Monien teollisten tuotantoprosessien takana suuria määriäjätevesi, jossa on runsaasti orgaanista ainettaAinetta syntyy päivittäin. Tälle jätevedelle on ominaista korkeat pitoisuudet ja sitä on vaikea käsitellä. Tämän "haastavan jäteveden" käsittelemiseksi käytetään laajasti teknologiaa, joka tunnetaan nimellä "äärimmäinen ase":anaerobinen hoito. Joten, miten se tarkalleen ottaen toimii? Ja miksi se ansaitsee tällaisen tittelin?
► Mitä on anaerobinen hoito?
Yksinkertaisesti sanottuna,anaerobinen käsittely on prosessi, jossa käytetään tiettyjä mikrobiyhteisöjä hajottamaan ja sulattamaan orgaanista ainetta vedessä täysin happivapaassa{0}}ympäristössä.Toisin kuin tutumpi aerobinen hoito, joka vaatii hapen ruiskuttamista, se on enemmän kuin hiljainen mutta tehokas "mikrobijuhla" suljetussa tilassa.
► Miksi se on "Ultimate Weapon"?
Ensinnäkin se voi "sulattaa" erittäin korkean pitoisuuden{0}}jäteveden.Aerobiseen käsittelyyn verrattuna anaerobinen järjestelmä voi sietää ja käsitellä paljon suuremman orgaanisten epäpuhtauksien kuormituksen tilavuusyksikköä kohti, mikä tekee siitä erityisen taitavan käsittelemään korkean{0}}pitoisuuden orgaanista jätevettä teollisuudenaloista, kuten esim.elintarvikkeiden jalostus, panimo ja biofarmaseuttiset tuotteet.Tämä tarkoittaa, että samalla jalanjäljellä sen hoitokapasiteetti on paljon suurempi.
Toiseksi se voi muuntaa epäpuhtaudet energiaksi.Tämä on sen kiehtovin ominaisuus. Käsittelyn aikana mikro-organismit tuottavat orgaanista ainetta hajottaessaan biokaasua, joka koostuu pääasiassa metaanista.Tämä biokaasu voidaan kerätä ja käyttää sähkön tai lämpöenergian tuottamiseen, jolloin saavutetaan perustavanlaatuinen muutos "energian kuluttamisesta jäteveden käsittelyyn" "energian talteenottoon jätevedestä".
Kolmanneksi sen käyttökustannukset ovat alhaisemmat.Koskase ei vaadi jatkuvaa ilmanpuhallusta ilmastamiseen, sen sähkönkulutus on paljon pienempi kuin tavanomaisen aerobisen aktiivilieteprosessin.Samaan aikaan mikrobien kasvu on hitaampaa koko prosessin ajan, mikä johtaa paljon pienempään määrään ylimääräistä lietetuotantoa, mikä edelleen vähentää lietteen käsittelyn ja hävittämisen taakkaa ja kustannuksia.
► Perusperiaate: tarkasti koordinoitu yhteistyö
Anaerobinen käsittely ei ole yksittäinen reaktio, vaan kolmivaiheinen{0}}prosessi, jonka välittävät useat erityyppiset mikro-organismit.
Ensimmäinen vaihe on hydrolyysi ja asidogeneesi.Monimutkaiset suurimolekyyliset{0}}orgaaniset yhdisteet, kuten tärkkelys, proteiini ja rasva, hajoavat ensin pieniksi molekyyleiksi, kuten monosakkarideiksi ja aminohapoiksi hydrolyyttisten bakteerien toimesta. Sitten hapotogeeniset bakteerit fermentoivat nämä pienet molekyylit ja muuttavat ne haihtuviksi rasvahapoiksi (VFA), alkoholeiksi, vedyksi ja hiilidioksidiksi.
