Unul dintre cele mai importante etape din procesul de epurare a apei este treapta biologica, care joacă un rol crucial în eliminarea poluanților organici. În acest context, integrarea tehnologiilor de automatizare în stațiile de epurare poate îmbunătăți semnificativ eficiența și performanța întregului sistem.
Ce este treapta biologica în epurarea apei?
Treapta biologica este o fază importantă a procesului de tratare a apei uzate, în care microorganismele sunt folosite pentru a descompune substanțele organice din apă. Acest proces se realizează într-un mediu controlat, unde bacteriile și alte microorganisme se hrănesc cu materiile organice și le transformă în substanțe mai simple și mai puțin poluante, cum ar fi dioxidul de carbon și apa. În funcție de tipul de sistem utilizat, treapta biologică poate include procese precum tratamentele aerobe sau anaerobe.
A doua treaptă în procesul de epurare a apei este treapta biologică, esențială pentru îndepărtarea substanțelor organice biodegradabile, a azotului și a fosforului. Acest proces are loc în două bioreactoare SBR (Sequencing Batch Reactors), unde se realizează procesele de nitrificare și denitrificare într-o secvență specifică. În aceste bioreactoare, se dezvoltă în mod natural bacterii, cunoscute sub denumirea de nămol activ sau biomasă, care sunt responsabile pentru descompunerea poluanților din apă.
Procesul de epurare biologica în bioreactoare SBR
În cadrul procesului biologic, apa pretratată este măsurată de un debitmetru, iar apoi direcționată în mod secvențial către cele două bazine SBR, la intervale prestabilite. Această direcționare este realizată prin intermediul a două vane motorizate, care controlează fluxul de apă, ghidându-l către unul dintre cele două bazine SBR pentru tratamentul biologic ulterior. Astfel, tratamentul este optimizat, iar apa beneficiază de un proces de epurare eficient.
Bazinele SBR conțin nămol activ în suspensie, în amestec cu solide biologice (MLSS – Mixed Liquor Suspended Solids). Nămolul activ constă în bacterii care descompun substanțele organice și oxidează amoniul, reducând, de asemenea, nitriții și nitrații. Acest proces are loc datorită condițiilor de mediu controlate, în care bacteriile aerobe sunt susținute prin aport de oxigen. În cazul reducerii nitriților și nitraților, amestecul de nămol este aerat, iar în anumite momente ale procesului, poate fi amestecat fără aport de aer tehnologic.
Sistemul SBR este proiectat pentru a susține două etape de tratament biologic esențiale: nitrificare și denitrificare.
Nitrificarea: Acesta este procesul prin care se elimină carbonul și se oxidează amoniul, transformându-l în nitriți și nitrați. În acest stadiu, aerul este furnizat de suflante care introduc oxigen în nămolul activ din bioreactoare. Bacteriile aerobe, care se dezvoltă în prezența oxigenului, consumă nutrienții din apă, transformând amoniul în substanțe mai puțin dăunătoare. Timpul de aerare este reglat pentru a se asigura o performanță optimă a procesului de nitrificare. Conținutul de oxigen dizolvat în apă este menținut într-un interval de 0.5-2 mg/l, iar echipamentele de măsură instantanee sunt utilizate pentru a monitoriza constant acest parametru. Astfel, suflantele vor ajusta în mod automat fluxul de aer în funcție de nevoile procesului.
Denitrificarea: După nitrificare, este necesară etapa de denitrificare, în care nitrații sunt transformați în azot gazos, un proces care contribuie la reducerea concentrației de azot din apă. Acest proces are loc în absența oxigenului, iar în anumite momente ale ciclului, nămolul este amestecat fără aport de aer, stimulând astfel activitatea bacteriilor denitrificante. In perioada in care are loc denitrificarea, procesul de aerare este optiy. Mixarea apei in reactoare se va realiza prin montarea unui mixer in fiecare bazin. Pe masura ce bacteriile se inmultesc si mor, cantitatea de namol din rezervor creste si este periodic transferata automat in functie de concentratia acesteia masurata de senzorii de materii solide catre rezervorul de namol in exces, prin intermediul unui sistem automat gestionat de automatul programabil. Amestecul de apa tratata/namol activ decanteaza in bio-reactoare si supernatantul (apa tratata) este transferata catre bazinul de apa tratata cu ajutorul unor pompe submersibile montate pe un flotor. Miscarea verticala a flotorului variaza in functie de nivelul apei in bazin.