ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΣΤΙΚΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

Transcript

1 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΣΤΙΚΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

2 Δευτεροβάθμια επεξεργασία των υγρών αποβλήτων Ο σκοπός της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας είναι η απομάκρυνση του οργανικού φορτίου και των θρεπτικών συστατικών (αζώτου και φωσφόρου).

3 Δευτεροβάθμια επεξεργασία των υγρών αποβλήτων Τα υγρά λύματα περιέχουν: -Αιωρούμενο ανόργανο υλικό -Διαλυτό ανόργανο υλικό -Αιωρούμενο οργανικό υλικό -Διαλυτό οργανικό υλικό Η πρωτοβάθμια επεξεργασία κατακρατεί ένα μέρος του αιωρούμενου υλικού ενώ το διαλυτό και το υπόλοιπο μέρος του αιωρούμενου περνά στην δευτεροβάθμια επεξεργασία

4 Δευτεροβάθμια επεξεργασία Ενώ η πρωτοβάθμια επεξεργασία απομακρύνει τα αιωρούμενα στερεά με καθίζηση, η δευτεροβάθμια επεξεργασία απομακρύνει το οργανικό φορτίο των λυμάτων με βιοχημικές διεργασίες. Το φορτίο χρησιμοποιείται σαν τροφή από μικροοργανισμούς και μετατρέπεται: - σε CO 2 και νερό - σε οργανική μάζα λόγω ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Η οργανική αυτή μάζα είναι αιωρούμενο υλικό το οποίο καθιζάνει στην δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης. - Ένα μέρος ανακυκλώνεται στην δεξαμενή όπου λαμβάνουν χώρα οι βιολογικές αντιδράσεις και - το υπόλοιπο αφαιρείται σαν περίσσεια ιλύος.

5 Δευτεροβάθμια επεξεργασία Η πρωτοβάθμια ιλύς αποτελείται από αιωρούμενο φορτίο ενώ η δευτεροβάθμια από μικροοργανισμούς. Οι μικροοργανισμοί απομακρύνουν επίσης ένα μέρος από τα θρεπτικά συστατικά: -«απορροφώντας» τον P -οξειδώνοντας την αμμωνία σε νιτρικά και στην συνέχεια σε άζωτο

6 Βιολογικές διεργασίες Για την κατανόηση της λειτουργίας της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας απαιτείται πρώτα η παρουσίαση ορισμένων βασικών αρχών για τις βιολογικές διεργασίες. Ταξινόμηση μικροοργανισμών Υπάρχουν πολλοί τρόποι ταξινόμησης των οργανισμών γενικά (εδώ μας ενδιαφέρει των μικροοργανισμών): - ανάλογα με την μορφή του υλικού που χρησιμοποιείται για την ανάπτυξή τους - ανάλογα με την πηγή της ενέργειας που χρησιμοποιείται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών τους - ανάλογα με την θερμοκρασία στην οποία αναπτύσσονται

7 Ταξινόμηση μικροοργανισμών Υπάρχουν δύο κατηγορίες οργανισμών ανάλογα με την πηγή της τροφής τους: - Οι ετερότροφοι οργανισμοί χρησιμοποιούν οργανικό υλικό ως πηγή άνθρακα για την ανάπτυξή τους (άνθρωπος) - Οι αυτότροφοι οργανισμοί χρησιμοποιούν CO 2 σαν πηγή άνθρακα (φυτά) Υπάρχουν δύο κατηγορίες οργανισμών ανάλογα με την πηγή της ενέργειας που χρησιμοποιείται για την κάλυψη των ενεργειακών τους αναγκών: - Οι φωτότροφοι οργανισμοί χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια για τις ανάγκες τους (φυτά) - Οι χημειότροφοι οργανισμοί χρησιμοποιούν ενέργεια που παράγεται μέσω αντιδράσεων οξειδοαναγωγής όπου συμμετέχει οργανικό ή ανόργανο φορτίο (άνθρωπος μέσω καύσης οργανικής ύλης)

8 Ταξινόμηση μικροοργανισμών Οι χημειότροφοι οργανισμοί διακρίνονται σε λιθότροφους και σε οργανότροφους - Οι λιθότροφοι οργανισμοί οξειδώνουν ανόργανο υλικό - Οι οργανότροφοι οργανισμοί οξειδώνουν οργανικό υλικό Οι χημειότροφοι οργανισμοί διακρίνονται σε αερόβιοι, αναερόβιοι και επαμφοτερίζοντες - Οι αερόβιοι οργανισμοί χρησιμοποιούν οξυγόνο σαν δέκτη ηλεκτρονίων στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις - Οι αναερόβιοι οργανισμοί δεν μπορούν να επιβιώσουν παρουσία οξυγόνου - Οι επαμφοτερίζοντες οργανισμοί χρησιμοποιούν οξυγόνο σαν δέκτη ηλεκτρονίων στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις αν υπάρχει, και αν δεν υπάρχει, τότε χρησιμοποιούν άλλους διαθέσιμους δέκτες ηλεκτρονίων

9 Ταξινόμηση μικροοργανισμών Κάποιοι επαμφοτερίζοντες οργανισμοί χρησιμοποιούν κάτω από ανοξικές συνθήκες (έλλειψη οξυγόνου) νιτρώδη ή νιτρικά σαν δέκτες ηλεκτρονίων. Οι οργανισμοί αυτοί λέγονται απονιτροποιητές και με την βοήθειά τους το άζωτο των νιτρικών μετατρέπεται σε μοριακό άζωτο. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες οργανισμών ανάλογα με την θερμοκρασία στην οποία αναπτύσσονται καλύτερα: οι ψυχρόφιλοι, οι μεσόθερμοι και οι θερμόφιλοι - Οι ψυχρόφιλοι αναπτύσσονται καλύτερα σε θερμοκρασίες μικρότερες των 20 ο C - Οι μεσόφιλοι μεταξύ 20 και 45 ο C - Οι θερμόφιλοι πάνω από 45 ο C

