. Hyvä asettuminen $\text{TSS}$ on kriittinen puhtaan jätevesien tuottamiseksi.

4.1.4 Ravinteet (typpi ja fosfori)

Se concentration of Typpi ( $\text{N}$ ) ja Fosfori ( $\text{P}$ ) on kriittinen kahdesta syystä:

1. Mikrobinen terveys: Riittävä $\text{N}$ ja $\text{P}$ vaaditaan biomassan kasvuun ( $100:\text{Bod}:5:\text{N}:1:\text{P}$ suhde).

2. Jätevesien laatu: Jos näitä ravintoaineita on suurina määrinä, järjestelmä on suunniteltava erityisesti Ravinteiden poistaminen (Nitrifikaatio/denitrifikaatio ja paransi biologista fosforinpoistoa, $\text{EBPR}$ ) estämään rehevöitymistä vesien vastaanottamisessa.

---

4.2 Prosessien valintakriteerit

Oikean biologisen prosessin valitseminen riippuu useista tekijöistä:

• Jäteveden vahvuus: Korkea luja (korkea $\text{TURSKA}/\text{Bod}$ ) teollisuusjätteet suosii usein anaerobinen processes Biokaasun tuotantoon, jota seuraa kiillotus. Matalaan ja keski-keski-lujuus kunnat jätteet tyypillisesti aerobinen aktivoitu liette .

• Jätevesien vaatimukset: Tiukat purkausrajat (etenkin ravintoaineiden kohdalla) vaativat monimutkaisia ​​järjestelmiä, kuten $\text{Mbrs}$ tai monivaiheiset prosessit ( $\text{SBRS}$ , monivaiheinen aktivoitu liette).

• Maan saatavuus: Avaruusrajoitetut paikat vaativat usein korkean korkoisia, kompakteja tekniikoita, kuten $\text{Mbrs}$ or $\text{Ifas}$ , vaikka laguunit ovat sopivia, jos maa on halpaa ja runsaasti.

• Käyttökustannukset: Aerobiset prosessit vaativat korkean energian syöttöä ilmastolle, kun taas anaerobiset prosessit tuottavat energiaa (biokaasua), mikä vaikuttaa pitkäaikaisten kustannuksiin.

---

4.3 Reaktorin suunnitteluparametrit

Sese parameters are the operational levers used to control the microbial ecosystem within the reactor.

4.3.1 Hydraulinen retentioaika ( $\text{Hormonikoru}$ )

$\text{Hormonikoru}$ on keskimääräinen aika, jolloin vesiyksikkö pysyy reaktorin sisällä.

Pidempi $\text{Hormonikoru}$ Tarjoaa enemmän kosketusaikaa mikro -organismien ja epäpuhtauksien välillä, mutta vaatii suuremman säiliön koon.

4.3.2 Vahvan säilyttämisaika ( $\text{SRT}$ )

$\text{SRT}$ (kutsutaan myös $\text{Mcrt}$ tai lietteen pidättämisaika) on keskimääräinen aika mikro -taiganismit (solids) Pysy aktiivisena järjestelmässä.

$\text{SRT}$ on tärkein ohjausparametri biologiseen aktiivisuuteen. Pitkä $\text{SRT}$ (esim., $10-30$ päivät) on välttämätöntä viljelemään hitaasti kasvavia organismeja nitriferit typen poistoa varten.

4.3.3 Ruoka-mikro-organismit ( $\text{F}/\text{M}$ ) Suhde

Se $\text{F}/\text{M}$ Suhde on päivittäinen orgaaninen kuorma (ruoka, mitattuna $\text{Bod}$ or $\text{TURSKA}$ ) toimitettu mikro -organismien yksikköä kohti ( $\text{M}$ , mitattu sekoitettuna viinaa haihtuvia suspendoituneita kiinteitä aineita tai $\text{Mlvss}$ ) Reaktorissa.

• A korkea $\text{F}/\text{M}$ (esim., > 0.5 $\text{kg}\text{Bod}/\text{kg}\text{Mlvss}\cdot \text{d}$ ) tarkoittaa, että mikrobit ovat "nälkäisiä" ja käsittele vettä nopeasti, mutta lietteet laskeutuvat huonosti.

• A matala $\text{F}/\text{M}$ (esim., < 0.1 $\text{kg}\text{Bod}/\text{kg}\text{Mlvss}\cdot \text{d}$ ) Tuloksena vanhempaan, hyvin sileästi lietteeseen, mutta vaatii suuremman säiliön ja on hitaampaa.

---

4.4 Lietteen hallinta

Kaikki biologiset prosessit tuottavat ylimääräinen biomassa (liette) Se on poistettava järjestelmästä. Tämä liette on usein $95-99\%$ Vesi, mutta sisältää väkevöityjä epäpuhtauksia, mikä tekee siitä hävittämishaasteen. Lietteenkäsittely (sakeuttaminen, vedenpoisto ja usein anaerobinen digestion ) on ratkaiseva, kallis komponentti jäteveden kokonaishallinnassa, jonka tavoitteena on vakauttaa materiaali ja vähentää sen tilavuutta ennen lopullista hävittämistä (esim. Maan levitys tai kaatopaikka).

5. Biologisen jäteveden hoidon sovellukset

Biologinen hoito on erittäin mukautuva tekniikka, joka on välttämätöntä erilaisista lähteistä peräisin olevien jäteveden käsittelemiseksi suurista pääkaupunkiseudista erikoistuneisiin teollisuuslaitoksiin.

5.1 Kunnallinen jätevesikäsittely

Kunnallinen jätevesi, joka on pääasiassa hankittu asuinkodeista, kaupallisista yrityksistä ja laitoksista, on klassinen sovellus biologiseen hoitoon.

• Ominaisuudet: Se sisältää tyypillisesti keskipitkän orgaanisen kuorman ( $\text{Bod}$ ja $\text{TURSKA}$ ), suspendoituneiden kiintoaineiden korkeat tasot ( $\text{TSS}$ ) ja merkittäviä määriä ravintoaineita (typpi ja fosfori).

• Käytetyt prosessit: Se standard treatment train relies heavily on Aktivoitu liette Processes (usein muokattu Biologinen ravintoaineiden poisto or $\text{Bnr}$ ) ja joskus kiinteän elokuvan järjestelmät kuten Huijaruodattimet or $\text{RBCS}$ . Ensisijainen tavoite on täyttää tiukat vastuuvapausstjaardit julkisten vesiväylien suojelemiseksi.

---

5.2 Teollisuuden jäteveden hoito

Teollisuusjätevesi on paljon muuttuvampi koostumuksessa ja keskittymisessä kuin kunnallinen jätevedessä, ja se esittelee usein ainutlaatuisia haasteita, jotka vaativat räätälöityjä biologisia ratkaisuja.

5.2.1 Ruoka- ja juomateollisuus

• Ominaisuudet: Korkeat orgaaniset kuormat (sokerit, rasvat, tärkkelykset) ja usein korkeat lämpötilat.

• Käytetyt prosessit: Anaerobiset järjestelmät pitää $\text{UASB}$ Reaktoreita käytetään usein ensin käsittelemään korkeaa $\text{TURSKA}$ ja generate valuable biokaasu ( ${\text{CH}}_4$ -A . Tätä seuraa yleensä kompakti aerobinen järjestelmä ( $\text{MBR}$ or $\text{Aktivoitu liette}$ ) lopullista kiillotusta varten.

5.2.2 Massan ja paperiteollisuus

• Ominaisuudet: Korkeat tilavuudet, väri ja hitaasti biohajoavat ligniiniyhdisteet.

• Käytetyt prosessit: Laajamittaiset järjestelmät, kuten Ilmastoidut laguunit tai korkean asteen aktivoitu liette ovat yleisiä massiivisten virtausnopeuksien vuoksi. Erikoistuneet sieni- tai bakteerikannot voidaan tarvita värien ja pysyvän yhdistelmän poistamiseen.

5.2.3 Kemianteollisuus

• Ominaisuudet: Sisältää spesifisiä myrkyllisiä tai ei-tavanomaisia ​​pilaavia aineita (toistuvia orgaanisia orgaanisia aineita, raskasmetalleja), jotka voivat estää tavanomaista mikrobiaktiivisuutta.

• Käytetyt prosessit: Hoito vaatii usein erikoistuneita, vankkoja bioreaktoreita tai useita vaiheita, joihin liittyy joskus Bioaugmentaatio (Lisäämällä erityisesti valittuja mikrobiliviliä) tai kytkentä edistyneisiin menetelmiin, kuten Edistyneet hapettumisprosessit ( $\text{AOPS}$ -A ennen biologista vaihetta tai sen jälkeen.

---

5.3 Maatalouden jäteveden hoito

Tähän sisältyy tilat ja etenkin tiivistettyjen eläinten ruokintatoimenpiteiden jätevedet (etenkin jätevedet ( $\text{Cafos}$ ) tai lanna.

