Reoveesette käitlemine

Reoveesette käitlemine kirjeldab protsesse, mida kasutatakse, et hallata ja puhastada reovee käitlemisel tekkinud reoveesetteid. Enamasti koosneb sete veest koos väiksemate tahkete materjalidega, mis on reoveest eemaldatud. Esmane sete sisaldab sadestunud tahkeid aineid, mis on eemaldatud setitis. Sekundaarne sete, mis on settest eraldatud teisese käitlemise jooksul, sisaldab töödeldud reoveesetet, mis on moodustunud sekundaarse käitlemise jooksul bioreaktoritest.
Reoveesette käitlemine keskendub sette kaalu ja mahu vähendamisele, et seeläbi vähendada peakulusid ja võimalikke terviseriske. Vee puhastamine on peamine viis kaalu ja mahu vähendamiseks, samal ajal kui patogeenide hävitamine on sageli tõestatud kuumutamise abil termofiilse seedimise, kompostimise või tuhastamise teel. Sette käitlemise meetodite valik sõltub tekkivate setete mahust ja käitlemisega seotud kuludest. Õhukuivatamine ja kompostimine on atraktiivsem maapiirkondades, aga näiteks linnades, kus maa saadavus on piiratud, eelistatakse aeroobset lagundamist ja mehaanilist veetustamist. Mastaabisääst võib edendada alternatiivset energia taastumist suurlinnades.
Settest võib energiat saada metaangaasi tootmise abil anaeroobse lagundamise käigus või kuivatatud sette tuhastamise abil, aga energiatoodang on sageli mitteküllaldane, et aurustada settes olevat vett või varustada puhureid, pumpasid või tsentrifuuge, mis on vajalikud veetustamiseks. Jämedad esmased tahked ained ja sekundaarne reoveesete võivad sisaldada mürgiseid kemikaale, mis on eemaldatud reoveest sorptsiooni abil tahkete osakeste settest. Vähendades sette mahtu, võib suurendada mõne teise mürgise kemikaali kontsentratsiooni settes.
Käitlemise protsessid.
Tihkestamine.
Tihkestamine on sageli esimene samm sette käitlemise protsessis. Sete, mis on saadud esmasest või sekundaarsest käitlemisest, võib olla segatud (tihti pärast puhastatud ainete lisamist), moodustades suuremaid ja kiiremaid sadestatud kogumeid. Esmane sete võib olla paksendatud, koosnedes ligikaudu 8–10 protsendist tahketest ainetest. Sekundaarne sete võib olla paksendatud kuni 4 protsenti tahketest ainetest. Sageli meenutavad paksendajad setitit koos segatava mehhanismi lisandiga. Paksenenud sete, millel on vähem kui 10 protsenti tahket ainet, võib saada täiendavat setete käitlemist. Kuid vedeliku paksendaja voolab läbi reoveesette käitlemise protsessile tagasi.
Veetustamine.
Sette veesisaldus võib olla vähendatud tsentrifuugimise, filtreerimise ja/või aurustamise teel, et vähendada transpordikulusid või parandada sobivust kompostimise jaoks. Tsentrifuugimine võib olla esimene samm, et vähendada sette mahtu järgneva filtreerimise või aurutamise jaoks. Filtreerimine võib toimuda läbi äravoolu liiva kuivas kihis või eraldi mehaanilise protsessina – vöö filtri pressis. Filtraat ja tsentrifuugi lahkuv vesi on pärast seda, kui kõik tahked ained on eemaldatud, tavaliselt tagastatud reoveesette käitlemise protsessile. Pärast veetustamist võib sete olla käsitletud tahke ainega, mis sisaldab 50–75 protsenti vett. Tahenenud setted suurema niiskusesisaldusega on tavaliselt käsitletud vedelikuga.
Lagundamine.
Paljusid setteid käideldakse, kasutades selleks erinevaid lagundamistehnikaid. Selle eesmärk on vähendada orgaanilise aine kogust ja tappa settetes olevaid haigusttekitavaid mikroorganisme. Kõige tavalisemad käitlusvõimalused on anaeroobne lagundamime, aeroobne lagundamine ja kompostimine.
Anaeroobne lagundamine.
Anaeroobne lagundamine on bakteriaalne protsess, mis viiakse läbi ilma hapnikuta. Protsess võib olla kas termofiilne lagundamine, kus sete on kääritud tsisternides temperatuuril 55 kraadi, või mesofiilne, mis toimub temperatuuril umbes 36 kraadi. Termofiilse lagundamise puhul on energiatarve suurem, kuid see meetod võimaldab lühemat säilitamise aega (ja seega väiksemat tsisterni).
