Reovee puhastusmeetodid

Reovee puhastamisel kõrvaldatakse reoained veest mehaaniliste, bioloogiliste ja/või füüsikalis-keemiliste võtetega. Puhastusmeetodid jagunevad tehnilisteks ja looduslähedasteks, neid rakendatakse koos või omaette. Et vältida veekogude rikastamist eutrofeerumist põhjustavate taimetoitesooladega, on lisaks mehaanilisele ja bioloogilisele puhastusele vaja ka fosfori keemilist või fosfori ja lämmastiku bioloogilist ärastust.

Mehaaniline puhastus

Mehaanilise puhastuse ülesanne on lahustumatute võõriste (ujuprahi, liiva, heljumi) kõrvaldamine reoveest füüsikaliste võtetega (kurnamine, sõelumine, setitamine), ta jaguneb algpuhastuseks ja eelselituseks. Ujupraht jääb pidama võrele või sõeltele, mineraalsed võõrised liivapüünisesse ja orgaaniline heljum eelsetitisse. Oma- ja väikepuhastites peetakse sageli nii liiv ja muda kui ka orgaaniline heljum kinni septikus. Suurematel väikepuhastitel võivad olla eraldi võrekaevud, liivapüünised ja setitid. Veest kergemad võõrised (õli ja rasv) kõrvaldatakse pinnale ujutades, enamik neist peetakse kinni juba eelpuhastis.

Bioloogiline puhastus

Biopuhastuses kõrvaldatakse orgaaniline aine reoveest mikroorganismide abil, kes kasutavad lahustunud orgaanilisi aineid oma elutegevuses ning kellest moodustuv biomass seob kolloidse heljumi. Biomass eraldatakse puhastatud veest järelsetitis. Ideaaloludes laguneb kogu orgaaniline aine süsihappegaasiks ja veeks.

Orgaaniline aine laguneb nii aeroobses (hapnikurikkas) kui ka hapnikuvabas (anoksilises) ja anaeroobses keskkonnas. Hapnikuvabaks loetakse sellist keskkonda, milles lahustunud hapnik küll puudub, aga hapnikku leidub mitmesugustes ühendites (nitraatides ja nitritites). Anaeroobses keskkonnas ei ole üldse hapnikku.

Biopuhastus võib olla aeroobne või anaeroobne. Mõnikord rakendatakse mõlemat vaheldumisi. Biopuhastid jagunevad tehnilisteks ja looduslähedasteks, esimesed omakorda biokilereaktoriteks, aktiivmudapuhastiteks ning täidisega aktiivmudapuhastiteks.

Reovee bioloogilisi puhastusmeetodeid, milles intensiivsemal moel jäljendatakse seda, mis looduses toimub, on orgaaniliste reoainete lagundamiseks rakendatud aastakümneid, toitesoolade bioloogiline ärastamine nt aktiivmudaprotsessis on aga suhteliselt uus meetod. Lämmastikku ärastatakse nitrifi katsiooni ja denitrifi katsiooni teel: algul bakterid oksüdeerivad hapnikurikkas keskkonnas lämmastikuühendid energia saamiseks nitrititeks ja nitraatideks (nitrifi katsioon), mida seejärel hapnikuvabas keskkonnas redutseerivad denitrifi tseerivad bakterid (denitrifi katsioon). Lämmastik vabaneb ja lendub.

Bioloogilisel fosforiärastusel seovad bakterid (Acinetobacter jt) aerotanki hapnikuvabas tsoonis fosfori aktiivmudasse ning ta kõrvaldatakse koos liigaktiivmudaga.

Aktiivmudapuhastus

Aktiivmudapuhastus on reovee bioloogilise puhastamise moodus, mille puhul reovesi ja aktiivmuda (orgaanilisest peenheljumist ja kolloididest ning mikroorganismide – pms bakterite ja ainuraksete – kogumeist koosnev helbeline mass) segatakse ja õhustatakse aerotankis. Segu voolab aerotankist järelsetitisse, milles eralduv aktiivmuda kas juhitakse tagasi aerotanki (tagastusmuda) või kõrvaldatakse (jääk- e liigmuda).

Aktiivmudapuhastuse tulemuslikkus oleneb reovee pH-st (soodus vahemik on 6–8), temperatuurist (10–30 °C), lämmastiku- ja fosforiühendite ning anorgaaniliste mikroelementide sisaldusest, aga ka orgaanilise aine ning fosfori- ja lämmastikusisalduse vahekorrast (soodsaks peetakse BHT5 : N : P = 100 : 5 : 1). Aktiivmudaprotsess on paindlik ja seda saab suures ulatuses varieerida. Puhasti töörežiim valitakse vooluhulga, reovee kanguse ja nõutava puhastusastme järgi.

Biokilereaktorid e biofiltrid

Biokilereaktorid e biofiltrid on puhastid, milles reovesi saab puhtaks koreda tugimaterjali pinnale kasvavas biokiles elutsevate bakterite ainevahetuse toimel. Biokilereaktorid jagunevad nõrg- ja sukelbiofi ltriteks. Nõrgbiofiltris nõrgub reovesi aeglaselt läbi biokile tugimaterjali, sukelbiofiltris e biorootoris on biokile aga vahelduvalt või pidevalt (siis reovett õhustatakse) reovee sees.

Nõrgfilter

Nõrgfiltri tugimaterjaliks kasutatakse tänapäeval mitmesuguseid plastist pressitud suure eripinnaga elemente, biorootoris aga aeglaselt pöörlevale võllile kinnitatud poorseid kettaid või plastelemendipakette.

Puhastusprotsess on kõigis biokilereaktorites sarnane, kuid tööpõhimõte ja ehitus on erinevad. Sukelbiofiltrid on nõrgbiofi ltritest väiksemad, nende pinnakoormus on 5–6 korda suurem ning reovee viibeaeg pikem. Sukelbiofiltrite puhul võib läbi saada ka eelsetitita – see teeb ehitamise lihtsamaks.

Biokilereaktorid

Biokilereaktorid on aktiivmudapuhastitest töökindlamad ning nad taluvad koormuse kõikumist: puhastusvõime on hea väikestelgi koormustel. Mudatagastus ei ole vajalik, sest biokiles on piisavalt mikroorganisme.

Positiivne omadus on see, et nitrifi tseerijatel on biokiles aega paljuneda. Muda settimisomadused on head ja järelsetiti on seetõttu väike. Energiat kulub vähe.

Biofilter peab olema projekteeritud õigele koormusele, nii et biokilet ei tekiks liialt palju (ummistab fi ltermaterjali) ega liiga vähe. Biokile kasv võtab aega mõnest päevast mõne nädalani. Mürgid võivad biokilet kahjustada. See väljendub biokile intensiivses irdumises. Tavaliselt taastub puhasti töövõime siiski kiiresti.

Täidisega aerotank

Väikepuhasteist on toimekindel ka täidisega aerotank – kombinatsioon aktiivmudapuhastist ja biofi ltrist. Aerotanki lisatakse vees heljuvat (aktiivsüsi, plastgraanulid) või tanki sisse kinnitatud inertset materjali (plastelemendid, sünteeskangaribad vms). Täidisele kasvab biokile ja nii on aerotankis ühekorraga biokile ja aktiivmuda.

Orgaanilist ainet lagundavaid organisme on sellises biopuhastis tunduvalt rohkem kui tavalises aerotankis ning protsess on koormuse kõikumise suhtes vähem tundlik. Täidise lisamine suurendab väikeste aktiivmudapuhastite töökindlust. Biokile iga on aktiivmuda omast pikem ja seetõttu on nitrifi katsioon põhjalikum, see on aga denitrifi katsiooni eeldus. Mudaindeks pareneb ja jääkmuda tekib vähem.

Õhumullid viibivad kauem vees (jäävad täidisesse pidama), hapnikukasutus on parem ning õhustamiseks kulub vähem energiat. Aktiivmuda omadused parenevad, pundumisoht on väiksem ja puhastusprotsess seetõttu stabiilsem. Kui aktiivmuda mingil põhjusel viga saab, on biokile ikka ametis. Aktiivmuda mineraliseerub hästi ja liigmuda tekib vähe. Kõigi nende heade omaduste tõttu on täidisega aerotanke hakatud viimasel ajal rohkem kasutama

Biokilepuhastusele sarnased protsessid toimuvad ka pinnaspuhastites ja turvasfi ltrites. Pinnaspuhasteid biokilepuhastiteks siiski ei loeta, sest protsessid ei ole neis juhitavad.