1. Uvod u tretman bioloških otpadnih voda

1.1 Šdo je biološko liječenje otpadnih voda?

Tretman biološkog otpadnih voda je tehnologija koja kiliisti moć mikroiliganizmi -Prairno bakterije - konzumirati i razgraditi iliganske zagađivače,,, hranjive tvari (poput dušika i fosfilia) i drugih onečišćenja koja se nalaze u otpadnim vodama. U osnovi, to je kontrolirana, ubrzana verzija vlastitog postupka samo-pročišćavanja prirode.

Temeljni je cilj transfilimirati štetne, otopljene i koloidne tvari (koje doprinose Bod -u i CoD -u) u bezopasne nusprodukte, poput ugljičnog dioksida, vode i nove biomase mikroba (mulj). Ova je metoda vitalna jer je najučinkovitija i često najisplativiji način uklanjanja većine iliganskog opterećenja prije nego što se voda vrati u okoliš.

---

1.2 Važnost biološkog liječenja u upravljanju otpadnim vodama

Nekontrolirano ispuštanje otpadnih voda predstavlja teške rizike za javno zdravstvo i vodene ekosustave. Visoka koncentracija iliganske tvari iscrpljuje otopljeni kisik primajući vode, što je dovelo do smrti ribe i drugog vodenog života. Uz to, višak hranjivih sastojaka može uzrokovati masivne cvjetanje algi (eutrofikacija), a patogeni mogu širiti bolest.

Biološki tretman je linchpin modernog upravljanja otpadnim vodama iz nekoliko razloga::::::::::

• Učinkovito uklanjanje zagađivača: Učinkovito uklanja Biokemijska potražnja za kisikom (Bod) , što je mjera biiliazgradive organske tvari.

• Kontrola hranjivih sastojaka: Može biti posebno dizajniran za uklanjanje dušik (radi sprječavanja oštećenja i toksičnosti kisika) i fosfor (za kontrolu eutrofikacije).

• Isplativost: Općenito je manje energetski intenzivan i jeftiniji od čisto kemijskih ili fizikalnih mogućnosti liječenja za vekao primjene.

1.2.1 Biološki tretman kao sekundarna faza

Pročištenje otpadnih voda obično se postiže u nizu faza:

1. Primarni tretman: Fizički postupak u kojem se gravitacija koristi u velikim spremnicima za izmicanje najtežih krutih tvari (TSS) i skidanje masti i plutajućeg materijala.

2. Sekundarni tretman: Ovo je stadij biološkog liječenja . Voda koja teče iz primarnih pojačala i dalje sadrži visoku razinu otopljene i fine koloidne organske tvari; Mikroorganizmi se uvode kako bi se konzumirao ovo opterećenje.

3. Tercijarni/napredni tretman: Konačna faza poliranja koja može uključivati ​​filtraciju, dezinfekciju i napredno uklanjanje specifičnih onečišćenja ili hranjivih sastojaka prije nego što se voda sigurno isprazni ili ponovno upotrijebi.

---

1.3 Pregled bioloških procesa

Procesi biološkog pročišćavanja otpadnih voda široko su kategorizirani na temelju potreba za kisikom mikroorganizama koji su uključeni:

• Aerobni procesi: Ovi sustavi zahtijevaju otopljeni kisik (DO) funkcionirati. Mikroorganizmi koriste kisik za metaboliziranje organskih zagađivača u ugljični dioksid, vodu i nove stanice. Ovo je najčešća metoda za uklanjanje Bod -a. Primjeri uključuju Aktivirani mulj i Tricking Filteri .

• Anaerobni procesi: Ovi sustavi djeluju u odsutnost kisika . Mikroorganizmi razgrađuju organsku tvar na bioplin (prvenstveno metan i ${\text{Co}}_2$ ) i niži volumen mulja. Oni se često koriste za industrijske otpadne vode visoke čvrstoće ili za liječenje rezultirajućeg mulja iz aerobnih procesa. Primjer je Upfnizak Anaerobni mulj ( $\text{UASB}$ ) .

