Det finns olika typer av anordningar och utrustning som används vid rening av avloppsvatten för att avlägsna föroreningar och föroreningar från avloppsvattnet. Några av de vanligaste enheterna inkluderar:
Skärmar:
Skärmar är en viktig komponent i många reningssystem för avloppsvatten, eftersom de hjälper till att avlägsna stora fasta partiklar, skräp och andra material från avloppsvattnet innan det kommer in i andra reningsprocesser. Silarna kan klassificeras utifrån storleken på öppningarna i silen, vilket avgör storleken på de partiklar som kan tas bort. Några vanliga typer av skärmar som används vid rening av avloppsvatten inkluderar:
Stångskärmar: Stångskärmar består av en serie stänger åtskilda för att tillåta vatten att strömma igenom, men för att fånga upp stora skräp och fasta ämnen. Stängerna kan rengöras manuellt eller mekaniskt för att avlägsna det uppfångade materialet.
Finsilar: Finsilar använder en mesh eller perforerad platta för att ta bort mindre partiklar från avloppsvattnet. Fina skärmar kan användas för att ta bort material som hår, papper och plast.
Mikroskärmar: Mikroskärmar liknar fina skärmar, men de använder en finare mask- eller porstorlek för att ta bort mindre partiklar, inklusive bakterier och andra mikroorganismer.
Trumsilar: Trumsilar använder en roterande trumma med nät eller perforerad yta för att fånga upp skräp och fasta partiklar. Det uppfångade materialet skrapas sedan bort från trummans yta och avlägsnas.
Skivskärmar: Skivskärmar använder roterande skivor med perforeringar för att fånga upp skräp och fasta partiklar. Det uppfångade materialet avlägsnas sedan med en skrapa eller borste.
Valet av skärmtyp kommer att bero på storleken och egenskaperna hos de partiklar som måste avlägsnas, samt utformningen av det övergripande behandlingssystemet. Förutom att ta bort fasta ämnen kan skärmar också hjälpa till att skydda nedströmsutrustning, såsom pumpar och ventiler, från skador orsakade av stora skräp eller andra material.
Grit kammare:
Kornkammare är en typ av primär rening som används i avloppsreningsverk för att avlägsna tunga oorganiska fasta ämnen, såsom sand, grus och andra grusiga material som är för tunga för att avlägsnas enbart genom sedimentering. Dessa material kan orsaka skador på utrustning, såsom pumpar och ventiler, i reningsprocessen och kan även ansamlas i slammet under primärbehandling.
Kornkammare fungerar genom att sakta ner flödet av avloppsvatten och låta de tunga materialen sedimentera till botten. Kornkammaren är vanligtvis en lång och smal tank, med ett förhållande mellan bredd och längd på ungefär 1:4, för att säkerställa att avloppsvattnet förblir i kammaren under en tillräcklig tid. När avloppsvattnet strömmar in i kammaren saktar det ner, vilket gör att de tunga materialen lägger sig till botten.
Det sedimenterade gruset avlägsnas sedan från botten av kammaren med hjälp av ett grusborttagningssystem, vilket kan innefatta gruspumpar, grusklassificerare eller grustransportörer. Det borttagna sandet skickas sedan till en deponi eller annan lämplig deponi.
Kornkammare kan vara antingen virvel- eller detritus-typ. I en gruskammare av virveltyp införs avloppsvattnet tangentiellt till kammaren, vilket skapar en virvlande rörelse som hjälper till att separera gruset från avloppsvattnet. I en gruskammare av detritustyp införs avloppsvattnet med låg hastighet, vilket gör att gruset kan sedimentera till botten av kammaren.
Kornkammare är vanligtvis placerade i början av behandlingsprocessen, före primär sedimentering, för att säkerställa att de tunga materialen avlägsnas innan de kan orsaka skada eller störa de efterföljande behandlingsprocesserna.
