Pet tipičnih postopkov čiščenja odpadne vode

Postopek s sekvenčnim šaržnim reaktorjem (SBR), znan tudi kot postopek intermitentnega aktivnega blata, je sestavljen iz enega ali več rezervoarjev SBR. Med obratovanjem odpadna voda vstopa v rezervoarje v serijah, ki zaporedno opravijo pet neodvisnih stopenj: dotok, reakcija, sedimentacija, iztok in mirovanje. Dotok in iztok sta nadzorovana z nivojem vode, medtem ko sta reakcija in sedimentacija nadzorovani s časom. Trajanje enega obratovalnega cikla se spreminja glede na obremenitev in zahteve po iztoku, običajno v razponu od 4 do 12 ur, pri čemer reakcija predstavlja 40 %. Učinkovita prostornina rezervoarja je vsota vtočne prostornine in potrebne količine blata v ciklu.

V primerjavi z metodami neprekinjenega pretoka ponuja metoda SBR hitrejše reakcijske hitrosti, večjo učinkovitost zdravljenja in večjo odpornost na udarce obremenitev. Zaradi visoke koncentracije substrata in velikega koncentracijskega gradienta izmenična anoksična in aerobna stanja zavirajo prekomerno razmnoževanje obveznih aerobnih bakterij, kar spodbuja biološko odstranjevanje dušika in fosforja. Poleg tega krajša starost blata preprečuje, da bi nitaste bakterije postale prevladujoče, s čimer se zmanjša kopičenje blata. V primerjavi z metodami z neprekinjenim tokom ima postopek SBR krajšo pot toka in enostavnejšo strukturo. Ko je količina vode majhna, je potreben samo en intermitentni reaktor, kar odpravlja potrebo po namenskih sedimentacijskih in izravnalnih rezervoarjih ter recirkulaciji blata, kar ima za posledico nižje obratovalne stroške.

Ta metoda v celoti izkoristi začetno zmogljivost odstranjevanja aktivnega blata. V kratkem času (10–40 min) se z adsorpcijo odstranijo suspendirane in koloidne organske snovi v odpadni vodi. Ločevanje tekočih- trdnih snovi nato očisti odpadno vodo in odstrani približno 85 %–90 % BPK5. Od nasičenega aktivnega blata se del, ki zahteva recirkulacijo, vnese v regeneracijski rezervoar za nadaljnjo oksidacijo in razgradnjo, da se obnovi njegova aktivnost; preostalo blato se izpusti v sistem za obdelavo blata brez nadaljnje oksidacije in razgradnje. Ta postopek se izvaja v dveh ločenih rezervoarjih (adsorpcijski rezervoar in regeneracijski rezervoar) ali v dveh delih istega rezervoarja. Ima močno sposobnost, da prenese udarne obremenitve in lahko odpravi potrebo po primarni usedalni posodi. Njegova glavna prednost so znatni prihranki pri infrastrukturnih naložbah. Najbolj primeren je za čiščenje odpadne vode, ki vsebuje visoko vsebnost suspendiranih in koloidnih snovi, kot je odpadna voda strojenja in koksanja, in ponuja prilagodljivost postopka. Vendar zaradi krajšega časa adsorpcije njegova učinkovitost obdelave ni tako visoka kot tradicionalne metode.

Oksidacijski jarek je posebna vrsta metode razširjenega prezračevanja. Tlorisno spominja na dirkališče z dvema prezračevalnima vrtljivima krtačama (diskoma), nameščenima v jarku. Uporabljajo se tudi površinski aeratorji, jet aeratorji ali dvižne{2}}prezračevalne naprave. Ko oprema za prezračevanje deluje, poganja tekočino iz jarka, da hitro teče, kar zagotavlja oskrbo s kisikom in mešanje.

V primerjavi z običajnimi prezračevalnimi metodami imajo oksidacijski jarki prednosti, kot so nižje naložbe v infrastrukturo, lažje vzdrževanje in upravljanje, stabilen učinek čiščenja, boljša kakovost odplak, manjša proizvodnja blata, boljše odstranjevanje dušika in fosforja ter močnejša prilagodljivost udarcem obremenitev.

Reaktor ICEAS ima pred-reakcijsko območje (ki zavzema 10 % prostornine rezervoarja) spredaj. Reakcijska posoda je sestavljena iz pred-reakcijske cone in glavne reakcijske cone, ki zagotavlja stalen dotok in občasne odtoke. Pred-reakcijsko območje je na splošno v anaerobnem in anoksičnem stanju, kjer organsko snov adsorbira aktivno blato. To območje ima tudi funkcijo biološke selekcije, saj zavira rast nitastih bakterij in preprečuje kopičenje blata. Adsorbirana organska snov se oksidira in razgradi z aktivnim blatom v glavni reakcijski coni.

Neprekinjen influent rešuje protislovje med influentnim in občasnim influentom. Vendar pa ima ta postopek slabe učinke usedanja in čiščenja, je nagnjen k kopičenju blata, ima nizko obremenitev z blatom, dolg reakcijski čas, zahteva večjo prostornino opreme in vključuje večjo naložbo.

Odpadna voda najprej vstopi v anaerobni rezervoar in se pomeša s povratnim blatom. Pod delovanjem fakultativnih anaerobnih fermentacijskih bakterij se enostavno biološko razgradljiva organska-molekula v odpadni vodi pretvori v polifosfatne-bakterije (PAB). PAB absorbirajo PAB in jih shranijo v bakterije, pri čemer potrebna energija izvira iz razgradnje verig PAB. Nato odpadna voda vstopi v anoksično cono, kjer denitrifikacijske bakterije izkoristijo organski matriks v odpadni vodi za denitrifikacijo NO3, ki ga prinese vrnjena mešana tekočina. Ko odpadna voda vstopi v aerobni rezervoar, je koncentracija organske snovi nizka. PAB primarno pridobivajo energijo z razgradnjo PAB v svojih telesih za širjenje bakterij. Hkrati absorbirajo topni fosfor iz okolice in ga shranijo kot verige PAB, ki se nato kot odvečno blato izločijo iz sistema. Nizka koncentracija organske snovi v aerobnem območju sistema je ugodna za rast avtotrofnih nitrifikacijskih bakterij v tem območju.

Organska kombinacija treh različnih okoljskih pogojev -anaerobnih, anoksičnih in aerobnih-in različnih vrst mikrobnih skupnosti lahko hkrati odstrani organske snovi, dušik in fosfor. Postopek je preprost, s kratkim hidravličnim zadrževalnim časom. SVI je na splošno manjši od 100, kar preprečuje kopičenje blata. Blato ima visoko vsebnost fosforja, običajno nad 2,5 %. V anaerobnem-anoksičnem rezervoarju je za mešanje blata potrebno le nežno mešanje brez povečanja raztopljenega kisika. Sedimentacijska posoda se mora izogibati anaerobnim -anoksičnim pogojem, da se prepreči, da bi bakterije, ki kopičijo polifosfate, sproščale fosfor, kar bi zmanjšalo kakovost odplak, in denitrifikacija, da bi proizvedla N2, ki bi motil usedanje. Na učinek odstranjevanja dušika vpliva razmerje recirkulacije mešane tekočine, medtem ko na učinek odstranjevanja fosforja vplivata raztopljeni kisik (DO) in nitratni kisik, ki se prenašata v povratnem blatu. Zato je nemogoče izboljšati učinkovitost odstranjevanja dušika in fosforja.