CCI20130725105

107

6.6. Mieszanie i napowietrzanie bioreaktorów

Do mechanicznego napowietrzania stosuje się aeratory powierzchniowe o osi poziomej lub pionowej, szczotki napowietrzające, układy pompowe jet-aeration. Zasadniczym elementem aeratorów są łopatki, które wzburzają powierzchnię ścieków; urządzenia te mogą być umocowane na stałe lub zainstalowane na pływakach (rys. 6.12). Niektóre reaktory biologiczne są wyposażone w obracające się szczotki, wirniki lub śmigła, które są częściowo zanurzone w ściekach. Burzliwy ruch mieszaniny powoduje napowietrzenie cieczy i wprawiają w ruch (rys. 6.13).

Rys. 6.13. Mechaniczne aeratory o osi

poziomej

Systemy strumienicowe wykorzystują działanie pomp wirowych przetłaczających ścieki z jednego punktu reaktora do innego. Na systemie tłocznym zainstalowany jest in-żektor, który zasysa powietrze i miesza je ze strumieniem ścieków.

Przy projektowaniu systemów napowietrzania (oraz układów sterowania tymi systemami) należy w każdym przypadku przeanalizować warunki mieszania w reaktorze przy różnej wydajności urządzeń natleniających. Należy przy tym uwzględnić, że w wyniku nierównomiernego dopływu ładunku zanieczyszczeń do oczyszczalni zmienia się szybkość zużycie tlenu w reaktorze. Powoduje to konieczność regulowania wydajności urządzeń napowietrzających w zakresie przeciętnie od 100% do 20%.

Zmianę ilości tlenu, wprowadzanego do reaktora, można uzyskać np. przez odpowiednie zmniejszenie (zwiększenie) liczby pracujących urządzeń lub przez zmianę ich wydajności. Na etapie projektowania należy sprawdzić, czy warunki mieszania reaktora będą również zachowane przy najmniejszej, przewidywanej ilości doprowadzanego tlenu. Jeśli nie jest to możliwe, należy zmienić geometryczne kształty reaktora (głębokość) lub też zastosować inne systemy napowietrzania mogące realizować niezależnie funkcje natleniania i mieszania (np. przewidzieć dodatkowe urządzenia mieszające w komorze napowietrzania). Dotyczy to również przypadków, gdy w istniejącej strefie nitryfikacji przewidziana jest możliwość prowadzenia okresowej denitryfikacji.

6.6.3. Wymiarowanie urządzeń napowietrzających

Proces napowietrzania zaliczany jest do procesów dyfuzji. Dyfuzję można określić jako proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek