Biologisch behandelingsproces: geactiveerd slibproces en druppelfilters
Enkele van de belangrijkste processen van secundaire of biologische behandeling zijn als volgt: (i) Geactiveerd slibproces (ii) Trickling-filters.
Het biologische proces van rioolwater is een secundaire behandeling die bestaat uit het verwijderen, stabiliseren en onschadelijk maken van zeer fijne zwevende stoffen en vaste stoffen van het afvalwater die overblijven, zelfs nadat de primaire behandeling is uitgevoerd.
Aangezien veel van het organische materiaal in afvalwater colloïdaal of opgelost kan zijn, zijn de primaire behandelingsprocessen grotendeels ondoeltreffend in het verwijderen ervan. Het organische materiaal vertegenwoordigt nog steeds een grote vraag naar zuurstof die verder moet worden verminderd, zodat het effluent geschikt kan worden gemaakt voor afvoer in de waterlichamen.
Bij biologische behandeling wordt aan de bacteriën toegevoerde zuurstof onder gecontroleerde omstandigheden geconsumeerd, zodat het grootste deel van het BZV in de behandelingsinstallatie wordt verwijderd in plaats van in de waterloop. De belangrijkste vereisten van een biologisch afvalbehandelingsproces zijn dus een voldoende hoeveelheid bacteriën die zich voeden met het organische materiaal dat aanwezig is in afvalwater, zuurstof en enige manier om contact te bereiken tussen de bacteriën en de organische stoffen.
Twee van de meest gebruikte systemen voor de behandeling van biologisch afval zijn het actiefslibsysteem en het biologische filmsysteem. In het geactiveerde slibsysteem wordt het afvalwater in contact gebracht met een diverse groep micro-organismen in de vorm van een vlokvormige suspensie in een beluchte tank, terwijl in het biologische filmsysteem, ook bekend als druppelfilters, het afvalwater wordt ingebracht. contact met een gemengde microbiële populatie in de vorm van een film van slijm gehecht aan het oppervlak van een solide ondersteuningssysteem. In beide gevallen wordt het organische materiaal gemetaboliseerd tot meer stabiele anorganische vormen.
(i) Geactiveerd slibproces:
De essentiële kenmerken van actief slibproces zijn: een beluchtingsfase, scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen na beluchting en een slibretoursysteem. Afvalwater na primaire behandeling komt terecht in een beluchtingstank, waar de organische stof in nauw contact wordt gebracht met het slib uit de secundaire voorzuiverer. Dit slib is zwaar beladen met micro-organismen die zich in een actieve staat van groei bevinden. Lucht wordt in de tank gebracht, hetzij in de vorm van bellen door diffusoren, hetzij door oppervlaktebeluchters.
De micro-organismen gebruiken de zuurstof in de lucht en zetten het organische materiaal om in gestabiliseerde, energiezuinige verbindingen zoals NO 3, SO 4 en CO 2 en synthetiseren nieuwe bacteriële cellen. Het effluent van de beluchtingstank met de vlokkige microbiële massa, bekend als slib, wordt gescheiden in een bezinktank, soms een secundaire bezinker of een bezinkinrichting genoemd. In de bezinktank verlaat het afgescheiden slib zonder contact met de organische materie en wordt geactiveerd.
Een deel van het geactiveerde slib wordt gerecycleerd naar de beluchtingstank als een zaad; de rest is verspild. Als al het actieve slib wordt gerecycled, blijft de bacteriemassa toenemen tot het stadium waarin het systeem verstopt raakt met vaste stoffen. Het is daarom noodzakelijk om sommige micro-organismen te 'verspillen' en dit verspilde slib is het afval dat wordt verwerkt en verwijderd.
Het processtroomschema voor een typische geactiveerde slibinstallatie wordt gegeven in Fig. 5.16:
1: voorbehandeling,
2: Primaire Clarifier,
3: beluchtingstank,
4: secundaire clarifier,
5: Thickner,
6: Sludge Digestion (- - - → Sludge Flow) (→ Liquid Flow)
(ii) Trickling-filters:
Het tweede veel gebruikte biologische afvalbehandelingsproces is de druppelfiltermethode. Druppelende filters worden ook percolerende filters genoemd. Het heeft een goede aanpasbaarheid om piekbelastingsbelastingen te verwerken en het vermogen om na een korte tijdsperiode naar tevredenheid te functioneren.
Melkverwerking, papierfabrieken en farmaceutische afvalstoffen worden behandeld door tricking-filters. Conventionele druppelfilters bestaan normaal gesproken uit een rotsbed, 1 tot 3 meter diep, met voldoende openingen tussen de rotsen zodat de lucht gemakkelijk kan circuleren.
Het influent wordt over de bedverpakking gestrooid (zie Fig. 5.17), die bedekt is met een biologisch slijm. Terwijl de vloeistof over de pakking druppelt, diffunderen zuurstof en het opgeloste organische materiaal in de film om te worden gemetaboliseerd door de micro-organismen in deze slijmlaag. Eindproducten zoals NO 3, CO 2 enz. Diffunderen terug uit de film en verschijnen in het filtereffluent.
Terwijl de micro-organismen de organische stof gebruiken, neemt de dikte van de slijmfilm toe tot een punt waarop het niet langer op de vaste media kan worden ondersteund en loskomt van het oppervlak. Dit proces staat bekend als vervelling. Een bezinktank die het druppelfilter volgt, verwijdert de onthechte bacteriefilm en enkele zwevende deeltjes.
De behandeling en verwijdering van slib van biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties vormt een belangrijk probleem en vertegenwoordigt ongeveer de helft van de kosten van de meeste rioolwaterzuiveringsinstallaties.
De concentratie van vaste stoffen in het primaire rioolslib is ongeveer 5 procent; het actief slib bevat minder dan 1 procent vaste stoffen; en slib van druppelfilters heeft ongeveer 2 procent vaste stof. De gebruikelijke bewerkingen van de slibbehandeling en -afvoer omvatten concentratie of verdikking, vertering, conditionering, ontwatering, oxidatie en veilige verwijdering.
