Ағынды суларды тазартудағы «Көрінбейтін қаһарман» - биологиялық толтырғыш

Кәріздік тазарту қондырғылары лайлы ағынды суларды қалай таза суға айналдыратынын ойлап көрдіңіз бе? Микроорганизмдердің үлестерінен басқа, үнсіз үлес қосатын материал да бар - биологиялық толтырғыш. Бұл судағы «экологиялық пәтерге» ұқсайды, микроорганизмдер үшін тіршілік ету ортасын қамтамасыз етеді және ағынды суларды тазарту тиімділігін екі есе арттырады. Бүгін осы «көзге көрінбейтін қаһарманға» назар аударайық!

I. Биологиялық толтырғыш дегеніміз не?

Анықтамасы:Биофиллер - бұл биофильмді ағынды суларды тазарту процесіндегі негізгі тасымалдаушы материал, әдетте кеуекті, беткі қабаты жоғары қатты зат. Ол микроорганизмдерді адсорбциялап, биопленкаларды түзе алады және биодеградация және физикалық адсорбция арқылы ластаушы заттарды кетіре алады.
Негізгі функциялар:
Микроорганизмдер бекінетін орынмен қамтамасыз етіңіз және көлем бірлігіне биомассаны көбейтіңіз.
Микроорганизмдердің тұру уақытын ұзарту және күрделі ластаушы заттарды (мысалы, аммиак азоты және органикалық заттар) жою тиімділігін арттыру.

1-сурет Биологиялық толтырғыштың биофильмін қалыптастыру процесі

II. Биологиялық толтырғыштардың сипаттамасы

1. Гидравликалық өнімділікті оңтайландыру дизайны
Биологиялық толтырғыштардың сұйық механикалық қасиеттері негізінен төрт өлшемде көрінеді: меншікті бетінің ауданы, кеуек құрылымы, геометриялық морфологиясы және орау тығыздығы. Жоғары меншікті бет ауданы реактордағы жоғары биомасса концентрациясын сақтаудың негізгі шарты болып табылады, ал биомасса деңгейі жүйенің ластаушы заттардың деградациясының тиімділігін тікелей анықтайды. Дегенмен, меншікті беттік ауданның ұлғаюы бір уақытта сұйықтықтың кедергісін арттырады, нәтижесінде аэрация энергиясын тұтынуды арттырады.

Кеуектіліктің мөлшері реактордың тиімді көлемін пайдалануына тікелей әсер етеді. Кеуектіліктің жоғарылауы ағынды судың нақты тұру уақытын ұзартады, ағынның кедергісін азайтады, бітелу және қысқа ағын қаупін азайтады және биологиялық толтырғыш пен инфрақұрылым шығындарын азайтады.

2. Химиялық тұрақтылыққа қойылатын талаптар
Биофиллер коррозияға төзімді және ағынды су компоненттері мен микробтық метаболиттер эрозиясына төтеп бере алатын болуы керек. Материалдың өзі қайталама ластануды тудыратын зиянды заттардың еруін болдырмау үшін инертті болуы керек және микробтардың белсенділігін тежейтін химиялық заттар болмауы керек. Физикалық деңгей жүйе жүктемесін азайту үшін жеңіл қасиеттерді сақтай отырып, механикалық беріктік талаптарына сай болуы керек.

3. Биопленканың қосылуына ықпал ететін механизмдер
Биопленканың түзілу тиімділігі биотолтырғыштың физика-химиялық қасиеттеріне байланысты:

Физикалық қасиеттері:Бетінің кедір-бұдырлығы мен микрокеуекті құрылымы негізгі факторлар болып табылады. Кедір-бұдыр беттер биофильмнің түзілу процесін жылдамдатады, ал микрокеуекті құрылымдар капиллярлық әсер арқылы микробтардың сақталуын күшейтеді.

Химиялық қасиеттері:Беттік заряд сипаттамалары және гидрофильдік және гидрофобтық қасиеттер жетекші рөл атқарады. Бактериялардың беті әдетте теріс зарядталған, ал биотолтырғыштың бетіндегі оң потенциал электростатикалық адсорбция арқылы жасушалардың қосылуына ықпал ете алады. Гидрофильді беттер биоқабықша түзілу циклін айтарлықтай қысқартуы мүмкін.

4. Материалдың механикалық қасиеттері
Жеңілдік пен жоғары беріктік арасында тепе-теңдікті сақтау керек. Идеал биотолтырғыштың су ағынының әсеріне қарсы тұру үшін жеткілікті қысу күші болуы керек, сонымен бірге жүйенің энергияны тұтынуын азайту үшін төмен тығыздықты сақтайды.

5. Экономикалық ойлар
Биофиллер құны әдетте биопленка процесіне жалпы инвестицияның 30%-40% құрайды, сондықтан үнемді материалдарды таңдау өте маңызды. Өнімділікті қамтамасыз ету кезінде шығындарды оңтайландыруға қол жеткізу үшін көздерінің кең спектрі және ыңғайлы өңдеуі бар шикізатқа артықшылық беру керек.

III. Биофиллерлердің «Үздік серіктес» технологиясы

1. MBBR (жылжымалы төсек биофильмді реактор)
Ерекше өзгешеліктері:Биологиялық толтырғыш бассейнде еркін ағады және кері жуу қажет емес.
Қолданылуы:Жоғары концентрациялы ағынды сулар, ескі тазарту қондырғыларын жаңарту.

2-сурет. MBBR процесінің биологиялық толтырғышын практикалық қолдану

2. Биологиялық контактілі тотығу тоған
Ерекше өзгешеліктері:Биологиялық толтырғыштар тоғанға бекітілген және оларды үнемі тазалау қажет.
Қолданылуы:тұрмыстық ағынды сулар, төмен концентрациялы өндірістік ағынды сулар.

Сурет.3 Биологиялық толтырғыштарды биологиялық контактілі тотығу процесінде практикалық қолдану

IV. Түйіндеме: Ағынды суларды тазартуды тиімдірек ету үшін дұрыс биологиялық толтырғышты таңдаңыз

Биологиялық толтырғыш ағынды суларды тазартудың «экологиялық ірге тасы» болып табылады. Дұрыс материал мен процесті таңдау емдеу әсерін айтарлықтай жақсарта алады. Болашақта қоршаған ортаны қорғау талаптарының жоғарылауымен графен мен цеолит сияқты жаңа биологиялық толтырғыштар зерттеу нүктесіне айналады.

Биологиялық толтырғыштардың техникалық құндылығы суды тазартудың өзінде ғана емес, сонымен қатар материалдық инновациялар мен процесті біріктіру арқылы ағынды суларды төмен көміртекті және ресурстарға негізделген дамуға қарай тазартуға ықпал етеді және су ортасын басқарудың заманауи жүйесінде таптырмас техникалық қолдауға айналады.