Was ist die anaerobe Abwasserbehandlung und ihr Funktionsprinzip?

 

Dieser Artikel bietet eine leicht verständliche Einführung in die anaerobe Behandlung und ist in drei Teile gegliedert, um Ihnen zu verdeutlichen, wie sie funktioniert und warum Sie sie anwenden.

 

1. Was ist eine anaerobe Abwasserbehandlung?

 

2. Wie funktioniert die anaerobe Abwasserbehandlung?

 

3. Zu den gängigen Arten anaerober Abwasserbehandlungssysteme gehören:

 

4.Welches Aquasust könnte Ihnen bei der anaeroben Abwasserbehandlung helfen?

 

 

Bei der anaeroben Abwasserbehandlung handelt es sich um einen biologischen Prozess, bei dem Mikroorganismen unter Ausschluss von Sauerstoff organische Schadstoffe abbauen. Im grundlegenden anaeroben Behandlungszyklus gelangt das Abwasser in den Bioreaktorbehälter. Der Bioreaktor enthält eine dicke halbfeste Substanz namens Schlamm, die aus anaeroben Bakterien und anderen Mikroorganismen besteht. Diese anaeroben Mikroorganismen oder „anaeroben Bakterien“ verdauen die im Abwasser vorhandenen biologisch abbaubaren Substanzen und erzeugen dadurch einen geringeren biologischen Sauerstoffbedarf (BSB), chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) und/oder insgesamt suspendierte Feststoffe (TSS). Das Abwasser wird als Nebenprodukt verwendet. Produkt aus Biogas.

 

Die anaerobe Abwasserbehandlung dient der Behandlung verschiedener Industrieabwässer aus der Landwirtschaft, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Molkereiindustrie, der Zellstoff- und Papierindustrie und der Textilindustrie sowie kommunalen Klärschlämmen und Abwässern. Die anaerobe Technologie wird normalerweise für Bäche mit hohen Konzentrationen an organischen Substanzen (gemessen als hoher BSB, CSB oder TSS) eingesetzt, normalerweise vor der aeroben Behandlung. Die anaerobe Behandlung wird auch für spezielle Anwendungen wie die Behandlung von Abfallströmen mit anorganischen oder chlorierten organischen Stoffen eingesetzt und eignet sich sehr gut für die Behandlung warmer Industrieabwässer.

 

 

Die anaerobe Abwasserbehandlung ist eine biologische Behandlung, bei der anaerobe Mikroorganismen zum Abbau und zur Entfernung organischer Schadstoffe im Abwasser eingesetzt werden. Obwohl anaerobe Behandlungssysteme viele Formen annehmen können, umfassen sie normalerweise eine Art Bioreaktor oder Speicher, der die sauerstofffreie Umgebung aufrechterhalten kann, die zur Unterstützung des anaeroben Verdauungsprozesses erforderlich ist.

 

Der anaerobe Abwasserbehandlungsprozess umfasst zwei Stufen: die Versauerungsstufe und die Methanproduktionsstufe, die sich beide in einem dynamischen Gleichgewichtszustand befinden. In der ersten Phase der Säurebildung zersetzen anaerobe Bakterien komplexe organische Verbindungen in einfachere, kurzkettige, flüchtige organische Säuren. Die zweite Stufe, Methanproduktionsstufe genannt, besteht aus zwei Schritten: Essigsäureproduktion, anaerobe Bakterien synthetisieren organische Säuren unter Bildung von Acetat, Wasserstoff und Kohlendioxid; und Methanproduktion, und dann wirken anaerobe Mikroorganismen auf diese neu gebildeten Moleküle ein und bilden Methangas und Kohlendioxid. Diese Nebenprodukte können zur Verwendung als Brennstoff recycelt werden und das Abwasser kann zur weiteren Behandlung und/oder Einleitung verwendet werden.

 

Je nach spezifischen Anwendungsanforderungen und Anlagenanforderungen können anaerobe Vergärungssysteme als einstufige oder mehrstufige Geräte ausgelegt werden, was bedeutet, dass sie mit separaten Ansäuerungstanks und Bioreaktorgeräten ausgestattet werden können.

