Optimizēta aerācija precīzai regulēšanai un līdz minimumam samazināts enerģijas patēriņš

Notekūdeņu attīrīšana ir atbildīga par lielu daļu no pasaules kopējā enerģijas patēriņa, un, tā kā enerģija ir vērtīgs un ierobežots resurss, tā jāizmato pēc iespējas optimālāk un drošāk videi. To var izdarīt dažādos veidos - sākot ar to, ka tiek nomainīts novecojis aprīkojums ar jauniem un energoefektīvākiem risinājumiem, un beidzot ar to, ka notekūdeņi tiek izmantoti kā vērtīgs alternatīvās enerģijas resursu. Organiskie savienojumi, kas atdalīti bioloģiskās apstrādes laikā, satur ievērojamu daudzumu ķīmiskās enerģijas, ko var izmantot šajā nozarē, lai optimizētu enerģijas patēriņu. Izmantojot pašreiz pieejamās zināšanas un tehnoloģiju, faktiski var izveidot enerģijas ražošanas saimniecības.

Aerācija ir svarīga notekūdeņu attīrīšanas sastāvdaļa, un tā ir visvairāk enerģijas patērējošais process attīrīšanas iekārtās. Tāpēc šī procesa optimizācija ir svarīgs solis ceļā uz alternatīvās enerģijas izmantošana.

Kas ir aerācija?

Aerācija ir gaisa pievienošanas process šķidrumam vai šķidrai vielai. Tādējādi ūdens aerācija ir skābekļa pievienošanu ūdenim vai skābekļa piesātinājuma palielināšanu, un to var izdarīt dažādos veidos. Visizplatītākās ūdens aerācijas metodes ir ūdens-krituma un gaisa difūzijas metodes. Ūdens krituma aeratori ūdeni bagātina izmantojot izsmidzināšanas sistēmu. Savukārt gaisa difūzijas aeratori pumpē gaisu ūdenī. Tas rada sīkus gaisa burbuļus, kas pārvietojas pa ūdeni, un tādējādi palielinās ūdens virsmas laukums [1].

Biodegradācija

Piesārņotāju kā fosfora, slāpekļa un organisko savienojumu noņemšanas process notekūdeņu attīrīšanas iekārtās parasti ietver mehāniskās, bioloģiskās un ķīmiskās attīrīšanas posmus. Lielākajā daļā bioloģisko notekūdeņu attīrīšanas sistēmu procesa ietvaros ietilpst aerācija. Bioloģiskajā attīrīšanā tiek izmantoti dabā sastopami mikroorganismi, lai noārdītu notekūdeņos esošos piesārņotājus, un, pievienojot ūdenim gaisu, tiek nodrošināts skābeklis organisko materiālu aerobai biodegradācijai.Biodegradācija ir ārkārtīgi lēns process, ja skābekļa līmenis nav pietiekams. No otras puses, pārmērīgs skābekļa līmenis var izraisīt N2O emisiju - gāzes veids ir spēcīgāks un videi kaitīgāks nekā CO2. Tāpēc ir svarīga precīza aerācijas kontrole un uzstādīšana [2].

Neorganisko savienojumu atdalīšana

Turklāt aerāciju notekūdeņu attīrīšanā parasti izmanto, lai samazinātu oglekļa dioksīda, amonjaka un sērūdeņraža līmeni un oksidējot atdalītu, piemēram, dzelzi un mangānu. Lai arī sēra savienojumi ne vienmēr kaitē, potenciāli ļoti sliktā smarža un garša var veicināt šo savienojumu attīrīšanu no ūdens. Ūdens piesātinājums ar slāpekli un skābekli, kas tuvojas līdzsvaram ar apkārtējo atmosfēru, gandrīz pilnībā noņem CO2, sērūdeņradi un amonjaku. Kā alternatīva hloram kā ķīmiskam dezinfekcijas līdzeklim aerācija var efektīvi noņemt mazāka apjoma sēra savienojumus. Pēc tam šos savienojumus var fiziski filtrēt no ūdens [1].

Svarīga ir precīza regulēšana

Aerācija ir visvairāk enerģijas patērējošā darbība notekūdeņu attīrīšanas iekārtās, un šis process parasti veido līdz pat 50% no kopējā enerģijas patēriņa iekārtā [3]. Lielā enerģijas patēriņa dēļ aerācija tiek uzskatīta par vienu no kritiskākajiem notekūdeņu attīrīšanas posmiem, un labi izstrādāta aerācijas sistēma tieši ietekmē gan efektivitāti, gan ekonomiku. Aerācijas procesa kontrole ne tikai samazina notekūdeņu attīrīšanai patērēto enerģiju, bet arī samazina CO2 emisijas. Tomēr, kā jau minēts, enerģijas taupīšanas darbības var izraisīt N2O emisiju, ja process netiek pareizi kontrolēts. Tādējādi svarīgs ir precīzs regulējums - ne tikai ekonomisku apsvērumu dēl, bet arī apkārtējai videi.