Toinen vaihe on metanogeneesi, joka on avain koko prosessiin.Methanogens, tämän vaiheen asiantuntijat, astuvat lavalle. Niissä käytetään ensisijaisesti edellisessä vaiheessa tuotettua etikkahappoa (eräänlaista haihtuvaa rasvahappoa) tai suoraan vetyä ja hiilidioksidia syntetisoimalla ne lopulta metaaniksi. Tässä vaiheessa jäteveden orgaaninen saaste on olennaisesti poistettu ja muutettu hyödylliseksi biokaasuksi.
► Avain "laitteisto" tämän prosessin saavuttamiseksi
Jotta tämä "hapeton{0}}juhla" etenee tehokkaasti ja vakaasti, tarvitaan kehittyneitä "reaktoreita". Heidän joukossaanUpflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)reaktori on laajalti käytetty klassikkotekniikka. Sen ydin sijaitsee reaktorin pohjalle muodostuneessa korkeapitoisuudessa-rakeisessa lietepedissä. Jätevesi virtaa ylöspäin tämän kerroksen läpi mahdollistaen perusteellisen kosketuksen lieterakeiden ja epäpuhtauksien välillä, kun taas syntyvä biokaasu auttaa sekoittumista. Expanded Granular Sludge Bed (EGSB) -reaktori voidaan nähdä UASB:n parannellun versiona. Kierrätysjärjestelmän avulla se saavuttaa suuremmat ylösvirtausnopeudet, mikä johtaa perusteellisempaan sekoittumiseen ja kosketukseen lietteen ja jäteveden välillä, jolloin se pystyy käsittelemään suurempipitoisuuksia tai monimutkaisempia jätevesiä.
► Sen rajoitusten ymmärtäminen: Mikään tekniikka ei ole täydellinen
Huolimatta erinomaisista eduistaan anaerobinen hoito ei ole "ihkelääke". Sen puutteiden ymmärtäminen on avain sen tehokkaaseen soveltamiseen.
★ Käynnistys vaatii kärsivällisyyttä:Järjestelmän tärkeimmät metanogeenit kasvavat hitaasti, joten uuden järjestelmän käynnistys ja mikrobien sopeutuminen vievät usein huomattavan paljon aikaa.
★ Herkkyys ympäristöolosuhteille:Metanogeenit ovat erittäin herkkiä. Jätevedessä olevat myrkylliset aineet, kuten sulfidit, tietyt raskasmetalli-ionit ja desinfiointiaineet, voivat estää vakavasti niiden toimintaa tai jopa aiheuttaa järjestelmän toimintahäiriön.
★ Tiukat lämpötilavaatimukset:Useimmat järjestelmät vaativat suhteellisen lämpimän ympäristön (tyypillisesti mesofiilisellä alueella) vakaan toiminnan varmistamiseksi. Matalat lämpötilat voivat vaikuttaa merkittävästi käsittelyn tehokkuuteen ja biokaasun tuotantoon.
★ Yleensä ei voida saavuttaa vastuuvapausstandardeja yksinään:Anaerobinen käsittely poistaa ensisijaisesti orgaanista ainesta ja sillä on rajallinen kapasiteetti ravinteiden, kuten typen ja fosforin, poistamiseen. Siksi se toimii usein käsittelyjärjestelmän "etujoukkona", ja sitä on seurattava myöhemmillä prosesseilla, kuten aerobisella käsittelyllä, jotta varmistetaan, että lopullinen jätevesi täyttää täysin poistostandardit.
Yhteenvetona voidaan todeta, että anaerobisella käsittelyllä on suuri tehokkuus korkean-pitoisuuksien jäteveden käsittelyssä, energiaa-tuottava ominaisuus ja alhaiset käyttökustannukset, joten anaerobinen käsittely todella toimii "ydinaseena" orgaanisen jäteveden käsittelyssä, erityisesti teollisuusjätevesien käsittelyssä. Se on kuitenkin myös tekniikkaa, joka vaatii huolellista suunnittelua ja hallintaa. Hyödyntämällä sen vahvuuksia samalla lieventämällä sen heikkouksia ja asettamalla se oikeaan hoitoprosessin vaiheeseen, sen "äärimmäinen" voima voidaan toteuttaa täysin.