กระบวนการบำบัดน้ำเสียทั่วไปห้าประการ

กระบวนการเครื่องปฏิกรณ์แบบลำดับลำดับ (SBR) หรือที่เรียกว่ากระบวนการตะกอนเร่งแบบต่อเนื่อง ประกอบด้วยถัง SBR หนึ่งถังหรือมากกว่า ในระหว่างการดำเนินการ น้ำเสียจะเข้าสู่ถังเป็นชุด โดยจะผ่านขั้นตอนอิสระห้าขั้นตอนตามลำดับ: ไหลเข้า ปฏิกิริยา การตกตะกอน น้ำทิ้ง และรอบเดินเบา ระดับน้ำที่ไหลเข้าและน้ำทิ้งจะถูกควบคุม ในขณะที่ปฏิกิริยาและการตกตะกอนจะถูกควบคุมตามเวลา ระยะเวลาของรอบการทำงานหนึ่งรอบจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการบรรทุกและน้ำทิ้ง โดยทั่วไปคือตั้งแต่ 4 ถึง 12 ชั่วโมง โดยปฏิกิริยาคิดเป็น 40% ปริมาตรถังที่มีประสิทธิผลคือผลรวมของปริมาตรที่ไหลเข้าและปริมาตรตะกอนที่ต้องการภายในวงจร

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการไหลแบบต่อเนื่อง วิธี SBR ให้ความเร็วปฏิกิริยาที่เร็วกว่า ประสิทธิภาพการบำบัดที่สูงกว่า และความต้านทานต่อแรงกระแทกของโหลดที่แข็งแกร่งกว่า เนื่องจากความเข้มข้นของสารตั้งต้นสูงและการไล่ระดับความเข้มข้นสูง สถานะแอนซิกและแอโรบิกสลับกันยับยั้งการแพร่กระจายมากเกินไปของแบคทีเรียแอโรบิกบังคับ ส่งเสริมการกำจัดไนโตรเจนทางชีวภาพและฟอสฟอรัส นอกจากนี้ อายุตะกอนที่สั้นลงจะป้องกันไม่ให้แบคทีเรียที่เป็นเส้นใยเข้ามาครอบงำ ซึ่งช่วยลดการรวมตัวของตะกอน เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการไหลแบบต่อเนื่อง กระบวนการ SBR มีเส้นทางการไหลที่สั้นกว่าและมีโครงสร้างที่ง่ายกว่า เมื่อปริมาตรน้ำมีน้อย จำเป็นต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบไม่ต่อเนื่องเพียงเครื่องเดียว ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้ถังตกตะกอนและถังปรับสมดุล และการหมุนเวียนตะกอนโดยเฉพาะ ส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานลดลง

วิธีนี้ใช้ความสามารถในการกำจัดตะกอนเร่งเริ่มต้นอย่างเต็มที่ ภายในเวลาอันสั้น (10–40 นาที) สารอินทรีย์แขวนลอยและคอลลอยด์ในน้ำเสียจะถูกกำจัดออกโดยการดูดซับ จากนั้นการแยกของแข็ง-ของเหลวจะทำให้น้ำเสียบริสุทธิ์ โดยกำจัด BOD5 ประมาณ 85%–90% จากตะกอนกัมมันต์อิ่มตัว ส่วนที่ต้องมีการหมุนเวียนซ้ำจะถูกนำเข้าไปในถังสร้างใหม่เพื่อออกซิเดชันและสลายตัวเพิ่มเติมเพื่อฟื้นฟูกิจกรรมของมัน กากตะกอนที่เหลือจะถูกปล่อยออกสู่ระบบบำบัดตะกอนโดยไม่มีการเกิดออกซิเดชันและการสลายตัวอีกต่อไป กระบวนการนี้ดำเนินการในถังสองถังแยกกัน (ถังดูดซับและถังฟื้นฟู) หรือในสองส่วนของถังเดียวกัน มีความสามารถในการทนต่อแรงกระแทกได้ดี และสามารถขจัดความจำเป็นในการใช้ถังตกตะกอนหลักได้ ข้อได้เปรียบหลักคือการประหยัดอย่างมากในการลงทุนโครงสร้างพื้นฐาน เหมาะที่สุดสำหรับการบำบัดน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยและสารคอลลอยด์ในระดับสูง เช่น น้ำเสียจากการฟอกหนัง และน้ำเสียจากถ่านโค้ก และให้ความยืดหยุ่นในกระบวนการ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากใช้เวลาดูดซับสั้นกว่า ประสิทธิภาพการบำบัดจึงไม่สูงเท่ากับวิธีการแบบเดิม

คูออกซิเดชันเป็นวิธีเติมอากาศแบบขยายชนิดพิเศษ แผนผังมีลักษณะคล้ายกับสนามแข่ง โดยมีแปรงหมุนเติมอากาศ (ดิสก์) สองตัวติดตั้งอยู่ในคูน้ำ เครื่องเติมอากาศที่พื้นผิว เครื่องเติมอากาศแบบเจ็ท หรืออุปกรณ์เติมอากาศประเภทไรเซอร์-ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน เมื่ออุปกรณ์เติมอากาศทำงาน มันจะผลักดันของเหลวในคูให้ไหลอย่างรวดเร็ว ทำให้มีการจ่ายออกซิเจนและความปั่นป่วน

