Vijf typische afvalwaterzuiveringsprocessen

Het Sequencing Batch Reactor (SBR) proces, ook wel het intermitterende actiefslibproces genoemd, bestaat uit één of meerdere SBR-tanks. Tijdens bedrijf komt het afvalwater in batches de tanks binnen en ondergaat het achtereenvolgens vijf onafhankelijke fasen: influent, reactie, sedimentatie, effluent en stationair. Influent en effluent worden geregeld door het waterniveau, terwijl reactie en sedimentatie worden geregeld door de tijd. De duur van één bedrijfscyclus varieert afhankelijk van de belasting en de effluentvereisten, doorgaans variërend van 4 tot 12 uur, waarbij de reactie 40% voor zijn rekening neemt. Het effectieve tankvolume is de som van het influentvolume en het benodigde slibvolume binnen de kringloop.

Vergeleken met continue stroommethoden biedt de SBR-methode snellere reactiesnelheden, een hogere behandelingsefficiëntie en een sterkere weerstand tegen belastingsschokken. Vanwege de hoge substraatconcentratie en de grote concentratiegradiënt remmen afwisselende anoxische en aërobe toestanden de overmatige proliferatie van obligate aerobe bacteriën, waardoor de biologische stikstof- en fosforverwijdering wordt bevorderd. Bovendien voorkomt de kortere slibleeftijd dat draadvormige bacteriën dominant worden, waardoor de slibophoping wordt verminderd. Vergeleken met continue stroommethoden heeft het SBR-proces een korter stroompad en een eenvoudiger structuur. Wanneer het watervolume klein is, is slechts één intermitterende reactor nodig, waardoor er geen speciale sedimentatie- en egalisatietanks en slibrecirculatie nodig zijn, wat resulteert in lagere bedrijfskosten.

Bij deze methode wordt de initiële verwijderingscapaciteit van actief slib volledig benut. Binnen een korte tijd (10-40 min.) worden zwevende en colloïdale organische stoffen uit het afvalwater verwijderd door middel van adsorptie. Vloeistof-vaste stofscheiding zuivert vervolgens het afvalwater, waarbij ongeveer 85%–90% van de BZV5 wordt verwijderd. Van het verzadigde actieve slib wordt een deel dat recirculatie vereist, in een regeneratietank gebracht voor verdere oxidatie en ontleding om de activiteit ervan te herstellen; het resterende slib wordt zonder verdere oxidatie en ontleding in het slibbehandelingssysteem geloosd. Dit proces wordt uitgevoerd in twee afzonderlijke tanks (adsorptietank en regeneratietank) of in twee delen van dezelfde tank. Het heeft een sterk vermogen om lastschokken te weerstaan ​​en kan de noodzaak van een primaire sedimentatietank elimineren. Het belangrijkste voordeel is een aanzienlijke besparing op investeringen in infrastructuur. Het is het meest geschikt voor de behandeling van afvalwater dat hoge niveaus aan zwevende en colloïdale stoffen bevat, zoals looiwater en afvalwater van verkooksing, en biedt procesflexibiliteit. Vanwege de kortere adsorptietijd is de behandelingsefficiëntie echter niet zo hoog als bij traditionele methoden.

De oxidatiesloot is een speciaal type uitgebreide beluchtingsmethode. Het plan lijkt op een racebaan, met twee roterende beluchtingsborstels (schijven) die in de sloot zijn geïnstalleerd. Er worden ook oppervlaktebeluchters, straalbeluchters of beluchtingsapparaten van het type stijgbuis- gebruikt. Wanneer de beluchtingsapparatuur in werking is, zorgt deze ervoor dat de slootvloeistof snel stroomt, waardoor zuurstoftoevoer en agitatie wordt bereikt.