10 Νιτροποίηση Η οξείδωση του οργανικού αζώτου συντελείται από νιτροβακτήρια τα οποία είναι αυτότροφοι μικροοργανισμοί, δηλαδή χρησιμοποιούν την αντίδραση οξείδωσης του οργανικού αζώτου σε νιτρικά για παραγωγή ενέργειας, αλλά χρειάζονται άλλο υπόστρωμα για τη δόμηση της κυτταρικής τους μάζας και συγκεκριμένα το CO 2 το οποίο αποτελεί παραπροϊόν της αντίδρασης ενέργειας των ετερότροφων βακτηρίων. Τα νιτροβακτήρια εξαρτώνται από την ανάπτυξη των ετερότροφων βακτηρίων που αποδομούν τον οργανικό άνθρακα. Η αναγκαία αυτή συμβιωτική ανάπτυξη των νιτροβακτηρίων, έναντι των ετερότροφων βακτηρίων, έχει σαν αποτέλεσμα την χαμηλή ποσοστιαία ανάπτυξη τους σε σχέση με την ανάπτυξη των ετερότροφων βακτηρίων (20% κατά μέγιστο) Απαιτείται υψηλή συγκέντρωση οξυγόνου για να επιτευχθεί μία ικανοποιητική προσέγγιση του στους αυτότροφους μικροοργανισμούς διαμέσου των ετερότροφων. Επομένως η συγκέντρωση του οξυγόνου επηρεάζει σημαντικά τον ρυθμό της νιτροποίησης. Όσο μεγαλύτερη η συγκέντρωση του οξυγόνου τόσο μεγαλύτερος και ο ρυθμός της νιτροποίησης.

11 Νιτροποίηση Επειδή η συγκράτηση (ή όχι) του παραγόμενου CO 2 από τα ετερότροφα βακτήρια για ικανό χρόνο ώστε να αξιοποιηθεί σαν θρεπτικό υπόστρωμα από τα αυτότροφα βακτήρια εξαρτάται από την αλκαλικότητα του αποβλήτου γι αυτό και ο ρυθμός οξείδωσης του NH 4 -N 2 εξαρτάται επίσης ισχυρά από το ph του αποβλήτου στη δεξαμενή αερισμού. Επειδή γενικά απαιτούνται χαμηλές συγκεντρώσεις αμμωνιακών στην έξοδο των βιολογικών καθαρισμών και επειδή η παραγωγή CO 2 από τα ετερότροφα βακτήρια είναι χαμηλή, γι αυτό και η νιτροποίηση απαιτεί αργό-ρυθμα συστήματα βιολογικού καθαρισμού δηλαδή απαιτεί γενικά αυξημένη ηλικία λάσπης (Θ C ). Επομένως, αν επιθυμούμε αυξημένες αποδόσεις νιτροποίησης, πρέπει να σχεδιάσουμε συστήματα με μεγάλη ηλικία λάσπης, αυξημένη αλκαλικότητα και υψηλές συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου. Γενικά απαιτούνται 4.6 kg οξυγόνου για κάθε kg οργανικού αζώτου που νιτροποιείται.

12 Αντιδράσεις Νιτροποίησης Τα δύο στάδια της βιολογικής οξείδωσης της αμμωνίας φαίνονται παρακάτω: 2ΝΗ Ο 2 2ΝΟ Η + + 2Η 2 Ο (1) Ammonia oxidizers 2ΝΟ Ο 2 2ΝΟ 3- (2) Nitrite oxidizers Η συνολική αντίδραση οξείδωσης της αμμωνίας (υπό τη μορφή ΝΗ 4+ ) είναι (Metcalf & Eddy, 2003): ΝΗ Ο 2 ΝΟ 3- + Η 2 Ο + 2Η + (3)

13 Απονιτροποίηση Η απονιτροποίηση δηλαδή η βιομετατροπή των νιτρικών σε αέριο άζωτο συντελείται από ετερότροφους μικροοργανισμούς οι οποίοι εξαναγκάζονται να βρεθούν σε ανοξικές συνθήκες. (D.O. < 0.5 mg/l) Στις συνθήκες αυτές οι ετερότροφοι μικροοργανισμοί, για να εξασφαλίσουν την απαραίτητη ποσότητα οξυγόνου για την συντήρησή τους στη ζωή, αναγκάζονται να διασπάσουν τα νιτρικά για να αξιοποιήσουν το περιεχόμενο σ αυτά οξυγόνο. Οι ετερότροφοι μικροοργανισμοί έχουν επιπλέον την ανάγκη βιοαποικοδομήσιμου οργανικού άνθρακα για να μπορέσουν να επιβιώσουν. Στην προ-απονιτροποίηση χρησιμοποιείται ο BOC του ανεπεξέργαστου αποβλήτου.

14 Απονιτροποίηση Λόγω δυσκολιών επιβίωσης των ετερότροφων βακτηρίων σε ανοξικές συνθήκες, οι ετερότροφοι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν σχεδόν όλο τον οργανικό άνθρακα για παραγωγή ενέργειας και όχι για σύνθεση κυτταρικής μάζας Στις συνθήκες αυτές οι μικροοργανισμοί δεν πολλαπλασιάζονται. Όλος ο καταναλισκόμενος οργανικός άνθρακας μετατρέπεται σε CO 2. Ο ρυθμός αναγωγής του αζώτου k D εξαρτάται από το είδος του οργανικού άνθρακα δηλαδή από τα χαρακτηριστικά του αποβλήτου και επομένως πρέπει να προσδιοριστεί με πειραματικές τεχνικές στο εργαστήριο. Για οποιοδήποτε οργανικό υπόστρωμα, απαιτούνται 2.4 kg ΒΟC για κάθε 1 kg παραγόμενου αέριου αζώτου.