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเติมอากาศแบบธรรมดา คูออกซิเดชันมีข้อได้เปรียบ เช่น การลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานที่ต่ำกว่า การบำรุงรักษาและการจัดการที่ง่ายขึ้น ผลการบำบัดที่เสถียร คุณภาพน้ำทิ้งที่ดีขึ้น การผลิตตะกอนน้อยลง การกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัสดีขึ้น และความสามารถในการปรับตัวต่อแรงกระแทกได้ดีขึ้น

เครื่องปฏิกรณ์ ICEAS มีโซนก่อน-ปฏิกิริยา (ครอบครอง 10% ของปริมาตรถัง) ที่ด้านหน้า ถังปฏิกิริยาประกอบด้วยโซนก่อน-ปฏิกิริยาและโซนปฏิกิริยาหลัก ทำให้เกิดน้ำทิ้งที่ไหลเข้าอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่อง โดยทั่วไปโซนก่อน-ปฏิกิริยาจะอยู่ในสถานะไร้ออกซิเจนและขาดออกซิเจน โดยที่สารอินทรีย์จะถูกดูดซับโดยตะกอนเร่ง โซนนี้ยังมีฟังก์ชันการคัดเลือกทางชีวภาพ ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นเส้นใยและป้องกันการรวมตัวของตะกอน สารอินทรีย์ที่ถูกดูดซับจะถูกออกซิไดซ์และสลายตัวโดยตะกอนเร่งในโซนปฏิกิริยาหลัก

อิทธิพลอย่างต่อเนื่องช่วยแก้ปัญหาความขัดแย้งระหว่างผู้มีอิทธิพลและอิทธิพลที่ไม่ต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้มีผลกระทบต่อการตกตะกอนและการทำให้บริสุทธิ์ที่ไม่ดี มีแนวโน้มที่จะเกิดการรวมตัวของตะกอน มีปริมาณตะกอนต่ำ ใช้เวลาในการทำปฏิกิริยานาน ต้องใช้อุปกรณ์ปริมาณมากขึ้น และเกี่ยวข้องกับการลงทุนที่สูงกว่า

น้ำเสียจะเข้าสู่ถังไร้อากาศก่อนและผสมกับตะกอนที่ส่งคืน ภายใต้การกระทำของแบคทีเรียในการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน สารอินทรีย์โมเลกุลขนาดใหญ่-ที่ย่อยสลายได้ง่ายในน้ำเสียจะถูกแปลงเป็นโพลีฟอสเฟต-แบคทีเรียสะสม (PAB) PAB จะถูกดูดซับโดย PAB และเก็บไว้ภายในแบคทีเรีย โดยพลังงานที่ต้องการมาจากการสลายตัวของสายโซ่ PAB ต่อจากนั้น น้ำเสียจะเข้าสู่โซนที่เป็นพิษ ซึ่งแบคทีเรียที่กำจัดไนตริไฟติ้งจะใช้เมทริกซ์อินทรีย์ในน้ำเสียเพื่อกำจัดไนตริฟิก NO3 ที่นำเข้ามาโดยสุราผสมที่ส่งคืน เมื่อน้ำเสียเข้าสู่ถังแอโรบิก ความเข้มข้นของอินทรียวัตถุจะต่ำ PAB ได้รับพลังงานเป็นหลักโดยการย่อยสลาย PAB ภายในร่างกายเพื่อการแพร่กระจายของแบคทีเรีย ในขณะเดียวกัน พวกมันจะดูดซับฟอสฟอรัสที่ละลายน้ำได้จากสภาพแวดล้อมโดยรอบและเก็บไว้เป็นโซ่ PAB ซึ่งจะถูกระบายออกจากระบบเป็นตะกอนส่วนเกิน ความเข้มข้นของอินทรียวัตถุต่ำในโซนแอโรบิกของระบบเอื้อต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียไนตริไฟอิงออโตโทรฟิคในโซนนี้

การผสมผสานแบบอินทรีย์ของสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันสามแบบ-แบบไร้ออกซิเจน ปราศจากออกซิเจน และแบบแอโรบิก-และชุมชนจุลินทรีย์ประเภทต่างๆ สามารถกำจัดสารอินทรีย์ ไนโตรเจน และฟอสฟอรัสไปพร้อมๆ กัน กระบวนการนี้ง่ายดาย โดยมีระยะเวลากักเก็บไฮดรอลิกสั้น โดยทั่วไป SVI จะน้อยกว่า 100 เพื่อป้องกันการรวมตัวของตะกอน กากตะกอนมีปริมาณฟอสฟอรัสสูง โดยทั่วไปจะสูงกว่า 2.5% ในถังไร้ออกซิเจน-ต้องใช้เพียงการคนเบาๆ เพื่อผสมตะกอนโดยไม่เพิ่มออกซิเจนที่ละลายน้ำ ถังตกตะกอนต้องหลีกเลี่ยงสภาวะไร้ออกซิเจน-เพื่อป้องกันไม่ให้โพลีฟอสเฟต-สะสมแบคทีเรียจากการปล่อยฟอสฟอรัส ซึ่งจะทำให้คุณภาพของน้ำทิ้งลดลง และการแยกไนตริฟิเคชันจากการผลิต N2 ซึ่งจะรบกวนการตกตะกอน ผลการกำจัดไนโตรเจนได้รับผลกระทบจากอัตราส่วนการหมุนเวียนของสุราผสม ในขณะที่ผลการกำจัดฟอสฟอรัสได้รับผลกระทบจากออกซิเจนละลายน้ำ (DO) และออกซิเจนไนเตรตที่ถูกพาไปในกากตะกอนที่ส่งคืน ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัส