Oczyszczalnia ścieków w technologii przepływowej - schemat działania
- Szczegóły
Ścieki, zarówno te z gospodarstw domowych, jak i te pochodzące z procesów technologicznych wielu rodzajów przemysłu, powinny być poddawane oczyszczeniu w oczyszczalniach. Celem tego procesu jest uzyskanie klasy czystości wody zrzucanej do odbiorników, która nie może być gorsza od czystości wody w odbiorniku.
Procesy oczyszczania ścieków
Proces oczyszczania ścieków obejmuje szereg etapów, które można podzielić na:
- Oczyszczanie mechaniczne
- Oczyszczanie chemiczne
- Oczyszczanie biologiczne
Oczyszczanie mechaniczne
Oczyszczanie mechaniczne ma na celu usunięcie zawiesin organicznych i mineralnych oraz ciał pływających ze ścieków. Zanieczyszczenia ziarniste takie jak piasek, muły węglowe itp. są usuwane w piaskownikach. Stosuje się kraty, które zatrzymują większe zanieczyszczenia (np. o średnicy powyżej 5 mm). Kraty czyści się okresowo ręcznie lub mechanicznie. Tłuszczowniki mają postać basenu flotacyjnego. Produktem oczyszczania mechanicznego jest tzw. skratki.
Ścieki przepływają przez piaskownik z niewielką (9...12 m/min) prędkością. Separatory wirowe wykorzystują siłę odśrodkową do oddzielania zawiesin. Nadaje to im szybki ruch wirowy, co powoduje oddzielenie cięższych frakcji i ich opadanie do zbiornika zlokalizowanego u dołu urządzenia.
Ważnym elementem oczyszczania ścieków jest usuwanie tłuszczów i olejów. Służą do tego tłuszczowniki, które mają postać basenu flotacyjnego, gdzie tłuszcze wypływają na powierzchnię cieczy i są usuwane.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Oczyszczanie chemiczne
Ścieki zawierające chemiczne związki organiczne, metale ciężkie itp. wymagają zastosowania metod fizyko-chemicznych jak i chemicznych. Należą do nich neutralizacja, koagulacja, ekstrakcja, sorpcja, elektroliza i destylacja.
Koagulacja
Koagulacja jest procesem, w którym ze zolu wytrąca się osad w postaci zwartego koagulatu. Stosuje się do tego koagulanty, takie jak sole glinu i żelaza. Należą do nich np. kopolimery kwasu akrylowego i jego pochodnych. Koagulacja pozwala na usunięcie do 85% zanieczyszczeń i zawiesin do 90%. Powstaje tu jednak duża ilość osadów.
Neutralizacja
Neutralizacja polega na doprowadzeniu ścieków do odczynu obojętnego (pH ok. 7) przez dodanie substancji o odczynie przeciwnym. Do neutralizacji stosuje się np. kwaśne gazy spalinowe, powstające np. dwutlenek węgla, tlenki siarki i azotu. Ścieki zasadowe neutralizuje się przepuszczając je przez złoża sporządzone np. z marmuru.
Adsorpcja
Pochłanianie zanieczyszczeń na powierzchni sorbenta, jakim jest np. węgiel aktywowany, nazywamy adsorpcją. Jest to typowy proces pomiędzy fazą ciekłą i stałą doprowadzony do stanu równowagi. Matematycznym i graficznym wyrazem tego jest równanie i wykres tzw. izotermy adsorpcji Freundlicha: A = Kcn, gdzie: A - ilość pochłoniętej substancji na jednostkę adsorbenta, c - równowagowe stężenie adsorbowanej substancji w roztworze, K i n - są to współczynniki określone na drodze doświadczalnej.
Stężenie równowagowe należy pojmować jako takie, w którym szybkość adsorpcji jest równa szybkości desorpcji z powierzchni sorbenta. Ten prosty opis może służyć do charakteryzowania zjawisk tzw. adsorpcji monomolekularnej, tj. tworzenia się tylko jednej warstwy adsorbowanej substancji na powierzchni sorbenta.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Oczyszczanie biologiczne
Oczyszczanie biologiczne wykorzystuje zdolność mikroorganizmów do rozkładu substancji zawartych w ściekach. Jest to proces naśladowania samooczyszczania się zbiorników wodnych. Metody biologiczne dzieli się na naturalne i sztuczne.
Metody naturalne
Do metod naturalnych zalicza się metodę pól irygacyjnych i pól filtracyjnych. Polega to na rozprowadzeniu ścieków na powierzchni gleby pól irygacyjnych, gdzie zachodzi utlenienie i mineralizacja substancji zawartych w ściekach.