Sedimentationstankar:
Sedimenteringstankar, även känd som clarifiers, är en typ av primär rening som används i avloppsreningsverk för att avlägsna suspenderade fasta ämnen och organiskt material från avloppsvatten. Dessa tankar fungerar genom att låta avloppsvattnet sedimentera, vilket gör att de tyngre fasta partiklarna sjunker till botten av tanken medan de lättare fasta partiklarna flyter till toppen och bildar ett lager av avskum. Det klarnade vattnet avlägsnas sedan från mitten av tanken.
Sedimentationstankar är vanligtvis rektangulära eller cirkulära till formen och är utformade för att bromsa flödet av avloppsvatten så att de fasta ämnena har tillräckligt med tid att sedimentera. Tankarna kan vara utrustade med mekanisk utrustning såsom skrapor, skummare eller krattor som hjälper till att avlägsna det sedimenterade fasta materialet från botten av tanken och avskumsskiktet från ytan.
Sedimentationstankar kan utformas som antingen primära klarare, som tar bort majoriteten av de suspenderade fasta ämnen och organiskt material, eller sekundära klarare, som används efter biologisk behandling för att avlägsna kvarvarande fasta ämnen och mikroorganismer.
Effektiviteten hos sedimentationstankar beror på flera faktorer, inklusive kvarhållandetiden, sedimenteringshastigheten för de fasta ämnena och tankens utformning. Kvarhållningstiden är den tid som avloppsvattnet förblir i tanken och bestäms vanligtvis av tankens storlek och flödeshastighet. Sedimenteringshastigheten för de fasta ämnena beror på deras storlek, form och densitet och kan påverkas av tillsats av kemikalier, såsom koaguleringsmedel, som hjälper till att aggregera de fasta ämnena.
Sammantaget är sedimenteringstankar en viktig komponent i avloppsvattenrening, eftersom de hjälper till att avlägsna majoriteten av de fasta ämnen och organiskt material innan avloppsvattnet behandlas vidare med hjälp av biologiska eller avancerade reningsprocesser.
Luftningstankar:
Luftningstankar är en viktig komponent i den biologiska reningsprocessen i avloppsreningsverk. Den primära funktionen för dessa tankar är att tillhandahålla en miljö där mikroorganismer kan frodas och bryta ned det organiska materialet som finns i avloppsvattnet.
I en typisk aktiverad slamprocess är luftningstanken en stor bassäng eller tank där avloppsvattnet blandas med en mikrobiell kultur eller slam. Slammet innehåller en blandning av mikroorganismer, inklusive bakterier, protozoer och svampar, som bryter ner det organiska materialet i avloppsvattnet genom en process av aerob andning.
För att främja mikroorganismernas tillväxt och aktivitet är luftningstanken utrustad med luftningsanordningar, såsom diffusorer eller mekaniska luftare, som tillför syre till avloppsvattnet. Detta ger det nödvändiga syre som mikroorganismerna behöver för att utföra sina metaboliska processer.
Luftningsprocessen tar vanligtvis flera timmar, under vilken tid mikroorganismerna förbrukar det organiska materialet i avloppsvattnet och förökar sig i antal. Efter att luftningsprocessen är klar leds avloppsvattnet till en sekundär klarare eller sedimenteringstank, där mikroorganismerna får sedimentera och bilda ett slamskikt. Det klarnade vattnet avlägsnas sedan och kan vidarebehandlas i tertiära reningsprocesser.
Luftningsprocessens effektivitet beror på flera faktorer, inklusive koncentrationen av mikroorganismer i slammet, nivåerna av löst syre i luftningstanken och avloppsvattnets organiska belastningshastighet. Dessa faktorer måste kontrolleras noggrant för att säkerställa att mikroorganismerna effektivt kan bryta ner det organiska materialet och producera högkvalitativt avloppsvatten.
Aktivt slamsystem:
Ett aktivt slamsystem är en biologisk reningsprocess för avloppsvatten som använder mikroorganismer för att bryta ner organiskt material i avloppsvattnet. Processen går ut på att tillföra luft till avloppsvattnet för att främja tillväxten av mikroorganismer, som sedan förbrukar det organiska materialet och omvandlar det till koldioxid, vatten och nya mikrobiella celler.
