CCI20130725112

114    7. Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego

7.3. Struktura fizyczna osadu czynnego - pęcznienie osadu

Ogromny wpływ na jakość oczyszczonych ścieków ma proces sedymentacji osadu będący ostatnią fazą oczyszczania ścieków. Uzyskanie klarownego, przejrzystego odpływu ścieków nie zawsze jest możliwe, a główną przyczyną problemów z sedymentacją zawiesin jest powstanie osadu spęczniałego. Osad spęczniały to osad o niedostatecznych właściwościach sedymentacyjnych i zdolności do zagęszczania spowodowanych nadmiernym rozwojem bakterii nitkowatych lub Zooglea. Miarą własności sedymentacyjnych jest indeks Mohlmana, zwany coraz częściej po prostu indeksem osadowym (Z₀). Wyraża on objętość (w cm³), którą zajmuje 1 g osadu po półgodzinnym czasie sedymentacji w leju Im-hoffa. Indeks można określić wzorem:

(7.1)

gdzie: V₀ - objętość osadu zagęszczonego w ciągu 0,5 godziny w leju Imhoffa, X_c - początkowe stężenie osadu.

Indeks Mohlmana określa własności sedymentacyjne osadu oraz jego uwodnienie i jest podstawową wielkością określającą pracę osadników wtórnych. Wartości indeksu zmieniają się w zakresie 50-300 cm³/g. Zalecane wartości indeksu to 75-150 cm³/g. Osad o indeksie powyżej 200 cm³/g określany jest jako osad nadmiernie uwodniony - tzw. osad spuchnięty. Wysoki indeks objętościowy osadu nie musi być oznaką pogorszenia się jego aktywności biochemicznej, gdyż mimo złych własności sedymentacyjnych może on dobrze oczyszczać ścieki. Jednak duży wzrost wartości indeksu objętościowego osadu może spowodować rozpad osadu i kłaczki będą źle sedymentować. Przy konwencjonalnych czasach zatrzymania w osadniku wtórnym kłaczki będą wynoszone poza układ, powodując zanieczyszczenie odbiornika. Wysoki indeks objętościowy osadu wpływa również na stężenie osadu recyrkulowanego, a tym samym na stężenie osadu w komorze napowietrzania. Stężenie osadu recyrkulowanego (X_Cr) można wyliczyć z równania 7.2, które jest korelacją empiryczną, prawdziwą dla osadów o wartościach indeksu Mohlmana w zakresie 40-180 cm³/g i czasie zagęszczania w osadniku t_z = 0,5-2 h:

(7.2)

W osadzie nadmiernie uwodnionym rozwijają się bakterie nitkowate, np. Sphaeroti-lus, Thiotrix, Beggiatoa, które charakteryzują się luźną strukturą, więc tym cząstki wody przyczepiają się do nich na dość dużej powierzchni, co powoduje, że ciężar właściwy układu woda - kłaczek jest zbliżony do ciężaru właściwego wody.

Przyczynami powstawania osadu spęczniałego mogą być:

-    charakter dopływających ścieków: zmiany odczynu, wahania temperatury i BZT₅, naruszenie równowagi między pierwiastkami biogennymi C, N i P;

-    przeciążenie bądź niedociążenie osadu;

-    nadmierne napowietrzanie osadu;

-    obecność węglowodanów w ściekach.