Teollisuuden jätevesien monimuotoisuuden vuoksi käsittelyjärjestelmät vaativat usein useiden menetelmien yhdistelmän vaadittujen päästöstandardien saavuttamiseksi. Jätevedenkäsittelymenetelmät luokitellaan neljään luokkaan käytettyjen tekniikoiden perusteella: fysikaaliset, kemialliset, fysikaalis-kemialliset ja biologiset. Biologisessa käsittelyssä hyödynnetään jäteveden mikro-organismien aineenvaihduntaprosesseja biohajoavan orgaanisen aineksen hajottamiseen. Suuresta käsittelykapasiteetistaan, kustannustehokkuudestaan ja taloudellisesta luotettavuudestaan tunnettu se on maailmanlaajuisesti yleisin vedenkäsittelymenetelmä.
Ilmastinten käyttö jätevedenpuhdistuksessa
Biologiset käsittelymenetelmät on jaettu kahteen pääluokkaan kyseessä olevien mikro-organismien happitarpeen perusteella: aerobiseen ja anaerobiseen. Yleensä aerobiset menetelmät sopivat paremmin alhaisemman-pitoisuuden omaavalle jätevedelle, kuten eteenitehtaiden jätevesille, kun taas anaerobiset menetelmät sopivat paremmin lieteelle ja korkeampi-pitoisuudelle jätevesille. Aerobinen biologinen käsittely voidaan edelleen luokitella aktiivilieteprosesseihin ja biofilmiprosesseihin.
Aktiivilieteprosessi on keinotekoinen veden luonnollisen puhdistuksen tehostaminen, jossa aktiiviliete on ensisijainen orgaanisten epäpuhtauksien poistoaine. Aktiivilietteen sisältämät aerobiset mikro-organismit tarvitsevat happea toimiakseen tehokkaasti. Biologisen jätevedenkäsittelyjärjestelmän ilmastussäiliössä hapensiirtotehokkuus korreloi positiivisesti aerobisten mikro-organismien kasvunopeuden kanssa. Hapen saanti on määritettävä kattavasti aerobisten mikro-organismien määrän ja fysiologisten ominaisuuksien sekä substraatin luonteen ja pitoisuuden perusteella. Tämä varmistaa, että aktiiviliete toimii optimaalisessa tilassaan orgaanisen aineen hajoamisen kannalta. Kokeet osoittavat, että liuenneen hapen (DO) ilmastussäiliössä tulisi pitää 3-4 mg/l. Riittämätön hapen saanti heikentää aktiivilietteen suorituskykyä ja heikentää käsittelytehoa. Riittävän hapen saannin varmistamiseksi tarvitaan erikoislaitteet, kuten ilmastimet.
Ilmastoinnin periaate
Ilmastus on keino saavuttaa intensiivinen kosketus ilman ja veden välillä. Sen tavoitteena on liuottaa happea ilmasta veteen tai poistaa vedestä ei-toivottuja kaasuja ja haihtuvia aineita ilmaan. Toisin sanoen se edistää massan siirtoa kaasu- ja nestefaasien välillä. Ilmastus palvelee myös muita kriittisiä toimintoja, kuten sekoittamista ja sekoitusta.
Hapen siirtyminen ilmasta veteen tarkoittaa massan siirtymistä kaasufaasista nestefaasiin. Tätä diffuusioprosessia kuvaava laajalti käytetty teoria on Lewisin ja Whitmanin ehdottama{1}kahden elokuvan teoria. Tämä teoria olettaa, että kaasukalvo ja nestekalvo ovat olemassa kaasun -vesirajapinnassa. Näiden kalvojen ulkopuolella olevat alueet kokevat vastaavasti myrskyisän ilman ja veden virtauksen. Kaasu- ja nestekalvojen välissä on laminaarinen virtausalue, jossa konvektiota ei esiinny, mikä luo paine- ja pitoisuusgradientteja tietyissä olosuhteissa. Jos nestekalvon happipitoisuus on alle veden kyllästystason, ilmasta tuleva happi jatkaa diffundoitumista kalvojen läpi vesistöihin. Siten neste- ja kaasukalvot muodostavat ensisijaisen vastuksen hapen siirtoa vastaan. On selvää, että tehokkain tapa voittaa nestekalvon vastus on uudistaa nopeasti kaasun -nesterajapinta.
Ilmastuksella saavutetaan tämä tarkasti:
1. Kuplan koon pienentäminen
2. Kuplan määrän lisääminen
3. Nesteen turbulenssin parantaminen
4. Ilmastimen asennussyvyyden lisääminen
5.Pidentää kuplan-kosketusaikaa
Näihin periaatteisiin perustuvat ilmastuslaitteet ovat laajalti käytössä jätevesien käsittelyssä.