Načelo čiščenja odpadne vode v prezračevalnih rezervoarjih

Onesnažena gospodinjska, gospodarska in industrijska odpadna voda se pred izpustom v naravne vodne površine očisti. Na prvi stopnji se mehansko čiščenje ostankov izvede z uporabo rešetk in mrež. Nato se tekoča frakcija pošlje v usedalnike, kjer se ločijo trdni organski odpadki, ki predstavljajo 35 % onesnaženja. Odplake z raztopljeno organsko snovjo se pošljejo v prezračevalne rezervoarje - rezervoarje s pravokotnim vodoravnim prečnim prerezom, napolnjene z aktivnim blatom, kjer poteka nadaljnje biokemično čiščenje vode.

Vrste in načelo delovanja prezračevalnih rezervoarjev

Odpadna voda, ki vstopa v prezračevalni rezervoar, se zmeša z aktivnim blatom s pomočjo zračnih mehurčkov, ki se dovajajo skozi prezračevalni sistem, ki ga sestavljajo aeratorji različnih vrst. V tem primeru je mešanica nasičena s kisikom, ki je potreben za življenje populacije mikroorganizmov, ki sestavljajo biomaso aktivnega blata. Vpijejo do 85 % raztopljenih organskih snovi. Biomasa v rezervoarju se poveča zaradi njihovega prehranjevanja in razmnoževanja. S pomočjo stalnega mešanja se ustvari enakomerna koncentracija kisika po vsej prostornini rezervoarja.Z njegovo pomočjo bakterije pretvorijo odpadke v ogljikov dioksid in vodo.

Na izhodu iz prezračevalne posode gre voda, ki vsebuje minimalno količino raztopljenih organskih snovi, skupaj z usedlino, ki nastane med življenjem mikroorganizmov in bakterij, skozi sistem usedalnika. Blato iz sekundarnih usedalnikov se pošlje v digestor, kjer se dopolnjuje količina aktivnega blata. Po končnem usedalniku se čista voda odvaja v rezervoar.

Tehnološka shema z čistilcem - rotatorjem z naravnim prezračevanjem - učinkoviteje zadržuje onesnaženje in vzdrži konične obremenitve kot uporaba običajnih vertikalnih usedalnikov.

Princip delovanja mehanskih aeratorjev je zajemanje zraka s površine med mešanjem tekočine, medtem ko pnevmatski aeratorji dovajajo zrak iz kompresorja. Kombinirani aeratorji omogočajo uporabo mehanskih naprav za drobljenje zračnih tokov v vodi.

Glavni dejavniki, ki vplivajo na čistilni sistem:
temperaturni režim;

• neprekinjenost oskrbe z izvorno vodo;
• stopnja nasičenosti s kisikom;
• strupene snovi;
• stopnja kislosti okolja.

Za odstranjevanje amonijevega dušika iz industrijske ali gospodinjske odpadne vode se uporablja postopek nitrifikacije s pomočjo aftotrofnih bakterij, ki se hranijo z anorganskim ogljikom. Posledično se v vodi tvorijo nitriti in nitrati, ki se odstranijo s pomočjo bakterij – denitrifikatorjev, heterotrofnih bakterij, ki škodljive spojine razgrajujejo na prosti dušik in za svoje vitalno delovanje uporabljajo vezani kisik.

Glede na način dovajanja odpadne vode in aktivnega blata ter odvajanja prečiščene vode ločimo več vrst prezračevalnih rezervoarjev.

Aero rezervoarji-mešalniki

Zasnovan za čiščenje industrijskih odpadnih voda z visoko koncentracijo onesnaženja - do 1000 mg/l. Načelo delovanja prezračevalnih rezervoarjev za čiščenje odpadnih voda, ki omogoča čiščenje v primeru neenakomernega toka odpadne vode in sprememb v njeni sestavi, je dovajanje vode in blata skozi luknje po celotni dolžini rezervoarja. Prečiščena voda se odvaja enakomerno. S tem dosežemo boljše mešanje blata z izvorno vodo, kar pospeši biokemično čiščenje.

Displacer prezračevalne posode

Uporablja se za čiščenje komunalne in gospodinjske industrijske odpadne vode. Aktivno blato in onesnažena voda se dovajata z enega konca prezračevalne posode, ki se med premikanjem mešata pod delovanjem aeratorjev in usmerita na izhod iz posode. Hitrost reakcije razgradnje organske snovi se z napredovanjem zmanjšuje, saj se količina organske snovi zmanjšuje. Na izhodu prečiščena voda vstopi v usedalnike, mešanica blata pa se skozi izpust odvaja za nadaljnjo uporabo.

Glavna pomanjkljivost je, da se kakovost čiščenja zmanjša z močno spremembo vsebnosti organskih in strupenih snovi. Pri enakomernem pretoku odpadne vode je zaradi majhne prostornine in enostavnosti zasnove boljša uporaba prezračevalnih rezervoarjev. Razdeljeni so na sekcijske in hodnike.

