Öt tipikus szennyvízkezelési eljárás

A Sequencing Batch Reactor (SBR) eljárás, más néven szakaszos eleveniszapos eljárás, egy vagy több SBR tartályból áll. Működés közben a szennyvíz szakaszosan jut be a tartályokba, és egymás után öt független szakaszon megy keresztül: befolyás, reakció, ülepedés, elfolyó és üresjárat. A befolyó és az elfolyó vizet a vízszint, míg a reakciót és az ülepedést az idő szabályozza. Egy működési ciklus időtartama a terheléstől és a szennyvízszükséglettől függően változik, általában 4-12 óra, a reakció 40%-át teszi ki. Az effektív tartálytérfogat a cikluson belüli befolyó mennyiség és a szükséges iszaptérfogat összege.

A folyamatos áramlási módszerekkel összehasonlítva az SBR módszer gyorsabb reakciósebességet, nagyobb kezelési hatékonyságot és erősebb terhelési ütésállóságot kínál. A magas szubsztrátkoncentráció és a nagy koncentrációgradiens miatt a váltakozó anoxikus és aerob állapotok gátolják az obligát aerob baktériumok túlzott elszaporodását, elősegítve a biológiai nitrogén és foszfor eltávolítását. Ezenkívül a rövidebb iszapkor megakadályozza, hogy a fonalas baktériumok dominánssá váljanak, így csökken az iszap tömegesedése. A folyamatos áramlású módszerekhez képest az SBR folyamat rövidebb áramlási úttal és egyszerűbb felépítéssel rendelkezik. Ha a víz mennyisége kicsi, csak egy szakaszos reaktorra van szükség, így nincs szükség külön ülepítő és kiegyenlítő tartályokra, valamint iszap-visszavezetésre, ami alacsonyabb működési költségeket eredményez.

Ez a módszer teljes mértékben kihasználja az eleveniszap kezdeti eltávolítási kapacitását. A szennyvízben lévő lebegő és kolloid szerves anyagok rövid időn belül (10-40 perc) adszorpcióval távoznak. A folyékony-szilárd elválasztás ezután megtisztítja a szennyvizet, eltávolítva a BOI5 körülbelül 85–90%-át. A telített eleveniszap egy recirkulációt igénylő részét egy regeneráló tartályba vezetjük további oxidáció és lebontás céljából, hogy visszaállítsuk aktivitását; a maradék iszap további oxidáció és bomlás nélkül kerül az iszapkezelő rendszerbe. Ezt a folyamatot két külön tartályban (adszorpciós tartály és regeneráló tartály) vagy ugyanannak a tartálynak két részében hajtják végre. Erősen ellenáll a terhelési ütéseknek, és kiküszöböli az elsődleges ülepítő tartály szükségességét. Fő előnye az infrastrukturális beruházások jelentős megtakarítása. A legalkalmasabb nagy mennyiségű lebegő és kolloid anyagot tartalmazó szennyvizek, például cserzési szennyvíz és kokszvíz tisztítására, és rugalmasságot biztosít a folyamatban. Kezelési hatékonysága azonban a rövidebb adszorpciós idő miatt nem olyan magas, mint a hagyományos módszereknek.

Az oxidációs árok a kiterjesztett levegőztetési módszer speciális típusa. Kialakítása versenypályára hasonlít, az árokba két levegőztető forgókefével (tárcsával) van szerelve. Felületi levegőztetőket, sugárzó levegőztetőket vagy felszálló{2}} típusú levegőztetőket is használnak. Amikor a levegőztető berendezés működik, az árokfolyadékot gyors áramlásra készteti, ami biztosítja az oxigénellátást és a keverést.

A hagyományos levegőztetési módszerekkel összehasonlítva az oxidációs árkok olyan előnyökkel járnak, mint például az alacsonyabb infrastrukturális beruházások, egyszerűbb karbantartás és kezelés, stabil kezelési hatás, jobb szennyvízminőség, kevesebb iszaptermelés, jobb nitrogén- és foszforeltávolítás, valamint erősebb alkalmazkodóképesség a terhelésekhez.

Az ICEAS reaktor elején van egy elő{0}}reakciózóna (amely a tartály térfogatának 10%-át foglalja el). A reakciótartály egy elő--reakciózónából és egy fő reakciózónából áll, amelyek folyamatos beáramlást és időszakos elfolyást biztosítanak. Az előreakciózóna általában anaerob és anoxikus állapotban van, ahol a szerves anyagokat az eleveniszap adszorbeálja. Ez a zóna biológiai szelekciós funkcióval is rendelkezik, gátolja a fonalas baktériumok szaporodását és megakadályozza az iszap tömegesedését. Az adszorbeált szerves anyagot a fő reakciózónában az eleveniszap oxidálja és lebontja.

A folyamatos befolyás feloldja a befolyó és az időszakos befolyás közötti ellentmondást. Ennek az eljárásnak azonban gyenge az ülepítő és tisztító hatása, hajlamos az iszaptömegre, kicsi az iszapterhelése, hosszú a reakcióideje, nagyobb berendezéstérfogatot igényel, és nagyobb beruházást igényel.

A szennyvíz először az anaerob tartályba kerül, és elkeveredik a visszavezetett iszappal. A fakultatív anaerob fermentációs baktériumok hatására a szennyvízben lévő, biológiailag könnyen lebomló, nagy{1}}molekulájú szerves anyagok polifoszfát-felhalmozó baktériumokká (PAB) alakulnak át. A PAB-okat a PAB-ok abszorbeálják és a baktériumokban tárolják, a szükséges energia pedig a PAB-láncok lebontásából származik. Ezt követően a szennyvíz az anoxikus zónába kerül, ahol a denitrifikáló baktériumok a szennyvízben lévő szerves mátrixot hasznosítják a visszavezetett kevert lúg által bevitt NO3- denitrifikálására. Amikor a szennyvíz belép az aerob tartályba, a szerves anyag koncentrációja alacsony. A PAB-ok elsősorban a PAB-ok lebontásával nyernek energiát a testükben a baktériumok elszaporodásához. Ezzel egyidejűleg felszívják az oldható foszfort a környező környezetből, és PAB-láncok formájában tárolják, majd felesleges iszapként távoznak a rendszerből. A rendszer aerob zónájában az alacsony szervesanyag-koncentráció kedvez az autotróf nitrifikáló baktériumok szaporodásának ebben a zónában.

A három különböző környezeti körülmény -anaerob, anoxikus és aerob-, valamint a különböző típusú mikrobiális közösségek szerves kombinációja egyszerre képes eltávolítani a szerves anyagokat, a nitrogént és a foszfort. A folyamat egyszerű, rövid hidraulikus tartási idővel. Az SVI általában kevesebb, mint 100, ami megakadályozza az iszap tömegesedését. Az iszap foszfortartalma magas, jellemzően 2,5% feletti. Az anaerob-anoxikus tartályban csak enyhe keverés szükséges ahhoz, hogy az iszap összekeveredjen az oldott oxigén növekedése nélkül. Az ülepítőtartálynak kerülnie kell az anaerob-anoxikus körülményeket, hogy a polifoszfát{11}}baktériumok ne bocsássanak ki foszfort, ami rontja a szennyvíz minőségét, valamint a denitrifikációt az N2-termeléstől, ami megzavarná az ülepedést. A nitrogéneltávolító hatást a kevertlúg recirkulációs arány, míg a foszforeltávolító hatást a visszavezetett iszapban szállított oldott oxigén (DO) és nitrát oxigén befolyásolja. Ezért a nitrogén- és foszforeltávolítás hatékonyságának javítása lehetetlen.