Kualitas air limbah
SS: padatan tersuspensi, umumnya diukur dalam mg/L. Ini umumnya mengacu pada massa padatan dalam bahan yang ditahan setelah menyaring sampel air melalui kertas saring dan mengeringkannya pada 105 derajat hingga berat konstan.
COD: Permintaan oksigen kimia, umumnya diukur dalam mg/L. COD diukur dengan menggunakan oksidan yang kuat (kalium dikromat secara hukum diperlukan di negara saya) untuk mengoksidasi bahan organik menjadi CO2 dan H2O dalam kondisi asam. COD dinyatakan sebagai codcr, biasanya cod. Keuntungan COD: Ini secara akurat menunjukkan kandungan bahan organik dalam air limbah, hanya membutuhkan beberapa jam untuk diukur, dan tidak terpengaruh oleh kualitas air. COD yang lebih tinggi menunjukkan kontaminasi organik yang lebih parah di dalam air.
BOD: Permintaan oksigen biokimia, umumnya diukur dalam mg/L. Ini adalah jumlah oksigen terlarut yang dikonsumsi oleh dekomposisi mikroba polutan organik.
NH3-N: amonia nitrogen, umumnya diukur dalam mg/L. Amonia nitrogen mengacu pada nitrogen dalam air dalam bentuk amonia bebas (NH₃) dan ion amonium (NH₄⁺).
TP: Total fosfor, umumnya diukur dalam mg/L. Senyawa fosfor dalam air limbah dapat dibagi menjadi fosfor organik dan anorganik.
Jumlah Coliform: Jumlah bakteri coliform per liter sampel air, diukur dalam sel/L.
Total jumlah bakteri: jumlah total bakteri coliform, patogen, virus, dan bakteri lainnya, dinyatakan sebagai jumlah total koloni bakteri per mililiter sampel air.
Konsep dasar umum
Anaerob: Suatu kondisi lingkungan di mana oksigen terlarut maupun nitrogen nitrat tidak ada selama pengolahan air limbah biologis. Oksigen terlarut di bawah 0,2 mg/L.
Anoksik: Suatu kondisi lingkungan di mana oksigen terlarut tidak mencukupi atau tidak ada tetapi nitrat nitrogen hadir selama pengolahan air limbah biologis. Oksigen terlarut adalah sekitar 0,2-0,5 mg/L.
Aerobik: Kondisi lingkungan di mana oksigen terlarut atau nitrat nitrogen hadir selama pengolahan air limbah biologis. Oksigen terlarut di atas 2,0 mg/L.
Aerasi: Proses memaksa hanya oksigen dari udara ke dalam cairan, khususnya untuk mendapatkan oksigen terlarut yang cukup. Aerasi juga mencegah padatan tersuspensi dari tenggelam dan meningkatkan kontak antara bahan organik, mikroorganisme, dan oksigen terlarut di dalam tangki, sehingga memastikan oksigen terlarut yang cukup untuk mikroorganisme untuk mengoksidasi dan menguraikan bahan organik di air limbah.
Lumpur yang diaktifkan: lumpur - seperti zat flocculent yang dibentuk oleh berbagai organisme, seperti bakteri, jamur, protozoa, dan metazoa, dan zat anorganik seperti hidroksida logam. Ini menunjukkan sifat adsorpsi, flokulasi, biooksidasi, dan biosintesis yang sangat baik.
Proses lumpur yang diaktifkan: Metode pengolahan air limbah yang memanfaatkan koagulasi, adsorpsi, oksidasi, dekomposisi, dan presipitasi lumpur yang diaktifkan dalam air limbah untuk menghilangkan polutan organik.
Proses Biofilm: Metode pengolahan air limbah yang memaparkan air limbah ke biofilm yang ditanam pada permukaan pendukung tetap, memanfaatkan biofilm untuk menurunkan atau mengubah polutan organik di air limbah.
Flotasi: Flotasi melibatkan memperkenalkan atau menghasilkan sejumlah besar gelembung halus ke dalam air, menyebabkannya menempel pada partikel tersuspensi, menghasilkan kepadatan yang lebih rendah dari air. Buoyancy memaksa partikel untuk mengapung ke permukaan, dengan demikian mencapai pemisahan cair - {{1}. Metode untuk menghasilkan microbubbles termasuk aerasi dan udara terlarut.