• Anoksični procesi: Ti su procesi bez kisika , ali mikroorganizmi koriste kemijski vezani kisik (konkretno od nitrat or nitrit ioni) umjesto molekularne ${\text{O}}_2$ . Ovo je ključni korak za denitrifikacija (Uklanjanje dušika) u mnogim postrojenjima za uznapredovanje.

2. Načela liječenja biološkog otpadnih voda

Učinkovitost biološkog pročišćavanja otpadnih voda u potpunosti ovisi o razumijevanju i kontroliranju mikroskopskog svijeta unutar reaktora. Ovaj odjeljak opisuje glavne biološke aktere i temeljne biokemijske procese koje voze.

2.1 Uloga mikroorganizama

Zdrav sustav biološkog liječenja, koji se često naziva miješana alkoholna pića or biomasa , je raznolik ekosustav. Kolektivni cilj ove mikrobne zajednice je konzumiranje organskih zagađivača ("hrana") za rast, reprodukciju i stvaranje energije.

2.1.1 Bakterije

Bakterije su radne konje procesa liječenja. Odgovorni su za veliku većinu $\text{Bod}$ uklanjanje i Uklanjanje hranjivih tvari . Oni formiraju floke (mali nakupini) koji su ključni za naseljavanje u pojašnjavačima. Ključne skupine uključuju heterotrofične bakterije (konzumiraju ugljikove spojeve) i autotrofične bakterije (izvoditi nitrifikaciju).

2.1.2 Gljivice

Gljive su uglavnom manje dominantne, ali postaju važne u određenim uvjetima, posebno u sustavima liječenja nizak $\text{pH}$ ili industrijski otpad visoke snage. Iako doprinose organskoj degradaciji, prekomjerni rast gljivica može uzrokovati gol (loše naseljavanje mulja) zbog njihove vlaknaste strukture.

2.1.3 Protozoa

Protozoa i drugi viši organizmi (poput rotifera) nisu primarni degradi, ali služe ključnoj ulozi u poliranje otpadni otpad. Oni konzumiraju raštrkane bakterije i sitne čestice, djelujući kao "čistači" koji doprinose jasnijim konačnim otpadnim vodama. Njihova prisutnost i raznolikost također su ključni pokazatelji zdravlje i stabilnost biološkog sustava.

---

2.2 Biokemijske reakcije

Uklanjanje onečišćujućih tvari događa se nizom složenih biokemijskih reakcija, kategoriziranih akceptorom elektrona koji su koristili mikroorganizmi.

2.2.1 Aerobni procesi

Te se reakcije javljaju u prisutnosti Otopljeni kisik ( $\text{Učiniti}$ ) . Bakterije koriste $\text{Učiniti}$ kao konačni akceptor elektrona za pretvaranje organske tvari u stabilne, bezopasne proizvode.

Organska tvar O2 → Bakterije Co2 H2 O nove stanice

Nitrifikacija , aerobni proces u dva koraka ključan je za uklanjanje dušika:

1. Nitritacija: Amonijak ( ${\text{Nh}}_4^{}$ ) pretvara se u nitrit ( ${\text{NE}}_2^{-}$ ).

2. Nitracija: Nitrit ( ${\text{NE}}_2^{-}$ ) se pretvara u nitrat ( ${\text{NE}}_3^{-}$ ).

2.2.2 Anaerobni procesi

Te se reakcije javljaju u potpunoj odsutnosti ${\text{O}}_2$ . Proces uključuje nekoliko koraka za pretvaranje složene organske tvari u bioplin (prvenstveno Metan ( ${\text{Ch}}_4$ ) i ${\text{CO}}_2$ ), koji se može koristiti kao izvor energije. Glavne faze su hidroliza, acidogeneza, acetogeneza i na kraju, metanogeneza .

Organska tvar → Bakterije Ch4 CO2 Nove ćelije topline

2.2.3 Anoksični procesi

Te se reakcije javljaju kada $\text{Učiniti}$ je odsutan, ali Nitrat ( ${\text{NE}}_3^{-}$ ) je prisutan. Određene bakterije koriste kisik kemijski vezan u molekuli nitrata, smanjujući nitrat na bezopasan dušični plin ( ${\text{N}}_2$ ) koja se oslobađa u atmosferu. Ovaj se postupak naziva denitrifikacija i is essential for preventing nitrogen pollution.

