Kiegészítő eltávolítási célok
Anaerob folyamat:
Elsősorban a nagy koncentrációjú oldott szerves anyagok (BOD₅/KOI) hatékony eltávolításáért és biogázzá (megújuló energiaforrás) történő átalakításáért felelős, miközben jelentősen csökkenti a későbbi aerob kezelőegységek szerves terhelését. Az anaerob folyamatok korlátozott nitrogén- és foszforeltávolító képességgel rendelkeznek, és kis mennyiségű maradék iszapot termelhetnek.
Aerob folyamat:
Elsősorban a maradék szerves anyagok (különösen a tűzálló szerves anyagok) mély eltávolításáért, az ammónia-nitrogén hatékony eltávolításáért (nitrifikáció), a foszfor eltávolításáért (biológiai foszforeltávolítás), valamint a lebegő anyagok (SS) és szagok további csökkentéséért, miközben hatékonyan mineralizálja a szerves anyagokat. Az iszaptermelés viszonylag magas.
Illesztési elv:
Az anaerob eljárás, mint előkezelő egység viseli a KOI/BOD eltávolítási terhelés nagy részét, míg az aerob eljárás, mint polírozó egység, eltávolítja a maradék szennyező anyagokat (különösen a nitrogént és a foszfort), hogy biztosítsa a kibocsátási szabványok betartását. Az anaerob szakasz csökkenti az aerob szakaszba kerülő terhelést, javítva az általános stabilitást és hatékonyságot.
Kiegészítő terhelési tartomány adaptáció
Anaerob folyamat:
Különösen alkalmas nagy{0}}koncentrációjú szerves szennyvíz (KOI > 1500 mg/L vagy magasabb) kezelésére. Magas hatékonyságot és alacsony energiafogyasztást kínál nagy szerves terhelési feltételek mellett, és biogázt termel. Alacsony-koncentrációjú szennyvíz esetén azonban kevésbé hatékony, viszonylag lassan indul-, és érzékenyebb a mérgező anyagokra.
Aerob folyamat:
A legalkalmasabb közepes- és alacsony-koncentrációjú szerves szennyvízhez (KOI < 1000 mg/L). Erős alkalmazkodóképességgel, gyors -indítási képességgel rendelkezik, és viszonylag jól tűri a hidraulikus és szerves lökésterheléseket (a levegőztetés szabályozása révén). A levegőztetési követelmények miatt azonban nagy az energiafogyasztása, nagy mennyiségű iszapot termel, és hajlamos az iszap tömegesedésére a nagy-koncentrációjú szennyvíz kezelésekor.
Illesztési elv:
A nagy-koncentrációjú szennyvizet először az anaerob egységben kezelik a terhelés csökkentése és az energia visszanyerése érdekében. Az anaerob szennyvíz kisebb szerves koncentrációval ezután az aerob egységbe kerül további kezelésre. Ez a kombináció teljes mértékben kihasználja az egyes folyamatok optimális működési tartományát, és kiküszöböli az egyetlen folyamat hatékonyságának szűk keresztmetszeteit, amelyek sokféle terhelést kezelnek.
Szinergikus tápanyag-eltávolítás
Foszfor eltávolítása:
Az optimális konfiguráció jellemzően anaerob (foszforleadás) → aerob (foszforfelvétel), mint az A/O vagy A²/O folyamatokban. Az anaerob körülmények elősegítik a foszfor felszabadulását a polifoszfát-felhalmozó szervezetek (PAO-k) által, míg az aerob körülmények lehetővé teszik a túlzott foszforfelvételt, amely ezt követően a foszforban gazdag iszap kibocsátásával távozik.
Nitrogén eltávolítás:
A hatékony nitrogéneltávolításhoz aerob nitrifikáció (NH4+ → NO₃⁻) és anoxikus denitrifikáció (NO3⁻ → N2) kombinációja szükséges. Ha alacsony C/N arányú anaerob szennyvíz jut be az anoxikus vagy aerob egységbe, további szénforrásra lehet szükség, amelyet belső recirkulációval vagy külső adagolással kell ellátni a denitrifikáció támogatására.
