Komory napowietrzania osadu czynnego spełniają wiele istotnych funkcji. Muszą zapewniać właściwy czas przepływu ścieków, odpowiednią intensywność napowietrzania i co za tym idzie - mieszanie osadu i ścieków (powodujące zawieszenie kłaczków i niedopuszczenie do ich osiadania na dnie).
Powyższe wymagania mogą być spełnione tylko przez projektowanie zbiorników o odpowiednich kształtach i gabarytach oraz właściwe zamontowanie urządzeń napowietrzających.
Spośród rozmaitych istniejących typów komór napowietrzania najczęściej są stosowane następujące, które zostały opisane w dalszej części artykułu.
1. Komory przedmuchiwane powietrzem sprężonym (aerotanki)
Powietrze sprężone doprowadza się przez porowate płyty (tzw. filtrosy lub dyfuzory), umieszczone w bruzdach równomiernie na całej powierzchni dna bądź wbudowane po jednej stronie dna długiej i wąskiej komory (komora Hurda lub manchesterska), lub też powietrze doprowadza się filtrosami w kształcie rur umieszczonymi powyżej dna. Zawartość komory wiruje wówczas spiralnie.
System napowietrzania sprężonym powietrzem za pomocą dyfuzorów dyskowych.
Komora cyrkulacyjna Hurda
Innym przykładem jest wprowadzona przez Fischerströma i Gullströma komora Inka, w której powietrze doprowadza się przez ruszt rurowy z małymi otworami, zanurzony 0,8 m poniżej poziomu ścieków.
Zbiornik z osadem czynnym napowietrzany systemem Inka
1. dopływ ścieków
2. ruszt napowietrzający
3. kanał doprowadzający powietrze
4,5. przegrody cyrkulacyjne
2. Koryta obiegowe
Wykonane pierwotnie przez Hawortha w Scheffield jako labirynt wydłużonych, wężowato ukształtowanych koryt. Mieszaninę ścieków i osadów napędzały (i napowietrzały) koła z łopatkami. Do dalszych rozwiązań należą "rów utleniający” oraz koryta "Carrousel”. W rowie utleniającym do napowietrzania oraz utrzymania masy ścieków w ruchu służą walce z osadzonymi prętami, które umieszczone są poziomo nad zwierciadłem ścieków albo też wirniki mamutowe. Napowietrzanie i ruch okrężny w rowach Carrousel powodują jeden lub kilka pionowych wirników napowietrzających . W innych przypadkach ruch okrężny wywołują podwodne śmigła. Powietrze wdmuchiwane jest oddzielnie przy dnie.
Schemat rowu cyrkulacyjnego
1. dopływ
2. szczotka
3. odprowadzenie nadmiernego osadu
4. odpływ ścieków oczyszczonych
3. Komory z wirnikami
W komorach z wirnikami Bolton lub Simplex zastosowano centralną rurę z wirnikiem, który podnosi mieszaninę osadu czynnego ze ściekami z dna komory i rozbryzguje ją na powierzchnię. Czas mieszania w komorze przy dobrej sprawności rozbryzgowej wirnika można ograniczyć do 2h. Czas wymieszania zawartości zbiornika wynosi 5 min.
Schemat ruchu ścieków w zbiorniku z osadem czynnym napowietrzanym wg systemu Simplex
4. Komora Kessenera
Ścieki miesza się i napowietrza za pomocą szczotek walcowych umieszczonych przy powierzchni ścieków wzdłuż podłużnej ściany komory. Usprawnieniem procesu są osłony Pasveera. Dalszym usprawnieniem wirników szczotkowych są wirniki z płaskowników i wirniki mamutowe. Przy tym ostatnim można uzyskać 7kg O2 /m wirnika (przy jego średnicy lm/godzinę). Jednak optimum eksploatacyjne jest przy niższych sprawnościach.
Nowoczesny kształt zbiornika Kessenera (przekrój pop.) oraz schemat konstrukcji klasycznej szczotki Kessenera
5. Komory z mieszadłem i dodatkowym napowietrzaniem
Wydłużona komora zaopatrzona jest w mieszadło osadzone na podłużnej osi. Powietrze wtłacza się wzdłuż jednej ściany komory. Ten rodzaj konstrukcji może być brany pod uwagę, jeżeli doprowadzana ilość powietrza sprężonego nie wystarcza do mieszania i cyrkulowania zawartości komory. Mieszadło obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu cieczy wywołanego powietrzem.
Wyżej wymieniony podział komór jest ogólny i obrazuje tylko te najczęściej stosowane.
Powyżej wymienione rodzaje komór obrazują, że na efekt napowietrzania i mieszania mają wpływ nie tylko same urządzenia napowietrzające, ale również kształt i wielkość zbiornika oraz sposób i miejsce wmontowania tych urządzeń.
Źródła:
- Na podstawie książki "Kanalizacja miast i oczyszczanie ścieków" Karl i Klaus R. Imhoff Bydgoszcz 1996 r.
Rysunki:
- Ignacy Piotrowski, Marek Roman; “Urządzenia do oczyszczania wody i ścieków”; PWN Warszawa 1964
- “Kanalizacja miast i oczyszczanie ścieków” Karl i Klaus R. Imhoff; Bydgoszcz 1996r.