Das A bis Z der industriellen Abwasserbehandlungsstufen

Die Verwendung von Wasser für industrielle, gewerbliche und häusliche Zwecke fügt unseren Gewässern unerwünschte Verunreinigungen hinzu, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Wassers verändern, wodurch es unbrauchbar und aus ökologischer Sicht gefährlich wird. Abwasser muss daher einer Reihe von Behandlungsprozessen unterzogen werden, um die Wasserqualität zu verbessern und es so auf Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsstandards zu bringen.

Die Behandlung von Abwasser erfolgt normalerweise in drei Stufen: primär, sekundär und tertiär. Es gibt eine Reihe von physikalischen, chemischen und biologischen Parametern wie Farbe, Geruch, Trübung, pH-Wert, CSB, BSB, Stickstoffgehalt, TDS und Pathogengehalt, die die Wiederverwendbarkeit und Behandelbarkeit von Abwässern bestimmen. Jede Behandlungsstufe sorgt dafür, dass die Parameter des Abwassers näher an die Erfüllung herankommen.

1. Primärbehandlung von Abwasser

Die Erstbehandlung von Industrieabwässern erfolgt während der Primärbehandlung, bei der Schwebstoffe wie Kunststoff, Holz, Fett usw. physikalisch entfernt werden. Alle im Wasser vorhandenen kolloidalen Materialien werden einer chemischen Behandlung unterzogen, wobei Flockungsmittel und Gerinnungsmittel verwendet werden, die zusammen mit dem kontaminierenden kolloidalen Material ausflocken und bewirken, dass es sich auf dem Boden des Behandlungsbehälters absetzt. In diesem Stadium wird der pH-Wert des Abwassers unter Verwendung einer Säure oder Lauge neutralisiert, bevor das Abwasser zur sekundären Abwasserbehandlung geleitet wird. Dies ist ein notwendiger Schritt, um das mikrobielle Wachstum in der sekundären Abwasserbehandlungsstufe zu fördern. Mikroben bevorzugen eine nahezu pH-neutrale Umgebung, um sich zu ernähren, zu gedeihen und sich zu vermehren.

2. Sekundärbehandlung von Abwasser

Auf die primäre Abwasserbehandlung folgt die sekundäre Abwasserbehandlung, die das Herzstück des Abwasserbehandlungsprozesses darstellt. Die Sekundärbehandlung ist auch als biologischer Behandlungsprozess bekannt, bei dem das primär behandelte Abwasser unter Verwendung biologischer Mittel weiterbehandelt wird, die eine Kohlenstoffoxidation und die Entfernung anderer Nährstoffe verursachen. Die Nachbehandlung von Abwässern erfolgt mit biologischen Wirkstoffen wie Enzymen oder Mikroorganismen.

A. Durch Enzyme vermittelte Sekundärbehandlung von Abwasser

Enzyme sind nicht lebende biologische Proteinmoleküle, die eine biochemische Reaktion katalysieren. In enzymvermittelten sekundären Abwasserbehandlungsprozessen behandeln Enzyme das Wasser über eine Enzym-Substrat-Reaktion, bei der sich das Enzym an eine Stelle des Substrats anlagert und den Abbau des Substrats bewirkt. Der Nachteil ist, dass der Einsatz von Enzymen angesichts des kontinuierlichen Bedarfs in großen Mengen zu einer kostspieligen Angelegenheit wird. Aufgrund der Substratspezifität von Enzymen können zusätzliche organische Schadstoffe nicht abgebaut werden. Sie bleiben auch sehr empfindlich gegenüber Schwankungen in der Umgebung, die sie leicht inaktiv machen und daher ersetzt werden müssen. Sie benötigen auch eine spezifische Infrastruktur, um in einer Behandlungsanlage eingesetzt zu werden.

