Charakterystyka technologiczna proces oczyszczania zalezy od: - szybkości rozkładu zanieczyszczeń w czasie; - przyrostu i utlenienia biomasy; - zużycia tlenu (zależne od rodzaju urządzeń napowietrzających, przy konwencjonalnym sposobie utrzymuje się na poziomie 1-1,5 mg/l); - wiek osadu (śr. czas, w których kłaczek osadu czynnego jest napowietrzany); - indeks osadu (<ind. mohlmana> określa wlasności sedymentacyjne osadu czynnego oraz jego uwodnienie IO=V/Z Wysokość indeksu nie koniecznie oznacza że oczyszczanie będzie niskie); - nitryfikcji (proces biol. utlenienia przez bakterie chemoautotroficzne azotu amonowego poprzez azot azotynowy do azotanowego. Obecność mineralnych polaczen azotu może być przyczyna wtornego zanieczyszczenia odbiornikow); -denitryfikacji (proces redukcji azotanow do azotynow, amoniaku lub wolnego azotu prowadzony przez bakterie) Zapotrzebowanie związków pokarmowych czyli azotu i fluoru: (optymalne/ minimalne) BZT5 : N=17:1/32:1; BZT5: P=90:1/150:1; BZT5:N:P=100:5:1; Parametry techniczne osadu czynnego: Obciążenie komór napowietrzania ładunkiem zanieczyszczeń określa ono ile gramów związków org (BZT5) jest doprowadzonych do 1 m3 komory napowietrzania w ciągu doby. Sposoby konwencjonalne 500-700, wysokosprawne 2500-5000, częściowe oczyszczanie 1700-8000 gBZT5/m3d; Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń określa ile gramów związków org (BZT5) przypada na 1g suchej masy osadu czynnego w ciągu doby; Czas napowietrzania określa czas, w którym ścieki wraz z osadem czynnym są napowietrzane (zatrzymane w komorze napowietrzania). Zależny jest on od urządzenia jak i od stanu ścieków surowych. Sposób uproszczony - 24h, konwencjonalny - 6-10h, wysokosprawne 0,5-5h, częściowe oczyszczanie 2-3h. Zawartość zawiesin osadu czynnego w komorze napowietrzania oznacza ile gramów osadu (oznaczonego jako sucha masa) znajduje się w 1m3 komory napowietrzania. Zależna jest od sposobu oczyszczania. Sposoby uproszczone stężenie zawiesin wynosi3-5, konwencjonalne 1,5-3, wysokosprawne 3-8, częściowe oczyszczanie 0,3-0,7 g/dm3; Temperatura wody podziemne i kanalizacja rozdzielcza - zima 10, lato 15; kanalizacja ogólnospławna przy braku deszczu lato 15-25 (jeśli deszcz może wzrosnąć do 25), zima przy śniegu nawet 1° Sensjusza, ścieki przemysłowe - 30 i więcej. Pęcznienie (puchnięcie) osadu zjawisko spotykane w trakcie eksploatacji komór osadu czynnego. Spowodowane jest zwykle przez nadmierny przerost kłaczków , które źle sedymentują w osadniku wtórnym, źle się zagęszczają na jego dnie oraz wypływają na powierzchnię w postaci kożucha. Znacznie zmniejsza to efektywność oczyszczania ścieków. Przyczyną jest najczęściej masowy rozwój bakterii nitkowatych lub grzybów mikroskopowych. Rozwijają się one przy niskim odczynie pH, nadmiarze węglowodanów, niedostatecznym natlenieniu osadu, braku związków azotowych lub fosforanowych. Wiek osadu jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na jakość odpływu i wymiary komory. W celu usuwania tylko związków organicznych, WO nie musi być długi. W momencie, gdy wymagana jest również nitryfikacja, WO znacznie się wydłuża.
Sposoby oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego: -Sposoby uproszczone polegają na stosunkowo długotrwałym napowietrzaniu ścieków ze znaczną ilością osadu czynnego. Uzyskuje się przy tym tzw. pełne biol. oczyszcz. ścieków, nitryfikację azotu amonowego oraz tlenowe unieszkodliwianie osadu czynnego. Realizuje się je w rowach cyrkulacyjnych lub małych urządzeniach zespolonych. -Sposoby konwencjonalne dają pełne biol. oczyszczenie ścieków przy średnim okresie napowietrzania oraz nitryfikację azotu amonowego. Nadmiar osadu czynnego unieszkodliwia się poza komorą napowietrzania. -Sposoby wysokosprawne pozwalają na dobre oczyszczenie ścieków (usunięcie 70-90% ładunku zanie.), przy krótkim czasie napowietrzania, dzięki wys. obciążeniu osadu ładunkiem zanieczyszczeń. Duży przyrost osadu czynnego unieszkodliwia się poza komorą napowietrzania. -Sposoby częściowego oczyszcz. polegają również na krótkotrwałym napowietrzaniu ścieków jednakże z niedużą ilością osadu. Ładunek zanieczyszczeń usuwany jest częściowo. Parametry techniczne poszczególnych sposobów oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego:
LEGENDA: Stosowane sposoby; obciążenie(komory [gBZT5/m3 d]; osadu [gBZT5/m3 d]); zawartość osadu w komorach napowietrzania [g/m3]; wiek osadu [d]; OC/L; obniżka BZT ścieków [ %]. Sposoby uproszczone: rowy cyrkulacyjne;100-200;0,02-0,10;3000-5000;60-90;>=2;>90; urządzenia zespolone;do 480;0,12-0,16;3000-5000;60-90;>=2;75-90;
Sposoby konwencjonalne;500-700;0,10-0,70;1500-3000;3-4;1,5,ok.90; Sposoby wysokosprawne;2500-5000;do 2,7;3000-8000;-;1,5;70-90; Sposoby częściowego oczyszczania;
I stopnia;1700-3200;do 4,6;300-700;0,2-0,5;=<1;55-70;
II stopnia;do 8000;do 11,7;300-700;0,2-0,5;=<1;30-40;
Efektywność pracy procesu zależy od: -podatności ścieków na oczyszczanie biologiczne: im wyższy jest stosunek BZT5/ChZT, tym ścieki są bardziej podatne na biologiczne oczyszczanie; -wieku osadu i obciążenia osadu ładunkiem BZT; -wahań w stężeniu substancji utrudniających proces (najczęściej przemysłowych); -hydraulicznego czasu przetrzymania ścieków; -warunków procesu, takich jak stężenie tlenu, pH, stężenie osadu czynnego, obecność azotu i fosforu, obecność związków niebezpiecznych dla osadu czynnego; -warunków ruchowych, takich jak intensywność mieszania, wielkość recyrkulacji; -pracy osadnika wtórnego; -stanu zdrowotnego osadu czynnego wyrażanego ilością organizmów nitkowatych i prędkością poboru tlenu; -możliwości kontroli, usprzętowienia obiektu i częstotliwości kontroli procesu oraz stopnia współpracy operatora z laboratorium.
Zasada oczyszczania - osad czynny jest to kłaczkowata zawiesina złożona głównie z bakteri i pierwotniaków, powstająca przy oczyszczaniu ścieków. Proces polega na wspólnym napowietrzaniu ścieków i osadu w komorze napowietrzania, a następnie na rozdzieleniu ich w osadniku wtórnym. Oczyszczanie to jest naśladownictwem i intensyfikacją (zwiększenie ilości drobnoustrojów) procesów samooczyszczania zachodzących w natr. zbiornikach wodnych. Powietrze doprowadzane do komór napowietrzenia utrzymuje ścieki i osad w stałym ruchu, uniemożliwiając opadanie osadu no dno zbiornika oraz tlen zawarty w powietrzu służy jako substrat w reakcjach biochemicznego utleniania zw. Org. zawartych w ściekach. Schemat oczyszczalni: 1 mech. oczyszcz. Scieków; 2 komora napowietrzania; 3 osadnik wtórny; 4 przerobka osadów; (+osad recyrkulowany, osad surowy, ciecz nadosadowa)