Biologisk behandlingsprocess: Aktiverat slamprocess och dricksfilter
Några av huvudprocesserna för sekundär eller biologisk behandling är följande: (i) Aktiv slamprocess (ii) Trickling Filters.
Den biologiska processen av avloppsvatten är en sekundär behandling som innebär att avlägsna, stabilisera och göra oskadlig mycket finstoppad substans och fasta ämnen i avloppsvattnet som förblir även efter det att den primära behandlingen har gjorts.
Eftersom mycket av det organiska materialet i avloppsvatten kan vara kolloidalt eller upplöst, är de primära behandlingsprocesserna i stort sett ineffektiva vid avlägsnande av det. Den organiska substansen representerar fortfarande en hög efterfrågan på syre vilket måste reduceras ytterligare så att utflödet kan göras lämpligt för urladdning i vattenkropparna.
Vid biologisk behandling förbrukas syre som tillförs bakterierna under kontrollerade förhållanden så att de flesta av BOD avlägsnas i behandlingsanläggningen i stället för i vattendrag. Således är de huvudsakliga kraven i ett biologiskt avfallshanteringsförfarande en tillräcklig mängd bakterier som matar på det organiska materialet som finns närvarande i avloppsvatten, syre och några medel för att uppnå kontakt mellan bakterierna och de organiska ämnena.
Två av de mest använda systemen för biologisk avfallshantering är det aktiverade slamsystemet och det biologiska filmsystemet. I det aktiverade slamsystemet bringas avloppsvattnet i kontakt med en mångfaldig grupp av mikroorganismer i form av en flockningsupphängning i en luftbehållare, medan i det biologiska filmsystemet, även känt som dricksfiltren, bringas avloppsvattnet in i kontakt med en blandad mikrobiell population i form av en film av slim fäst vid ytan av ett fast bärsystem. I båda fallen metaboliseras den organiska substansen till mer stabila oorganiska former.
(i) Aktiv slamprocess:
De viktigaste egenskaperna hos aktiverad slamprocess är: ett luftningssteg, fast-flytande separation efter luftning och ett slamåtervinningssystem. Avloppsvatten efter primärbehandling kommer in i en luftningstank där den organiska substansen bringas i intim kontakt med slammet från sekundärklareraren. Detta slam är tungt lastat med mikroorganismer som är i ett aktivt tillstånd av tillväxt. Luft introduceras i tanken antingen i form av bubblor genom diffusorer eller av ytbeläggare.
Mikroorganismerna använder syret i luften och omvandlar den organiska substansen till stabiliserade, lågenergiföreningar som NO 3, SO 4 och CO 2 och syntetiserar nya bakterieceller. Utflödet från luftningstanken innehållande den flockningsmassa mikrobiella massan, känd som slam, separeras i en sedimenteringsbehållare, ibland kallad en sekundär bosättare eller en klarare. I avloppstanken lämnar det separerade slammet utan kontakt med den organiska substansen och blir aktiverad.
En del av det aktiverade slammet återvinns till luftningstanken som ett frö; resten är bortkastad. Om allt aktiverat slam återvinns, fortsätter bakteriemassan att öka till det stadium där systemet blir igensatt med fasta ämnen. Det är därför nödvändigt att "slösa bort" några av mikroorganismerna, och detta slöseri är det som behandlas och bortskaffas.
Processflödesdiagrammet för en typisk aktiverad slamanläggning ges i fig 5.16:
1: Förbehandling,
2: Primär Clarifier,
3: luftningstank,
4: Sekundär klarare,
5: Thickner,
6: Slammjälkning (- - - → Slamflöde) (→ Vätskeflöde)
(ii) Trickling Filters:
Den andra vanligen använda biologiska avfallshanteringsprocessen är filtreringsmetoden. Tricklingfilter kallas också perkoleringsfilter. Den har god anpassningsförmåga för att hantera högsta chockbelastning och förmågan att fungera tillfredsställande efter en kort tidsperiod.
Mjölkbearbetning, pappersbruk och farmaceutiskt avfall är bland de som behandlas med lådfilter. Konventionella dricksfilter består normalt av en stenbädd, 1 till 3 meter djup, med tillräckligt med öppningar mellan stenar för att tillåta luft att cirkulera lätt.
Inflödet sprinklas över bäddförpackningen (se Fig. 5.17), som är belagd med en biologisk slim. När vätskan tricklar över förpackningen diffunderar syre och det upplösta organiska materialet i filmen att de metaboliseras av mikroorganismerna i detta slimskikt. Slutprodukter som NO 3, CO 2 etc. diffunderar tillbaka ut ur filmen och visas i filterutflödet.
Eftersom mikroorganismerna använder den organiska substansen, ökar tjockleken på slimfilmen till en punkt där den inte längre kan stödjas på det fasta mediet och lossnar från ytan. Denna process är känd som sloughing. En sedimenteringsbehållare som följer efter filtreringsfiltret avlägsnar den avskilda bakteriefilmen och en viss suspenderad substans.
Hantering och bortskaffande av slam från biologiska avloppsreningsverk är ett viktigt problem och utgör ungefär hälften av kostnaden för de flesta avloppsreningsverk.
Koncentrationen av fasta ämnen i det primära avloppsslammet är ca 5 procent; det aktiva slammet innehåller mindre än 1 procent fast material; och slam från trickfilters har cirka 2 procent fasta ämnen. Den gemensamma enheten för slambehandling och bortskaffande innebär koncentration eller förtjockning, matsmältning, konditionering, avvattning, oxidation och säker bortskaffande.
