Wirówka w Oczyszczalni Ścieków: Zasada Działania, Opinie i Optymalizacja

Szczegóły: Opublikowano: 19. March 2026

Z uwagi na konieczność przeróbki i zagospodarowania osadów ściekowych, coraz częściej poszukuje się nowocześniejszych, bardziej ekonomicznych i efektywnych rozwiązań. Należy zatem coraz większą wagę przywiązywać do właściwego wyboru technologii oraz urządzeń do mechanicznego odwadniania osadów, zwłaszcza że wiele oczyszczalni ścieków modernizowanych kilkanaście lat temu przygotowuje się lub właśnie prowadzi inwestycje polegające na rozbudowie lub wymianie części zużytego parku maszynowego.

1. Technologia Oczyszczania Ścieków

Do opracowania książki wykorzystano najnowsze wytyczne i zasady projektowania podane w literaturze krajowej i zagranicznej wraz z ich interpretacją, co może się okazać bardzo pomocne przy projektowaniu nowoczesnych rozwiązań oczyszczalni ścieków. Zasady projektowania wzbogacone licznymi przykładami obliczeń obejmować będą urządzenia, które dziś i w przyszłości mogą występować w miejskich oczyszczalniach ścieków. Takie podejście do zagadnienia uporządkuje "rynek" związany z projektowaniem i eksploatacją oczyszczalni ścieków.

1.1. Zakres Projektowania Oczyszczalni Ścieków

Projektowanie oczyszczalni ścieków wymaga uwzględnienia wielu procesów i operacji jednostkowych. Poniżej przedstawiono kluczowe aspekty:

Terminologia (na podstawie normy PN-EN 1085)
- Definicje ogólne
- Rodzaje ścieków i zbieranie ścieków
- Ilość i jakość ścieków
- Metody, charakterystyki i oddziaływanie na środowisko
Procesy i operacje jednostkowe stosowane przy oczyszczaniu ścieków oraz przeróbce i unieszkodliwianiu osadu
- Oczyszczalnie ścieków
- Skratki, piasek, osady i ich unieszkodliwianie
Schematy technologiczne oczyszczalni ścieków
- Oczyszczanie mechaniczne i mechaniczno-chemiczne
- Oczyszczanie biologiczne
- Gospodarka osadowa
Dane wyjściowe do projektowania oczyszczalni ścieków
- Rodzaje ścieków
- Ilość ścieków
  - Ścieki bytowo-gospodarcze
  - Ścieki przemysłowe
  - Ścieki opadowe
  - Wody infiltracyjne
  - Dopływ do miejskich oczyszczalni ścieków
- Skład ścieków
- Wymagana jakość ścieków oczyszczonych i sprawność działania oczyszczalni ścieków
- Przykłady obliczeń

1.2. Przykładowe Urządzenia i Procesy

W procesie oczyszczania ścieków stosuje się różnorodne urządzenia i procesy, takie jak:

Kraty i sita
Piaskowniki
Osadniki wstępne
Chemiczne oczyszczanie ścieków
Złoża biologiczne
Urządzenia osadu czynnego
- Reaktory przepływowe
- Sekwencyjne reaktory porcjowe (SBR)

2. Odwadnianie Osadów Ściekowych

Proces oczyszczania ścieków, zarówno komunalnych, jak i przemysłowych, jest nieodłącznie związany z wytwarzaniem osadów ściekowych, które stanowią nieunikniony produkt uboczny tej działalności. Efektywne zarządzanie tym strumieniem odpadów jest jednym z najistotniejszych wyzwań operacyjnych i ekonomicznych dla każdej oczyszczalni. Wśród różnorodnych etapów obróbki osadów, odwadnianie wyróżnia się jako kluczowy, strategiczny proces, który bezpośrednio wpływa na rentowność i wykonalność wszystkich kolejnych działań.

Przeczytaj także: Efektywność Wirówki w Płockiej Oczyszczalni

Odwadnianie osadów ma fundamentalny cel: usunięcie jak największej ilości wody, co prowadzi do drastycznego zmniejszenia ich objętości i masy. Badania wykazują, że w trakcie tego procesu usuwana jest głównie woda kapilarna, uwięziona w porowatej strukturze osadu. W rezultacie, osad jest dzielony na dwie odrębne frakcje: stałą, nazywaną „suchym plackiem”, oraz ciekłą, pozbawioną zawiesin, czystą ciecz określaną jako „filtrat”.

Znaczenie odwadniania wykracza daleko poza prostą redukcję masy. Jest to strategiczny etap, który decyduje o efektywności całej gospodarki osadowej. Zmniejszona objętość osadu przekłada się bezpośrednio na obniżenie kosztów transportu i składowania, które stanowią lwią część budżetu operacyjnego oczyszczalni. Ponadto, odpowiednio odwodniony osad jest łatwiejszy do dalszej przeróbki, co może obejmować spalanie, kompostowanie lub wykorzystanie w procesach fermentacji beztlenowej do produkcji biogazu. Jakość placka osadowego, mierzona zawartością suchej masy, ma zatem kaskadowy wpływ na cały łańcuch wartości, od logistyki po potencjał odzysku surowców. Z tego powodu, proces odwadniania jest postrzegany nie tylko jako etap przeróbki odpadów, ale jako strategiczny punkt optymalizacji całego systemu.

2.1. Technologie Mechanicznego Odwadniania

Współczesne oczyszczalnie ścieków dysponują szeroką gamą technologii do mechanicznego odwadniania osadów. Wybór odpowiedniej metody zależy od wielu czynników, w tym od charakterystyki osadu, wymagań dotyczących końcowej zawartości suchej masy oraz dostępnego budżetu i infrastruktury.

Prasy taśmowe (filtracyjne): Jedna z najczęściej stosowanych technologii w komunalnych oczyszczalniach ścieków. Ich zasada działania opiera się na ciągłym przepychaniu osadu między dwiema porowatymi taśmami filtracyjnymi. Zazwyczaj uzyskuje się osad o zawartości suchej masy (s.m.) w przedziale od 16 do 20%.
Wirówki dekantacyjne: Wykorzystują siłę odśrodkową do oddzielenia fazy stałej od płynnej. Są cenione za wysoką wydajność i zdolność do osiągania wyższego stopnia odwodnienia, typowo do 35% s.m.
Prasy śrubowe: Stanowią alternatywę dla innych technologii odwadniania. Ich działanie polega na wykorzystaniu śruby, która stopniowo zagęszcza i odwadnia osad.
Prasy komorowe: Pracują w sposób cykliczny, a ich głównym elementem są płyty z tkaninami filtracyjnymi, pomiędzy którymi pompowany jest osad. Mogą osiągnąć bardzo wysoki poziom odwodnienia, nawet do 60% s.m. w procesach elektrofiltracji.
Prasy tłokowe: Pozwalają na odwodnienie osadów ściekowych do granicy ich fizycznej odwadnialności. Charakteryzują się wyjątkową żywotnością techniczną.

2.2. Wyzwania i Koszty Tradycyjnych Rozwiązań

Mimo powszechnego stosowania, konwencjonalne technologie odwadniania osadów borykają się z szeregiem problemów operacyjnych, które znacząco podnoszą całkowity koszt posiadania (TCO). Analiza tych wyzwań ujawnia, że początkowa efektywność mechaniczna jest często podważana przez ukryte koszty generowane w trakcie eksploatacji.

Problem wysokiego zużycia polielektrolitów: Wysokie zużycie polimerów stanowi jeden z najistotniejszych kosztów operacyjnych oczyszczalni. Niewłaściwe dozowanie polimeru może pogorszyć końcowy efekt odwadniania.
Problem powstawania osadów mineralnych (struwit, wiwianit) i biofilmu: Nagromadzenie struwitu jest szczególnie uciążliwe w wirówkach dekantacyjnych, prowadząc do zmniejszenia wydajności hydraulicznej i przepustowości urządzeń.

3. Wirówki Dekantacyjne Flottweg

Wymagania dotyczące jakości i wydajności oczyszczalni zwiększają się z roku na rok, między innymi ze względu na rosnące koszty energii i utylizacji. Dlatego wirówki dekantacyjne są nowoczesnym rozwiązaniem do odwadniania powstającego osadu. Dzięki połączeniu efektywnego energetycznie i wydajnego napędu, Flottweg Simp Drive®, oraz stale optymalizowanej geometrii dekantera wirówki dekantacyjne Flottweg mają parametry lepsze o wiele punktów procentowych od innych modeli.

Przeczytaj także: Zastosowanie wirówek w oczyszczalniach ścieków

Bęben dekantera serii C jest specjalnie dostosowany do potrzeb zakładów oczyszczania i wodociągowych. Flottweg oferuje różne rodzaje zabezpieczeń minimalizujących zużycie i ścieranie. Dzięki nim dekanter jest w stanie dłużej służyć.

