Cinci procese tipice de tratare a apelor uzate

Procesul Sequencing Batch Reactor (SBR), cunoscut și sub denumirea de proces cu nămol activat intermitent, constă din unul sau mai multe rezervoare SBR. În timpul funcționării, apa uzată intră în rezervoare în loturi, trecând succesiv în cinci etape independente: influent, reacție, sedimentare, efluent și inactiv. Influentul și efluentul sunt controlate de nivelul apei, în timp ce reacția și sedimentarea sunt controlate de timp. Durata unui ciclu de funcționare variază în funcție de cerințele de sarcină și de efluent, variind în general de la 4 la 12 ore, reacția reprezentând 40%. Volumul efectiv al rezervorului este suma volumului de influent și volumul necesar de nămol în cadrul ciclului.

În comparație cu metodele cu flux continuu, metoda SBR oferă viteze de reacție mai rapide, eficiență mai mare a tratamentului și rezistență mai puternică la șocuri de sarcină. Datorită concentrației mari de substrat și gradientului mare de concentrație, alternarea stărilor anoxice și aerobe inhibă proliferarea excesivă a bacteriilor aerobe obligatorii, favorizând eliminarea biologică a azotului și a fosforului. În plus, vârsta mai scurtă a nămolului împiedică bacteriile filamentoase să devină dominante, reducând astfel volumul nămolului. În comparație cu metodele cu flux continuu, procesul SBR are o cale de curgere mai scurtă și o structură mai simplă. Când volumul de apă este mic, este nevoie de un singur reactor intermitent, eliminând nevoia de rezervoare dedicate de sedimentare și egalizare și recirculare a nămolului, rezultând costuri de operare mai mici.

Această metodă utilizează pe deplin capacitatea inițială de îndepărtare a nămolului activ. Într-un timp scurt (10-40 min), materia organică în suspensie și coloidală din apa reziduală este îndepărtată prin adsorbție. Separarea lichidului-solidului purifică apoi apa uzată, eliminând aproximativ 85%-90% din BOD5. Din nămolul activat saturat, o porțiune care necesită recirculare este introdusă într-un rezervor de regenerare pentru oxidare și descompunere ulterioară pentru a-și restabili activitatea; nămolul rămas este evacuat în sistemul de tratare a nămolului fără oxidare și descompunere ulterioară. Acest proces se desfășoară în două rezervoare separate (rezervor de adsorbție și rezervor de regenerare) sau în două secțiuni ale aceluiași rezervor. Are o capacitate puternică de a rezista la șocuri de sarcină și poate elimina necesitatea unui rezervor de sedimentare primar. Principalul său avantaj este economiile semnificative în investițiile în infrastructură. Este cel mai potrivit pentru tratarea apelor uzate care conțin niveluri ridicate de substanțe în suspensie și coloidale, cum ar fi apele uzate de bronzare și apele uzate de cocsificare, și oferă flexibilitate în proces. Cu toate acestea, datorită timpului de adsorbție mai scurt, eficiența sa de tratament nu este la fel de mare ca metodele tradiționale.

Șanțul de oxidare este un tip special de metodă de aerare extinsă. Planul său seamănă cu o pistă de curse, cu două perii rotative de aerare (discuri) instalate în șanț. De asemenea, sunt utilizate aeratoare de suprafață, aeratoare cu jet sau dispozitive de aerare de tip vertical-. Când echipamentul de aerare funcționează, propulsează lichidul de șanț să curgă rapid, realizând alimentarea cu oxigen și agitare.

În comparație cu metodele obișnuite de aerare, șanțurile de oxidare au avantaje precum investiții mai mici în infrastructură, întreținere și gestionare mai ușoară, efect de tratare stabil, calitate mai bună a efluentului, producție mai mică de nămol, îndepărtare mai bună a azotului și fosforului și adaptabilitate mai puternică la șocuri de încărcare.

Reactorul ICEAS are o zonă de pre{0}}reacție (care ocupă 10% din volumul rezervorului) în față. Rezervorul de reacție este format dintr-o zonă de pre-reacție și o zonă de reacție principală, obținând un efluent continuu și efluent intermitent. Zona de pre-reacție este în general într-o stare anaerobă și anoxică, unde materia organică este adsorbită de nămolul activat. Această zonă are, de asemenea, o funcție de selecție biologică, inhibând creșterea bacteriilor filamentoase și prevenind înmulțirea nămolului. Materia organică adsorbită este oxidată și descompusă de nămolul activ în zona principală de reacție.

Influentul continuu rezolvă contradicția dintre influent și influent intermitent. Cu toate acestea, acest proces are efecte slabe de sedimentare și purificare, este predispus la înmulțirea nămolului, are o sarcină scăzută de nămol, un timp de reacție lung, necesită un volum de echipament mai mare și implică o investiție mai mare.

Apa uzată intră mai întâi în rezervorul anaerob și se amestecă cu nămolul returnat. Sub acțiunea bacteriilor de fermentație anaerobă facultativă, materia organică cu molecule mari-ușor biodegradabile din apa uzată este transformată în bacterii cu-polifosfați (PAB). PAB-urile sunt absorbite de PAB-uri și stocate în bacterii, energia necesară provenind din descompunerea lanțurilor PAB. Ulterior, apa uzată intră în zona anoxică, unde bacteriile denitrificatoare utilizează matricea organică din apa uzată pentru a denitrifica NO3 - adus de lichidul amestecat returnat. Când apa uzată intră în rezervorul aerob, concentrația de materie organică este scăzută. PAB-urile obțin în primul rând energie prin descompunerea PAB-urilor în corpul lor pentru proliferarea bacteriană. Simultan, ele absorb fosforul solubil din mediul înconjurător și îl stochează ca lanțuri PAB, care sunt apoi evacuate din sistem ca nămol în exces. Concentrația scăzută de materie organică în zona aerobă a sistemului este favorabilă creșterii bacteriilor nitrifiante autotrofe în această zonă.

Combinația organică a trei condiții de mediu diferite-anaerobe, anoxice și aerobe-și diferite tipuri de comunități microbiene pot elimina simultan materia organică, azotul și fosforul. Procesul este simplu, cu un timp de retenție hidraulic scurt. SVI este în general mai mic de 100, prevenind înmulțirea nămolului. Nămolul are un conținut ridicat de fosfor, de obicei peste 2,5%. În rezervorul anaerob-anoxic, este necesară doar agitarea ușoară pentru a amesteca nămolul fără a crește oxigenul dizolvat. Rezervorul de sedimentare trebuie să evite condițiile anaerobe{10}}anoxice pentru a preveni eliberarea de fosfor a bacteriilor care acumulează-polifosfat, care ar scădea calitatea efluentului și denitrificarea de la producerea de N2, care ar interfera cu sedimentarea. Efectul de îndepărtare a azotului este afectat de raportul de recirculare a lichidului mixt, în timp ce efectul de îndepărtare a fosforului este afectat de oxigenul dizolvat (DO) și oxigenul nitrat transportat în nămolul returnat. Prin urmare, este imposibil să se îmbunătățească eficiența eliminării azotului și fosforului.