Päť typických procesov čistenia odpadových vôd

Proces Sequencing Batch Reactor (SBR), tiež známy ako proces s prerušovaným aktivovaným kalom, pozostáva z jednej alebo viacerých nádrží SBR. Počas prevádzky odpadová voda vstupuje do nádrží v dávkach, pričom postupne prechádza piatimi nezávislými fázami: prítok, reakcia, sedimentácia, odtok a nečinnosť. Prítok a odtok sú riadené hladinou vody, zatiaľ čo reakcia a sedimentácia sú riadené časom. Trvanie jedného pracovného cyklu sa mení v závislosti od zaťaženia a požiadaviek na odtok, vo všeobecnosti sa pohybuje od 4 do 12 hodín, pričom reakcia predstavuje 40 %. Efektívny objem nádrže je súčet prítokového objemu a požadovaného objemu kalu v rámci cyklu.

V porovnaní s metódami kontinuálneho toku metóda SBR ponúka rýchlejšie reakčné rýchlosti, vyššiu účinnosť spracovania a silnejšiu odolnosť voči nárazom pri zaťažení. Kvôli vysokej koncentrácii substrátu a veľkému koncentračnému gradientu inhibujú striedanie anoxických a aeróbnych stavov nadmernú proliferáciu obligátnych aeróbnych baktérií a podporujú biologické odstraňovanie dusíka a fosforu. Okrem toho kratší vek kalu bráni tomu, aby sa vláknité baktérie stali dominantnými, čím sa znižuje objemový objem kalu. V porovnaní s metódami kontinuálneho toku má proces SBR kratšiu dráhu toku a jednoduchšiu štruktúru. Keď je objem vody malý, je potrebný iba jeden prerušovaný reaktor, čím sa eliminuje potreba vyhradených sedimentačných a vyrovnávacích nádrží a recirkulácie kalu, čo vedie k nižším prevádzkovým nákladom.

Táto metóda plne využíva počiatočnú kapacitu odstraňovania aktivovaného kalu. V priebehu krátkeho času (10–40 minút) sa suspendované a koloidné organické látky z odpadovej vody odstránia adsorpciou. Separácia kvapalných-pevných látok potom čistí odpadovú vodu a odstraňuje približne 85 % – 90 % BSK5. Z nasýteného aktivovaného kalu sa časť vyžadujúca recirkuláciu zavádza do regeneračnej nádrže na ďalšiu oxidáciu a rozklad, aby sa obnovila jeho aktivita; zostávajúci kal sa vypúšťa do systému na úpravu kalu bez ďalšej oxidácie a rozkladu. Tento proces sa vykonáva v dvoch samostatných nádržiach (adsorpčná nádrž a regeneračná nádrž) alebo v dvoch sekciách tej istej nádrže. Má silnú schopnosť odolávať nárazom pri zaťažení a môže eliminovať potrebu primárnej sedimentačnej nádrže. Jeho hlavnou výhodou je výrazná úspora investícií do infraštruktúry. Je najvhodnejší na čistenie odpadových vôd s vysokým obsahom suspendovaných a koloidných látok, ako sú odpadové vody z činenia a odpadové vody z koksovania, a ponúka flexibilitu procesu. Avšak vzhľadom na kratší čas adsorpcie nie je účinnosť jeho úpravy taká vysoká ako pri tradičných metódach.

Oxidačná priekopa je špeciálny typ metódy rozšíreného prevzdušňovania. Jeho pôdorys pripomína pretekársku dráhu s dvoma prevzdušňovacími rotačnými kefami (kotúčmi) inštalovanými v priekope. Používajú sa aj povrchové prevzdušňovače, prúdové prevzdušňovače alebo prevzdušňovacie zariadenia typu stúpačky{2}}. Keď je prevzdušňovacie zariadenie v prevádzke, poháňa priekopovú kvapalinu, aby rýchlo prúdila, čím sa dosiahne prívod kyslíka a miešanie.