Napęd Simp Drive® reguluje różnicę prędkości obrotowych bębna dekantera i ślimaka w zależności od wykrywanego momentu obrotowego ślimaka. Różnica prędkości obrotowych wyznacza czas przebywania fazy stałej w bębnie i ma duży wpływ na proces oddzielania. Optymalne ustawienie głębokości jeziorka zapewnia skuteczniejsze usunięcie wilgoci z fazy stałej, a w konsekwencji lepszy produkt końcowy.

Zamknięta konstrukcja wirówek dekantacyjnych zapobiega wydostawaniu się brudu i zapachów. Uszczelnienie wirówek chroni otoczenie przed nieprzyjemnymi zapachami i aerozolami z osadu ściekowego. Oczyszczona faza ciekła wypływa przez otwory w pokrywie bębna, w których znajdują się dokładnie regulowane płytki spiętrzające.

3.1. Kluczowe Cechy Wirówek Dekantacyjnych Flottweg

Simp Drive®: Umożliwia niezależne sterowanie prędkością obrotową bębna i różnicową prędkością obrotową w trakcie pracy, zapewniając stały wskaźnik substancji suchej w odprowadzanej fazie stałej.
Recuvane®: System odzyskiwania części energii rotacji z wypływającego odcieku, co zmniejsza zużycie energii o 10-30 procent.
Konstrukcja Serii C: Zapewnia łatwy dostęp do celów konserwacyjnych, skracając czas przestoju oraz obniżając koszty konserwacji i serwisu.
Automatyzacja: Możliwość automatycznej regulacji prędkości obrotowej bębna i różnicowej prędkości obrotowej, a także dozowania floktuantu, co obniża koszty eksploatacji.

4. Prasa Śrubowo-Talerzowa MDQ

Alternatywą w odwadnianiu osadów jest prasa śrubowo-talerzowa, opisana na przykładzie urządzenia MDQ produkowanego przez firmę EKOTON Prodeko-Ełk wspólnie z japońską firmą Tsurumi-Pump. Główną zaletą tego typu odwadniacza jest niski koszt eksploatacji dzięki oszczędności mediów i reagentów. Urządzenie charakteryzuje zamknięta, kompaktowa konstrukcja, niskie zużycie energii elektrycznej i wody oraz niewielka zajmowana powierzchnia.

Rezultaty odwadniania, w zależności od rodzaju osadu, mogą wahać się od kilkunastu do kilkudziesięciu procent suchej masy w odwodnionym cieście. Odwadniacz ten występuje w wielu wariantach, w zależności od oczekiwanej produktywności. Wydajność waha się w zakresie od około 6 do 288 kg sm./h w przypadku osadu nadmiernego, oraz od około 13 do 640 kg sm./h dla osadu poflotacyjnego z przetwórstwa mięsnego.

Przeczytaj także: Budowa i Zastosowanie Wirówek Talerzowych

Odwadniacz posiada wbudowane strefy zagęszczania, dzięki czemu nie ma konieczności instalacji dodatkowych urządzeń do zagęszczania osadu i pozwala odwadniać osad o wysokim uwodnieniu. Bęben ma właściwości samoczyszczące, wewnętrzna powierzchnia ruchomych płytek jest w stałym kontakcie z powierzchnią zewnętrzną zwojów ślimaka, co zapobiega zatykaniu.

4.1. Badania i Wyniki Pracy Prasy Śrubowo-Talerzowej MDQ

W celu doboru odpowiednich parametrów pracy odwadniacza na różnych typach osadów, a także zalecanego wariantu wykonania urządzenia zaleca się przeprowadzenie badań pilotażowych. Pozwala to na określenie efektywności procesu (zawartość suchej masy w cieście, zawiesina ogólna w filtracie, wydajność) oraz parametrów odwadniania takich jak optymalna dawka i rodzaj flokulanta lub koagulanta.

Poniżej przedstawione są wyniki badań pilotażowych oraz badania już zainstalowanych odwadniaczy produkcji EKOTON-Tsurumi z różnych obiektów, głównie przemysłu spożywczego oraz komunalnych oczyszczalni ścieków.

Odwadnianie osadu nadmiernego: Placek zawiera około 17 % s.m.
Przetwórstwo drobiu: W zależności od uwodnienia początkowego osadu, końcowy placek osiągał 38 - 47 % s.m.
Produkcja przypraw: Najlepszy rezultat odwadniania zaobserwowano przy dawce flokulantu około 6,0 - 6,8 kg/t s.m., co dało średnio 25 % s.m. w cieście przy stosunkowo niskiej zawartości zawiesiny ogólnej w filtracie - około 300 mg/l.

