Prva Tehnicka Skola Kragujevac

1. Прва техничка школа
Семинарски рад из прераде и одлагања отпадних вода
Тема: Аеробни биолошки поступци
Професори УЧЕНИК
Јелена Максовић Јована Вулић IV1
хт
Милица Михајловић Александра Аруновић IV1
хт
Крагујевац
Март 2016.

2. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 1
Садржај:
1.Аеробни биолошки поступци ................................................................................................... 2
1.1.Обезбеђење аеробних процеса кисеоником ..................................................................... 2
1.2. Поступци и уређаји за обезбеђење биопроцеса кисеоником......................................... 3
2.Аерација...................................................................................................................................... 3
3.Оксигенација .............................................................................................................................. 3
4.Процес активног муља .............................................................................................................. 4
4.1.Појам и карактеристике активног муља ........................................................................... 4
4.2. Хемијски састав муља ....................................................................................................... 4
4.3. Основни параметри процеса активног муља................................................................... 4
5.Механизам деловања процеса активног муља........................................................................ 5
5.1. Ендогена биоразградња и Егзогена разградња ............................................................... 5
6.Процес биолошке филтрације................................................................................................... 5
6.1.Конструкција биолошког филтра...................................................................................... 5
6.2.Карактеристике муља и битни параметри процеса ......................................................... 6
7.Лагуне и језера ........................................................................................................................... 7
7.1. Аерисане лагуне и језера................................................................................................... 8
7.1.1.Једностепена аерисана лагуна ........................................................................................ 8
7.2.Аерисана језера ................................................................................................................... 9
8.Литература................................................................................................................................ 11

3. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 2
1.Аеробни биолошки поступци
Аеробни пут оксидације карактерише продукција веће количине слободне енергије која
омогућава брзо умножавање микроорганизама и брже трошење хране,тј. Загађење из
отпадних вода.
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Анаеробни пут продукује мало слободне енергије и он је знатно спорији од аеробног
биогаса.
C6H12O6+2H2O 3CO2+3CH4
Слика 1 Општа шема аеробне биолошеке прераде отпадних вода
На основу ове шеме изведено је више варијанти аеробне1
прераде,које се сврставају на:
a) Више варијанти процеса активног муља
b) Биодиск-процес и
c) Аерисана језера и лагуне.
1.1.Обезбеђење аеробних процеса кисеоником
Користе се два поступка:
 Аерација и
 Оксигенација
1
Процеси који се дешавају у води,уз обавезно присуство кисеоника.
Отпадна
вода+Микроорганизми
Биолошк
и реактор
Таложење Прерађена вода
Нова био
маса и муљ
О2

4. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 3
Аерација је поступак уношења кисеоника у води из ваздуха у коме је кисеоник
присутан у количини од око 21%.
Оксигенација је поступак преноса кисеоника у води из гасне средине коју чини само
кисеоник или смеша кисеоника и ваздуха у ралзичитим односима.
1.2. Поступци и уређаји за обезбеђење биопроцеса кисеоником
Примењују се два начина:
1. Аерација, под којом се подразумева пренос масе кисеоника из ваздуха у воду
2. Оксигенација под којом се подразумева пренос маце кисеоника и гасне фазе са
чистим кисеоником или смеша кисеоника и ваздуха у води.
2.Аерација
Примењује се:
 Субмерзна (дубинска) аерација: Дифузна и дифузно-турбинска
 Имерзна (површинска) аерација.
Субмерзна аерација се врши барботиранњем ваздуха кроз отпадну воду.
Диспергованње ваздуха се врши преко перфорираних цеви или порозних тела
изграђених од керамике. Субмерзна аерација се примењује за претходну аерацију
отпадне воде и у постројењима за аеробну биолошку прераду.
Површинска аерација се користи за аерацију отпадне воде у постројењима великог
капацитета.
3.Оксигенација
Је процес убацивања чистог кисеоника у у отпадну воду ради пречишћавања од органских
супстанци. Постоје два нацина:
 Барботиарањем ( убациванје пумпи које удувавају кисеоник са дна базена и на тај
начин чврсте честице помоћу молекула кисеоника испливавају на површину.
 Удувавањем са површине течне фазе ( постиже се мањи ефекат ).
Чист кисеоник се данас производи индустријски,цена му је повољна па се процеси
са чистим кисеоником све више уводе у савремене процесе.

5. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 4
4.Процес активног муља
4.1.Појам и карактеристике активног муља
Под активним муљем се подразумева пахуљичаста смеша биолошке масе и нераграђених
органксих и неорганских супстанци које потичу из отпадне воде.Сличан је пахуљицама
Гвожђе(III)хидроксида. Бактерије су у пахуљицама муља распоређене у више слојева и
могу бити обавијене слузавим омотачем. Структура пахуљица је спужваста и због тога
имају огромну површину. Активни муљ има земљасти мирис који потиче од присуства
Ацтиномицета.
4.2. Хемијски састав муља
Зависи од порекла отпадних вода. У састав активног муља поред микроопранизма улазе
раличите органске и неорганске супстанце. Разликују се
 Биолошски и термички раградљиве (волатилне)
 Неразградљиве (фиксне) супстанце муља
4.3. Основни параметри процеса активног муља
 Температура од 10-30˚C не утиче на битни ток процеса.У зимском периоду процес
се успорава а у ефлуенту се налази већа количина суспендованих супстанци. Од
висине температуре зависи промена вискозитета воде. Порастом температуре
смањује се растворлљивост кисеоника у води, а повећава активност
микроорганизама.
 Концетрација водоничних јона ( pH вредност ) оптимална pH између 6 и 8 а
толерише се и област 5-9.На нижим pH од 6.5 гљивице конкуришу бактеријама, а
ако је pH испод 4.5 бактерије нестају.
 Аерација и мешање Аерацијом се истовремено постиже и мешање у биореактору.
Доња граница концентрације раствореног кисеоника у води зависи од величине
пахуљица муља и креће се између 0.5-2.5 mg/l. Интензивно мешање побољшава
пренос масе кисеоника али може проузроковати уситњавање пахуљица муља, што
погоршава таложење.
 Формирање пахуљица муља Већи број бактерија учесника у процесу има особину
формирања капсула које се међусобно слепљују.
 Микроорганизми у процесу активног муља Поред бактерија значајну улогу
имају и протозое које разлажу сложена органска једињења.

6. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 5
5.Механизам деловања процеса активног муља
5.1. Ендогена биоразградња и Егзогена разградња
 Ендогена биоразградња улази у ћелије микроорганизама. Захваљујући томе активни
муљ релативно брзо из отпадне воде уклања нискомолекуларна биораградљива
јединњења.
 Егзогена разградња је разградња под утицајем ензима. Високомолекуларна једињења
као што су скроб, беланчевине, целулоза, масти уља и др. Не могу проћи кроз
ћелијску мембрану, за њихову разградњу поред протозоа, захвална је и група
микроорганизама која излучује хидролизне егзоензиме.
У биолошкој разградњи загађења воде одигравају се процеси:
 Биоксидација
 Биосорпција
 Хидролиза
Биооксидација и биосорпција су процеси који се одвијају практично истовремено и
веома брзо. Знатно спорија је хидролиза, која и одређује брзину одвијања укупног
процеса.
Одвијају се три паралелна процеса:
a) Реакције дисимилације, тј, оксидације органске супстанце:
b) Реакције асимилације, тј, синтезе нових ћелија микрофлоре ( општа
формула C5H7NO2)
c) Реакције аутооксидације, тј. ендогене респирације ћелија микрофлоре
6.Процес биолошке филтрације
Биолошки филтери (прокапници) су грађени у облику бетонских цилиндра и напуњени су
ломљеним каменом и њихову површину су насељавали микроорганизми који су
формирали слој назван биолошка опна или биофилм.
Данас се више користи пластични материјал уместо каменог пуњења ,једноставнија је и
много ефикаснија уколико се постројења налазе на скученом простору.
6.1.Конструкција биолошког филтра
Унутар филтера налази се порозно дно кроз које струји ваздух и протиче вода из филтера.
На порозно дно се прво ставља крупнија испуна (дренажни слој) а изнад њега иде ситнија
испуна. Отпадна вода се помоћу Сегнеровог кола (ротациони расподељивач) равномерно

7. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 6
распрскава по површини испуне. Између елемената испуне,налази се простор кроз који
пролази отпадна вода и струји ваздух.
На биолошкој опни се формирају три слоја:
 Спољашњи аеробни слој
 Средњи слој (аеробни или факултативан)
 Унутрашњи слој
6.2.Карактеристике муља и битни параметри процеса
Муљ нискооптерећеног биолошког филтраје минерализован,има зрнасту структуру и није
подложан труљењу.
Муљ из високооптерећених биолошких филтраима слузаву структуру,има пуно бактерија
и склон је труљењу. Овакав муљ се пре коначног одлагања мора стабилизовати.
Параметри који утичу на муљ су:
o Темппература
o pH вредност
o Концентрација кисеоника
o Хидрауличко оптерећење
o Органско оптерећеље
График 1 Састав муља
Састав муља
Вода
Сува органска
материја
Нутритијенти
Чврста материја

8. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 7
7.Лагуне и језера
Најједноставнији системи за пречишћавање отпадних вода јесу лагуне и језера,јер се као
биолошки реактори користе природна удубљења у земљи.Предност ових система је
једноставна градња а недостатак је велики утицај атмосферских услова.
Лагуне
Лагуна је плитко подручје слане или бочатневодеуз морску
обалу које је у мањој или већој мери затворено. Обично је
одељено од отвореног мора са ниским пешчаним острвима и
коралним превлакама. Лагунама се исто називају и канали
између копна или коралних гебена и воде у атолима.
Вештачка језера
Вештачко језеро или загат је тип језера који настаје свесним деловањем човека. Формира
се преграђивањем речних долина, клисура и кањона помоћу бетонских и земљаних брана.
Акумулациона језера се користе за потребе хидроенергије, наводњавање, регулацији тока,
рекреацију, спортови на води, заштита од поплава и пловидба.
Слика 3 Власинско језеро
Слика 2 Венецијска лагуна

9. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 8
7.1. Аерисане лагуне и језера
Ово је техника која у свакодневном животу имапуно смисла јер се научној методи
приблизавају стварном-природном труљењу бактерија. Простим рецима то се подводи под
самопречишћвавање. Ради се о отовореним земљаним базенима, насталих
изнајразличитије начине. У Бачкој најчешће базени су настали копањем земље за
циглане.У неким другим крајевима Србије најчешће су то напуштени рудници и сл. Ми
можемо рећи да одлагањем отпадних муљева из поступка прераде отпадне воде и
складиштењем чувањем заправо стварају биолошки реактори. У таквим
јаругама,ископинама,рудницима, одвија се аеробно пречишћење отпадне воде. Повољно
је, а тако и јесте да су таква места удаљена од насеља (Плански удаљен Каћ) због домаћих
животиња и непријатних мириса. Вестачко копане јаруге,лагауне и језера обично су добро
постављене у односу на насеља, правоуглог квадратног облика, и са могућношћу
саобраћајног прилаза.Посебни услови важе за рударске јаме које су неприступачне.
7.1.1.Једностепена аерисана лагуна
Једностепене аерисане лагуне имају два слоја: површински и бентос слој. Оба слоја имају
два фазе у којима се одвијају реакције. У површинском слоју се одвијају две фазе, прва
фаза оксидације и друга фаза фотосинтезе под дејством аеробних бактерија. У
површинском слоју органске материје са кисеоником уз помоћ аеробних бактерија дају
угљен-диоксид и амонијак, а онда уз помоћ светлости и алги добијамо кисеоник. У бентос
слоју такође се одвијају две фазе. Прва фаза је хидролиза и киселинско врење, а друга фаза
је метанско врење. У бентосу исталожене органске материје уз помоћ факултативних
бактерија4, добијамо органску киселину која уз помоц анаеробних бактерија разлаже се на
метан (CH4), угљен-диоксид (CO2) и водоник-сулфид (H2S).
Слика 4 Ланац исхране у дубокој лагуни и без вештачког мешања

10. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 9
7.2.Аерисана језера
Оне су велики земљани базени у којима се пречишћава отпадна вода. Одвија се уз
минималну регулацију као процес самопречишћења. Та језера су последица старе циглане
у близини рудника и сл. Овде се кисеоник убацује за биолошку оксидацију-метаболизам
алги (фотосинтеза) а бактерије које разграђују загађење продукује материје неопходне за
раст алги. Додатне количине кисеоника неопходне за напред поменути процес обезбеђују
се дифузијом атмосферског кисеоника кроз површину воде. Време задржавања отпадних
вода у аеробним језерима није краћа од 90 дана.
Лагуне (Венеција) Језера (Стара планина)

11. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 10
Слика 5 Вештачка језера
Слика 6 Вештачке лагуне

12. СЕКУНДАРНИ ПОСТУПЦИ ПРЕРАДЕ ОТПАДНЕ ВОДЕ
Прерада и одлагање отпадних вода 11
8.Литература
1. Јосип Барас,(2008) Прерада и одлагање отпадних вода, Завод за уџбенике Београд
2. http://sh.wikipedia.org/
3. http://bs.scribd.com/doc/131820322/Aerobne-aerisane-lagune-i-jezera