工業廃水処理段階のAからZ

公開: 2021-04-21

工業用、商業用、家庭用の水を使用すると、水域に望ましくない汚染物質が加わり、水の物理的および化学的特性が変化し、使用に適さなくなり、環境の観点から危険になります。したがって、廃水は水質を改善するために一連の処理プロセスを経る必要があり、それによって水質を環境、健康、安全の基準に引き上げます。

廃水の処理は通常、一次、二次、三次の3つの段階で行われます。廃水の再利用性と処理可能性を左右する、色、臭気、濁度、pH、COD、BOD、窒素含有量、TDS、病原体含有量などの一連の物理的、化学的、生物学的パラメーターがあります。処理の各段階で、廃水のパラメータが満たされるようになります。

1.廃水の一次処理

産業排水の初期処理は、プラスチック、木材、グリースなどの浮遊物質が物理的に除去される一次処理中に行われます。水中に存在するあらゆる種類のコロイド状物質は、汚染されたコロイド状物質と一緒に凝集して処理タンクの底に沈殿する凝集剤と凝固剤を使用して化学処理されます。この段階で、廃水を二次処理に送る前に、酸またはアルカリを使用して排水のpHを中和します。 これは、二次廃水処理段階で微生物の増殖を促進するために必要なステップです。微生物は、餌を与え、繁栄し、複製するために、中性に近いpH環境を好みます。

2.廃水の二次処理

一次廃水処理の後に、廃水処理プロセスの中心である廃水の二次処理が続きます。二次処理は生物学的処理プロセスとしても知られており、一次処理された排水は、炭素の酸化と他の栄養素の除去を引き起こす生物剤を使用してさらに処理されます。廃水の二次処理は、酵素や微生物などの生物剤を使用して行われます。

A.酵素によって媒介される廃水の二次処理

酵素は、生化学反応を触媒する非生物の生物学的タンパク質性分子です。酵素を介した二次廃水処理プロセスでは、酵素が酵素-基質反応を介して水を処理します。この反応では、酵素が基質の部位に付着し、基質の分解を引き起こします。欠点は、大量の継続的な要件を考慮すると、酵素の使用がコストのかかる問題になることです。酵素の基質特異性のため、追加の有機汚染物質は分解できません。また、環境の変動に非常に敏感であり、簡単に非アクティブになる可能性があるため、交換する必要があります。また、処理施設で使用するための特定のインフラストラクチャも必要です。

B.微生物によって媒介される廃水の二次処理

廃水の微生物分解は、廃水の二次処理のための最も用途が広く、効果的で簡単な方法です。排水の微生物処理は、廃水に一般的に見られる有機汚染物質の大部分を容易に分解する可能性があります。微生物はこれらの有機汚染物質を食物源として使用し、有毒な高分子有機化合物を水、二酸化炭素、バイオマス、その他のより小さく無毒な副産物に分解します。微生物が生き残り、適応し、増殖し、有機汚染物質を非特異的に分解する能力は、二次廃水処理のための最も費用効果が高く効率的な解決策になります。廃水の二次処理中のより良い結果を得るために、多種多様な単純な有機化合物と扱いにくい有機化合物を標的とすることができる、非常に粘り強く科学的に選択された微生物のコンソーシアムからなる微生物製品を使用することをお勧めします。

2.1。廃水の二次処理のモード

二次処理のプロセスは、処理システム内の微生物が生き残るために酸素の存在を必要とするかどうか、およびシステムに入る水を処理するかどうかに応じて、主に好気性処理と嫌気性処理に分類できます。

2.1。好気性治療：

好気性処理では、空気/酸素の存在下で排水の微生物分解が起こります。空気/酸素は、エアレーターによって機械的に供給されます。エアレーターを継続的に稼働させ、二次タンクのパラメーターを監視するためのエネルギー消費は、嫌気性処理よりもコストがかかります。しかし、好気性条件下での汚染物質の迅速かつ効率的な分解は、嫌気性処理よりも優れています。汚染物質の分解が速いと、排水の滞留時間が短くなり、広い土地スペースの必要性が減ります。好気性技術は、次のようなさまざまな技術で採用されています。

