Las aguas residuales domésticas, domésticas e industriales contaminadas se tratan antes de descargarse en cuerpos de agua naturales. En la primera etapa, la limpieza mecánica de los escombros se realiza mediante rejillas y redes. Luego, la fracción líquida se envía a tanques de sedimentación, donde se separan los residuos orgánicos sólidos, que constituyen el 35% de la contaminación. Los desechos con materia orgánica disuelta se envían a tanques de aireación, tanques con una sección horizontal rectangular llenos de lodo activado, donde se lleva a cabo una mayor purificación bioquímica del agua.
Tipos y principio de funcionamiento de los tanques de aireación.
A la salida del aerotanque, el agua que contiene una mínima cantidad de materia orgánica disuelta, junto con el sedimento que se forma durante la vida de los microorganismos y bacterias, pasa por un sistema de tanques de sedimentación. El sedimento de los tanques de sedimentación secundarios se envía al digestor y luego repone la cantidad de lodo activado. Después del tanque de sedimentación final, se descarga agua limpia en el depósito.
El esquema tecnológico con un clarificador, un rotador con aireación natural, retiene la contaminación de manera más eficiente y soporta las cargas máximas que el uso de clarificadores verticales convencionales.
El principio de funcionamiento de los aireadores mecánicos es capturar el aire de la superficie mientras se mezcla el líquido, neumático, en el suministro de aire del compresor. Los aireadores combinados permiten que los dispositivos mecánicos aplasten las corrientes de aire en el agua.
Los principales factores que afectan al sistema de limpieza:
régimen de temperatura;
- la continuidad del suministro de agua de origen;
- saturación de oxígeno;
- sustancias toxicas;
- nivel de acidez del ambiente.
Para eliminar el nitrógeno amónico de las aguas residuales industriales o domésticas, se utiliza un proceso de nitrificación con la ayuda de bacterias aftotróficas que se alimentan de carbono inorgánico. Como resultado, se forman nitritos y nitratos en el agua, que se eliminan con la ayuda de bacterias: desnitrificantes, bacterias heterótrofas que descomponen los compuestos nocivos para liberar nitrógeno y utilizan el oxígeno unido para su actividad vital.
Dependiendo del método de suministro de aguas residuales y lodos activados, y de eliminación de agua purificada, se distinguen varios tipos de tanques de aireación.
Mezcla de tanques de aireación
Diseñado para el tratamiento de efluentes industriales con una alta concentración de contaminación, hasta 1000 mg / l. Permiten la limpieza con un flujo irregular de aguas residuales y un cambio en su composición, el principio de funcionamiento de los tanques de aireación para el tratamiento de aguas residuales es suministrar agua y lodos a través de orificios a lo largo de toda la longitud del tanque. El agua purificada se descarga uniformemente. Esto logra una mejor mezcla del lodo con el agua de origen, lo que acelera el tratamiento bioquímico.
Tanques de aireación-desplazadores
La principal desventaja es una disminución en la calidad de la limpieza con un cambio brusco en el contenido de materia orgánica y sustancias tóxicas. Con un flujo uniforme de aguas residuales, es preferible el uso de tanques de aireación por desplazamiento debido a sus pequeños volúmenes y simplicidad de diseño. Se subdividen en seccionado y pasillo.
Los primeros se utilizan en aerotanques de más de 60 m de longitud, los pasillos están separados a intervalos regulares por tabiques para evitar un cambio en la dirección de movimiento de la fuente de agua.
Los tanques de aireación-desplazadores se denominan tanques de pasillo cuando la relación entre el ancho del tanque y su longitud es 1:50. Si el ancho es de 6 m, entonces la longitud es respectivamente 300 m, con un ancho de 9 m, una longitud de al menos 450 m. Para compacidad, se fabrican tanques de aireación de dos pasillos si el tanque ocupa más de la mitad del volumen de las instalaciones de tratamiento. El uso de estructuras de tres pasillos permite trabajar sin regeneración de lodos.
