Les aigües residuals domèstiques, domèstiques i industrials contaminades es tracten abans de ser abocades a masses d'aigua naturals. En la primera fase, la neteja mecànica de les deixalles es realitza mitjançant reixetes i xarxes. A continuació, la fracció líquida s’envia als tancs de decantació, on se separen els residus orgànics sòlids, que constitueixen el 35% de la contaminació. Els residus amb matèria orgànica dissolta s’envien als tancs d’aeració: tancs amb una secció horitzontal rectangular plena de fangs activats, on es produeix una depuració bioquímica de l’aigua.
Tipus i principi de funcionament dels tancs d’aireig
A la sortida de l'aerotanc, l'aigua que conté una quantitat mínima de matèria orgànica dissolta, juntament amb el sediment que es forma durant la vida dels microorganismes i dels bacteris, passa per un sistema de tancs de sedimentació. El sediment dels dipòsits secundaris de sedimentació s’envia al digestor i després reposa la quantitat de fangs activats. Després del dipòsit de sedimentació final, s’aboca aigua neta al dipòsit.
L’esquema tecnològic amb un clarificador –un rotador amb ventilació natural– reté la contaminació de manera més eficient i suporta càrregues màximes que l’ús de clarificadors verticals convencionals.
El principi de funcionament dels aeradors mecànics és captar l’aire de la superfície mentre es barreja el líquid, pneumàtic, en el subministrament d’aire del compressor. Els airejadors combinats permeten aixafar corrents d’aire a l’aigua mitjançant dispositius mecànics.
Els principals factors que afecten el sistema de neteja:
règim de temperatura;
- la continuïtat del subministrament d’aigua de font;
- saturació d’oxigen;
- substàncies tòxiques;
- nivell d’acidesa de l’entorn.
Per eliminar el nitrogen amoni de les aigües residuals industrials o domèstiques, s’utilitza un procés de nitrificació amb l’ajut de bacteris aftotròfics que s’alimenten de carboni inorgànic. Com a resultat, es formen nitrits i nitrats a l’aigua, que s’eliminen amb l’ajut de bacteris: desnitrificadors, bacteris heteròtrofs que descomponen compostos nocius a nitrogen lliure i utilitzen oxigen unit per a la seva activitat vital.
En funció del mètode de subministrament d’aigües residuals i fangs activats i d’eliminació d’aigua purificada, es distingeixen diversos tipus de tancs d’aeració.
Mescla de tancs d’aireig
Dissenyat per al tractament d'efluents industrials amb una alta concentració de contaminació - fins a 1000 mg / l. Permeten la neteja amb un flux desigual d’aigües residuals i un canvi en la seva composició, el principi de funcionament dels tancs d’aeració per al tractament d’aigües residuals és subministrar aigua i fangs a través de forats de tota la longitud del dipòsit. L’aigua purificada s’aboca uniformement. D’aquesta manera s’aconsegueix una millor barreja de fangs amb aigua de font, cosa que accelera el tractament bioquímic.
Tanques-desplaçadors d’aeració
El principal desavantatge és la disminució de la qualitat de la neteja amb un fort canvi en el contingut de matèria orgànica i substàncies tòxiques. Amb un flux uniforme d'aigües residuals, és preferible l'ús de tancs de ventilació de desplaçament a causa dels seus petits volums i la seva senzillesa de disseny. Es subdivideixen en seccions i passadís.
Els primers s’utilitzen en aerotancs de més de 60 m de llargada. A intervals regulars, els passadissos estan separats per mampares per evitar un canvi en la direcció del moviment de l’aigua font.
Els tancs-desplaçadors d’aeració s’anomenen tancs de passadís quan la relació entre l’amplada del tanc i la seva longitud és de 1:50. Si l’amplada és de 6 m, la longitud és respectivament de 300 m, amb una amplada de 9 m, una longitud d’almenys 450 m. Per tenir compacitat, es fan tancs d’aireig de dos passadissos si el tanc ocupa més de la meitat del volum d’instal·lacions de tractament. L’ús d’estructures de tres passadissos permet treballar sense regenerar fangs.
