Управление работой конечного отстойника

Биофильтрация- это техника контроля загрязнения, захвата и биологического разложения загрязнителя с помощью живых организмов. Обычно используется для обработки сточных вод, захвата вредных химических веществ или ила из поверхностного стока и микробиологического окисления загрязняющих веществ в воздухе.

В особенности в фильтрации и очистке воздуха в биофильтрах используются микроорганизмы. Воздух проходит через уплотненный слой и загрязнитель переносится в тонкую биопленку на поверхности внешнего материала. Микроорганизмы, включающие бактерии и грибы зафиксированы на биопленке благодаря чему и разрушают загрязнитель. Биофильтры и био газоочистители опираются на биопленку и на бактерицидное воздействие в циркулирующей воде.

Данная технология находит широкое применение в улучшении соединений с неприятным запахом а также в водорастворимых летучих органических соединений (ЛОС). Промышленные комплексы применяющие данные технологии включают пищевую и животной продукцию, выделяющиеся газы от сточных вод очистных сооружений, фармацевтики¸ производство изделий из древесины, краски и установки и изготовления покрытий, производство смол и т.д в том числе обработанные соединения с содержанием ЛОС и различных соединений серы, включая сероводород. Этой технологией обрабатывается большой поток воздуха но в то же время требуется большее пространство для установки (для крупных установок >200,000 acfm) что больше чем футбольное поле, это и является крупным недостатком. Инженерные биофильтры, спроектированные и построенные с начала 1990-х годов, обеспечили значительные сокращения зоны воздействия перед обычной плоской платформой, органического типа носителя.

Система воздушного цикла твердых веществ биологического происхождения компоста. Боль шой канал обрабатывает воздух в биофильтр как показано на рисунке ниже.

Биоотходы растительного компоста насыпляются на биофильтр- заметьте ороситель виден на переднем плане так как есть необходимость поддержания надлежащего уровня влажности для оптимального функционирования.

Одной из основных проблем для оптимальной работы биофильтра является поддержание надлежащей увлажненности системы. Воздух, как правило, увлажняется перед поступлением в ферментер с помощью полива (спрей) системы, влажной камеры, биогазоочистителя или биокапельного фильтра. При надлежащем уходе, естественные, экологически чистые упаковочные средства и массы, такие как торф, растительное мульчи коры или древесной щепы могут храниться в течение нескольких лет, но инженерно-комбинированные природные органические и синтетические компоненты упаковочных материалов, как правило, могут храниться гораздо дольше, вплоть до 10 лет. Ряд компаний предлагают эти типы или имущественные упаковочные материалы и многолетние гарантии, как правило, не предусмотренные с хранением обычного компоста или древесной щепы биофильтра ферментера.

Хотя этот метод широко используется, в научном обществе еще есть сомнения насчет физических явлений проходящих в биофильтре и участвующих микроорганизмов, данные о которых еще пополняются. Система биофильтр / биоокисление является довольно простым устройством для строительства и эксплуатации и предлагает экономически эффективное решение при условии, что загрязнитель подвергнется биологическому разложению в течение умеренного времени (увеличение времени пребывания = увеличение в размерах и капитальные затраты), в разумной концентрации (и фунт / ч скорости загрузки), и что воздушный поток будет при температуре поддерживающей жизнеспособность организма. Для больших объемов воздуха, биофильтр может быть единственным экономически эффективным решением. Не бывает вторичного загрязнения (в отличие от случая сжигания, где выделяется дополнительно CO2 и NOх при сжигании топлива) и продуктов деградации в виде дополнительной биомассы, углекислого газа и воды. среда оросительной воды имеет умеренно высокую биологическую потребность в кислороде (БПК) и может потребовать очистки до утилизации, хотя многие системы рециркуляции являются его частью и направлены на то, чтобы снизить эксплуатационные расходы. Тем не менее, эта "продувка воды", необходима для надлежащего технического обслуживания любой биоокислительной системы и как правило, принимается муниципальными POTWs без предварительной обработки.

Биофильтры в настоящее время используются в Columbia Falls, Монтана на ДВП заводе Plum Creek Timber Company. биофильтры уменьшают загрязнение испускаемого производственным процессом, и выход воздуха с чистотой 98%. Новейший и самый большой, биофильтр дополнением к Plum Creek стоить $ 9,5 млн, но даже при том, что эта новая технология стоит дорого, в долгосрочной перспективе это будет стоить меньше сверхурочно, чем альтернативные выхлопных очистки мусоросжигательных заводов, работающих на природном газе (которые не являются экологически дружелюбными). В биофильтах используют триллионы микроскопических бактерий, которые очищают воздух выпускается с завода.

Биопленки представляют собой совокупность микроорганизмов, при котором клетки прилипают друг к другу на поверхности. Эти адгезивные клетки часто встроены в пределы матрицы собственного производства внеклеточного полимерного вещества (EPS). Биопленки EPS, которые также называют слизь (хотя и не все что описывают как слизь [значения необходимо] является биопленкой), представляют собой полимерный конгломерат как правило, состоящий из внеклеточной ДНК, белков, и полисахаридов. Биопленки могут образовываться на живых или неживых поверхностях и могут быть распространены в природных, промышленных и лечебных учреждениях. Микробные клетки, растущие в биопленке физиологически отличаются от планктонных клеток того же организма, которые, напротив,одиночные клетки, и могут находится или плавать в жидкой среде.