Metody sztuczne
Metody sztuczne wykorzystują złoża biologiczne lub osad czynny. Złoża biologiczne to konstrukcje wypełnione materiałem o silnie rozwiniętej powierzchni, na której osadzają się mikroorganizmy. Osad czynny to zawiesina mikroorganizmów w ściekach, która intensywnie rozkłada zanieczyszczenia organiczne.
Złoża biologiczne mogą być różnego typu. Materiałem wypełniającym złoża mogą być np. tufów wulkanicznych, kamienia, gruzu ceglanego itp. Obecnie coraz częściej znajdują zastosowanie kształtki wykonane ze spienionych tworzyw sztucznych. Ich niewielka masa nasypowa umożliwia konstruowanie lżejszych obudów, również z tworzyw sztucznych. Zraszanie realizowane jest systemem przelewów, zraszaczami rotacyjnymi, młynkami Segnera itp.
Usuwanie związków biogennych
Oczyszczanie ścieków ma na celu również usuwanie związków biogennych i tzw. odnowy wody. Usuwanie ich odbywa się metodami innymi niż biologiczne, np. na węglu aktywowanym. Stosuje się również metody biologiczne z wykorzystaniem szczepów bakteryjnych działających selektywnie na konkretny związek chemiczny.
Przeczytaj także: Jak ustawić napowietrzanie?
Oczyszczalnie ścieków typu "Bioset"
Oczyszczalnie typu "Bioset" wykorzystują procesy biologicznej defosfatacji, nitryfikacji i denirtyfikacji. Konstrukcja oparta jest o zbiorniki monolityczne z betonu wodoszczelnego (sztuczne, a elementy złączne z nie korodującej stali jakościowej). Dodatkowo stosuje się przeróbkę odwodnionego osadu na biohumus z wykorzystaniem dżdżownic.
Rys. 3. Schemat technologiczny oczyszczalni ścieków typu "Bioset"
Oznaczenia: 1. reaktor biologiczny, 2.krata gęsta, 3. piaskownik , 4. osadnik wtórny, 5. biostruktury, 6. zwężka pomiarowa, 7. sterowanie komputerowym z prowadzeniem wielu pomiarów i optymalizacją procesu.
Oczyszczalnie typu BIOSTYRR®
Oczyszczalnie typu BIOSTYRR® to systemy oczyszczania ścieków działający na zasadzie złoża biologicznego. Złoże stanowią granulowane wypełnienie z poliestyrenu. Charakteryzują się one strefą beztlenową na dole i strefą tlenową na górze złoża, co umożliwia usuwanie zanieczyszczeń organicznych i związków biogennych, np. azot.
Parametry charakteryzujące ścieki
Do podstawowych parametrów charakteryzujących ścieki należą:
- BZT (Biochemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) - określa ilość tlenu zużywanego przez mikroorganizmy do rozkładu substancji organicznych w ciągu określonego czasu.
- ChZT (Chemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) - określa ilość tlenu potrzebną do utlenienia wszystkich substancji organicznych i nieorganicznych w ściekach.
- Zawartość zawiesin - określa ilość zawiesin organicznych i mineralnych w ściekach.
- Odczyn pH - określa kwasowość lub zasadowość ścieków.
Oznaczanie BZT
Oznacza się na wlocie i wylocie z oczyszczalni. W systemach pomiarowych używano manometrów rtęciowych, jednak jej pary są substancjami trującymi. Obecnie stosuje się bezrtęciowy pomiar BZT, np. system OxiTop® i OxiTop® Control firmy WTW. Jest to manometryczny pomiar BZT, gdzie spadek ciśnienia jest mierzony za pomocą elektronicznych czujników. Wydzielony CO2 jest absorbowany przez NaOH. Czujnik nazywany jest OxiTop®. Dane są gromadzone w kontrolerach i przedstawione tam w postaci wykresu.
Oznaczanie ChZT
Do oznaczania ChZT stosuje się utleniacze - takich jak manganian(VII) potasu lub dichromian(VI) potasu. ChZT oznaczone metodą nadmanganianową określa się także jako utlenialność. Należy pamiętać, że utlenieniu ulega tylko ok. 70% zawartych w próbce związków organicznych.
Przykładowe składy ścieków
Skład ścieków może się różnić w zależności od źródła ich pochodzenia. Poniżej przedstawiono przykładowy skład ścieków z mycia rurociągów do transportu mleka.
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| BZT5 | [Wartość] |
| ChZT | [Wartość] |
| Zawiesina ogólna | [Wartość] |
| Azot ogólny | [Wartość] |
| Fosfor ogólny | [Wartość] |
tags: #oczyszczalnia #ścieków #w #technologii #przepływowej #schemat