• Ominaisuudet: Erittäin korkeat pitoisuudet $\text{Bod}$ , $\text{TSS}$ , taudinaiheuttajat ja erityisesti ravintoaineet.

• Käytetyt prosessit: Hoito sisältää vuoratut laguunit, mitä seuraa anaerobinen pilkkominen (määrän vähentämiseksi ja energian tuottamiseksi) ja sitä seuraava aerobinen käsittely ravintoaineiden ja patogeenin poistamiseksi ennen maan levitystä tai purkamista.

---

5.4 Jäteveden käsittely paikan päällä

Biologiset menetelmät ovat välttämättömiä jätevesien käsittelemiseksi alueilla, joilla ei ole pääsyä keskitettyihin kunnallisjärjestelmiin.

• Septiset säiliöt: Vaikka septisen säiliön liettekerros on ensisijaisesti fyysinen, se läpikäy hitaasti anaerobista ruuansulatusta.

• Pienimuotoiset kasvit: Järjestelmät, kuten kompakti $\text{SBRS}$ tai paketti $\text{Mbrs}$ käytetään yksittäisiin kouluihin, sairaaloihin, asuntokehityksisiin tai etäteollisuuskohteisiin, jotka tarjoavat korkealaatuisia jätevesiä pienessä jalanjäljessä.

Tässä on luonnoksen sisältö kuudes osa artikkelistasi, keskittyen Biologisen hoidon edut ja haitat .

---

6. Biologisen hoidon edut ja haitat

Vaikka biologiset prosessit muodostavat nykyaikaisen jäteveden hallinnan selkärangan, niihin kohdistuu tiettyjä rajoituksia, joita on hoidettava huolellisen suunnittelun ja toiminnan avulla.

6.1 Edut

Biologinen hoito tarjoaa pakottavia etuja puhtaasti fysikaalisiin tai kemiallisiin vaihtoehtoihin.

6.1.1 Tehokas epäpuhtauspoisto

Biologiset järjestelmät ovat poikkeuksellisen tehokkaita poistamisessa orgaaninen $\text{Bod}$ ja $\text{TURSKA}$ jätevesistä, usein saavuttaen $90\%$ -Plus -poistoasteet. Lisäksi ne ovat käytännöllisimpiä ja kustannustehokkaimpia keinoja suurelle mittakaavalle Biologinen ravinteiden poisto ( $\text{Bnr}$ ) , välttämätöntä herkkien vesiväylien suojelemiseksi ylimääräisen typen ja fosforin aiheuttamalta rehevöitymistä.

6.1.2 Kustannustehokkuus

Kun biologisten prosessien toimintakustannukset ovat rakennettuja, ne ovat yleensä alhaisemmat kuin kemiallisen hoidon kustannukset. Vaikka aerobiset järjestelmät vaativat merkittävää energiaa ilmastukseen, tämä korvaa usein korkeat kustannukset ja jatkuva tarjonta, jota tarvitaan kemiallisiin flokkulanteihin tai saostumiin, joita tarvitaan ei-biologisissa menetelmissä. Anaerobiset järjestelmät voi olla jopa nettoenergian tuottajat biokaasun luomisen ja käytön kautta ( ${\text{CH}}_4$ ).

6.1.3 Ympäristöystävällinen

Biologiseen hoitoon sisältyy pohjimmiltaan luonnollisia prosesseja, jotka muuttavat epäpuhtaudet vakaiksi, myrkytöiksi (ei-myrkyllisiksi tuotteiksi ( ${\text{CO}}_2$ , ${\text{H}}_2\text{O}$ ja biomassa). Tuloksena oleva biosolidit (lietteet) Voidaan usein käsitellä ja käyttää turvallisesti uudelleen maaperän muutoksena, edistäen ympyrätalouden lähestymistapaa jätehuoltoon.

---

6.2 Haitat

Se reliance on a living microbial community introduces certain operational vulnerabilities.

6.2.1 Myrkyllisten aineiden herkkyys

Mikro -organismit ovat eläviä soluja, ja ne voidaan helposti estää tai tappaa äkillisillä panoksilla myrkylliset teollisuuskemikaalit , raskasmetallit, korkea $\text{PHE}$ (happo tai emäs) tai korkeat suolapitoisuudet. "Shock -kuorma" voi pyyhkiä järjestelmän biomassan, joka vaatii päiviä tai viikkoja, jotta populaatio palautuu ja hoidon laatu palataan.

6.2.2 Prosessin epävakaus

Biologiset järjestelmät voivat kärsiä mikrobien terveyteen liittyvistä epävakausongelmista, kuten liette bulking or vaahtoava .

