Eugeniusz Klaczyński: Osadniki wtórne w komunalnych oczyszczalniach ścieków
- Szczegóły
Artykuł podejmuje temat wykorzystania osadników wstępnych i wtórnych stosowanych w oczyszczalniach komunalnych w celu odciążenia z ładunku zanieczyszczeń układu biologicznego oczyszczalni. Służą one przede wszystkim do odciążenia układu biologicznego oczyszczalni. Zatrzymują zarówno zawiesiny łatwo opadające, część zawiesin trudno opadających, jak również tłuszcze gromadzące się na powierzchni lustra ścieków w osadniku.
W osadnikach wstępnych prędkość przepływu ścieków jest mała, co sprzyja sedymentacji zawiesin, których gęstość jest większa od wody. Opadając, tworzą na dnie zbiornika osad nazywany przez eksploatatorów osadem surowym lub osadem wstępnym. Ilość gromadzącego się osadu w osadniku zmniejsza się wraz ze wzrostem długości drogi przepływu ścieków w osadniku. Najwięcej osadu jest na początku (na dopływie) osadnika, a grubość warstwy osadu na odpływie okazuje się najmniejsza. W związku z tym urządzenia zgarniające mechanicznie osady przegarniają je w kierunku przeciwnym do przepływu ścieków przez zbiornik.
Gromadzone na powierzchni osadnika tłuszcze o gęstości mniejszej niż woda są zatrzymywane przed odpływem z osadnika za pomocą ścianek przegrodowych, nazywanych często deskami reflektorowymi (lub ściankami nurkowymi), zanurzonymi na głębokość od 0,2 do 0,5 m pod powierzchnią ścieków.
Efektywność usuwania zanieczyszczeń w osadniku zależy od rodzaju transportowanych w ściekach zanieczyszczeń i dostosowanych do ich jakości: czasów przetrzymania, głębokości i odpowiednich obciążeń hydraulicznych. Optymalny czas przepływu ścieków przez osadniki wstępne wynosi ok. 1,5 do 2 godzin, a skrócenie tego okresu spowoduje, że redukcja zanieczyszczeń będzie zbyt niska dla właściwego obciążenia części biologicznej oczyszczalni. Wydłużenie tego czasu przyczyni się do większej redukcji zawiesin, zbyt dużej zmiany proporcji pomiędzy związkami węgla azotu i fosforu, co może niekorzystnie wpłynąć na podatność ścieków na procesy biologicznego oczyszczania ścieków, a tym samym właściwe obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń części biologicznej oczyszczalni. W niektórych wypadkach świadomie projektuje się dłuższy czas przebywania ścieków w osadniku z uwagi na zawartość na przykład ścieków przemysłowych, które mogą hamować rozkład ścieków.
Głębokość budowanych osadników jest uzależniona od rodzaju zawiesin zawartych w ściekach. W typowych oczyszczalniach komunalnych stosuje się zbiorniki o głębokości czynnej ponad 2,5 m natomiast tam, gdzie występuje przede wszystkim zawiesina gruboziarnista, stosuje...
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Oczyszczanie biologiczne metodą osadu czynnego może być realizowane różnymi metodami, w mniej lub bardziej rozbudowanym układzie. Bardzo trudno jednocześnie jest wprowadzić tutaj klasyfikację. W literaturze możemy spotkać podział metod oczyszczania osadem czynnym bazujący na samych komorach (np. ich budowie, sposobie napowietrzania, sposobie pracy, obciążania ściekami) lub bazujący na efektach końcowych takiego oczyszczania, różnicując technologie osadu czynnego pod kątem zachodzących w nich procesów (nitryfikacja, denitryfikacja, defosforyzacja).
Jest tego naprawdę dużo, dlatego poniżej postaram się przeprowadzić podział uwzględniający różne kryteria. Wymienione w drugiej części artykułu schematy oczyszczania osadem czynnym stanowią tylko wybrane rozwiązania. Zainteresowanych tym tematem zachęcam do poszukiwania innych materiałów u Gańczarczyka, czy Imhoffa.
Ze względu na obciążenie ściekami komór, wyróżniamy komory o obciążeniu niskim, średnim i wysokim. Stopień obciążenia komory ładunkiem zanieczyszczeń decyduje o końcowym stopniu oczyszczenia ścieków.
Podział ze względu na technologię prowadzonego procesu przedstawiam poniżej. (źr. Oczyszczanie ścieków - układy technologiczne.
- Schemat podstawowy, jednofazowy. Ścieki surowe dopływają do komory osadu czynnego (komory nitryfikacji KN) z jednej strony i są w niej przetrzymywane przez 30 minut do kilku godzin, po czym trafiają do osadnika wtórnego, gdzie, po oddzieleniu osadu, odprowadzane są do odbiornika.
- Schemat oczyszczania dwufazowy (Wurhmanna), w tym rozwiązaniu za komorą napowietrzania (niktryfikacji KN), znajduje się dodatkowa komora denitryfikacyjna (KDN), w której usuwane są ze ścieków związki azotu. Komora denitryfikacji zwana jest też komorą niedotlenioną, a cały proces nazwę AO (ang. Oxic-Anoxic). W komorze napowietrzania zawarty w ściekach amoniak zamieniany jest na azotany, które w komorze niedotlenionej zostają przekształcone w azot. Proces denitryfikacji potrzebuje węgla, którego zawartość w komorze, po reakcji nitryfikacji może być zbyt mała.
- System oczyszczania dwustopniowy AO (ang. Anoxic-Oxic). Problem braku łatwo rozkładanych związków węgla w ściekach po komorze nitryfikacyjnej, niezbędnych do denitryfikacji azotanów, został rozwiązany przez Ludzacka-Ettingera i nosi nazwę procesu AO. W odróżnieniu do procesu OA, komora niedotleniona znajduje się tutaj przed komorą natlenioną. Do niej doprowadzone są azotany z procesu nitryfikacji (recyrkulacja wewnętrzna RW) i wychwycone z osadem nadmiernym w osadniku wtórnym (recyrkulacja zewnętrzna RZ). Źródłem węgla do denitryfikacji są łatwo rozkładające się związki węgla znajdujące sie bezpośrednio w ściekach surowych doprowadzonych do komory. Sprawność usuwania azotu w systemie oczyszczania AO sięga 80%, podczas gdy w OA tylko około 50%.
- System trzystopniowy Bardenpho, inaczej zwany A2/O. Układ ten służy do jednoczesnego usuwania ze ścieków związków węgla, azotu i fosforu i składa się z trzech komór o odmiennej funkcji: komory beztlenowej KBT (anaerobowej), komory niedotlenionej (zwanej też komorą atoksyczną KA) i komory tlenowej KT (aerobowej). W pierwszej komorze, do której dopływają ścieki surowe i osad recyrkulowany z osadnika wtórnego, następuje proces rozkładu związków węglowych z uwalnianiem do ścieków fosforanów. W komorze niedotlenionej następują procesy denitryfikacji azotanów zawracanych w strumieniu osadu recyrkulowanego wewnętrznie z komory napowietrzania i dalsze pobieranie ze ścieków łatwo rozkładalnych związków węgla.
- Reaktor typu SBR (sekwencyjny biologiczny reaktor). W odróżnieniu do opisywanych powyżej rozwiązań cały proces oczyszczania zachodzi tutaj w jednym zbiorniku o sekwencyjnym działaniu sterowanym komputerowo. faza IV - faza sedymentacji, zostaje zakończone mieszanie, w wyniku czego osad sedymentuje na dno zbiornika. Reaktory sekwencyjne SBR mają szereg zalet, jak brak przewodów recyrkulacyjnych, pomp, itp. Wadą jest cykliczne działanie, które wymusza stosowanie zbiorników buforowych dla dopływających ścieków, lub kilku reaktorów działających naprzemiennie.
- Reaktor obiegowy typu Carrousel .
Istotny wpływ na działanie osadników wtórnych mają nie tylko przyjęte parametry i wskaźniki technologiczne charakteryzujące pracę tych urządzeń, jak przepływ ścieków czy obciążenie powierzchni zbiornika osadem czynnymi. Często główną przyczyną złego funkcjonowania mogą by( zakłócenia pracy samych reaktorów biologicznych.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
tags: #Eugeniusz #Klaczynski #oczyszczalnia #ścieków #osadniki #wtórne