活性汚泥処理–これは廃水の二次処理で最も一般的に使用される技術です。このプロセスでは、微生物と固形物は、大型のエアレーターとアジテーターを使用してタンクに懸濁されます。微生物は有機汚染物質と相互作用し、それらを分解します。固形物と微生物は一緒にフロックして、混合液懸濁固形物（MLSS）としてフロックを形成します。所望の排水処理を達成した後、混合液は二次浄化装置に排出され、そこでスラッジは底に沈殿し、上澄みはさらに三次処理にかけられる。汚泥の一部は二次処理装置にリサイクルされ、これは流入する廃水をさらに処理するためのシードとして機能します。この汚泥中の微生物は、水中の有機物負荷にすでに順応しているため、分解プロセスがより速く、より効率的になります。

移動床バイオフィルムリアクター（MBBR） ：MBBRも活性汚泥プロセスの一種ですが、微生物はバイオフィルムとしてポリエチレンキャリアの表面に付着します。これらの不活性担体は、曝気槽内を簡単に移動でき、表面積が大きいため、微生物と廃棄物の相互作用に簡単にアクセスできます。それらの動きは、より高い劣化率を促進します。

シーケンシャルバッチリアクター（SBR） ：処理プロセス中の特定の間隔で活性汚泥システムの充填と吸引を行います。処理後、曝気と攪拌を停止し、汚泥の沈殿を許可します。次に、処理された上澄みが出口から引き出されます。 廃水の二次処理のためのこのプロセスでは、均等化、曝気、浄化を単一のシステムで実現できます。

膜分離活性汚泥法：活性汚泥のような生物学的廃水処理と精密ろ過（MF）または限外ろ過（UF）のような膜プロセスの組み合わせは、膜分離活性汚泥法で達成できます。ろ過ユニットは生物学的反応器の内部に配置され、排水はろ過ユニットを通して引き出され、反応器内の微生物バイオマスを維持します。

2.1.2。嫌気性処理-

空気/酸素がない状態での排水の微生物処理は、嫌気性処理として知られています。これらの分解は嫌気性微生物によって行われます。高エネルギーの投入を必要としないため、廃水の二次処理に費用効果の高い方法です。アジテーターやリアルタイムデータモニタリングなどのシステムへのエネルギー入力は最小限ですが、大量の排水をより長い保持時間で処理するためのスペース要件は、好気性のものと比較してはるかに高くなります。嫌気性処理で使用される技術は次のとおりです。

嫌気性ラグーン：排水処理のための嫌気性条件を提供する池などの人工土盆は、嫌気性ラグーンと呼ばれます。排水はラグーンで維持され、汚染物質の分解のために潜在的な嫌気性微生物が追加されます。このテクノロジーは、他の嫌気性システムと比較して、より長い保持時間を必要とします。

嫌気性汚泥ブランケット（ASB）リアクター：このプロセスでは、流入液は嫌気性条件下でフロックまたは粒状スラッジのブランケットを通過します。排水の流れは下向きまたは上向きになります。上向流嫌気性汚泥ブランケット（UASB）リアクターは、最も一般的に使用されているASBテクノロジーです。

嫌気性フィルターリアクトル。 このプロセスでは、排水は、その表面にバイオフィルムが保持された嫌気性フィルターを通過することができます。フィルターには、合成または天然由来の不活性担体が含まれています。フィルタは、上向きまたは下向きの流れで操作できます。

硝化および脱窒による窒素除去：廃水の二次処理のこの方法は、窒素などの栄養素除去のために好気性処理とそれに続く嫌気性処理の組み合わせを使用します。窒素は通常、アルカリ性pHのアンモニア、酸性pHのアンモニウムイオン、中性pHのアンモニア性窒素の形で水中に存在します。窒素除去のプロセスは、硝化と脱窒と呼ばれる2段階のプロセスです。

廃水の三次処理

三次廃水処理は、物理的プロセスと化学的プロセスの組み合わせを利用して、有害な微生物病原体とより高い生命体を廃水から除去する最終処理プロセスです。これには、ろ過などの物理的な分離方法と、それに続く追加の物理的/化学的消毒処理が含まれる場合があります。他の方法もさらに使用することができる。時々リソースの不足のために、治療のこの部分は完全にスキップされます。これにより、廃水の二次処理を可能な限り効率的にすることがますます重要になります。

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