V porovnaní s bežnými metódami prevzdušňovania majú oxidačné priekopy výhody, ako sú nižšie investície do infraštruktúry, jednoduchšia údržba a riadenie, stabilný efekt čistenia, lepšia kvalita odpadových vôd, menšia produkcia kalu, lepšie odstraňovanie dusíka a fosforu a silnejšia adaptabilita na nárazy pri zaťažení.

Reaktor ICEAS má vpredu pred{0}}reakčnú zónu (zaberá 10 % objemu nádrže). Reakčná nádrž pozostáva z pred-reakčnej zóny a hlavnej reakčnej zóny, čím sa dosahuje kontinuálny prítok a prerušovaný výtok. Pred{5}}reakčná zóna je vo všeobecnosti v anaeróbnom a anoxickom stave, kde je organická hmota adsorbovaná aktivovaným kalom. Táto zóna má tiež funkciu biologickej selekcie, ktorá inhibuje rast vláknitých baktérií a zabraňuje hromadeniu kalu. Adsorbovaná organická hmota sa oxiduje a rozkladá aktivovaným kalom v hlavnej reakčnej zóne.

Kontinuálny influent rieši rozpor medzi influentným a intermitentným influentom. Tento proces má však slabé sedimentačné a čistiace účinky, je náchylný na hromadenie kalu, má nízke zaťaženie kalom, dlhý reakčný čas, vyžaduje väčší objem zariadenia a vyžaduje vyššie investície.

Odpadová voda najskôr vstupuje do anaeróbnej nádrže a mieša sa s vráteným kalom. Pôsobením fakultatívnych anaeróbnych fermentačných baktérií sa ľahko biodegradovateľné veľké-organické látky v odpadovej vode premenia na polyfosfát{2}}akumulujúce baktérie (PAB). PAB sú absorbované PAB a uložené v baktériách, pričom potrebná energia pochádza z rozkladu PAB reťazcov. Následne odpadová voda vstupuje do anoxickej zóny, kde denitrifikačné baktérie využívajú organickú matricu v odpadovej vode na denitrifikáciu NO3- privádzaného vráteným zmesovým lúhom. Keď odpadová voda vstupuje do aeróbnej nádrže, koncentrácia organických látok je nízka. PAB primárne získavajú energiu rozkladom PAB vo svojom tele na množenie baktérií. Zároveň absorbujú rozpustný fosfor z okolitého prostredia a ukladajú ho ako reťazce PAB, ktoré sú následne zo systému odvádzané ako prebytočný kal. Nízka koncentrácia organickej hmoty v aeróbnej zóne systému prispieva k rastu autotrofných nitrifikačných baktérií v tejto zóne.

Organická kombinácia troch rôznych environmentálnych podmienok-anaeróbnych, anoxických a aeróbnych{1}}a rôznych typov mikrobiálnych spoločenstiev môže súčasne odstraňovať organickú hmotu, dusík a fosfor. Proces je jednoduchý, s krátkym hydraulickým retenčným časom. SVI je vo všeobecnosti menej ako 100, čo zabraňuje zhlukovaniu kalu. Kal má vysoký obsah fosforu, typicky nad 2,5 %. V anaeróbnej-anoxickej nádrži je potrebné len jemné miešanie na premiešanie kalu bez zvýšenia rozpusteného kyslíka. Sedimentačná nádrž sa musí vyhýbať anaeróbnym{10}}anoxickým podmienkam, aby sa zabránilo baktériám akumulujúcim polyfosfát{11}}uvoľňovať fosfor, ktorý by znížil kvalitu odpadovej vody, a denitrifikácii produkovať N2, ktorý by narúšal sedimentáciu. Účinok odstraňovania dusíka je ovplyvnený pomerom recirkulácie zmiešaného lúhu, zatiaľ čo účinok odstraňovania fosforu je ovplyvnený rozpusteným kyslíkom (DO) a dusičnanovým kyslíkom neseným vo vrátenom kale. Preto nie je možné zlepšiť účinnosť odstraňovania dusíka a fosforu.