Nitratna organska tvar → Bakterija dušika plina (N2) CO2 H2 O

---

2.3 Čimbenici koji utječu na biološki tretman

Učinkovitost mikrobne zajednice vrlo je osjetljiva na uvjete unutar reaktora. Operativna kontrola usredotočena je na održavanje ovih čimbenika u optimalnim rasponima.

2.3.1 Temperatura

Mikrobna aktivnost raste s temperaturom do optimalne točke (obično $20-35^{\circ }\text{C}$ za općinske biljke). Niže temperature usporavaju brzinu reakcije, dok pretjerano visoke temperature mogu denaturati enzime, ubijajući mikrobe.

2.3.2 $\text{pH}$

Većina mikroorganizama uspijeva u gotovo neutralnom $\text{pH}$ raspon (obično $6.5-7.5$ ). Ekstrem $\text{pH}$ (kisela ili osnovna) može inhibirati rast bakterija i zaustaviti kritične procese poput nitrifikacije.

2.3.3 Dostupnost hranjivih tvari

Mikroorganizmi je potrebna uravnotežena prehrana za rast. Ključ makronutrijenti — Dušik (n) i Fosfor (P) —Mo biti dostupan, često u omjeru $\text{Bod}:\text{N}:\text{P}$ otprilike $100:5:1$ . Manjak može ozbiljno ograničiti rast biomase potrebnog za liječenje otpada.

2.3.4 otopljeni kisik ( $\text{Učiniti}$ )

$\text{Učiniti}$ razine su kritične za aerobni procesi (obično održava na $1-3\text{mg/l}$ ), Kako će nedovoljni kisik usporiti proces razgradnje. Obrnuto, $\text{Učiniti}$ mora biti strogo kontroliran ili odsutan anaerobni i anoksičan Zone za one koji se mogu dogoditi.

Evo nacrta sadržaja za treći dio vašeg članka, usredotočujući se na Vrste procesa pročišćavanja bioloških otpadnih voda .

---

3. Vrste procesa pročišćavanja bioloških otpadnih voda

Sustavi biološkog liječenja u osnovi su klasificirani onim načinom održavanja mikrobne zajednice i pruža li se kisik. Ovi se procesi mogu grupirati u aerobni (koji zahtijevaju kisik), anaerobne (nedostaju kisik) i hibridne sustave.

3.1 Procesi aerobnog liječenja

Aerobni procesi su najčešća vrsta sekundarnog tretmana, oslanjajući se na kontinuirano opskrbu kisikom za održavanje metabolizma mikroba. Vrlo su učinkoviti u uklanjanju organske tvari (Bod).

3.1.1 Proces aktivnog mulja

Ovo je najrašireniji aerobni sustav na globalnoj razini. To uključuje uvođenje otpadnih voda u garnirani spremnik koji sadrži ovjes mikroorganizama ( aktivirani mulj ). Mikrobi konzumiraju zagađivače, tvore guste, nakupine mikroba (flocs), a zatim se odvajaju od tretirane vode u sekundarnom pročišćivanju. Dio ovog mulja reciklira se natrag u spremnik za prozračivanje kako bi se održala visoka koncentracija aktivne biomase.

3.1.2 Tricking Filteri

Tricking filtri (ili biološki filtri) su sustavi fiksnog filma u kojima se otpadna voda distribuira na krevetu medija (npr. Stijene, plastika). A biofilm (Sloj mikroorganizama) raste na medijskoj površini. Dok otpadne vode "spuštaju", mikrobi u biofilmu apsorbiraju i degradiraju organsku tvar. Narodni cirkulacija zraka osigurava potreban kisik.

3.1.3 Rotirajući biološki kontaktori (RBC)

RBC su još jedan sustav fiksnog filma koji se sastoji od velikih, usko raspoređenih, rotirajućih diskova montiranih na vodoravnu osovinu. Diskovi su djelomično potopljeni u otpadnim vodama. Dok se diskovi okreću, naizmjenično pokupe film otpadnih voda, a zatim izlažu biofilm atmosferi za prijenos kisika.

