Flotace pro separaci biomasy nahrazující sekundární usazovací nádrže a systémy sekundární úpravy

Sekundární usazovací nádrže musí zvládat důležitý úkol oddělování aktivovaného kalu. S průměry někdy více než 50 metrů jsou většinou horizontální průtokové systémy. Kal se může usazovat uvnitř, zatímco čistá voda téměř bez pevných látek odtéká kanálem. Kontrola a monitorování těchto stupňů separace se stále provádí vizuálně ve většině případů prostřednictvím cyklického měření hloubky viditelnosti. Pokud takové měřicí patky ukazují, že výška hladiny kalu je mimo regulační rozsah, jsou často přijímána protiopatření buď úpravou poměru zpětného kalu nebo zvýšením objemu vypuštěného přebytečného kalu. Pokud však tato opatření zůstanou neúčinná, je často jediným prostředkem k odstranění provozních problémů způsobených nepřetržitým přetékáním biomasy a jemných suspenzí nákladné přidávání srážecích a flokulačních látek nebo jiných aditiv.

Takové provozní problémy způsobené špatným usazováním aktivovaného kalu jsou způsobeny především přetížením sekundární usazovací nádrže, silně se měnícími vstupními podmínkami, změnami poměru živin v důsledku průmyslových výpustí a neúčinným odlučováním tuků a jiných plovoucích částic.

Navíc přetečení 1 mg/l filtrovatelných pevných látek zvyšuje koncentraci COD o 0,8 až 1,4 mg/l a koncentraci fosforu o 0,02 až více než 0,04 mg/l.

Mikroorganismy, které provádějí biologické procesy v provzdušňovací nádrži, se usazují uvnitř vloček aktivovaného kalu a drží se jemně rozptýlené suspenze a pevných látek, které jsou adsorbovány do vloček aktivovaného kalu.  Díky této charakteristice bakterií je možné je oddělit od upravené odpadní vody pomocí sedimentačních procesů.

Bohužel relativně malý rozdíl hustoty mezi vločkami aktivovaného kalu a upravenou odpadní vodou vede k nízké rychlosti usazování. Velké sekundární usazovací nádrže jsou proto nezbytné pro zajištění velkých ploch nádrží potřebných pro proces separace. Nebo stručně řečeno: účinnost separace sekundární kalové nádrže je omezena pomalou rychlostí usazování vloček aktivovaného kalu.

Alternativou k sekundárním usazovacím nádržím je flotace s dodatečně vylepšenou účinností separace. K vločkám aktivovaného kalu se připevňují velmi malé plynové bubliny o velikosti pouhých několika tisíc milimetrů a velmi jemné zákaly. Tyto aglomeráty plynných pevných látek mají mnohem nižší hustotu než voda, a proto se ve flotační nádrži poměrně rychle vznášejí na hladinu vody. Tyto velmi malé plynové bubliny vznikají na principu flotace rozpuštěného vzduchu. Vyrábějí se vstřikováním vzduchu pod tlakem do proudu recyklované vody, kde se zcela rozpustí, než se znovu uvolní uvolněním tlaku ve flotační komoře.  Vzhledem k malé velikosti bublin lze na povrch flotační nádrže přenášet i zákaly, které nebylo možné oddělit během jejich pobytu v sekundární usazovací nádrži.

Pevné látky stoupající s bublinami plynu se hromadí na povrchu flotační nádrže až do 5 % obsahu pevných látek a mohou být vráceny do systému jako vratný kal. Alternativně lze zahuštěný kal odstranit jako přebytečný kal a odvést do následných stupňů úpravy.

Flotace kalu může přivádět až 5 m³ aktivovaného kalu na m² plochy za hodinu. V praxi se dosahuje výrazně lepších hodnot odpadních vod než u sekundárních usazovacích nádrží. Flotace navíc potřebují mnohem méně místa. Mikrobublinná flotace s uvolněným tlakem vody relativizuje mírně vyšší náklady na energii v důsledku zlepšeného celkového procesu.

Flotační systémy jsou optimálně vhodné zejména jako dodatečné vybavení v omezeném prostoru nebo pro renovaci stávajících zařízení bez velkých stavebních prací. Flotace se také stále častěji používá jako terciární stupeň úpravy pro tzv. „leštění / redukci P“.
 

Jako výrobce flotačních zařízení (HDF) s dlouholetými zkušenostmi, především v průmyslovém předčištění, vyvinula společnost HUBER nyní také vysoce účinné flotační systémy pro separaci aktivovaného kalu a úspěšně je implementovala (HDF S). Rozdíl mezi inovativními zařízeními HDF S a konvenčními zařízeními HDF spočívá především v jejich speciální konstrukci. Namísto vysokých nádrží s integrovanými lamelovými jednotkami se k odlučování aktivovaného kalu používají jednodílné nádrže s vedením proudu a přizpůsobenými škrabacími systémy.

Tato dosud relativně málo známá alternativa k sekundárním usazovacím nádržím je stále více žádaná. Několik zákazníků z různých oborů již pochopilo výhody nabídky flotace aktivovaného kalu ve srovnání s konvenčním sekundárním čištěním a po úspěšné instalaci a uvedení flotačního systému do provozu těží z výrazně zvýšené bezpečnosti procesu a snížení provozních nákladů.