Ауаны биологиялық тазарту қондырғыларының типтері

Одан ә рі бұ л заттар еріген тү рінде микроб жасушаларына диффузияланады, оларғ а қ осылады жә не деструкцияғ а ұ шырайды.

Филтрлеуші қ абат ү шін ұ стап тұ рушы ретінде табиғ и материалдарды - компосты, шымды жә не т.б. материалдарды пайдаланады. Бұ л материалдардың қ ұ рамында микроорганизмдердің дамуы ү шін қ ажетті заттар жә не ә ртү рлі минералды тұ здар болады. Сондық тан биофилтрлерге қ андай да бір минералды қ оспаларды енгізбейді. Тазартылуғ а тиіс ауаны вентилятор жү йеге береді, ауа кез келген бағ ытта, тө меннен жоғ арығ а немесе керісінше филтрлейтін қ абат арқ ылы ө теді. Бұ л кезде ауа филтрлейтін қ абаттың бү кіл массасы арқ ылы бірқ алыпты ө туге тиіс. Сондық тан қ абаттың бірқ алыптылығ ы жэне ылғ алдылық тың белгілі бір дә режесі қ ажет болады.

Филтрлейтін қ абаттың ауаны тазарту ү шін оптималды ылғ алдылығ ы ү стағ ыш материалының салмағ ынан 40 - 60% қ ұ райды. Филтрлейтін қ абат материалының жеткіліксіз ылғ алдылығ ы кезінде онда жарық шақ тар пайда болады, материал қ ұ рғ ап кетеді. Бұ л ауаның ө туін қ иындатады жә не микроорганизмдердің физиологиялық белсенділігін тө мендетеді. Материалдың дымқ ылдануы филтрлейтін қ абаттың бетіне су шашыратумен қ амтамасыз етіледі. Ылғ алдылық тым кө п болғ ан кезде қ абат қ алың дығ ында жоғ ары аэродинамикалық кедергісі бар анаэробты аймақ тардың қ ү рылуы жү реді. Нә тижесінде ауа ағ ынының сің іргішпен тү йісу уақ ыты азаяды жэне тазартудың тиімділігі тө мендеп кетеді.

Филтрлейтін массаның қ алың дығ ында тығ ызырақ аймақ тар немесе материал кесектері тү зілмеуге тиіс, бұ л компосты пайдаланғ ан кезде мү мкін болады, ө йткені бұ л кезде филтрлейтін қ абаттың бетінің ү лес ауданы тө мендейді. Материалда температуралық градиенттер пайда болмауғ а тиіс, сондай-ақ ортаның рН шамасының кү рт ө згерістері жү рмеуі керек. Сондық тан биофилтрдегі температуралық режим тұ рақ ты етіп ұ сталынады. Бұ л ү шін биофилтрге берілетін ауа қ ыздырылып отырады, қ ондырғ ы жалпы алғ анда термостатталады.

Биофилтрлердің тұ рақ ты жұ мысын қ амтамасыз ету ү шін осылардың ішіндегі аса маң ыздылары келесілер болып табылатын шаралар кешенін қ олдану керек:

1.Биофилтрге тазартуғ а берілетін ауаны алдын ала биоскрубберде 95 -100% салыстырмалы ылғ алдылық қ а дейін ылғ алдандырады.

2.Филтрлейтін қ абатты толтырғ ан кезде аэродинамикалық кедергіні тө мендету ү шін материалғ а синтетикалық полимер материалдардан тү йіршіктерді (диаметрі 3-10 мм), сондай-ақ автопокрышкалардың бө лшектері, белсенді етілген кө мір қ осады. Қ оспалардың салмағ ы филтрлейтін материалдың салмағ ынан 30%-дан 70%-ғ а дейінін қ ұ райды жә не бү кіл қ абат бойынша бірқ алыпты бө лінеді.

3.Органиканы трансформациялау барысында филтрлеуі қ абат материалының рН шамасының тө мендеуін болдырмау ү шін оғ ан ұ стағ ыштың салмағ ынан 2 - 40% мө лшерде ізбестас немесе калций карбонатын қ осады.

4.Биофилтрдің жұ мыс денесінің қ ұ рамына кіретін микроорганизмдер, мысалы, жаппай шығ арылулардың нә тижесінде уландыратын заттармен ингибирленуі мү мкін кездері биофилтрдің тұ рақ ты жұ мыс істеуін қ амтамасыз ету мақ сатында филтрлеуші қ абаттың материалына 250 кг/м³ дейін белсенді етілген кө мір қ осады.

