I. Podstawowe pojęcia
Proces osadu czynnego jest najpowszechniej stosowaną tlenowo-biologiczną technologią oczyszczania ścieków.
Jego podstawową zasadą jest wykorzystanie osadu czynnego-kłaczkowatego osadu powstałego w wyniku agregacji dużej liczby mikroorganizmów (bakterii, grzybów, pierwotniaków itp.)-do rozkładu materii organicznej w wodzie w warunkach tlenowych, oczyszczając w ten sposób ścieki.
II. Podstawowe zasady
1. Adsorpcja: Powierzchnia kłaczków osadu czynnego adsorbuje materię organiczną, koloidy i zawiesiny ze ścieków.
2. Rozkład oksydacyjny: W warunkach tlenowych mikroorganizmy wykorzystują materię organiczną jako źródło składników odżywczych i energii, rozkładając ją na stabilne substancje nieorganiczne, takie jak CO₂, H₂O, NH₃ i PO₄³⁻.
3. Synteza komórek: Część materii organicznej przekształca się w nowe komórki drobnoustrojów, zwiększając objętość osadu.
4. Sedymentacja i separacja
Oczyszczona mieszanina-wody i osadu osadza się w osadniku wtórnym, powodując separację wody z osadu. Supernatant jest usuwany, część osadu jest poddawana recyklingowi, a osad nadmierny jest usuwany.
W skrócie: Mikroorganizmy zużywają zanieczyszczenia → rosną → osiadają → woda staje się przejrzysta.
III. Podstawowe komponenty (pięć głównych komponentów)
1. Zbiornik napowietrzający: Miejsce reakcji mikrobiologicznych i degradacji materii organicznej.
2. System napowietrzania: Dostarcza tlen i miesza osad.
3. Zbiornik osadu wtórnego: Oddziela osad i wodę, wytwarzając klarowny ściek.
4. System zwrotu osadu: Zawraca osad z dna osadnika wtórnego do zbiornika napowietrzającego w celu utrzymania stężenia mikroorganizmów.
5. System usuwania nadmiaru osadu: Usuwa nadmiar starego osadu, zapewniając stabilność systemu.
IV. Podstawowe wskaźniki
1. MLSS (mieszane substancje stałe zawieszone w alkoholu)
Stężenie osadu czynnego w zbiorniku napowietrzającym odzwierciedlające liczbę mikroorganizmów.
2. SV (współczynnik osadzania osadu): Stosunek objętości osadu po 30 minutach osiadania, stosowany do oceny wydajności osadzania.
3. SVI (wskaźnik objętości osadu): Określa, czy osad jest masywny, luźny lub słabo się osadza.
4. DO (rozpuszczony tlen): Ogólnie kontrolowane na poziomie około 2 mg/l, aby zapewnić reakcję tlenową.
5. Czas retencji osadu (SRT): Średni czas przebywania mikroorganizmów w systemie, wpływający na skuteczność oczyszczania i produkcję osadu.
V. Typowy proces
Ścieki → Sito prętowe → Komora piaskowa → Zbiornik napowietrzający (napowietrzanie) → Osadnik wtórny
↓ Osad w osadniku wtórnym: Część jest zawracana do zbiornika napowietrzającego, a część jest odprowadzana jako osad nadmierny.
VI. Zalety i wady
Zalety
• Wysoka skuteczność oczyszczania, doskonałe usuwanie ChZT, BZT i SS
• Dojrzałe działanie, szerokie zastosowanie (ścieki komunalne, ścieki przemysłowe)
• Stosunkowo niewielka powierzchnia, stabilna jakość ścieków
Wady
• Wysokie zużycie energii (zużycie energii elektrycznej do napowietrzania)
• Wysokie wymagania w zakresie zarządzania, podatność na pęcznienie, pienienie i pływanie osadu
• Wytwarzanie osadu nadmiernego wymagającego dalszego oczyszczania
VII. Obowiązujący zakres
• Miejskie ścieki bytowe
• Ścieki przemysłowe o dobrej biodegradowalności (spożywcze, browarnicze, poligraficzne i farbiarskie, chemiczne itp.)