Kommunalt avloppsvatten

Moderna sanitetsuppsamlingssystem flyttar avloppsvatten genom en serie rör från bostäder, företag och industrianläggningar till reningsverk för bearbetning och utsläpp. Vissa äldre systemen som kallas kombinerade avloppssystem har även dagvattenavrinning utöver avloppsvattnet från bostäder och kommersiella källor.

Avloppsvattnet leds genom underjordiska avloppsnät, oftast med hjälp av gravitationen, men ibland assisterat av pumpar som finns vid lyftstationer. Beroende på områdets topografi varierar dessa pumpledningar i längd upp till några kilometer. Vattenlås är platser där två linjer möts och flödar in i ett större rör och kan omfatta stora kammare, åtkomliga via manhål.

1. Industri
2. Bostad
3. Dagvatten

Förbehandling är vanligtvis den första processen inom reningsverket och består av screening och partikelavskiljning. Screening är processen för att avlägsna skräp, trasor och annat skräp som passerar igenom vattnet via en mekanisk eller roterande trumma. Partiklar avlägsnas genom att hastigheten för avloppsvattnet minskas så att tyngre oorganiska partiklar såsom grus och sand kan falla till botten och avlägsnas via gravitation. Partiklar och screenings tvättas och packas innan det samlas upp i ett sopkärl. Dessa preliminära processer är mycket viktiga för moderna anläggningar för vattenresursåtervinning, eftersom grus och skräp kan orsaka allvarliga skador för nedströmsprocesser, däribland primära sedimenteringsbassänger, luftningsdiffusorer och membran.

Under primär behandling gör de primära sedimenteringsbassängerna att organiska ämnen kan sjunka till botten genom gravitation, medan fetter, oljor och flott flyter upp till ytan. De ämnen som sjunker kallas för primärslam och förtjockas ofta i en nedströmsprocess före leverans i en anaerob rötkammare. Det flytande fett, olja och flott samlas in från ytan och är tillsätts vanligtvis direkt till den anaeroba rötkammaren. En typisk primär sedimenteringsbassäng tar bort ungefär 70 % av partiklarna och 45 % av det biokemiska syrebehovet från det screenade avloppsvattnet. Moderna faciliteter som driver förbättrade borttagningsprocesser av näringsämnen extraherar eller fermenterar ofta kolet i det primära slammet och doserar den här sidoströmmen till anaeroba eller anoxiska processer nedströms, som näringskälla för respektive biologi.

1. Screening/ partikelborttagning
2. Primär sedimenteringsbassäng

Sekundär behandling tar bort lösliga organiska material, näringsämnen som kväve och fosfor, och det mesta av de svävande partiklarna som kommer undan den primära behandlingen. Oftast används biologiska processer där mikrober metaboliserar organiska föreningar och näringsämnen för att växa och reproducera. De två vanligaste biologiska sekundära reningsprocesserna är ansluten tillväxt- och svävande tillväxtsystem. En svävande tillväxtprocess främjar tillväxten av svävande mikroorganismflockar från enskilda organismer som redan finns i avloppsvattnet och i det returaktiverade slammet. Flockarna innehåller mikroorganismer som kan ta bort föroreningar genom aeroba, anoxiska och anaeroba miljöer. När föroreningarna avlägsnats skickas flockarna till en sekundär sedimenteringsprocess där de separeras från vattnet via gravitation. En del av slammet i botten av den sekundära sedimenteringsbassängen leds sedan tillbaka uppströms för att blandas med det primära utflödet (returaktiverat slam) för att skapa blandad vätska. Resten av slammet tas bort från processen (avfallsaktiverat slam) för att skapa den perfekta ekologin av mikroorganismer. Fästa tillväxtsystem förlitar sig på mikroorganismerna för att fästa på ett medium och skapa en biofilm. Det sjunkna avloppsvattnet antingen blandas eller stänks över det biofilmbelagda materialet där mikroorganismerna tar bort föroreningar. Precis som den svävande tillväxtprocessen, skickas biofilmfragment och svävande flockar till en sekundär sedimenteringsbassäng för separering där slam återvinns och avfallsvatten och rent vatten skickas vidare till nästa process.

För att biologisk behandling ska fungera effektivt, behöver mikroorganismerna näringsämnen i ett balanserat förhållande, däribland kol, kväve och fosfor (refereras till som C:N:P) samt spårelement, däribland järn, koppar, zink, nickel, mangan, kalium, svavel och andra komponenter som normalt förekommer i avloppsvatten. Det allmänt vedertagna C:N:P-förhållandet är 100:5:1, även om vissa faciliteter frodas utanför detta förhållande, medan andra upplever polysackaridslembildning eller filamentös bakterietillväxt som hämmar biologi och sedimentering i den sekundär sedimenteringsbassängen.

