Vor- und Nachteile der Abwasserbehandlungsmethoden: Koagulation und Desinfektion

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Methoden der Abwasserbehandlung

Jede Stufe in einem Abwasseraufbereitungsprozess ist wichtig, um die gewünschten Aufbereitungsergebnisse zu erzielen. Primärbehandlung und Tertiärbehandlung sind jedoch für den Gesamtprozess von entscheidender Bedeutung. Bei der Erstbehandlung werden Feststoffe weitgehend reduziert. Ohne diesen Schritt wäre eine nachfolgende Behandlung weniger wirksam. Bei der Tertiärbehandlung wird schädliches mikrobiologisches Material abgetötet oder inaktiviert, so dass die betroffenen Organe nicht erkranken.

Diese Abwasserbehandlungsmethoden sind Koagulation bzw. Desinfektion. Jeder dieser Prozesse kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden, entweder durch chemische oder nicht-chemische Techniken. Jede dieser Abwasserbehandlungsmethoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.

Koagulation

Abwasserzuläufe enthalten unterschiedliche Mengen an insgesamt gelösten Feststoffen (TDS) und insgesamt suspendierten Feststoffen (TSS). Streckensiebung und Kornkammern verringern die TSS, müssen jedoch von einem verfeinerten Feststoffentfernungsprozess gefolgt werden. Sedimentation und Filtration sind Methoden, die in der Vergangenheit angewendet wurden, aber mit diesen Methoden können viele der kleinsten Partikel nicht entfernt werden.

Die Koagulation ist zu einer beliebten Methode geworden, um sowohl die TSS als auch in einigen Fällen die TDS des Abwassers zu reduzieren. Dieser Prozess beinhaltet die Destabilisierung der geladenen Partikel in der Lösung. Aufgrund ihrer ähnlichen elektrischen Ladung stoßen sich die Partikel gegenseitig ab und verhindern, dass sie sich schnell absetzen. Um diese elektrische Ladung zu destabilisieren, muss eine entgegengesetzte Ladung auf die Lösung aufgebracht werden, damit sich die Kolloide und andere Mineralien ansammeln können.

Derzeit gibt es zwei bekannte Koagulationsmethoden:

Chemische Koagulation

Die chemische Koagulation ist eine bekannte Methode der Partikelkoagulation. Dieses Verfahren erfordert die Zugabe einer Reihe chemischer Additive, um den gewünschten destabilisierten Zustand zu erreichen. Alaun, Eisenchlorid, Eisensulfat, Eisensulfat und Kalk sind einige der Additive, die zum Neutralisieren der geladenen Teilchen verwendet werden. Andere Zusätze umfassen Polymere, die als Hilfsmittel für die Aggregation von Feststoffen dienen.

Vorteile

Die Hauptüberlegung hinter der Verwendung der chemischen Koagulation ist, dass sie die Zeit beschleunigt, die die Feststoffe benötigen würden, um sich von selbst abzusetzen. Daher verkürzt sich die Gesamtverweilzeit des Abwasserbehandlungsprozesses.

Die chemische Koagulation kann auch das Absetzen von feineren kolloidalen Partikeln und mineralischen Verunreinigungen unterstützen. Diese Partikel setzen sich möglicherweise während eines Sedimentationsprozesses nicht ab und werden durch ein nachfolgendes Filtrationssystem geleitet.

Nachteile

Die chemische Koagulation ist im Kern ein additiver Prozess. Es kann zwar die Menge an Feststoffen in einer Lösung verringern, erfordert jedoch die Zugabe von Chemikalien, um dies zu erreichen. Das Hinzufügen dieser Substanzen kann sehr komplex sein und umfangreiche Glasuntersuchungen erfordern. Die Dosierungen müssen ziemlich genau sein, um den Einfluss optimal zu verarbeiten. Die Dosierung kann eine kontinuierliche Anpassung aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung der Abwasserquelle erfordern.

Die Zugabe von Chemikalien führt auch zur Erzeugung eines großen Volumens an Schlamm, der nach der Behandlung behandelt und entsorgt werden muss. Dieser Schlamm ist aufgrund der Art der zugesetzten Bestandteile ebenfalls gefährlich. Das Volumen und die Toxizität des Schlamms können die Entsorgungskosten erhöhen, da er nicht leicht entwässert werden kann.

Elektrochemische Koagulation

In jüngerer Zeit hat die elektrochemische Koagulation in optimierter Form Einzug in die Abwasserbehandlung gehalten. Bei diesem Prozess wird nach einer erforderlichen pH-Einstellung eine Reihe von metallischen Medien mit spezifischer Energie versorgt. Die Anoden und Kathoden können entweder das gleiche Material sein oder sich voneinander unterscheiden. Dieses Material wird in Abhängigkeit vom einströmenden Wassermix optimiert. Aluminium und Eisen sind zwei solche Materialien, die in diesem Prozess verwendet werden können. Die Elektroden setzen während der Oxidation geladene Ionen in die Lösung frei, was zur Destabilisierung der Partikel in der Lösung führt.

Vorteile

Die Elektrokoagulation ist ein direkter Prozess. Es hat nur wenige bewegliche Teile und kann daher mit geringerem Aufwand an Aufsicht und Wartung fernüberwacht werden. Das Verfahren kann auch typischerweise angepasst werden, um bei Bedarf ohne großen Aufwand unterschiedliche Partikelmengen aufzunehmen.

Das EC-Verfahren ist auch in der Lage, mehrere Kontaminanten mit einem einzigen System und in bestimmten Fällen mit einem einzigen Behandlungsdurchlauf zu erfassen. Das Fehlen einer typischen chemischen Zugabe führt zu kleineren Schlammmengen, die normalerweise ungefährlich, leicht zu entwässern und kostengünstiger zu verarbeiten und zu entsorgen sind.

Nachteile

Ein EC-System kann die Zugabe von Säuren oder Basen zur pH-Einstellung erfordern, so dass es nicht vollständig frei von Additiven ist. Aufgrund der Art des Prozesses sind die Elektroden opferfähig und korrodieren mit der Zeit, so dass sie ausgetauscht werden müssen. Für die Plattenreinigung kann ein CIP-Verfahren verwendet werden, bei dem im Reinigungszyklus Säure verwendet wird. Die Art des Prozesses erfordert auch elektrische Energie. An manchen Orten auf der Welt ist möglicherweise nicht viel auf einmal erforderlich, aber der Strom kann teurer sein, was die Betriebskosten erhöhen kann.

Desinfektion

Bei der tertiären Abwasserbehandlung kann das Abwasser Bakterien, Viren, Schimmelpilze, Zysten oder andere Krankheitserreger enthalten, die andere Behandlungsverfahren nicht entfernen können. Bevor das aufbereitete Wasser in ein Gewässer eingeleitet werden kann, müssen die mikrobiologischen Verunreinigungen inaktiviert oder abgetötet werden. Es stehen verschiedene Desinfektionsmethoden zur Abwasserbehandlung zur Verfügung. Die beiden am häufigsten verwendeten sind Chlor und ultraviolettes Licht.

Chlordesinfektion

Die meisten sind mit der Verwendung einer Chlorverbindung zur Schockbehandlung von Schwimmbädern vertraut. Chlor ist ein giftiges Mittel für biologische Organismen und tötet sie durch Oxidation ab. Es dringt in die Oberfläche von Krankheitserregern ein und beginnt im Inneren mit intrazellulären Enzymen und Proteinen zu interagieren und diese funktionsunfähig zu machen. Der Mikroorganismus stirbt oder vermehrt sich nicht mehr.

Vorteile

Chlor ist relativ billig und leicht verfügbar. Da es ein so starkes Oxidationsmittel ist, kann es außerdem sehr wirksam sein, große Mengen schädlicher Mikroorganismen bei geeigneter Reaktionszeit inert zu machen.

Nachteile

Chlor ist ziemlich flüchtig und kann zu Desinfektionsnebenprodukten (DBP) führen, die für Menschen, Tiere und Wasserorganismen schädlich sein können. Es erfordert eine sorgfältige Handhabung, um sicher versendet, gelagert und verwendet zu werden. Viren, Giardia lamblia und Cryptosporidium sind von der Chlordesinfektionsbehandlung nicht betroffen.

