Oczyszczalnia ścieków przemysłowych – procesy technologiczne
- Szczegóły
Rygorystyczne i ciągle zmieniające się przepisy dotyczące oczyszczania ścieków wymagają skutecznego usuwania z nich potencjalnie szkodliwych zanieczyszczeń, zanim zostaną one odprowadzone do środowiska. Oczyszczanie ścieków przemysłowych to kluczowy element ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju. Przemysł generuje znaczną ilość ścieków zawierających różnorodne zanieczyszczenia chemiczne, fizyczne i biologiczne, które mogą stanowić zagrożenie dla wód powierzchniowych, gruntowych oraz ekosystemów.
Proces oczyszczania ścieków przemysłowych
W przypadku bardziej złożonych lub zanieczyszczonych ścieków proces oczyszczania jest zwykle przeprowadzany w kilku fazach, mających na celu usunięcie różnych zanieczyszczeń:
- Faza wstępna - usuwanie zanieczyszczeń stałych za pomocą sedymentacji lub flotacji.
Aby faza ta została przeprowadzona skutecznie należy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym sposób generowania ścieków, czas, energię i koszty, a także wymagania dotyczące parametrów ścieków i wydajności. Optymalnym rozwiązaniem, które obejmuje każdy z tych czynników, może być wykorzystanie procesu fermentacji tlenowej i beztlenowej lub ich kombinacji.
Oczyszczanie ścieków metodami fizykochemicznymi i biologicznymi
Współczesne oczyszczanie ścieków przemysłowych, często realizowane jest w konwencji dwustopniowej - chemiczno-biologicznej. Na pierwszym, fizykochemicznym stopniu przekształca i zmniejsza się oraz wyrównuje ładunek organiczny jak również eliminuje toksyczne składniki nieorganiczne. Istotną rolą tego stopnia jest detoksykacja oraz regulacja relacji BZT5/ChZT, której poziom decyduje o biodegradowalności na drugim i uzyskaniu efektu ekologicznego na wylocie instalacji.
Procesy oczyszczania ścieków zarówno metodami fizykochemicznymi jak i biologicznymi oraz metodami mieszanymi są nierozerwalnie związane z powstawaniem wtórnych odpadów w postaci osadów i/lub szlamów. Takie strumienie należy poddać procesom wstępnej obróbki na instalacji oczyszczającej, a następnie różnym formom unieszkodliwiania, zagospodarowania lub składowania. Obróbka wstępna najczęściej sprowadza się do koncentracji suchej masy. Odwadnianie osadów i/lub szlamów z procesów oczyszczania ścieków przemysłowych jest zagadnieniem złożonym i wymaga czasu na dobór odpowiedniej techniki jak również optymalizację przed etapem wdrożenia w docelowej skali obejmującej wielkość generowanych szlamów o specyficznym poziomie uwodnienia i specyficznych właściwościach fizykochemicznych oraz reologicznych.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Czym jest oczyszczanie tlenowe?
Aerobowe (tlenowe) oczyszczanie ścieków jest procesem biologicznym, który wykorzystuje tlen do rozkładu zanieczyszczeń. Tlen jest stale mieszany ze ściekami za pomocą mechanicznego urządzenia napowietrzającego, takiego jak dmuchawa powietrza lub sprężarka. Jeśli konieczne jest ponowne wykorzystanie wody, możemy również wykorzystać MBR (Membrane Bio Reactor), będący również procesem tlenowym.
Kluczowe cechy i zalety oczyszczania tlenowego
Tlenowe oczyszczanie ścieków jest stabilnym, prostym procesem, który skutecznie usuwa szkodliwe zanieczyszczenia w celu uzyskania wysokiej jakości ścieków. Natlenianie w tym procesie może być jednak energochłonne, co z kolei może wpływać na koszty eksploatacji i konserwacji, dlatego dobór odpowiedniej konstrukcji oczyszczalni jest kluczowym czynnikiem wpływającym na optymalizację kosztów operacyjnych. W systemach tlenowych mogą również powstawać odpady stałe, których mikroorganizmy nie są w stanie strawić, a ponadto mogą one zawierać nadmiar biomasy pochodzącej z procesu biologicznego. Zazwyczaj proces tlenowy wymaga wdrożenia etapu usuwania ciał stałych, na przykład systemu IDRAFLOT® lub Filtrów dyskowych Hydrotech. Jest to całkowicie normalne w przypadku pracy instalacji tlenowej.
Czym jest fermentacja beztlenowa?
Fermentacja beztlenowa oczyszcza ścieki o średniej i wysokiej wytrzymałości, wykorzystując bakterie do przekształcania odpadów organicznych w energię. Jest to naturalnie występujący w odpowiednich warunkach proces biologiczny, jednak aby można go było stosować na dużą skalę, optymalizuje się go w zamkniętych zbiornikach fermentacyjnych bez dopływu tlenu. Mikroorganizmy trawią odpady organiczne i przekształcają je w biogaz.
