Komora Fermentacyjna w Oczyszczalni Ścieków: Zasada Działania, Obliczenia i Wymiarowanie
- Szczegóły
W oczyszczalniach ścieków kluczową rolę odgrywają komory fermentacyjne, w których zachodzi proces rozkładu osadów. Wyróżnia się dwa główne typy komór: otwarte (osadniki gnilne i osadniki Imhoffa) oraz zamknięte komory fermentacji (WKFz).
Osadniki Gnilne i Osadniki Imhoffa
Osadniki gnilne i osadniki Imhoffa są urządzeniami, w których zachodzą dwa procesy: sedymentacja osadu ze ścieków i jego powolna fermentacja. Oba rozwiązania montowane są pod ziemią i korzystają z ciepła jakie dostarcza otaczający grunt oraz same ścieki. Proces gnilny zachodzi więc w niskiej temperaturze i jest mało wydajny. Rozwiązanie takie może mieć zastosowanie tylko w małych oczyszczalniach. Komory takie mają zwykle duże rozmiary. W oczyszczalni ścieków w Pile wymiary obu komór to 85x65x5m czyli ponad 27600m3 każda. Temperatura fermentacji jest zmienna i zależy od pory roku. W okresie letnim waha się między 15-20°C, podczas gdy w zimie nie przekracza zwykle 8°C.
Podczas eksploatacji komór otwartych należy utrzymywać na lekko zasadowym poziomie odczyn pH osadu (zalecane pH 7-7,5, wytyczne oczyszczalni w Pile). Nie należy też usuwać, ani rozbijać gromadzącego się na wierzchu komory kożucha. Jego optymalna warstwa winna wynosić 0,8-1,0m. Czas przetrzymania osadów wynosi od 4-6 miesięcy w zimie, do około 90 dni w okresie letnim. Ponieważ komory otwarte stanowią zagrożenie dla przebywających obok osób obsługi, muszą spełniać wymogi dla zbiorników otwartych ( §16 i 41 Rozporządzenia Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z dnia 1 października 1993 r.
- Zbiorniki otwartych komór fermentacyjnych powinny być ogrodzone barierami, zgodnie z wymaganiami określonymi w § 16.
- Dojścia i przejścia wokół otwartych komór fermentacyjnych powinny być utwardzone.
- W pobliżu zejścia na dno zbiornika powinny znajdować się koła ratunkowe z rzutką lub pływająca tratwa ratunkowa.
- Zejście na dno komory może odbywać się za pomocą schodów i drabin.
Zamknięte Komory Fermentacji (WKFz)
To obecnie najczęściej stosowane rozwiązanie w dużych oczyszczalniach ścieków. WKFz wykonywane są w postaci betonowych silosów, o często znacznej wysokości, posadowionych na gruncie i zaizolowanych cieplnie. Prowadzona w nich fermentacja ma charakter mezofilowy i zachodzi w temperaturze 35-37°C. Proces taki wymaga podgrzewania osadu i jego mieszania, dlatego komory WKFz wyposażone są w mieszadła i rury grzewcze, lub zewnętrzne wymienniki ciepła. Czas przetrzymania osadu w komorze wynosi od 15-20 dni, jest więc dużo krótszy niż w komorach typu otwartego.
Kształty zamkniętych komór fermentacyjnych są bardzo różne, chociaż przeważają konstrukcje walcowe i jajowe. Największe konstrukcje komór to najczęściej walce ze stropem stożkowym, lub sferycznym, jak też supernowoczesne pod względem wyglądu komory jajowe. Kształty komór są tak zaprojektowane, aby zapewnić trzy strefy pracy: dolną - zagęszczania osadu, środkową - fermentacyjną i górną, w której gromadzi się gaz. Ta ostatnia strefa ma zwykle mniejsza średnicę, aby powierzchnia gromadzącego się kożucha była jak najmniejsza. Kształt jajowy jest dość drogi w realizacji, ale pozwala na optymalne mieszanie wsadu. Komory jajowe są obecnie największymi konstrukcjami WKF.
Przeczytaj także: Poznaj zasadę działania oczyszczalni drenażowej
Typowa Komora ze Stropem Stałym
Typowa komora ze stropem stałym pokazana jest na rys. powyżej. Osad surowy, po podgrzaniu w zewnętrznym wymienniku ciepła, podawany jest do komory w kilku punktach, na obwodzie, aby zapewnić od razu jego dobre wymieszanie z osadem częściowo przefermentowanym (szczepienie osadu). Dodatkowe wymieszanie zapewnia mieszadło mechaniczne lub hydrauliczne (o tym za chwilę), jak też recyrkulacja osadu w komorze. Osad dojrzały, przefermentowany, usuwany jest u dołu komory, osobnym przewodem do dalszej obróbki. Wydzielający się gaz zbierany jest w górnej części komory, pod stropem, gdzie utworzona jest kieszeń pozbawiona osadu i wody nadosadowej.
WKF ze Stropem Zatopionym
Strop zatopiony - stosuje się w mniejszych oczyszczalniach, gdzie produkcja biogazu jest na tyle mała, że może on być w całości skonsumowany na miejscu i nie wymaga zewnętrznego zbiornika. Gaz fermentacyjny przechodzi swobodnie przez otwory w płycie do przestrzeni pomiędzy zwierciadłem wody, a górą komory.
WKF ze Stropem Pływającym
Strop pływający - w Polsce w praktyce nie stosowany. Wahania ciśnienia gazu w górnej przestrzeni komory umożliwia tutaj mobilny strop, który pozwala na zmianę wysokości wypełnienia komory nawet w granicach 3m.
Oczyszczanie ścieków działający na zasadzie złoża biologicznego. Następnie ścieki przepływają do góry przez złoże. zatrzymywana jest zawiesina powodując stopniowe zatykanie złoża. przy pomocy ścieków i powietrza.
Tabela 2a Przykładowy skład ścieków z mycia rurociągów do transportu mleka.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
tags: #komora #fermentacyjna #oczyszczalnia #ścieków #zasada #działania
