Det finnes ulike typer enheter og utstyr som brukes i avløpsrensing for å fjerne forurensninger og forurensninger fra avløpsvannet. Noen av de vanligste enhetene inkluderer:
Skjermer:
Skjermer er en viktig komponent i mange avløpsvannbehandlingssystemer, siden de bidrar til å fjerne store faste stoffer, rusk og andre materialer fra avløpsvannet før det går inn i andre behandlingsprosesser. Silene kan klassifiseres ut fra størrelsen på åpningene i silen, som bestemmer størrelsen på partiklene som kan fjernes. Noen vanlige typer skjermer som brukes til behandling av avløpsvann inkluderer:
Barskjermer: Barskjermer består av en serie stenger som er plassert i avstand fra hverandre for å la vann strømme gjennom, men for å fange opp store rusk og faste stoffer. Stengene kan rengjøres manuelt eller mekanisk for å fjerne det fangede materialet.
Finsiler: Finsiler bruker en netting eller perforert plate for å fjerne mindre partikler fra avløpsvannet. Fine skjermer kan brukes til å fjerne materialer som hår, papir og plast.
Mikroskjermer: Mikroskjermer ligner på fine sikter, men de bruker en finere maskevidde eller porestørrelse for å fjerne mindre partikler, inkludert bakterier og andre mikroorganismer.
Trommelsikter: Trommelsikter bruker en roterende trommel med netting eller perforert overflate for å fange opp rusk og faste stoffer. Det fangede materialet skrapes deretter av overflaten av trommelen og fjernes.
Skiveskjermer: Skiveskjermer bruker roterende skiver med perforeringer for å fange opp rusk og faste stoffer. Det fangede materialet fjernes deretter med en skrape eller børste.
Valget av siltype vil avhenge av størrelsen og egenskapene til partiklene som skal fjernes, samt utformingen av det totale behandlingssystemet. I tillegg til å fjerne faste stoffer, kan skjermer også bidra til å beskytte nedstrømsutstyr, som pumper og ventiler, mot skader forårsaket av store rusk eller andre materialer.
Kornkamre:
Kornkamre er en type primærbehandling som brukes i avløpsrenseanlegg for å fjerne tunge uorganiske faste stoffer, som sand, grus og andre grusete materialer som er for tunge til å fjernes ved sedimentering alene. Disse materialene kan forårsake skade på utstyr, som pumper og ventiler, i behandlingsprosessen og kan også samle seg i slammet under primærbehandling.
Kornkamre fungerer ved å bremse strømmen av avløpsvann og la de tunge materialene legge seg til bunnen. Kornkammeret er typisk en lang og smal tank, med et bredde-til-lengde-forhold på omtrent 1:4, for å sikre at avløpsvannet forblir i kammeret i tilstrekkelig lang tid. Når avløpsvannet strømmer inn i kammeret, bremses det ned, noe som fører til at de tunge materialene legger seg til bunnen.
Det sedimenterte gruset fjernes deretter fra bunnen av kammeret ved å bruke et grusfjerningssystem, som kan inkludere gruspumper, grusklassifiserere eller grustransportører. Det fjernede sandet sendes deretter til et deponi eller et annet egnet deponi.
Kornkamre kan være enten vortex- eller detritus-type. I et gruskammer av virveltypen føres avløpsvannet inn tangentielt til kammeret, og skaper en virvlende bevegelse som hjelper til med å skille gruset fra avløpsvannet. I et gruskammer av detritus-typen føres avløpsvannet inn med lav hastighet, slik at gruset kan legge seg til bunnen av kammeret.
Kornkamre er vanligvis plassert i begynnelsen av behandlingsprosessen, før primær sedimentering, for å sikre at de tunge materialene fjernes før de kan forårsake skade eller forstyrre de påfølgende behandlingsprosessene.
Sedimentasjonstanker:
Sedimentasjonstanker, også kjent som klaringsmidler, er en type primærbehandling som brukes i renseanlegg for avløpsvann for å fjerne suspenderte faste stoffer og organisk materiale fra avløpsvann. Disse tankene fungerer ved å la avløpsvannet sette seg, noe som får de tyngre faststoffene til å synke til bunnen av tanken mens de lettere faststoffene flyter til toppen, og danner et lag med avskum. Det klarnede vannet fjernes deretter fra midten av tanken.