Desplazador del tanque de aireación con regenerador
Para un proceso más intensivo de oxidación de materia orgánica se utilizan tanques de aireación desplazadores con regeneradores incorporados, donde la dosificación de lodos activados se incrementa de dos a tres veces, lo que permite incrementar la calidad de la limpieza.
Tanque de aireación en el tanque séptico
Los propietarios de edificios privados fabrican un tanque séptico activo para un tratamiento eficaz de las aguas residuales. Requiere un gran volumen, tiene un diseño simple y una alta purificación de aguas residuales domésticas, hasta el 99%. La productividad de los microorganismos aeróbicos es superior a la de las bacterias anaeróbicas presentes en los pozos negros. Para aumentar el número de aerobios, se conecta un sistema de aireación al tanque séptico y se instala un compresor.
La calidad de la clarificación de aguas residuales en aerotanques debe cumplir con SNIP 2.04.03-85.
Instalación y puesta en marcha del sistema de limpieza
La instalación comienza con la excavación de un pozo para un tanque de aireación. Para crear una almohada, se vierte una capa de arena de hasta 20 cm de altura en la parte inferior y, a continuación, se instala un depósito. Al mismo tiempo, el tanque se llena de agua y el tanque se vuelve a llenar, y el nivel del agua debe estar a 15 cm por encima del nivel del suelo para evitar que el tanque se deforme bajo la presión del suelo a granel.
En la siguiente etapa, se establecen las comunicaciones, se instala un compresor y se conecta al sistema de aireación. Toda la estructura está cubierta de tierra. Después de comprobar el funcionamiento de todos los sistemas y la puesta en marcha del control, se pone en funcionamiento el aerotanque.
Ventajas y desventajas
- tratamiento de aguas residuales de alta calidad a alta velocidad;
- compacidad combinada con simplicidad de diseño;
- carga completa de equipo;
- no es necesario aislar el objeto, ya que las reacciones redox van con la liberación de una gran cantidad de calor;
- no hay olor desagradable.
Desventajas:
- precio alto;
- costos de electricidad para el sistema de aireación;
- la necesidad de personal operativo para el mantenimiento.
Para el funcionamiento normal de los tanques de aireación, se requiere un suministro continuo de aguas residuales con sustancias orgánicas disueltas para alimentar a los microorganismos. Cuando el sistema se detiene en ausencia de oxígeno, comienzan los procesos de descomposición, los microorganismos aeróbicos mueren.
Si se reduce el suministro de aire, se pueden formar depósitos.La concentración mínima de oxígeno para mantener la actividad vital de los microorganismos debe ser superior a 0,2 mg / dm3, para una purificación bioquímica eficaz: 0,5 mg / dm3.
El sistema de aireación se selecciona en la etapa de diseño. El cálculo del volumen de los tanques de aireación se determina en una calculadora a partir del producto del caudal máximo en las horas pico por el tiempo que el agua residual está en el tanque. La velocidad y la calidad de la limpieza están influenciadas por el tamaño de las burbujas de aire suministradas por el compresor. Cuanto menor sea su tamaño, mejor será el proceso de oxidación. Hay un aumento activo de la biomasa, los microorganismos toleran mejor los efectos de las sustancias tóxicas. Por otro lado, la fracción de burbuja fina no permite una mezcla suficiente del lodo activado, lo que conduce a la aparición de depósitos en las "zonas muertas".
Para aumentar la intensidad de la mezcla, se instalan boquillas incentivadoras en las paredes del tanque de aireación, creando una circulación turbulenta de flujos. Aumentan la velocidad de subida de las pequeñas burbujas y reducen el tiempo de interacción entre el efluente y el lodo activado. Los tanques de aireación con un sistema de aireación de pared funcionan de manera más eficiente que los modelos con una unidad de aireación en la parte inferior del tanque.