15 Απονιτροποίηση Η διεργασία της απονιτροποίησης πραγματοποιείται από ετερότροφους μικροοργανισμούς βακτήρια (Achromobacter, Acinetobacter, Agrobacterium, Alcaligenes, Pseudomonas,Chromobacterium, Flavobacterium, Moraxella, κ.α.) Όλα τα παραπάνω βακτήρια είναι προαιρετικά αερόβιοι οργανισμοί με την ικανότητα να χρησιμοποιούν οξυγόνο καθώς και νιτρώδη και νιτρικά (Metcalf & Eddy, 2003). Ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την ταχύτητα της απονιτροποίησης είναι και η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου. Το διαλυμένο οξυγόνο παρεμποδίζει την αναγωγή των νιτρικών καταπιέζοντας το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την αναγωγή. Συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου 0.2mg/L και ανώτερη παρεμποδίζει την απονιτροποίηση

16 Απονιτροποίηση Αντιδράσεις Απονιτροποίησης Κατά τη διεργασία της αναγωγής των νιτρικών προς αέριο άζωτο πραγματοποιούνται τα εξής ενδιάμεσα βήματα: NO 3- NO 2- NO N 2 O N 2 C 10 H 19 O 3 N +10NO 3-5N 2 +10CO 2 + 3H 2 O + NH 3 +10OH 5CH 3 OH + 6NO 3-3N 2 + 5CO 2 + 7H 2 O + 6OH 5CH 3 COOH + 8NO 3-4N 2 +10CO 2 + 6H 2 O + 8OH -

17 Κινητικές σχέσεις - Ισοζύγιο μάζας Σε μία βιολογική διεργασία επεξεργασίας λυμάτων ισχύει για το οργανικό φορτίο: Ρυθμός συσσώρευσης = Ρυθμός Εισόδου Ρυθμός Εξόδου + Καθαρός Ρυθμός Παραγωγής Σε σταθερές συνθήκες λειτουργίας, ο καθαρός ρυθμός εισόδου (είσοδος-έξοδος) του οργανικού φορτίου είναι ίσος με τον ρυθμό κατανάλωσής του Το οργανικό φορτίο μετατρέπεται είτε σε μάζα μικροοργανισμών είτε καταναλώνεται από τους μικροοργανισμούς για την παραγωγή ενέργειας. Ο καθαρός ρυθμός κατανάλωσης του οργανικού φορτίου ισούται: καθαρό ρυθμό ανάπτυξης των μικροοργανισμών + τον καθαρό ρυθμό κατανάλωσης τροφής για παραγωγή ενέργειας.

18 Κινητικές σχέσεις Απομάκρυνση οργανικού φορτίου Σε μία βιολογική διεργασία επεξεργασίας λυμάτων πρέπει να οριστεί η κινητική της απομάκρυνσης του οργανικού φορτίου: q F =df/dt Οι πραγματικές κινητικές σχέσεις είναι αρκετά πολύπλοκες, οπότε χρησιμοποιούνται απλουστευμένες εξισώσεις.

19 Κινητικές σχέσεις Απομάκρυνση οργανικού φορτίου Κινητική 0 ης τάξης: q F =Κ ο Η κατανάλωση της τροφής είναι σταθερή Κινητική 1 ης τάξης: q F =df/dt=> q F =Κ 1 F Η κατανάλωση της τροφής είναι ανάλογη της συγκέντρωσης της τροφής Τροποποιημένη κινητική 1 ης τάξης: q F =Κ 2 F/F o Η κατανάλωση της τροφής είναι ανάλογη της συγκέντρωσης της τροφής και αντιστρόφως ανάλογη της αρχικής συγκέντρωσης της τροφής Κινητική Monod: q F =Κ 3 F/(Κ s +F) Χρησιμοποιείται ευρέως στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων

20 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη μικροοργανισμών Η κινητική της απομάκρυνσης του οργανικού φορτίου, ή της κατανάλωσης της τροφής (q F =df/dt) είναι: ανάλογη με την ταχύτητα ανάπτυξης ετερότροφων οργανισμών: μ H X H, μ= ειδική ταχύτητα ανάπτυξης, Χ=συγκέντρωση μικροοργανισμών οπότε: μ H X H =Υ Η q F Y= ετεροτροφικός συντελεστής μετατροπής βιομάζας Η ταχύτητα φθοράς των ετερότροφων οργανισμών είναι b H X H, b=ειδική ταχύτητα φθοράς Άρα ο καθαρός ρυθμός παραγωγής μικροοργανισμών (dx/dt) είναι: dx H /dt = μ H X H b H X H

21 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη ετερότροφων μικροοργανισμών Άρα, οι κινητικές ανάπτυξης των ετερότροφων μικροοργανισμών είναι: 1 ης τάξης: μ H =Υ Η Κ 1 F o, Τροποποιημένη 1 ης τάξης: μ H =Υ Η Κ 2 F/F o Κινητική Monod: μ H =Υ Η Κ 3 F/(K SH +F) με μ ΗmT =Υ Η Κ 3 την μέγιστη ειδική ταχύτητα ανάπτυξης για θερμοκρασία Τ, F την συγκέντρωση του υποστρώματος, Κ sh την σταθερά κορεσμού των ετερότροφων

22 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη ετερότροφων μικροοργανισμών Η θερμοκρασία επιδρά στις βιολογικές διεργασίες σύμφωνα με την σχέση Arrhenius: μ ΗmT =μ Hm20 exp[k H (T-20)] μ Hm20 =7 days -1 και k H =0.07

23 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη αυτότροφων (νιτροποιητικών) μικροοργανισμών Η ανάπτυξη των αυτότροφων (νιτροποιητικών) μικροοργανισμών εξαρτάται από: - την συγκέντρωση της περιοριστικής ουσίας (τροφής) - την συγκέντρωση του οξυγόνου - την θερμοκρασία - το ph - τη επίδραση τοξικών ουσιών στην διαδικασία νιτροποίησης

24 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη αυτότροφων (νιτροποιητικών) μικροοργανισμών Επίδραση της τροφής Αντίστοιχα, η κινητική Monod ανάπτυξης των αυτότροφων μικροοργανισμών είναι: μ n = μ nmt S NH /(K NH +S NH ) μ n = ειδικό ρυθμός ανάπτυξης νιτροποιητών μ nmt = μέγιστος ρυθμός ανάπτυξης για θερμοκρασία Τ S NH = συγκέντρωση ΝΗ 4 -Ν που είναι η τροφή που περιορίζει την ανάπτυξη K NH = σταθερά κορεσμού των αυτότροφων (0.5 mg/l)

