Á bak við mörg iðnaðarframleiðsluferli, mikið magn afskólpsvatn ríkt af lífrænum efnumefni myndast daglega. Þetta frárennslisvatn einkennist af miklum styrk og er erfitt að meðhöndla það. Til að takast á við þetta „krefjandi afrennsli“ er tækni sem kallast „endanlega vopnið“ notuð víða:loftfirrt meðferð. Svo, hvernig nákvæmlega virkar það? Og hvers vegna á það skilið svona titil?
► Hvað er loftfirrð meðferð?
Einfaldlega sagt,loftfirrt meðhöndlun er ferli sem notar ákveðin örverusamfélög til að brjóta niður og melta lífræn efni í vatni innan algjörlega súrefnis-lausu umhverfi.Ólíkt kunnuglegri loftháðri meðferð, sem krefst þess að súrefni sé sprautað inn, er hún meira eins og róleg en samt skilvirk „örveruveisla“ sem haldin er í lokuðu rými.
► Af hverju er það „Ultimate Weapon“?
Í fyrsta lagi getur það „melt“ mjög-afrennslisvatni.Í samanburði við loftháða meðhöndlun getur loftfirrt kerfi þolað og unnið úr miklu meira álagi lífrænna mengunarefna á rúmmálseiningu, sem gerir það sérlega fært í að meðhöndla-mikið magn lífræns skólps frá iðnaði eins og t.d.matvælavinnsla, bruggun og líflyf.Þetta þýðir að innan sama fótspors er meðferðargeta þess mun meiri.
Í öðru lagi getur það umbreytt mengunarefnum í orku.Þetta er mest grípandi eiginleiki þess. Í meðhöndlunarferlinu, þegar örverur brjóta niður lífræn efni, mynda þær lífgas sem er fyrst og fremst samsett úr metani.Þessu lífgasi er hægt að safna og nota til að framleiða rafmagn eða varmaorku, að ná grundvallarbreytingu frá því að "eyða orku til að meðhöndla skólpvatn" yfir í "endurheimta orku úr frárennsli."
Í þriðja lagi er rekstrarkostnaður þess lægri.Vegna þess aðþað krefst ekki stöðugrar loftblásturs fyrir loftun, raforkunotkun þess er mun minni en hefðbundins loftháðvirkrar seyruferlis.Á sama tíma er örveruvöxtur hægari í öllu ferlinu, sem leiðir til mun minna magns af umframframleiðslu seyru, sem dregur enn frekar úr álagi og kostnaði við meðhöndlun og förgun seyru.
► Kjarnaregla: Nákvæmlega samræmd samvinna
Loftfirrt meðhöndlun er ekki eitt viðbragð heldur þriggja-þreps ferli sem miðlað er af mörgum tegundum örvera.
Fyrsta skrefið er vatnsrof og súrmyndun.Flókin stór-lífræn sameindir, eins og sterkja, prótein og fita, eru fyrst brotin niður í litlar sameindir eins og einsykrur og amínósýrur af vatnsrofsbakteríum. Þessar litlu sameindir eru síðan gerjaðar af sýruvaldandi bakteríum og breytt í rokgjarnar fitusýrur (VFA), alkóhól, vetni og koltvísýring.
Annað skrefið er metanógening, sem er lykillinn að öllu ferlinu.Methanogens, sérfræðingar á þessu stigi, stíga á svið. Þeir nota fyrst og fremst ediksýruna (tegund rokgjarnrar fitusýru) sem framleidd var í fyrra skrefi, eða nota beint vetni og koltvísýringi og myndar þær að lokum í metan. Á þessum tímapunkti hefur lífræn mengun í frárennslisvatninu verið fjarlægð að verulegu leyti og umbreytt í nytsamlegt lífgas.
► Lykillinn „búnaður“ til að ná þessu ferli
Til að tryggja að þessi "súrefnislausa-veisla" gangi á skilvirkan og stöðugan hátt, þarf háþróaða "reactors". Meðal þeirra,loftfirrt seyru teppi með uppstreymi (UASB)reactor er víða beitt klassísk tækni. Kjarni þess liggur í há-„kornóttri seyrubeði“ sem myndast neðst á reactor. Afrennslisvatn rennur upp í gegnum þetta beð, sem gerir kleift að komast í rækilega snertingu á milli seyrukornanna og mengunarefna, á meðan lífgasið sem myndast hjálpar til við blöndunina. Líta má á EGSB (Expand Granular Sludge Bed) reactor sem endurbætta útgáfu af UASB. Með því að setja inn endurrásarkerfi nær það meiri uppstreymishraða, sem leiðir til ítarlegri blöndun og snertingu á milli seyru og frárennslisvatns, sem gerir því kleift að meðhöndla skólpvatn með hærri styrk eða meiri flókið.
► Að skilja takmarkanir þess: Engin tækni er fullkomin
Þrátt fyrir framúrskarandi kosti þess er loftfirrð meðferð ekki "panacea". Að skilja galla þess er lykillinn að því að beita því á áhrifaríkan hátt.
★ Gangsetning krefst þolinmæði:Lykilmetanógenin í kerfinu vaxa hægt og því þarf ræsing og örveruaðlögun nýs kerfis oft töluverðan tíma.
★ Næmi fyrir umhverfisaðstæðum:Metanógen eru mjög viðkvæm. Eitruð efni í frárennslisvatninu, eins og súlfíð, ákveðnar þungmálmajónir og sótthreinsiefni, geta hamlað virkni þeirra verulega eða jafnvel valdið kerfisbilun.
★ Strangar kröfur um hitastig:Flest kerfi þurfa tiltölulega heitt umhverfi (venjulega á mesófíla sviðinu) fyrir stöðugan rekstur. Lágt hitastig getur haft veruleg áhrif á skilvirkni meðferðar og framleiðslu á lífgasi.
★ Almennt ekki hægt að ná losunarstöðlum ein og sér:Loftfirrt meðferð fjarlægir fyrst og fremst lífræn efni og hefur takmarkaða getu til að fjarlægja næringarefni eins og köfnunarefni og fosfór. Þess vegna þjónar það oft sem "framvörður" í meðferðarlestinni og þarf að fylgja síðari ferlum, svo sem loftháðri meðferð, til að tryggja að endanlegt frárennsli uppfylli að fullu losunarstaðla.
Að lokum, með mikilli skilvirkni við meðhöndlun afrennslisvatns með mikilli-þéttni, orku-framleiðslueiginleika og lágum rekstrarkostnaði, gegnir loftfirrt meðhöndlun sannarlega hlutverki "kjarnavopns" á sviði lífrænnar skólphreinsunar, sérstaklega fyrir iðnaðarafrennsli. Hins vegar er það líka tækni sem krefst nákvæmrar hönnunar og stjórnun. Með því að nýta styrkleika þess á sama tíma og draga úr veikleikum þess og setja hann á viðeigandi stigi meðferðarferlis, er hægt að gera "endanlega" kraft þess að fullu að veruleika.