5.Филтрлеуші қ абаттың уландыратын заттарды микробиологиялық деструкциялау ү шін оптималды температурасын ү стап тү ру қ ондырғ ының жұ мыс кө лемін жә не кіретін ауаны термостаттаумен қ амтамасыз етіледі.

Биофилтр жұ мысының тиімділігі филтрлеуші қ абаттың газодинамикалық параметрлерімен, ауада бар заттардың спектрімен жә не концентрациясымен жә не деструктор микроорганизмдердің ферментативті белсенділігімен анық талады. Бұ л ретте ауадан зиянды қ оспаларды кетірудің жылдамдығ ы заттардың газды ортадан биокатализдік ортағ а диффузиясымен де, микроб жасушаларындағ ы химиялық реакциялардың ө рбу жылдамдығ ымен де шектелуі мү мкін. Ауадағ ы зиянды заттардың жоғ ары кіріс концентрациясы кезінде ағ ынның филтрлеуші қ абат арқ ылы ө туі барысындағ ы деструкциялары бірқ алыпсыз болады. Алдымен оң ай қ олжетімділік заттар ыдырайды жә не тек ү дерістің соң ында ғ ана қ иын деградациялайтын қ осылыстардың ыдырауы басталады.

Стационарлық кү йге жә не биотазартудың ең жоғ ары жылдамдығ ына биофилтр іске қ осылғ аннан кейін біршама уақ ыт ө те қ ол жеткізіледі. Микробиологиялық ценоздың пісіп-жетілуі жә не бейімделуі ү шін біршама кезең қ ажет болады. Бейімделу кезең інің ү зақ тығ ы заттардың ауадағ ы концентрациясына жә не диффузиялық қ абаттағ ы микробтық ә р алуандық қ а байланысты болып келеді жә не бірнеше сағ аттан бірнеше аптағ а дейін қ ұ рауы мү мкін. Микроорганизмдердің концентрациясы тазарту барысында арта тү седі жә не шамадан тыс артық болып шығ уы мү мкін. Сондық тан филтрлеуші қ абаттың материалын оқ тын-оқ тын жаң артып отыруғ а тура келеді. Циклдардың ұ зақ тығ ы айтарлық тай ү лкен жә не бірнеше жыл қ ұ райды.

Биофилтрациялық қ ондырғ ылар ө неркә сіптің газ-ауа шығ арылуларын тазарту жә не дезодорациялау ү шін табыспен пайдалануда. Мә селен, биофилтрациялық қ ондырғ ы жасап шығ арылғ ан жә не онда жү зеге асырылатын ө неркә сіптің газ-ауа шығ аруларындағ ы органикалық ластағ ыштарды пайдағ а асырудың биотехнологиялық тә сілі ұ зақ қ а созылғ ан ө неркә сіптік экспериментте тексерілген. Бұ л тә сіл органикалық заттардың - фенолдың, ксилолдың, толуолдың, циклогексанның, ацетонның, бутанолдың, меркаптандардың ү здіксіз режимде микроорганизмдердің іріктеп алынғ ан жә не тіркелген штаммдарымен микробиологиялық деструкциялануына негізделген. Ү деріс осында филтрлейтін элементтердің жә не суландыру жү йесінің бірегей конструкциясының есебінен биофилтр бойынша циркуляция жасайтын културалық сұ йық тық тағ ы жә не филтрлейтін элементтерге бекітілген биоқ абық та ластанғ ан ауа ағ ынының микроб жасушаларымен айтарлық тай фазааралық ө зара ә рекеттесуі қ амтамасыз етілетін биофилтрациялық қ ондырғ ыда жү зеге асырылады. Бұ л ретте органикалық заттардың ыдырауының жоғ ары 93-98% дә режесіне қ ол жеткізіледі.

Тазартудың жоғ ары тиімділігімен сипатталатындық тан, газдарды дымқ ыл тазарту аппараттары немесе скрубберлер кең таралымғ а ие.

Биоскрубберлердің міндет қ ару принципі ауаны тазарту ү дерісінің екі ә ртү рлі қ ондырғ ыда бірізді жү зеге асырылатындығ ымен ерекшеленеді. Биоскруббердің аса маң ызды қ ұ рамдас бө лігі болып осында кері кеткен ауа мен абсорбент арасында салмақ алмасу жү ретін абсорбер табылады. Абсорбер ретінде қ ондырмалы, барботажды, шашыратқ ыш, форсункалы жә не ротациялық скрукбберлер пайдаланылады. Конструкцияның кез келген типін жасап шығ арғ ан кезде негізгі кө ң іл абсорбцияның тиімділігін анық тайтын, фазаларды бө лу бетінің ауданын кө бейтуге бө лінеді.

