De afbraak van verontreinigende stoffen in de afvalwaterzuivering is een proces van geleidelijke verwijdering en geleidelijke zuivering, waarbij de belangrijkste stappen zijn verdeeld in vier fasen: voorbehandeling, primaire behandeling,secundaire behandeling, en tertiaire behandeling, elk gericht op verschillende soorten verontreinigende stoffen
Het primaire doel is het verwijderen van grote verontreinigingen van deeltjes om verstoppingen in latere apparatuur te voorkomen.Door middel van een balk (om drijvend afval zoals takken en plastic zakken uit te filteren) en een zandkamer (om anorganische deeltjes zoals modder en stenen via de zwaartekracht te scheiden), worden de fysieke verontreinigende stoffen in het afvalwater aanvankelijk verminderd, waardoor de belasting voor latere zuiveringsprocessen wordt verlicht.
De focus ligt op gesuspendeerde vaste stoffen (SS) en gedeeltelijke COD, waarbij de kerninstallatie de sedimentatietank is.en de onderhoudende deeltjes gaan onder de zwaartekracht naar de bodem, waarbij primaire slib wordt gevormd. Tegelijkertijd wordt de drijvende olie via een olieseparator verwijderd.maar kan niet oplosbare organische stoffen of stikstof en fosfor afbreken.
Het gebruik van microbiële stofwisselingsprocessen om oplosbare organische stoffen, stikstof, fosfor en andere verontreinigende stoffen te ontbinden, is een belangrijke stap in de zuivering van afvalwater.met de gangbare processen verdeeld in drie fasen: anaërobe, anoxische en aërobe
Anaërobe fase: in een zuurstofvrije omgeving breken anaërobe bacteriën macromoleculaire organische stoffen (zoals eiwitten en zetmeel) af in kleine moleculaire organische zuren en methaan,vermindering van de belasting op de volgende aërobe fase.
Anaërobe zone: facultatieve bacteriën voltooien de denitrificatie onder omstandigheden zonder moleculaire zuurstof, maar met nitraat, waardoor nitraat wordt omgezet in stikstofgas dat in de lucht wordt vrijgegeven.
Aërobe fase: beluchting en zuurstofzuiging, waarbij aerobe bacteriën (zoals floculanten en nitrifiserende bacteriën) in grote aantallen vermenigvuldigen,oxidatie en ontbinding van organische kleine moleculen in CO2 en H2O; nitrifiserende bacteriën kunnen ook ammoniak stikstof omzetten in nitraten, waardoor stikstof wordt verwijderd.
Na de biochemische reactie vormen micro-organismen samen met verontreinigende stoffen geactiveerd slib dat wordt gescheiden door sedimentatie in de secundaire clarificator.De supernatant komt in de volgende behandelprocessen terecht, terwijl een deel van het slib wordt hergebruikt om de microbiële populatie in het systeem te behouden en een deel wordt afgevoerd voor verdere behandeling.
Om residuele sporen stikstof en fosfor, suspensieve vaste stoffen en vuurvaste organische stoffen in secundair afvalwater verder te zuiveren om aan hogere lozingsnormen te voldoen, zijn onder andere de volgende processen gebruikelijk:
chemische verwijdering van fosfor (toevoeging van coagulantia zoals PAC en PFS om fosfaatvoorraden te vormen);
Membraanfiltratie (bv. MBR-membraan, voor het onderscheppen van residuele vaste stoffen in suspensie en micro-organismen);
Desinfectie (toevoeging van natriumhypochlorite, UV-desinfectie en verwijdering van pathogenen).
Het eindbehandelde water kan rechtstreeks worden afgevoerd of hergebruikt (bijv. voor tuinbouw of toiletspullen spoelen).