25 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη αυτότροφων (νιτροποιητικών) μικροοργανισμών Επίδραση της [Ο] Η συγκέντρωση οξυγόνου επηρεάζει τις βιολογικές διεργασίες των αυτότροφων μικροοργανισμών μόνο όταν υπάρχει έλλειψη οξυγόνου. Η παράμετρος αυτή δεν λαμβάνεται υπ όψη σε συστήματα παρατεταμένου αερισμού. Αλλιώς ισχύει η σχέση: μ n = μ nmt DO/(DO+K DO ) DO = συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου (mg/l) K DO = σταθερά κορεσμού για το οξυγόνο (0.5-1 mgo 2 /l)

26 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη αυτότροφων (νιτροποιητικών) μικροοργανισμών Επίδραση της T Η θερμοκρασία επηρεάζει την ανάπτυξη των αυτότροφων μικροοργανισμών και έχει ισχυρότερη επίδραση από ότι στην ανάπτυξη των ετερότροφων. Η επίδραση της Τ περιγράφεται από την σχέση: μ nmt =μ nm20 exp[k n (T-20)] μ nm20 =0.6 days -1 και k n =0.116

27 Κινητικές σχέσεις Ανάπτυξη αυτότροφων (νιτροποιητικών) μικροοργανισμών Επίδραση του ph Η βέλτιστη περιοχή ph για την ανάπτυξη των νιτροποιητικών μικροοργανισμών είναι μεταξύ 7.2 και 9.0. Κάτω από 6 και πάνω από 10 επέρχεται πλήρης αδρανοποίηση στους νιτροποιητικούς μικροοργανισμούς

28 Αερόβιες - Aναερόβιες συνθήκες Η δράση των μικροοργανισμών μπορεί να γίνει σε: αερόβιες συνθήκες (παρουσία οξυγόνου, με μεγάλες γενικά ταχύτητες, το οργανικό φορτίο χρησιμοποιείται κυρίως για σύνθεση νέων μικροοργανισμών) αναερόβιες συνθήκες (απουσία οξυγόνου, με μικρότερες ταχύτητες, το οργανικό φορτίο δίνει κυρίως μεθάνιο) Στην πράξη χρησιμοποιούνται κυρίως αερόβιες συνθήκες

29 Τύποι βιολογικής επεξεργασίας Υπάρχουν 2 τύποι βιολογικής επεξεργασίας: αιωρούμενης βιομάζας (η βιομάζα (μικροοργανισμοί) βρίσκεται σε αιώρηση σε μία δεξαμενή) προσκολλημένης βιομάζας (οι μικροοργανισμοί βρίσκονται προσκολλημένοι σε κάποια επιφάνεια, ενώ τα λύματα έρχονται σε επαφή με το στρώμα των μικροοργανισμών. Κάθε τόσο υπάρχει αποκοπή του στρώματος της βιομάζας) και στα 2 συστήματα απαιτείται κάποια επιπλέον διάταξη διαχωρισμού βιομάζας/νερού

30 Τύποι βιολογικής επεξεργασίας Αιωρούμενης βιομάζας Δεξαμενή συνεχούς ανάδευσης Δεξαμενή ασυνεχούς τροφοδότησης Αντιδραστήρας εμβολικής ροής Για τις παραπάνω περιπτώσεις απαιτείται δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης Οξειδωτικές λίμνες Προσκολλημένης βιομάζας Αντιδραστήρες με σταθερό πληρωτικό υλικό Αντιδραστήρες με περιστρεφόμενο μέσο επαφής Αντιδραστήρες ρευστοποιημένης κλίνης

31 Σύστημα ενεργού ιλύος Το σύστημα ενεργού ιλύος είναι το πιο διαδεδομένο σύστημα δευτεροβάθμιας επεξεργασίας. Απομακρύνει το 80-95% του οργανικού φορτίου, των αιωρούμενων στερεών και των μικροοργανισμών και περίπου το 15-20% του N και P.

32 Σύστημα ενεργού ιλύος Γενική περιγραφή Το σύστημα ενεργού ιλύος αποτελείται από μία δεξαμενή αερισμού και μία δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης. Τα λύματα εισέρχονται στην δεξαμενή αερισμού και αναμιγνύονται με το υγρό (μικτό υγρό) που υπάρχει ήδη εκεί. Η τροφοδοσία είναι τέτοια ώστε ο χρόνος παραμονής των λυμάτων να είναι τουλάχιστον μερικές ώρες.

33 Σύστημα ενεργού ιλύος Γενική περιγραφή Οι μικροοργανισμοί που βρίσκονται στην δεξαμενή καταναλώνουν το οργανικό φορτίο των λυμάτων για να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν, ενώ ταυτόχρονα, για να ικανοποιήσουν τις ενεργειακές τους ανάγκες, οξειδώνουν οργανικό φορτίο προς CO 2. Με αυτόν τον τρόπο το οργανικό φορτίο των λυμάτων μετατρέπεται σε βιομάζα ή CO 2.

34 Σύστημα ενεργού ιλύος Γενική περιγραφή Στην συνέχεια το υγρό κατευθύνεται προς την δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης όπου διαχωρίζεται με καθίζηση η μάζα των μικροοργανισμών από τα διαυγασμένα λύματα. Ένα μέρος της ιλύος ανακυκλοφορείται στην δεξαμενή αερισμού ώστε να την τροφοδοτήσει με μικροοργανισμούς που θα καταναλώσουν το οργανικό φορτίο των νέων λυμάτων.

35 Σύστημα ενεργού ιλύος Αερισμός Το σύστημα αυτό έχει ανάγκη από οξυγόνο το οποίο συνήθως παρέχεται με την μορφή αέρα από την βάση της δεξαμενής με την χρήση κατάλληλων αεριστήρων.