Szinergikus energiafogyasztás és erőforrás-visszanyerés
Anaerob folyamat:
Legfőbb előnye a biogáz termelésen keresztül történő energia-visszanyerés, rendkívül alacsony üzemi energiafogyasztás mellett, mivel nincs szükség levegőztetésre. Ez az anaerob kezelést potenciális energiaközponttá teszi a szennyvíztisztító telepek számára.
Aerob folyamat:
A levegőztetés a primer energiafogyasztó, amely jellemzően a teljes növényi energiafelhasználás 50-70%-át teszi ki.
Illesztési elv:
Az anaerob szakaszban előállított biogáz visszanyerhető és felhasználható energiatermelésre és fűtésre, részben vagy akár teljesen ellensúlyozva az aerob szakasz magas energiafogyasztását.
Az optimális illeszkedés kulcsfontosságú technikai megközelítései
Fő mód: Anaerob → Aerob (AO)
A legelterjedtebb és leghatékonyabb konfiguráció, amely olyan szennyvizekhez alkalmas, ahol a szerves anyagok eltávolítása a fő cél, részleges nitrogén- és foszforeltávolítással (pl. ipari szennyvíz és nagy koncentrációjú kommunális szennyvíz).
Fokozott nitrogén- és foszforeltávolítás: anaerob → anoxikus → aerob (A²/O és változatai)
Egy anoxikus zóna van hozzáadva az egyidejű és hatékony nitrogén- és foszforeltávolítás eléréséhez. Az anaerob zóna elsősorban a foszfor felszabadulását és a kezdeti hidrolízist,{1}}savasodást segíti elő.
Komplex szennyvíz:
Előkezelés → Anaerob → Aerob → Haladó kezelés
Tűzálló vagy mérgező anyagokat tartalmazó szennyvíz esetén előkezelésre (pl. koaguláció-ülepítés vagy hidrolízis -savanyítás) és fejlett utókezelésre (pl. ózonoxidáció, aktív szén adszorpció vagy membránszűrés) lehet szükség.
Iszapkezelés:
Túlzott aerob iszap → Anaerob lebontás
Az anaerob rothasztás stabilizálja a felesleges iszapot, csökkenti az iszap mennyiségét, és további biogázt nyer vissza.
A terheléselosztás és a hidraulikus tartási idő (HRT) szabályozása
Szerves terheléseloszlás:
Most biodegradable COD (typically >70%-át az anaerob szakaszban el kell távolítani. Ez megköveteli az anaerob reaktor HRT megfelelő tervezését a befolyó koncentráció és a szennyvíz jellemzői alapján.
HRT egyezés:
Az anaerob HRT általában hosszabb (néhány órától több napig), míg az aerob HRT rövidebb (több óra). Megfelelő retenciós időt kell biztosítani anaerob kezelésben a hidrolízishez, savasodáshoz és metanogenezishez, valamint aerob kezelésnél a nitrifikációhoz és mineralizációhoz.
Paraméter optimalizálás
Iszap recirkuláció:
Az iszapot visszavezetik az aerob zónából az anoxikus vagy anaerob zónába, hogy fenntartsák a megfelelő kevert liquor lebegőanyag-koncentrációt (MLSS).
Nitrifikált szesz recirkuláció:
Az A2/O és hasonló eljárások során az NO3⁻-ban gazdag nitrifikált lúgot visszavezetik az aerob zónából az anoxikus zónába a denitrifikáció elősegítésére. A recirkulációs arány kritikus működési paraméter.
Anaerob szennyvíz recirkuláció (opcionális):
Néha alkalmazzák a befolyó folyadék koncentrációjának, lúgosságának vagy pH-jának beállítására.
pH szabályozás:
Az anaerob folyamatok érzékenyek a pH-ra, optimális tartományuk 6,8–7,2, és gondos ellenőrzést és beállítást igényelnek (pl. lúgpótlás). Az aerob folyamatok tágabb pH-tartományban (6,5-8,5) működnek, de a nitrifikáció lúgosságot fogyaszt, és pH-csökkenést okozhat.
Oldott oxigén (DO) kontroll:
A precíz DO szabályozás az aerob zónában (jellemzően 1,5–3,0 mg/L) elegendő oxigént biztosít a szerves oxidációhoz és nitrifikációhoz, miközben elkerüli a túlzott levegőztetést, amely gátolhatja a denitrifikációt és az energiapazarlást.