I. Základní pojmy
Proces aktivovaného kalu je nejrozšířenější aerobní technologie biologického čištění odpadních vod.
Jeho základním principem je využití aktivovaného kalu-vločkovitého kalu vzniklého agregací velkého množství mikroorganismů (bakterií, hub, prvoků atd.)-k rozkladu organické hmoty ve vodě za aerobních podmínek, čímž dochází k čištění odpadních vod.
II. Základní principy
1. Adsorpce: Povrch vloček aktivovaného kalu adsorbuje organickou hmotu, koloidy a suspendované pevné látky z odpadní vody.
2. Oxidační rozklad: Za aerobních podmínek využívají mikroorganismy organickou hmotu jako zdroj živin a energie a rozkládají ji na stabilní anorganické látky, jako jsou CO₂, H2O, NH3 a PO₄3⁻.
3. Buněčná syntéza: Některá organická hmota se přemění na nové mikrobiální buňky, čímž se zvětší objem kalu.
4. Sedimentace a separace
Upravená kalová-směs vody se usadí v sekundární sedimentační nádrži, čímž se dosáhne separace kalové-vody. Supernatant se vypustí, část kalu se recykluje a přebytečný kal se vypustí.
Stručně řečeno: Mikroorganismy konzumují znečišťující látky → rostou → usazují se → voda se stává průzračnou.
III. Základní součásti (pět hlavních součástí)
1. Aerační nádrž: Místo pro mikrobiální reakci a degradaci organické hmoty.
2. Aerační systém: Poskytuje kyslík a promíchává kal.
3. Sekundární sedimentační nádrž: Odděluje kal a vodu a produkuje vyčištěný odpad.
4. Systém vracení kalu: Vrací kal ze dna sekundární sedimentační nádrže do provzdušňovací nádrže, aby se udržela mikrobiální koncentrace.
5. Systém vypouštění přebytečného kalu: Vypouští přebytečný starý kal a zajišťuje stabilitu systému.
IV. Základní indikátory
1. MLSS (suspendované pevné látky smíšeného likéru)
Koncentrace aktivovaného kalu v provzdušňovací nádrži odrážející počet mikroorganismů.
2. SV (Sludge Settling Ratio): Objemový poměr kalu po 30 minutách usazování, který se používá k posouzení účinnosti usazování.
3. SVI (Sludge Volume Index): Určuje, zda je kal objemný, uvolněný nebo špatně usazený.
4. DO (rozpuštěný kyslík): Obecně se kontroluje kolem 2 mg/l pro zajištění aerobní reakce.
5. Doba retence kalu (SRT): Průměrná doba setrvání mikroorganismů v systému, ovlivňující účinnost čištění a produkci kalu.
V. Typický proces
Odpadní voda → Barová obrazovka → Komora na písek → Provzdušňovací nádrž (provzdušňování) → Sekundární usazovací nádrž
↓ Kal ze sekundární usazovací nádrže: Část se vrací do provzdušňovací nádrže a část se vypouští jako přebytečný kal.
VI. Výhody a nevýhody
Výhody
• Vysoká účinnost čištění, vynikající odstranění CHSK, BSK a SS
• Vyspělý provoz, široká použitelnost (komunální kanalizace, průmyslové odpadní vody)
• Relativně malý půdorys, stabilní kvalita odpadních vod
Nevýhody
• Vysoká spotřeba energie (spotřeba elektřiny na provzdušňování)
• Vysoké požadavky na hospodaření, náchylné k hromadění kalu, pěnění a plovoucí
• Tvorba přebytečného kalu, vyžadujícího další úpravu
VII. Použitelný rozsah
• Komunální domovní kanalizace
• Průmyslové odpadní vody s dobrou biologickou rozložitelností (potravinářské, pivovarnické, tiskařské a barvířské, chemické atd.)