36 Συστήματα ενεργού ιλύος Τα κυριότερα συστήματα ενεργού ιλύος είναι: - Κλασσικό σύστημα - Σύστημα με βηματική τροφοδότηση - Σύστημα πλήρης ανάμιξης - Σύστημα τύπου επαφής-σταθεροποίησης - Σύστημα παρατεταμένου αερισμού

37 Κλασσικό σύστημα ενεργού ιλύος Τα λύματα τροφοδοτούνται στην αρχή μίας ορθογώνιας δεξαμενής εμβολικής ροής με ομοιόμορφο αερισμό καθ όλο το μήκος της δεξαμενής. Όμως η ζήτηση σε οξυγόνο είναι μεγαλύτερη στην είσοδο της δεξαμενής με συνέπεια την σπατάλη ενέργειας. Μία παραλλαγή είναι η μειούμενη παροχή οξυγόνου προς την έξοδο της δεξαμενής

38 Σύστημα ενεργού ιλύος με βηματική τροφοδότηση Στο σύστημα αυτό τα λύματα τροφοδοτούνται σε διάφορα σημεία της ορθογώνιας δεξαμενής. Παρατηρείται μία σχετική εξομάλυνση της ζήτησης σε οξυγόνο

39 Σύστημα ενεργού ιλύος πλήρης ανάμιξης Στο σύστημα αυτό τα λύματα τροφοδοτούνται σε μία δεξαμενή όχι εμβολικής ροής αλλά πλήρους ανάμιξης. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ομογενοποίηση της συγκέντρωσης του οργανικού φορτίου

40 Σύστημα παρατεταμένου αερισμού Στο σύστημα αυτό τα λύματα έχουν πολύ μεγαλύτερους χρόνους παραμονής από ότι τα υπόλοιπα και χρησιμοποιείται κυρίως σε περιπτώσεις μικρών παροχών

41 Παράμετροι λειτουργίας συστημάτων ενεργού ιλύος Χρόνος αερισμού: θ=v/q V=όγκος δεξαμενής, Q=παροχή λυμάτων Φόρτιση οργανικού φορτίου ανά μονάδα μάζας μικροοργανισμών (food to microorganism ratio): F/M=QF o /VX Q: παροχή λυμάτων, Fo: συγκέντρωση βιοδιασπάσιμου υλικού στην είσοδο, V: όγκος δεξαμενής, X: συγκέντρωση μικροοργανισμών

42 Παράμετροι λειτουργίας συστημάτων ενεργού ιλύος - Χρόνος παραμονής μικροοργανισμών θ c 1/θ c =YE(F/M)-b Y = συντελεστής παραγωγής βιομάζας, Ε = βαθμός απόδοσης του συστήματος b = συντελεστής φθοράς της μικροβιακής μάζας

43 Η ηλικία της λάσπης Θ C Ο μέσος χρόνος παραμονής των μικροοργανισμών στον βιολογικό καθαρισμό αποτελεί την σπουδαιότερη παράμετρο σχεδιασμού ενός βιολογικού καθαρισμού. Όσο μεγαλύτερο είναι το Θ C τόσο πιο ανεπτυγμένο είναι το οικοσύστημα (μεγαλύτερη η διαβάθμιση των πρωτοζώων). Ένα οικοσύστημα βιολογικού καθαρισμού αποτελείται από δύο μεγάλες κατηγορίες μικροοργανισμών: τα βακτήρια και τα πρωτόζωα η δε αφομοίωση του οργανικού άνθρακα του αποβλήτου επιτελείται αποκλειστικά από τα βακτήρια γι αυτό και ονομάζονται πρώτιστοι μικροοργανισμοί. Τα πρωτόζωα τα οποία τρέφονται αποκλειστικά από τα παράγωγα των βακτηρίων (νεκρά και ζωντανά βακτήρια) ελέγχουν τους πληθυσμούς των βακτηρίων και επομένως το δευτερογενές οργανικό άνθρακα που μπορεί να δημιουργηθεί από την λύση της κυτταρικής μάζας των νεκρών βακτηρίων.

44 Η ηλικία της λάσπης Θ C Όσο μεγαλύτερο είναι το Θ C τόσο το σύστημα επιτρέπει να αναπτυχθούν ανώτερα πρωτόζωα ελαττώνοντας παράλληλα την συνολική κυτταρική μάζα (περίσσεια βιολογικής λάσπης) του συστήματος του βιολογικού καθαρισμού. Το γηρασμένο σύστημα επιτυγχάνει καλύτερες αποδόσεις αφομοίωσης του οργανικού άνθρακα και οξείδωσης του οργανικού αζώτου και παράγει λιγότερη περίσσεια βιολογικής λάσπης, αλλά παράλληλα απαιτεί μεγαλύτερες εγκαταστάσεις (πάγιο κόστος) και περισσότερο οξυγόνο (λειτουργικό κόστος).

45 Ανάλογα με την τιμή του F/M αναγκάζονται τα βακτήρια να λειτουργούν με διαφορετικό τρόπο. Όταν 1.5 < F/M <5 τότε η τροφή του οργανικού άνθρακα που αντιστοιχεί στο κάθε βακτήριο είναι τόσο πολύ ώστε επιτρέπει την εκθετική ανάπτυξη των βακτηρίων. Όταν 0.4 < F/M <1.5 τότε τα βακτήρια αναπτύσσονται με λογαριθμικό τρόπο επιτρέποντας μία μικρή ανάπτυξη και πρωτοζώων. Όταν 0.2 < F/M <0.4 τότε οι πληθυσμοί των ζωντανών βακτηρίων παραμένουν σταθεροί εφ όσον οι θάνατοι είναι περίπου ίσοι με τις γεννήσεις επιτρέποντας μία αρκετά μεγαλύτερη ανάπτυξη των πρωτοζώων. Όταν 0.05 < F/M <0.2 τότε οι θάνατοι των βακτηρίων είναι περισσότεροι από τις γεννήσεις και επομένως οι πληθυσμοί των βακτηρίων βρίσκονται σε τάση ελάττωσης και αυτό οφείλεται στην πλήρη επικράτηση των πρωτοζώων. Φόρτιση μικροοργανισμών F/M Μία άλλη έκφραση της ηλικίας της λάσπης είναι η φόρτιση των μικροοργανισμών F/M (Food per Microorganism) Αντιπροσωπεύει την ημερήσια ποσότητα BOC (kg) που αντιστοιχεί σε κάθε kg μικροοργανισμών που διατίθεται στη μονάδα οξείδωσης του βιολογικού καθαρισμού.

