Введение
Большинство домов и предприятий направляют свои сточные воды на очистные сооружения, где многие загрязнители отделяются от сточных вод из воды. Очистные сооружения в Соединенных Штатах ежедневно перерабатывают около 34 миллиардов галлонов сточных вод. Сточные воды содержат азот и фосфор из человеческих отходов, пищевых продуктов и мыла и моющих средств. Когда вода разбрасывается до среднего уровня и подвергается тщательному анализу в зависимости от состояния, она попадает в местный водоем, где развивается основа загрязнения азотом и фосфором. Некоторые очистные сооружения способны искоренять дополнительный азот и фосфор из своих выбросов, чем другие, зависящие от их оборудования и от того, как они обрабатывают сточные воды. Отличительная система обработки позволяет растению производить заряды, которые содержат меньше азота, чем растения, использующие традиционные подходы к обработке. Модернизация системы очистки сточных вод часто хорошо подходит для муниципалитетов, но улучшение может окупиться.
Почему это важно?
Фосфор является одним из важных элементов, необходимых для роста растений и животных, и в пресноводных экосистемах он склонен быть питательным веществом, предотвращающим рост, и является основой цикла Кребса и ДНК. В хорошо оксигенированных водах озер проявления фосфора часто редки, и, что важно, низкие уровни фосфора ограничивают выработку пресноводной системы (Ricklefs, 19193). Фосфат не смертелен для людей и животных, если они в настоящее время не находятся на очень высоком уровне. Пищеварительная проблема вытекает из чрезвычайно высокого уровня фосфатов. Септическая система: в Соединенных Штатах около 25% домов используют септическую систему, которая локально очищает их сточные воды. Когда септическая система выполнена ненадлежащим образом, повышенные уровни азота и фосфора могут быть неограниченно ограничены местными водоемами или подземными водами, в какой-то момент от 10 до 20% септической системы выходят из строя. К общим причинам выхода из строя септической системы относятся старение, несоответствующий дизайн, перегруженность слишком большим количеством сточных вод в слишком короткий период времени и плохое техническое обслуживание.
Фосфор и вода
Фосфор является распространенным компонентом сельскохозяйственных удобрений, навоза и органических отходов в сточных водах и промышленных сточных водах, он является важным элементом для жизни растений, но когда его слишком много в воде, он может усилить эвтрофикацию (сокращение растворенный кислород в водоемах, вызванный увеличением минеральных и органических питательных веществ) рек и озер. Эрозия почвы является основным источником фосфора в ручьях. Береговая эрозия, происходящая во время наводнения, может транспортировать процент фосфора с берегов рек и смежных площадей в поток. На диаграмме показано исключение сточных вод, и количество фосфора, очищенного из сточных вод Атланты, будет успешным по мере увеличения численности населения, но тоннаж фосфора был в значительной степени сконцентрирован как за счет улучшений в процессе очистки, так и за счет ограничений по фосфатам.
Фосфор в сточных водах:
Муниципальные отходы понимают от 5 до 20 мг / л общего фосфора, из которых 1-5 мг / л являются органическими, а остальные – неорганическими. Индивидуальный вклад склонен к увеличению, поскольку фосфор является одним из важнейших компонентов синтетических моющих средств. Участие индивидуального фосфора колеблется от 0,65 до 4,80 г / жителя в день, в среднем около 2,18 г. Обычная форма фосфора, обнаруженная в водных растворах, включает: ·
Ортофосфаты:
Их можно получить за биологический метаболизм, лишенный дополнительного распада.
Полифосфаты:
Молекулы с 2 или более атомами фосфора, кислородом и, в некоторых случаях, атомами водорода объединяются в многогранные молекулы. Обычно полифосфаты подвергаются гидролизу и возвращаются в ортофосфатные формы. Этот процесс обычно умеренно медленный. Обычно вторичное введение может удалить только 1-2 мг / л, поэтому большой избыток фосфора очищается в конечных стоках, начиная с эвтрофикации в поверхностных водах 2 мг / л. Удаление фосфора из сточных вод: Регулирование содержания фосфора, очищенного от муниципальных и промышленных предприятий по очистке сточных вод, является ключевым фактором предотвращения эвтрофикации поверхностных вод. Фосфор является одним из основных элементов защиты питательных веществ при усиленной эвтрофикации озер и природных вод. Его аудитория вызывает бесчисленные проблемы с качеством воды, включая увеличение затрат на дезактивацию, снижение рекреационной и природоохранной ценности любых загрязнений, гибель домашнего скота и возможное смертельное воздействие токсинов водорослей на питьевую воду. Удаление фосфатов в настоящее время осуществляется в основном за счет химического осаждения, которое хорошо оборудовано, а также способствует распространению объема осадка до 40%. Исключительным является биологическое удаление биологического фосфата (BPR). Исключение фосфора из сточных вод включает в себя объединение фосфата в TSS и последующее удаление из этих твердых веществ. Фосфор может быть объединен в любые биологические твердые вещества, например микроорганизмы или химические осадки. Осаждение фосфатов Химическое осаждение является вторичным, чтобы уничтожить неорганическую форму фосфатов путем создания схемы коагулянта и братания сточных вод и коагулянта. Наиболее распространенными ионами многовалентных металлов являются кальций, алюминий и железо.
