Zasada Działania Biologicznej Oczyszczalni Ścieków
- Szczegóły
Oczyszczalnie ścieków są kluczowe dla ochrony środowiska i zdrowia publicznego, usuwając zanieczyszczenia z wód ściekowych przed ich ponownym wprowadzeniem do środowiska. Proces ten zazwyczaj składa się z kilku etapów, w tym oczyszczania mechanicznego i biologicznego.
Etapy i Procesy Oczyszczania Ścieków
Proces oczyszczania ścieków można podzielić na kilka etapów:
- Oczyszczanie mechaniczne
- Oczyszczanie biologiczne
- Oczyszczanie fizyko-chemiczne (w niektórych przypadkach)
Oczyszczanie Mechaniczne
Pierwszym etapem oczyszczania ścieków jest oczyszczanie mechaniczne. Podlegają mu ciała nierozpuszczalne, czyli zanieczyszczenia zawieszone w wodzie. W oczyszczalniach mechanicznych wykorzystuje się procesy cedzenia, filtrowania, osiadania (sedymentacji) i wznoszenia (flotacji).
W oczyszczalniach pierwszego stopnia usuwa się ze ścieków:
- Większe ciała stałe, tzw. skratki
- Cząstki ziemiste, a przede wszystkim piasek
- Zawiesiny opadające, tj. osady wstępne
- Zawiesiny flotujące, tj. oleje i tłuszcze
Wydzielanie ciał stałych odbywa się za pomocą krat i sit. Kraty dzieli się na rzadkie, średnie i gęste oraz na oczyszczane ręcznie i oczyszczane mechanicznie. Wydzielone skratki przerabia się lub likwiduje przez kompostowanie, fermentację, spalanie lub rozdrabnianie i zawrócenie do dopływu ścieków. Mogą one być niekiedy przerabiane wspólnie z osadami ściekowymi.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Do wydzielenia ze ścieków skratek służą przede wszystkim kraty i niekiedy sita.
Zawiesiny drobne redukuje się w procesie sedymentacji. Rozróżnia się umownie zawiesiny opadalne ziarniste oraz kłaczkowate. Zawiesiny opadalne ziarniste opadają z jednakową prędkością i mogą spowodować powstanie cementujących powłok trudnych do usunięcia. Dużo zanieczyszczeń ziarnistych, określanych umownie jako piasek, zawierają ścieki miejskie oraz wody ściekowe z zakładów przemysłu rolno spożywczego.
Niektóre zanieczyszczenia można wydzielić ze ścieków przez ułatwienie im wypłynięcia na powierzchnię. Stąd w postaci kożucha mogą być łatwo usunięte. Dotyczy to tych zawiesin, których ciężar właściwy jest mniejszy od wody, a więc przede wszystkim tłuszczów i olejów. Do wydzielania tłuszczów i olejów ze ścieków stosowane są odtłuszczacze. Zasada działania tych urządzeń polega na wykorzystaniu procesu wznoszenia, tzw. flotacji. Każdy zbiornik, w którym następuje zmniejszenie prędkości przepływu ścieków, może spełnić rolę odtłuszczacza.
Wstępne napowietrzanie ścieków jest procesem pomocniczym, którego zadaniem jest przygotowanie ścieków do dalszego oczyszczania lub bezpośredniego rolniczego wykorzystania. Dzięki wstępnemu napowietrzaniu wzmaga się flokulację zawiesin, usuwanie gazu, flotację tłuszczów i innych lekkich substancji, a przede wszystkim zwiększa się w ściekach ilość tlenu.
Wstępne Fizyko-Chemiczne Oczyszczanie Ścieków
Istnieje dość duża grupa ścieków przemysłowych, o składzie fizyko-chemicznym nie odpowiadającym warunkom stosowania ich do nawodnień w rolnictwie. Niektóre z tych ścieków uzdatnia się stosując wstępne oczyszczanie fizyko-chemiczne.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Działając substancjami chemicznymi na ścieki można uzyskać:
- Zobojętnienie ścieków
- Wydzielenie ze ścieków substancji stałych, które nie mogły być usunięte przez zwykłe mechaniczne klarowanie
- Wydzielenie ze ścieków substancji organicznych, koloidalnych i związków rozpuszczalnych, przede wszystkim soli metali ciężkich
- Odkażenie ścieków
- Usunięcie przykrego zapachu
- Utlenienie substancji ściekowych
W technologii przygotowania ścieków przemysłowych do rolniczego wykorzystania jako wstępne chemiczne oczyszczanie może być zastosowana: koagulacja, zobojętnienie, sorpcja i wymiana jonowa, utlenianie środkami chemicznymi.
Koagulacja i nawapnianie ścieków
Dla wielu ścieków przemysłowych już samo zmieszanie ścieków z różnych działów produkcji o zróżnicowanym pH, prowadzić może do samorzutnej koagulacji, bez stosowania dodatkowych środków koagulacyjnych. Jako koagulanty stosuje się zwykle chlorki i siarczany żelazowe i żelazawe oraz siarczan glinu i wapno. Proces koagulacji można usprawnić stosując flokulanty.
Szczególnym przypadkiem koagulacji jest nawapnianie ścieków, dające w efekcie neutralizację kwasów nieorganicznych i organicznych. W wyniku neutralizacji następuje wytrącanie nierozpuszczalnych soli wapniowych i wskutek tego zmniejszanie ładunku zanieczyszczeń.
