Avløpsvannbehandling er prosessen med å fjerne forurensninger fra avløpsvann, som genereres av menneskelige aktiviteter som husholdnings-, industri- og landbrukspraksis. Målet med behandling av avløpsvann er å produsere renset vann som er trygt for utslipp til miljøet eller for gjenbruk.
Det er flere stadier involvert i behandling av avløpsvann, som kan omfatte:
Foreløpig behandling:
Forbehandling er det første trinnet i avløpsvannbehandlingen og innebærer fysisk fjerning av store faste stoffer og rusk fra avløpsvannet. Dette gjøres for å beskytte nedstrøms behandlingsprosesser, forhindre tilstopping av rør og utstyr, og forbedre effektiviteten av påfølgende behandlingstrinn.
Følgende er de vanlige metodene som brukes i forbehandling:
Siling: Avløpsvann strømmer gjennom en skjerm med åpninger i forskjellige størrelser for å fjerne store gjenstander som pinner, filler, plast og annet rusk. Det oppsamlede materialet deponeres deretter på et deponi.
Fjerning av grus: Avløpsvann ledes gjennom et gruskammer for å fjerne uorganiske faste stoffer som sand, grus og andre tunge materialer. Dette gjøres for å forhindre slitasje på nedstrømsutstyr.
Strømningsutjevning: Dette er en prosess som bidrar til å jevne ut svingninger i strømningshastigheten til avløpsvannet. Det innebærer bruk av en lagringstank for å holde avløpsvann i tider med høye strømningshastigheter og frigjøre det i tider med lav strømningshastighet.
Fjerning av fett, olje og fett (FOG): TÅK fjernes ved hjelp av en fettutskiller, som er en enhet som skiller og samler opp tåke fra avløpsvannet. Dette hindrer FOG i å tette til rør og utstyr nedstrøms.
Etter forbehandling er avløpsvannet klart for videre behandling gjennom sekundære og tertiære renseprosesser for å fjerne oppløste og suspenderte organiske materialer og skadelige forurensninger før det slippes ut eller gjenbrukes.
Primærbehandling:
Primærbehandling er det andre trinnet i avløpsvannbehandlingen og innebærer fysisk og kjemisk fjerning av bunnfellbare og suspenderte faste stoffer fra avløpsvannet. Formålet med primærbehandling er å fjerne mest mulig organiske og uorganiske faste stoffer før avløpsvannet utsettes for sekundær eller tertiær behandling. Følgende er de vanlige metodene som brukes i primærbehandling:
Sedimentering: Avløpsvann holdes i en sedimenteringstank eller klaringsanlegg, som lar sedimenterbare faste stoffer sedimentere til bunnen av tanken. De faste stoffene, kalt primærslam, fjernes deretter og sendes til en slambehandlingsprosess. Den klarede væsken, kalt avløp, sendes til videre behandling.
Koagulering og flokkulering: I denne prosessen tilsettes kjemikalier til avløpsvannet for å hjelpe partikler med å koagulere og danne større klumper, kalt flokker. Flokkene kan da lettere fjernes ved sedimentering eller filtrering. Kjemikaliene som brukes i koagulering og flokkulering inkluderer aluminiumsulfat (alun) og jernklorid.
Utjevning: Utjevning er prosessen med å balansere tilsiget av avløpsvann til renseanlegget. Dette gjøres ved å bruke en oppbevaringstank for å midlertidig lagre avløpsvann før det går inn i renseprosessen. Dette bidrar til å redusere toppstrømmene og bidrar til å opprettholde konsistente forhold for behandlingsprosesser nedstrøms.
pH-justering: pH-justering kan være nødvendig hvis pH i avløpsvannet er for høy eller for lav. Tilsetning av syrer eller baser kan bidra til å justere pH til det optimale området for behandling.
Etter primærbehandling utsettes avløpsvannet for sekundærbehandling, som innebærer biologisk behandling av oppløste og suspenderte organiske materialer, eller tertiærbehandling, som innebærer avanserte renseprosesser for å fjerne spesifikke forurensninger.