Desplaçador de tanc d’aireig amb regenerador
Per a un procés d’oxidació de matèria orgànica més intensiu, s’utilitzen tancs d’aeració de desplaçadors amb regeneradors incorporats, on la dosi de fangs activats s’incrementa de dues a tres vegades, cosa que permet augmentar la qualitat de la neteja.
Tanc d’aireig a la fossa sèptica
Els propietaris d’edificis privats fabriquen una fossa sèptica activa per a un tractament eficaç de les aigües residuals. Requereix un gran volum, té un disseny senzill i una alta depuració de les aigües residuals domèstiques, fins al 99%. La productivitat dels microorganismes aeròbics és superior a la dels bacteris anaeròbics presents a les escombraries. Per augmentar el nombre d’aerobis, es connecta un sistema d’aireig a la fossa sèptica i s’instal·la un compressor.
La qualitat de la clarificació de les aigües residuals en aerotancs ha de complir el SNIP 2.04.03-85.
Instal·lació i engegada del sistema de neteja
La instal·lació comença amb l’excavació d’una fossa per a un tanc d’aeració. Per crear un coixí, s’aboca una capa de sorra de fins a 20 cm d’alçada al fons, després s’instal·la un embassament. Al mateix temps, el dipòsit s’omple d’aigua i el dipòsit es torna a omplir, i el nivell de l’aigua hauria d’estar a 15 cm del nivell del terra per evitar que el dipòsit es deformi sota la pressió del sòl granel.
A la següent etapa, es realitzen comunicacions, s’instal·la un compressor i es connecta al sistema d’aireig. Tota l’estructura està coberta de terra. Després de comprovar el funcionament de tots els sistemes i la posada en marxa del control, es posa en funcionament l'aerotanc.
Avantatges i inconvenients
- tractament d’aigües residuals d’alta qualitat a gran velocitat;
- compacitat combinada amb simplicitat de disseny;
- càrrega completa d'equips;
- no cal aïllar l'objecte, ja que les reaccions redox van amb l'alliberament d'una gran quantitat de calor;
- no hi ha una olor desagradable.
Desavantatges:
- preu elevat;
- despeses d’electricitat per al sistema d’aireig;
- la necessitat de personal operatiu per al manteniment.
Per al funcionament normal dels tancs d’aeració, és necessari un subministrament continu d’aigües residuals amb substàncies orgàniques dissoltes per alimentar els microorganismes. Quan el sistema s’atura en absència d’oxigen, comencen els processos de desintegració i els microorganismes aeròbics moren.
Si es redueix el subministrament d’aire, es poden formar dipòsits.La concentració mínima d’oxigen per mantenir l’activitat vital dels microorganismes ha de ser superior a 0,2 mg / dm3, per a una eficaç purificació bioquímica: 0,5 mg / dm3.
El sistema d’aireig es selecciona en la fase de disseny. El càlcul del volum dels tancs d’aireig es determina a partir d’una calculadora a partir del producte del cabal màxim en hores punta pel temps que l’aigua residual es troba al dipòsit. La velocitat i la qualitat de la neteja es veuen influïdes per la mida de les bombolles d’aire subministrades pel compressor. Com més petita sigui la seva mida, millor serà el procés d’oxidació. Hi ha un augment actiu de la biomassa, els microorganismes toleren millor els efectes de les substàncies tòxiques. D’altra banda, la fracció de bombolla fina no permet barrejar prou els fangs activats, cosa que provoca l’aparició de dipòsits a les “zones mortes”.
Per augmentar la intensitat de la mescla, s’instal·len broquets d’incentius a les parets del tanc d’aeració, creant una circulació turbulenta de fluxos. Augmenten la velocitat de pujada de petites bombolles i redueixen el temps d’interacció entre l’efluent i el fang activat. Els tancs d’aeració amb sistema d’aireig de paret funcionen de manera més eficient que els models amb una unitat d’aeració a la part inferior del tanc.
