Анаеробните биореактори (общ термин за анаеробни реактори като UASB, IC и EGSB) разчитат на анаеробни микроорганизми (метаногени и подкиселители) за разлагане на органични вещества в отпадъчните води в -свободна от кислород среда. Това е основен процес за пречистване на отпадъчни води с висока-концентрация.
I. Основни функции
1. Унищожаване на ХПК с висока-концентрация, значително намаляване на замърсителите: Органичните отпадъчни води с висока-концентрация от кланици, предприятия за преработка на храни, пивоварни, животновъдни ферми и заведения за обществено хранене често имат влиятелен ХПК от десетки хиляди mg/L. Големите органични молекули претърпяват три-етапна анаеробна реакция:
1) Хидролиза и подкисляване: Големите органични молекули се разпадат на по-малки органични киселини;
2) Производство на водород и оцетна киселина;
3) Метаногенеза: Оцетната киселина се превръща в метан (биогаз). В боядисването, печатането и химическата промишленост анаеробният етап може да премахне 60%–85% от COD от отпадъчните води с висока -концентрация, като значително намалява последващото аеробно биохимично натоварване и спестява енергия за аериране.
2. Отстраняване на сулфат и малко амонячен азот (малко количество)
Сулфатът в отпадъчните води се редуцира до сероводород от сулфат{0}}редуциращи бактерии; органичният азот претърпява амонификация, превръщайки го в амонячен азот. Анаеробните процеси не могат да отстранят азота, така че общият азот остава по същество непроменен, но нивата на амонячен азот ще се повишат, което налага последващи процеси на нитрификация и денитрификация.
3. Намаляване на утайките и възстановяване на ресурсите от биогаз
Анаеробният процес произвежда значително по-малко утайка от аеробния процес; той генерира биогаз (50%–70% съдържание на метан), който може да се изгаря за производство на електроенергия и отопление, постигайки възстановяване на енергията.
4. Подобрена биоразградимост на отпадъчните води
Някои непокорни макромолекулни органични вещества претърпяват хидролиза и подкисляване, което води до разкъсване на веригата и подобрено съотношение B/C, което води до по-добри резултати от обработката в следващите аеробни резервоари.
II. Типично технологично разделение на функциите в анаеробния дигестер
Поток на отпадъчни води: Изравнителен резервоар → Анаеробно разграждане → Аноксичен резервоар → Аеробен резервоар → Резервоар за вторично утаяване
1. Анаеробният биореактор премахва повечето от органичните замърсители в предния край, намалявайки натоварването;
2. Аеробният резервоар отстранява в дълбочина остатъчния COD и едновременно с това премахва амонячния азот чрез нитрификация;
3. Анаеробният етап не може да завърши пълното отстраняване на азота; пълното отстраняване на азот зависи от последваща аноксична денитрификация.
III. Ключови точки за-операция на място
1. Стриктен контрол на разтворения кислород (DO); в резервоара не трябва да има кислород, тъй като това ще потисне метаногенните бактерии;
2. Контролирайте входящото pH до 6,5–7,8; прекомерното подкисляване ще причини скок в отпадъчните VFA и колапс на системата;
3. Подходяща температура: около 35 градуса (мезотропна); ниските температури значително ще намалят ефективността на лечението;
4. Притокът не трябва да съдържа големи количества сулфиди, тежки метали или токсични инхибитори, тъй като те ще навредят на бактериите.
Анаеробните биореактори са по същество „единици за първично третиране“ на отпадъчни води, специално проектирани да обработват високи концентрации на органични замърсители, да произвеждат биогаз и да намалят налягането върху аеробните резервоари надолу по веригата; те обаче нямат капацитета да отстранят общия азот или фосфор и не могат да се използват като самостоятелна обработка в края на--тръбата.