Zobojętnianie ścieków
Kwaśne lub alkaliczne ścieki powstają w bardzo wielu procesach produkcyjnych. Niektórych ścieków przemysłowych ze względu na ich bardzo kwaśny lub zasadowy odczyn nie można bezpośrednio używać do nawodnień. Szczególnie niebezpieczne dla środowiska glebowego i uprawianych roślin są ścieki silnie alkaliczne.
Przeczytaj także: Działania rewitalizacyjne w Torzymiu
Sorpcja i wymiana jonowa
Procesy sorpcyjne są wykorzystywane głównie do usuwania ze ścieków przemysłowych substancji uciążliwych albo do odzyskiwania cennych substancji. Proces sorpcji prowadzić można w warunkach statycznych oraz w warunkach dynamicznych - filtrach sorpcyjnych. Jako sorbentów używa się najczęściej popiołów lotnych, szlaki, torfu, węgla, koksu i rudy darniowej.
Utlenianie środkami chemicznymi
Do utleniania chemicznego stosuje się głównie chlor, wapno chlorowane, podchloryny i dwutlenek chloru oraz ozon. Tylko wtedy, gdy chlorowanie stosuje się jako proces dezynfekcyjny, wykonuje się je w końcowym etapie oczyszczania ścieków.
Biologiczne Oczyszczanie Ścieków
Biologiczne sposoby oczyszczania ścieków polegają głównie na utlenianiu (spalaniu na mokro). Najistotniejsze znaczenie w tym procesie odgrywają bakterie tlenowe (aerobowe). Proces oczyszczania w warunkach tlenowych polega na zatrzymaniu przez powierzchnię mikroorganizmów zanieczyszczeń organicznych, rozpuszczonych lub koloidalnych, zawartych w ściekach.
Mikroorganizmy te mogą występować jako skupisko w postaci błony biologicznej lub osadu czynnego. Część zatrzymanych ze ścieków zanieczyszczeń jest utleniana, w wyniku czego powstaje woda i dwutlenek węgla, pozostała część jest asymilowana i wykorzystywana do przyrostu żywej masy mikroorganizmów. Następnie część lub całość zsyntetyzowanej substancji żywej ulega autooksydacji.
Biologiczne oczyszczanie ścieków odbywa się przy udziale enzymów wydzielonych przez mikroorganizmy biorące czynny udział w procesie oczyszczania. Najważniejszymi produktami procesów utleniania są bezwodniki kwasu węglowego, azotowego i siarkowego.
Osad czynny
Oczyszczanie ścieków za pomocą osadu czynnego polega na zgromadzeniu niezwykle dużej ilości drobnoustrojów w małej objętości i utrzymywania ich aktywności biologicznej przez sztuczne doprowadzanie odpowiednich ilości tlenu. Zasadniczy proces oczyszczania ścieków przeprowadza się w komorach napowietrzania.
Pod wpływem napowietrzania wytwarza się tu charakterystyczny zespół drobnoustrojów - głównie bakterii i pierwotniaków - który utrzymywany w ciągłym ruchu powoduje powstanie kłaczków osadu czynnego. Kłaczki mają strukturę gąbczastą, dzięki czemu tworzą dużą powierzchnię czynną, zdolną do sorbowania związków organicznych znajdujących się w ściekach w postaci rozpuszczonej i koloidalnej.
Elementy Oczyszczalni
W skład oczyszczalni ścieków wchodzą różne elementy, takie jak:
- Kraty (usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych)
- Piaskownik (separacja zawiesin mineralnych)
- Zbiornik ścieków deszczowych (retencja ścieków deszczowych)
- Kaskadowe reaktory biologiczne (oczyszczanie biologiczne)
- Osadniki wtórne (oddzielanie osadu czynnego)
- Stacja pomiarowa z hydrofornią (kontrola jakości i ilości ścieków)
- Pompownia osadu recyrkulowanego (pompowanie osadu czynnego)
- Stacja dmuchaw (dostarczanie powietrza do procesów biologicznych)
- Zagęszczacze grawitacyjne (zagęszczanie osadów)
- Stacja higienizacji osadu (mieszanie osadów z pyłami dymnicowymi, wapniem)
- Pochodnia biogazu (spalanie nadmiaru biogazu)
Przykładowe Parametry Techniczne Oczyszczalni
Oczyszczalnie ścieków mogą różnić się parametrami technicznymi w zależności od ich wielkości i technologii. Poniżej przedstawiono przykładowe parametry:
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Wydajność | Do 5 m³/dobę |
| Obsługa | Do 16 RLM (Równoważna Liczba Mieszkańców) |
| Materiał zbiornika | Polietylen wysokiej gęstości PEHD |
Eksploatacja i Nadzór
Oczyszczalnie ścieków wymagają regularnego nadzoru i konserwacji, aby zapewnić ich prawidłowe działanie. Do nadzoru pracy reaktora wymaga się jedynie regularnego przeglądu ze strony właściciela nieruchomości. Należy również regularnie usuwać osad nadmierny. Ważne jest również przeprowadzanie prób szczelności zbiornika i przewodów.
tags: #bip #oczyszczalnia #ścieków #zasada #działania