UV-Desinfektion

Desinfektionssysteme für ultraviolettes Licht sind in letzter Zeit in vielen Anwendungen aufgrund ihrer nicht-chemischen Desinfektionsfähigkeiten weit verbreitet. Bei bestimmten Wellenlängen kann UV-Licht die DNA eines Krankheitserregers stören, indem es seine molekularen Bindungen aufbricht. Eine normale Zellfunktion wird in diesem Zustand unmöglich und der mikrobiologische Organismus, die Zysten und die Viren bleiben praktisch inert.

Vorteile

Die UV-Desinfektion ist ein rein physikalischer Prozess, sodass keine gefährlichen Chemikalien anfallen. Es gibt keine schädlichen Restnebenprodukte, die im behandelten Wasser erzeugt werden könnten. Es ist hochwirksam gegen die meisten Viren, Bakterien, Sporen und Zysten und erfordert eine kürzere Kontaktzeit als andere tertiäre Abwasserbehandlungsmethoden. Darüber hinaus hat es eine kompakte Grundfläche für seine Desinfektionsfähigkeit.

Nachteile

Aufgrund der Verwendung von Licht zur Dekontaminierung einer Lösung können hohe Konzentrationen an insgesamt suspendierten Feststoffen (TSS) diese unwirksam machen. Dies ist kein Problem, wenn das vorhergehende Behandlungsverfahren das TSS effektiv entfernt. Niedrige Dosen von UV-Licht können bei einigen Viren, Sporen und Zysten unwirksam sein, sodass längere Kontaktzeiten oder eine Exposition mit höherer Intensität erforderlich sind. In den Mikroorganismen kann es auch zu einer Photoreaktivierung kommen, bei der sich die Organismen nach der Behandlung selbst reparieren, wenn die UV-Dosis nicht stark genug ist.

Übersichtstabelle der Vor- und Nachteile

 

Koagulation

Desinfektion

   

Chemical

Elektrochemisch

Chlor

UV

Vorteile

  • Niedrigere Niederschlagszeit

  • Entfernung von feinen Partikeln

  • Einfacher Prozess und Design

  • Leicht einstellbare

  • Geringe Schlammproduktion, ungefährlich

  • Zielt auf mehrere Kontaminanten ab

  • Einfach verfügbar

  • Preiswert

  • Starkes Oxidationsmittel

  • Keine schädlichen Rückstände

  • Keine Chemikalien zu handhaben

  • Wirksam gegen die meisten Viren, Sporen und Zysten

  • braucht wenig platz

  • kürzere Kontaktzeit

Nachteile

  • Additiver Prozess

  • Komplexes Dosieren

  • Hohe Gefahrschlammmenge

  • Einige pH-Einstellungen

  • Opferelektroden

  • Stromverbrauch kann teuer sein

  • Geschmack und Geruch

  • Kann DBPs erstellen

  • Flüchtig

  • Kann nicht alle Krankheitserreger (dh Viren, Zysten) entfernen

  • Ineffektiv, wenn TSS zu hoch ist

  • Niedrige Dosen können bei einigen Viren, Sporen und Zysten unwirksam sein.

  • Photoreaktivierung möglich

Basierend auf den gegebenen Informationen sieht Genesis Water Technologies, Inc. ein großes Potenzial in der Verwendung nachhaltiger nicht chemischer Wasseraufbereitungsprozesse. Wir sind stolz darauf, unsere GWT-spezialisierten elektrochemischen Behandlungssysteme und UV-Desinfektionssysteme in geeigneten Behandlungszügen für kommunale und industrielle Wasser- und Abwasserbehandlungsanwendungen zu entwerfen, zu konstruieren und zu liefern.

Wenn Sie mehr über diese Behandlungsmöglichkeiten erfahren möchten und wissen möchten, welche Vorteile sie für die Wasser- oder Abwasserbehandlungsziele Ihres Unternehmens haben, wenden Sie sich bitte an uns. Sie erreichen uns unter 1-877-267-3699 oder senden Sie uns eine E-Mail an customersupport@genesiswatertech.com für eine kostenlose Erstberatung zur Besprechung Ihrer Anwendung.