Komory napowietrzania

Proces osadu czynnego jest biologiczną, tlenową metodą oczyszczania ścieków. Wykorzystywana jest tu metaboliczna reakcja mikroorganizmów (bakterii), w wyniku której otrzymuje się w wysokim stopniu oczyszczane ścieki. Metoda ta nazywana jest drugim stopniem oczyszczania ścieków. Tlenowy proces osadu czynnego ma za zadanie zmniejszenie stężenia nie opadających, rozpuszczonych i koloidalnych związków organicznych. Mikroorganizmy w głównej mierze bakterie przetwarzają związki organiczne do końcowych produktów gazowych i wody. W wyniku tego procesu następuje przyrost masy mikroorganizmów w ilości 10-80 % w stosunku do odpływającego ładunku BZT₅ (w zależności od sposobu prowadzenia procesu). Aby proces biologicznego rozkładu związków organicznych nastąpił trzeba do układu dostarczyć tlen , który jest niezbędny mikroorganizmom do życia. W sensie eksploatacji, biologiczne oczyszczalnie ścieków przy użyciu osadu czynnego jest osiągane poprzez doprowadzenie ścieków do komór osadu czynnego, w którym znajduje się w stanie zawieszenia tlenowa kultura bakteryjna, a następnie po upływie odpowiedniego czasu reakcji rozdzielenie oczyszczonych już ścieków od bakterii i odprowadzeniu z układu. W komorach napowietrzania bakterie przeprowadzają proces rozkładu związków organicznych.

Widok na komory osadu czynnego.

Środowisko tlenowe w komorach osadu czynnego osiągane jest poprzez mechaniczne napowietrzanie lub wprowadzenie sprężonego powietrza , które spełniają również funkcję utrzymania całej zawartości komory w stanie zawieszenia. Po określonym czasie kontaktu mieszanina starych i nowo powstałych komórek mikroorganizmów przepływa wraz ze ściekami do osadnika wtórnego , gdzie następuje oddzielenie osadu od oczyszczonych ścieków. Część osadu czynnego zatrzymanego w osadniku - osad recyrkulowany (OR) jest zawracana do komory osadu czynnego w celu zapewnienia stałej koncentracji biomasy w komorze , natomiast reszta jest usuwana z układu jako tzw. osad nadmierny (ON) - czyli przyrosły w wyniku rozmnażania się organizmów.

Obsługa oczyszczalni może wpływać na rozwój lub zatrzymanie rozwoju pewnych organizmów w biomasie osadu czynnego. Najważniejszym "narzędziem" w ręku maszynisty oczyszczalni ścieków, dzięki któremu może "ingerować" w życie mikroorganizmów jest czas przetrzymania tych organizmów w komorze osadu czynnego, który nazywany jest wiekiem osadu. Wiek osadu równy jest ogólnej masie osadu w komorach osadu czynnego podzielonej przez masę osadu odprowadzoną z całego układu w ciągu doby. Wiek osadu (WO) jest odwrotnie proporcjonalny do obciążenia osadu ładunkiem zanieczyszczeń (tzw. podaż pożywienia). Maszynista oczyszczalni ścieków codziennie odprowadzając osad nadmierny reguluje jednocześnie wiek osadu . Kontrola osadu czynnego polega na utrzymanie stałych warunków procesu w sytuacji, gdy jakość i ilość dopływających ścieków ulega ciągłym wahaniom. Kontrolę procesu prowadzi się poprzez utrzymanie stałego wieku osadu i obciążenie osadu ładunkiem BZT₅ stałej zawartości biomasy w komorze osadu czynnego ; utrzymanie dobrze sedymentującego osadu bez bakterii nitkowatych oraz utrzymanie właściwej prędkości poboru tlenu. Najważniejszym parametrem kontroli jest utrzymanie odpowiedniego wieku osadu - WO. Podstawą kontroli wieku osadu, obciążenia osadu ładunkiem BZT₅ (O_G) jest odpowiednia ilość usuwanego osadu nadmiernego - ON i sprawność recyrkulacji osadu. Celem recyrkulacji osadu jest utrzymanie stałej zawartości zawiesin x w komorach osadu czynnego poprzez zasilanie zawracanym osadem czynnym. Dzięki recyrkulacji utrzymujemy osad w systemie znacznie dłużej niż wynosi rzeczywisty czas przetrzymywania ścieków.

