Przydomowe Oczyszczalnie Ścieków: Zasada Działania i Technologie
- Szczegóły
Wybór odpowiedniej metody oczyszczania ścieków jest kluczowy dla ochrony środowiska i komfortu życia. Dla właścicieli działek, które nie są objęte dostępem do sieci kanalizacyjnej, doskonałym rozwiązaniem są przydomowe oczyszczalnie ścieków.
Mechanizm Działania Przydomowych Oczyszczalni Ścieków z Drenażem Rozsączającym
Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenażem rozsączającym zapewnia wysoki poziom oczyszczania. Mechanizm działania oczyszczalni rozsączających nie jest zbyt skomplikowany. Ścieki najpierw trafiają do osadnika gnilnego, gdzie są wstępnie oczyszczane, a następnie przepływają przez drenaż rozsączający. Jest to układ drenów w postaci perforowanych rur, które rozsączają ścieki do gruntu.
W czasie, gdy ścieki przechodzą przez drenaż, zachodzą procesy biologiczne, które skutkują dalszym oczyszczaniem w warunkach tlenowych. Jest to możliwe, ponieważ oczyszczalnia rozsączająca posiada szczepy bakterii rozkładające zanieczyszczenia na mniejsze cząstki, które następnie mogą zostać rozpuszczone w wodzie. Systemy rozsączające są tanie i łatwe w budowie oraz bezawaryjne.
Montaż i Eksploatacja Oczyszczalni z Drenażem
Montaż drenażu wymaga dość sporej powierzchni, bo około 40 metrów kwadratowych. Nad drenażem nie można sadzić roślin, których korzenie mogłyby uszkodzić poszczególne elementy. Długość nitek drenujących zwykle określana jest przez producenta danego systemu. Zazwyczaj jednak układa się kilka ciągów drenarskich przy zachowaniu odpowiednich odległości pomiędzy nimi. Rury rozkłada się z odpowiednim spadkiem i otacza warstwą żwiru oraz przykrywa geowłókniną.
Oczyszczalnie drenażowe są praktycznie bezobsługowe - konieczne jest jedynie dawkowanie preparatu biologicznego i usuwanie osadu raz w roku.
Przeczytaj także: Puławy: przełom w oczyszczaniu ścieków
Zalety Oczyszczalni z Drenażem Rozsączającym
Oczyszczalnie z drenażem są nie tylko ekologiczne i bezpieczne dla środowiska, ale także ekonomiczne. Tego typu oczyszczalnie są tanie w eksploatacji, ponieważ nie wymagają wywożenia nieczystości wozem asenizacyjnym. A zatem stosunek wydajności do kosztów budowy i użytkowania jest niezwykle korzystny.
Inne Typy Przydomowych Oczyszczalni Ścieków
- Przydomowe oczyszczalnie drenażowe - jest to najbardziej podstawowy typ instalacji, która jest tania i stosunkowo bezawaryjna. W tym modelu ścieki trafiają do osadnika gnilnego, potem do studzienki rozdzielczej, z której to są dystrybuowane do tzw. rur drenarskich. Takie rury są zbudowane ze specjalnych, perforowanych ścian, które pozwalają na przenikanie przefiltrowanych substancji do gruntu.
- Przydomowe oczyszczalnie biologiczne - w przeciwieństwie do wspomnianego wyżej rozwiązania - tego typu instalacja nie potrzebuje zbyt dużo przestrzeni. Wszystko przez fakt, że za stopniowy proces oczyszczania odpowiadają, umieszczone obok siebie - 3 komory. Proces oczyszczania odbywa się przy pomocy specjalnych bakterii, dla których ścieki stanowią pożywienie.
- Przydomowe oczyszczalnie roślinne - instalacja, która wymaga posiadania dużego terenu oraz przeznaczenia na ten cel odpowiednio dużych środków finansowych. W tym rozwiązaniu za oczyszczanie ścieków odpowiadają specjalnie dobrane rośliny, a konkretnie - bakterie, które znajdują się w ich korzeniach. Oczyszczona przez nie woda może być ponownie wykorzystana.
Oczyszczanie Ścieków na Dużą Skalę: Przykład Oczyszczalni w Tczewie
Oczyszczanie ścieków w Tczewie realizowane jest w oczyszczalni mechaniczno-biologicznej z podwyższonym usuwaniem biogenów (bez wspomagania chemicznego) metodą osadu czynnego ze wstępnym usuwaniem stałych zanieczyszczeń organicznych (skratki) oraz zawiesin mineralnych (piasku). Usuwanie zanieczyszczeń ze ścieków w oczyszczalni w Tczewie odbywa się w części mechanicznej obejmującej 2 kraty rzadkie (20 mm), kratę gęstą (3 mm), 2 piaskowniki wirowe i separator piasku oraz biologicznej w skład, której wchodzi komora beztlenowa, denitryfikacji i nitryfikacji oraz 3 osadniki wtórne.