Vergeleken met gewone beluchtingsmethoden hebben oxidatiesloten voordelen zoals lagere investeringen in infrastructuur, eenvoudiger onderhoud en beheer, stabiel zuiveringseffect, betere effluentkwaliteit, minder slibproductie, betere stikstof- en fosforverwijdering en een sterker aanpassingsvermogen aan belastingsschokken.

De ICEAS-reactor heeft een pre{0}}voorreactiezone (die 10% van het tankvolume in beslag neemt) aan de voorkant. De reactietank bestaat uit een voor-reactiezone en een hoofdreactiezone, waardoor continu influent en intermitterend effluent worden bereikt. De pre-zone bevindt zich doorgaans in een anaerobe en anoxische toestand, waar organisch materiaal wordt geadsorbeerd door actief slib. Deze zone heeft ook een biologische selectiefunctie, waardoor de groei van draadvormige bacteriën wordt geremd en slibophoping wordt voorkomen. Het geadsorbeerde organische materiaal wordt geoxideerd en ontleed door actief slib in de hoofdreactiezone.

Continu influent lost de tegenstelling tussen influent en intermitterend influent op. Dit proces heeft echter slechte sedimentatie- en zuiveringseffecten, is gevoelig voor slibophoping, heeft een lage slibbelasting, een lange reactietijd, vereist een groter apparatuurvolume en brengt hogere investeringen met zich mee.

Afvalwater komt eerst in de anaerobe tank en vermengt zich met het teruggevoerde slib. Onder invloed van facultatieve anaerobe fermentatiebacteriën wordt het gemakkelijk biologisch afbreekbare grote- organische materiaal in het afvalwater omgezet in polyfosfaat-accumulerende bacteriën (PAB's). PAB's worden door PAB's geabsorbeerd en opgeslagen in de bacteriën, waarbij de benodigde energie afkomstig is van de afbraak van PAB-ketens. Vervolgens komt het afvalwater in de anoxische zone terecht, waar denitrificerende bacteriën de organische matrix in het afvalwater gebruiken om NO3 te denitrificeren, dat wordt aangevoerd door de teruggevoerde gemengde vloeistof. Wanneer het afvalwater de aërobe tank binnenkomt, is de concentratie organisch materiaal laag. PAB's verkrijgen voornamelijk energie door PAB's in hun lichaam af te breken voor bacteriële proliferatie. Tegelijkertijd nemen ze oplosbaar fosfor uit de omgeving op en slaan dit op als PAB-ketens, die vervolgens als overtollig slib uit het systeem worden afgevoerd. De lage concentratie organische stof in de aërobe zone van het systeem is bevorderlijk voor de groei van autotrofe nitrificerende bacteriën in deze zone.

De organische combinatie van drie verschillende omgevingsomstandigheden-anaëroob, anoxisch en aëroob-en verschillende soorten microbiële gemeenschappen kunnen tegelijkertijd organisch materiaal, stikstof en fosfor verwijderen. Het proces is eenvoudig, met een korte hydraulische verblijftijd. De SVI is over het algemeen minder dan 100, waardoor slibophoping wordt voorkomen. Het slib heeft een hoog fosforgehalte, doorgaans boven de 2,5%. In de anaërobe-anoxische tank is slechts zacht roeren nodig om het slib te mengen zonder de opgeloste zuurstof te verhogen. De sedimentatietank moet anaërobe-anoxische omstandigheden vermijden om te voorkomen dat polyfosfaat-bacteriën die zich ophopen fosfor vrijgeven, wat de kwaliteit van het afvalwater zou verlagen, en denitrificatie door de productie van N2, wat de sedimentatie zou verstoren. Het stikstofverwijderingseffect wordt beïnvloed door de recirculatieverhouding van het gemengde vloeistof, terwijl het fosforverwijderingseffect wordt beïnvloed door de opgeloste zuurstof (DO) en nitraatzuurstof die in het geretourneerde slib worden meegevoerd. Daarom is het onmogelijk om de efficiëntie van de stikstof- en fosforverwijdering te verbeteren.