Komora Zbiorcza Oczyszczalni Ścieków: Zasada Działania
- Szczegóły
Oczyszczalnia ścieków to kompleksowy system, którego głównym zadaniem jest usunięcie zanieczyszczeń ze ścieków, aby mogły one bezpiecznie wrócić do środowiska. Oczyszczalnia pracuje w trójstopniowym układzie technologicznym i jest typowym przykładem oczyszczalni mechaniczno-biologicznej z systemem przerobu powstających osadów.
Opis Technologii Oczyszczania Ścieków
Głównym zadaniem procesu oczyszczania ścieków jest usunięcie związków organicznych oraz biogenów (azotu i fosforu). W środowisku wodnym związki te powodują zwiększoną eutrofizację - gwałtowny rozwój organizmów, który w końcowym efekcie prowadzi do zaniku tlenu i niepożądanych zmian środowiska wodnego.
Oczyszczanie Wstępne - Mechaniczne
Oczyszczanie mechaniczne ma na celu przygotowanie ścieków do dalszych procesów technologicznych i obejmuje procesy mechaniczne oraz fizyczne, tj.: cedzenie, sedymentację i flotację. W ramach oczyszczania wstępnego ścieki surowe przepływają kolejno przez następujące obiekty i urządzenia:
- Przepompownia ścieków surowych: Główna przepompownia znajduje się poza terenem oczyszczalni ścieków. Pompownia ma za zadanie przepompowanie ścieków napływających z miasta systemem grawitacyjnej kanalizacji sanitarnej do zmodernizowanej komory krat. Na główną przepompownię ścieków surowych składa się cylindryczny, podziemny, otwarty zbiornik żelbetowy o średnicy 4,2m i głębokości 7m. Ścieki systemem trzech pomp zatapialnych pracujących pod nadzorem programu automatyki i sterowania, tłoczone są do budynku krat znajdującego się na terenie oczyszczalni ścieków.
- Komora krat i piaskowniki: W komorze tej następuje wstępne oddzielenie na kracie, większych zanieczyszczeń stałych. Komora krat jest pomieszczeniem zamkniętym wyposażonym w wentylację (nawiew - wywiew). Na dwóch równoległych kanałach o szerokości 0,9m odcinanych zastawkami, zainstalowane są dwie kraty. Napęd krat, razem z napędem ślimakowego transportera skratek sterowane automatycznie w funkcji czasu lub spiętrzenia ścieków, lub ręcznie lokalnie. Ścieki po przejściu przez kraty spływają do piaskowników. W piaskownikach następuje drugi proces oczyszczania mechanicznego polegającego na oddzielaniu zawiesiny drobnoziarnistej zawiesiny na zasadzie sedymentacji (osadzania). Frakcja ta charakteryzuje się cięższym niż woda ciężarem właściwym i głównie stanowią ja substancję mineralne (piasek). Każdy z piaskowników wykonany jest jako żelbetowy cylindryczny zbiornik ze stożkowym dnem o średnicy zewnętrznej Dn= 4m i wysokości czynnej H = 5m. Ścieki całym przekrojem piaskownika płyną ku górze, gdzie są zbierane do koryta przelewowego. W dolnej części osadnika zainstalowany jest ruszt do przedmuchiwania sprężonym powietrzem dna piaskownika. Zapobiega to zaleganiu w piaskowniku zawiesin organicznych.
- Osadnik wstępny: Osadnik wstępny jest osadnikiem dwukomorowym, prostokątnym w układzie klasycznym tj. z pomostem, zgarniaczami i lejami osadowymi. Pojemność czynna osadnika wynosi 1 360 m3. Czas przetrzymania ścieków wynosi ok 4 godz. Zadaniem osadnika wstępnego jest oczyszczenie ścieków z zawiesin organicznych łatwo opadających. Zawiesina sedymentująca zwana osadem wstępnym, okresowo zgarniana jest do leja skąd przepompowana zostaje do zagęszczacza grawitacyjnego. Natomiast ciecz nadosadowa przepływa grawitacyjnie do głównego bloku reakcyjnego, gdzie ścieki podlegają zasadniczemu procesowi oczyszczania jakim jest oczyszczanie biologiczne.
Oczyszczanie Biologiczne
Proces biologicznego oczyszczania ścieków zachodzi w reaktorze biologicznym - komorach osadu czynnego, w którym przebiegają zintegrowane procesy biologicznego rozkładu związków organicznych oraz usuwania azotu i fosforu.
Komora Osadu Czynnego
W komorze osadu czynnego zachodzi pełny proces oczyszczania biologicznego. Usuwane są zanieczyszczenia organiczne rozpuszczone w ściekach a także związki azotu i fosforu. Komora jest żelbetowym,kaskadowym zbiornikiem 6-cio komorowym o szerokości 18m i długości 84m. Poszczególne komory reaktora położone są jednorzędowo i oddzielone między sobą ściankami działowymi z otworami w przydennej, umożliwiających przepływ ścieków. W kolejności pierwsza, trzecia i piąta komora reaktora są komorami bez napowietrzania, wyposażone każda w dwa mieszadła. Pierwsza komora jest komorą defosfatacji i utrzymuje się niej warunki anoksyczne z bardzo ograniczoną ilością tlenu. Komora defosfatacji ma pojemność 680m3. Trzecia i piąta komora są komorami denitryfikacji, w których utrzymywane są warunki niedotlenienia. Każda z komór denitryfikacji ma pojemność 700m3. W kolejności druga, czwarta i szósta komora reaktora są komorami nitryfikacji, w których ścieki są natleniane metodą powierzchniowego napowietrzania przy pomocy aeratorów o średnicy 2,8m. W każdej z komór nitryfikacji zainstalowany jest jeden aerator o zdolności natleniania 85-115kg O2/h. Każda z komór nitryfikacji ma pojemność 1250m3. Łączna pojemność całego reaktora wynosi 5 830m3.
Przeczytaj także: Poznaj zasadę działania oczyszczalni drenażowej
W każdej z tych komór zasadniczy proces usuwania związków biogennych prowadzony jest przez specyficzne rodzaje mikroflory bakteryjnej stanowiącej tzw. osad czynny. W warunkach tlenowych różne rodzaje bakterii nitryfikacyjnych przetwarzają azot z postaci amonowej do azotynowej i dalej do azotanowej, po czym w warunkach beztlenowej inne szczepy bakterii doprowadzają te związki do postaci azotu gazowego uwalnianego do atmosfery. Związki fosforu nie podlegają przemianom bakteryjnym, są natomiast wbudowywane w masę własną bakterii.
Aby procesy te mogłyby być skuteczne bakterie muszą mieć odpowiednio długi czas przeprowadzanie procesów. W tym celu prowadzona jest recyrkulacja osadu, tzn. osad z końcowej komory zawracany jest na początek układu aby osiągnąć tzw. optymalny wiek osadu.
W komorach napowietrzania prowadzona jest kontrola zawartości tlenu wg zadanych algorytmów. Samodzielny układ automatyki i sterowania z wykorzystaniem zainstalowanej aparatury kontrolno- pomiarowej i sterowników PLC, kontroluje pracę urządzeń napowietrzających i urządzeń sterujących przepływami. Praca wszystkich urządzeń automatyki nadzorowana jest z poziomu centralnego komputera i wizualizowana w systemie typu SCADA w dyspozytorni. Po oczyszczeniu biologicznym mieszanina oczyszczonych ścieków i osadu, który powstaje w wyniku pracy bioreaktora, przepływa grawitacyjnie do osadnika wtórnego.
Osadnik Wtórny
W osadniku wtórnym następuje oddzielenie oczyszczonych ścieków od osadu czynnego, który sedymentuje i opada na dno. Czas przetrzymania wynosi ok. 8 godzin. Zgarniacz ssawkowy służy do usuwania osadu przydennego i frakcji pływającej. Osadzony na dnie zbiornika osad czynny, który od ej chwili nazywany jest osadem nadmiernym, zasysany jest ssawkami lewarowymi przemieszczającego się zgarniacza wzdłuż całej długości osadnika tam i z powrotem. Większość osadu nadmiernego przepompowana zostaje do zagęszczacza grawitacyjnego a część zawracana w ramach recyrkulacji zewnętrznej do ponownego oczyszczania biologiczna w celu utrzymania odpowiedniego wieku osadu.
Technologia Przeróbki Osadów Ściekowych
Osady ściekowe, pozostałe po procesie oczyszczania ścieków (tzw. osad wstępny i nadmierny), są poddawane procesom dalszej przeróbki. Ma ona na celu zmniejszenie ich ilości, zmianę składu, w tym redukcję zawartości substancji organicznych oraz stabilizację biologiczną. W pierwszym etapie trafiają one do zagęszczacza grawitacyjnego.
Przeczytaj także: Fermentacja w Oczyszczalni: Zasady, Obliczenia, Wymiarowanie
- Zagęszczacz osadu: W zagęszczaczu osad przed wprowadzeniem do otwartej komory fermentacyjnej poddawany jest zagęszczaniu. Zagęszczacz osadów jest zagęszczaczem grawitacyjnym, wyposażonym w zgarniacz części pływających i mieszadło prętowe obracające się dookoła pionowej osi. Jest to zbiornik cylindryczny o pojemności 153 m3 i średnicy 9 m. Zagęszczacz przystosowany jest do pracy ciągłej polegającej na jednoczesnym doprowadzaniu osadów rzadkich z osadnika wtórnego (osad nadmierny) i osadów zagęszczonych z osadnika wstępnego doprowadzanych małymi partiami. Zagęszczony osad kierowany jest do otwartej komory fermentacyjnej a powstające w tym procesie odcieki kierowane do ponownego oczyszczania biologicznego.
- Otwarta komora fermentacyjna: W otwartej komorze fermentacyjnej prowadzona jest fermentacja metanowa będąca beztlenowym procesem stabilizacji osadów. Komora jest naziemnym otwartym zbiornikiem żelbetowym o średnicy 30m i pojemności 5770m3. W komorze fermentacyjnej w warunkach psychro- i mezofilnych ( w zależności od temperatury) następuje redukcja części organicznej. Tym samym zachodzą procesy stabilizujące osad i powodującą częściowa redukcję jego masy. Dolna część komory jest stożkowa. Osad przefermentowany odpuszczany jest z dna komory przez studnię rozdzielczą do zbiornika operacyjnego przy stacji mechanicznego odwadniania i higienizacji osadów. Aby proces fermentacji zachodził w całej objętości, zawartość komory jest mieszana przy pomocy dwóch mieszadeł zatapialnych.
- Stacja odwadniania osadu: Stacja mechanicznego odwadniania ma za zadanie odwodnienie osadu w celu zmniejszenia jego objętości. Osad po sfermentowaniu w otwartej komorze fermentacyjnej zawiera ok 2,5 % suchej masy. W celu ich odwodnienia poddawany jest procesowi odwirowania w specjalistycznej wirówce. Aby proces odwodnienia był możliwy i maksymalnie efektywny osad poddawany jest tzw. Suszenie prowadzone w trzech halach, o wymiarach 116 x 12 m. budowa ich przypomina budowę typowych szklarni. Zadaniem przewracarek jest okresowe - kilka razy na dobę mechaniczne mieszanie i odwracanie osadu tak aby równomiernie doprowadzić do wzrostu temperatury w całej objętości osadu. Słoneczne suszenie prowadzone jest w okresie wiosennoletnim i wczesnojesiennym. Natomiast w okresie zimowym jest tylko magazynowany w halach.
Kontrola Jakości Oczyszczania Ścieków
Jakość ścieków monitorowana jest na poszczególnych etapach procesu technologicznego przez własne laboratorium. Codziennie wykonywane analizy laboratoryjne próbek, pobieranych z różnych punktów układu technologicznego, które dokumentują stan ścieków na każdym etapie ich oczyszczania i ostatecznie pokazują, jakie parametry mają po zakończeniu całego procesu. Wyniki analiz laboratoryjnych umożliwiają niezwłoczne reagowanie w przypadku jakichkolwiek nieprawidłowości i ewentualne wprowadzanie niezbędnych korekt.
Zamontowany system aparatury kontrolno-pomiarowej i układ sterowania reguluje stanem napowietrzania, recyrkulacją i przepływami hydraulicznymi. Wszystkie wyniki wskazań urządzeń pracujących w oczyszczalni są obserwowane przez pracowników nadzoru w trybie ciągłym. Ponadto raz w miesiącu jakość oczyszczanych ścieków kontrolowana jest przez laboratorium zewnętrzne, posiadające stosowne akredytacje.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
tags: #komora #zbiorcza #oczyszczalnia #ścieków #zasada #działania