Mesofiilne anaeroobne lagundamine on samuti levinud meetod sette käitlemiseks. Sete juhitakse suurte tsisterni ja seda hoitakse seal vähemalt 12 päeva, et võimaldada lagundamisprotsessile nelja etapi läbimist, mis on vajalikud sette lagundamiseks. Need on hüdrolüüs, atsidogenees, atsetogenees ja metaanogenees. Selles protsessis on valkude ja suhkrute kompleks jaotunud nii, et moodustuks rohkem lihtsamaid ühendeid nagu vesi, süsinikdioksiid ja metaan.
Anaeroobne lagundamine tekitab biogaasi, milles on suur metaani osakaal, ja seda võib kasutada nii tsisterni soojendamiseks kui ka mootorite käigushoidmiseks. Metaani tekkimine on peamine eelis anaeroobses protsessis. Selle peamiseks puuduseks on protsessi pikk ajakulu (kuni 30 päeva) ning sellest tulenevad suured kulud. Paljud suuremad käitluskohad rakendavad biogaasi soojuse ja elektri tootmiseks, kasutades jahutusvett generaatorist, et säilitada lagundamise puhasti nõutud temperatuuril 35 ± 3 kraadi. Piisavalt energiat saaks siis, kui toota rohkem elektrit kui masinad nõuavad.
Aeroobne lagundamine.
Aeroobne lagundamine on bakteriaalne protsess, mis leiab aset hapniku juuresolekul ja mis meenutab aktiivmuda protsessi jätkamist. Aeroobsetes tingimustes tarbivad bakterid kiiresti orgaanilist ainet ja toodavad süsihappegaasi. Kui ei ole piisavalt orgaanilist ainet, siis bakterid surevad ning neid kasutavad toiduks teised bakterid. Selle protsessi etapp on tuntud kui endogeenne hingamine. Tahkete ainete vähendamine toimub selles faasis. Kuna aeroobne lagundamine toimub palju kiiremini kui anaeroobne lagundamine, siis aeroobse lagundamise peakulud on väiksemad. Aeroobse lagundamise puhul on tootmiskulud lagundamise jaoks iseloomult palju suuremad. Selle tingib energianõudlus tsisternide, pumpade ja mootorite kasutamisel, et protsessi ülevalhoidmiseks süsteemi hapnikku lisada. Viimased tehnoloogilised arengud selles vallas sisaldavad aga ka mitte-elektrilist gaseeritud filtrisüsteemi, mis kasutab elektriliselt juhitavate masinavärkide asemel aeratsiooniks looduslikke õhuvoolusid.
Aeroobne lagundamine võib olla saavutatud ka siis, kui kasutatakse hajuti süsteeme või reaktiivmootori aeraatoreid sette oksüdeerimiseks. Väike mulli hajuti on tavaliselt ökonoomsem difusiooni meetod, aga kõrvaldamine on tavaliselt probleem, sellepärast et setted elavad väiksemates õhuaukudes. Jämedat mulli hajutit kasutatakse sagedamini aktiivmuda tsisternides või flokulatsiooni astmetes. Hajuti tüübi valimisel on oluline veenduda, et see toodaks vajalikku hapniku ülekande kiirust.
Kompostimine.
Kompostimine on aeroobne protsess, mille käigus segatakse reoveesetet mõne põllumajandusliku kõrvalsaaduse ehk süsinikuallikatega nagu saepuru, õlekõrred või puidulaastud. Hapniku juuresolekul lagundavad bakterid nii reoveesetet kui ka taimset materjali. Selle käigus tekib soojus, mis aitab tappa haigusetekitajaid mikroorganisme ja parasiite. Selleks, et säilitada aeroobsetes tingimustes 10–15 protsenti hapnikku, on vaja mahuainet, mis võimaldab läbi peene sette õhku tsirkuleerida. Kõvad materjalid, näiteks maisitõlvikud, pähklikoored, hakitud puupügamise jäätmed ja saematerjali jäägid, lahutavad setet ventilatsiooni jaoks paremini kui pehmemad lehed ja niidetud muru. Valgus on bioloogiliselt inertne mahuaine, mis võib olla kasutatud struktuuriga varustamiseks, kus väikesed ja pehmed taimsed materjalid on peamised süsinikuallikad.