Wszystkie ścieki z aglomeracji Tczew (bytowe i przemysłowe) dopływają grawitacyjnie kolektorem do głównej przepompowni „Czatkowy”, w której znajdują się dwie kraty mechaniczne (rzadkie) o prześwicie szczelin 20 mm. W przepompowni znajduje się także punkt zlewny nieczystości ciekłych dowożonych samochodami asenizacyjnymi. Z przepompowni ścieki tłoczone są do budynku kraty gęstej o prześwicie szczelin 3 mm.
Na obu rodzajach krat zatrzymywane są skratki (zawiesina organiczna), które są następnie odwadniane w praskach tłokowych, gromadzone w pojemnikach i wywożone na kompostownię. Ścieki wstępnie podczyszczone na kratach odpływają grawitacyjnie do piaskownika wirowego. Piasek wydzielony ze ścieków w piaskowniku jest przepompowywany do separatora i po odwodnieniu również deponowany na kompostowni. Ścieki z piaskownika odpływają grawitacyjnie do reaktora biologicznego.
Proces Biologicznego Oczyszczania Ścieków w Tczewie
Proces biologicznego oczyszczania ścieków oparty jest na usuwaniu rozpuszczonych i koloidalnych zanieczyszczeń metodą osadu czynnego. Polega on na napowietrzaniu ścieków rozkładalnych na drodze biologicznej. Powietrze do komory nitryfikacji (tlenowej) dostarczane jest z dmuchaw.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
Osad czynny składający się z aktywnej biomasy mikroorganizmów, głównie bakterii powstaje w wyniku rozkładu związków organicznych. Ścieki są pożywką dla bakterii, które przy zapewnieniu im odpowiednich warunków intensywnie się rozmnażają. Przyrost całkowitej biomasy następuje tak długo, dopóki nie zostaną zużyte wszystkie przydatne substancje odżywcze.
Podczas napowietrzania mieszaniny ścieków i osadu czynnego część związków organicznych zostaje rozłożona, a pozostała ich część zostaje przekształcona w nową materię organiczną - osad czynny. Do budowy nowej materii organicznej bakterie wykorzystują również związki azotu i fosforu, które znajdują się w ściekach. Ponadto azot jest usuwany w procesie nitryfikacji (utleniania azotu amonowego do azotanów) i denitryfikacji (redukcji azotanów do azotu gazowego), a fosfor w procesie defosfatacji biologicznej (w warunkach beztlenowo-tlenowych).
W ten sposób zmniejsza się stężenie zanieczyszczeń w ściekach, a zwiększa ilość biomasy osadu czynnego. W trakcie procesu oczyszczania ścieków osad czynny zostaje oddzielony od ścieków oczyszczonych w osadniku wtórnym. Ścieki oczyszczone zostają odprowadzane do rzeki Wisły, a oddzielony osad zawracany jest w sposób ciągły do reaktora biologicznego w celu utrzymania niskiego stosunku zanieczyszczeń do biomasy osadu czynnego.
Natomiast nadprodukcja komórek bakteryjnych, jako osad nadmierny zostaje usunięta z układu biologicznego do wydzielonej komory stabilizacji tlenowej. Przeróbka wytworzonych w oczyszczalni osadów ściekowych prowadzona jest w procesie tlenowej stabilizacji i odwadniania.
Stabilizacja i Odwadnianie Osadów Ściekowych
Osad nadmierny odprowadzany jest codziennie z reaktora biologicznego do wydzielonej komory stabilizacji tlenowej osadu. Stabilizacja tlenowa polega na napowietrzaniu osadów i ma na celu przede wszystkim: zagęszczenie osadu, zmniejszenie zagniwalności i masy osadu, eliminację uciążliwego zapachu i obniżenie liczebności organizmów chorobotwórczych, a tym samym ograniczenie niekorzystnego wpływu osadów na środowisko.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia oksydacyjna: zasady działania
Z komory tej zagęszczony osad trafia do stacji wirówek, gdzie następuje jego odwodnienie. Do wspomagania procesu odwadniania w stacji wirówek stosuje się flokulant kationowy (wysokocząsteczkowy związek organiczny). Dzięki procesowi odwadniania następuje wzrost suchej masy osadów z ok. 1,6 do ok. 16÷17%. W ten sposób uzyskuje się zmianę konsystencji osadu z płynnej na stałą. Odwodnione osady ściekowe z miejsc wytworzenia przewożone są następnie na plac kompostowni, celem ich przetworzenia na kompost. Kompostowanie odpadów odbywa się w warunkach naturalnych.
