Rów cyrkulacyjny w oczyszczalni ścieków: Zasada działania i efektywność
- Szczegóły
Poniżej przedstawiona została nowa generacja urządzeń służących do napowietrzania i transportu ścieków w komorach biologicznych. Dla oczyszczalni ścieków używamy najczęściej ASD 200 i ASD 300. Oznacza to, że średnica d ma wymiar 200, bądź 300 mm. Wymiarem charakterystycznym dla każdego ASD jest średnica rury wznośnej “d”. To tym wymiarem określamy wielkość aeratora.
Można zauważyć, że dmuchawa pracuje pod ciśnieniem panującym w rurze pionowej ASD o średnicy d. W czasie pracy ASD, rura ta wypełniona jest mieszaniną powietrza i ścieków (gęstość < 1). W związku z tym ciśnienie panujące w ASD na głębokości dyszy powietrza jest mniejsze, niż poza aeratorem (gęstość = 1). Jest ono na tyle mniejsze od ciśnienia hydrostatycznego, że nawet po uwzględnieniu oporów przepływu powietrza w rurociągu, manometry na dmuchawach pokazują ciśnienie mniejsze, niż ciśnienie hydrostatyczne słupa wody.
Jest to, w stosunku do klasycznego napowietrzania drobnopęcherzykowego, około 2 m słupa wody różnicy, na ciśnieniu, jakie musi wytworzyć dmuchawa, na niekorzyść dyfuzorów drobnopęcherzykowych. Taka różnica ma bezpośrednie przełożenie na moc wykorzystywaną do osiągnięcia takiego samego efektu napowietrzania. Żeby przedstawić jak to wygląda w aspekcie energetycznym posłużymy się przykładem.
Dobór dmuchawy dla ASD: Dmuchawa DR 113T-5.5 Qp = 7,66 m3/min. P zainst. Dobór dmuchawy dla dyfuzorów drobnopęcherzykowych: Dmuchawa DR 113T-7.5 Qp = 7,30 m3/min. P zainst.
Co to oznacza? Otóż oznacza to, że przy zastosowaniu systemu napowietrzania ASD zużycie energii elektrycznej na samo napowietrzanie będzie około dwukrotnie niższe, niż przy tradycyjnym napowietrzaniu drobnopęcherzykowym. Ze względu na to, że rzeczywiste wykorzystanie tlenu w ASD jest (dużo) większe, niż przyjęte tutaj do obliczeń, w praktyce, stosunek ten jest również większy i nawet przekracza dwa.
Przeczytaj także: Aeratory ASD w rowach cyrkulacyjnych
Wiadomo również, że przemiany azotowe wymagają powtarzalności procesu (recyrkulacji). Recyrkulacja ta, dla różnych warunków, waha się od 300 do nawet 600 procent. W układach tradycyjnych (bez ASD) należy więc nawet sześciokrotnie przepompowywać całą dopływającą objętość ścieków na początek procesu. Oznacza to bardzo duży wydatek energetyczny.
Poniżej podajemy sposób wyliczenia i wydatki hydrauliczne ASD. W obliczeniach przyjmujemy, że minimalna prędkość przepływu w aeratorze ASD wynosi 2 m/s. Należy ponadto pamiętać (jak zresztą wspomniano wcześniej), że ASD nie tylko napowietrzają i mieszają ścieki w objętości komory, ale są również wydajnymi pompami (typu “mamut”).
Jeśli uzmysłowimy sobie, że w komorze napowietrzania pracuje od kilku, do kilkudziesięciu ASD i skorelujemy to z objętością tej komory, to dla dowolnego przypadku wyjdzie, że cała objętość komory jest przepompowywana przez ASD przeważnie w kilkanaście minut.
Obliczenie czasu pełnego wymieszania (tj. z tym, że błędem jest próba wyliczania składowej poziomej prędkości przepływu w komorze, wywołanej przez ASD przerzutowe (cyrkulacyjne), jako odpowiedzialnej za niedopuszczenie do sedymentacji osadu (jak w rowach cyrkulacyjnych). Byłoby to jednoznaczne ze sprawdzeniem, czy taką prędkość wywoła praca pomp recyrkulacyjnych w innych układach.
Technologia oczyszczania ścieków oparta jest na procesach mechaniczno-biologicznych. Teren Oczyszczalni Ścieków w Bielawie położony jest w północnej części Bielawy.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Elementy Oczyszczalni Ścieków w Bielawie
- Krata schodkowa f-my MEVA o prześwicie 6mm.
- Usuwanie części mineralnych m.in. Piaskownik wyposażony jest w samojezdny zgarniacz pompowy piasku z separatorem i przenośnikiem śrubowym pracującym automatycznie.
- Osadnik prostokątny o przepływie poziomym składający się z dwóch zbiorników zespolonych o pojemności czynnej Vcz = 3200 m3.
- Pompownia usytuowana przy osadnikach wstępnych wykonana jest w formie żelbetowego zbiornika prostokątnego objętości czynnej 18,0 m3.
- Komora denitryfikacji wykonana została w formie rowu cyrkulacyjnego o szerokości 5m i głębokości czynnej 4,5m. Cały rów zamyka się w zbiorniku żelbetowym prostokątnym o objętości czynnej Vcz = 4970 m3.
- Przepompownię wykonano w formie otwartego zbiornika żelbetowego, prostokątnego z pomostem. W przepompowni zainstalowano cztery pompy zatapialne, wirowe do ścieków f-my FLYGT.
- Osadnik wtórny stanowią trzy zbiorniki żelbetowe o przepływie poziomym i łącznej objętości czynnej Vcz = 4219 m3.
Komory Fermentacyjne
- Pompownia usytuowana przy osadnikach wstępnych wykonana jest w formie żelbetowego zbiornika prostokątnego objętości czynnej 18,0 m3.
- Fermentacja mezofilna (w temp. Czas fermentacji w WKF wynosi ok.
- Pompownia wraz z instalacjami, armaturą i urządzeniami pomiarowymi stanowi zewnętrzne wyposażenie komór fermentacji osadu i stacji odwadniania osadu.
- Komory fermentacyjna WKFz wyposażona jest w kompletny osprzęt biogazowy - tzw.
- Zbiornik, dwupowłokowy, nadciśnieniowy z elastycznych tworzyw sztucznych, o średnicy 9,07m i pojemności czynnej V=330m3.
- Węzeł rozdzielczo - pomiarowy ma postać wolnostojącego kontenera wykonanego z płyt stalowych z niepalną przekładką izolacyjną.
- Pochodnia służy do spalania nadmiaru biogazu w sytuacji nieczynnego odbioru procesowego, to jest braku działania kotła lub agregatu kogeneracyjnego. Pochodnia posiada przepustowość do 100 m3/h i wykonana ze stali kwasoodpornej.
- W budynku SGK źródłem ciepła zainstalowano dwa kotły o mocy 140 kW, firmy VIESSMANN oraz agregat kogeneracyjny firmy TEDOM o mocy cieplnej 135kW i elektrycznej 100kW.
- Energi cieplna wytworzona w kotłach gazowych oraz agregacie kogeneracyjnym pokrywa w 100% potrzeby grzewcze oczyszczalni ścieków tj. dla celów technologicznych (ogrzewania osadu w WKFz) oraz socjalnych (centralne ogrzewanie i podgrzewanie wody użytkowej).
System Automatyzacji
Komputerowy system automatyzacji oczyszczalni ścieków w Bielawie posiada strukturę dwupoziomową. Pierwszy poziom to system rozproszonych mikroprocesorowych sterowników typu SIMATIC firmy Siemens. W pierwszych stacjach oddziałowych realizowane są funkcje związane bezpośrednio z obiektem oraz są przekazane żądane informacje (dane pomiarowe, alarmowe i o stanie napędów) do poziomu drugiego, którym jest system dyspozytorskim. Kontakt operatora z Systemem Dyspozytorskim odbywa się w Sterowni - dyspozytorni poprzez PLANSZE prezentowane na monitorze.
Komory Napowietrzania Osadu Czynnego
Komory napowietrzania osadu czynnego spełniają wiele istotnych funkcji.
- Powietrze sprężone doprowadza się przez porowate płyty (tzw. filtrosy lub dyfuzory), umieszczone w bruzdach równomiernie na całej powierzchni dna bądź wbudowane po jednej stronie dna długiej i wąskiej komory (komora Hurda lub manchesterska), lub też powietrze doprowadza się filtrosami w kształcie rur umieszczonymi powyżej dna.
- Wykonane pierwotnie przez Hawortha w Scheffield jako labirynt wydłużonych, wężowato ukształtowanych koryt. Mieszaninę ścieków i osadów napędzały (i napowietrzały) koła z łopatkami. Do dalszych rozwiązań należą "rów utleniający” oraz koryta "Carrousel”. W rowie utleniającym do napowietrzania oraz utrzymania masy ścieków w ruchu służą walce z osadzonymi prętami, które umieszczone są poziomo nad zwierciadłem ścieków albo też wirniki mamutowe. Napowietrzanie i ruch okrężny w rowach Carrousel powodują jeden lub kilka pionowych wirników napowietrzających . W innych przypadkach ruch okrężny wywołują podwodne śmigła.
- W komorach z wirnikami Bolton lub Simplex zastosowano centralną rurę z wirnikiem, który podnosi mieszaninę osadu czynnego ze ściekami z dna komory i rozbryzguje ją na powierzchnię. Czas mieszania w komorze przy dobrej sprawności rozbryzgowej wirnika można ograniczyć do 2h.
- Ścieki miesza się i napowietrza za pomocą szczotek walcowych umieszczonych przy powierzchni ścieków wzdłuż podłużnej ściany komory. Usprawnieniem procesu są osłony Pasveera. Dalszym usprawnieniem wirników szczotkowych są wirniki z płaskowników i wirniki mamutowe. Przy tym ostatnim można uzyskać 7kg O2 /m wirnika (przy jego średnicy lm/godzinę).
- Wydłużona komora zaopatrzona jest w mieszadło osadzone na podłużnej osi. Powietrze wtłacza się wzdłuż jednej ściany komory. Ten rodzaj konstrukcji może być brany pod uwagę, jeżeli doprowadzana ilość powietrza sprężonego nie wystarcza do mieszania i cyrkulowania zawartości komory.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
tags: #rów #cyrkulacyjny #oczyszczalnia #ścieków #zasada #działania
