Wat is anaërobe afvalwaterzuivering en het werkingsprincipe ervan?

 

Dit artikel geeft een laagdrempelige introductie tot anaërobe behandeling en verdeelt het in drie delen om u te helpen duidelijk te maken hoe het werkt en waarom u het gebruikt.

 

1. Wat is anaerobe afvalwaterzuivering?

 

2. Hoe werkt anaerobe afvalwaterzuivering?

 

3. Veel voorkomende soorten anaerobe afvalwaterzuiveringssystemen zijn onder meer:

 

4.Wat kan Aquasust u helpen bij de anaerobe afvalwaterzuivering?

 

 

Anaerobe afvalwaterzuivering is een biologisch proces waarbij micro-organismen organische verontreinigende stoffen afbreken in afwezigheid van zuurstof. In de fundamentele anaerobe behandelingscyclus komt afvalwater het bioreactorvat binnen. De bioreactor bevat een dikke halfvaste substantie, slib genaamd, die is samengesteld uit anaerobe bacteriën en andere micro-organismen. Deze anaerobe micro-organismen of ‘anaerobe bacteriën’ verteren de biologisch afbreekbare stoffen die in het afvalwater aanwezig zijn, waardoor een lager biologisch zuurstofverbruik (BZV), chemisch zuurstofverbruik (CZV) en/of totaal zwevende vaste stoffen (TSS) ontstaat. Het effluent wordt gebruikt als bijwaterafvoer. product van biogas.

 

Anaerobe afvalwaterzuivering wordt gebruikt voor de behandeling van diverse industriële afvalwateren uit de landbouw, voedingsmiddelen en dranken, zuivelproducten, pulp en papier, en de textielindustrie, evenals gemeentelijk zuiveringsslib en afvalwater. Anaerobe technologie wordt meestal gebruikt voor stromen met hoge concentraties organische stoffen (gemeten als hoog BZV, CZV of TSS), meestal vóór aerobe behandeling. Anaerobe behandeling wordt ook gebruikt voor speciale toepassingen, zoals de behandeling van afvalstromen met anorganische of gechloreerde organische stoffen, en is zeer geschikt voor de behandeling van warm industrieel afvalwater.

 

 

Anaërobe afvalwaterzuivering is een biologische behandeling waarbij anaërobe micro-organismen worden gebruikt om organische verontreinigende stoffen in afvalwater af te breken en te verwijderen. Hoewel anaerobe behandelingssystemen vele vormen kunnen aannemen, omvatten ze meestal een of andere vorm van bioreactor of opslag die de zuurstofvrije omgeving kan handhaven die nodig is om het anaerobe vergistingsproces te ondersteunen.

 

Het anaërobe afvalwaterzuiveringsproces omvat twee fasen: de verzuringsfase en de methaanproductiefase, die zich beide in een dynamische evenwichtstoestand bevinden. In de initiële zuurvormingsfase ontleden anaërobe bacteriën complexe organische verbindingen in eenvoudiger vluchtige organische zuren met een korte keten. De tweede fase, de methaanproductiefase genoemd, bestaat uit twee stappen: azijnzuurproductie, anaërobe bacteriën synthetiseren organische zuren om acetaat, waterstof en kooldioxide te vormen; en de productie van methaan, en vervolgens werken anaerobe micro-organismen in op deze nieuw gevormde moleculen en vormen ze methaangas en koolstofdioxide. Deze bijproducten kunnen worden gerecycled voor gebruik als brandstof en afvalwater kan worden gebruikt voor verdere behandeling en/of lozing.

 

Afhankelijk van specifieke toepassingseisen en faciliteitseisen kunnen anaerobe vergistingssystemen worden ontworpen als eentraps- of meertrapsapparaten, wat betekent dat ze kunnen worden uitgerust met afzonderlijke verzuringstanks en bioreactorapparaten.

