Adsorptions-/biooxidationsprocess

Adsorption /biooxidationsprocessen är en tvåstegsmodifiering av den aktiverade slamprocessen som används för rening av avloppsvatten . Den består av ett högbelastat A-steg och lågbelastat B-steg. Processen drivs utan en primär klarare , med A-steget är ett öppet dynamiskt biologiskt system. Båda stegen har separata sedimenteringstankar och slamåtervinningslinjer, vilket upprätthåller unika mikrobiella samhällen i båda reaktorerna.

Historia

Adsorption /biooxidationsprocessen uppfanns i mitten av 1970-talet av professorn vid RWTH Aachen University Botho Böhnke. Det baserades på fyndet, som gjordes av den tyske ingenjören Karl Imhoff på 50-talet. [ ytterligare förklaring behövs ] Imhoff uppgav att reningseffektiviteten på 60-80 procent kunde uppnås i högbelastade bassänger för aktivt slam.

1977 publicerade Böhnke sin första artikel om adsorption/biooxidationsprocess. Samma år utfärdades patentet. Omfattande forskning av de följande åren, utförd av prof. Böhnke tillsammans med Bernd och Andreas Diering, hamnade 1985 med etableringen av företaget Dr.-Ing. Bernd Diering GmbH. Samma år tillämpades AB-processen för första gången i full skala vid avloppsreningsverket i Krefeld i Tyskland (800 000 PE). 1990 fanns det 19 fullskaliga installationer bara i Västtyskland. Ytterligare tillämpning av processen i Europa försvårades av skärpningen av avloppsutsläppskraven med avseende på kväve och fosfor. Processen uppmärksammades år 2000 igen på grund av det ökade intresset för energiåtervinning från avloppsvatten .

Funktionsprincip

A-steget eller adsorptionssteget är den mest innovativa komponenten i processen. Den föregås inte av primärbehandling .

Enkel schematisk beskrivning av adsorption/biooxidationsprocessen

Inflytande organiskt material avlägsnas i A-stadiet huvudsakligen genom flockning och sorption till slam på grund av de höga belastningshastigheterna (2-10 g BOD • g VSS −1 • d −1 ) och låg slamålder (typiskt 4-10 timmar) . Hydrolys av komplexa organiska molekyler sker och förbättrar den biologiska nedbrytbarheten av inflödet från B-stadiet. Höga belastningshastigheter och låg slamålder gynnar utvecklingen av dynamisk biokoenos med en stor del av mikroorganismerna närvarande i den exponentiella tillväxtfasen. Olika slambiokoenoser ökar mängden organiska föreningar som kan brytas ned i A-stadiet och gör processen mer stabil mot stötbelastningarna. Sammanlagt kan upp till 80 % av det inflytande organiska materialet avlägsnas i A-steget. Den erforderliga reaktorvolymen och syretillförseln är lägre jämfört med avlägsnandet i den konventionella aktiverade slamprocessen .

B-steget, eller biooxidationssteget, är en typisk lågbelastad aktivt slamprocess, där biologisk nedbrytning av det kvarvarande organiska materialet sker. B-steget kan utformas för avlägsnande av kväve och/eller fosfor genom att alternerande aeroba, anoxiska och anaeroba zoner i reaktorn.

Typiska driftsförhållanden för adsorption/biooxidationsprocessen

Parameter En scen B-stadiet
Lasthastighet, g BOD • g VSS −1 • d −1 2 - 10 0,05 - 0,3
HRT, h 0,5 2 - 4
MLSS, g/L 1,5 - 2 3 - 4
SRT, d 0,2 - 0,5 15 - 20
Löst syre, mg/L 0,2 - 0,7 0,7 - 1,5

Fördelar med processen

  • Lägre luftningskrav minskar energiförbrukningen och luftningskostnaderna med 20 procent jämfört med konventionella enstegs aktivslamanläggningar.
  • Volymerna på luftningstankar är 40 % lägre jämfört med konventionella enstegs anläggningar för aktivt slam.
  • Ökad slamproduktion i A-steget ger ökad biogasproduktion i rötkammaren (för anläggningar med anaerob rötning av överskottsslam).
  • Stabilitet mot stötbelastningarna (pH, kemisk syreförbrukning (COD), giftiga ämnen) förklaras av den breda biokemiska potentialen, höga mutationskapaciteten och anpassningsförmågan hos slam i A-stadiet.
  • A-stage kan ta emot högre organisk belastning än konventionella system för aktivt slam.
  • Effluentkoncentrationerna är mer stabila på grund av den använda tvåstegsprocesskonfigurationen.
  • Tungmetaller avlägsnas huvudsakligen med A-stegsslammet. Därför har slam i B-steg lägre koncentrationer av tungmetaller än slam från konventionella aktiverade slamprocesser och kan uppfylla jordbruksstandarderna.

