Kyslíková aerace: možné řešení požadavku masivního vnosu kyslíku

Při extrémních požadavcích vysokého vnosu kyslíku do aktivovaného kalu můžeme při projekci nového aeračního systému do stávajících nádrží narazit na obtíže, jež souvisí zejména s omezením objemu aktivovaného kalu.

Jelikož není vždy možno - z důvodů prostorových či investičních - řešit nedostatečný objem výstavbou nových nádrží, nabízí se řešení intenzifikovat proces rozpouštění kyslíku aplikací čistého plynu. Řešení je shledáváno jako vhodné zejména provozovateli průmyslových biologických čistíren odpadních vod (BČOV), popřípadě tam, kde je nutno zpracovat směsné, tedy průmyslové i komunální odpadní vody.

Příklady úspěšných aplikací v ČR

Prvním příkladem řešení situace, kdy zatížení organickými látkami z chemické výroby stouplo v důsledku zvýšení výroby dvojnásobně při takřka nezměněném zatížení hydraulickém, je intenzifikace biologické čističky v severočeském chemickém podniku. Jelikož zde nebylo z prostorových důvodů možno vybudovat novou kapacitu aktivace, bylo projektanty a technology navrženo ve stávajících aktivacích instalovat zařízení pro vnos čistého kyslíku. Při zvýšené koncentraci aktivovaného kalu bylo možno v nezměněných objemech odbourat dvojnásobné množství organického zatížení.

Druhým případem využití masivního vnosu kyslíku je zřízení kyslíkového selektoru v BČOV severomoravské celulózky. Při postupném zvyšování hydraulického, ale zejména látkového zatížení čistíren odpadních vod (ČOV) v důsledku zvyšování výroby celulózy bylo dosaženo stavu, kdy látkové zatížení BČOV je zhruba trojnásobné proti projektovaným hodnotám. Objemy nádrží BČOV však zůstávají stejné. V důsledku relativně vysoké koncentrace CHSK (cca 1750 mg/l) docházelo v aktivaci k velmi rychlé spotřebě vnášeného kyslíku. Důsledkem bylo vytváření zón s velmi nízkou (resp. nulovou) koncentrací kyslíku. Tyto podmínky vedly k vyššímu výskytu vláknitých organismů v aktivovaném kalu, a tedy k obtížím a vyšším nákladům při separaci kalu. Na základě studie a provozu pilotního zařízení bylo rozhodnuto situaci řešit masivním vnosem kyslíku do dříve neprovzdušňovaného selektoru, předřazeného vlastní kyslíkové aktivaci. Výsledkem masivního vnosu kyslíku do aktivovaného kalu v selektoru je zvýšení k oncentrace kyslíku na hodnotu cca 2-3 mg/l. Tím došlo zjevně k eliminaci zón s nízkou koncentrací kyslíku v aktivaci a k vymizení vláknitých organismů z aktivovaného kalu (zástupci těchto organismů nebyli při posledních analýzách v kalu nalezeni).

Třetím příkladem aplikace kyslíku do aktivace v BČOV průmyslové prádelny peří ve středních Čechách, v níž je čištěna odpadní voda, obsahující zejména tuky a odmašťovadla. Jedná se o relativně malou ČOV s projektovanou kapacitou 2350 EO a průtokem odpadní vody 350 m3/d. Problémem byla značná koncentrace CHSK - cca 1400 mg/l, nepříznivý poměr CHSK a BSK - cca 3,3 a občas relativně vysoká teplota vody. V aktivaci, jež je osazena jemnobublinnou vzduchovou aerací, docházelo k periodickým deficitům kyslíku. Proto bylo do aktivace vedle stávající aerace instalováno celkem 40 m perforovaných hadic, do nichž je přiváděn kyslík. Jeho dávkování, jež je automaticky spuštěno, nedosahuje-li koncentrace rozpuštěného kyslíku 1,5 mg/l, umožňuje ve velmi krátkém čase vyrovnat deficit kyslíku a provozovat aktivaci s průměrnou koncentrací kyslíku cca 2 mg/l.

Jelikož je kyslík do aktivace vnášen perforovanými hadicemi tlakem vyvíjeným při odpaření kapalného kyslíku ze zásobníku, není s výjimkou pohonu elektromagnetických ventilů spotřebovávána elektrická energie.

Čtvrtý příklad ukazuje možnost zvýšení kapacity komunální ČOV v případě připojení nového velkého znečišťovatele. Východočeský producent elektronických součástek řešil problém s odstraněním odpadního metanolu. Jako technicky schůdnou se ukázala možnost zavést odpadní vodu obsahující cca 500 kg metanolu denně na městkou ČOV (18 tis. EO). Jelikož by však látková kapacita ČOV byla překročena o cca 30%, bylo rozhodnuto intenzifikovat čtyři z šesti aktivací obou linek kaskády vnosem čistého kyslíku. Zvýšené organické zatížení je tak možno za přijatelných nákladů likvidovat bez nároku na zvýšení objemu aktivací.

Řešení pro extrémní podmínky

Z uvedených příkladů je zřejmé, že se použití "čistého" kyslíku v provozu BČOV nikdy nestane běžnou záležitostí. Aplikace si však postupně nachází místo v těch případech, kdy v důsledku nestandardních podmínek nelze vnos kyslíku řešit tradičními metodami. K omezujícím faktorům, jež lze mnohdy aplikací kyslíku eliminovat, patří zejména nerovnoměrné vysoké organické zatížení v nátoku ČOV, omezené objemy aktivace a vysoká teplota odpadní vody. Aplikaci lze úspěšně využít i k rychlému překlenutí obtíží při rekonstrukci ČOV, což bylo prakticky ověřeno na městské ČOV v Jihlavě.

RNDr. Ivo Vágner
Messer Technogas s.r.o.