Aktiivilieteprosessi on jäteveden käsittelyprosessi, jossa käytetään bakteereja (biohajoavien orgaanisten aineiden hajottamiseen) ja ilmaa (happea hengitykseen).
Aktiivilietteellä tarkoitetaan mikro-organismien ja suspendoituneen kiintoaineen seosta. Bakteeriviljelmää viljellään käsittelyprosessissa orgaanisen aineen hajottamiseksi hiilidioksidiksi, vedeksi ja muiksi epäorgaanisiksi yhdisteiksi. Tyypillisessä aktiivilieteprosessissa on seuraavat peruskomponentit:
1) esiselkeytin, joka erottaa jäteveden/jäteveden mukana kulkeutuvan kiintoaineen
2) reaktori, jossa mikro-organismit pidetään suspensiossa, ilmastetaan ja joka on kosketuksissa käsiteltävän jätteen kanssa
3) nesteen ja kiintoaineen välinen erottelu ja
4) lietteen kierrättämislaitteisto, jonka avulla voidaan palauttaa aktivoitunutta lietettä prosessin alkuun takaisin.
Aktiivilieteprosesseista on monia muunnelmia, mukaan lukien vaihtelut ilmastusmenetelmässä ja tavassa, jolla liete palautetaan prosessiin.
Aktiivilieteprosessi tarjoaa tehokkaan BOD:n, COD:n ja ravinteiden poiston, kun se suunnitellaan ammattimaisesti ja sitä käytetään oikein. Prosessi itsessään on joustava, ja siihen voidaan räätälöidä lukuisia muutoksia erityisvaatimusten täyttämiseksi (esim. typen poistamiseksi).
Se on monimutkainen mikrobiologian ja biokemian yhdistelmä, jossa on mukana monia erilaisia mikrobeja. Aktiivilietelaitoksessa (ASP) bakteerit erittävät tahmeita aineita, jotka päällystävät jäteveden mukana kulkeutuvia pienhiukkasia. Hiukkaset tarttuvat toisiinsa muodostaen geelimäisen aineksen flokkeja, jotka muodostavat alustan, jonka päällä ja jossa mikrobit elävät. Tämä on suklaanruskean väristä aktiivilietettä. Aktiivilietettä ilmastetaan hapen liuottamiseksi, jolloin bakteerit voivat hyödyntää orgaanisen aineen (BOD). Orgaaninen aines eli ravinto tarttuu aktiivilietteeseen. Veteen liuenneen hapen ansiosta bakteerit voivat käyttää ravintoa (BOD) ja muuttaa ammoniakin nitraatiksi. Säiliön on oltava riittävän suuri, jotta jäteveden ja aktiivilietteen välinen kontaktiaika (viipymäaika) riittää kaikkien kemiallisten muutosten tapahtumiseen.
Palautuva aktiiviliete (RAS)
Kun aktiiviliete saapuu prosessin loppuun, se on edelleen erittäin aktiivista biomassaa, mutta se on nyt sekoittunut puhdistettuun jäteveteen. Se siirretään laskeutusaltaisiin (jälkiselkeyttimiin), jotta se voidaan erottaa puhdistetusta jätevedestä, joka voidaan johtaa jokeen tai johonkin tertiäärikäsittelyyn. Laskeutunut biomassa, jota kutsutaan palautusaktiiviseksi lietteeksi (Return Activated Sludge, RAS), palautetaan sitten ilmastusprosessin alkuun, jossa se imee tuoretta jätevettä prosessin käynnistämiseksi uudelleen. Näin prosessi toimii jatkuvana syklinä.
Ylijäämäaktiiviliete (SAS)
Koska tuoretta jätevettä sekoittava ylijäämäaktiiviliete kasvattaa vähitellen läsnä olevaa aktiivilietettä, on tarpeen hävittää tietty määrä joka päivä. Tämä ylijäämäaktiiviliete (SAS) hukataan ottamalla jatkuvasti osa nestemäisestä aktiivilietteestä lietteen hävittämistä varten.
Alhaalla on esitetty tyypillinen virtauskaavio, jossa kuvataan kaikki aktiivilieteprosessin osat
Aerointimenetelmät:
Diffuusioilmastus: Jätevesiliuos johdetaan syviin säiliöihin, joissa on lattiaan kiinnitetyt diffuusoriverkkoilmastusjärjestelmät. Lohkojen läpi pumpataan ilmaa, ja muodostuva kuplien verho sekä hapettaa liuosta että huolehtii tarvittavasta sekoituksesta. Jos kapasiteetti on rajallinen tai jätevesi on epätavallisen voimakasta tai vaikeasti käsiteltävää, ilman sijasta voidaan käyttää happea. Tyypillisesti ilma tuotetaan jonkinlaisella puhaltimella tai kompressorilla.
Pintailmastimet: Pystysuoraan asennetut putket, joiden halkaisija on enintään 1 metri ja jotka ulottuvat syvän betonisäiliön pohjan yläpuolelta hieman jätevesiliuoksen pinnan alapuolelle. Tyypillinen kuilu voi olla 10 metriä korkea. Pintapäässä putki on muotoiltu kartioksi, jonka sisäpintaan on kiinnitetty kierteiset siivet. Kun putkea pyöritetään, siivet pyörittävät nestettä ylöspäin ja ulos kartiosta, jolloin se imee uutta jätevettä säiliön pohjasta. Monissa laitoksissa kukin kartio sijaitsee erillisessä kennossa, joka voidaan tarvittaessa erottaa muista kennoista huoltoa varten. Joillakin laitoksilla voi olla kaksi kartiota kennossa ja joillakin suurilla laitoksilla voi olla neljä kartiota kennossa.
Yleisiä näkökohtia ovat: jäteveden ominaisuudet, paikalliset ympäristöolosuhteet (mukaan lukien lämpötila), myrkyllisten tai muiden inhiboivien aineiden mahdollinen esiintyminen (otetaanko prosessiin vastaan esimerkiksi teollisuusjätevesiä tai sako- ja umpikaivolietettä), hapen siirtovaatimukset ja reaktiokinetiikka (viipymäaika järjestelmässä, joka liittyy vastaanotetun jäteveden laatuun ja määrään, jätevesivaatimuksiin, lietteen käsittelyyn kohdistuviin vaatimuksiin ja muihin, edellä lueteltuihin, tekijöihin)
.