Nackdelar med processen

  • Ofullständig denitrifikation observeras ofta i B-stadiet om det inflytande C/N-förhållandet är lågt. Direkt förbiledning av en del av A-stadiets inflöde med hög halt av organiskt material till B-steget används för att öka C/N-förhållandet.
  • Hög slamproduktion i A-stadiet är en nackdel för reningsverk som inte är utrustade med anaerob rötning av slam eftersom det ökar slambehandlingskostnaderna.
  • Slam från A-stadiet har dåliga sedimenteringsegenskaper.
  • Höga uppehållstider orsakar ett ökat behov av ytterligare reaktorer för att upprätthålla genomströmning, vilket ökar utrustningskostnaderna

Borttagning av näringsämnen

Kväveavskiljningen i A-steget kan nå 30-40 %, eftersom kväve från organiska föreningar är inkorporerat i uppströms anaerob slamfilt (UASB) reaktorslam.

Slamåldern i B-stadiet är vanligtvis mellan 8 och 20 dagar, vilket främjar tillväxten av nitrifierare . Därför uppnås vanligtvis fullständig nitrifikation i B-stadiet. Fullständig denitrifikation är svår att uppnå på grund av det låga C:N-förhållandet i inflödet av B-stadiet. Otillräcklig koltillförsel av kolkälla till B-steget uppstår på grund av den höga effektiviteten av organiskt materialavlägsnande i A-steget. Problemet kan lösas genom att minska avlägsnandet av organiskt material i A-steget, extern kolkälla, intermittent luftning eller minskad HRT i A-steget och/eller on-line kontroll av vissa driftsparametrar. För att uppnå biologisk kväve- och fosforavlägsnande introduceras anaeroba och anoxiska fack före den luftade zonen i B-steget.

genom koagulering med järn- och aluminiumsalter, t.ex. FeCl3 eller Al2 ( SO4 ) 3 .

Ansökningar om kommunal avloppsrening

Adsorption/biooxidationsprocessen tillämpades vid Krefeld-anläggningen (800 000 PE) 1985 för första gången. Anläggningen byggdes ut och modifierades och renar för närvarande kommunalt och industriellt avloppsvatten på 1 200 000 PE

För närvarande tillämpas adsorption/biooxidationsprocess vid de kommunala reningsverken i Tyskland , Nederländerna (reningsverk Dokhaven (Rotterdam), reningsverk Utrecht, reningsverk Garmerwolde (Groningen) etc.), Österrike (reningsverk Salzburg, reningsverk Strass etc.), Spanien , USA , Kina etc.

Adsorption/biooxidationsprocessen är en del av det innovativa avloppsvattenreningskonceptet WaterSchoon, realiserat i Nederländerna. 250 lägenheter i den nya stadsdelen Noorderhoek ( Sneek , Nederländerna) är utrustade med separata uppsamlingssystem för toalettavloppsvatten och resten av hushållens avloppsvatten (eller så kallat gråvatten ). Båda bäckarna behandlas separat för att maximera återvinningen av resurser från avloppsvatten. Adsorptions-/biooxidationsprocess används för behandling av gråvatten för att öka slamproduktionen. Slam, som produceras i båda stegen av processen, rötas tillsammans med toalettavloppsvatten i UASB-reaktorn för att maximera energiåtervinningen.

Applikationer för industriell avloppsvattenrening

Adsorption/biooxidationsprocessen används för behandling av industriellt avloppsvatten med hög COD, inklusive avloppsvatten från:

C/N- och C/P-förhållandena för industriellt avloppsvatten är ofta för höga för fullständig aerob biologisk nedbrytning av det inflytande organiska materialet, även efter adsorptionssteget. Tillsats av näringsämnen före biooxidationsstadiet krävs i dessa fall.

Se även

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Adsorption/Bio-oxidation_process&oldid=1110159953 "