3.1.4 Aleirane lagune

To su veliki, plitki bazeni koji koriste površinske aeratore ili difuzne zračne sustave za pružanje kisika mikrobnoj populaciji unutar otpadnih voda. Potrebna im je velika kopnena površina, ali jednostavnija su za djelovanje i idealne za područja s nižom gustoćom naseljenosti.

3.1.5 Bioreaktor membrane (MBR)

MBRS kombiniraju konvencionalni postupak aktiviranog mulja s a membrana jedinica (mikrofiltracija ili ultrafiltracija). Membrane odvajaju krute tvari, eliminirajući potrebu za sekundarnim pročišćivanjem. To omogućava mnogo veću koncentraciju biomase (visoka $\text{SRT}$ ) i proizvodi izuzetno kvalitetan otpad, spreman za ponovnu upotrebu.

---

3.2 Anaerobni procesi liječenja

Anaerobni procesi djeluju bez kisika i posebno su prikladni za liječenje otpadnih voda visoke čvrstoće ili za stabilizaciju mulja, jer proizvode vrijedan izvor energije-biogas.

3.2.1 Anaerobna probava

Ovo se prvenstveno koristi za stabilizaciju mulj (biosolidi) generirani aerobnim liječenjem. Mulj se stavlja u zapečaćene, grijane spremnika gdje anaerobne bakterije pretvaraju značajan dio organskih krutih tvari u bioplin ( ${\text{Ch}}_4$ ). To smanjuje volumen mulja i miris.

3.2.2 Upflow Anaerobni deka mulja ( $\text{UASB}$ ) Reaktori

A $\text{UASB}$ je anaerobni sustav visoke stope gdje otpadne vode teče prema gore kroz gustu "pokrivaču" mikrobnih granula (mulj). Kako se organska tvar degradira, proizvedeni bioplin uzrokuje cirkuliranje granula, stvarajući izvrstan kontakt između biomase i otpadnih voda.

3.2.3 Anaerobni filtri

Ase fixed-film reactors are packed with media. Wastewater flows through the packed bed, and the anaerobic microbes grow attached to the media, creating a highly efficient system for treating soluble organic waste.

---

3.3 Hybridni procesi liječenja

Hibridni sustavi kombiniraju značajke konvencionalnih ili različitih vrsta reaktora kako bi poboljšala učinkovitost, posebno za uklanjanje hranjivih tvari i ograničenja prostora.

3.3.1 sekvencirajući serijski reaktori ( $\text{SBRS}$ )

$\text{SBRS}$ Jedinstveni su po tome što su sve faze obrade (ispunite, reagirali, naseljavali, crtali) u a pojedinačni spremnik . Vrlo su fleksibilni i lako se prilagođavaju preciznom uklanjanju hranjivih tvari kontrolirajući trajanje aerobne, anoksične i anaerobne faze unutar ciklusa.

3.3.2 Integrirani aktivni mulj s fiksnim filmom ( $\text{Itas}$ ) Sustavi

$\text{Itas}$ Sustavi su hibrid aktiviranog mulja (suspendirani rast) i tehnologije fiksnog filma. Nosači biofilma (plastični mediji) dodaju se izravno u bazen za prozračivanje mulja. To omogućava visoku koncentraciju biomase, pružajući stabilno okruženje za sporo rastuće bakterije (poput nitrifikatora) uz održavanje fleksibilnosti suspendiranog sustava mulja.

4.

Dizajn učinkovitog i stabilnog postrojenja za biološku obradu zahtijeva duboko razumijevanje karakteristika otpadnih voda i pažljivo umjeravanje parametara reaktora. Cilj je stvoriti optimalno okruženje da mikroorganizmi napreduju i učinkovito uklanjaju zagađivače.

4.1 Karakteristike otpadnih voda

A success of a biological system starts with accurately characterizing the influent (incoming) wastewater.

4.1.1 $\text{Bod}$ (Biokemijska potražnja za kisikom)

$\text{Bod}$ je količina kisika koju mikroorganizmi zahtijevaju da razgrađuju organsku tvar u vodi tijekom određenog vremena (obično pet dana, ${\text{Bod}}_5$ ). To je Primarni parametar dizajna Koristi se za veličinu biološkog reaktora, jer diktira količinu organskog opterećenja koje populacija mikroba mora konzumirati.

