Применение различных реагентов также позволяет интенсифицировать процесс биологической очистки. В Институте коллоидной химии и химии воды АН УССР было изучено действие природных сорбентов на жизнедеятельность микроорганизмов. Установлено, что такие глинистые материалы, как монтмориллонит и палыгорскит, при добавке их в сточные воды в количестве 1 % способны увеличить окислительную активность культуры микроорганизмов почти в 2 раза. Опыты проводились со средой, содержащей 5 г/л капролактама. Полная деструкция капролактама в контрольном опыте достигалась за 48 ч, при наличии 10 г/л палыгорскита или монтмориллонита за 36 ч. При использовании монтмориллонита остаточная концентрация капролактама составляет всего 0,086 г/л, а в контрольном опыте без глинистйх материалов 0,64 г/л.
Зона эрлифтной циркуляции отделена от зоны аэрации полупогружной перегородкой и снабжена решеткой из дырчатых труб. Отстойная зона расположена в центральной части сооружения и отделена от зоны аэрации перегородками с циркуляционными щелями и впускными окнами с регулируемым сечением.
Сточная жидкость подается в верхнюю часть зоны аэрации и движется нисходящим потоком в противоток движению воздуха, что обеспечивает длительный контакт иловой смеси с воздухом и высокую эффективность использования кислорода.
Противоточные аэротенки могут использоваться для полной биологической очистки сточных вод, ВПК которых не превышает 500—700 мг/л. При более высоких значениях БПК целесообразно использование этих аэротенков в две ступени.
Применение комбинированных сооружений типа аэротенк-отстойник позволяет экономить земельные площади, сокращать протяженность технологических коммуникаций и значительно уменьшать потребление электроэнергии.
Циркуляция возвратного активного ила из зоны выделения в зону аэрации осуществляется либо специально направленными потоками, либо перекачкой эрлифтами. В сооружениях с механическими аэраторами движение ила происходит под воздействием статического напора, развиваемого таким аэратором.
В аэротенках-отстойниках, разработанных в нашей стране, предусматривается принудительная циркуляция активного ила. Такой технологический прием обеспечивает стабильный и регулируемый по объему возврат активного ила в зону аэрации (независимо от притока сточных вод) и поддержание его во взвешенном состоянии. В отстойной зоне аэротенка такой конструкции не образуются мертвые зоны, где возможно скопление и загнивание активного ила. Аэротенки-отстойники могут использоваться для очистки городских и производственных сточных вод, обеспечивая их полную или неполную биологическую очистку.
Во ВНИИ ВОДГЕО разработана конструкция противоточного аэротенка, который состоит из трех основных зон: аэрации, эрлифтной циркуляции и отстаивания. Зона аэрации оборудована мелкопористыми пневматическими аэраторами, расположенными в нижней ее части. Равномерное распределение воды осуществляется струенаправляющими лопатками с винтовым креплением, позволяющим регулировать глубину их погружения.
Комбинированные аэротенки, совмещающие в одном объеме зоны аэрации и отстаивания, для очистных сооружений пропускной способностью до 50 тыс. м3/сут разрабатываются в нашей стране и за рубежом. В этих сооружениях в различных вариантах сочетаются процессы биокоагуляции, аэробного окисления и отстаивания или осветления во взвешенном слое. В зависимости от сочетания этих процессов аэротенки носят различные названия: эротенк-отстойник, аэроакселератор; оксидатор, циклейтор, реактиватор, оксиконтакт, рапид-блок, оксирапид и т. д.
Комбинированные аэрационные сооружения отличаются высокой окислительной мощностью и компактностью. Наибольшее распространение в практике биологической очистки сточных вод получили аэроакселераторы фирмы «Инфилко», США. Большое участие в разработке комбинированных сооружений принимают фирмы «Дегремон» (Франция), «Лурги» (ФРГ) и др. В нашей стране аэротенки-отстойники разрабатываются в НИИ KB и ОВ АКХ им. К. Д. Памфилова, НИКТИ ГХ УССР, МИСИ им. В. В. Куйбышева. Комбинированные сооружения могут быть с механической, пневматической и пневмомеханической аэрацией. Конструктивно они выполняются с центральной зоной аэрации и периферийным отстаиванием, или наоборот.