Абсорберде уландыратын заттар мен оттегі суғ а кө шеді. Ауа абсорберден тазартылғ ан, су - ластанғ ан кү йінде шығ ады. Судың регенерациясы ә детте аэротенкте жү зеге асырылады. Бұ л ү шін оттегінің қ осымша ағ ып келуі қ ажет болады. Аэротенкте органикалық заттардың микробиологиялық тотығ уы кезінде тү зілетін кө міртегінің қ ос тотығ ы судан ауағ а кетіріледі. Суда асылып тұ рғ ан кү йде тұ ратын бактериялар тұ ндырғ ыш сыйымдылық та бө лінеді. Биологиялық тазарту сатысынан ө ткен, биомассадан босатылғ ан су абсорберге беріледі. Тұ ндырғ ыш сыйымдылық та бө лініп алынғ ан биомасса биорекаторғ а қ айтып оралады.

Шайылатын қ абаты бар биореакторлар қ ондырғ ылардың басқ а типтеріне қ арағ анда анағ ұ рлым жоғ ары ү лестің ө німділігімен сипатталады. Тазарту дә режесінде іс жү зінде дес бермей, бұ л қ ондырғ ылар жоғ арырақ ү лестік ө німділігімен (сағ атына бірнеше мың м³ тазартылғ ан ауа) сипатталады. Осындай шағ ын габаритті қ ондырғ ылар қ арқ ынды мал щаруашылығ ы кә сіпорындарының ауасын тазарту ү шін ө те тиімді.

Ауаны тазарту ү шін басқ а амал-тә сілдер, мысалы, микроорганизмдердің ө сіп тұ рғ ан суспензияларының негізіндегі амал-тә сілдер белгілі. Кү кіртсутегімен, кү кіртті ангидридпен жә не кү кірт қ ышқ ылының буларымен қ анық қ ан ауаны суспензияның ауамен тү йісуінің ү лкен бетіне ие шағ ын Сһ lоrеllа балдырының қ арқ ынды културасы арқ ылы ө ткізу 1 млн. м³/сағ дейінгі ө німділік кезінде ауаның 100% тазартылуын қ амтамасыз етеді. Тө гінділерді жә не ластанғ ан ауаны алифатикалық қ ышқ ылдардан, спирттерден, алдегидтерден жә не кө мірсутектерден кешенді тазарту тә сілдері белгілі. Ацетон бойынша қ ондырғ ының ө німділігі 164 г кө мірсутегі/м³ сағ атына жетеді.

Биореакторлардың ауаны биологиялық тазартудың ө зге қ ондырғ ыларымен салыстырғ андағ ы анағ ұ рлым жоғ арырақ ө німділігі микроорганизмдердің полимер жә не неорганикалық ұ стағ ыштарда иммобилизациялануына орай реактордың жұ мыс бабындағ ы кө леміндегі биомассаның жоғ ары концентрациясымен тү сіндіріледі. Биомассаны концентрациялаудан ө зге, бұ л ұ стағ ыштар тағ ы бір ө те маң ызды функцияны орындайды, яғ ни газ - сұ йық тық фазаларының бө ліну бетінің ү лкен ауданын қ амтамасыз етеді.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1.Ауаны биологиялық тазартудың басқ а тә сілдерден артық шылық тары қ андай?

2.Ауаны биологиялық тазарту ү шін қ ондырғ ылардың қ андай тү рлері пайдаланылады?

3.Биофилтрлер жұ мысының ө згешелігі неден тұ рады?

4.Биофилтрлер тұ рақ ты жұ мыс істеу ү шін қ андай шаралар қ олданғ ан жө н?

5.Биоскрубберлер жұ мысының ерекшеліктері қ андай?

6.Шайылатын қ абаты бар биореакторлардың жұ мысның артық шылық тары неден тұ рады?

Пайдаланылғ ан ә дебиеттер:

1.Джусупова Д.Б Экологиялық биотехнология. – Алматы 2013

2. Джусупова Д. Б. Технологии очистки природных и производственных сточных вод.- Алматы, КазНПУ им.Абая, 2006.

3.Ақ басова А.Ж., Саинова Н.Ә. Экология. – Алматы, 2003

4.Жатқ анбаев Ж.Ж. Экология негіздері. – Алматы, 2004

5.Аубакиров Х.Ә. Биотехнология. – Алматы, 2011