I. Conceptes bàsics
El procés de fangs activats és la tecnologia aeròbica de tractament biològic d'aigües residuals més utilitzada.
El seu principi bàsic és utilitzar fangs activats-un fang floculent format per l'agregació d'un gran nombre de microorganismes (bacteris, fongs, protozous, etc.)-per descompondre la matèria orgànica a l'aigua en condicions aeròbiques, purificant així les aigües residuals.
II. Principis bàsics
1. Adsorció: la superfície dels flocs de fang activat adsorbeix matèria orgànica, col·loides i sòlids en suspensió de les aigües residuals.
2. Descomposició oxidativa: En condicions aeròbiques, els microorganismes utilitzen la matèria orgànica com a nutrient i font d'energia, descomposant-la en substàncies inorgàniques estables com CO₂, H₂O, NH₃ i PO₄³⁻.
3. Síntesi cel·lular: part de la matèria orgànica es converteix en noves cèl·lules microbianes, augmentant el volum del fang.
4. Sedimentació i Separació
La mescla d'aigua-de fangs tractada s'instal·la al tanc de sedimentació secundari, aconseguint la separació d'aigua-de fangs. El sobrenedant es descarrega, es recicla una mica de fang i es descarrega l'excés de fang.
En resum: els microorganismes consumeixen contaminants → creixen → s'assenten → l'aigua es torna clara.
III. Components bàsics (cinc components principals)
1. Tanc d'aireació: lloc de reacció microbiana i degradació de la matèria orgànica.
2. Sistema d'aireació: Aporta oxigen i barreja els fangs.
3. Dipòsit secundari de sedimentació: Separa els fangs i l'aigua, produint efluents clarificats.
4. Sistema de retorn de fangs: retorna els fangs des del fons del dipòsit de sedimentació secundari al dipòsit d'aireació per mantenir la concentració microbiana.
5. Sistema de descàrrega de fangs en excés: descarrega l'excés de fangs envellits, assegurant l'estabilitat del sistema.
IV. Indicadors bàsics
1. MLSS (Sòlids en Suspensió de Licors Mixts)
La concentració de fangs activats al dipòsit d'aireació, reflectint el nombre de microorganismes.
2. SV (Ratio de sedimentació de fangs): la relació de volum dels fangs després de 30 minuts de decantació, que s'utilitza per avaluar el rendiment de la decantació.
3. SVI (Índex de volum de fangs): determina si el fang és voluminós, solt o té una decantació deficient.
4. DO (Oxigen dissolt): Generalment controlat al voltant de 2 mg/L per assegurar la reacció aeròbica.
5. Temps de retenció de fangs (SRT): El temps mitjà de residència dels microorganismes al sistema, que afecta l'eficiència del tractament i la producció de fangs.
V. Procés típic
Aigües residuals → Pantalla de barra → Cambra de sorra → Dipòsit d'aireació (aireació) → Dipòsit secundari de decantació
↓ Llots de decantació secundària: una part es retorna al dipòsit d'aireació i una part s'aboca com a excés de fang.
VI. Avantatges i desavantatges
Avantatges
• Alta eficiència de tractament, excel·lent eliminació de DQO, DBO i SS
• Funcionament madur, àmplia aplicabilitat (aigües residuals municipals, aigües residuals industrials)
• Peça relativament petita, qualitat estable de l'efluent
Inconvenients
• Alt consum d'energia (consum d'electricitat per a la ventilació)
• Alts requisits de gestió, propensos a la formació de fangs, la formació d'escuma i la flotació
• Generació d'excés de fangs que requereixen un tractament posterior
VII. Àmbit aplicable
• Claus domèstiques municipals
• Aigües residuals industrials amb bona biodegradabilitat (alimentació, elaboració de cervesa, estampació i tintura, química, etc.)