• Liiallinen tapahtuu, kun rihmamahdokkaat bakteerit kasvavat liiallisesti, estäen lietteen flokkit laskeutumasta oikein selkeyttäjään, mikä johtaa korkeaan $\text{TSS}$ Viimeisessä jätevesissä.

• Vaahtoava johtuu usein tietyntyyppisistä bakteereista ja voi johtaa operatiivisiin kysymyksiin ja turvallisuusvaaroihin ilmaston säiliön pinnalla.

6.2.3 Lietteen tuotanto

Se fundamental goal of biological treatment is to convert dissolved pollutants into solid biomass (sludge). This necessary conversion creates the ongoing challenge and cost of liette management (Vedenpoisto, stabilointi ja hävittäminen). Lietteen käsittelykustannukset voivat ottaa huomioon $30\%\text{to}50\%$ Jätevedenpuhdistalaitoksen kokonaisbudjetista.

7. Viimeaikaiset edistysaskeleet ja innovaatiot

Se field of biological wastewater treatment is continually evolving, driven by the need for greater efficiency, smaller footprints, and increased resource recovery. Recent innovations are transforming traditional systems.

7.1 Edistyneitä hapettumisprosesseja ( $\text{AOPS}$ )

$\text{AOPS}$ eivät ole tiukasti biologisia, mutta niitä käytetään yhä enemmän tandem biologisten järjestelmien kanssa. Niihin sisältyy erittäin reaktiivisten ohimenevien lajien, kuten Hydroksyyliradikaali ( $\cdot \text{VOI}$ ) , jotka hapettelevat ja tuhoavat nopeasti orgaaniset epäpuhtaudet, jotka eivät ole biologisesti hajoavia (recalcitrant tai mikropullutatit).

• Sovellus: $\text{AOPS}$ käytetään a esikäsittely hajottaa myrkyllisiä yhdisteitä, mikä tekee niistä pääsyä mikro -organismeihin tai a hoidon jälkeinen (tertiäärinen vaihe) jätevesien kiillottamiseksi poistamalla lääkkeiden ja torjunta -aineiden jälkiä.

7.2 Bioaugmentaatio ja biostimulaatio

Sese techniques focus on actively managing the microbial population:

• Bioaugmentaatio: Liittyy Erityisesti valittujen, ei-alkuperäiskansojen mikrobiviljelmien lisääminen reaktorille. Tämä tehdään tyypillisesti ottaen käyttöön organismeja, jotka kykenevät hajottamaan spesifiset, monimutkaiset teollisuus epäpuhtaudet, joita natiivibiomassa ei pysty käsittelemään.

• Biostimulaatio: Liittyy Reaktoriympäristön optimointi (esim., adding specific limiting nutrients like trace metals or vitamins) to enhance the growth and activity of the existing, native biomass to improve treatment efficiency.

7.3 Rakeinen liettetekniikka

Tämä innovaatio tarjoaa suuren harppauksen järjestelmän tehokkuudessa ja jalanjäljen vähentämisessä, pääasiassa käytettynä Aerobinen rakeinen liette ( $\text{Ags}$ ) järjestelmät.

• Periaate: Perinteisten aktivoitujen lietteen flokkien muodostamisen sijasta biomassa järjestetään spontaanisti tiheäksi, kompaktille, pallomaiseksi rakeet . Nämä rakeet laskeutuvat huomattavasti nopeammin ja niillä on selkeät vyöhykkeet (aerobinen ulkopinta, anoksinen/anaerobinen sisustus), jotka mahdollistavat hiilen, typen ja fosforin samanaikaisen poistamisen yhdessä reaktorissa.

• Etu: Mahdollistaa paljon korkeamman biomassan pitoisuuden ja eliminoi erillisen selkeän tarpeen vähentäen kasvien jalanjälkeä $75\%$ .

7.4 Mikro -organismien geenitekniikka

Vaikka geenitekniikka on edelleen pääasiassa tutkimus- ja pilottivaiheessa, sillä on valtava lupaus. Tutkijat tutkivat tapoja:

• Paranna hajoamista: Muokkaa mikrobeja jatkuvan orgaanisten epäpuhtauksien hajoamisen nopeuttamiseksi ( $\text{Pops}$ ).

• Paranna tehokkuutta: Insinööri -organismit suorittavat useita reaktioita (esim. Samanaikainen nitrifikaatio ja denitrifikaatio) tehokkaammin tai sietämään myrkyllisiä olosuhteita, jotka muuten estäisivät luonnollisia populaatioita.