4.1.2 $\text{BAKALAR}$ (Potražnja za kemijskim kisikom)

$\text{BAKALAR}$ je količina kisika potrebna za kemijski oksidiranje sve Organska i anorganska tvar. Mjeri i biorazgradive i ne-biorazgradive komponente. A $\text{Bod}/\text{BAKALAR}$ Omjer je važan: visoki omjer (npr.> 0,5) ukazuje da je otpad visoko biorazgradiv i well-suited for biological treatment.

4.1.3 $\text{TSS}$ (Ukupne suspendirane krute tvari)

$\text{TSS}$ Predstavlja krute tvari koje se drže u ovjesu. Visok $\text{TSS}$ može zahtijevati opsežniji primarni tretman i utjecati na upravljanje biološkim muljem (biosolidima). Dobro izmicanje $\text{TSS}$ je presudno za proizvodnju čistih otpadnih voda.

4.1.4 hranjive tvari (dušik i fosfor)

A concentration of Dušik ( $\text{N}$ ) i Fosfor ( $\text{P}$ ) je kritično iz dva razloga:

1. Zdravlje mikroba: Adekvatan $\text{N}$ i $\text{P}$ potrebni su za rast biomase ( $100:\text{Bod}:5:\text{N}:1:\text{P}$ omjer).

2. Kvaliteta otpadnih voda: Ako su ove hranjive tvari prisutne u velikim količinama, sustav mora biti posebno dizajniran za Uklanjanje hranjivih tvari (Nitrifikacija/denitrifikacija i poboljšano uklanjanje biološkog fosfora, $\text{EBPR}$ ) spriječiti eutrofikaciju u primanju voda.

---

4.2 Kriteriji za odabir procesa

Odabir pravog biološkog procesa ovisi o nekoliko čimbenika:

• Snaga otpadnih voda: Visoka čvrstoća (visoka $\text{BAKALAR}/\text{Bod}$ ) industrijski otpad često pogoduje anaerobni processes Za proizvodnju bioplina, nakon čega slijedi poliranje. Općinski otpad s niskim do srednjim jačinom obično koristi aerobni aktivirani mulj .

• Zahtjevi za otpadne voda: Stroga ograničenja pražnjenja (posebno za hranjive tvari) potražuju složene sustave poput $\text{MBRS}$ ili višestupanjski procesi ( $\text{SBRS}$ , višestupanjski aktivni mulj).

• Dostupnost zemljišta: Lokacije s ograničenim prostorom često zahtijevaju visoke, kompaktne tehnologije poput $\text{MBRS}$ or $\text{Itas}$ , dok su lagune prikladne tamo gdje je zemlja jeftina i obilna.

• Operativni troškovi: Aerobni procesi zahtijevaju visoki unos energije za prozračivanje, dok anaerobni procesi stvaraju energiju (bioplin), što utječe na dugoročne troškove.

---

4.3 Parametri dizajna reaktora

Ase parameters are the operational levers used to control the microbial ecosystem within the reactor.

4.3.1 vrijeme hidrauličkog zadržavanja ( $\text{Hrt}$ )

$\text{Hrt}$ je prosječno vrijeme kada jedinica vode ostaje unutar reaktora.

Duži $\text{Hrt}$ Pruža više vremena kontakta između mikroorganizama i zagađivača, ali zahtijeva veću veličinu spremnika.

4.3.2 vrijeme čvrstog zadržavanja ( $\text{SRT}$ )

$\text{SRT}$ (Također se naziva $\text{Mcrt}$ ili vrijeme zadržavanja mulja) je prosječno vrijeme mikroiliganizmi (solids) ostaju aktivni u sustavu.

$\text{SRT}$ je li najvažniji upravljački parametar za biološku aktivnost. Dugačak $\text{SRT}$ (npr., $10-30$ Dani) potrebni su za uzgoj sporo rastućih organizma poput nitrifikatori za uklanjanje dušika.