 

 

Anaerobe lagune

 

Anaerobe lagunes zijn grote kunstmatige vijvers, meestal tussen de 1-2 hectare groot en tot wel zes meter diep. Ze worden veel gebruikt bij de behandeling van landbouwafvalwater uit de vleesproductie, maar ook bij de behandeling van andere industriële afvalwaterstromen, en als primaire behandelingsstap voor de behandeling van stedelijk afvalwater. Afvalwater wordt gewoonlijk naar de bodem van de lagune geleid, waar het bezinkt en een bovenste vloeistoflaag en een halfvaste sliblaag vormt. De vloeistoflaag voorkomt dat zuurstof de sliblaag bereikt, waardoor het anaerobe vergistingsproces de organische stof in het afvalwater kan afbreken. Gemiddeld kan dit proces slechts een paar weken of wel zes maanden duren om het BZV/CZV-niveau op het beoogde bereik te brengen. Anaërobe bacteriën zijn gunstig voor bepaalde omgevingsomstandigheden, zoals de temperatuur van warm water (85-95 graad F) en een vrijwel neutrale pH. Daarom zal het handhaven van optimale omstandigheden de activiteit van anaerobe micro-organismen verhogen, waardoor de retentietijd van afvalwater wordt verkort. De snelheid van de anaerobe ademhaling kan ook door vele factoren worden beperkt, waaronder schommelingen in de BZV/CZV-concentratie en de aanwezigheid van stoffen zoals natrium, kalium, calcium en magnesium.

 

Anaerobe slibbedreactor

 

De slibbedreactor is een anaërobe behandeling waarbij afvalwater door een vrij zwevende ‘deken’ van zwevende slibdeeltjes stroomt. Wanneer de anaërobe bacteriën in het slib de organische componenten in het afvalwater verteren, vermenigvuldigen ze zich en verzamelen zich in grotere deeltjes, die zich op de bodem van de reactortank nestelen en kunnen worden gerecycled voor toekomstige recycling. Het behandelde rioolwater stroomt naar boven uit het apparaat. Het tijdens het afbraakproces gegenereerde biogas wordt gedurende de gehele behandelingscyclus opgevangen door de opvangafdekking.

 

 

Upflow anaëroob slibbed (UASB): Bij UASB-behandeling wordt afvalwater naar de bodem van de UASB-bioreactor gepompt en een opwaartse stroom toegepast. Wanneer afvalwater doorstroomt, zorgt dit ervoor dat de sliblaag gaat drijven.

 

Geëxpandeerde korrelslibbedden (EGSB's): EGSB's lijken sterk op de UASB-technologie. De belangrijkste onderscheidende factor is dat afvalwater door het systeem wordt gerecycled om meer contact met het slib te bevorderen. Ze zijn over het algemeen ook hoger dan UASB en de influentstroom gaat met een hogere snelheid door. Daarom kan de EGSB, vergeleken met het UASB-systeem, stromen met een hoger organisch gehalte verwerken.

 

Anaerobe Baffle Reactor (ABR): De ABR bestaat uit semi-gesloten compartimenten, gescheiden door afwisselende schotten. Het schot onderbreekt de vlotte stroom van afvalwater en bevordert meer contact met de sliblaag wanneer het slib van de reactorinlaat naar de uitlaat stroomt.

 

 

De anaerobe filtratiereactor bestaat uit een reactortank uitgerust met een bepaald vast filtermedium. Anaerobe micro-organismen kunnen zich op de filtermedia vestigen en zogenaamde biofilms vormen. Filtermedia variëren van systeem tot systeem. Veel voorkomende materialen zijn onder meer plastic films en deeltjes, maar ook grind, puimsteen, bakstenen en andere materialen. Nieuwe filtermedia moeten worden geïnoculeerd met anaërobe bacteriën, en het kan enkele maanden duren voordat de biofilm zich heeft opgebouwd tot het punt waarop deze op volle capaciteit kan worden verwerkt.

 

Tijdens de behandelingscyclus passeert de afvalwaterstroom een ​​filtermedium, dat wordt gebruikt om deeltjes in de stroom op te vangen en tegelijkertijd voldoende oppervlak te bieden om de anaërobe bacteriën in de biofilm bloot te stellen aan de organische materialen die in de stroom aanwezig zijn. Na verloop van tijd moeten de prestaties van de filtratiereactor zorgvuldig worden gecontroleerd, omdat de filtermedia uiteindelijk verstopt zullen raken door overmatige ophoping van biofilm en deeltjes, en onderhoudsstappen zoals terugspoelen en reinigen nodig zijn om optimale prestaties te behouden.