Koagulasi: Tujuan koagulasi adalah untuk menambah agen (koagulan atau flokulan) ke air untuk menyebabkan sulit - ke - sedimen partikel koloid untuk dikumpulkan dan tumbuh ke ukuran di mana mereka secara alami dapat menyelesaikan. Proses ini disebut koagulasi - sedimentasi.
Filtrasi: Dalam pengolahan air, penyaringan umumnya mengacu pada proses mengklarifikasi air dengan menjebak materi yang ditangguhkan dengan lapisan pengisi granular, seperti pasir kuarsa. Filtrasi terutama menghilangkan bahan tersuspensi atau koloid dari air, khususnya secara efektif menghilangkan partikel dan bakteri yang tidak dapat dihilangkan dengan teknik sedimentasi. Ini juga memiliki tingkat efektivitas tertentu dalam menghilangkan COD dan BOD.
Sedimentasi: Proses menghilangkan materi tersuspensi dari air dengan memanfaatkan perbedaan kepadatan antara materi yang ditangguhkan dan air dan penyelesaian gravitasi.
Bahan kimia yang umum digunakan
PAC: Polyaluminum chloride
Soda kaustik: NaOH
Slaked Lime: CA (OH) 2
Kapur Cepat: Cao
Pam: poliakrilamida
Soda Ash: NA2CO3
Metode pengolahan air limbah
1. Proses lumpur teraktivasi
1. Proses lumpur teraktivasi tradisional (umumnya mengacu pada proses air limbah aerobik).
2. Proses A/O.
A/O adalah singkatan dari Anoxic/Oxic. Keuntungannya terletak pada tidak hanya merendahkan polutan organik tetapi juga menghilangkan nitrogen dan fosfor. Ini menggunakan teknologi hidrolisis anaerob sebagai pretreatment untuk lumpur yang diaktifkan, menjadikan proses A/O sebagai proses lumpur aktif yang ditingkatkan.
Prinsip Dasar: Proses A/O menghubungkan bagian anoksik dan bagian aerobik secara seri. Oksigen terlarut (DO) di bagian A tidak lebih dari 0,2 mg/L, sedangkan DO di bagian O adalah 2 - 4 mg/L. Di zona anoksik, bakteri heterotrofik menghidrolisis polutan tersusun seperti pati, serat, dan karbohidrat, serta bahan organik yang larut, menjadi asam organik, memecah molekul organik besar menjadi yang kecil dan mengubah bahan organik yang tidak larut menjadi yang larut. Ketika produk hidrolisis anoksik ini memasuki tangki aerobik untuk pengolahan aerobik, mereka meningkatkan biodegradabilitas air limbah dan meningkatkan efisiensi oksigen. Di zona anoksik, bakteri heterotrofik ammonifikasi polutan seperti protein dan lemak (n pada rantai organik atau gugus amino dalam asam amino), melepaskan amonia (NH3, NH 4+). Di bawah pasokan oksigen yang memadai, bakteri autotrofik nitrify dan mengoksidasi NH3-N (NH 4+) ke NO3-, yang dikembalikan ke tangki A melalui kontrol refluks. Dalam kondisi anoksik, denitrifikasi oleh bakteri heterotrofik mengurangi nitrogen molekul NO3- menjadi molekul (N2), menyelesaikan siklus ekologis C, N, dan O, dan mencapai pengolahan air limbah yang tidak berbahaya. Kerugian Proses Utama: Tangki anoksik ditempatkan terlebih dahulu, memungkinkan karbon organik di air limbah digunakan oleh bakteri denitrifikasi, mengurangi beban organik dalam tangki aerobik berikutnya. Alkalinitas yang dihasilkan oleh reaksi denitrifikasi dapat mengimbangi persyaratan alkalinitas untuk nitrifikasi dalam tangki aerobik. Kehadiran tangki aerobik setelah tangki anoksik lebih lanjut menghilangkan polutan organik yang tersisa dari denitrifikasi, meningkatkan kualitas limbah. Tingkat penghapusan BOD5 tinggi, mencapai lebih dari 90-95%, tetapi penghilangan nitrogen dan fosfor agak kurang efektif, dengan efisiensi penghilangan nitrogen 70-80%dan pengangkatan fosfor hanya 20-30%. Meskipun demikian, proses A/O tetap merupakan proses yang diadopsi secara luas karena kesederhanaan dan keuntungannya. Tangki anoksik dan aerobik juga dapat dikombinasikan, dipisahkan oleh penyekat, mengurangi biaya konstruksi. Oleh karena itu, konfigurasi ini cocok untuk memperbaiki tangki aerasi plug-flow yang ada.
