Zaradi raznolike sestave industrijske odpadne vode čistilni sistemi pogosto zahtevajo kombinacijo več metod za doseganje zahtevanih standardov izpustov. Metode čiščenja odpadne vode so glede na uporabljene tehnike razvrščene v štiri kategorije: fizikalne, kemične, fizikalno-kemijske in biološke. Biološko čiščenje izkorišča presnovne procese mikroorganizmov v odpadni vodi za razgradnjo biološko razgradljivih organskih snovi. Priznan po veliki zmogljivosti čiščenja, stroškovni-učinkovitosti in ekonomski zanesljivosti je najbolj razširjena metoda čiščenja vode po vsem svetu.
Uporaba aeratorjev pri čiščenju odpadne vode
Metode biološkega čiščenja so razdeljene v dve veliki kategoriji glede na potrebe vključenih mikroorganizmov po kisiku: aerobne in anaerobne. Na splošno so aerobne metode bolj primerne za odpadno vodo z nižjo-koncentracijo, kot je odpadna voda iz obratov za proizvodnjo etilena, medtem ko so anaerobne metode primernejše za blato in odpadno vodo z višjo-koncentracijo. Aerobno biološko obdelavo lahko nadalje razvrstimo v postopke z aktivnim blatom in postopke z biofilmom.
Postopek z aktivnim blatom je umetna izboljšava naravnega čiščenja vode, ki temelji na aktivnem blatu kot primarnem sredstvu za odstranjevanje organskih onesnaževal. Aerobni mikroorganizmi, prisotni v aktivnem blatu, potrebujejo za učinkovito delovanje prisotnost kisika. V prezračevalni posodi biološkega sistema za čiščenje odpadne vode je učinkovitost prenosa kisika v pozitivni korelaciji s stopnjo rasti aerobnih mikroorganizmov. Oskrba s kisikom mora biti celovito določena glede na količino in fiziološke lastnosti aerobnih mikroorganizmov ter naravo in koncentracijo substrata. To zagotavlja, da aktivno blato deluje v optimalnem stanju za razgradnjo organske snovi. Eksperimentalni rezultati kažejo, da je treba raztopljeni kisik (DO) v prezračevalni posodi vzdrževati pri 3-4 mg/L. Nezadostna oskrba s kisikom povzroči slabo delovanje aktivnega blata in zmanjšano učinkovitost obdelave. Za zagotovitev zadostne oskrbe s kisikom je bistvena posebna oprema, kot so aeratorji.
Načelo prezračevanja
Zračenje je sredstvo za doseganje intenzivnega stika med zrakom in vodo. Njegov cilj je raztopiti kisik iz zraka v vodi ali odstraniti neželene pline in hlapne snovi iz vode v zrak. Z drugimi besedami, spodbuja prenos mase med plinsko in tekočo fazo. Zračenje služi tudi drugim kritičnim funkcijam, kot sta mešanje in mešanje.
Prenos kisika iz zraka v vodo vključuje prenos mase iz plinaste faze v tekočo fazo. Široko uporabljena teorija, ki opisuje ta proces difuzije, je teorija dveh-filmov, ki sta jo predlagala Lewis in Whitman. Ta teorija predpostavlja, da na meji plin-voda obstajata film plina in film tekočine. Območja zunaj teh filmov doživljajo turbulenten tok zraka oziroma vode. Med filmoma plina in tekočine leži območje laminarnega toka, kjer ni konvekcije, kar pod določenimi pogoji ustvarja gradiente tlaka in koncentracije. Če je koncentracija kisika v tekočem filmu pod nivojem nasičenosti v vodi, kisik iz zraka še naprej difundira skozi filme v vodno telo. Tako filmi tekočine in plina predstavljajo primarno odpornost proti prenosu kisika. Jasno je, da je najučinkovitejši način za premagovanje odpornosti tekočega filma hitra obnova vmesnika plin-tekočina.
Prezračevanje to doseže ravno z:
1. Zmanjšanje velikosti mehurčkov
2. Povečanje količine mehurčkov
3. Izboljšanje turbulence tekočine
4. Povečanje globine namestitve aeratorja
5. Podaljšanje časa stika s-tekočino mehurčkov
Oprema za prezračevanje je široko uporabljena pri čiščenju odpadne vode, ki temelji na teh načelih.