Sekundær behandling:
Sekundærbehandling er det tredje trinnet i avløpsvannbehandlingen og innebærer biologisk fjerning av oppløste og suspenderte organiske materialer fra avløpsvannet. Formålet med sekundærrensing er å viderebehandle avløpsvannet som har gjennomgått primærbehandling og å klargjøre det for utslipp eller gjenbruk. Følgende er de vanlige metodene som brukes i sekundær behandling:
Aktivert slamprosess: I denne prosessen blandes avløpsvannet med en kultur av mikroorganismer, inkludert bakterier og sopp, som forbruker og bryter ned det organiske materialet i avløpsvannet. Blandingen, kalt aktivert slam, skilles deretter fra det behandlede vannet ved hjelp av sedimentasjonstanker. Det behandlede vannet kan deretter sendes til videre behandling eller slippes ut.
Sildrefilter: I denne prosessen sprøytes avløpsvannet over en seng av steiner eller plastmedier, som en biofilm av mikroorganismer har utviklet seg på. Mikroorganismene konsumerer det organiske materialet i avløpsvannet når det sildrer over media. Det behandlede vannet samles deretter i bunnen av filteret og sendes til videre behandling.
Roterende biologisk kontaktor: I denne prosessen sprøytes avløpsvannet over en roterende skive eller trommel, som er dekket av en biofilm av mikroorganismer. Når skiven roterer, forbruker mikroorganismene det organiske materialet i avløpsvannet. Det behandlede vannet samles deretter opp og sendes til videre behandling.
Sekvensiell batchreaktor: I denne prosessen behandles avløpsvannet i partier, hvor det gjennomgår flere stadier av biologisk behandling. Hvert trinn involverer et annet sett med mikroorganismer som bryter ned det organiske materialet i avløpsvannet. Det behandlede vannet samles deretter opp og sendes til videre behandling.
Etter sekundær rensing blir avløpsvannet vanligvis utsatt for tertiær rensing, som innebærer avanserte renseprosesser for å fjerne spesifikke forurensninger. Dette gjøres for å sikre at det rensede avløpsvannet oppfyller de påkrevde kvalitetsstandardene for utslipp eller gjenbruk.
Tertiær behandling:
Aktivslamprosessen er en vanlig biologisk renseprosess som brukes i avløpsrenseanlegg for å fjerne organisk materiale, nitrogen og fosfor fra avløpsvannet. Det er en type sekundær behandling som følger de primære behandlingsprosessene, som screening, fjerning av grus og sedimentering.
I den aktiverte slamprosessen blandes avløpsvannet med en mikrobiell kultur, kjent som "aktivert slam", i en luftetank. Det aktiverte slammet er en blanding av mikroorganismer, som bakterier, protozoer og sopp, som forbruker det organiske materialet i avløpsvannet og omdanner det til mikrobiell biomasse, karbondioksid og vann.
Luftetanken er vanligvis utstyrt med diffuse lufteanordninger eller mekaniske luftere for å gi oksygen til mikroorganismene, og fremme deres vekst og aktivitet. Lufteprosessen tar vanligvis flere timer og krever et høyt nivå av oppløst oksygen for å støtte den aerobe metabolismen til mikroorganismene.
Etter lufteprosessen ledes avløpsvannet til en sekundær klarings- eller bunnfellingstank, hvor det aktiverte slammet og eventuelt gjenværende suspendert stoff får sedimentere. Det sedimenterte slammet returneres deretter til luftetanken for å fortsette behandlingsprosessen, mens det klarede vannet ledes til videre behandlingsprosesser, som tertiær behandling eller desinfeksjon, før det slippes ut eller brukes på nytt.
For å opprettholde effektiviteten til den aktiverte slamprosessen, må den mikrobielle kulturen overvåkes og kontrolleres nøye. Faktorer som konsentrasjonen av oppløst oksygen, tilgjengeligheten av næringsstoffer, pH og temperatur må holdes innenfor et spesifikt område for å fremme vekst og aktivitet til mikroorganismene og sikre høykvalitets avløp. I tillegg må overflødig slam med jevne mellomrom fjernes fra prosessen for å forhindre oppbygging av inerte faste stoffer og opprettholde den ønskede mikrobielle populasjonen.
Etter behandling blir avløpsvannet vanligvis sluppet ut i en mottakende vannmasse eller gjenbrukt til ikke-drikkelige formål som vanning eller industrielle prosesser.
Rensing av avløpsvann er en viktig prosess for å beskytte folkehelsen og miljøet. Riktig behandling bidrar til å forhindre spredning av vannbårne sykdommer, redusere forurensning i vannveier og spare vannressurser.