Faktor yang Mempengaruhi: Proses A/O membutuhkan operasi terkontrol untuk menghindari lumpur dan kehilangan lumpur. Tingkat degradasi bahan organiknya tinggi (90-95%), tetapi kerugiannya adalah penghilangan nitrogen dan fosfor yang buruk. Jika konsentrasi fosfor dalam air limbah mentah kurang dari 3 mg/L, proses A/O sesuai. Untuk meningkatkan efisiensi denitrifikasi, proses A/O terutama mengontrol beberapa faktor:
1) MLS umumnya harus di atas 3000 mg/L. Di bawah nilai ini, efisiensi denitrifikasi sistem A/O berkurang secara signifikan.
2) Rasio pemuatan TKN/MLSS (TKN, Kjeldahl nitrogen, mengacu pada jumlah amonia nitrogen dan nitrogen organik dalam air): Selama nitrifikasi, rasio pemuatan ini harus di bawah 0,05 GTKN/(GMLSS · D).
3) Rasio pemuatan BOD5/MLSS: Selama nitrifikasi, faktor utama yang mempengaruhi nitrifikasi adalah keberadaan dan aktivitas bakteri nitrifikasi. Tingkat pertumbuhan spesifik minimum bakteri nitrifikasi autotrofik adalah 0,21/hari, sedangkan laju pertumbuhan spesifik minimum bakteri aerobik heterotrofik adalah 1,2/d. Yang pertama memiliki tingkat pertumbuhan spesifik yang jauh lebih rendah daripada yang terakhir. Agar bakteri nitrifikasi bertahan hidup dan mendominasi, usia lumpur harus lebih besar dari 4,76 hari. Namun, untuk bakteri aerobik heterotrofik, usia lumpur hanya 0,8 hari. Dalam proses lumpur teraktivasi tradisional, karena usia lumpur hanya 2 hingga 4 hari, bakteri nitrifikasi tidak dapat bertahan hidup dan mendominasi, dan dengan demikian tidak dapat menyelesaikan nitrifikasi.
Untuk mempromosikan pertumbuhan bakteri nitrifikasi, perlu untuk meningkatkan konsentrasi MLSS atau volume tangki aerasi untuk mengurangi beban organik, sehingga meningkatkan usia lumpur. Laju pemuatan lumpur (BOD5/MLSS) harus kurang dari 0,18 kGBOD5/kGMLSS · D.
4) Usia lumpur (TS): Untuk mempertahankan jumlah bakteri nitrifikasi yang cukup dalam tangki nitrifikasi untuk memastikan nitrifikasi yang halus, usia lumpur harus tiga kali waktu pembangkitan bakteri nitrifikasi. Waktu generasi rata -rata bakteri nitrifikasi adalah sekitar 3,3 hari (pada 20 derajat).
Jika suhu air musim dingin 10 derajat dan waktu pembangkitan bakteri nitrifikasi adalah 10 hari, usia lumpur yang dirancang harus 30 hari.
5) Total konsentrasi nitrogen dalam air limbah influen: TN harus kurang dari 30 mg/L. Konsentrasi NH3-N yang terlalu tinggi akan menghambat pertumbuhan bakteri nitrifikasi dan mengurangi tingkat denitrifikasi di bawah 50%.
6) Rasio resirkulasi minuman keras campuran: Nilai R secara langsung mempengaruhi efisiensi denitrifikasi. Meningkatkan R meningkatkan tingkat denitrifikasi, tetapi peningkatan R meningkatkan konsumsi daya dan biaya operasi.
