Το μέλλον της αναερόβιας κοκκιοποίησης

Η αναερόβια επεξεργασία είναι καλά πάνω από 100 χρονών. Η αρχική ανάπτυξή της ήταν για την επεξεργασία των εσωτερικών απόβλητων υδάτων, προχώρησε έπειτα σε σχέση με τη χωριστή πέψη λάσπης, κατόπιν στην επεξεργασία των αραιών βιομηχανικών απόβλητων υδάτων. Διάφορες διαδικασίες έχουν αναπτυχθεί που ολοκληρώνουν την αποδοτική επεξεργασία των απόβλητων υδάτων στους σύντομους χρόνους κράτησης.

Το αναερόβιο σύστημα κοκκιοποίησης ήταν γνωστό για τη μοναδική δυνατότητά του να μετατρέψει τα ιδιαίτερα απαράδεκτα απόβλητα στα χρήσιμα προϊόντα. Με τις σφαιρικές ανησυχίες σχετικά με τις ενεργειακές ελλείψεις και το σχηματισμό αερίου θερμοκηπίου μέσω της καύσης των απολιθωμένων καυσίμων, περισσότερες προσπάθειες προς τους ανανεώσιμους ενεργειακούς εφοδιασμούς απαιτούνται σαφώς. Οι μεγαλύτερες προσπάθειες απαιτούνται τώρα για τις ευρύτερες εφαρμογές του αναερόβιου συστήματος κοκκιοποίησης για το περιβάλλον των ανεπιθύμητων οργανικών υλικών με τη μετατροπή τους στο μεθάνιο, μια ανανεωμένη πηγή ενέργειας. Η αναερόβια διαδικασία κοκκιοποίησης που οδηγεί προς την αποδοτική παραγωγή μεθανίου από τα απόβλητα ύδατα ανταποκρίνεται σαφώς σε αυτήν την ανάγκη. Η έρευνα προς ακόμα την ευρύτερη εφαρμογή είναι σημαντική σαφώς. Τα προβλήματα που χρειάζονται την εξέταση είναι αξιοπιστία διαδικασίας, αίτια και αιτιατά τοξικότητας, παραγωγή και έλεγχος οσμών, και καλύτερα κατανόηση της πυρίμαχης οργανικής υποβάθμισης.

Από όλη την πολυάριθμη και πιό πρόσφατη δημοσιευμένη έρευνα για τις αναερόβιες διαδικασίες, που αναφέρονται στο προηγούμενο τμήμα, είναι αμφισβητήσιμα το πιό ελπιδοφόρο σύστημα επεξεργασίας απόβλητου ύδατος που είναι σε θέση να ικανοποιήσει τα επιθυμητά αυστηρά κριτήρια για τη μελλοντική τεχνολογία περιβαλλοντικά στη βιώσιμη ανάπτυξη.

Η αναερόβια διαδικασία κοκκιοποίησης θα ήταν αυτή που είναι σε θέση να ελαχιστοποιήσει την περιβαλλοντική ζημιά αυξάνοντας τη βιομηχανική παραγωγικότητα και βελτιώνοντας τη ποιότητα ζωής.

Αυτή τη στιγμή, η δημοφιλέστερη διαδικασία επεξεργασίας είναι ο αντιδραστήρας UASB. Εντούτοις, με τη πρόσφατη ανάπτυξη EGSB και των «οργανωμένων πολυφασικών αναερόβιων» συστημάτων αντιδραστήρων (SMPA), αυτό μπορεί να οδηγήσει τις πολύ ελπιδοφόρες νέες γενιές του αναερόβιου συστήματος επεξεργασίας (Lettinga και λοιποί, 1997). Αυτές οι έννοιες πίσω από το EGSB θα παράσχουν μια υψηλότερη αποδοτικότητα στα υψηλότερα ποσοστά φόρτωσης, ισχύουν για τις ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες (π.χ. χαμηλές και υψηλές θερμοκρασίες) και στις ανασταλτικές ενώσεις. Επιπλέον, με την ενσωμάτωση της αναερόβιας διαδικασίας με άλλες βιολογικές μεθόδους (μείωση θειικού άλατος, μικροϋπολογιστής-αερόφιλοι οργανισμοί) και με τις φυσές-χημικός μεθόδους, μια πλήρης επεξεργασία του απόβλητου ύδατος μπορεί να ολοκληρωθεί με πολύ χαμηλότερο κόστος, ενώ συγχρόνως τα πολύτιμα συστατικά μπορούν να ανακτηθούν για την επαναχρησιμοποίηση.

Γίνεται σαφές ότι η αναερόβια επεξεργασία είναι μια καθιερωμένη τεχνολογία για μια ευρεία ποικιλία των βιομηχανικών εφαρμογών. Η τεχνολογία γίνεται αποδεκτή στο βιομηχανοποιημένο δυτικό κόσμο καθώς επίσης και στις λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες. Οι κοκκώδεις λάσπη-βασισμένες διαδικασίες UASB και EGSB παίρνουν βαθμιαία μια μεγάλη μερίδα αυτών των εφαρμογών. Αν και UASB είναι ακόμα η κυρίαρχη τεχνολογία σε λειτουργία, αυτή τη στιγμή οι διαδικασίες τύπων EGSB κερδίζουν περισσότερη δημοτικότητα που οδηγείται από τα οικονομικά. Τα στοιχεία στοιχείων ότι το φορτίο σχεδίου για τα συστήματα EGSB είναι περίπου διπλό αυτή της διαδικασίας UASB, η οποία οδηγεί σε ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα σε θέματα των χαμηλότερων φορτωμένων συστημάτων. Πρέπει εντούτοις να σημειωθεί ότι το στοιχείο που παρουσιάζεται αντιπροσωπεύει περίπου 50-60% των συνολικών αναερόβιων συστημάτων εγκατεστημένων και η συμβολή των συστημάτων EGSB και ολοκληρωμένου κυκλώματος μπορεί να είναι σχετικά υψηλή στην τρέχουσα βάση δεδομένων σχετικά με το συνολικό αριθμό των συστημάτων εγκατεστημένων. Προβλέπεται επίσης ότι τα υψηλότερα φορτωμένα συστήματα τύπων EGSB αντικαθιστούν βαθμιαία τουλάχιστον μερικές από τις εφαρμογές UASB (Frankin, 2001).

