Invoering
Anaërobe biologische behandeling is een afvalwaterzuiveringsproces dat organische verontreinigende stoffen afbreekt in afwezigheid van zuurstof. Het is afhankelijk van anaërobe micro-organismen om complexe organische verbindingen om te zetten in eenvoudiger stoffen, voornamelijk methaan (CH₄) en koolstofdioxide (CO₂). Deze methode wordt veel gebruikt voor de zeer sterke- stabilisatie van industrieel afvalwater en slib vanwege de energie-efficiëntie en de lage slibproductie.
Voordelen van anaerobe behandeling ten opzichte van aerobe behandeling
1. Hoger organisch laadvermogen
- De typische slibbelasting (F/M) voor de anaerobe behandeling van industrieel afvalwater is0,5–1,0 kg BZV₅/(kg MLVSS·d), meer dan tweemaal zoveel als aerobe processen (0,1–0,5 kg BZV₅/(kg MLVSS·d)).
- Door het ontbreken van zuurstofoverdrachtsbeperkingen kan deMLVSS (gemengde vluchtige zwevende vaste stoffen)in anaerobe systemen kan bereiken5–10 keerdie van aerobe systemen.
- De organische volumetrische belastingssnelheid voor anaërobe behandeling bedraagt5–10 kg BZV₅/(m³·d), vergeleken met alleen0,5–1,0 kg BZV₅/(m³·d)voor aërobe behandeling-a10-voudig verschil.
2. Lagere slibproductie en betere slibkwaliteit
- Anaerobe behandeling levert alleen maar op5%–20%van de biomassa die wordt gegenereerd bij aërobe processen.
- Aërobe methoden produceren0,25–0,6 kg slib per kg verwijderde CZV, terwijl anaërobe methoden alleen maar rendement opleveren0,02–0,18 kg, met betere ontwaterbaarheid.
- Ook anaërobe vergistingdoodt parasieteierenin slib, waardoor de hygiënische en chemische stabiliteit wordt verbeterd, waardoor de kosten voor slibafvoer worden verlaagd.
3. Lagere behoefte aan voedingsstoffen en operationele flexibiliteit
- Anaërobe microben hebben dit nodigslechts 5%–20%van de nutriënten (N, P) die nodig zijn voor aerobe processen, waardoor ze geschikt zijn voor afvalwater met -tekorten.
- Anaërobe micro-organismen blijven actiefmaanden of zelfs jarenzonder significante achteruitgang en kan snel opnieuw opstarten na het afsluiten, waardoor dit mogelijk isintermitterende werking(ideaal voor seizoensafvalwater).
4. Energiebesparing en methaanproductie
- Aërobe behandeling verbruikt0,5–1,0 kWhvan elektriciteit per kg CZV verwijderd voor beluchting, terwijl anaerobe systemenelimineren beluchtingskosten.
- Anaerobe vergistingproduceert methaan, wat o oplevertver 12.000 kJ energie per kg CZV verwijderd.
- Geen schuimproblemen (in tegenstelling tot aërobe behandeling van oppervlakteactieve stoffen-houdend afvalwater).
5. Verminderde luchtvervuiling en bredere afbraakmogelijkheden
- Aërobe beluchting kanorganische verbindingen vervluchtigen, waardoor luchtvervuiling ontstaat, terwijl anaerobe systemen dit probleem vermijden.
- Anaerobe microben kunnen dat welbepaalde recalcitrante verbindingen afbreken(bijvoorbeeld gechloreerde koolwaterstoffen) die aerobe bacteriën niet kunnen.
6. Complexe microbiële synergie voor verbeterde afbraak
- Bij aërobe vergisting zijn verschillende microbiële gemeenschappen betrokken die synergetisch samenwerken, waardoor de afbraak mogelijk wordt gemaakt van moeilijk-afbreekbare- organische stoffen die aërobe behandeling niet volledig kan verwerken.
Nadelen van anaerobe behandeling
1. Langzame microbiële groei en langere opstarttijd
- Anaërobe microben groeien langzaam en vereisenlangere opstarttijden en hydraulische retentietijden (HRT)dan aerobe systemen.
2. Afvalwater vereist verdere behandeling
- Vaak anaërobe effluentvoldoet niet aan de lozingsnormenen moet zijngepolijst met aërobe behandeling.
3. Suppletie van de alkaliteit nodig voor afvalwater met een laag-C/N-gehalte
- Lage-concentratie of laag-C/N afvalwater kan een gebrek aan alkaliteit hebben, waardoorexterne alkaliteit toevoeging.
4. Verwarming vereist voor afvalwater met lage- sterkte
- Als de methaanproductie onvoldoende is om optimale temperaturen te handhaven(30–38 graden), externe verwarmingis noodzakelijk.
5. Explosierisico door methaan
- Biogas (CH₄ + CO₂ + H₂S) welbrandbaar en explosief, vereisendexplosie-veilige reactorontwerpen.
6. Gevoeligheid voor giftige verbindingen
- Gechloreerde alifaten en andere toxinesmethanogenen remmenernstiger dan aërobe heterotrofen; Onjuiste bediening kan het systeem destabiliseren.
7. Strikte temperatuurcontrole vereist
- Lage temperaturenverminderen de efficiëntie aanzienlijken bedrijfsvoering welcomplexerdan in aerobe systemen.
8. H₂S-geur- en corrosieproblemen
- Er ontstaat sulfaat (SO₄²⁻) in afvalwaterH₂S, veroorzakengeurenEncorrosie in leidingen, motoren en ketels.
- Sulfaatreductie ookverbruikt organisch materiaal,vermindering van de methaanopbrengst.
9. Geen nitrificatie
- Anaerobe systemenkan geen ammoniak nitrificeren; optimale microbiële activiteit vereistNH₃-N-niveaus van 40–70 mg/l.