Pet tipičnih procesa pročišćavanja otpadnih voda

Proces sekvenciranja šaržnog reaktora (SBR), također poznat kao povremeni postupak s aktivnim muljem, sastoji se od jednog ili više SBR spremnika. Tijekom rada, otpadna voda ulazi u spremnike u serijama, uzastopno prolazeći kroz pet neovisnih faza: dotok, reakcija, taloženje, istjecanje i prazan hod. Dotok i efluent kontroliraju se razinom vode, dok se reakcija i taloženje kontroliraju vremenom. Trajanje jednog radnog ciklusa varira ovisno o opterećenju i zahtjevima efluenta, općenito u rasponu od 4 do 12 sati, s reakcijom koja čini 40%. Efektivni volumen spremnika zbroj je ulaznog volumena i potrebnog volumena mulja unutar ciklusa.

U usporedbi s metodama kontinuiranog protoka, SBR metoda nudi brže reakcije, veću učinkovitost tretmana i veću otpornost na udare opterećenja. Zbog visoke koncentracije supstrata i velikog koncentracijskog gradijenta, izmjenična anoksična i aerobna stanja inhibiraju prekomjernu proliferaciju obveznih aerobnih bakterija, potičući biološko uklanjanje dušika i fosfora. Nadalje, kraća starost mulja sprječava da filamentozne bakterije postanu dominantne, čime se smanjuje nakupljanje mulja. U usporedbi s metodama kontinuiranog protoka, SBR proces ima kraći put protoka i jednostavniju strukturu. Kada je količina vode mala, potreban je samo jedan povremeni reaktor, čime se eliminira potreba za namjenskim spremnicima za taloženje i izjednačavanje te recirkulacijom mulja, što rezultira nižim operativnim troškovima.

Ova metoda u potpunosti iskorištava početni kapacitet uklanjanja aktivnog mulja. U kratkom vremenu (10-40 min) adsorpcijom se uklanjaju suspendirane i koloidne organske tvari iz otpadne vode. Odvajanje tekućine-krutine zatim pročišćava otpadnu vodu, uklanjajući približno 85%–90% BPK5. Od zasićenog aktivnog mulja, dio koji zahtijeva recirkulaciju uvodi se u spremnik za regeneraciju radi daljnje oksidacije i razgradnje kako bi se obnovila njegova aktivnost; preostali mulj se ispušta u sustav za obradu mulja bez daljnje oksidacije i razgradnje. Ovaj proces se provodi u dva odvojena spremnika (adsorpcijski spremnik i spremnik za regeneraciju) ili u dva odjeljka istog spremnika. Ima jaku sposobnost da izdrži udare opterećenja i može eliminirati potrebu za primarnim taložnikom. Njegova glavna prednost su značajne uštede u infrastrukturnim investicijama. Najprikladniji je za obradu otpadnih voda koje sadrže visoke razine suspendiranih i koloidnih tvari, kao što su otpadne vode od štavljenja i koksiranja, te nudi fleksibilnost procesa. Međutim, zbog kraćeg vremena adsorpcije, njegova učinkovitost tretmana nije tako visoka kao kod tradicionalnih metoda.

Oksidacijski jarak je posebna vrsta metode produžene aeracije. Svojim planom podsjeća na trkaću stazu, s dvije aeracijske rotirajuće četke (diskove) ugrađene u jarak. Također se koriste površinski aeratori, mlazni aeratori ili uređaji za prozračivanje uzlaznog- tipa. Kada oprema za prozračivanje radi, ona tjera tekućinu iz jarka da teče brzo, postižući opskrbu kisikom i miješanje.

U usporedbi s uobičajenim metodama prozračivanja, oksidacijski jarci imaju prednosti kao što su manja ulaganja u infrastrukturu, lakše održavanje i upravljanje, stabilan učinak pročišćavanja, bolja kvaliteta otpadnih voda, manja proizvodnja mulja, bolje uklanjanje dušika i fosfora i bolja prilagodljivost udarima opterećenja.

ICEAS reaktor ima pred-reakcijsku zonu (koja zauzima 10% volumena spremnika) na prednjoj strani. Reakcijski spremnik sastoji se od pred{3}}reakcijske zone i glavne reakcijske zone, čime se postiže kontinuirani dotok i povremeni istjecanje. Pred-reakcijska zona općenito je u anaerobnom i anoksičnom stanju, gdje se organska tvar adsorbira aktivnim muljem. Ova zona također ima funkciju biološke selekcije, inhibirajući rast filamentoznih bakterija i sprječavajući nakupljanje mulja. Adsorbirana organska tvar se oksidira i razgrađuje aktivnim muljem u glavnoj reakcijskoj zoni.

Kontinuirani influent rješava kontradikciju između influenta i povremenog influenta. Međutim, ovaj proces ima slabe učinke taloženja i pročišćavanja, sklon je nakupljanju mulja, ima nisko opterećenje muljem, dugo vrijeme reakcije, zahtijeva veći volumen opreme i uključuje veća ulaganja.

Otpadna voda prvo ulazi u anaerobni spremnik i miješa se s povratnim muljem. Pod djelovanjem fakultativnih anaerobnih fermentacijskih bakterija, lako biorazgradiva velika{1}}molekula organske tvari u otpadnoj vodi pretvara se u polifosfat-akumulirajuće bakterije (PAB). PAB-ovi apsorbiraju PAB-ove i pohranjuju ih unutar bakterija, a potrebna energija dolazi iz razgradnje lanaca PAB-a. Nakon toga, otpadna voda ulazi u anoksičnu zonu, gdje denitrifikacijske bakterije iskorištavaju organski matriks u otpadnoj vodi za denitrifikaciju NO3 unesenog povratnom miješanom tekućinom. Kada otpadna voda ulazi u aerobni spremnik, koncentracija organske tvari je niska. PAB primarno dobivaju energiju razgradnjom PAB-a unutar svojih tijela za proliferaciju bakterija. Istovremeno apsorbiraju topljivi fosfor iz okoline i pohranjuju ga kao PAB lance, koji se zatim ispuštaju iz sustava kao višak mulja. Niska koncentracija organske tvari u aerobnoj zoni sustava pogoduje rastu autotrofnih nitrifikacijskih bakterija u ovoj zoni.

Organska kombinacija tri različita uvjeta okoliša-anaerobni, anoksični i aerobni-i različite vrste mikrobnih zajednica mogu istovremeno ukloniti organsku tvar, dušik i fosfor. Proces je jednostavan, s kratkim hidrauličkim vremenom zadržavanja. SVI je općenito manji od 100, sprječavajući nakupljanje mulja. Mulj ima visok sadržaj fosfora, obično iznad 2,5%. U anaerobnom-anoksičnom spremniku potrebno je samo lagano miješanje za miješanje mulja bez povećanja otopljenog kisika. Spremnik za taloženje mora izbjegavati anaerobne-anoksične uvjete kako bi se spriječilo da bakterije-akumuliraju polifosfate otpuštaju fosfor, što bi smanjilo kvalitetu efluenta, i da denitrifikacija proizvodi N2, što bi ometalo sedimentaciju. Na učinak uklanjanja dušika utječe omjer recirkulacije miješane tekućine, dok na učinak uklanjanja fosfora utječu otopljeni kisik (DO) i nitratni kisik nošeni povratnim muljem. Stoga je nemoguće poboljšati učinkovitost uklanjanja dušika i fosfora.