Biologisk Behandlingsproces: Aktiveret Slamproces og Trickling Filtre
Nogle af de vigtigste processer med sekundær eller biologisk behandling er som følger: (i) Aktiveret slameproces (ii) Trickling Filters.
Den biologiske proces af spildevand er en sekundær behandling, der involverer fjernelse, stabilisering og udførelse af uskadeligt meget fint suspenderet materiale og faste stoffer i spildevand, der forbliver selv efter den primære behandling er blevet udført.
Da meget af det organiske materiale i spildevand kan være kolloidalt eller opløst, er de primære behandlingsprocesser i høj grad ineffektive ved fjernelse af det. Det organiske materiale repræsenterer stadig en høj efterspørgsel efter ilt, som skal reduceres yderligere, så udløbshullet kan gøres egnet til udledning i vandlegemerne.
Ved biologisk behandling forbruges oxygen til bakterierne under kontrollerede betingelser, så det meste af BOD'en fjernes i behandlingsanlægget i stedet for i vandløb. Således er de væsentlige krav i en biologisk affaldsbehandlingsproces en tilstrækkelig mængde bakterier, som foder på det organiske materiale, som er til stede i spildevand, ilt og nogle midler til at opnå kontakt mellem bakterierne og de organiske stoffer.
To af de mest anvendte systemer til biologisk affaldsbehandling er det aktiverede slamsystem og det biologiske filmsystem. I det aktiverede slamsystem bringes spildevandet i kontakt med en forskelligartet gruppe af mikroorganismer i form af en flokkulerende suspension i en luftbehandlet tank, hvorimod i det biologiske filmsystem, også kendt som trickfiltre, anbringes spildevand i kontakt med en blandet mikrobiel population i form af en film af slime fastgjort til overfladen af et fast bæresystem. I begge tilfælde metaboliseres det organiske stof til mere stabile uorganiske former.
(i) Aktiveret slameproces:
De væsentlige træk ved aktiveret slamproces er: et beluftningsstadium, faststof-væskeseparation efter beluftning og et slamgenvindingssystem. Spildevand efter primær behandling går ind i en beluftningstank, hvor det organiske stof bringes i tæt kontakt med slammet fra den sekundære klarer. Dette slam er tungt lastet med mikroorganismer, som er i en aktiv vækststilstand. Luft indføres i tanken, enten i form af bobler gennem diffusorer eller ved overfladeflydere.
Mikroorganismerne udnytter iltet i luften og omdanner det organiske stof til stabiliserede, lavenergiske forbindelser, såsom NO 3, SO 4 og CO 2 og syntetiserer nye bakterieceller. Udledningen fra luftningstanken, der indeholder den flockede mikrobielle masse, kendt som slam, adskilles i en sedimenteringstank, der undertiden kaldes en sekundær bosætter eller en klarer. I aflejringstanken udgår det adskilte slam uden kontakt med det organiske stof og bliver aktiveret.
En del af det aktiverede slam genanvendes til luftningstanken som et frø; resten er spildt. Hvis alt aktiveret slam genbruges, vil bakteriemassen fortsætte med at øge til det stadium, hvor systemet bliver tilstoppet med faste stoffer. Det er derfor nødvendigt at "spild" nogle af mikroorganismerne, og dette bortslidte slam er det, der behandles og bortskaffes.
Procesflowdiagrammet for en typisk aktiveret slamplante er vist i figur 5.16:
1: Forbehandling,
2: Primary Clarifier,
3: luftningstank,
4: Sekundær klarer,
5: Thickner,
6: Slamfordøjning (- - - → Slamflow) (→ væskestrøm)
(ii) Trickling Filters:
Den anden almindeligt anvendte biologiske affaldsbehandlingsproces er trickling-filtermetoden. Trickling filtre kaldes også percolating filtre. Den har god tilpasningsevne til at håndtere toppchokbelastninger og evnen til at fungere tilfredsstillende efter en kort periode.
Mælkeforarbejdning, papirmølle og farmaceutisk affald er blandt dem, der behandles med lurefiltre. Konventionelle dråbefiltre består normalt af en rockeseng, 1 til 3 meter dybde, med tilstrækkelige åbninger mellem klipper for at give luften mulighed for at cirkulere let.
Tilstrømningen er drysset over sengepakken (se fig. 5.17), som er belagt med en biologisk slim. Når væsken trickler over pakningen, diffunderer oxygen og det opløste organiske stof i filmen, der skal metaboliseres af mikroorganismerne i dette slimlag. Slutprodukter såsom NO 3, CO 2 osv. Diffunderer tilbage ud af filmen og vises i filterudledningen.
Da mikroorganismerne udnytter det organiske materiale, øges tykkelsen af slimfilmen til et punkt, hvor det ikke længere kan understøttes på det faste medium og løsnes fra overfladen. Denne proces er kendt som sloughing. En sedimenteringstank efter filteret fjerner fjernet bakteriefilm og noget suspenderet materiale.
Håndtering og bortskaffelse af slam fra biologiske spildevandsrensningsanlæg er et vigtigt problem og udgør omkring halvdelen af omkostningerne ved de fleste rensningsanlæg.
Koncentrationen af faste stoffer i det primære spildevandsslam er omkring 5 procent; det aktive slam indeholder mindre end 1 procent faststof; og slam fra dråbefiltre har ca. 2 procent faste stoffer. Den fælles enhedsoperationer til slambehandling og bortskaffelse involverer koncentration eller fortykning, fordøjelse, konditionering, afvanding, oxidation og sikker bortskaffelse.