I ett aktivt slamsystem behandlas först avloppsvattnet i en luftningstank, där luft kontinuerligt tillförs för att främja tillväxten av mikroorganismerna. Mikroorganismerna förbrukar det organiska materialet i avloppsvattnet, vilket ger dem den energi och de näringsämnen som behövs för tillväxt. När mikroorganismerna växer bildar de klumpar eller flockar som kan sedimentera ur avloppsvattnet.
Efter luftningstanken skickas avloppsvattnet till en sekundär klarare, där flockarna sedimenterar ur avloppsvattnet och avlägsnas som slam. Det renade avloppsvattnet släpps sedan ut eller skickas för vidare rening.
Det finns flera fördelar med att använda aktivt slamsystem för rening av avloppsvatten. Till exempel kan de effektivt avlägsna organiskt material, kväve och fosfor från avloppsvattnet, vilket kan bidra till att förhindra övergödning och andra problem med vattenkvaliteten. Aktivt slamsystem kan också producera avloppsvatten av hög kvalitet, som kan släppas ut till ytvatten eller användas för bevattning.
Det finns dock även vissa utmaningar förknippade med system med aktivt slam. Systemet kräver till exempel noggrann hantering för att upprätthålla en korrekt balans mellan mikroorganismer och näringsämnen, eftersom för mycket eller för lite av båda kan orsaka problem. Dessutom kan systemet vara känsligt för stötbelastningar och andra störningar, som kan störa behandlingsprocessen. Slutligen kan aktiverade slamsystem generera stora volymer slam, som måste behandlas och omhändertas på lämpligt sätt.
Membranbioreaktorer:
En membranbioreaktor (MBR) är en typ av reningssystem för avloppsvatten som kombinerar biologisk rening med membranfiltrering. MBR-system använder en biologisk process för att bryta ner organiskt material i avloppsvattnet och sedan använda membran för att filtrera bort suspenderade ämnen, bakterier och andra föroreningar.
I ett MBR-system renas avloppsvattnet först i en luftningstank, där mikroorganismer förbrukar organiskt material och omvandlar det till koldioxid och vatten. Den blandade luten separeras sedan från det behandlade vattnet med hjälp av ett membranfilter, som låter vattnet passera genom samtidigt som de fasta ämnen och mikroorganismer kvarhålls. De fasta ämnen och mikroorganismer som fångas av membranet återförs till luftningstanken för att fortsätta behandlingsprocessen.
Det finns två huvudtyper av membranfilter som används i MBR-system: hålfiber och platt plåt. Hålfibermembran används vanligtvis i mindre system, medan platta arkmembran används i större applikationer. Båda typerna av membran har små porer som filtrerar bort bakterier, virus och andra föroreningar.
MBR-system har flera fördelar jämfört med konventionella avloppsvattenreningssystem. Till exempel kan MBR-system producera avloppsvatten av högre kvalitet än konventionella system, eftersom membranen utgör en fysisk barriär mot suspenderade fasta ämnen, bakterier och andra föroreningar. MBR-system kräver också mindre utrymme än konventionella system, eftersom membranfiltreringen kan ersätta den sekundära klararen. Dessutom kan MBR-system drivas vid högre biomassakoncentrationer, vilket kan resultera i högre reningseffektivitet och lägre slamproduktion.
Men MBR-system kan också vara mer komplexa och dyra att driva än konventionella system, eftersom de kräver specialiserade membran och mer avancerade styrsystem. Underhåll och byte av membranen kan också bli kostsamt. Trots dessa utmaningar blir MBR-system alltmer populära för både kommunal och industriell avloppsrening, särskilt i områden där utrymmet är begränsat eller där högkvalitativt avloppsvatten krävs.
