Proces osadu czynnego jest biologiczną, tlenową metodą oczyszczania ścieków. Wykorzystywana jest tu metaboliczna reakcja mikroorganizmów (bakterii), w wyniku której otrzymuje się w wysokim stopniu oczyszczone ścieki. Metoda ta nazywana jest drugim stopniem oczyszczania ścieków.

Mikroorganizmy (głównie bakterie) przetwarzają związki organiczne w gazy, proste związki organiczne i nowe bakterie. W procesie osadu czynnego następuje przyrost masy mikroorganizmów proporcjonalnych do usuniętych zanieczyszczeń.

Tlenowy proces osadu czynnego jest najczęściej stosowanym procesem oczyszczania ścieków i ma za zadanie zmniejszenie stężenia nieopadających, rozpuszczonych i koloidalnych związków organicznych (związków węgla, powodujących zapotrzebowanie na tlen - BZT5) obecnych w ściekach stosunkowo nisko stężonych (BZT5 < 1000 mg O2/L). W wielu rozwiązaniach (coraz częściej) stosuje się osad czynny także do usuwania azotu i fosforu (czyli pierwiastków biogennych). Mikroorganizmy, głównie bakterie, przetwarzają związki organiczne do końcowych produktów gazowych i wody. W wyniku tego procesu następuje przyrost masy mikroorganizmów w ilości 10 - 80% w stosunku do dopływającego ładunku BZT5 (w zależności od sposobu prowadzenia procesu). Aby proces biologicznego rozkładu związków organicznych nastąpił, trzeba do układu dostarczyć tlen, który jest niezbędny mikroorganizmom do życia.

Biologiczne oczyszczanie ścieków przy użyciu osadu czynnego jest osiągane poprzez doprowadzanie ścieków do reaktora, w którym znajduje się w stanie zawieszenia tlenowa kultura bakteryjna, a następnie po upływie odpowiedniego czasu reakcji rozdzielenie oczyszczonych już ścieków od bakterii i odprowadzenie z układu. W reaktorze bakterie przeprowadzają procesy rozkładu związków organicznych zgodnie z reakcją:

Materia organiczna + Tlen + Substancje pożywkowe + Mikroorganizmy = Nowe mikroorganizmy + +Dwutlenek węgla + Woda + Energia do życia

W klasycznym układzie osadu czynnego ścieki doprowadzane są do komory napowietrzania, gdzie mieszają się z kłaczkami osadu czynnego. Proces osadu czynnego przedstawia poniższy rysunek:

Osad z komory osadu czynnego oddziela się w osadniku wtórnym i jest zawracany do komory. Podstawowym parametrem kontrolnym dla operatora jest ilość recyrkulowanego osadu i ilość usuwanego osadu nadmiernego. Osad nadmierny powienien być odprowadzany z układu w sposób ciągły, a w najgorszym przypadku raz dziennie w ściśle określonych porcjach.

Celem napowietrzania jest:

• rozpuszczenie w mieszaninie ścieków i osadu wystarczającej dla mikroorganizmów tlenu

• dostateczne wymieszanie ścieków i osadu oraz utrzymanie osadu w stanie zawieszenia

Poniżej przykłady komór napowietrzania w oczyszczalni ścieków w Tarnobrzegu. Kliknij na zdjęciu aby uzyskać powiększenie.