7) Tangki Anoksik BOD5/NOX - n Rasio: h> 4 untuk memastikan rasio karbon/nitrogen yang cukup; Kalau tidak, tingkat denitrifikasi akan menurun dengan cepat. Namun, nilai BOD5 yang memasuki tangki nitrifikasi harus dikontrol di bawah 80 mg/L. Jika konsentrasi BOD5 terlalu tinggi, bakteri heterotrofik akan berkembang biak dengan cepat, menghambat pertumbuhan bakteri autotrofik dan stagnasi reaksi nitrifikasi.
8) Tangki nitrifikasi oksigen terlarut: lakukan> 2 mg/L. Secara umum, untuk pasokan oksigen yang memadai, DO harus dipertahankan pada 2-4 mg/L untuk memenuhi permintaan oksigen untuk nitrifikasi. Perhitungan menunjukkan bahwa 4,57 g oksigen diperlukan untuk mengoksidasi 1 g nh 4+.
9) Waktu retensi hidrolik: waktu retensi reaksi nitrifikasi harus> 6 jam; sedangkan reaksi denitrifikasi waktu retensi hidrolik harus 2 jam, dengan rasio 3: 1. Kalau tidak, efisiensi denitrifikasi akan menurun dengan cepat.
10) PH: Proses nitrifikasi menghasilkan HNO₃, yang menurunkan pH larutan campuran. Bakteri nitrifikasi sangat sensitif terhadap pH, dengan pH optimal untuk nitrifikasi adalah 8.0 - 8.4. Untuk mempertahankan pH yang sesuai, langkah -langkah yang tepat harus diambil. Perhitungan menunjukkan bahwa sekitar 7,1g alkalinitas (dihitung sebagai CACO₃) diperlukan untuk sepenuhnya nitrifikasi 1G amonia nitrogen (NH₃ - n). Alkalinitas yang dihasilkan oleh denitrifikasi (alkalinitas 3,75g/g NO₃-N) mengkompensasi sekitar setengah dari alkalinitas yang dikonsumsi oleh nitrifikasi. PH optimal untuk denitrifikasi adalah 6.5-7.5; Suhu di atas 8 dan di bawah 7 tidak menguntungkan.
11) Suhu: Nitrifikasi terjadi pada 20-30 derajat; suhu di bawah 5 derajat hampir berhenti; dan denitrifikasi terjadi pada 20-40 derajat; Tingkat denitrifikasi menurun dengan cepat di bawah 15 derajat.
Oleh karena itu, di musim dingin, langkah -langkah seperti meningkatkan usia lumpur denitrifikasi (TS), mengurangi laju pemuatan, dan meningkatkan waktu retensi hidrolik (HRT) harus diambil untuk mempertahankan laju denitrifikasi.
3. Proses A2/O.
Proses A2O, juga dikenal sebagai proses AAO (anaerob - anoxic - oksik), adalah proses pengolahan air limbah sekunder yang umum digunakan. Ini dapat digunakan untuk pengolahan air limbah sekunder atau tersier, serta untuk penggunaan kembali air reklamasi, dan efektif dalam menghilangkan nitrogen dan fosfor. Proses ini dikembangkan pada tahun 1970 -an oleh para ahli Amerika berdasarkan proses denitrifikasi AO.
Fungsi setiap unit reaktor
1. Reaktor anaerob: limbah mentah dan fosfor - yang mengandung lumpur pengembalian dari tangki sedimentasi masuk secara bersamaan. Reaktor ini terutama melepaskan fosfor sambil secara bersamaan ammonifikasi beberapa bahan organik.
2. Reaktor Anoksik: Fungsi utamanya adalah menghilangkan nitrogen. Nitrogen nitrat dipasok oleh reaktor aerobik melalui proses resirkulasi internal. Volume minuman keras campuran yang bersirkulasi relatif besar, biasanya 2Q (Q adalah laju aliran limbah mentah).
