Úvod
Anaeróbne biologické čistenie je proces čistenia odpadových vôd, ktorý rozkladá organické znečisťujúce látky bez prítomnosti kyslíka. Spolieha sa na anaeróbne mikroorganizmy pri premene zložitých organických zlúčenín na jednoduchšie látky, predovšetkým na metán (CH4) a oxid uhličitý (CO₂). Táto metóda je široko používaná na stabilizáciu priemyselných odpadových vôd a kalov s vysokou-na základe jej energetickej účinnosti a nízkej produkcie kalu.
Výhody anaeróbnej liečby oproti aeróbnej liečbe
1. Vyššia organická nosnosť
- Typické zaťaženie kalom (F/M) pre anaeróbne čistenie priemyselných odpadových vôd je0,5 – 1,0 kg BSK₅/(kg MLVSS·d)viac ako dvojnásobok aeróbnych procesov (0,1 – 0,5 kg BSK₅/(kg MLVSS·d)).
- Vzhľadom na absenciu obmedzení prenosu kyslíka,MLVSS (zmiešaný likér prchavých suspendovaných tuhých látok)v anaeróbnych systémoch môže dosiahnuť5-10 krátaeróbnych systémov.
- Miera organického objemového zaťaženia pre anaeróbne čistenie je5–10 kg BSK₅/(m³·d), v porovnaní s iba0,5 – 1,0 kg BSK₅/(m³·d)na aeróbne ošetrenie-a10-násobný rozdiel.
2. Nižšia produkcia kalu a lepšia kvalita kalu
- Anaeróbne spracovanie produkuje iba5%–20%biomasy vytvorenej v aeróbnych procesoch.
- Aeróbne metódy produkujú0,25–0,6 kg kalu na kg odstránenej CHSK, zatiaľ čo anaeróbne metódy prinášajú iba výťažok0,02–0,18 kg, s lepšou odvodniteľnosťou.
- Anaeróbne trávenie tiežzabíja vajíčka parazitovv kaloch, zlepšenie ich hygienickej a chemickej stability, zníženie nákladov na likvidáciu kalov.
3. Nižšie požiadavky na živiny a prevádzková flexibilita
- Anaeróbne mikróby vyžadujúlen 5%-20%živín (N, P) potrebných pre aeróbne procesy, vďaka čomu sú vhodné pre odpadové vody s nedostatkom živín-.
- Anaeróbne mikroorganizmy zostávajú aktívne premesiacov alebo dokonca rokovbez výrazného poklesu a môže sa rýchlo reštartovať po vypnutí, čo umožňujeprerušovaná prevádzka(ideálne pre sezónne odpadové vody).
4. Úspora energie a výroba metánu
- Aeróbna liečba spotrebúva0,5 – 1,0 kWhelektriny na kg CHSK odobranej na prevzdušňovanie, zatiaľ čo anaeróbne systémyeliminovať náklady na prevzdušňovanie.
- Anaeróbne trávenieprodukuje metán, pričom over 12 000 kJ energie na kg odstránenej CHSK.
- Žiadne problémy s penou (na rozdiel od aeróbneho čistenia odpadovej vody-obsahujúcej povrchovo aktívne látky).
5. Znížené znečistenie ovzdušia a širšia schopnosť degradácie
- Aeróbne prevzdušňovanie môžeodparovať organické zlúčeniny, čo spôsobuje znečistenie ovzdušia, zatiaľ čo anaeróbne systémy sa tomuto problému vyhýbajú.
- Anaeróbne mikróby môžudegradovať určité nepoddajné zlúčeniny(napr. chlórované uhľovodíky), ktoré aeróbne baktérie nedokážu.
6. Komplexná mikrobiálna synergia pre vylepšenú degradáciu
- Anaeróbna digescia zahŕňa rôzne mikrobiálne spoločenstvá, ktoré pracujú synergicky a umožňujú rozklad ťažko{0}}{1}}rozložiteľných organických látok, ktoré aeróbna úprava nedokáže úplne spracovať.
Nevýhody anaeróbnej liečby
1. Pomalý mikrobiálny rast a dlhší čas spustenia
- Anaeróbne mikróby rastú pomaly, vyžadujúcedlhšie štartovacie obdobia a hydraulické retenčné časy (HRT)ako aeróbne systémy.
2. Odtoková voda vyžaduje ďalšie spracovanie
- Anaeróbne odpadové vody častonespĺňa normy vypúšťaniaa musí byťleštené aeróbnou úpravou.
3. Doplnenie zásaditosti potrebné pre odpadové vody s nízkym-C/N
- Nízka-koncentrácia alebo nízky-C/N odpadová voda môže postrádať zásaditosť, čo si vyžadujevonkajší prídavok zásaditosti.
4. Odpadová voda s nízkou pevnosťou-vyžaduje ohrev
- Ak produkcia metánu nestačí na udržanie optimálnych teplôt(30-38 stupňov), vonkajšie vykurovanieje potrebné.
5. Riziko výbuchu metánu
- Bioplyn (CH4 + CO2 + H2S) jehorľavý a výbušný, vyžadujúcekonštrukcie reaktorov-odolných proti výbuchu.
6. Citlivosť na toxické zlúčeniny
- Chlórované alifatické a iné toxínyinhibovať metanogényzávažnejšie ako aeróbne heterotrofy; nesprávna prevádzka môže destabilizovať systém.
7. Je potrebná prísna kontrola teploty
- Nízke teplotyvýrazne znížiť účinnosťa prevádzkové riadenie jezložitejšieako v aeróbnych systémoch.
8. H₂S Problémy so zápachom a koróziou
- V odpadových vodách vzniká síran (SO₄²⁻).H₂S, čo spôsobujepachyakorózia potrubí, motorov a kotlov.
- Redukcia síranov tiežspotrebuje organické látky,zníženie výťažku metánu.
9. Žiadna nitrifikácia
- Anaeróbne systémynemôže nitrifikovať amoniak; vyžaduje optimálnu mikrobiálnu aktivituhladiny NH₃-N 40–70 mg/l.