Desinfektionssystem:
Desinfektionssystem är en viktig komponent i många avloppsvattenreningsprocesser, eftersom de bidrar till att minska nivåerna av patogena mikroorganismer i avloppsvattnet. Det finns flera olika typer av desinfektionssystem som kan användas, inklusive:
Klorering: Klorering är en vanlig desinfektionsmetod som går ut på att tillsätta klor till det renade avloppsvattnet. Klor kan döda många typer av mikroorganismer, inklusive bakterier och virus. Men klorering kan också generera desinfektionsbiprodukter, såsom trihalometaner, som kan vara skadliga för människors hälsa.
Ultraviolett (UV) strålning: UV-desinfektionssystem använder högintensiva UV-lampor för att döda mikroorganismer i avloppsvattnet. UV-strålningen skadar mikroorganismernas DNA, vilket hindrar dem från att föröka sig. UV-desinfektion är en kemikaliefri metod som inte ger desinfektionsbiprodukter.
Ozonering: Ozonering är en process som innebär att ozon tillsätts till det renade avloppsvattnet. Ozon är en kraftfull oxidant som kan döda mikroorganismer och bryta ner organiska föreningar. Ozonering är en kemikaliefri metod som inte ger desinfektionsbiprodukter, men den kan vara dyr i drift.
Membranfiltrering: Vissa typer av membranfilter, som ultrafiltreringsmembran, kan ta bort bakterier och virus från det renade avloppsvattnet. Membranfiltrering kan vara en effektiv desinfektionsmetod, men det kan vara dyrt att installera och underhålla.
Valet av desinfektionssystem kommer att bero på en mängd olika faktorer, inklusive avloppsvattnets egenskaper, den erforderliga desinfektionsnivån och tillgängliga resurser. I många fall kan en kombination av desinfektionsmetoder användas för att uppnå önskad behandlingsnivå.
Tertiära behandlingssystem:
Tertiära reningssystem används för att ytterligare behandla avloppsvatten som redan har genomgått primära och sekundära reningsprocesser. Syftet med tertiär rening är att avlägsna kvarvarande föroreningar och föroreningar från vattnet för att producera ett avloppsvatten som är lämpligt för återanvändning eller utsläpp till miljön. Några vanliga tertiära behandlingssystem inkluderar:
Filtrering: Filtrering är en process som tar bort små partiklar, suspenderade ämnen och andra föroreningar från avloppsvattnet. Vanliga typer av filter som används vid tertiär behandling inkluderar sandfilter, multimediafilter och membranfilter.
Kemisk rening: Kemisk rening innebär att kemikalier tillsätts avloppsvattnet för att avlägsna lösta fasta ämnen och organiska föreningar. Vanliga kemikalier som används vid tertiär behandling inkluderar koaguleringsmedel, flockningsmedel och desinfektionsmedel.
Borttagning av näringsämnen: Borttagning av näringsämnen är en process som tar bort överskott av kväve och fosfor från avloppsvattnet. Överskott av näringsämnen kan bidra till algblomning och andra miljöproblem. Vanliga metoder för borttagning av näringsämnen inkluderar biologiskt näringsborttagning (BNR) och kemisk utfällning.
Desinfektion: Desinfektion är en process som dödar patogena mikroorganismer i avloppsvattnet. Vanliga desinfektionsmetoder inkluderar klorering, UV-strålning och ozonbehandling.
Omvänd osmos: Omvänd osmos är en process som använder ett semipermeabelt membran för att avlägsna lösta fasta ämnen, salter och andra föroreningar från avloppsvattnet. Denna process kan producera vatten av hög kvalitet som är lämpligt för återanvändning i industriella eller jordbruksapplikationer.
Valet av tertiärt reningssystem kommer att bero på de specifika föroreningar som måste avlägsnas från avloppsvattnet, avsedd användning av avloppsvattnet och tillgängliga resurser. I många fall kan en kombination av behandlingsmetoder användas för att uppnå önskad nivå av vattenkvalitet.
Sammantaget är avloppsvattenreningsanordningar viktiga för att ta bort föroreningar och föroreningar från avloppsvattnet och för att säkerställa att det renade vattnet uppfyller miljö- och folkhälsostandarder.