Flera biologiska processer kan användas för att slutföra sekundär behandling, däribland luftningsbassänger med pluggflöde, kompletta blandluftningsbassänger, sekvensieringssatsreaktorer, oxideringsdiken, förkrympta filter, röriga biologiska reaktorer, inbyggt fast filmaktiverat slam och andra.

Biologisk borttagning av näringsämnen (BNR) förändrar miljön för mikroorganismerna för att avlägsna kväve och fosfor från vattnet. En BNR-process består av anaeroba (inget syre eller nitrat), anoxiska (inget syre, nitrat förekommer) och aerobiska (syre finns) stadier, under vilka vattnet förs genom en serie av kammare för att utföra olika biologiska funktioner.

Kemiska behandlingsprocesser kan också användas, t.ex. kemiskt avlägsnande av fosfor. Genom att introducera en kemisk fällningskemikalie inom luftningsbassängen och sedimenteringsbassängerna, avskiljs fosfor genom flockning och det binds i olösliga föreningar som sätter sig och kan tas bort som slam.

1. Aeration
2. Secondary Clarifier

I tertiär behandling används tekniker som filtrering, desinfektion, kolabsorption och andra processer för att ta bort resterande organisk belastning, svävande eller lösta fasta ämnen, patogener och tungmetaller som passerar genom andra behandlingsprocesser. Kallas även utflödespolering, tertiär behandling höjer utflödeskvaliteten till den nivå som lämpar sig för dess avsedda användning, oavsett om det gäller utsläpp i sjöar, floder eller hav, återanvändning som icke-skördsbevattning (parker, golfbanor, greenways, mm.), grundvattenbildning, eller i vissa fall, som inflöde till dricksvattenanläggningar. Reningsverksutflöden måste övervakas för att säkerställa överensstämmelse med tillåtna gränsvärden för utflöden, vilket varierar beroende på jurisdiktion och land.

1. Filtrering
2. Desinfektion

Metoden för hantering av slam som tas bort från processen beror på volymen av fasta ämnen samt andra platsspecifika förhållanden. Aerobisk nedbrytning används ofta av anläggningar med ett inflöde på mindre än åtta miljoner gallon per dag. Slam och i förekommande fall, primärslam, läggs till i en luftad reaktor där mikroorganismer lever på de organiska ämnena och mikroorganismer som finns i slammet för att minska de flyktiga ämnena samt den totala slammassan. Anaerob rötning används normalt vid anläggningar större än åtta miljoner gallon per dag av inflöde och innefattar användning av tätade reaktorer för att skapa en anaerob miljö för olika organismer som kan leva på organiska ämnen och mikroorganismer i slammet genom processerna i acidogenesis och metanogenesis. Metanen bildas vid anaerob rötning kan användas som bränsle i ångpannor för att värma rötkammaren, förbrännas eller rengöras och återanvändas som en grön energikälla.

Förtjockning innebär att koncentrera slammet genom att ta bort en procentuell andel av den flytande delen genom att lägga till polymerföreningar och sker oftast innan rötning. Avvattning med bandpressar, centrifuger eller andra metoder innebär ytterligare koncentrerat slam i en kaka. Kakan kan torkas ytterligare eller helt enkelt kasseras med markanvändning eller landfyllning.

1. Förtjockning och smältning
2. Slamavvattning och bioslambearbetning

System som Water Intelligence System är ett växande område av expertis inom behandling av avloppsvatten och använder digitala tekniker, avancerade sensorer, styrenheter och algoritmer för att anläggningens operatörer ska kunna öka effektivitet som leder till total kostnadsbesparing för att köra anläggningen.

Claros, Water Intelligence System från Hach, integrerar alla anläggningsdatakällor, inklusive systemdata, enhetsdata och manuellt insamlade data, som kan driva beslut för att maximera effektivitet och kostnadsbesparingar.

Med de här systemen är det lättare att spåra och verifiera data om flödeshastighet, vattensammansättning, löst syre, näringsnivåer och andra faktorer. Det här leder till mer responsiva behandlingsalternativ, automatisering och datavisualisering samt rapportgenerering.

Med hjälp av datadrivna insikter om vattenkvalitet, flödeshastighet och andra faktorer kan operatörerna minska överbehandling (kemikalier samt körtid för luftblåsningssystem) när de vet att deras anläggning ligger inom efterlevnadsgränserna.

Eftersom förordningarna blivit strängare och anläggningarna måste hitta kostnadsbesparingar, blir system som Claros Water Intelligence System allt viktigare och mer använt. Med Hachs växande serie av Claros-aktiverade sensorer, styrenheter, enheter, processhanteringssystem och labbutrustning kan du konfigurera ett system som uppfyller de specifika kraven på vilken anläggning som helst.