Anaerobie bioreaktori (vispārējs termins anaerobiem reaktoriem, piemēram, UASB, IC un EGSB) paļaujas uz anaerobiem mikroorganismiem (metanogēniem un paskābinātājiem), lai sadalītu organiskās vielas notekūdeņos bezskābekļa{0}}vidē. Tas ir pamatprocess augstas-koncentrācijas notekūdeņu attīrīšanai.
I. Pamatfunkcijas
1. Augstas-koncentrācijas ĶSP noārdīšana, ievērojami samazinot piesārņotājus: augstas-koncentrācijas organiskie notekūdeņi no kautuvēm, pārtikas pārstrādes rūpnīcām, alus darītavām, lopkopības fermām un ēdināšanas uzņēmumiem bieži ietekmē ĶSP desmitiem tūkstošu mg/l. Lielas organiskās molekulas tiek pakļautas trīs-pakāpju anaerobai reakcijai:
1) Hidrolīze un paskābināšana: lielas organiskās molekulas sadalās mazākās organiskās skābēs;
2) Ūdeņraža un etiķskābes ražošana;
3) Metanoģenēze: etiķskābe tiek pārveidota par metānu (biogāzi). Krāsošanas, poligrāfijas un ķīmiskajā rūpniecībā anaerobā stadija var noņemt 60–85% ĶSP no augstas-koncentrācijas notekūdeņiem, ievērojami samazinot sekojošo aerobo bioķīmisko slodzi un ietaupot aerācijas enerģiju.
2. Sulfāta un dažu amonjaka slāpekļa atdalīšana (neliels daudzums)
Sulfātus notekūdeņos reducē līdz sērūdeņradim, ko veic sulfātu{0}}reducējošās baktērijas; organiskais slāpeklis tiek pakļauts amonifikācijai, pārvēršot to amonjaka slāpeklī. Anaerobos procesos nevar noņemt slāpekli, tāpēc kopējais slāpeklis būtībā paliek nemainīgs, bet amonjaka slāpekļa līmenis palielināsies, tādēļ būs nepieciešami turpmāki nitrifikācijas un denitrifikācijas procesi.
3. Dūņu samazināšana un biogāzes resursu reģenerācija
Anaerobajā procesā rodas ievērojami mazāk dūņu nekā aerobajā procesā; tas rada biogāzi (50–70% metāna saturu), ko var sadedzināt elektroenerģijas ražošanai un apkurei, panākot enerģijas atgūšanu.
4. Uzlabota notekūdeņu bionoārdīšanās spēja
Dažas nepaklausīgas makromolekulārās organiskās vielas tiek hidrolizētas un paskābinātas, kā rezultātā notiek ķēdes šķelšanās un uzlabota B/C attiecība, kā rezultātā tiek sasniegti labāki apstrādes rezultāti turpmākajās aerobās tvertnēs.
II. Tipisks procesa funkciju sadalījums anaerobajā fermentatorā
Notekūdeņu plūsma: izlīdzināšanas tvertne → anaerobā tvertne → anoksiskā tvertne → aerobā tvertne → sekundārā nostādināšanas tvertne
1. Anaerobais bioreaktors noņem lielāko daļu organisko piesārņotāju priekšpusē, samazinot slodzi;
2. Aerobā tvertne dziļi noņem atlikušo ĶSP un vienlaikus noņem amonjaka slāpekli ar nitrifikācijas palīdzību;
3. Anaerobā stadija nevar pabeigt kopējo slāpekļa atdalīšanu; kopējā slāpekļa atdalīšana ir atkarīga no sekojošas anoksiskās denitrifikācijas.
III. Galvenie punkti darbam uz-uz vietas
1. Stingri kontrolēt izšķīdušo skābekli (DO); tvertnei jābūt brīvai no skābekļa, jo tas kavēs metanogēnās baktērijas;
2. Kontrolējiet ieplūstošā pH līdz 6,5–7,8; pārmērīga paskābināšanās izraisīs notekūdeņu VFA pieaugumu un sistēmas sabrukumu;
3. Piemērota temperatūra: ap 35 grādiem (mezotropiska); zemas temperatūras ievērojami samazinās apstrādes efektivitāti;
4. Ieplūstošā ūdens nedrīkst saturēt lielu daudzumu sulfīdu, smago metālu vai toksisku inhibitoru, jo tie kaitēs baktērijām.
Anaerobie bioreaktori būtībā ir notekūdeņu "primārās attīrīšanas iekārtas", kas īpaši izstrādātas, lai apstrādātu augstu organisko piesārņotāju koncentrāciju, ražotu biogāzi un samazinātu spiedienu uz pakārtotajām aerobajām tvertnēm; tomēr tie nespēj noņemt kopējo slāpekli vai fosforu, un tos nevar izmantot kā atsevišķu cauruļu apstrādes-galu-.