B. Zweitbehandlung von Abwasser durch Mikroben

Der mikrobielle Abbau von Abwasser ist die vielseitigste, effektivste und einfachste Methode zur Nachbehandlung von Abwasser . Durch die mikrobielle Behandlung von Abwasser kann ein Großteil der üblicherweise im Abwasser vorkommenden organischen Schadstoffe leicht abgebaut werden. Mikroben nutzen diese organischen Schadstoffe als Nahrungsquelle, indem sie die toxischen, hochmolekularen organischen Verbindungen in Wasser, Kohlendioxid, Biomasse und andere kleinere und ungiftige Nebenprodukte abbauen. Die Fähigkeit von Mikroben, organische Schadstoffe zu überleben, sich anzupassen, zu vermehren und unspezifisch abzubauen, macht es zur kostengünstigsten und effizientesten Lösung für die sekundäre Abwasserbehandlung. Es ist ratsam, ein mikrobielles Produkt zu verwenden, das aus einem Konsortium äußerst hartnäckiger und wissenschaftlich ausgewählter Mikroben besteht, die in der Lage sind, eine Vielzahl einfacher sowie widerspenstiger organischer Verbindungen anzugreifen, um bessere Ergebnisse bei der Sekundärbehandlung von Abwasser zu erzielen.

2.1. Arten der Sekundärbehandlung von Abwasser

Der Prozess der Sekundärbehandlung kann hauptsächlich in aerobe und anaerobe Behandlung eingeteilt werden, je nachdem, ob die Mikroben im Behandlungssystem die Anwesenheit von Sauerstoff benötigen, um zu überleben und das in das System eintretende Wasser zu behandeln.

2.1. Aerobe Behandlung:

Bei der aeroben Behandlung erfolgt der mikrobielle Abbau des Abwassers in Gegenwart von Luft/Sauerstoff, der mechanisch durch Belüfter zugeführt wird. Der Energieverbrauch für den kontinuierlichen Betrieb der Belüfter und die Überwachung der Parameter des Sekundärtanks macht es teurer als die anaerobe Behandlung. Aber der schnelle und effiziente Abbau von Schadstoffen unter aeroben Bedingungen verschafft ihm einen Vorteil gegenüber der anaeroben Behandlung. Der schnellere Abbau von Schadstoffen sorgt für eine kürzere Verweilzeit des Abwassers und damit für einen geringeren Bedarf an großer Landfläche. Aerobic-Technologie wird von verschiedenen Technologien eingesetzt, wie zum Beispiel:

Belebtschlammbehandlung – Dies ist die am häufigsten verwendete Technologie zur Sekundärbehandlung von Abwasser. Dabei werden die Mikroorganismen und Feststoffe mit großen Belüftern und Rührwerken im Tank suspendiert. Die Mikroben interagieren mit organischen Schadstoffen und bauen diese ab. Die Feststoffe und Mikroben flocken zusammen, um Flocken als Mischflüssigkeit suspendierte Feststoffe (MLSS) zu bilden. Nach Erreichen der gewünschten Abwasserbehandlung wird die gemischte Lauge in das Nachklärbecken abgelassen, wo sich der Schlamm am Boden absetzt und der Überstand einer weiteren Tertiärbehandlung unterzogen wird. Ein Teil des Schlamms wird in die Nachbehandlungsanlage zurückgeführt und dient als Saat für die weitere Behandlung des ankommenden Abwassers. Die Mikroben in diesem Schlamm sind bereits an die organische Belastung im Wasser vorakklimatisiert, wodurch der Abbauprozess schneller und effizienter wird.

Bewegtbett- Biofilmreaktoren (MBBRs) : MBBR sind ebenfalls eine Art Belebtschlammverfahren, aber die Mikroben haften als Biofilm auf der Oberfläche des Polyethylenträgers. Diese inerten Träger können sich leicht im Belebungsbecken bewegen und bieten aufgrund ihrer größeren Oberfläche einen einfachen Zugang für mikrobielle und Abfallinteraktionen. Ihre Bewegung ermöglicht eine höhere Abbaurate.

Sequentielle Batch-Reaktoren (SBRs) : Sie arbeiten am Füllen und Absaugen des Belebtschlammsystems in bestimmten Intervallen während des Behandlungsprozesses. Nach der Behandlung wird die Belüftung und das Rühren gestoppt und das Absetzen des Schlamms zugelassen. Der behandelte Überstand wird dann aus dem Auslass abgezogen. Bei diesem Verfahren zur Nachbehandlung von Abwasser können Ausgleich, Belüftung und Klärung in einem einzigen System erreicht werden.

Membranbioreaktoren: Die Kombination von biologischer Abwasserbehandlung wie Belebtschlamm mit Membranverfahren wie Mikrofiltration (MF) oder Ultrafiltration (UF) kann mit Membranbioreaktoren erreicht werden. Die Filtrationseinheit wird innerhalb des biologischen Reaktors platziert und das Abwasser wird durch die Filtrationseinheit abgezogen, wobei die mikrobielle Biomasse im Inneren des Reaktors gehalten wird.

