Процес очистки активним мулом відноситься до багатокамерного реактора, який використовує висококонцентровані мікроорганізми для розкладання органіки та видалення поживних речовин зі стічних вод із метою отримання високоякісних стоків. Задля підтримки аеробних умов та забезпечення перебування активного мулу у завистому стані потрібне постійне своєчасне постачання кисню.

Задля забезпечення перемішування та аерації стічних вод можна використовувати різні конфігурації обладнання. Аерацію та перемішування можна забезпечувати шляхом подачі повітря чи кисню у резервуар насосом або використовуючи поверхневі аератори. Мікроорганізми окиснюють органічний вуглець у стічних водах, в результаті чого утворюються нові клітини, діоксиду вуглецю та вода. Аеробні бактерії – це найбільш поширені організми, проте можуть бути присутніми і факультативні бактерії та вищі організми. Точний склад залежить від конструкції реактора, середовища та характеристик стічних вод. Знадобиться кілька тижнів задля встановлення та розвитку мікроорганізмів, необхідних для забезпечення стабільного біологічного процесу. Пластівці (агломерати часток мулу), які формуються в аераційному резервуарі, видаляються у вторинному відстійнику завдяки осіданню під дією гравітації. Надмірний мул частково видаляється, а частково рециркулює для підтримання біологічного процесу. У зануреному мембранному біореакторі реактор активного мулу поєднують із блоком мікро- чи ультрафільтраційних мембран. Проходячи через мембрану, оброблена вода відділяється від мулу. Систему можна встановити як вже готове рішення або спорудити на місці. Занурений мембранний біореактор – це ефективна компактна технологія для муніципальної (та промислової) очистки стічних вод. Основним недоліком, який не дозволяє масштабніше застосування, є біообростання мембрани, що суттєво зменшує її ефективність і строк експлуатації, таким чином призводячи до значного збільшення витрат на експлуатацію та технічне обслуговування.

Проєктні міркування

Процеси очистки активним мулом зазвичай потребують перинної обробки, яка видаляє тверду фазу, здатну до осідання, і після цього іноді йде ще один кінцевий етап доочистки POST . Біологічні процеси є ефективними щодо видалення розчинних, колоїдних та твердих матеріалів. Реактор можна спроєктувати для біологічної нітрифікації та денітрифікації, а також для видалення фосфору. Проєкт повинен ґрунтуватися на точному підрахунку складу та об’єму стічних вод. Ефективність очистки може суттєво знижуватися у разі, якщо розміри об’єкта є занадто малими чи великими. Залежно від температури, період утримання твердої фази у реакторі коливається від 3 до 5 днів для зниження біохімічного споживання кисню, від 3 до 18 днів для нітрифікації. Надмірний мул потрібно обробляти задля зменшення вмісту води та органіки в ньому та для отримання стабілізованого продукту, який підходить для повторного використання або кінцевої утилізації. Задля досягнення конкретних цілей щодо БСК, азоту та фосфору в стоках можна вносити різні адаптації та модифікації, які включають послідовно розміщені періодичні реактори, канали окислення, продовжену аерацію, рухоме дно та мембранні біореактори.

Матеріали

Зазвичай реактор для активного мулу виготовляють із пластику чи бетону. Аератори складаються з нержавіючої сталі чи пластику та мембрани гумового ущільнення. Для потенційного подальшого мембранного процесу можна використовувати керамічні, полімерні або композитні мембрани. Матеріал, який використовується, впливає на схильність зануреного мембранного біореактора до біообростання. В наявності є різні фабричні моделі.

Застосовність

Обробка активного мулу може бути доречним рішенням на фазах стабілізації та відновлення після гуманітарної надзвичайної ситуації, особливо, в більш густонаселених міських районах чи в умовах більших таборів, де перевагу віддають системам на основі води. Це централізована очистка, для якої потрібен висококваліфікований персонал, постійне електропостачання та високорозвинена система управління. З огляду на економію на масштабі та менш змінні характеристики вхідних стоків, ця технологія є більш ефективною для обробки великих об’ємів. Процеси очистки активним мулом є доречними практично у будь-якому кліматі, проте спроможності щодо очистки є меншими у холоднішому середовищі. За умови належної експлуатації системи якість очищеної води може робити її придатною для повторного використання.

Експлуатація та технічне обслуговування

Для технічного обслуговування та виявлення проблем потрібен кваліфікований технічний персонал. Потрібно постійно обслуговувати механічне обладнання (змішувачі, аератори і насоси). Необхідно проводити постійний моніторинг отриманої води та кінцевих стоків і за потреби вносити зміни до контрольних параметрів, щоб уникнути відхилень від норми, наприклад, загибелі активної біомаси чи появи шкідливих організмів (наприклад, нитчастих бактерій). Лише кваліфікований персонал повинен мати доступ до об’єкта.

Здоров’я та безпека

З огляду на необхідне місце та неприємні запахи, які виникають, очисні споруди з активним мулом зазвичай розміщуються на периферії густонаселених районів. Попри те, що отримані в результаті стоки мають високу якість, вони все одно становлять ризик для громадського здоров’я, і з ними потрібно уникати безпосереднього контакту. У надлишковому мулі істотно знижена кількість патогенів, але вони не усуваються повністю. Ефективність функціонування занурених мембранних біореакторів та якість очистки можна покращити залежно від того, яка використовується мембрана. Залучений персонал потрібно забезпечити належним особистим захисним спорядженням.

Витрати

Капітальні витрати на очисні споруди з активним мулом є високими. Витрати можуть варіюватися залежно від наявності та вартості будівельних матеріалів та електроенергії. З огляду на вимоги щодо кваліфікованого персоналу, завдань із постійного моніторингу та потреби у постійному електропостачанні експлуатаційні витрати є високими, і їх потрібно враховувати у загальному підрахунку витрат.

Соціальні міркування

Встановлення реактору для активного мулу потрібно проводити в районах, де є знання і досвід використання цієї технології, а також наявний кваліфікований персонал. Залежно від культурного контексту та існуючих нормативно-правових актів можуть бути бар’єри щодо повторного використання обробленої води.