Komory napowietrzania osadu czynnego zostały wybudowane jako zbiorniki żelbetowe dwukomorowe o wymiarach 54,0x16,0x6,6 m. każda. Pojemność jednej komory wynosi4248,0 m³ . Do napowietrzania ścieków komory wyposażono w układ płyt napowietrzających typu MESSNER V 3.5 w ilości 32 szt. na każdą komorę. Eksploatacyjne stężenie osadu czynnego waha się od 3-5 kg/m³. Warunki tlenowe w komorach napowietrzania w granicach od 1,8-2,5 g O₂/m³ tlenu rozpuszczonego. Dla wymuszenia cyrkulacji przepływu ścieków oraz zapobieganiu osadzaniu się osadu w komorach zostało zabudowanych 6 szt. mieszadeł śmigłowych firmy ARNOLD typu TURBO-PRO . Na każdej z komór krawędzi odpływowej zabudowane są krawędzie przelewowe. W komorach osadu czynnego zastosowano proces niskoobciążony charakteryzujący się wiekiem osadu 5-30 dni (15-20) i obciążeniem osadu0,05-0,2 [kg BZT₅/kg smd]. Zastosowane jest przedłużone napowietrzanie . W procesie tym ścieki doprowadzane do komór napowietrzania o całkowitym wymieszaniu ulegają długotrwałemu, intensywnemu napowietrzaniu. Wiek osadu w tym układzie jest bardzo długi, natomiast obciążenie osadu ładunkiem organicznym niewysokie. Podczas przedłużonego napowietrzania ilość pożywienia jest zbyt mała , by utrzymać przy życiu wszystkie mikroorganizmy. W związku z tym bakterie współzawodniczą o dostępny pokarm i w obliczu głodu zużywają nawet swoją własną masę komórkową (tzw. respiracja endogenna). Ta sytuacja doprowadza do uzyskania wysokiej efektywności oczyszczania ścieków i niskiej produkcji biomasy. Wydłużone napowietrzanie powoduje duże zużycie tlenu na jednostkę oczyszczanych ścieków oraz duże objętości zbiorników.

Koryto odpływowe z komór osadu czynnego.

Miernikiem poziomu tlenu w komorach napowietrzania są sondy tlenowe, które sterują pracą dmuchaw dostarczających wymaganą ilość powietrza do komór osadu czynnego. Eksploatacja tych obiektów wymaga zwiększonej kontroli, w czasie której obsługa sprawdza funkcjonowanie urządzeń napowietrzających, pracę dmuchaw, równomierny dopływ ścieków do poszczególnych komór, czystość koryt odpływowych za korytami napowietrzania. Obsługa prowadzi kontrolę okresową raz na zmianę wskazań zawartości tlenu w komorze, czystości rejonu sondy tlenowej. Czyszczenie elementów napowietrzania prowadzi się zgodnie z zaleceniami producenta. Należy raz na zmianę dokonać oględzin miejsca pracy mieszadeł, obszarów komory intensywnego napowietrzania, sprawdzić wskazania zawartości tlenu w komorze na stanowisku stacjonarnym i porównać ze wskazaniami zawartości tlenu w komorze mierzoną tlenomierzem przenośnym. W przypadku różnicy około 0,2-0,5 mg O₂ / l należy sondę tlenową wyciągnąć, oczyścić z zanieczyszczeń i ponownie zamontować w komorze. W celu zapewnienia bezawaryjnej pracy mieszadeł śmigłowych należy na bieżąco kontrolować ich pracę. W szczególności należy sprawdzić równomierność pracy, obserwację zawirowań ścieków, hałas podczas pracy. Ponadto raz w miesiącu należy dokonywać podniesienia mieszadeł przy użyciu łańcuchowej wyciągarki ponad poziom ścieków w celu oczyszczenia śmigieł z zalegających zanieczyszczeń oraz sprawdzenie stanu technicznego części ruchomych. Komory osadu czynnego wymagają szczególnie starannego nadzoru i czyszczenia. Przy jednoczesnej eksploatacji dwóch komór osadu czynnego należy zwracać uwagę na właściwy podział strumieni ścieków dopływających i wylot osadu powrotnego (recyrkulowanego). Objętość osadu po półgodzinnej sedymentacji należy określać co najmniej raz na dobę. Stężenie tlenu powinno być odnotowywane codziennie (istnieje pomiar ciągły oraz pomiar przy użyciu tlenomierza przenośnego). W zależności od potrzeb konieczne są pomiary suchej masy, strat podczas prażenia. Zawartość suchej masy i objętość osadu jest wykonywana przez zakładowe laboratorium codziennie w celu obliczenia indeksu osadowego - IO.