4.3.3. $\text{F}/\text{M}$ ) Omjer

A $\text{F}/\text{M}$ omjer je svakodnevno organsko opterećenje (hrana, mjerena kao $\text{Bod}$ or $\text{BAKALAR}$ ) isporučena po jedinici mase mikroorganizama ( $\text{M}$ , izmjereno kao miješana hlapljiva suspendiranih krutih tvari ili $\text{MLVSS}$ ) u reaktoru.

• A visok $\text{F}/\text{M}$ (npr., > 0.5 $\text{kg}\text{Bod}/\text{kg}\text{MLVSS}\cdot \text{d}$ ) znači da su mikrobi "gladni" i tretiraju vodu brzo, ali mulj se slabo smiri.

• A nizak $\text{F}/\text{M}$ (npr., < 0.1 $\text{kg}\text{Bod}/\text{kg}\text{MLVSS}\cdot \text{d}$ ) rezultira starijim, dobro podešavajućim muljem, ali zahtijeva veći spremnik i sporiji je.

---

4.4 Upravljanje muljem

Svi biološki procesi proizvode Višak biomase (mulj) to se mora ukloniti iz sustava. Ovaj mulj je često $95-99\%$ Voda, ali sadrži koncentrirane zagađivače, što ga čini izazovom odlaganja. Liječenje mulja (zadebljanje, odvodnjavanje i često anaerobni digestion ) je ključna, visoko cijena komponenta ukupnog upravljanja otpadnim vodama s ciljem stabilizacije materijala i smanjenja njegovog volumena prije konačnog odlaganja (npr. Primjene zemljišta ili odlagališta).

5. Primjena biološkog pročišćavanja otpadnih voda

Biološki tretman je vrlo prilagodljiva tehnologija, bitna za obradu otpadnih voda iz različitih izvora, u rasponu od velikih gradskih područja do specijaliziranih industrijskih objekata.

5.1 Općinski tretman otpadnih voda

Općinska otpadna voda, prvenstveno dobivena iz stambenih domova, komercijalnih poduzeća i institucija, klasična je aplikacija za biološki tretman.

• Karakteristike: Obično sadrži organsko opterećenje srednje čvrstoće ( $\text{Bod}$ i $\text{BAKALAR}$ ), visoke razine suspendiranih krutih tvari ( $\text{TSS}$ ) i značajne količine hranjivih sastojaka (dušik i fosfor).

• Korišteni procesi: A standard treatment train relies heavily on Aktivirani mulj Processes (često modificirano za Biološko uklanjanje hranjivih sastojaka or $\text{Bnr}$ ) a ponekad i sustavi fiksnog filma poput Tricking Filteri or $\text{RBCS}$ . Primarni cilj je ispunjavanje strogih standarda pražnjenja radi zaštite javnih plovnih putova.

---

5.2 Pročištenje industrijskih otpadnih voda

Industrijska otpadna voda daleko je varijabilnija u sastavu i koncentraciji od komunalne kanalizacije, često predstavljaju jedinstvene izazove koji zahtijevaju prilagođena biološka rješenja.

5.2.1 Industrija hrane i pića

• Karakteristike: Visoka organska opterećenja (šećeri, masti, škrob) i često visoke temperature.

• Korišteni procesi: Anaerobni sustavi like $\text{UASB}$ Reaktori se najprije koriste prvo za rješavanje visokog $\text{BAKALAR}$ i generate valuable bioplin ( ${\text{Ch}}_4$ ) . Obično slijedi kompaktni aerobni sustav ( $\text{MBR}$ or $\text{Aktivirani mulj}$ ) za konačno poliranje.

5.2.2 Industrija celuloze i papira

• Karakteristike: Visoke količine, boja i sporo biorazgradivi ligninski spojevi.

• Korišteni procesi: Veliki sustavi poput Gazirane lagune ili visoki aktivirani mulj uobičajeni su zbog masivnih protoka. Specijalizirani gljivični ili bakterijski sojevi mogu biti potrebni za uklanjanje boja i trajnog spoja.

5.2.3 Kemijska industrija

• Karakteristike: Sadrži specifične toksične ili nekonvencionalne onečišćujuće tvari (refalcitantne organske tvari, teški metali) koji mogu inhibirati standardnu ​​mikrobnu aktivnost.

