בשל ההרכב המגוון של שפכים תעשייתיים, מערכות טיפול דורשות לרוב שילוב של מספר שיטות כדי להשיג את תקני ההזרמה הנדרשים. שיטות טיפול בשפכים מסווגות לארבע קטגוריות המבוססות על הטכניקות המשמשות: פיזיקליות, כימיות, פיזיקוכימיות וביולוגיות. טיפול ביולוגי מנצל את התהליכים המטבוליים של מיקרואורגניזמים בשפכים כדי לפרק חומר אורגני מתכלה. ידועה ביכולת הטיפול הגדולה שלה,-העלות האפקטיבית והאמינות הכלכלית שלה, זוהי שיטת הטיפול במים הנפוצה ביותר בעולם.
יישום מאווררים בטיפול בשפכים
שיטות טיפול ביולוגיות מחולקות לשתי קטגוריות עיקריות המבוססות על דרישות החמצן של המיקרואורגניזמים המעורבים: אירובי ואנאירובי. בדרך כלל, שיטות אירוביות מתאימות יותר לשפכים בריכוז-נמוך יותר, כגון שפכים ממפעלי אתילן, בעוד ששיטות אנאירוביות מתאימות יותר לבוצה ולמי שפכים בריכוז- גבוה יותר. טיפול ביולוגי אירובי ניתן לסווג נוסף לתהליכי בוצה פעילה ותהליכי ביופילם.
תהליך הבוצה הפעילה הוא שיפור מלאכותי של טיהור מים טבעי, תוך הסתמכות על בוצה פעילה כגורם העיקרי להסרת מזהמים אורגניים. המיקרואורגניזמים האירוביים המצויים בבוצה הפעילה דורשים נוכחות של חמצן כדי לתפקד ביעילות. בתוך מיכל האוורור של מערכת טיפול בשפכים ביולוגית, יעילות העברת החמצן נמצאת בקורלציה חיובית עם קצב הצמיחה של מיקרואורגניזמים אירוביים. אספקת החמצן חייבת להיקבע באופן מקיף בהתבסס על הכמות והמאפיינים הפיזיולוגיים של המיקרואורגניזמים האירוביים, כמו גם על אופי וריכוז המצע. זה מבטיח שהבוצה הפעילה פועלת במצבה האופטימלי לפירוק חומר אורגני. תוצאות ניסוי מצביעות על כך שיש לשמור על חמצן מומס (DO) במיכל האוורור ב-3-4 מ"ג/ליטר. אספקת חמצן לא מספקת מובילה לביצועים גרועים של בוצה פעילה ויעילות טיפול מופחתת. כדי להבטיח אספקת חמצן נאותה, ציוד מיוחד, כגון מאווררים, חיוני.
עקרון האוורור
אוורור הוא אמצעי להשגת מגע אינטנסיבי בין אוויר למים. מטרתו היא להמיס חמצן מהאוויר לתוך המים או להרחיק גזים לא רצויים וחומרים נדיפים מהמים לאוויר. במילים אחרות, הוא מקדם העברת מסה בין שלבי גז ונוזל. אוורור משרת גם פונקציות קריטיות אחרות, כגון ערבוב וערבול.
העברת חמצן מהאוויר למים כרוכה בהעברת מסה משלב הגז לשלב הנוזלי. תיאוריה יישומית נרחבת המתארת תהליך דיפוזיה זה היא תיאוריית שני הסרטים שהוצעו על ידי לואיס וויטמן. תיאוריה זו טוענת שסרט גז וסרט נוזלי קיימים בממשק המים של הגז-. האזורים שמחוץ לסרטים אלה חווים זרימה סוערת של אוויר ומים, בהתאמה. בין סרטי הגז והנוזל שוכן אזור זרימה למינרית שבו הסעה נעדרת, ויוצר שיפועים של לחץ וריכוז בתנאים מסוימים. אם ריכוז החמצן בסרט הנוזל נמוך מרמת הרוויה במים, החמצן מהאוויר ממשיך להתפזר דרך הסרטים לתוך גוף המים. לפיכך, סרטי הנוזל והגז מהווים את ההתנגדות העיקרית להעברת חמצן. ברור שהדרך היעילה ביותר להתגבר על ההתנגדות של הסרט הנוזל היא חידוש מהיר של ממשק הגז -נוזל.
אוורור משיג זאת בדיוק על ידי:
1. הפחתת גודל הבועה
2. הגדלת כמות הבועות
3. שיפור מערבולות נוזלים
4. הגדלת עומק התקנת המאוורר
5. הארכת זמן מגע עם נוזל-
ציוד אוורור מאומץ באופן נרחב בטיפול בשפכים המבוסס על עקרונות אלה.