3. Reaktor Aerobik: Tangki aerasi adalah unit reaksi multifungsi yang melakukan penghilangan BOD, nitrifikasi, dan penyerapan fosfor. Laju aliran minuman keras campuran 2Q kembali dari reaktor ini ke reaktor anoksik . 4. tangki sedimentasi: tangki ini memisahkan lumpur dari air. Bagian dari lumpur dikembalikan ke reaktor anaerob, dan supernatan dikeluarkan sebagai air yang diolah.
Karakteristik proses
1. Proses ini adalah proses penghapusan nitrogen dan fosfor simultan paling sederhana, dengan waktu retensi hidrolik total (HRT) lebih rendah dari proses lainnya.
2. Di bawah kondisi anaerob (anoksik) dan aerobik yang bergantian, bakteri filamen tidak dapat berkembang biak secara signifikan, membuat lumpur melesat lebih kecil kemungkinannya. SVI (indeks volume survei) umumnya kurang dari 100.
3. Lumpur mengandung fosfor tinggi, menghasilkan efisiensi pupuk yang tinggi.
4. Tidak ada pestisida yang diperlukan selama operasi; Dua tahapan hanya membutuhkan agitasi lembut, memastikan tidak ada peningkatan oksigen terlarut, menghasilkan biaya operasi yang rendah.
Masalah yang belum terselesaikan:
1. Efisiensi penghilangan fosfor sulit ditingkatkan. Pertumbuhan lumpur memiliki batas tertentu dan sulit ditingkatkan, terutama ketika rasio P/BOD tinggi.
2. Efisiensi penghapusan nitrogen juga sulit ditingkatkan. Volume resirkulasi internal umumnya terbatas pada 2Q dan tidak boleh terlalu tinggi.
3. Air yang diolah memasuki tangki sedimentasi harus mempertahankan konsentrasi oksigen terlarut tertentu untuk mengurangi waktu retensi dan mencegah kondisi anaerob dan pelepasan fosfor dari lumpur. Namun, konsentrasi oksigen terlarut tidak boleh terlalu tinggi untuk mencegah gangguan minuman campuran yang bersirkulasi dengan reaktor anoksik.
4. SBR
Proses lumpur aktif intermiten adalah teknologi pengolahan air limbah lumpur aktif yang beroperasi dengan aerasi intermiten waktunya.
Keuntungan
1. Proses aliran plug yang ideal meningkatkan kekuatan pendorong reaksi biokimia dan meningkatkan efisiensi. Kondisi anaerob dan aerobik dalam tangki alternatif, menghasilkan hasil pemurnian yang sangat baik.
2. Operasi yang stabil: Air limbah menetap dalam keadaan statis yang ideal, membutuhkan waktu minimal, mencapai efisiensi tinggi dan kualitas limbah yang sangat baik.
3. Tahan terhadap beban kejut: Air yang diolah di dalam tangki mengencerkan dan buffer air limbah, secara efektif menolak dampak volume air dan kontaminan organik.
4. Setiap langkah proses dapat disesuaikan berdasarkan kualitas dan volume air, memberikan operasi yang fleksibel.
5. Proses ini membutuhkan peralatan minimal dan sederhana dalam konstruksi, sehingga mudah dioperasikan dan dipelihara.
6. DO dan gradien konsentrasi BOD5 ada di dalam reaktor, secara efektif mengendalikan bulking lumpur aktif.
7. Sistem SBR itu sendiri juga cocok untuk konstruksi modular, memfasilitasi ekspansi dan renovasi pabrik pengolahan air limbah . 8. penghapusan nitrogen dan fosfor: Mengontrol mode operasi yang secara tepat memungkinkan untuk membalik -balik kondisi aerobik, anoksik, dan anaerob, menghasilkan Nitrogen yang sangat baik dan penipuan aerobik, anoksik, dan anaerob.
9. Aliran prosesnya sederhana dan biayanya rendah. Peralatan utama terdiri dari reaktor batch sekuensing tunggal, tanpa tangki sedimentasi sekunder atau sistem pengembalian lumpur. Penyamaan dan tangki sedimentasi primer juga dapat dihilangkan, menghasilkan tata letak yang ringkas dan ruang lantai yang dikurangi.
Kerugian:
1. Persyaratan Kontrol Otomasi Tinggi.
2. Waktu drainase pendek (selama drainase intermiten), dan persyaratan untuk tidak mengganggu lapisan lumpur yang diselesaikan selama drainase, mengharuskan peralatan drainase khusus (decanters), yang menempatkan tuntutan tinggi pada decanter.
3. Pos Besar - Persyaratan Peralatan Perawatan: Misalnya, peralatan desinfeksi harus besar, volume tangki kontak juga harus besar, dan fasilitas drainase seperti pipa drainase juga harus besar.
4. Kedalaman decanting umumnya 1-2 meter, dan kehilangan kepala ini terbuang, meningkatkan total kepala.
5. Kurangnya tangki sedimentasi primer dengan mudah menghasilkan sampah, masalah yang belum ditangani secara memadai. Proses
Karena fitur teknis yang disebutkan di atas, sistem SBR semakin memperluas ruang lingkup penerapan proses lumpur yang diaktifkan.
Berdasarkan kondisi teknis saat ini, sistem SBR lebih cocok untuk situasi berikut:
1) Limbah domestik dalam kota kecil dan menengah - dan air limbah industri dari pabrik dan tambang, terutama di daerah dengan pelepasan intermiten dan fluktuasi laju aliran yang besar.
2) Lokasi yang membutuhkan kualitas limbah tinggi, seperti daerah wisata yang indah, danau, dan pelabuhan, tidak hanya memerlukan penghapusan bahan organik tetapi juga penghapusan fosfor dan nitrogen untuk mencegah eutrofikasi sungai dan danau.
3) Lokasi dengan sumber daya air terbatas. Sistem SBR dapat melakukan perawatan fisik dan kimia setelah perawatan biologis, menghilangkan kebutuhan akan fasilitas tambahan dan memfasilitasi daur ulang air.
4) Lokasi dengan tanah terbatas.
5) Memperbaiki pabrik pengolahan limbah aliran kontinu yang ada.
6) Idealnya cocok untuk mengolah volume kecil air limbah industri yang dibuang sebentar -sebentar dan untuk pengolahan polusi sumber titik yang tersebar.
5. Proses Cass
Proses lumpur teraktivasi yang bersirkulasi membagi reaktor SBR menjadi dua bagian sepanjang: bagian depan adalah zona pemilihan biologis, juga dikenal sebagai zona reaksi pre-, dan bagian belakang adalah zona reaksi utama. Decanter yang dapat diangkat dipasang di bagian belakang zona reaksi utama, memungkinkan operasi siklus dengan aliran air kontinu dan drainase intermiten, mengintegrasikan aerasi, sedimentasi, dan drainase.
6. Parit oksidasi
Ditampilkan oleh: Campuran minuman keras terus -menerus beredar di dalam parit, menciptakan zona anaerob, anoksik, dan aerobik.
2. Metode biofilm
1. Hubungi metode biologis
Metode biologis kontak adalah metode pengolahan air limbah biokimia baru yang menggabungkan karakteristik metode lumpur yang diaktifkan dan metode biofilm. Peralatan utama dalam metode ini adalah filter oksidasi kontak biologis. Pengisi seperti kokas, kerikil, dan sarang lebah plastik diisi dalam tangki aerasi kedap udara dan terendam air. Blower digunakan untuk mengangasi dan mengoksidasi pengisi di bagian bawah.
2. Bioreaktor membran
Ini adalah teknologi pengolahan air baru yang menggabungkan unit pemisahan membran dengan unit perawatan biologis.
3. Anaerob
Perawatan biologis anaerob menggunakan karakteristik metabolik mikroorganisme anaerob. Tanpa perlu energi eksternal, perlakuan biologis anaerob menggunakan bahan organik yang dikurangi sebagai akseptor hidrogen dan secara bersamaan menghasilkan energi - gas metana yang kaya.
1. Septic Tank
2. UASB
3. IC reaktor sirkulasi internal
4. Perawatan lanjutan
Berdasarkan pengobatan primer dan sekunder, metode ini selanjutnya mengobati bahan organik yang bandel, fosfor, nitrogen, dan nutrisi lainnya. Ini terutama melibatkan penyaringan dan desinfeksi.
1. Filter karbon aktif
2. Generator klorin dioksida