46 Μοντελοποίηση συστημάτων ενεργού ιλύος Για να σχεδιαστεί ένα σύστημα ενεργούς ιλύος πρέπει να καταστρωθεί ένα μαθηματικό μοντέλο των διεργασιών που επιτελούνται στο σύστημα. Το μοντέλο αυτό βασίζεται στα ισοζύγια μάζας του συστήματος και στις κινητικές ανάπτυξης των μικροοργανισμών. Υπάρχουν τρία μέρη στο μοντέλο αυτό: - το ισοζύγιο μάζας του άνθρακα - το ισοζύγιο μάζας του αζώτου - η απαίτηση του συστήματος σε οξυγόνο

47 Μοντελοποίηση συστημάτων ενεργού ιλύος Κάθε βιοαντίδραση αποτελείται από δύο επί μέρους αντιδράσεις: την αντίδραση ενέργειας και την αντίδραση σύνθεσης Κατά την αντίδραση ενέργειας, ο μικροοργανισμός, αποσυνθέτει ένα μέρος του θρεπτικού υποστρώματος σε απλούστερες ενώσεις χαμηλότερου ενεργειακού περιεχομένου των αρχικών. Η χημική ενέργεια που ελευθερώνεται, χρησιμοποιείται από τους μικροοργανισμούς για να προωθήσουν την αντίδραση σύνθεσης έτσι ώστε το υπόλοιπο υπόστρωμα να χρησιμοποιηθεί για τον πολλαπλασιασμό των μικροοργανισμών. Οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούν το ίδιο υπόστρωμα και για τις δύο επί μέρους αντιδράσεις ονομάζονται ετερότροφοι ενώ αυτοί που χρησιμοποιούν διαφορετικό υπόστρωμα ονομάζονται αυτότροφοι.

48 Μοντελοποίηση συστημάτων ενεργού ιλύος Αντίδραση Σύνθεσης Αν θεωρήσουμε ένα θρεπτικό υπόστρωμα μάζας S επάνω στο οποίο αναπτύσσονται βακτήρια μάζας Χ τότε για την αντίδραση σύνθεσης ισχύει η παρακάτω σχέση: dx/dt = Y ds/dt - b X όπου: dx/dt = ρυθμός ανάπτυξης των μικροοργανισμών, (kg/kg d) Χ = συγκέντρωση μικροοργανισμών, (kg/m 3 ) ds/dt = ρυθμός αφομοίωσης του υποστρώματος, (kg/m 3 d)) Υ = συντελεστής ανάπτυξης των μικροοργανισμών (kg/kg) b = ειδικός ρυθμός θανάτου μικροοργανισμών (kg/kg d)

49 Μοντελοποίηση συστημάτων ενεργού ιλύος Αντίδραση Ενέργειας Ως προς την αντίδραση ενέργειας, όπου η χαμηλή συγκέντρωση του υποστρώματος (όπως συμβαίνει στην επεξεργασία των αποβλήτων) αποτελεί και παράγοντα παρεμπόδισης του ρυθμού ανάπτυξης των μικροοργανισμών, οι Lawrence MacCarty πρότειναν ένα μοντέλο που είναι παραλλαγή του μοντέλου του Monod: ds/xdt = k = k max S / k s + S όπου: kmax = μέγιστος ειδικός ρυθμός αφομοίωσης του υποστρώματος (kg/kg d) S = η συγκέντρωση του υποστρώματος (kg/m 3 ) Κ S = σταθερά κορεσμού (kg/m 3 ) k = ειδικός ρυθμός αφομοίωσης του υποστρώματος (kg/kg d) Η σταθερά κορεσμού ορίζεται ως η συγκέντρωση του υποστρώματος κατά την οποία ο ειδικός ρυθμός αφομοίωσης του υποστρώματος ελαττώνεται στο μισό της μέγιστης τιμής του: Ks= S, άρα Κ = Κmax/2

50 Μοντελοποίηση συστημάτων ενεργού ιλύος Επομένως η γνώση των τεσσάρων σταθερών Y, b, k max και K S είναι απαραίτητη για την μαθηματική έκφραση ενός οποιουδήποτε βιολογικού συστήματος που αναπτύσσεται σε ένα θρεπτικό υπόστρωμα. Οι σταθερές αυτές προσδιορίζονται στο εργαστήριο και εξαρτώνται από τα ειδικά χαρακτηριστικά του υποστρώματος και την θερμοκρασία. Γενικά ισχύει ότι το Υ είναι ανεξάρτητο της θερμοκρασίας, τα b και k max διπλασιάζονται για άνοδο κάθε 10 o C, ενώ το Κ S υποδιπλασιάζεται για άνοδο κάθε 10 o C για αναερόβιες διεργασίες, ενώ για αερόβιες διεργασίες διπλασιάζεται για άνοδο κάθε 10 o C.

51 Μοντελοποίηση συστημάτων ενεργού ιλύος Ισοζύγια Το ισοζύγιο άνθρακα και αζώτου απαιτεί: Ρυθμός συσσώρευσης = ρυθμός εισόδου ρυθμός εξόδου + ρυθμός παραγωγής Σε συστήματα σταθερής λειτουργίας ο ρυθμός συσσώρευσης είναι μηδενικός Ρυθμός εισόδου = ρυθμός εξόδου ρυθμός παραγωγής

52 Μοντελοποίηση συστημάτων ενεργού ιλύος Όγκος δεξαμενής Η παράμετρος που πρέπει να υπολογιστεί είναι ο όγκος της δεξαμενής αερισμού. Ο όγκος υπολογίζεται από το γινόμενο: V = θ*q θ: υδραυλικό χρόνο παραμονής Q: παροχή λυμάτων - Η παροχή λυμάτων είναι γνωστή παράμετρος, πρέπει να υπολογιστεί το θ

53 Τελική Καθίζηση Μετά την δευτεροβάθμια επεξεργασία το μικτό υγρό εισέρχεται στην δεξαμενή τελικής καθίζησης όπου διαχωρίζεται - το νερό (κορυφή της δεξαμενής) - από την λάσπη (πυθμένας της δεξαμενής). Το ρεύμα της λάσπης χωρίζεται στα δύο: - Το ένα μέρος, που αντιστοιχεί στην περίσσεια, κατευθύνεται προς τις διατάξεις περεταίρω επεξεργασίας της (πάχυνση, ξήρανση, κτλ) - Το άλλο μέρος ανακυκλώνεται προς την δεξαμενή ενεργού ιλύος ώστε να διατηρηθεί σταθερή η συγκέντρωση των αιωρούμενων στερεών του μικτού υγρού.

