Separationsteknikker til behandling af vandrensningsanlæg

Formålet med spildevandsrensning er at behandle menneskeligt og industrielt affald, så det ikke er farligt for mennesker eller miljøet. Renseanlæg bruger fysiske, kemiske og biologiske processer til at fjerne faste stoffer og opløse forurenende stoffer. Spildevandsbehandling er opdelt i faser, der generelt omtales som indledende, primær, sekundær, avanceret og desinfektionsbehandling. Behandlingsstadierne fjerner grovere faste stoffer i de tidligste faser og skrider frem mod fjernelse af specifikke opløste forurenende stoffer i de sidstnævnte faser.

I de første behandlingstrin fjernes faste stoffer gennem screening, sedimentering og skumning. Det indledende trin fjerner grove faste stoffer, generelt gennem screening. Denne fase forsøger også at eliminere grus. I den indledende fase holdes spildevandets strømning og hastighed høj for at modvirke bundfældning af faste stoffer. Efter den indledende fase kommer affald ind i den primære fase. Under det primære trin reduceres strømmen for at tilskynde sedimentering. Aflejrede faste stoffer skrabes fra bunden, og flydende materiale skumres. En betydelig mængde olie, fedt og sæbe fjernes på dette tidspunkt.

Den sekundære behandling bruger generelt aerobe biologiske processer til at nedbryde resterende organisk stof, herunder menneskeligt affald, mad, olier og sæbe. Bakterier og andre mikroorganismer metaboliserer organisk materiale i affaldsmaterialet. Noget af det resterende faste stof behandles af mikroorganismer til dannelse af koagulerede masser, som lettere kan fjernes. Derefter skal mikroorganismerne fjernes fra spildevandet, generelt gennem sedimentering eller filtrering. Selvom de fleste faste stoffer fjernes under den sekundære behandling, kan der være nogle opløste næringsstoffer, såsom nitrogen og fosfor.

Avanceret behandling er nødvendig for at fjerne faste stoffer, der er tilbage efter standard sekundær behandling. Avancerede behandlinger kan eksistere som et hvilket som helst antal korte stadier efter sekundær behandling eller kan indarbejdes i tidligere stadier. Kemiske processer bruges til at fjerne fosfor og tungmetaller. Biologiske processer bruges normalt til at fjerne kvælstof. Yderligere trin kan være nødvendige for at fjerne specifikke industrielle eller landbrugskemikalier fra spildevandet. Avanceret behandling kan også omfatte et filtreringstrin for at fjerne eventuelle resterende faste stoffer.

Desinfektion er nødvendig for at fjerne mikroorganismer fra spildevand, der kan frigives tilbage til miljøet. Desinfektionsmetoder kan bruge klor, ozon, ultraviolet lys eller andre kemiske desinfektionsmidler. Selvom klorering er den mest almindelige metode til desinfektion, indeholder det resulterende spildevand resterende klor, der kan være skadeligt for økosystemer ved frigivelse. Ozon- og ultraviolette processer resulterer i renere spildevand og bruges i stigende grad til spildevandsrensning.