Tā kā rūpniecisko notekūdeņu sastāvs ir daudzveidīgs, attīrīšanas sistēmām bieži ir nepieciešama vairāku metožu kombinācija, lai sasniegtu nepieciešamos novadīšanas standartus. Notekūdeņu attīrīšanas metodes ir iedalītas četrās kategorijās, pamatojoties uz izmantotajām metodēm: fizikālā, ķīmiskā, fizikāli ķīmiskā un bioloģiskā. Bioloģiskā attīrīšanā izmanto mikroorganismu vielmaiņas procesus notekūdeņos, lai sadalītu bioloģiski noārdāmās organiskās vielas. Tā ir atzīta ar lielo attīrīšanas jaudu, izmaksu efektivitāti un ekonomisko uzticamību, un tā ir visizplatītākā ūdens attīrīšanas metode visā pasaulē.
Aeratoru pielietojums notekūdeņu attīrīšanā
Bioloģiskās apstrādes metodes ir iedalītas divās lielās kategorijās, pamatojoties uz iesaistīto mikroorganismu vajadzībām pēc skābekļa: aerobās un anaerobās. Parasti aerobās metodes ir vairāk piemērotas zemākas-koncentrācijas notekūdeņiem, piemēram, notekūdeņiem no etilēna rūpnīcām, savukārt anaerobās metodes ir labāk piemērotas dūņām un augstākas-koncentrācijas notekūdeņiem. Aerobo bioloģisko apstrādi var iedalīt aktīvo dūņu procesos un bioplēves procesos.
Aktīvo dūņu process ir mākslīgs dabiskās ūdens attīrīšanas uzlabojums, paļaujoties uz aktīvām dūņām kā primāro līdzekli organisko piesārņotāju atdalīšanai. Aerobajiem mikroorganismiem, kas atrodas aktīvajās dūņās, ir nepieciešama skābekļa klātbūtne, lai tie darbotos efektīvi. Bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas sistēmas aerācijas tvertnē skābekļa pārneses efektivitāte ir pozitīvi korelē ar aerobo mikroorganismu augšanas ātrumu. Skābekļa padeve ir vispusīgi jānosaka, pamatojoties uz aerobo mikroorganismu daudzumu un fizioloģiskajām īpašībām, kā arī substrāta raksturu un koncentrāciju. Tas nodrošina, ka aktīvās dūņas darbojas optimālā stāvoklī organisko vielu noārdīšanai. Eksperimentu rezultāti liecina, ka izšķīdušā skābekļa (DO) līmenis aerācijas tvertnē jāuztur 3-4 mg/l līmenī. Nepietiekama skābekļa padeve izraisa sliktu aktīvo dūņu veiktspēju un samazina apstrādes efektivitāti. Lai nodrošinātu pietiekamu skābekļa padevi, ir nepieciešams specializēts aprīkojums, piemēram, aeratori.
Aerācijas princips
Aerācija ir līdzeklis, lai panāktu intensīvu kontaktu starp gaisu un ūdeni. Tās mērķis ir izšķīdināt skābekli no gaisa ūdenī vai izvadīt no ūdens nevēlamās gāzes un gaistošas vielas gaisā. Citiem vārdiem sakot, tas veicina masas pārnesi starp gāzes un šķidruma fāzēm. Aerācija kalpo arī citām kritiskām funkcijām, piemēram, sajaukšanai un maisīšanai.
Skābekļa pārnešana no gaisa uz ūdeni ietver masas pārnešanu no gāzes fāzes uz šķidro fāzi. Plaši izmantotā teorija, kas apraksta šo difūzijas procesu, ir Lūisa un Vitmena piedāvātā divu filmu teorija. Šī teorija paredz, ka gāzes plēve un šķidruma plēve pastāv gāzes -ūdens saskarnē. Reģioni ārpus šīm plēvēm piedzīvo attiecīgi nemierīgu gaisa un ūdens plūsmu. Starp gāzes un šķidruma plēvēm atrodas lamināras plūsmas apgabals, kurā nav konvekcijas, kas noteiktos apstākļos rada spiediena un koncentrācijas gradientus. Ja skābekļa koncentrācija šķidruma plēvē ir zemāka par piesātinājuma līmeni ūdenī, skābeklis no gaisa turpina difundēt caur plēvēm ūdenstilpē. Tādējādi šķidruma un gāzes plēves veido primāro pretestību skābekļa pārnesei. Skaidrs, ka visefektīvākais veids, kā pārvarēt šķidruma plēves pretestību, ir ātri atjaunot gāzes -šķidruma saskarni.
Aerācija to panāk tieši ar:
1. Burbuļa izmēra samazināšana
2. Burbuļu daudzuma palielināšana
3. Šķidruma turbulences uzlabošana
4.Aeratora uzstādīšanas dziļuma palielināšana
5. Pagarinot šķidruma -burbuļa saskares laiku
Aerācijas iekārtas tiek plaši izmantotas notekūdeņu attīrīšanā, pamatojoties uz šiem principiem.