Στους τομείς της psychrophilic και thermophilic αναερόβιας επεξεργασίας, η συγκεκριμένη ανάπτυξη αντιδραστήρων μπορεί να συμβάλει για να ενισχύσει περαιτέρω τις ογκομετρικές ικανότητες μετατροπής. Λόγω της μειωμένης χρήσης νερού, και ο ΒΑΚΑΛΑΟΣ και οι αλατισμένες συγκεντρώσεις τείνουν να αυξηθούν για τα βιομηχανικά απόβλητα αποχέτευσης. Κατά συνέπεια, υπάρχει μια ανάγκη για την ανάπτυξη των αναερόβιων αντιδραστήρων που διατηρούν floc-culant ή την κοκκώδη βιομάζα. Οι βιολογικοί αντιδραστήρες μεμβρανών (MBR) προσφέρουν τις θέσεις μιας λύσης για ορισμένα στην επεξεργασία απόβλητου ύδατος (Mulder και λοιποί, 2001). Εντούτοις, η φτωχά οικονομία μεταφοράς οξυγόνου και το λέρωμα βιομαζών είναι σοβαρά προβλήματα MBR που υπερνικιέται. Οι βιολογικοί αντιδραστήρες μεμβρανών που συνδέονται με τις κοκκώδης-βασισμένες αναερόβιες διαδικασίες αξίζουν.

Οι συντήρηση-έννοιες προστασίας του περιβάλλοντος και των πόρων εστιάζουν στην πρόληψη ρύπανσης και σε ένα ελάχιστο της φυματικής χρήσης της ενέργειας, των χημικών ουσιών, και του νερού στη μείωση ρύπανσης και ενός μεγίστου της επαναχρησιμοποίησης του αντιμετωπισμένων απόβλητου ύδατος, των υποπροϊόντων, και των υπολειμμάτων που παράγονται στη θεραπεία του απόβλητου ύδατος. Συνεπώς, με την εφαρμογή αυτών των εννοιών, τα απόβλητα ύδατα όπως τα λύματα και τα βιομηχανικά απόβλητα αποχέτευσης γίνονται μια σημαντική πηγή νερού, λιπασμάτων, εδαφολογικών εδαφοβελτιωτικών, και συχνά ενέργειας αντί μιας κοινωνικής απειλής. Επιπλέον, μια γέφυρα γίνεται μεταξύ της προστασίας του περιβάλλοντος και της πρακτικής γεωργίας, που υποκινούν την αστική γεωργία στη γειτονιά των μεγαλουπόλεων. Η αναερόβια διαδικασία κοκκιοποίησης θεωρείται ως βασική τεχνολογία για τη μεταλλοποίηση των οργανικών ενώσεων στα ιδιαίτερα μολυσμένα ρεύματα απόβλητου ύδατος.

Σήμερα, οι διαδικασίες βασισμένες στην αναερόβια επεξεργασία εμφανίζονται να είναι μια άριστη επιλογή ως πυρήνα μιας ενσωματωμένης διαδικασίας για την επεξεργασία αποβλήτων και απόβλητου ύδατος (Lema και Omil, 2001). Οι περιβαλλοντικοί κανονισμοί στην Ευρωπαϊκή Ένωση, βασισμένοι στην έννοια της ολοκληρωμένων πρόληψης και του ελέγχου της ρύπανσης, είναι προσανατολισμένοι προς την ικανότητα υποστήριξης των διαδικασιών παραγωγής, και αυτό οδηγεί στην καλύτερη αποκατάσταση των πόρων από τις πρώτες ύλες, την ενέργεια - αποταμίευση, κ.λπ. Στις τελευταίες δεκαετίες, οι κοκκώδεις λάσπη-βασισμένες αναερόβιες διαδικασίες έχουν λάβει τη διαδεδομένη αποδοχή και έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για να μεταχειριστούν ποικίλα βιομηχανικά απόβλητα ύδατα. Οι διαδικασίες προσφέρουν το υψηλό βαθμό της αφαίρεσης οργανικών ουσιών, της μικρής παραγωγής λάσπης, και της μικρής κατανάλωσης ενέργειας μαζί με τη ενεργειακή παραγωγή υπό μορφή βιοαερίου. Μπορεί να μην είναι μια αδικαιολόγητη προσδοκία ότι, στο μέλλον, οι τεχνολογίες επεξεργασίας θα δοκιμάσουν μια σφαιρική μετατόπιση προς τη χρήση των ιδιαίτερα αποδοτικών κοκκωδών λάσπη-βασισμένων αναερόβιων διαδικασιών για την επεξεργασία των απόβλητων υδάτων.