Aerare optimizată pentru reglare exactă și consum minim de energie

Compușii organici eliminați în timpul tratamentului biologic conțin cantități semnificative de energie chimică care poate fi utilizată pentru optimizarea proceselor de tratare. Cu cunoștințele și tehnologiile disponibile în prezent, se pot realiza stații de tratare neutre din punct de vedere energetic - sau chiar producătoare de energie.

Aerarea este o parte importantă a procesului de tratare a apelor uzate și este cel mai mare consumator de energie din stațiile de epurare. Prin urmare, optimizarea acestui proces este un pas important către o stație de tratare producătoare de energie.

Ce este aerarea?

Aerarea este procesul de adăugare de aer într-un lichid sau într-o substanță. Aerarea apei înseamnă, adăugarea de oxigen în apă sau creșterea saturației de oxigen și există câteva moduri diferite de a face acest lucru.

Cele mai frecvente metode de aerare a apei sunt cele prin căderea liberă a apei și cele de difuzie a aerului. Aerarea prin căderea liberă dispersează apa folosind duze de pulverizare pentru a-i crește contactul și a-i îmbunătăți capacitatea de a absorbi oxigenul. Aeratoarele de difuzie a aerului, pe de altă parte, pompează aer în apă. Acest proces creează mici bule de aer care se deplasează prin apă crescând astfel suprafața expusă la aer [1].

Biodegradarea

Procesul de îndepărtare a agenților de contaminare cum ar fi fosforul, azotul și compușii organici în stațiile de tratare a apelor uzate conține, de obicei, treapta mecanică, biologică și chimică.

Majoritatea sistemelor de tratare a apelor uzate biologice includ aerarea ca parte a procesului. Tratamentul biologic folosește microorganisme naturale care descompun contaminanții din apele uzate, iar prin adăugarea de aer în apă se asigură oxigen pentru biodegradarea aerobă a materialelor organice. În cazul în care nivelul de oxigen nu este suficient biodegradarea va fi un proces extrem de lent. Pe de altă parte, un nivel excesiv de oxigen poate duce la emisia de N₂O - un gaz mai puternic și mai nociv pentru mediu decât CO₂. Prin urmare, este important cu o reglare precisă a aerării [2].

Eliminarea compușilor anorganici

În plus, aerarea în tratarea apelor uzate este de obicei folosită pentru a reduce nivelul de dioxid de carbon, amoniac și hidrogen sulfurat și pentru a elimina, de ex. fier și mangan prin oxidare. Chiar dacă compușii cu sulf nu sunt neapărat dăunători, mirosul și gustul neplăcut pot stimula eliminarea acestora din apă. Saturarea apei cu azot și oxigen în echilibru cu atmosfera înconjurătoare, îndepărtează aproape complet dioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat și amoniacul. Ca alternativă la folosirea clorului ca dezinfectant chimic, aerarea poate elimina eficient cantități mai mici de compuși cu sulf, fierul și hidrogenul sulfurat pot fi oxidați în mod eficient pentru a converti fierul feros în fier feric și transformă hidrogenul sulfurat în sulf atomic. Acești compuși pot fi filtrați fizic din apă [1].

Reglarea exactă este importantă

Aerarea este cea procesul cu cel mai mare consum de energie într-o stație de tratare a apelor uzate, reprezentând de obicei, până la 50% din consumul total de energie din stație [3].

Datorită consumului ridicat de energie, aerarea este văzută ca una dintre cele mai critice etape ale tratării apelor uzate, iar un sistem de aerare bine proiectat are un impact direct atât asupra eficienței și economiei. Controlul procesului de aerare nu reduce doar energia utilizată pentru tratarea apelor uzate, ci poate reduce și emisia de CO₂. Cu toate acestea, după cum sa menționat deja, operațiunile de economisire a energiei pot da naștere emisiilor de N₂O dacă procesul nu este controlat corect. Astfel, o reglare exactă a procesului este importantă - nu numai pentru economie, ci și pentru mediu.