Микробы образуют биопленки в реакцию на многие факторы, которые могут включать в себя клеточное определение специфических или неспецифических сайтов крепления на поверхности, пищевые сигналы, или, в некоторых случаях, в результате воздействия планктонных клеток к суб-ингибирующих концентрации антибиотиков. [3 ] [4] Когда клетка переключается в режим биопленки роста, он подвергается фенотипическому сдвигу в поведении, в котором большие участки генов по разному регулируются (Этапы развития биопленки).

Рис.4 Пять этапов развития биопленки: (1) Начальное крепление, (2) Необратимое связывание, (3) Созревание I, (4) Созревание II, и (5) дисперсия. Каждый этап развития в диаграмме в паре с микрофотографией развивающейся синегнойной биопленки. Все микрофотографии показаны в одном масштабе.

Биопленки вездесущи. Почти каждый вид микроорганизма, не только бактерии и археи, имеют механизмы, с помощью которых они могут осаждаться на поверхности и друг к другу. Биопленки сформируются практически на всех без исключения поверхностях в нестерильной водной (или очень влажной) среде.

Биопленки можно найти на камнях и гальке на дне большинства потоков или рек и часто они образуются на поверхности стоячих луж. На самом деле, биопленки являются важными компонентами пищевых цепей в реках и ручьях, и пасутся на водных беспозвоночных, от которых многие рыбы питаются.

Биопленки могут расти в самых экстремальных условиях: от, например, чрезвычайно горячих,в соленой воде горячих источников, начиная от очень кислых до очень щелочных сред до замороженных ледников.

В окружающей человека среде, например в душевых кабинах, биопленки могут расти очень легко, так как обеспечивается влажная и теплая среда для процветания биопленки. Биопленки могут образовываться внутри водоснабжения и канализации и приводят ем самым к засорению и коррозии. Биопленки на этажах и счетчиках могут создать проблемы с санитарным состоянием в местах приготовления пищи.

Биопленки в охладительно/нагревательных системах, как известно, снижают теплопередачу.

Биопленки в морских инженерных системах, таких как трубопроводы оффшорной нефтяной и газовой промышленности, могут привести к существенным проблемам коррозии. Коррозия появляется в основном за счет абиотических факторов; однако, по крайней мере, 20% коррозии вызвано микроорганизмами, которые прикреплены к металлической геологической среде (то есть, коррозии под влиянием микроорганизмов).

Бактериальный адгезия корпусов лодок служит основой для обрастания морских судов. После образования пленки бактерией становится проще для других морских организмов, таких как ракушки прикрепиться к лодке. Такое загрязнение может снизить максимальную скорость судна до 20%, продлевая рейсы и потребление топлива. Время в сухом порту для переоборудования и перекраски снижает производительность судоходных активов, и срок использования судов также снижается вследствие коррозии и механического удаления (выскабливания) морских организмов от корпусов судов.

Биопленки также могут быть использованы для конструктивных целей. Например, многие очистные сооружения включают стадию обработки, в которых сточные воды проходят через биопленку, выращенную на фильтрах, которые извлекают и переваривают органические соединения. В таких биопленках, бактерии, в основном отвечают за удаление органических веществ (БПК), в то время как простейшие и коловратки в основном отвечают за удаление взвешенных твердых частиц (SS), в том числе патогенов и других микроорганизмов. Медленные песочные фильтры основываются на разработке биопленки таким же способом фильтрации поверхностных вод из озера, ручья или речных источников для питьевых целей. То, что мы рассматриваем как чистую воду является отходом для этих микроячеистых организмов, так как они не в состоянии извлечь любую дополнительную пищу из очищенной воды.

Биопленки могут помочь устранить минеральные масла с загрязненных океанов или морских систем. Масло устраняется засчет углеводород-разрушающей деятельности микробных сообществ, в частности с помощью замечательной недавно обнаруженной группы специалистов, так называемые hydrocarbonoclastic bacteria (HCB).

Строматолиты слоистые аккреционные структуры, образованные на мелководье засчет захвата, связывания и фиксации осадка микробной биопленкой, особенно из цианобактерий. Строматолиты включают в себя некоторые из самых древних записей жизни на Земле, и продолжают формироваться и по сей день.

Биопленки присутствуют на зубах большинства животных, как зубной налет, где они могут вызвать кариес и заболевания десен.

Биопленки находятся на поверхности и внутри растений. Они могут либо способствовать болезни растений, или, как в случае азотфиксирующих Rhizobium на корнях, существуют в симбиозе с растением. Примеры заболеваний сельскохозяйственных культур, связанных с биопленками включают Citrus язвы, болезни Пирса винограда, и бактериальная пятнистость растений, таких как перец и помидоры.

Биопленки используются в микробных топливных элементах (МФК)для выработки электроэнергии из различных исходных материалов, в том числе сложных органических отходов и возобновляемых источников биомассы.

Контрольные вопросы:

1. Что такое биопленка?

2. Есть ли биопленка в вашей ротовой полости?

3. Биопленка и Ваше здоровье?

4. Химический контроль биопленок?

Лекции 10-11

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 385; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!