Пет типични процеса на пречистване на отпадъчни води

Процесът на секвениращ периодичен реактор (SBR), известен също като периодичен процес с активирана утайка, се състои от един или повече SBR резервоари. По време на работа отпадъчните води влизат в резервоарите на партиди, като последователно преминават през пет независими етапа: вливане, реакция, утаяване, изтичане и празен ход. Притокът и отпадъчните води се контролират от нивото на водата, докато реакцията и утаяването се контролират от времето. Продължителността на един работен цикъл варира в зависимост от натоварването и изискванията за отпадъчни води, като обикновено варира от 4 до 12 часа, като реакцията представлява 40%. Ефективният обем на резервоара е сумата от входящия обем и необходимия обем на утайката в рамките на цикъла.

В сравнение с методите с непрекъснат поток, методът SBR предлага по-бързи скорости на реакция, по-висока ефективност на третиране и по-голяма устойчивост на шокови натоварвания. Поради високата концентрация на субстрата и големия концентрационен градиент, редуващите се аноксични и аеробни състояния инхибират прекомерната пролиферация на облигатни аеробни бактерии, насърчавайки биологичното отстраняване на азот и фосфор. Освен това, по-кратката възраст на утайката не позволява нишковидните бактерии да станат доминиращи, като по този начин намалява натрупването на утайка. В сравнение с методите с непрекъснат поток, SBR процесът има по-къс път на потока и по-опростена структура. Когато обемът на водата е малък, е необходим само един прекъсващ реактор, което елиминира необходимостта от специални резервоари за утаяване и изравняване и рециркулация на утайки, което води до по-ниски оперативни разходи.

Този метод използва напълно първоначалния капацитет за отстраняване на активната утайка. За кратко време (10–40 минути) суспендираните и колоидни органични вещества в отпадъчните води се отстраняват чрез адсорбция. След това отделянето на течни-твърди вещества пречиства отпадъчните води, като премахва приблизително 85%–90% от БПК5. От наситената активна утайка, част, изискваща рециркулация, се въвежда в резервоар за регенерация за по-нататъшно окисление и разлагане, за да се възстанови нейната активност; останалата утайка се изхвърля в системата за обработка на утайки без допълнително окисляване и разлагане. Този процес се извършва в два отделни резервоара (адсорбционен резервоар и резервоар за регенерация) или в две секции на един и същи резервоар. Той има силна способност да издържа на ударни натоварвания и може да елиминира необходимостта от първичен утаителен резервоар. Основното му предимство е значителните спестявания на инфраструктурни инвестиции. Той е най-подходящ за пречистване на отпадъчни води, съдържащи високи нива на суспендирани и колоидни вещества, като отпадъчни води от дъбене и коксуване, и предлага гъвкавост на процеса. Въпреки това, поради по-краткото време на адсорбция, ефективността на лечението му не е толкова висока, колкото традиционните методи.

Окислителната канавка е специален вид метод за разширена аерация. Планът му прилича на състезателна писта, с две аерационни въртящи се четки (диски), монтирани в канавката. Използват се също повърхностни аератори, струйни аератори или устройства за аериране от щранг-. Когато оборудването за аериране работи, то задвижва течността от канавката да тече бързо, постигайки доставка на кислород и разбъркване.

В сравнение с обикновените методи за аериране, окислителните канавки имат предимства като по-ниска инфраструктурна инвестиция, по-лесна поддръжка и управление, стабилен ефект на пречистване, по-добро качество на отпадъчните води, по-малко производство на утайки, по-добро отстраняване на азот и фосфор и по-добра адаптивност към шокови натоварвания.

Реакторът ICEAS има пред{0}}зона за предварителна реакция (заемаща 10% от обема на резервоара) отпред. Реакционният резервоар се състои от пред{3}}реакционна зона и основна реакционна зона, като се постига непрекъснато вливане и периодично изтичане. Зоната на пред{5}}реакция обикновено е в анаеробно и аноксично състояние, където органичната материя се адсорбира от активната утайка. Тази зона също има функция за биологична селекция, като инхибира растежа на филаментозни бактерии и предотвратява натрупването на утайки. Адсорбираната органична материя се окислява и разлага от активната утайка в основната реакционна зона.

Непрекъснатият инфлуент решава противоречието между инфлуент и периодичен инфлуент. Въпреки това, този процес има слаб ефект на утаяване и пречистване, склонен е към натрупване на утайки, има ниско натоварване на утайки, дълго време за реакция, изисква по-голям обем оборудване и включва по-висока инвестиция.

Отпадъчните води първо влизат в анаеробния резервоар и се смесват с върнатата утайка. Под действието на факултативни анаеробни ферментационни бактерии, лесно биоразградимата органична материя с големи-молекули в отпадъчните води се превръща в полифосфат-акумулиращи бактерии (PAB). PAB се абсорбират от PAB и се съхраняват в бактериите, като необходимата енергия идва от разграждането на PAB веригите. Впоследствие отпадъчните води навлизат в аноксичната зона, където денитрифициращите бактерии използват органичната матрица в отпадъчните води, за да денитрифицират NO3, внесен от върнатата смесена течност. Когато отпадъчната вода навлезе в аеробния резервоар, концентрацията на органични вещества е ниска. PAB основно получават енергия чрез разлагане на PAB в телата си за бактериална пролиферация. Едновременно с това те абсорбират разтворимия фосфор от околната среда и го съхраняват като PAB вериги, които след това се изхвърлят от системата като излишна утайка. Ниската концентрация на органична материя в аеробната зона на системата благоприятства растежа на автотрофни нитрифициращи бактерии в тази зона.

Органичната комбинация от три различни условия на околната среда -анаеробни, аноксични и аеробни-и различни типове микробни общности могат едновременно да отстранят органична материя, азот и фосфор. Процесът е прост, с кратко време на хидравлично задържане. SVI обикновено е по-малко от 100, което предотвратява натрупването на утайка. Утайката има високо съдържание на фосфор, обикновено над 2,5%. В анаеробния -аноксичен резервоар е необходимо само леко разбъркване, за да се смеси утайката, без да се увеличава разтвореният кислород. Резервоарът за утаяване трябва да избягва анаеробни-аноксични условия, за да се предотврати натрупването на полифосфат-бактерии от освобождаване на фосфор, което би понижило качеството на отпадъчните води, и денитрификация от производство на N2, което би попречило на утаяването. Ефектът на отстраняване на азота се влияе от коефициента на рециркулация на смесената течност, докато ефектът на отстраняване на фосфора се влияе от разтворения кислород (DO) и нитратния кислород, пренесени във върнатата утайка. Следователно е невъзможно да се подобри ефективността на отстраняване на азот и фосфор.