Technologia osadu czynnego

Oczyszczanie ścieków osadem czynnym jest wzorowanie na tlenowych procesach samooczyszczania zachodzących w wodach naturalnych i polega na mineralizacji zanieczyszczeń organicznych znajdujących się w ściekach, przez drobnoustroje osadu czynnego w instalacjach technicznych. W wyniku tego powstają mineralne formy węgla, azotu i fosforu.

Osad czynny jest to kłaczkowata zawiesina złożona głównie z bakterii i pierwotniaków, powstająca podczas oczyszczania ścieków. Bakterie na skutek wytwarzania pozakomórkowych biopolimerów tworzą skupiska makroskopowych rozmiarów, tzw. kłaczki osadu czynnego, o dużej powierzchni czynnej zdolnej do sorbowania substancji organicznych zawartych w ściekach w formie rozpuszczonej i koloidalnej. Zróżnicowana mikroflora osadu czynnego wykazuje zdolność wykorzystywania różnorodnych substratów ( i tym samym usuwania ich ze ścieków ) oraz przystosowywania się do zmieniających się warunków środowiskowych.

Proces osadu czynnego polega zasadniczo na wspólnym napowietrzaniu osadu czynnego ze ściekami w komorach napowietrzania, a następnie oddzieleniu osadu od oczyszczonych już ścieków w osadniku wtórnym. Oczyszczanie ścieków osadem czynnym jest naśladownictwem i intensyfikacją procesów samooczyszczania zachodzących w wodach naturalnych. Intensyfikacja polega głównie na znacznym zwiększeniu ilości drobnoustrojów w osadzie czynnym oraz na intensywnym natlenieniu mieszaniny osadu czynnego i ścieków poprzez sztuczne wprowadzenie powietrza. Pozwala to na zwiększenie ilości doprowadzanych ze ściekami zanieczyszczeń i skrócenie czasu oczyszczania do kilku-kilkunastu godzin.

System składa się z trzech części: mechanicznej, biologicznej oraz separacji i przeróbki osadów ściekowych.

Przeróbka osadów
W każdej oczyszczalni ścieków jednocześnie z procesem oczyszczania powstają osady surowe, które stanowią poważny problem ze względu na zagrożenia sanitarne oraz na ich dużą skłonność do zagniwania (tj. beztlenowego rozkładu związków organicznych) i związanego z tym wydzielania odorów. Dlatego osady surowe wymagają stabilizacji ich składu chemicznego w celu znacznego zmniejszenia zawartości masy organicznej, a tym samym zlikwidowania ich zdolności do zagniwania.

Obecnie najczęściej stosowanymi metodami stabilizacji osadów w oczyszczalniach ścieków jest fermentacja beztlenowa oraz stabilizacja tlenowa.

Osad nadmierny z osadnika wtórnego przepompowywany jest do zagęszczacza w celu zmniejszenia objętości, a następnie do komory fermentacyjnej, gdzie zachodzi jego stabilizacja. Osad wstępny również trafia do komory fermentacyjnej bądź to bezpośrednio z leja osadowego osadnika wstępnego, bądź to po dodatkowym zagęszczeniu w zagęszczaczu. Zależy to m.in. od ilości osadu wstępnego.
W komorze fermentacyjnej w warunkach beztlenowych następuje biologiczny rozkład organicznej frakcji osadów przez odpowiednie mikroorganizmy. Rozkład ten nosi nazwę fermentacji metanowej, ponieważ głównym produktem tego rozkładu jest gaz zawierający 60-80% metanu oraz dwutlenek węgla. Osady ustabilizowane poddawane są dalszemu zagęszczaniu, a następnie odwodnieniu. Odwadnianie ma na celu usunięcie wody z osadu w celu zmniejszenia jego objętości. Obecnie najczęściej do tego celu stosuje się mechaniczne odwadnianie na prasach filtracyjnych. Filtrach próżniowych lub wirówkach. Ustabilizowany i odwodniony osad wywożony jest najczęściej poza teren oczyszczalni i składowany na składowisku odpadów.

Metoda złóż biologicznych
Działanie złóż biologicznych oparte jest na naśladowaniu procesów samooczyszczania zachodzących w warunkach naturalnych w glebie, ale szybkość tych procesów jest znacznie większa. Złoża biologiczne są to urządzenia, w których zachodzą tlenowe procesy rozkładu zanieczyszczeń zawartych w ściekach. Procesy oczyszczania są wynikiem działalności mikroorganizmów osiadłych na materiale wypełniającym złoże w postaci tzw. błony biologicznej.
W złożu biologicznym oczyszczane ścieki przesącza się przez przepuszczającą powietrze warstwę materiału wypełniającego. Po kilku tygodniach wpracowywania złoża, na powierzchni materiału wypełniającego wykształca się błona biologiczna (biofilm), składająca się głownie z bakterii, grzybów i pierwotniaków. Zawarte w ściekach rozpuszczone i koloidalne substancje organiczne adsorbują się na błonie, a następnie są rozkładane tlenowo przez znajdujące się w niej mikroorganizmy.
W tradycyjnym ujęciu złoża biologiczne dzielimy w zależności od obciążenia hydraulicznego ściekami na zraszane, spłukiwane i wieżowe. Istnieją również złoża tarczowe, w których błona biologiczna rozwija się na obracających się na okrągłych tarczach umieszczonych blisko siebie i zamontowanych na wspólnej osi poziomej.
Złoża biologiczne mogą w wielu przypadkach stanowic alternatywę dla urządzeń osadu czynnego. Dotyczy to szczególnie małych i średnich oczyszczalni ścieków, z których wiele pracuje opierając się na przestarzałych złożach biologicznych. Do podstawowych zalet złóż biologicznych należą: prosta konstrukcja, małe zapotrzebowanie na teren, prostota obsługi, duża energooszczędność, duża tolerancja na gwałtowne zmiany obciążenia, mała wrażliwość na zmiany składu ścieków. Złoża biologiczne okazują się tez przydatne przy oczyszczeniu niektórych ścieków przemysłowych.

http://www.sciaga.pl/tekst/52311-53-biotechnologia_w_ochronie_srodowiska