Sedimentasjonstanker er typisk rektangulære eller sirkulære i form, og er designet for å bremse strømmen av avløpsvann slik at de faste stoffene har nok tid til å sette seg. Tankene kan være utstyrt med mekanisk utstyr som skraper, skimmere eller river som hjelper til med å fjerne faste stoffer fra bunnen av tanken og avskumlaget fra overflaten.
Sedimentasjonstanker kan utformes som enten primære klaringsmidler, som fjerner størstedelen av de suspenderte faste stoffene og organisk materiale, eller sekundære klaringsmidler, som brukes etter biologisk behandling for å fjerne gjenværende faste stoffer og mikroorganismer.
Effektiviteten til sedimentasjonstanker avhenger av flere faktorer, inkludert tilbakeholdelsestiden, sedimentasjonshastigheten til faststoffene og utformingen av tanken. Tilbakeholdelsestiden er hvor lang tid avløpsvannet forblir i tanken, og bestemmes typisk av størrelsen og strømningshastigheten til tanken. Sedimenteringshastigheten til de faste stoffene avhenger av deres størrelse, form og tetthet, og kan påvirkes av tilsetning av kjemikalier, for eksempel koagulanter, som hjelper til med å aggregere faststoffene.
Samlet sett er sedimentasjonstanker en viktig komponent i avløpsvannbehandlingen, da de bidrar til å fjerne mesteparten av faststoffet og organisk materiale før avløpsvannet behandles videre ved hjelp av biologiske eller avanserte renseprosesser.
Luftetanker:
Luftetanker er en viktig komponent i den biologiske renseprosessen i avløpsrenseanlegg. Hovedfunksjonen til disse tankene er å gi et miljø hvor mikroorganismer kan trives og bryte ned det organiske materialet som finnes i avløpsvannet.
I en typisk aktivert slamprosess er luftetanken et stort basseng eller en tank hvor avløpsvannet blandes med en mikrobiell kultur eller slam. Slammet inneholder en blanding av mikroorganismer, inkludert bakterier, protozoer og sopp, som bryter ned det organiske materialet i avløpsvannet gjennom en prosess med aerob respirasjon.
For å fremme veksten og aktiviteten til mikroorganismene er luftetanken utstyrt med lufteinnretninger, som diffusorer eller mekaniske luftere, som tilfører oksygen til avløpsvannet. Dette gir det nødvendige oksygenet som mikroorganismene trenger for å utføre sine metabolske prosesser.
Lufteprosessen tar vanligvis flere timer, i løpet av denne tiden forbruker mikroorganismene det organiske materialet i avløpsvannet og formerer seg i antall. Etter at lufteprosessen er fullført, ledes avløpsvannet til en sekundær klarings- eller bunnfellingstank, hvor mikroorganismene får sette seg ut og danne et slamlag. Det klarnede vannet fjernes deretter og kan behandles videre i tertiære behandlingsprosesser.
Effektiviteten til lufteprosessen avhenger av flere faktorer, inkludert konsentrasjonen av mikroorganismer i slammet, nivået av oppløst oksygen i luftetanken og den organiske belastningshastigheten til avløpsvannet. Disse faktorene må kontrolleres nøye for å sikre at mikroorganismene er i stand til å effektivt bryte ned det organiske materialet og produsere høykvalitets avløp.
Aktivert slamsystemer:
Et aktivert slamsystem er en biologisk behandlingsprosess for avløpsvann som bruker mikroorganismer til å bryte ned organisk materiale i avløpsvannet. Prosessen innebærer å tilføre luft til avløpsvannet for å fremme veksten av mikroorganismer, som deretter forbruker det organiske materialet og omdanner det til karbondioksid, vann og nye mikrobielle celler.
I et aktivert slamsystem blir avløpsvannet først behandlet i en luftetank, hvor det kontinuerlig tilføres luft for å fremme veksten av mikroorganismene. Mikroorganismene forbruker det organiske materialet i avløpsvannet, som gir dem energien og næringsstoffene som trengs for vekst. Når mikroorganismene vokser, danner de klumper eller flokker som kan sette seg ut av avløpsvannet.
Etter luftetanken sendes avløpsvannet til en sekundær klaring, hvor flokkene legger seg ut av avløpsvannet og fjernes som slam. Det rensede avløpsvannet slippes så ut eller sendes til videre behandling.
Det er flere fordeler med å bruke aktivert slamsystemer for behandling av avløpsvann. For eksempel kan de effektivt fjerne organisk materiale, nitrogen og fosfor fra avløpsvannet, noe som kan bidra til å forhindre eutrofiering og andre vannkvalitetsproblemer. Aktivert slamsystemer kan også produsere høykvalitets avløp, som kan slippes ut til overflatevann eller brukes til vanning.
Det er imidlertid også noen utfordringer knyttet til aktivert slamsystemer. For eksempel krever systemet nøye styring for å opprettholde riktig balanse mellom mikroorganismer og næringsstoffer, siden for mye eller for lite av begge kan forårsake problemer. I tillegg kan systemet være utsatt for sjokkbelastninger og andre forstyrrelser, som kan forstyrre behandlingsprosessen. Til slutt kan aktivert slamsystemer generere store mengder slam, som må behandles og deponeres på riktig måte.
Membran bioreaktorer:
En membranbioreaktor (MBR) er en type avløpsvannbehandlingssystem som kombinerer biologisk behandling med membranfiltrering. MBR-systemer bruker en biologisk prosess for å bryte ned organisk materiale i avløpsvannet, og bruker deretter membraner til å filtrere ut suspenderte faste stoffer, bakterier og andre forurensninger.
I et MBR-system blir avløpsvannet først behandlet i en luftetank, hvor mikroorganismer forbruker organisk materiale og omdanner det til karbondioksid og vann. Den blandede væsken separeres deretter fra det behandlede vannet ved hjelp av et membranfilter, som lar vannet passere gjennom samtidig som de faste stoffene og mikroorganismene beholdes. De faste stoffene og mikroorganismene som er fanget av membranen returneres til luftetanken for å fortsette behandlingsprosessen.
Det er to hovedtyper av membranfiltre som brukes i MBR-systemer: hulfiber og flatt ark. Hulfibermembraner brukes vanligvis i mindre systemer, mens flate membraner brukes i større applikasjoner. Begge typer membraner har små porer som filtrerer ut bakterier, virus og andre forurensninger.
MBR-systemer har flere fordeler i forhold til konvensjonelle avløpsvannbehandlingssystemer. For eksempel kan MBR-systemer produsere avløp av høyere kvalitet enn konvensjonelle systemer, siden membranene gir en fysisk barriere for suspenderte faste stoffer, bakterier og andre forurensninger. MBR-systemer krever også mindre plass enn konvensjonelle systemer, siden membranfiltreringen kan erstatte sekundærklareren. I tillegg kan MBR-systemer drives ved høyere biomassekonsentrasjoner, noe som kan gi høyere renseeffektivitet og lavere slamproduksjon.
Imidlertid kan MBR-systemer også være mer komplekse og dyrere i drift enn konvensjonelle systemer, siden de krever spesialiserte membraner og mer avanserte kontrollsystemer. Vedlikehold og utskifting av membranene kan også være kostbart. Til tross for disse utfordringene, blir MBR-systemer stadig mer populære for både kommunalt og industrielt avløpsvannbehandling, spesielt i områder hvor det er begrenset med plass eller hvor høykvalitets avløp er nødvendig.
Desinfeksjonssystemer:
Desinfeksjonssystemer er en viktig komponent i mange behandlingsprosesser for avløpsvann, siden de bidrar til å redusere nivåene av patogene mikroorganismer i avløpsvannet. Det finnes flere forskjellige typer desinfeksjonssystemer som kan brukes, inkludert:
Klorering: Klorering er en vanlig desinfeksjonsmetode som innebærer å tilsette klor til det behandlede avløpsvannet. Klor kan drepe mange typer mikroorganismer, inkludert bakterier og virus. Imidlertid kan klorering også generere desinfeksjonsbiprodukter, som trihalometaner, som kan være skadelige for menneskers helse.
