Fem typiske spildevandsbehandlingsprocesser

Sequencing Batch Reactor (SBR)-processen, også kendt som den intermitterende aktiverede slamproces, består af en eller flere SBR-tanke. Under drift kommer spildevandet ind i tankene i partier og gennemgår sekventielt fem uafhængige trin: indstrømning, reaktion, sedimentering, spildevand og tomgang. Indløb og spildevand styres af vandstanden, mens reaktion og sedimentation styres af tid. Varigheden af ​​en driftscyklus varierer afhængigt af belastningen og spildevandskravene, generelt fra 4 til 12 timer, hvor reaktionen tegner sig for 40 %. Det effektive tankvolumen er summen af ​​det indgående volumen og det nødvendige slamvolumen inden for cyklussen.

Sammenlignet med kontinuerlige flow-metoder tilbyder SBR-metoden hurtigere reaktionshastigheder, højere behandlingseffektivitet og stærkere modstand mod belastningsstød. På grund af den høje substratkoncentration og store koncentrationsgradient hæmmer alternerende anoxiske og aerobe tilstande den overdrevne spredning af obligate aerobe bakterier, hvilket fremmer biologisk nitrogen- og fosforfjernelse. Ydermere forhindrer den kortere slamalder filamentøse bakterier i at blive dominerende, hvilket reducerer slamfyldning. Sammenlignet med kontinuerlige flow-metoder har SBR-processen en kortere flowvej og enklere struktur. Når vandmængden er lille, er der kun behov for én intermitterende reaktor, hvilket eliminerer behovet for dedikerede sedimenterings- og udligningstanke og slamrecirkulation, hvilket resulterer i lavere driftsomkostninger.

Denne metode udnytter fuldt ud den indledende fjernelseskapacitet af aktiveret slam. I løbet af kort tid (10-40 min) fjernes suspenderet og kolloidt organisk stof i spildevandet gennem adsorption. Separation af flydende- fast stof renser derefter spildevandet og fjerner ca. 85 %-90 % af BOD5. Af det mættede aktiverede slam indføres en del, der kræver recirkulation, i en regenereringstank for yderligere oxidation og nedbrydning for at genoprette dets aktivitet; det resterende slam udledes i slambehandlingssystemet uden yderligere oxidation og nedbrydning. Denne proces udføres i to separate tanke (adsorptionstank og regenereringstank) eller i to sektioner af samme tank. Den har en stærk evne til at modstå belastningsstød og kan eliminere behovet for en primær sedimentationstank. Dens største fordel er betydelige besparelser i infrastrukturinvesteringer. Det er bedst egnet til behandling af spildevand, der indeholder høje niveauer af suspenderede og kolloide stoffer, såsom garvning af spildevand og koksspildevand, og tilbyder procesfleksibilitet. Men på grund af den kortere adsorptionstid er dens behandlingseffektivitet ikke så høj som traditionelle metoder.

Oxidationsgrøften er en speciel type udvidet beluftningsmetode. Dens plan ligner en racerbane med to roterende beluftningsbørster (skiver) installeret i grøften. Overfladebeluftere, jetbeluftere eller beluftningsanordninger af typen stigrør- bruges også. Når beluftningsudstyret virker, får det grøftevæsken til at flyde hurtigt, hvilket opnår ilttilførsel og omrøring.

Sammenlignet med almindelige beluftningsmetoder har oxidationsgrøfter fordele såsom lavere infrastrukturinvesteringer, lettere vedligeholdelse og forvaltning, stabil renseeffekt, bedre spildevandskvalitet, mindre slamproduktion, bedre nitrogen- og fosforfjernelse og stærkere tilpasningsevne til belastningsstød.

ICEAS-reaktoren har en præ-reaktionszone (optager 10 % af tankvolumenet) foran. Reaktionstanken består af en præ-reaktionszone og en hovedreaktionszone, hvorved der opnås kontinuert indstrømmende og intermitterende spildevand. For-reaktionszonen er generelt i en anaerob og anoxisk tilstand, hvor organisk stof adsorberes af aktiveret slam. Denne zone har også en biologisk selektionsfunktion, der hæmmer væksten af ​​filamentøse bakterier og forhindrer slammet. Det adsorberede organiske stof oxideres og nedbrydes af aktiveret slam i hovedreaktionszonen.

Kontinuerlig influent løser modsætningen mellem influent og intermitterende influent. Denne proces har imidlertid dårlige sedimenterings- og rensningseffekter, er tilbøjelig til at fylde slam, har en lav slambelastning, lang reaktionstid, kræver et større udstyrsvolumen og involverer en højere investering.

Spildevand kommer først ind i den anaerobe tank og blandes med tilbageført slam. Under påvirkning af fakultative anaerobe fermenteringsbakterier omdannes let bionedbrydelige store-organiske molekyler i spildevandet til polyphosphat-akkumulerende bakterier (PAB'er). PAB'er absorberes af PAB'er og opbevares i bakterierne, med den nødvendige energi fra nedbrydning af PAB-kæder. Efterfølgende kommer spildevandet ind i den iltfattige zone, hvor denitrificerende bakterier udnytter den organiske matrix i spildevandet til at denitrificere NO3- indført af den returblandede væske. Når spildevandet kommer ind i den aerobe tank, er koncentrationen af ​​organisk stof lav. PAB'er opnår primært energi ved at nedbryde PAB'er i deres kroppe til bakteriel spredning. Samtidig optager de opløseligt fosfor fra det omgivende miljø og lagrer det som PAB-kæder, som derefter udledes fra systemet som overskydende slam. Den lave koncentration af organisk stof i systemets aerobe zone er befordrende for væksten af ​​autotrofe nitrificerende bakterier i denne zone.

Den organiske kombination af tre forskellige miljøforhold-anaerobe, anoxiske og aerobe-og forskellige typer mikrobielle samfund kan samtidig fjerne organisk stof, nitrogen og fosfor. Processen er enkel med en kort hydraulisk retentionstid. SVI er generelt mindre end 100, hvilket forhindrer slamudfyldning. Slammet har et højt indhold af fosfor, typisk over 2,5 %. I den anaerobe-anoxiske tank skal der kun omrøres forsigtigt for at blande slammet uden at øge opløst ilt. Sedimentationstanken skal undgå anaerobe-anoksiske forhold for at forhindre polyphosphatakkumulerende bakterier i at frigive fosfor, hvilket ville forringe spildevandskvaliteten, og denitrifikation i at producere N2, som ville forstyrre sedimenteringen. Nitrogenfjernelseseffekten påvirkes af blandingsvæskens recirkulationsforhold, mens fosforfjernelseseffekten påvirkes af den opløste ilt (DO) og nitratilten, der føres i det returnerede slam. Derfor er det umuligt at forbedre effektiviteten af ​​nitrogen- og fosforfjernelse.