5. Oczyszczalnia Biologiczna BioSolid Classic

Oczyszczalnia biologiczna BioSolid Classic to zaawansowany technologicznie system, stworzony z myślą o gospodarstwach domowych, które nie posiadają dostępu do kanalizacji zbiorczej. To rozwiązanie stanowi nowoczesną odpowiedź na rosnące potrzeby w zakresie ekologicznego i efektywnego oczyszczania ścieków bytowych. BioSolid Classic łączy w sobie niezawodność, trwałość i prostotę użytkowania - a przy tym jest w pełni przyjazna środowisku.

5.1. Technologia SBR i Automatyzacja Procesu

Dzięki zastosowaniu technologii SBR (Sequential Batch Reactor), proces oczyszczania przebiega w dwóch cyklach 12-godzinnych, co gwarantuje wyjątkową skuteczność redukcji zanieczyszczeń. Cały proces jest w pełni automatyczny, a jego przebiegiem steruje niezawodny mikroprocesorowy system kontrolny. Zastosowane komponenty, w tym pompa Ebara i energooszczędna dmuchawa Hiblow, odpowiadają za stabilną i bezawaryjną pracę nawet w trudnych warunkach.

5.2. Trzykomorowa Konstrukcja

Każda jednostka oczyszczalni biologicznej BioSolid Classic to w pełni szczelny system zbudowany z trzech niezależnych komór roboczych. W pierwszej zachodzi wstępna separacja zanieczyszczeń i osadów, w drugiej odbywa się biologiczne rozkładanie substancji organicznych, a w trzeciej - końcowe oczyszczanie ścieku. Taka trzykomorowa konstrukcja gwarantuje wysoki poziom czystości ścieków wylotowych, spełniający wymogi normy PN-EN 12566-3+A2:2013.

6. Innowacyjne Podejście do Optymalizacji: Technologia Hydropath

W odpowiedzi na kluczowe wyzwania tradycyjnego odwadniania, na rynku pojawiają się innowacyjne, fizyczne technologie. Jednym z takich rozwiązań jest technologia Hydropath, która oferuje nowatorskie, niechemiczne podejście do kondycjonowania osadu i optymalizacji procesów. Zamiast polegać na dodawaniu kolejnych substancji chemicznych, system HydroFLOW® wykorzystuje zaawansowaną technologię fizyczną.

6.1. Zasada Działania

Urządzenia HydroFLOW® generują oscylujący sygnał, który przenosi się przez osad i wodę wewnątrz rurociągów. Sygnał ten wpływa na zachowanie cząstek w osadzie, co prowadzi do ich lepszej agregacji i efektywniejszej flokulacji. Dodatkowo, technologia ta działa na osady mineralne, które są główną przyczyną powstawania kamienia wewnątrz rurociągów i urządzeń. Sygnał Hydropath utrzymuje minerały w zawieszeniu, zapobiegając ich krystalizacji i osadzaniu się na powierzchniach sprzętu.

6.2. Korzyści z Wdrożenia Technologii HydroFLOW

Wdrożenie technologii Hydropath w procesach odwadniania osadów ściekowych przynosi wymierne korzyści, które oddziałują na różne aspekty działalności operacyjnej i finansowej oczyszczalni:

Redukcja zużycia polimerów: Ograniczenie zużycia polimerów o 15% do 28%.
Zwiększenie efektywności odwadniania: Poprawa suchości osadu o 1% do 3%.
Kontrola nad powstawaniem struwitu i biofilmu: Minimalizacja potrzeby kosztownego i czasochłonnego czyszczenia i konserwacji urządzeń.
Oszczędności operacyjne i szybki zwrot z inwestycji (ROI): Średni okres zwrotu z inwestycji wynosi od jednego do dwóch lat.

Tabela podsumowująca korzyści z wdrożenia technologii HydroFLOW:

Obszar optymalizacji	Tradycyjne wyzwanie	Efekt zastosowania Hydropath	Źródło oszczędności
Zużycie polimerów	Wysokie koszty zakupu i dozowania chemikaliów.	Ograniczenie zużycia polimerów o 15-28%.	Bezpośrednie obniżenie kosztów operacyjnych.
Efektywność odwadniania	Osiągnięcie ograniczonej zawartości suchej masy.	Poprawa suchości osadu o 1-3%.	Szybki zwrot z inwestycji (1-2 lata).

7. Znaczenie Efektywnego Odwadniania w Kontekście Gospodarki o Obiegu Zamkniętym (GOZ)

Współczesne podejście do gospodarki odpadami kładzie coraz większy nacisk na zasady gospodarki o obiegu zamkniętym, które promują ponowne wykorzystanie zasobów.

tags: #wirowka #oczyszczalnia #sciekow #zasada #dzialania #opinie