54 Τελική Καθίζηση Για τον υπολογισμό των διαστάσεων της δεξαμενής τελικής καθίζησης ισχύουν τα εξής: - Ύψος (Η)=3-3.5m - Η επιφάνεια υπολογίζεται από τις παρακάτω σχέσεις και λαμβάνεται η μεγαλύτερη τιμή: G ευ (1+r)Q/A, G εσ (1+r)QS/A G ευ =μέγιστο επιτρεπόμενο υδραυλικό φορτίο (<16m 3 /m 2 d) G εσ =μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο στερεών (< kg/m 2 d) r=συντελεστής επανακυκλοφορίας Q=παροχή λυμάτων (m 3 /d) A=επιφάνεια της ΔΤΚ (m 2 ) S=συγκέντρωση ανάμικτου υγρού (g/l)

55 Βελτιστοποίηση επιφάνειας δευτεροβάθμιου αερισμού και ΔΤΚ Η επιφάνεια των δεξαμενών αερισμού και ΔΤΚ εξαρτάται από την συγκέντρωση των στερεών ανάμικτου υγρού (S). η απαραίτητη επιφάνεια της δεξαμενής αερισμού μειώνεται με το S - η απαραίτητη επιφάνεια της ΔΤΚ αυξάνει με το S Απαιτείται λοιπόν να βρεθεί η βέλτιστη τιμή ώστε να μειωθεί ο συνολικός όγκος των δεξαμενών. Η διαδικασία που ακολουθείται για να βρεθεί η βέλτιστη τιμή του S είναι να τεθούν διάφορες τιμές του S, να υπολογιστεί κάθε φορά ο όγκος των δεξαμενών, να βρεθεί η τιμή του S που αντιστοιχεί στον ελάχιστο όγκο, εκτός αν η τιμή του S είναι δεδομένη.

56 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Τα συστήματα προσκολλημένης βιομάζας είναι διατάξεις που έχουν ένα υλικό πάνω στο οποίο αναπτύσσεται ένα στρώμα από τους μικροοργανισμούς που βιοαποικοδομούν το οργανικό φορτίο των λυμάτων.

57 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Το στρώμα αυτό έχει πάχος περίπου 100μm-10mm. Με κατάλληλο αερισμό επικρατούν αερόβιες συνθήκες στην εξωτερική επιφάνεια του στρώματος, αλλά αυτές μετατρέπονται σε αναερόβιες κοντά στο πληρωτικό υλικό. Ο συνδυασμός αερόβιων και αναερόβιων συνθηκών μπορεί να αφαιρέσουν το οργανικό φορτίο των λυμάτων αλλά και το άζωτο.

58 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Με την ανάπτυξη των μικροοργανισμών, το πάχος του στρώματος μεγαλώνει, και από ένα ορισμένο πάχος και πάνω αποκολλάται περιοδικά από την επιφάνεια. Στην συνέχεια παρασύρεται από τα λύματα και οδηγείται στην δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης όπου και διαχωρίζεται από το νερό.

59 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Τα συστήματα αυτά είναι: Αντιδραστήρες με σταθερό πληρωτικό υλικό, όπου τα λύματα στάζουν πάνω του (σταλαγματικά φίλτρα (βιολογικά φίλτρα ή χαλικόφιλτρα) Αντιδραστήρες με περιστρεφόμενο μέσο επαφής (βιολογικοί δίσκοι) Αντιδραστήρες ρευστοποιημένης κλίνης

60 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικά Φίλτρα Τα βιολογικά φίλτρα ή σταλαγματικά φίλτρα είναι διατάξεις όπου χαλίκια 2-10 cm είναι τοποθετημένα σε μία δεξαμενή. Τα λύματα στάζουν πάνω σε αυτά και όπως καταβαίνουν προς τον πυθμένα της δεξαμενής χάνουν το οργανικό τους φορτίο το οποίο βιοαποικοδομείται από τους μικροργανισμούς που βρίσκονται πάνω στα χαλίκια.

61 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικά φίλτρα Εκτός από χαλίκια χρησιμοποιείται και ένα πλήθος από άλλα αδρανή πληρωτικά υλικά, κυρίως πλαστικά με μεγάλη ειδική επιφάνεια. Τα υλικά αυτά πρέπει να επιτρέπουν την ομοιόμορφη ροή του υγρού γύρω από το στρώμα των μικροοργανισμών, να επιτρέπουν την διέλευση του αέρα γύρω από αυτά και την απομάκρυνση της αποκολλημένης βιομάζας. Στην περίπτωση των «ταχύ- φιλτρων» εφαρμόζεται επανακυκλοφορία των λυμάτων

62 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικά φίλτρα Τα βιολογικά φίλτρα δεν μπορούν να χαρακτηριστούν από απλές εξισώσεις επειδή οι διεργασίες είναι αρκετά περίπλοκες. Χρησιμοποιούνται λοιπόν εμπειρικές σχέσεις: E=1/( (W/V) 0.5 ) Ε= βαθμός απόδοσης W= φορτίο λυμάτων (kg BOD/d) V= όγκος του φίλτρου (m 3 ) ή με ανακυκλοφορία E=1/( (W/FV) 0.5 ) με F (παράγοντας επανακυκλοφορίας)=(1+r)/(1+0.1r) 2 σε διαφορετική θερμοκρασία από 20 ο C έχουμε Ε=Ε 20 (1.035) Τ-20

