Ikona domuStart / Blog / Procesy Technologiczne w Oczyszczalniach Ścieków

Procesy Technologiczne w Oczyszczalniach Ścieków

Szczegóły

Technologia oczyszczania ścieków powinna być ściśle dostosowana do ich charakteru, ilości i obciążenia zanieczyszczeniami. Innego podejścia wymagają ścieki komunalne, nieco innego przemysłowe czy rolnicze. W związku z tym występują różne rodzaje oczyszczalni ścieków i urządzeń w nich stosowanych. Oprócz ich budowy i funkcji, ważne jest wykonanie materiałowe, trwałość i odporność na trudne warunki pracy.

Ścieki można podzielić na:

  • Bytowo-gospodarcze, tzw. komunalne - pochodzące z gospodarstw domowych, zakładów pracy, budynków użyteczności publicznej.
  • Przemysłowe - skutek procesów technologicznych w zakładach produkcyjnych, m.in. spożywczych, chemicznych, metalurgicznych, garbarskich, włókienniczych czy papierniczych.
  • Deszczowe - wody opadowe, zawierające zawiesiny - np. piasek, a także związki chemiczne obecne w atmosferze i na powierzchni dachów, gleby oraz innych nawierzchni.

Etapy Oczyszczania Ścieków

Współczesne oczyszczalnie ścieków, w tym przydomowe oczyszczalnie ścieków, wykorzystują zaawansowane metody biologiczne, chemiczne i fizyczne, aby skutecznie rozkładać substancje organiczne, usunąć związki chemiczne oraz zminimalizować zagrożenia dla środowiska.

Oczyszczanie Mechaniczne

Mechaniczne - są zwykle pierwszym etapem wielu rodzajów oczyszczalni ścieków. Oddzielają ze ścieków zawiesiny i grubsze frakcje zanieczyszczeń. Procesy w nich wykorzystywane to: cedzenie, rozdrabnianie, filtracja, sedymentacja i flotacja.

W fazie wstępnej, podczas oczyszczania mechanicznego ścieki trafiają na kraty, a następnie do piaskownika i osadnika wstępnego w celu odseparowania części zgrubnych i zawiesin. Niektóre rodzaje zanieczyszczeń mogą gromadzić się na powierzchni ścieków w postaci kożucha, do którego usuwania służą m.in.

Przeczytaj także: Co się dzieje ze ściekami w oczyszczalni?

Pierwszym etapem w oczyszczalni ścieków jest oczyszczanie mechaniczne, polegające na fizycznym oddzieleniu większych zanieczyszczeń. Do tego procesu stosuje się różnego rodzaju sita, kraty oraz osadniki, które zatrzymują duże cząstki, takie jak piasek, tłuszcze, plastik czy odpady stałe. Usunięcie większych zanieczyszczeń znacznie zmniejsza obciążenie dla kolejnych etapów. W przydomowych oczyszczalniach ścieków ten proces często jest realizowany za pomocą osadników wstępnych, w których cząstki stałe opadają na dno, tworząc osad. Mechaniczne oczyszczanie jest więc podstawowym krokiem, który przygotowuje ścieki do dalszych etapów, zapewniając ich skuteczną obróbkę.

Oczyszczanie mechaniczne ścieków następuje w osadniku gnilnym. ETAP I - usuwane są ze ścieków substancje nierozpuszczone w wodzie, które zatrzymują się w osadniku gnilnym, gdzie również przebiega dalszy proces ich fermentacji. ETAP II - usuwane są ze ścieków pozostałe, rozpuszczone w wodzie, substancje organiczne.

W osadniku gnilnym ścieki zostają wstępnie oczyszczone, czyli cząstki unoszące się w ściekach opadają na dno i tworzą osad, a ten z kolei ulega powolnemu procesowi fermentacji. Wynikiem tego procesu, osad, rozkładany jest na substancje rozpuszczalne w wodzie oraz nierozpuszczalne substancje mineralne, które odkładają się na dnie osadnika. Na przeciwnym biegunie zbiornika, na powierzchni („lustrze”) ścieków utrzymują się substancje lżejsze od wody, które tworzą tzw. kożuch złożony głównie z tłuszczów i olejów, a widoczna piana to efekt ich fermentacji. Ścieki odprowadzone z prawidłowo dobranego i właściwie eksploatowanego osadnika gnilnego są klarowne, a ich jakość pozwala na dalsze oczyszczenie w gruncie.

Oczyszczanie Biologiczne

Biologiczne - tzw. oczyszczanie drugiego stopnia, które przebiega w warunkach tlenowych, niedotlenionych i beztlenowych. Biologiczna oczyszczalnia ścieków działa zwykle w oparciu o osad czynny (mikroorganizmy zawieszone w formie kłaczków w całej objętości ścieków, rozkładające związki organiczne) lub/i złoża biologiczne, w których mikroorganizmy rozwijają się na warstwie kruszywa, żużla, koksu, kształtek ze spienionych tworzyw sztucznych itp.

W następnej kolejności wykorzystywane są biologiczne metody oczyszczania ścieków, najczęściej w reaktorach osadu czynnego. Najpierw w komorze beztlenowej zachodzi proces defosfatacji. W następnej komorze przy pełnym wymieszaniu ścieków i napowietrzaniu ich zachodzi proces nitryfikacji. Kolejnym etapem w warunkach niedotlenionych jest denitryfikacja. W każdym z tych etapów istotną rolę odgrywa równomierne mieszanie ścieków, w którym świetnie sprawdzą się mieszadła HYDRA i TURBO firmy BIOX. Specjalny kształt śmigieł umożliwia samooczyszczanie i wydłuża bezawaryjną eksploatację urządzeń. W głębszych zbiornikach mieszadła można zamontować pod kątem, co usprawni mieszanie warstw przydennych oraz zapobiegnie powstawaniu zastoin i zagniwaniu ścieków.

Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie

Po oczyszczeniu mechanicznym, ścieki trafiają do sekcji biologicznej, gdzie mikroorganizmy rozkładają substancje organiczne. W procesie tym następuje usunięcie związków węgla, azotu oraz fosforu. Mikroorganizmy wykorzystują zanieczyszczenia organiczne jako źródło pożywienia, prowadząc do ich biodegradacji. W tradycyjnych oczyszczalniach proces ten odbywa się w bioreaktorach, natomiast w przydomowych oczyszczalniach ścieków wykorzystywane są często napowietrzane, specjalne komory biologiczne, w których następuje intensyfikacja rozkładu substancji organicznych. W niektórych systemach stosuje się również mikroorganizmy beztlenowe, które są w stanie rozkładać bardziej złożone zanieczyszczenia, takie jak tłuszcze czy azotany, w warunkach beztlenowych.

Oczyszczalnie mechaniczno-biologiczne dzielą się na: oczyszczalnie ze złożem biologicznym (biomasa utwierdzona) i oczyszczalnie z osadem czynnym (biomasa zawieszona). Technologia oczyszczania ścieków bazująca na złożu biologicznym (biomasa utwierdzona) opiera się na biochemicznym rozkładzie zanieczyszczeń organicznych zawartych w ściekach. Zasadniczym elementem procesu oczyszczania jest materiał, na którym tworzy się błona biologiczna, składająca się z mikroorganizmów roślinnych i zwierzęcych.

Osad czynny (biomasa zawieszona) to zespół mikroorganizmów (biocenoza) złożony z bakterii, grzybów mikroskopowych i pierwotniaków. Mikroflora osadu (bakterie i grzyby) rozkłada związki organiczne występujące w ściekach na substancje proste, m.in.: dwutlenek węgla, wodę i amoniak, który zostaje utleniony do azotanów; mikrofauna zaś, odżywiając się bakteriami i grzybami, reguluje ich ilość w biocenozie.

Oczyszczanie Chemiczne

Chemiczne - wykorzystujące konkretne związki i reakcje chemiczne oraz procesy fizyko-chemiczne. Dla przykładu w procesie koagulacji zanieczyszczenia łączą się w większe aglomeraty, a następnie są wytrącane w postaci osadu.

W większych oczyszczalniach, oczyszczanie chemiczne polega na dodawaniu substancji chemicznych, koagulantów czy flokulantów, w celu usunięcia rozpuszczonych związków chemicznych oraz zawiesin. Proces ten pomaga w wytrącaniu trudno rozkładalnych zanieczyszczeń, które nie zostały usunięte w procesie biologicznym. W przypadku oczyszczania ścieków zawierających metale ciężkie lub związki fosforu, chemiczne oczyszczanie jest niezbędnym etapem. W przydomowych oczyszczalniach ścieków rzadziej stosuje się zaawansowane oczyszczanie chemiczne, jednak niektóre modele mogą mieć elementy tego procesu w postaci specjalnych filtrów chemicznych, które neutralizują szkodliwe substancje, zanim ścieki trafią do końcowego etapu oczyszczania.

Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania

Klarowanie i Końcowe Oczyszczanie

Ostatnim etapem jest klarowanie, czyli proces, w którym oczyszczone ścieki są oddzielane od resztek osadów i przygotowywane do zrzutu do środowiska lub dalszego wykorzystania. W większych oczyszczalniach stosuje się osadniki wtórne, w których zanieczyszczenia sedymentują, a oczyszczona woda zostaje oddzielona. W przydomowych oczyszczalniach ten etap może być realizowany za pomocą filtrów piaskowych, żwirowych lub specjalnych membran filtracyjnych. Oczyszczona woda może być następnie odprowadzona do gruntu, cieków wodnych lub systemów drenażowych. Proces końcowego oczyszczania powinien zapewniać odpowiednią jakość wody, zgodną z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska, szczególnie jeśli woda ta ma być ponownie wykorzystana w celach rekreacyjnych lub przemysłowych.

Monitoring i Zarządzanie Osadami

Nieodłącznym elementem pracy oczyszczalni jest zarządzanie osadami, które powstają w procesie oczyszczania. Osady te muszą być odpowiednio przerabiane i utylizowane, aby nie stanowiły zagrożenia dla środowiska. W oczyszczalniach stosuje się różne metody obróbki osadów, takie jak kompostowanie, spalanie czy suszenie, w zależności od ich składu i ilości.

Przykłady Technologii w Oczyszczalniach w Polsce

Oczyszczalnia Ścieków COŚ w Gliwicach

Technologia oczyszczania ścieków oparta jest na procesach mechanicznych i biologicznych, z możliwością chemicznego wspomagania. Wytworzone w Gliwicach ścieki wpływają do oczyszczalni trzema głównymi kolektorami: z kanalizacji ogólnospławnej, z centrum miasta oraz osiedla Waryńskiego i najbliższej okolicy.

Etapy Oczyszczania w Gliwicach

  1. Separacja części stałych: Ścieki pozbawiane są skratek (zanieczyszczenia o frakcji powyżej 6mm) i piasku w piaskownikach wirowych.
  2. Reaktory biologiczne: Rozkład materii organicznej i usuwanie związków azotu i fosforu przez bakterie tworzące biomasę (osad czynny).
  3. Osadniki wtórne: Oddzielenie osadu czynnego od oczyszczonych ścieków, które trafiają do rzeki Kłodnicy.
  4. Gospodarka osadowa: Osad nadmierny poddawany jest fermentacji metanowej, odwodnieniu i higienizacji, a następnie wykorzystywany przyrodniczo lub przeznaczony do odzysku.
  5. Biogaz: Powstaje w komorach fermentacyjnych i jest wykorzystywany jako paliwo do kotłów produkujących energię cieplną oraz w kogeneratorach do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła.

Oczyszczalnia Ścieków w Otwocku

Ścieki z nieskanalizowanej części aglomeracji otwockiej dowożone są wozami asenizacyjnymi do punktu zlewnego wyposażonego w 4 stanowiska zrzutowe i urządzenia podczyszczające ścieki (sitopiaskowniki firmy Huber) i urządzenia zabezpieczające ich pracę: łapacze kamieni i maceratory.

Stacja jest urządzeniem w pełni automatycznym, nie wymagającym ciągłego nadzoru. Na każdym ciągu obsługującym 2 stanowiska zamontowane jest sito i piaskownik napowietrzany. Ścieki z sitopiaskownika trafiają rurociągiem DN 600 do zbiornika uśredniającego ścieków dowożonych.

W celu zabezpieczenia wyposażenia elektrycznego stacji zlewnej przed korozyjnym oddziaływaniem powietrza znajdującego się w pomieszczeniu, podbieraki wykorzystywane do poboru prób ścieków dowożonych zostały umieszczone w wydzielonym, wentylowanym pomieszczeniu poboru prób. Szafy układu zasilania w energię elektryczną oraz szafy zawierające urządzenia sterownicze zostały zlokalizowane w rozdzielni elektrycznej odizolowanej od pomieszczenia, w którym znajdują się urządzenia podczyszczające ścieki.

Proces Oczyszczania w Otwocku

  1. Punkt zlewny: Ścieki dowożone są podczyszczane w sitopiaskownikach.
  2. Zbiornik uśredniający: Następuje uśrednienie składu ścieków poprzez ich wymieszanie i odgazowanie.
  3. Pompownia główna: Oczyszczanie mechaniczne na kratach hakowych i przepompowywanie do piaskownika.
  4. Piaskownik: Oddzielenie piasku od cząstek organicznych.
  5. Osadniki wstępne: Oddzielenie zawiesin łatwo opadających.
  6. Zbiornik retencyjny: Zabezpieczenie reaktora biologicznego przed nadmiernym przepływem ścieków.
  7. Reaktor biologiczny: Biologiczna redukcja związków węgla, azotu i fosforu.
  8. Osadniki wtórne: Sedymentacja osadu czynnego i odprowadzenie sklarowanych ścieków do rzeki Jagodzianki.
  9. Gospodarka osadowa: Osad nadmierny poddawany jest zagęszczaniu, fermentacji metanowej i odwodnieniu.
  10. Biogaz: Magazynowany i przetwarzany na energię elektryczną i cieplną.