Kluczowe cechy i zalety fermentacji beztlenowej
Fermentacja beztlenowa może być stosowana do przetwarzania szerokiej gamy odpadów organicznych i ścieków - od zastosowań rolniczych po przemysłowe. Jest to elastyczny proces, który może być mniej energochłonny niż fermentacja tlenowa, a urządzenia mają zazwyczaj mniejszą powierzchnię, więc jest korzystny dla zakładów przemysłowych o ograniczonej przestrzeni lub dostępie. Fermentacja beztlenowa wytwarza mniej osadu w porównaniu do konwencjonalnych instalacji tlenowych, ale z dodatkową korzyścią w postaci produkcji biogazu, który może być wykorzystywany jako źródło energii odnawialnej (gaz ziemny/metan) - tym samym wspierając cele ESG, lub jako źródło energii na miejscu - chroniąc właściciela zakładu przed wpływem rynku energii.
W niektórych przypadkach po fermentacji beztlenowej musi nastąpić fermentacja tlenowa, która zapewni, że woda będzie odpowiedniej jakości pod względem bezpieczeństwa, aby odprowadzić ją z powrotem do cieków wodnych. Veolia Water Technologies z powodzeniem wspiera klientów w określaniu dokładnych wymagań, dzięki współpracy z naszymi wewnętrznymi specjalistami ds.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Najlepsza kombinacja oczyszczania
Zarówno fermentacja tlenowa, jak i beztlenowa mogą przyczynić się do przejścia na gospodarkę o obiegu zamkniętym, w której odpady stają się cennym zasobem do alternatywnego celu - przekształcania odpadów w energię (Waste to Energy). Obie metody przynoszą wymierne korzyści, dlatego w oczyszczaniu ścieków można zastosować połączenie procesów tlenowych i beztlenowych, aby zapewnić całkowite usunięcie zanieczyszczeń i składników odżywczych.
Metody oczyszczania ścieków przemysłowych
Wybór technologii oczyszczania zależy od rodzaju i stężenia zanieczyszczeń. Stosuje się różne metody, które można podzielić na mechaniczne, fizykochemiczne i biologiczne.
Metody mechaniczne
Mechaniczne oczyszczanie to pierwszy etap w większości systemów oczyszczania. Obejmuje:
- Sedymentację - usuwanie cząstek stałych poprzez osadzanie się na dnie zbiornika.
- Filtrację - separację zawiesin i większych cząstek.
- Separację olejów i tłuszczów - zastosowanie separatorów umożliwiających oddzielenie substancji lekkich od wody.
Metody fizykochemiczne
Są stosowane do usuwania trudniejszych zanieczyszczeń, takich jak metale ciężkie i związki organiczne. Obejmują:
- Koagulację i flokulację - dodanie odpowiednich substancji chemicznych, które redukują ilość osadu i ułatwiają jego separację.
- Strącanie chemiczne - usuwanie metali ciężkich i innych związków poprzez reakcje chemiczne.
- Adsorpcję - wykorzystanie węgla aktywnego do eliminacji substancji organicznych i toksycznych.
- Flotację - zastosowanie mikropęcherzyków powietrza w celu separacji zanieczyszczeń.
Metody biologiczne
Biologiczne oczyszczanie wykorzystuje mikroorganizmy do rozkładu zanieczyszczeń organicznych. Najczęściej stosowane metody to:
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
- Oczyszczanie tlenowe - bakterie tlenowe rozkładają substancje organiczne.
- Oczyszczanie beztlenowe - stosowane m.in. w przemyśle spożywczym i chemicznym, pozwala na produkcję biogazu jako produktu ubocznego.
Przykłady zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych
Ścieki przemysłowe różnią się znacząco w zależności od rodzaju produkcji i stosowanych procesów technologicznych. Przykłady zanieczyszczeń:
- Substancje nieorganiczne: metale ciężkie (np. miedź, ołów, cynk), kwasy, zasady, sole.
- Substancje organiczne: oleje, tłuszcze, rozpuszczalniki, detergenty, pestycydy.
- Substancje biologiczne: bakterie, wirusy, grzyby, pasożyty.
- Substancje zawieszone: piasek, muł, włókna, tworzywa sztuczne.
Procesy wspomagające oczyszczanie
W procesie oczyszczania ścieków przemysłowych stosuje się również procesy wspomagające, takie jak:
- Koagulacja: dodawanie koagulantów (np. siarczan glinu, chlorek żelaza) w celu zlepiania drobnych cząstek w większe skupiska.
- Flokulacja: dodawanie flokulantów, np. polielektrolitów, które łączą zlepione cząstki w większe płatki (floki).
- Stabilizacja: obróbka osadów w celu zmniejszenia ich aktywności biologicznej (np. wapnowanie, kompostowanie).
Odzysk surowców i recykling wody
Oczyszczanie ścieków przemysłowych może być połączone z:
- Odzyskiem surowców: ekstrakcja cennych pierwiastków, biogazu, energii cieplnej.
- Recyklingiem wody: ponowne wykorzystanie oczyszczonej wody w procesach przemysłowych.
Regulacje prawne
Oczyszczanie ścieków przemysłowych podlega surowym normom prawnym. Firmy muszą spełniać określone wymagania dotyczące jakości odprowadzanych ścieków, co wymusza inwestycje w nowoczesne technologie oczyszczania.
Korzyści z oczyszczania ścieków przemysłowych
Efektywne oczyszczanie ścieków przynosi zarówno korzyści środowiskowe, jak i ekonomiczne:
- Redukcja kosztów gospodarki wodno-ściekowej.
- Ograniczenie zużycia chemikaliów i energii.
- Możliwość ponownego wykorzystania wody w procesach produkcyjnych.
tags: #oczyszczalnia #ścieków #przemysłowych #procesy #technologiczne