63 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικά φίλτρα Τα κυριότερα χαρακτηριστικά των βιολογικών φίλτρων είναι: - μέγεθος χαλικιών ή πλαστικού πληρωτικού υλικού 2-10 cm - ειδική επιφάνεια του υλικού πλήρωσης: m 2 /m 3 - ποσοστό κενού χώρου=50% (χαλίκια) 90-95% (πλαστικά) - βάθος δεξαμενής=1-3m (χαλίκια) 1-12m (πλαστικά) - βαθμός απόδοσης=80-95% (65-80% για τα ταχύφιλτρα) - υδραυλική φόρτιση=1-4 m 3 /m 2 d (10-40 για τα ταχύφιλτρα) - οργανικό φορτίο= kg BOD/m 3 d ( για τα ταχύφιλτρα) - r=1-4

64 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικά φίλτρα Τα βιολογικά φίλτρα έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα αλλά και μειονεκτήματα σε σχέση με ένα σύστημα ενεργού ιλύος. Τα κυριότερα πλεονεκτήματα είναι: - εύκολη και σχετική φτηνή λειτουργία - μικρότερη επιφάνεια - εύκολος διαχωρισμός της λάσπης στην δευτεροβάθμια καθίζηση - ανθεκτικότητα σε τοξικές ουσίες (μόνο το επιφανειακό στρώμα της βιομάζας καταστρέφεται και απομακρύνεται) - καλή επιλογή για ελαφρά φορτισμένα λύματα (<50 mg BOD/l) - αυξημένη νιτροποίηση (εκτός ταχύφιλτρων)

65 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικά φίλτρα Τα κυριότερα μειονεκτήματα είναι: - μη προσαρμοσμένο σε περιπτώσεις πολύ φορτισμένων λυμάτων (>300 mgbod/l) - δύσκολος έλεγχος της βιομάζας - δύσκολος έλεγχος του αερισμού - μικρή ευελιξία σε αλλαγές του οργανικού φορτίου - μικρή ευελιξία σε θερμοκρασιακές αλλαγές (εμφάνιση οσμών και εντόμων το καλοκαίρι και πάγου τον χειμώνα)

66 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικοί Δίσκοι Στην περίπτωση των βιολογικών δίσκων, το στρώμα των μικροοργανισμών βρίσκεται πάνω σε δίσκους που περιστρέφονται ώστε ένα μέρος του χρόνου να είναι σε επαφή με τα λύματα και το υπόλοιπο με τον αέρα. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται καλός αερισμός των μικροοργανισμών. Οι δίσκοι έχουν μεγάλη ειδική επιφάνεια για μείωση του συνολικού όγκου. Η βιομάζα αποκολλάται περιοδικά και παρασύρεται από τα λύματα

67 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικοί Δίσκοι Με αυτό το σύστημα επιτυγχάνεται μεγάλη απόδοση χρησιμοποιώντας μικρή έκταση και έχοντας σχετικά χαμηλό λειτουργικό κόστος. Επίσης αποφεύγονται τα προβλήματα οσμών και εντόμων.

68 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικοί Δίσκοι Μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σειρές από δίσκους όπου στις τελευταίες οι δίσκοι είναι πλήρως εμβαπτισμένοι και έτσι επιτυγχάνεται υψηλός βαθμός νιτροποίησης.

69 Συστήματα προσκολλημένης βιομάζας Βιολογικοί Δίσκοι Κύρια χαρακτηριστικά των βιολογικών δίσκων: - διάμετρος=2-4m - πάχος=10mm - ποσοστό εμβάπτισης=40% - μήκος άξονα=2-8m - όγκος δεξαμενής=0.005 m 3 /m 2 - βαθμός απόδοσης=90-95% - υδραυλική φόρτιση= m 3 /m 2 d - οργανική φόρτιση= g BOD/m 2 d

70 Φυσικά συστήματα επεξεργασίας Τα κυριότερα φυσικά συστήματα επεξεργασίας είναι οι τεχνητές λίμνες και οι υδροβιότοποι. Οι τεχνητές λίμνες (ή λίμνες σταθεροποίησης) είναι φυσικές (ή διαμορφωμένες) δεξαμενές όπου τα λύματα οδηγούνται εκεί για οξείδωση Οι υδροβιότοποι είναι λίμνες χαμηλού βάθους που περιέχουν υδροχαρή φυτά

71 Φυσικά συστήματα επεξεργασίας Λίμνες σταθεροποίησης Οι τεχνητές λίμνες διακρίνονται σε αναερόβιες και αερόβιες ανάλογα με το αν οι διαδικασίες επιτελούνται με παρουσία ή όχι οξυγόνου. Οι αναερόβιες σπάνια χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία αστικών λυμάτων λόγω των οσμών που εκλύουν (έχουν επίσης χαμηλό βαθμό αποτελεσματικότητας) Οι αερόβιες διακρίνονται: στις αεριζόμενες (βάθους 3-6m, με μηχανικούς αεριστές για την παροχή οξυγόνου) στις οξειδωτικές (βάθους 1-1.5m, το οξυγόνο προέρχεται από την ατμόσφαιρα, αλλά και από τα επιφανειακά φύκη)

72 Φυσικά συστήματα επεξεργασίας Αεριζόμενες λίμνες Το μοντέλο ενεργούς ιλύος μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τον σχεδιασμό των αεριζόμενων λιμνών (με επανακυκλοφορία=0 και χρόνο παραμονής 4-6 ημέρες). Μετά από μία αεριζόμενη λίμνη απαιτείται μία λίμνη καθίζησης, όπου καθιζάνουν τα στερεά και χωνεύονται με αναερόβιες διεργασίες στον πυθμένα της. Η λίμνη καθίζησης καθαρίζεται από την λάσπη κάθε 4-5 χρόνια. Ο υδραυλικός χρόνος παραμονής είναι 6-12h. Οι λίμνες καθίζησης έχουν συχνά προβλήματα οσμών και σημαντικής ανάπτυξης αλγών στην επιφάνειά τους

73 Φυσικά συστήματα επεξεργασίας Οξειδωτικές λίμνες Στις λίμνες αυτές, οι μικροοργανισμοί αποικοδομούν το οργανικό φορτίο χρησιμοποιώντας το οξυγόνο που παράγουν τα άλγη ενώ τα άλγη καταναλώνουν τα προϊόντα της αποικοδόμησης (CO 2, Ν, P) για την ανάπτυξή τους.