Introducere
Tratarea biologică anaerobă este un proces de tratare a apelor uzate care descompune poluanții organici în absența oxigenului. Se bazează pe microorganisme anaerobe pentru a transforma compuși organici complecși în substanțe mai simple, în principal metan (CH₄) și dioxid de carbon (CO₂). Această metodă este utilizată pe scară largă pentru-apele uzate industriale și stabilizarea nămolului, datorită eficienței energetice și producției reduse de nămol.
Avantajele tratamentului anaerob față de tratamentul aerob
1. Capacitate mai mare de încărcare organică
- Încărcarea tipică cu nămol (F/M) pentru tratarea anaerobă a apelor uzate industriale este0,5–1,0 kg BOD₅/(kg MLVSS·d), de peste două ori față de procesele aerobe (0,1–0,5 kg BOD₅/(kg MLVSS·d)).
- Datorită absenței limitărilor de transfer de oxigen,MLVSS (Lichior amestecat de solide volatile în suspensie)în sisteme anaerobe poate ajungede 5-10 oricea a sistemelor aerobe.
- Rata de încărcare organică volumetrică pentru tratamentul anaerob este5–10 kg BOD₅/(m³·d), comparativ cu numai0,5–1,0 kg BOD₅/(m³·d)pentru tratament aerob-adiferență de 10 ori.
2. Producție scăzută de nămol și calitate mai bună a nămolului
- Tratamentul anaerob produce numai5%–20%a biomasei generate în procesele aerobe.
- Metodele aerobe produc0,25–0,6 kg de nămol per kg de COD îndepărtat, în timp ce metodele anaerobe produc numai0,02–0,18 kg, cu deshidratare mai bună.
- De asemenea, digestia anaerobăucide ouăle de parazițiin namol, imbunatatindu-i stabilitatea igienica si chimica, reducand costurile de eliminare a namolului.
3. Cerințe mai mici de nutrienți și flexibilitate operațională
- Microbii anaerobi necesitădoar 5%-20%nutrienții (N, P) necesari proceselor aerobe, făcându-le potriviți pentru apele uzate cu deficit de nutrienți-.
- Microorganismele anaerobe rămân active ptluni sau chiar anifără scădere semnificativă și poate reporni rapid după opriri, permițândfuncţionare intermitentă(ideal pentru apele uzate sezoniere).
4. Economii de energie și producție de metan
- Tratamentul aerobic consumă0,5–1,0 kWhde electricitate per kg de COD eliminat pentru aerare, în timp ce sistemele anaerobeeliminarea costurilor de aerare.
- Digestia anaerobăproduce metan, cedând over 12.000 kJ de energie per kg de COD eliminat.
- Fără probleme de spumă (spre deosebire de tratamentul aerob al apei reziduale care conțin surfactant{0}}).
5. Poluare redusă a aerului și capacitate mai extinsă de degradare
- Aerarea aerobă poatevolatilizează compușii organici, provocând poluarea aerului, în timp ce sistemele anaerobe evită această problemă.
- Microbii anaerobi potdegradează anumiți compuși recalcitranți(de exemplu, hidrocarburi clorurate) pe care bacteriile aerobe nu nu pot.
6. Sinergie microbiană complexă pentru o degradare sporită
- Digestia anaerobă implică diverse comunități microbiene care lucrează sinergic, permițând descompunerea substanțelor organice greu{0}}de degradate- pe care tratamentul aerob nu le poate procesa complet.
Dezavantajele tratamentului anaerob
1. Creștere microbiană lentă și timp mai lung de pornire
- Microbii anaerobi cresc încet, necesitândperioade mai lungi de pornire și timpi de retenție hidraulic (HRT)decât sistemele aerobe.
2. Efluentul necesită un tratament suplimentar
- Efluent anaerob adeseanu respectă standardele de descărcareși trebuie să fielustruit cu tratament aerobic.
3. Suplimentare de alcalinitate necesară pentru apa uzată cu C/N scăzut
- Apele uzate cu concentrație-scăzută sau-scăzută C/N pot lipsi de alcalinitate, necesitândadăugare de alcalinitate externă.
4. Încălzirea necesară pentru apele uzate cu putere redusă-
- Dacă producția de metan este insuficientă pentru a menține temperaturile optime(30–38 grade), încălzire externăeste necesar.
5. Risc de explozie de la metan
- Biogazul (CH₄ + CO2 + H2S) esteinflamabil și exploziv, solicitândproiecte de reactoare{0}}rezistente la explozie.
6. Sensibilitatea la compuși toxici
- Alifatice clorurate și alte toxineinhiba metanogenemai sever decât heterotrofii aerobi; funcţionarea necorespunzătoare poate destabiliza sistemul.
7. Este necesar un control strict al temperaturii
- Temperaturi scăzutereduce semnificativ eficiența, iar managementul operațional estemai complexdecât în sistemele aerobe.
8. Probleme de miros și coroziune H₂S
- Se produce sulfat (SO₄²⁻) în apele uzateH₂S, provocândmirosurişicoroziunea țevilor, motoarelor și cazanelor.
- De asemenea, reducerea sulfatuluiconsumă materie organică,reducerea randamentului de metan.
9. Fără nitrificare
- Sisteme anaerobenu poate nitrifica amoniacul; activitatea microbiană optimă necesităNiveluri de NH₃-N de 40–70 mg/L.