Uvod
Anaerobno biološko pročišćavanje je proces pročišćavanja otpadnih voda koji razgrađuje organske zagađivače u nedostatku kisika. Oslanja se na anaerobne mikroorganizme za pretvorbu složenih organskih spojeva u jednostavnije tvari, prvenstveno metan (CH₄) i ugljikov dioksid (CO₂). Ova se metoda široko koristi za-industrijsku otpadnu vodu i stabilizaciju mulja visoke čvrstoće zbog svoje energetske učinkovitosti i niske proizvodnje mulja.
Prednosti anaerobnog tretmana u odnosu na aerobni tretman
1. Veći organski kapacitet utovara
- Tipično opterećenje muljem (F/M) za anaerobnu obradu industrijskih otpadnih voda je0,5–1,0 kg BPK₅/(kg MLVSS·d), više nego dvostruko više od aerobnih procesa (0,1–0,5 kg BPK₅/(kg MLVSS·d)).
- Zbog nepostojanja ograničenja prijenosa kisika,MLVSS (Mixed Liquor Volatile Suspended Solids)u anaerobnim sustavima može doseći5–10 putaonaj aerobnih sustava.
- Stopa organskog volumetrijskog opterećenja za anaerobni tretman je5–10 kg BPK₅/(m³·d), u usporedbi sa samo0,5–1,0 kg BPK₅/(m³·d)za aerobni tretman-a10 puta razlika.
2. Manja proizvodnja mulja i bolja kvaliteta mulja
- Anaerobni tretman proizvodi samo5%–20%biomase nastale u aerobnim procesima.
- Aerobne metode proizvode0,25–0,6 kg mulja po kg uklonjenog KPK, dok anaerobne metode donose samo0,02–0,18 kg, s boljom sposobnošću isušivanja vode.
- Anaerobna probava takođerubija jajašca parazitau mulju, poboljšavajući njegovu higijensku i kemijsku stabilnost, smanjujući troškove zbrinjavanja mulja.
3. Manje potrebe za hranjivim tvarima i operativna fleksibilnost
- Anaerobni mikrobi zahtijevajusamo 5%–20%hranjivih tvari (N, P) potrebnih za aerobne procese, što ih čini prikladnima za-otpadne vode s nedostatkom hranjivih tvari.
- Anaerobni mikroorganizmi ostaju aktivni zamjeseci ili čak godinabez značajnog pada i može se ponovno pokrenuti brzo nakon gašenja, dopuštajućipovremeni rad(idealno za sezonske otpadne vode).
4. Ušteda energije i proizvodnja metana
- Aerobni tretman troši0,5–1,0 kWhelektrične energije po kg KPK uklonjenog za prozračivanje, dok su anaerobni sustavieliminirati troškove prozračivanja.
- Anaerobna probavaproizvodi metan, dajući over 12.000 kJ energije po kg uklonjenog KPK.
- Nema problema s pjenom (za razliku od aerobne obrade otpadne vode-koja sadrži surfaktant).
5. Smanjeno onečišćenje zraka i veća sposobnost razgradnje
- Aerobna aeracija možeisparavati organske spojeve, uzrokujući onečišćenje zraka, dok anaerobni sustavi izbjegavaju ovaj problem.
- Anaerobni mikrobi mogurazgraditi određene neposlušne spojeve(npr. klorirani ugljikovodici) koje aerobne bakterije ne mogu.
6. Složena mikrobna sinergija za poboljšanu razgradnju
- Anaerobna probava uključuje različite mikrobne zajednice koje rade sinergijski, omogućujući razgradnju teško--razgradivih organskih tvari koje aerobni tretman ne može u potpunosti obraditi.
Nedostaci anaerobnog tretmana
1. Spor mikrobni rast i dulje vrijeme pokretanja
- Anaerobni mikrobi rastu sporo, zahtijevajućiduža razdoblja pokretanja i hidrauličko vrijeme zadržavanja (HRT)nego aerobni sustavi.
2. Otpadne vode zahtijevaju daljnju obradu
- Anaerobni efluent čestone zadovoljava standarde pražnjenjai mora bitipolirani aerobnim tretmanom.
3. Dodatak alkalnosti potreban za niske-C/N otpadne vode
- Niska-koncentracija ili niska{1}}C/N otpadna voda možda nema alkalnost, zahtijevajućivanjski dodatak alkalnosti.
4. Zagrijavanje potrebno za otpadnu-vodu niske snage
- Ako je proizvodnja metana nedostatna za održavanje optimalnih temperatura(30–38 stupnjeva), vanjsko grijanjeje neophodno.
5. Opasnost od eksplozije od metana
- Bioplin (CH₄ + CO₂ + H₂S) jezapaljivo i eksplozivno, zahtijevajućidizajn reaktora-otpornog na eksploziju.
6. Osjetljivost na otrovne spojeve
- Klorirani alifatski i drugi toksiniinhibiraju metanogeneozbiljnije od aerobnih heterotrofa; nepravilan rad može destabilizirati sustav.
7. Potrebna je stroga kontrola temperature
- Niske temperatureznačajno smanjiti učinkovitost, a operativno upravljanje jesloženijenego u aerobnim sustavima.
8. Problemi s mirisom H₂S i korozijom
- Sulfat (SO₄²⁻) u otpadnoj vodi proizvodiH₂S, uzrokujućimirisiikorozija u cijevima, motorima i kotlovima.
- Smanjenje sulfata takođertroši organske tvari,smanjenje prinosa metana.
9. Nema nitrifikacije
- Anaerobni sustavine može nitrificirati amonijak; potrebna je optimalna mikrobna aktivnostRazine NH₃-N od 40-70 mg/L.