 

 

Anaerobe Lagune

 

Anaerobe Lagunen sind große künstliche Teiche, die normalerweise zwischen 1-2 Acres groß und bis zu 20 Fuß tief sind. Sie werden häufig bei der Behandlung landwirtschaftlicher Abwässer aus der Fleischproduktion sowie bei der Behandlung anderer industrieller Abwasserströme und als primärer Behandlungsschritt für die städtische Abwasserbehandlung eingesetzt. Abwasser wird normalerweise zum Boden der Lagune geleitet, wo es sich absetzt und eine obere Flüssigkeitsschicht und eine halbfeste Schlammschicht bildet. Die Flüssigkeitsschicht verhindert, dass Sauerstoff in die Schlammschicht gelangt, wodurch der anaerobe Vergärungsprozess die organische Substanz im Abwasser zersetzen kann. Im Durchschnitt kann dieser Prozess nur wenige Wochen oder bis zu sechs Monate dauern, bis der BSB/CSB-Wert den Zielbereich erreicht. Anaerobe Bakterien wirken sich positiv auf bestimmte Umweltbedingungen aus, beispielsweise auf eine warme Wassertemperatur (85-95 Grad F) und einen nahezu neutralen pH-Wert. Daher wird die Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen die Aktivität anaerober Mikroorganismen erhöhen und dadurch die Verweilzeit des Abwassers verkürzen. Die Geschwindigkeit der anaeroben Atmung kann auch durch viele Faktoren begrenzt werden, darunter Schwankungen der BSB/CSB-Konzentration und das Vorhandensein von Substanzen wie Natrium, Kalium, Kalzium und Magnesium.

 

Anaerober Schlammbettreaktor

 

Der Schlammbettreaktor ist eine anaerobe Behandlung, bei der das Abwasser durch eine frei schwebende „Decke“ aus suspendierten Schlammpartikeln fließt. Wenn die anaeroben Bakterien im Schlamm die organischen Bestandteile im Abwasser verdauen, vermehren sie sich und sammeln sich zu größeren Partikeln, die sich am Boden des Reaktortanks absetzen und für eine zukünftige Wiederverwertung recycelt werden können. Das gereinigte Abwasser fließt nach oben aus dem Gerät. Das beim Abbau entstehende Biogas wird während des gesamten Behandlungszyklus von der Sammelabdeckung aufgefangen.

 

 

Aufwärtsfließendes anaerobes Schlammbett (UASB): Bei der UASB-Behandlung wird Abwasser in den Boden des UASB-Bioreaktors gepumpt und dort nach oben strömen gelassen. Beim Durchströmen des Abwassers kommt es zum Aufschwimmen der Schlammschicht.

 

Expandierte Granulatschlammbetten (EGSBs): EGSBs sind der UASB-Technologie sehr ähnlich. Der wichtigste Unterscheidungsfaktor besteht darin, dass das Abwasser durch das System recycelt wird, um einen stärkeren Kontakt mit dem Schlamm zu fördern. Sie liegen im Allgemeinen auch höher als UASB und der Zufluss setzt sich mit einer höheren Geschwindigkeit fort. Daher kann das EGSB im Vergleich zum UASB-System Streams mit höherem organischen Anteil verarbeiten.

 

Anaerober Prallreaktor (ABR): Der ABR besteht aus halbgeschlossenen Kammern, die durch abwechselnde Prallbleche getrennt sind. Das Leitblech unterbricht den reibungslosen Abwasserfluss und fördert einen stärkeren Kontakt mit der Schlammschicht, wenn der Schlamm vom Reaktoreinlass zum Auslass fließt.

 

 

Der anaerobe Filterreaktor besteht aus einem Reaktortank, der mit einem bestimmten festen Filtermedium ausgestattet ist. Auf den Filtermedien können sich anaerobe Mikroorganismen ansiedeln und sogenannte Biofilme bilden. Filtermedien variieren von System zu System. Zu den gängigen Materialien gehören Kunststofffolien und -partikel sowie Kies, Bimsstein, Ziegel und andere Materialien. Neue Filtermedien müssen mit anaeroben Bakterien beimpft werden und es kann mehrere Monate dauern, bis sich der Biofilm so weit aufgebaut hat, dass er mit voller Kapazität verarbeitet werden kann.

 

Während des Behandlungszyklus durchläuft der Abwasserstrom ein Filtermedium, das zum Auffangen von Partikeln im Bach verwendet wird und gleichzeitig ausreichend Oberfläche bietet, um die anaeroben Bakterien im Biofilm den im Bach vorhandenen organischen Materialien auszusetzen. Im Laufe der Zeit muss die Leistung des Filterreaktors sorgfältig überwacht werden, da das Filtermedium schließlich durch übermäßige Biofilm- und Partikelansammlung verstopft wird und Wartungsschritte wie Rückspülen und Reinigen erforderlich sind, um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten.