Johdanto
Anaerobinen biologinen käsittely on jäteveden käsittelyprosessi, jossa orgaaniset epäpuhtaudet hajotetaan ilman happea. Se luottaa anaerobisiin mikro-organismeihin muuttamaan monimutkaiset orgaaniset yhdisteet yksinkertaisemmiksi aineiksi, pääasiassa metaaniksi (CH₂) ja hiilidioksidiksi (CO₂). Tätä menetelmää käytetään laajalti -voimakkaan teollisuuden jäteveden ja lietteen stabilointiin sen energiatehokkuuden ja vähäisen lietteen tuotannon ansiosta.
Anaerobisen hoidon edut aerobiseen hoitoon verrattuna
1. Korkeampi orgaaninen latauskapasiteetti
- Tyypillinen lietekuormitus (F/M) teollisuusjätevesien anaerobisessa käsittelyssä on0,5–1,0 kg BOD₅/(kg MLVSS·d), yli kaksi kertaa aerobisiin prosesseihin verrattuna (0,1–0,5 kg BOD₅/(kg MLVSS·d)).
- Koska hapensiirtorajoituksia ei ole,MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids)anaerobisissa järjestelmissä voi saavuttaa5-10 kertaaaerobisissa järjestelmissä.
- Orgaaninen tilavuuslatausnopeus anaerobisessa käsittelyssä on5–10 kg BOD₅/(m³·d), verrattuna vain0,5–1,0 kg BOD₅/(m³·d)aerobiseen hoitoon-a10-kertainen ero.
2. Pienempi lietteen tuotanto ja parempi lietteen laatu
- Anaerobinen käsittely tuottaa vain5%–20%aerobisissa prosesseissa syntyvästä biomassasta.
- Aerobiset menetelmät tuottavat0,25–0,6 kg lietettä poistetun COD-kiloa kohden, kun taas anaerobiset menetelmät tuottavat vain0,02-0,18 kg, paremmalla vedenpoistokyvyllä.
- Myös anaerobinen ruoansulatustappaa loisten munialietteessä, parantaa sen hygieenistä ja kemiallista stabiliteettia ja vähentää lietteen hävittämiskustannuksia.
3. Pienemmät ravintoainevaatimukset ja toiminnan joustavuus
- Anaerobiset mikrobit vaativatvain 5-20%aerobisten prosessien tarvitsemista ravintoaineista (N, P), mikä tekee niistä sopivia ravinne-puutteelliselle jätevedelle.
- Anaerobiset mikro-organismit pysyvät aktiivisinakuukausia tai jopa vuosiailman merkittävää laskua ja voi käynnistyä nopeasti uudelleen sammutusten jälkeen, mikä mahdollistaaajoittaista toimintaa(ihanteellinen kausiluontoiselle jätevedelle).
4. Energiansäästöt ja metaanin tuotanto
- Aerobinen hoito kuluttaa0,5-1,0 kWhsähköä ilmastusta varten poistettua COD-kiloa kohti, kun taas anaerobiset järjestelmätilmanvaihtokustannusten poistaminen.
- Anaerobinen ruoansulatustuottaa metaania, antaen o12 000 kJ energiaa poistetun COD-kiloa kohden.
- Ei vaahto-ongelmia (toisin kuin pinta-aktiivista ainetta sisältävän jäteveden aerobinen käsittely).
5. Vähentynyt ilman saastuminen ja laajempi hajoamiskyky
- Aerobinen ilmastus voihaihduttaa orgaanisia yhdisteitä, aiheuttaa ilman saastumista, kun taas anaerobiset järjestelmät välttävät tämän ongelman.
- Anaerobiset mikrobit voivathajottaa tiettyjä vastahakoisia yhdisteitä(esim. klooratut hiilivedyt), joita aerobiset bakteerit eivät pysty.
6. Monimutkainen mikrobinen synergia tehostaa hajoamista
- Anaerobinen mädätys sisältää erilaisia mikrobiyhteisöjä, jotka toimivat synergistisesti, mikä mahdollistaa vaikeasti{0}}hajoavien-orgaanisten aineiden hajoamisen, joita aerobinen käsittely ei pysty täysin käsittelemään.
Anaerobisen hoidon haitat
1. Hidas mikrobikasvu ja pidempi käynnistysaika
- Anaerobiset mikrobit kasvavat hitaasti ja vaativatpidemmät käynnistysajat ja hydrauliset pitoajat (HRT)kuin aerobiset järjestelmät.
2. Jätevesi vaatii lisäkäsittelyä
- Anaerobinen jätevesi useinei täytä purkausstandardejaja pitää ollakiillotettu aerobisella käsittelyllä.
3. Alkaliteettilisä tarvitaan matalan-C/N-jäteveden osalta
- Alhainen-pitoisuus tai alhainen-C/N-jätevesi saattaa puuttua alkalisuudesta, mikä edellyttääulkoinen alkalisuuslisäys.
4. Vähävahvan jäteveden lämmitys vaaditaan
- Jos metaanin tuotanto ei riitä optimaalisen lämpötilan ylläpitämiseen(30-38 astetta), ulkolämmityson tarpeen.
5. Metaanin aiheuttama räjähdysvaara
- Biokaasu (CH4 + CO2 + H2S) onsyttyvää ja räjähtävää, vaatiiräjähdyssuojatut reaktorit.
6. Herkkyys myrkyllisille yhdisteille
- Klooratut alifaattiset aineet ja muut toksiinitestävät metanogeenitankarammin kuin aerobiset heterotrofit; väärä käyttö voi horjuttaa järjestelmää.
7. Tarvitaan tiukkaa lämpötilan valvontaa
- Matalat lämpötilatvähentää merkittävästi tehokkuutta, ja operatiivinen johtaminen onmonimutkaisempikuin aerobisissa järjestelmissä.
8. H₂S-haju- ja korroosio-ongelmat
- Sulfaatti (SO₄²⁻) jätevedessä tuottaaH₂S, aiheuttaahajujajakorroosio putkissa, moottoreissa ja kattiloissa.
- Myös sulfaatin vähentäminenkuluttaa orgaanista ainesta,vähentää metaanin saantoa.
9. Ei nitrifikaatiota
- Anaerobiset järjestelmätei voi nitrifioida ammoniakkia; optimaalinen mikrobitoiminta edellyttääNH₃-N-tasot 40–70 mg/l.