Prvi se uporabljajo v prezračevalnih rezervoarjih, dolgih več kot 60 m, v rednih presledkih so hodniki ločeni s pregradami, da se prepreči sprememba smeri gibanja izvorne vode.

Koridorne prezračevalne posode imenujemo izpodrivne posode z razmerjem med širino posode in njeno dolžino 1:50. Če je širina 6 m, potem je dolžina ustrezno 300 m, pri širini 9 m je dolžina najmanj 450 m.Za kompaktnost so izdelani prezračevalni rezervoarji z dvema koridorjema, če rezervoar zavzema več kot polovico prostornine čistilne naprave. Uporaba trikoridornih konstrukcij omogoča delo brez regeneracije blata.

Aerotank izpodrivalnik z regeneratorjem

Za intenzivnejši proces oksidacije organskih snovi se uporabljajo prezračevalne posode z vgrajenimi regeneratorji, kjer se dvakrat do trikrat poveča doziranje aktivnega blata, kar omogoča večjo kakovost čiščenja.

Aerotank v greznici

Lastniki zasebnih stavb naredijo aktivno greznico za učinkovito čiščenje odpadne vode. Zahteva veliko prostornino, ima preprosto zasnovo in visoko stopnjo čiščenja gospodinjske odpadne vode - do 99%. Produktivnost aerobnih mikroorganizmov je večja kot produktivnost anaerobnih bakterij v greznicah. Za povečanje števila aerobov je na greznico priključen prezračevalni sistem in nameščen kompresor.

Kakovost čiščenja odpadne vode v prezračevalnih rezervoarjih mora ustrezati SNIP 2.04.03-85.

Namestitev in zagon čistilnega sistema

Za namestitev sistema za odpadne vode je priporočljivo povabiti strokovnjake iz tretjih organizacij ali proizvajalca, saj ima projekt oblikovne značilnosti.

Namestitev se začne s kopanjem jame za prezračevalno posodo. Za ustvarjanje blazine se na dno vlije plast peska do 20 cm. Po tem se namesti rezervoar. Istočasno se posoda napolni z vodo in rezervoar se zapolni, nivo vode pa mora biti 15 cm nad nivojem tal, da se prepreči deformacija rezervoarja pod pritiskom razsute zemlje.

Na naslednji stopnji so položene komunikacije, nameščen kompresor in priključen na prezračevalni sistem. Celotna konstrukcija je prekrita z zemljo.Po preverjanju delovanja vseh sistemov in poskusnem zagonu se prezračevalni rezervoar zažene.

Prednosti in slabosti

Glavne prednosti namestitve:

• visokokakovostna obdelava odpadne vode pri visoki hitrosti;
• kompaktnost v kombinaciji s preprostostjo oblikovanja;
• polna obremenitev opreme;
• objekta ni treba izolirati, saj pride do redoks reakcij s sproščanjem velike količine toplote;
• brez neprijetnega vonja.

Slabosti:

• visoki stroški;
• stroški energije za prezračevalni sistem;
• potrebo po operativnem osebju za vzdrževanje.

Za normalno delovanje prezračevalnih rezervoarjev je potrebna stalna oskrba z odpadno vodo z raztopljenimi organskimi snovmi za hranjenje mikroorganizmov. Ko se sistem ob pomanjkanju kisika ustavi, se začnejo procesi gnitja in aerobni mikroorganizmi umrejo.

Ko se dovod zraka zmanjša, lahko nastanejo usedline. Najmanjša koncentracija kisika za podporo vitalne aktivnosti mikroorganizmov mora biti nad 0,2 mg/cub.dm, za učinkovito biokemično čiščenje - 0,5 mg/cub.dm.

Prezračevalni sistem je izbran v fazi načrtovanja. Izračun prostornine prezračevalnih rezervoarjev se določi s pomočjo kalkulatorja iz produkta največjega pretoka v urah največje obremenitve in časa zadrževanja odpadne vode v rezervoarju. Na hitrost in kakovost čiščenja vpliva velikost zračnih mehurčkov, ki jih dovaja kompresor. Manjša kot je njihova velikost, boljši je proces oksidacije. Obstaja aktivno povečanje biomase, mikroorganizmi bolje prenašajo učinke strupenih snovi. Po drugi strani pa drobno mehurčkasta frakcija ne omogoča zadostnega mešanja aktivnega blata, kar vodi do pojava usedlin v »mrtvih conah«.

Za povečanje intenzivnosti mešanja so na stenah prezračevalne posode nameščene spodbujevalne šobe, ki ustvarjajo turbulentno kroženje tokov. Povečajo hitrost dviga majhnih mehurčkov in zmanjšajo čas interakcije med odpadno vodo in aktivnim blatom. Zračni rezervoarji s stenskim prezračevalnim sistemom delujejo učinkoviteje kot modeli z prezračevalno enoto na dnu rezervoarja.