Oczyszczalnia Ścieków w Tychach

Układ technologiczny zastosowany w Tychach umożliwia osiągnięcie odpowiedniego stężenia zanieczyszczeń w ściekach odprowadzanych do rzeki Gostyni. Maksymalna projektowana przepustowość oczyszczalni wynosi 42 000 m3/d.

Etapy Oczyszczania w Tychach

  1. Część mechaniczna:
    • Kraty hakowo-taśmowe: Oddzielenie zanieczyszczeń stałych (skratki), które są płukane, odwadniane i pakowane.
    • Piaskowniki poziome: Wydzielenie piasku, który jest wykorzystywany na potrzeby spółki.
    • Osadnik wstępny radialny: Usuwanie zawiesin.
    • Zbiornik retencyjny: Przechowywanie nadmiaru ścieków w czasie deszczu lub awarii.
    • Stacja osłonowa: Ochrona przed dopływem stężonych lub toksycznych ścieków.
  2. Część biologiczna:
    • Reaktory C-TECH: Sekwencyjne reaktory biologiczne (SBR) do usuwania związków biogennych (azotu i fosforu).
    • Komory Osadu Czynnego (KOCZ): Komory zróżnicowanych warunkach tlenowych (beztlenowa, anoksyczna, przemiennego działania, tlenowa) do biologicznej defosfatacji, denitryfikacji i nitryfikacji.
    • Osadnik wtórny radialny: Oddzielenie ścieków od osadu czynnego.
  3. Część osadowa:
    • Zagęszczacze grawitacyjne (fermentery): Zagęszczanie osadu surowego.
    • Wydzielone Komory Fermentacji (WKF): Stabilizacja beztlenowa osadów.
    • Odwadnianie osadów: Prasy membranowe, wirówka dekantacyjna i prasa taśmowa.
    • Stacja higienizacji osadów: Mieszanie osadu odwodnionego z wapnem.
    • Biofiltry: Zmniejszenie negatywnego oddziaływania oczyszczalni na środowisko.

Oczyszczalnia Ścieków w Białej Piskiej

Oczyszczalnia ścieków w Białej Piskiej przeszła modernizację w latach 2010-2012 w celu zwiększenia efektywności i wydajności oczyszczania ścieków oraz dostosowania do istniejących wymogów prawnych.

Proces Oczyszczania w Białej Piskiej

  1. Tłocznia główna: Ścieki dopływają do tłoczni głównej, gdzie trafiają również ścieki dowożone.
  2. Sita: Separacja części stałych (skratki).
  3. Piaskowniki wirowe: Separacja zanieczyszczeń mineralnych (piasku).
  4. Część biologiczna: Oczyszczanie biologiczne w dwóch niezależnych ciągach (komora defosfatacji SDF, denitryfikacji SDN, nitryfikacji SN oraz osadnik wtórny OW).
  5. Komora defosfatacji: Bakterie kumulujące fosfor pobierają odpowiednie substraty.
  6. Komora denitryfikacji: Redukcja azotanów do azotu gazowego.
  7. Komora nitryfikacji: Pełne biologiczne oczyszczenie ścieków.
  8. Osadniki wtórne: Rozdział osadu czynnego od ścieków oczyszczonych.
  9. Komora SSO: Stabilizacja osadów nadmiernych powietrzem.
  10. Stacja odwadniania osadów: Prasa taśmowa do odwadniania osadów.

Podsumowanie

Technologia oczyszczania ścieków jest procesem złożonym, który wymaga indywidualnego podejścia w zależności od charakterystyki ścieków i lokalnych warunków. Wybór odpowiedniej technologii ma kluczowe znaczenie dla efektywności oczyszczania, kosztów eksploatacyjnych i wpływu na środowisko.

Rodzaj Oczyszczania Procesy Cel
Mechaniczne Cedzenie, filtracja, sedymentacja Usunięcie zawiesin i grubszych frakcji zanieczyszczeń
Biologiczne Osad czynny, złoża biologiczne Rozkład związków organicznych przez mikroorganizmy
Chemiczne Koagulacja, flokulacja Usunięcie rozpuszczonych związków chemicznych

tags: #oczyszczalnia #procesy #technologiczne

Popularne posty: