Μελέτη συμπεριφοράς Cr (VI) και Cr (III) κατά την επεξεργασία υγρών αποβλήτων με τη μέθοδο της ενεργού ιλύος - Καρίβαλη, Μαριάννα (2015)
Η μέθοδος της ενεργού ιλύος είναι η περισσότερο διαδεδομένη μέθοδος επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων, αστικών και βιομηχανικών. Αναπτύχθηκε αρχικά από τους Arden και Lockett στο Μάντσεστερ της Αγγλίας στις αρχές του αιώνα, αλλά η ευρεία εφαρμογή της ξεκίνησε μετά το 1940. Η ονομασία της οφείλεται στο γεγονός ότι κάποιοι μικροοργανισμοί παρουσιάζουν την ικανότητα να παράγουν ενεργό λάσπη μέσω της αερόβιας σταθεροποίησης των αποβλήτων. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται σε έναν αριθμό παραλλαγών, που παρουσιάζουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και επιλέγονται κατά περίπτωση για την ικανοποίηση των ιδιαιτεροτήτων της κάθε εφαρμογής. Ένα σύστημα βιολογικής επεξεργασίας υγρών αποβλήτων στηρίζεται στην ανάμιξη ενός μικροβιακού πληθυσμού με τα υγρά απόβλητα κάτω από αερόβιες συνθήκες και έχει ως πρωταρχικό του στόχο την απομάκρυνση των οργανικών ουσιών από τα λύματα, κάτι το οποίο επιτυγχάνεται με τη χρήση δύο δεξαμενών σε σειρά, το βιολογικό αντιδραστήρα και τη δεξαμενή καθίζησης (ΔΚ). Ο βιολογικός αντιδραστήρας είναι μια δεξαμενή αερισμού (ΔΑ), όπου μικροοργανισμοί αναπτύσσονται υπό αερόβιες συνθήκες, οξειδώνοντας τις διαλυτές και σωματιδιακές οργανικέ; ενώσεις των λυμάτων και μετατρέποντάς τις σε CO2, Η2Ο και κυτταρικό υλικό. Στη δεξαμενή αερισμού οι μικροοργανισμοί παρουσιάζουν την τάση σχηματισμού συσσωματωμάτων με τη βοήθεια κολλοειδών, οργανικών πολυμερών και κατιόντων μέσω της διεργασίας της βιοκροκίδωσης, Ο αερισμός επιτελεί διπλή λειτουργία: πρώτον παρέχει οξυγόνο για την οξείδωση των οργανικών ενώσεων από τους μικροοργανισμούς και δεύτερον διατηρεί τα μικροβιακά συσσωματώματα σε μια συνεχή κατάσταση αιώρησης, εξασφαλίζοντας μέγιστη επαφή μεταξύ της επιφάνειας των συσσωματωμάτων και των λυμάτων. Με αυτόν τον τρόπο το αιωρούμενο και διαλυτό κλάσμα της οργανικής ύλης απομακρύνεται από την υγρή φάση καθώς προσροφάτε στους αιωρούμενους μικροοργανισμούς. Στη συνέχεια, με τη βοήθεια εξωκυτταρικών υδρολυτικών ένζυμων διασπάται σε απλές διαλυμένες οργανικές ενώσεις, οι οποίες περνούν στο εσωτερικό των κυττάρων και είναι διαθέσιμες για μεταβολισμό. Ως μεταβολισμός ορίζεται το σύνολο των μεταβολών της ύλης και ενέργειας που πραγματοποιούνται κατά τη δόμηση ή και αποδόμηση της οργανικής ύλης. Κατά το μεταβολισμό, ένα ποσοστό των οργανικών ουσιών διασπάται βιοχημικά σε ανόργανες ενώσεις και η ενέργεια που εκλύεται κατά τις αντιδράσεις αυτές χρησιμοποιείται από τους μικροοργανισμούς για τη σύνθεση νέου πρωτοπλάσματος. Στην περίπτωση που το περιβάλλον αδυνατεί να δώσει στους μικροοργανισμούς την απαιτούμενη ενέργεια, οι μικροοργανισμοί οξειδώνουν το ίδιο τους το πρωτόπλασμα για να πάρουν την ενέργεια αυτή, διαδικασία που είναι γνωστή ως ενδογενής αναπνοή (Li and Ganczarczyk, 1990). Η δεξαμενή καθίζησης αποτελεί τον μετέπειτα αποδέκτη του μικτού υγρού από τη δεξαμενή αερισμού. Εκεί, υπό συνθήκες ηρεμίας οι βιοκροκίδες διαχωρίζονται μέσω της καθίζησης και ένα μέρος τους επιστρέφει στη δεξαμενή αερισμού. Η βασική ιδέα της μεθόδου της ενεργού ιλύος στηρίζεται στην επιστροφή της βιομάζας των Ενεργός ιλύς μικροοργανισμών από τον πυθμένα της δεξαμενής δευτεροβάθμιας καθίζησης στη δεξαμενή αερισμού, με στόχο τη διατήρηση υψηλής συγκέντρωσης μικροοργανισμών, η οποία θα είναι ικανή για την αποδόμηση και προσρόφηση του εισερχόμενου οργανικού φορτίου. Το υπερκείμενο υγρό από τη δεξαμενή καθίζησης οδηγείται για περαιτέρω επεξεργασία ή καταλήγει στον τελικό αποδέκτη, ενώ το κλάσμα της βιομάζας που απομακρύνεται από το σύστημα αντιστοιχεί στις οργανικές ενώσεις που δεν οξειδώθηκαν προς διοξείδιο του άνθρακα και νερό αλλά μετετράπησαν σε βακτηριακή μάζα (Metcalfand Eddy, 1984).