2.1.2. Anaerobe Behandlung-

Die mikrobielle Behandlung von Abwasser in Abwesenheit von Luft/Sauerstoff ist als anaerobe Behandlung bekannt. Dieser Abbau erfolgt durch anaerobe Mikroorganismen. Es ist eine kostengünstige Methode zur Sekundärbehandlung von Abwasser, da es keinen hohen Energieaufwand erfordert. Obwohl der Energieaufwand für Systeme wie Rührwerke und Echtzeit-Datenüberwachung minimal ist, ist der Platzbedarf für die Behandlung großer Abwassermengen mit höheren Verweilzeiten im Vergleich zu seinen aeroben Gegenstücken viel höher. Zu den Technologien, die bei der anaeroben Behandlung verwendet werden, gehören:

Anaerobe Lagunen : Künstliche Erdbecken wie Teiche, die anaerobe Bedingungen für die Abwasserbehandlung bieten, werden als anaerobe Lagunen bezeichnet. Die Abwässer werden in Lagunen gehalten und mit potenziell anaeroben Mikroben zum Abbau von Schadstoffen versetzt. Diese Technologie erfordert im Vergleich zu anderen anaeroben Systemen eine längere Retentionszeit.

Anaerobe Schlammdeckenreaktoren (ASB): Bei diesem Verfahren wird der Zulauf unter anaeroben Bedingungen durch eine Decke aus Flocken oder körnigem Schlamm geleitet. Der Ablaufstrom kann abwärts oder aufwärts gerichtet sein. Der Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)-Reaktor ist die am häufigsten verwendete ASB-Technologie.

Anaerobe Filterreaktoren. Bei diesem Verfahren wird das Abwasser durch anaerobe Filter geleitet, auf deren Oberfläche Biofilme zurückbleiben. Der Filter enthält inerte Trägerstoffe, die synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein können. Die Filter können in Aufwärts- oder Abwärtsströmung betrieben werden.

Stickstoffentfernung durch Nitrifikation und Denitrifikation: Diese Methode der Sekundärbehandlung von Abwasser verwendet eine Kombination aus aerober Behandlung, gefolgt von anaerober Behandlung zur Entfernung von Nährstoffen wie Stickstoff. Der Stickstoff liegt im Wasser üblicherweise in Form von Ammoniak bei alkalischem pH, Ammoniumion bei saurem pH und ammoniakalischem Stickstoff bei neutralem pH vor. Der Prozess der Stickstoffentfernung ist ein zweistufiger Prozess, der als Nitrifikation und Denitrifikation bezeichnet wird.

Tertiäre Behandlung von Abwasser

Die tertiäre Abwasserbehandlung ist der letzte Behandlungsprozess, der eine Kombination aus physikalischen und chemischen Prozessen nutzt, um schädliche mikrobielle Krankheitserreger und höhere Lebensformen aus dem Abwasser zu entfernen. Es kann eine physikalische Trennmethode wie Filtration gefolgt von einer zusätzlichen physikalischen/chemischen Desinfektionsbehandlung beinhalten. Andere Verfahren können auch zusätzlich eingesetzt werden. Manchmal wird dieser Teil der Behandlung aufgrund fehlender Ressourcen ganz übersprungen. Umso wichtiger ist eine möglichst effiziente Nachbehandlung des Abwassers.

Organica Biotech ist ein Umweltbiotechnologieunternehmen, das seit über zwanzig Jahren ein Pionier in der Abwasserbehandlungsbranche ist. Organica Biotech hat Industrien im gesamten Spektrum dabei geholfen, ihre Abwasserbehandlungsprozesse zu verbessern, indem es innovative Sekundärbehandlungslösungen bereitstellt, die maßgeschneidert sind, um die Abwasserbehandlung zu erschwinglichen Kosten zu optimieren. Organica Biotech verfügt über eine Reihe von Abwasserbehandlungslösungen, die auf die verschiedenen Arten von Abwasser sowie auf industrielle Abwasserbehandlungsprozesse ausgerichtet sind. Besuchen Sie unsere Website https://organicabiotech.com/wastewater-treatment/ um mehr über uns zu erfahren.