Кальций:
Обычно он является дополнительным в процедуре извести Ca (OH) 2. он отвечает прогнозируемой щелочностью в сточных водах для сбора карбоната кальция, который в основном отвечает за просвещение по ликвидации СС. Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 à 2CaCO3 ↓ + 2H2O По мере того, как значение pH сточных вод возрастает примерно до 10, дополнительные ионы кальция затем вступают в реакцию с фосфатом для осаждения в гидроксилапатите. 10 Ca2 + + 6 PO43- + 2 OH- ↔ Ca10 (PO4) * 6 (OH) 2 ↓ Поскольку реакция происходит между известью и щелочностью сточных вод, то для достижения необходимого величия, как правило, требуется количество фосфата. современный. Это будет зависеть прежде всего от щелочности как caco3. Нейтрализация может потребоваться для суммирования PH до следующего лечения или отказа. Повторная карбонизация углекислым газом (CO2) используется для поддержания значения PH.
Алюминий и железо:
Квасцы или гидратированный сульфат широко используются осаждением фосфатов и фосфатов алюминия. Основная реакция выглядит следующим образом: Al3 + + HnPO43-n n AlPO4 + nH + эта реакция обманчиво проста, и ее следует рассматривать в свете множества конкурирующих реакций и сопутствующих им коэффициентов симметрии, а также влияния щелочности, элементов внушения PH, обнаруженных в сточных водах. Обязательная доза зависит от требуемой концентрации фосфора. Компетенция коагуляционных водопадов как концентрация фосфорных сокращений. На практике степень удаления 80-90% достигается при дозах коагулянта от 50 до 200 мг / л. Алюминиевый коагулят может отрицательно влиять на микробную популяцию в стимулированном иле, особенно простейших и коловратках, при дозировке, превышающей 150 мг / л. однако это не влияет на обильное удаление ни BOD, ни TSS, поскольку определение амплификации простейших и коловраток в основном зависит от развитого вычитания SS из-за химического осаждения. Хлорид или сульфат железа и сульфат железа, также признанные копперами, широко используются для удаления фосфора, хотя фактические реакции не до конца понятны.
Основная реакция: ионы Fe3 + + HnPO43-n ↔ FePO4 + nH + трехвалентного железа объединяются с образованием фосфата трехвалентного железа. они медленно реагируют с естественной щелочностью, поэтому обычно добавляют коагулянт, например известь, чтобы повысить рН, чтобы улучшить коагуляцию.
Стратегии:
Основной процесс удаления фосфата (см. на рисунке)
<Р> 1. Очистка неочищенных / первичных сточных вод
<Р> 2. Очистка конечных стоков биологических растений (осадки)
<Р> 3. Обработка современной вторичной биологической реакции (соосаждение)
Первый процесс входит в общую категорию процессов химического осаждения. Фосфор не проявляет интереса с эффективностью 90%, а конечная концентрация Р ниже 0,5 мг / л. химическая дозировка для удаления фосфора такая же, как и дозировка, необходимая для реакции удаления БПК и SS, оставшееся количество реагирует с щелочностью воды с неустойчивостью. Чтобы определить необходимое количество извести, можно практиковать диаграммы, то есть известь, используемая для достижения рН 11, в 2-2,5 раза превышает щелочность воды.
Биологический процесс
За последние 20 лет несколько биологических процессов приостановки роста следовали за картиной. При биологическом удалении фосфора фосфор в сточных водах поступает в клеточную биомассу, которая, следовательно, не участвует в процессе в результате дегенеративного отстоя. Конфигурация реактора обеспечивает собирающие P организмы (PAO) с разумным преимуществом по сравнению с другими бактериями, время удержания в анаэробном резервуаре составляет примерно от 0,50 до 1,00 часа, и его наполнения различны для обеспечения связи с обратным сработавшим илом и сточными водами. В анаэробной зоне ПАО усваивает продукты ферментации в продуктах хранения внутри клеток с подключенным выделением фосфора из хранимых полифосфатов. Но в аэробной зоне энергия образуется за счет окисления продуктов накопления, а накопление полифосфата внутри клетки увеличивается. Сохраненный ПГБ метаболизируется, обеспечивая энергию окисления и углерода для развития новых клеток. Некоторое количество гликогена образуется в результате метаболизма ПГБ. Энергия, выделяемая при окислении ПГБ, используется для образования полифосфатных частиц в упаковке клеток.
Полимеры представляют собой большие молекулы и имеют одну и ту же структурную единицу, повторяющуюся снова и снова, и эти повторяющиеся единицы известны как мономеры. Эти
Пероксидазы – это оксидоредуктазы, созданные рядом растений и микроорганизмов. Уменьшение количества пероксидаз в непосредственной близости от субстрата, дающего электроны, делает пероксидазы ценными в многочисленных бизнес-приложениях.
Размер первичных частиц ND, полученных методом детонации, хорошо подходит для биомедицинских исследований, продукты детонации должны быть тщательно очищены. В зависимости от материалов и матриц, присутствующих