• Korišteni procesi: Liječenje često zahtijeva specijalizirane, robusne bioreaktore ili više faza, ponekad uključene Bioaugmentacija (Dodavanje posebno odabranih kultura mikroba) ili spajanje s naprednim metodama poput Napredni procesi oksidacije ( $\text{AOPS}$ ) prije ili nakon biološke faze.

---

5.3 Poljoprivredni tretman otpadnih voda

To uključuje otjecanje s farmi i, ponajviše, otpadne vode iz koncentriranih operacija hranjenja životinja ( $\text{Kafo}$ ) ili gnoj.

• Karakteristike: Izuzetno visoke koncentracije $\text{Bod}$ , $\text{TSS}$ , patogeni, a posebno hranjive tvari.

• Korišteni procesi: Liječenje uključuje obložene lagune, nakon čega slijedi anaerobna probava (za smanjenje volumena i proizvodnju energije) i naknadno aerobni tretman za uklanjanje hranjivih tvari i patogena prije primjene zemljišta ili pražnjenja.

---

5.4 Na liječenju otpadnih voda na licu mjesta

Biološke metode su ključne za liječenje kanalizacije na područjima bez pristupa centraliziranim općinskim sustavima.

• Septički jami: Iako je prvenstveno fizički, sloj mulja u septičkoj jačini prolazi sporo anaerobnu probavu.

• Male biljke: Sustavi poput kompaktnog $\text{SBRS}$ ili paket $\text{MBRS}$ koriste se za pojedine škole, bolnice, razvoj stanova ili udaljena industrijska mjesta, nudeći visokokvalitetne otpadne vode u malom tragu.

Evo nacrta sadržaja za šesti dio vašeg članka, usredotočujući se na Prednosti i nedostaci biološkog liječenja .

---

6. Prednosti i nedostaci biološkog liječenja

Iako biološki procesi čine okosnicu modernog upravljanja otpadnim vodama, oni su podložni određenim ograničenjima koja se moraju upravljati pažljivim dizajnom i radom.

6.1 Prednosti

Biološki tretman nudi uvjerljive koristi u odnosu na čisto fizičke ili kemijske alternative.

6.1.1 Efektivno uklanjanje zagađivača

Biološki sustavi su izuzetno učinkoviti u uklanjanju organski $\text{Bod}$ i $\text{BAKALAR}$ iz otpadnih voda, često postižući $90\%$ -Plus stope uklanjanja. Nadalje, oni su najpraktičniji i ekonomičniji način za velike razmjere Uklanjanje biološkog hranjivih sastojaka ( $\text{Bnr}$ ) , bitno za zaštitu osjetljivih plovnih putova od eutrofikacije uzrokovanih viškom dušika i fosfora.

6.1.2 isplativost

Jednom konstruirani, operativni troškovi za biološke procese uglavnom su niži od onih za kemijsko liječenje. Iako aerobni sustavi zahtijevaju značajnu energiju za prozračivanje, to se često nadoknađuje visokim troškovima i kontinuiranim opskrbom potrebnim za kemijske flokulacije ili oborine potrebne u nebiološkim metodama. Anaerobni sustavi može biti Neto proizvođači energije Kroz generaciju i upotrebu bioplina ( ${\text{Ch}}_4$ ).

6.1.3 ekološki prihvatljiv

Biološki tretman u osnovi uključuje prirodne procese, pretvaranje onečišćujućih tvari u stabilne, netoksične proizvode ( ${\text{CO}}_2$ , ${\text{H}}_2\text{O}$ , i biomasa). Rezultirajući biosolidi (mulj) Često se može tretirati i sigurno ponovno koristiti kao amandman tla, promičući kružni ekonomični pristup upravljanju otpadom.

---

6.2 nedostatak

A reliance on a living microbial community introduces certain operational vulnerabilities.

6.2.1 Osjetljivost na toksične tvari

Mikroorganizmi su žive stanice i mogu se lako inhibirati ili ubiti iznenadnim unosima toksične industrijske kemikalije , teški metali, visoki $\text{pH}$ (kiselina ili baza) ili visoke koncentracije soli. "Šok opterećenje" može izbrisati biomasu sustava, zahtijevajući danima ili tjednima da se populacija oporavi i kvaliteta liječenja vrati.

6.2.2 nestabilnost procesa

Biološki sustavi mogu patiti od problema s nestabilnošću vezanim za zdravlje mikroba, poput mulj bulking or pjenak .

• Gol javlja se kada vlaknasti bakterije pretjerano rastu, sprječavajući da se mulj pravilno sleti u pročišćivač, što dovodi do visokog $\text{TSS}$ U konačnom otpadnom otpadu.

• Pjenak Često je uzrokovano specifičnim vrstama bakterija i može dovesti do operativnih problema i opasnosti od sigurnosti na površini spremnika za prozračivanje.

6.2.3 Proizvodnja mulja

A fundamental goal of biological treatment is to convert dissolved pollutants into solid biomass (sludge). This necessary conversion creates the ongoing challenge and cost of mulj management (Odvođenje, stabilizacija i odlaganje). Troškovi postupanja s muljevima mogu uzeti u obzir $30\%\text{to}50\%$ ukupnog operativnog proračuna za postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda.

7. Nedavni napredak i inovacije

A field of biological wastewater treatment is continually evolving, driven by the need for greater efficiency, smaller footprints, and increased resource recovery. Recent innovations are transforming traditional systems.

7.1 Napredni procesi oksidacije ( $\text{AOPS}$ )

$\text{AOPS}$ nisu strogo biološki, ali se sve više koriste u tandem s biološkim sustavima. Uključuju generiranje visoko reaktivnih prolaznih vrsta, poput hidroksilni radikal ( $\cdot \text{OH}$ ) , koji brzo oksidiraju i uništavaju organske onečišćenja koja su ne-biorazgradiva (refalcitrant ili mikropollutanti).

• Prijava: $\text{AOPS}$ koriste se kao a tretman razgraditi toksične spojeve, čineći ih dostupnim mikroorganizmima ili kao tretman (tercijarna faza) za poliranje otpadnih voda uklanjanjem tragova lijekova i pesticida.

7.2 Bioaugmentacija i biostimulacija

Ase techniques focus on actively managing the microbial population:

• Bioaugmentacija: Uključuje Dodavanje posebno odabranih, ne-domorodnih mikrobnih kultura na reaktor. To se obično radi za uvođenje organizma sposobnih za ponižavanje specifičnih, složenih industrijskih zagađivača s kojima se izvorna biomasa ne može nositi.

• Biostimulacija: Uključuje Optimiziranje okruženja reaktora (npr., adding specific limiting nutrients like trace metals or vitamins) to enhance the growth and activity of the existing, native biomass to improve treatment efficiency.

7.3 Tehnologija zrnatog mulja

Ova inovacija nudi veliki skok u učinkovitosti sustava i smanjenju otisaka, prvenstveno se koristi Aerobni zrnati mulj ( $\text{AGS}$ ) Sustavi.

• Načelo: Umjesto da formira tradicionalne floke aktivnog mulja, biomasa se spontano organizira u gustu, kompaktnu, sferičnu granule . Te se granule znatno brže nasele i imaju različite zone (aerobni vanjski, anoksični/anaerobni unutrašnjost) koje omogućuju istodobno uklanjanje ugljika, dušika i fosfora u jednom reaktoru.

• Prednost: Omogućava mnogo veću koncentraciju biomase i eliminira potrebu za zasebnim pročišćivanjem, smanjujući trag postrojenja do $75\%$ .

7.4 Genetički inženjering mikroorganizama

Iako još uvijek prvenstveno u istraživačkoj i pilotskoj fazi, genetski inženjering vrijedi neizmjerno obećanje. Znanstvenici istražuju načine:

• Poboljšajte degradaciju: Izmijenite mikrobe kako biste ubrzali raspad trajnih organskih zagađivača ( $\text{Pops}$ ).

• Poboljšati učinkovitost: Inženjerski organizmi za izvođenje višestrukih reakcija (npr. Istovremeno nitrifikacija i denitrifikacija) učinkovitije ili tolerirati toksične uvjete koji bi inače inhibirali prirodnu populaciju.