Epurarea Biologică Combinată cu Nămol Activ și Cărbune Activ

Epurarea biologică combinată cu nămol activ şi cărbune activ

Epurarea apelor uzate municipale şi industriale este o necesitate a societăţii contemporane în permanentă dezvoltare. Creşterea populaţiei şi industrializarea continuă indispensabilă modernizării societăţii au condus la creşterea consumului de apă, a volumului de ape uzate, a numărului şi complexităţii poluanţilor din aceste ape uzate.

Sistemul combinat de epurarea folosind cărbune activ pulbere în epurarea biologică cu nămol activ este utilizat cu rezultate bune în cazurile în care apele uzate au o concentraţie şi o compoziţie variabilă de compuşi organici refractari. [Teodosiu, 1997]

Procesul PACT (epurarea cu cărbune activ pulbere) reprezintă adăugarea cărbunelui activ sub forma de pulbere la procesul de epurare biologică cu nămol activ. Un astfel de proces PACT este arătat în figura 1.

Figura 1. Schema procesului combinat de epurare biologică cu nămol activ şi cărbune activ pulbere

Cărbunele activ sub formă de pulbere (PAC) este amestecat cu influentul (apa uzată) sau adăugat direct în bazinul de aerare, adsorbţia fizică şi oxidarea biologică având loc simultan. Amestecul de cărbune cu bio-nămol după liniştire se reciclează în acelaşi mod ca şi în cazul procesului convenţional cu nămol activ. Nămolul activ rezidual conţine carbon, nămol biologic şi solide reziduale din influent.[Eckenfelder, Grau, 1992]

Procesul PACT oferă avantajul îmbunătăţirii performanţelor unităţilor deja existente de epurare biologică, din moment ce poate fi foarte uşor integrată în unitate, la costuri mai reduse decât introducerea unui sistem de adsorbţie în pat fix de cărbune activ granular. Deoarece adăugarea de PAC măreşte viteza de sedimentare a nămolului, cerinţele secundare de limpezime bazate pe fluxuri de solide au rate, în general, adecvate, chiar şi în cazul dozelor mari de carbon.

Avantajele specifice acestui tip de sistem sunt:

-Stabilitatea sistemului la concentraţii „şoc” ale compuşilor organici;

-Reducerea concentraţiei poluanţilor organici nebiodegradabili, dar si biodegradabili, materializată prin reduceri mari ale CCO şi CBO5;

-Eliminarea substanţelor colorate şi amoniacului prezenţi eventual în apele uzate;

-Îmbunătăţirea sedimentării nămolului activ.

O problemă asociată cu aplicarea PAC este aceea că biomasa bogată în carbon rezultată este abrazivă. Deci pompele, sistemele de curăţare, echipamentul de manevrare al nămolului trebuie construite din materiale potrivite. Densitatea mare a nămolului activ rezultat face necesară îmbunătăţirea echipamentelor, în special, prin creşterea limitelor de torsiune ale sistemului de curăţare mecanică de la sfârşitul procesului şi ale echipamentelor de procesare ulterioară a nămolului.

Amestecul de nămol şi PAC va fi format din floconi biologici, particule de carbon şi biomasă care se dezvoltă pe carbon. Atât materia organică degradabilă, cât şi materia organică nedegradabilă este adsorbită de către cărbunele activ, dar se presupune că la SRT (timp de reţinere a solidelor) mari, majoritatea materialelor organice nedegradabile vor fi oxidate biologic. În general, capacitatea de adsorbţie a carbonului din nămolul activ cu PAC va fi mai mare decât cea prevăzută de o izotermă de adsorbţie în şarje. De aceea, studiile asupra epurării în flux continuu ar trebui conduse în direcţia dezvoltării proiectării procesului şi a criteriilor de operare pentru aplicarea procesului PACT. Rezultatele comparative ale capacităţii de adsorbţie a carbonului dintr-un reactor continuu PACT faţă de izoterma respectivă pentru un compus chimic din apele reziduale, sunt arătate în figura 2.

Figura 2. Compararea performanţelor între reactoarele continue cu PAC şi izotermele lor de adsorbţie

Criterii de bază pentru proiectarea procesului sunt: SRT=(5…20) zile, MLSS (mixed liquor suspended solid) =(15…20) g/l şi concentraţia PAC de minim 100 mg/l. Condiţiile de operare reale, depind de cerinţele efluentului şi de scopul adăugării de PAC [Eckenfelder, Grau, 1992]