Ultrafiolett (UV) stråling: UV-desinfeksjonssystemer bruker UV-lamper med høy intensitet for å drepe mikroorganismer i avløpsvannet. UV-strålingen skader mikroorganismenes DNA, noe som hindrer dem i å formere seg. UV-desinfeksjon er en kjemikaliefri metode som ikke produserer desinfeksjonsbiprodukter.
Ozonering: Ozonering er en prosess som innebærer å tilsette ozon til det behandlede avløpsvannet. Ozon er en kraftig oksidant som kan drepe mikroorganismer og bryte ned organiske forbindelser. Ozonering er en kjemikaliefri metode som ikke gir desinfeksjonsbiprodukter, men den kan være dyr i drift.
Membranfiltrering: Noen typer membranfiltre, som ultrafiltreringsmembraner, kan fjerne bakterier og virus fra det rensede avløpsvannet. Membranfiltrering kan være en effektiv metode for desinfeksjon, men det kan være dyrt å installere og vedlikeholde.
Valget av desinfeksjonssystem vil avhenge av en rekke faktorer, inkludert egenskapene til avløpsvannet, nødvendig desinfeksjonsnivå og tilgjengelige ressurser. I mange tilfeller kan en kombinasjon av desinfeksjonsmetoder brukes for å oppnå ønsket behandlingsnivå.
Tertiære behandlingssystemer:
Tertiære rensesystemer brukes til å viderebehandle avløpsvann som allerede har gjennomgått primære og sekundære renseprosesser. Hensikten med tertiær behandling er å fjerne gjenværende urenheter og forurensninger fra vannet for å produsere et avløp som er egnet for gjenbruk eller utslipp til miljøet. Noen vanlige tertiære behandlingssystemer inkluderer:
Filtrering: Filtrering er en prosess som fjerner små partikler, suspenderte stoffer og andre urenheter fra avløpsvannet. Vanlige typer filtre som brukes i tertiær behandling inkluderer sandfiltre, multimediefiltre og membranfiltre.
Kjemisk behandling: Kjemisk behandling innebærer å tilsette kjemikalier til avløpsvannet for å fjerne oppløste faste stoffer og organiske forbindelser. Vanlige kjemikalier som brukes i tertiær behandling inkluderer koagulanter, flokkuleringsmidler og desinfeksjonsmidler.
Fjerning av næringsstoffer: Fjerning av næringsstoffer er en prosess som fjerner overflødig nitrogen og fosfor fra avløpsvannet. Overskudd av næringsstoffer kan bidra til algeoppblomstring og andre miljøproblemer. Vanlige metoder for fjerning av næringsstoffer inkluderer biologisk fjerning av næringsstoffer (BNR) og kjemisk utfelling.
Desinfeksjon: Desinfeksjon er en prosess som dreper sykdomsfremkallende mikroorganismer i avløpsvannet. Vanlige desinfeksjonsmetoder inkluderer klorering, UV-stråling og ozonbehandling.
Omvendt osmose: Omvendt osmose er en prosess som bruker en semipermeabel membran for å fjerne oppløste faste stoffer, salter og andre urenheter fra avløpsvannet. Denne prosessen kan produsere vann av høy kvalitet som er egnet for gjenbruk i industrielle eller landbruksapplikasjoner.
Valget av tertiært rensesystem vil avhenge av de spesifikke forurensningene som må fjernes fra avløpsvannet, tiltenkt bruk av avløpsvannet og tilgjengelige ressurser. I mange tilfeller kan en kombinasjon av behandlingsmetoder brukes for å oppnå ønsket nivå av vannkvalitet.
Totalt sett er avløpsvannbehandlingsenheter avgjørende for å fjerne forurensninger og forurensninger fra avløpsvannet og sikre at det behandlede vannet oppfyller miljø- og folkehelsestandarder.