Niewłaściwe Korzystanie z Kanalizacji Sanitarnej
Niewłaściwe korzystanie z kanalizacji sanitarnej prowadzi do poważnych problemów eksploatacyjnych sieci kanalizacyjnych, przepompowni i oczyszczalni ścieków. Pracownicy PWiK Piaseczno Sp. z o.o., którzy na co dzień eksploatują sieć kanalizacji sanitarnej na terenie gminy, jednoznacznie wskazują, że coraz częściej znajdowane są w niej przedmioty, które nie powinny się tam znaleźć.
Jeżeli wraz ze ściekami płyną także inne odpady, powodują one niedrożność przewodów kanalizacyjnych. W przypadku wystąpienia niedrożności sieci kanalizacyjnej mieszkańcy narażają siebie oraz swoich sąsiadów na zalanie piwnic, łazienek, posesji, występowanie zatorów oraz uciążliwych zapachów.
Oczyszczalnia Ścieków “ŁĄCZA”
Oczyszczalnia Ścieków “ŁĄCZA” została oddana do eksploatacji w grudniu 1998r. Oczyszczalnia o przepustowości Qśrd = 51.225m3/d została zaprojektowana w układzie mechaniczno - biologicznego oczyszczania ścieków z biologiczną defosfatacją, denitryfikacją i nitryfikacją oraz chemicznym strącaniu pozostałego fosforu. W 2006 roku została zakończona budowa suszarni osadów jako pierwszy etap inwestycji rozbudowy węzła osadowego o instalację suszenia i spalania osadów ściekowych , w roku 2011 drugi etap - spalarnia.
Ścieki na oczyszczalnię wpływają otwartym kanałem dopływowym, w którym wbudowana została zwężka pomiarowa. Dwie mechanicznie czyszczone kraty rzadkie o prześwicie 50 mm zlokalizowane zostały w budynku krat, przepompowni głównej i sit. Z komory krat rzadkich ścieki dopływają do przepompowni głównej wyposażonej w pięć pomp zatapialnych. Pompy tłoczą ścieki z kanału dopływowego do sit.
Ścieki oczyszczone na sitach dopływają do dwóch podwójnych, pracujących w układzie równoległym piaskowników przedmuchiwanych z usuwaniem ciał pływających. W piaskownikach zatrzymywany jest piasek o średnicy zastępczej powyżej 0.16 mm w stopniu wyższym niż 95%. Powietrze do napowietrzania piaskowników dostarczają dwie dmuchawy zainstalowane w budynku przepompowni głównej. Mieszanina ścieków i piasku osadzającego się w kinetach piaskowników przetłaczana jest za pomocą pomp zatapialnych.
Po opuszczeniu piaskowników ścieki doprowadzane są do osadników wstępnych, składających się z trzech równoległych komór. Wytrącony w osadniku osad usuwany jest z każdego leja osadowego oddzielnie przez system rurociągów. Prowadzony jest również pomiar zawartości suchej masy w osadzie. Pulpa piaskowa tłoczona jest pompami do piasku, rurociągami wykonanymi ze stali nierdzewnej do separatora-płuczki piasku.
Z części mechanicznej oczyszczalni ścieki przepływają przez komorę zbiorczo-rozdzielczą, gdzie po wymieszaniu z osadem recyrkulowanym z osadników wtórnych zasilają komorę defosfatacji wyposażoną w 4 mieszadła zatopione wywołujące ruch cyrkulacyjny mieszaniny ścieków i osadu zapobiegając jednocześnie sedymentacji.
W następnym etapie ścieki rozprowadzane są do 3 zasilanych równolegle, wykonanych w kształcie obiegowym, komór napowietrzania. Niezbędny tlen doprowadzany jest do układu przy pomocy wirników napowietrzających, wymuszających jednocześnie krążenie osadu czynnego w zbiornikach. Wysokość zwierciadła ścieków w komorach napowietrzania utrzymywana jest, niezależnie od wielkości napływu na stałym poziomie przez regulowane automatycznie jazy przelewowe. Umożliwia to stałą kontrolę głębokości zanurzenia łopatek wirników i związaną z tym skuteczność napowietrzania.
Cały proces technologiczny kontrolowany jest przez sondy amoniaku zainstalowane w komorach osadu czynnego oraz alternatywne urządzania do stałej kontroli zawartości azotu amonowego w odpływających ściekach.
Ścieki z komór napowietrzania osadu czynnego dopływają do komory rozdzielczej, gdzie następuje ich równomierny rozdział na sześć równolegle pracujących osadników wtórnych radialnych. W osadnikach następuje sedymentacja osadu czynnego i klarowanie ścieków oczyszczonych. Ścieki oczyszczone z osadników wtórnych odpływają do kanału odprowadzającego ścieki do odbiornika.
Wysedymentowany na dnie osadników osad czynny za pomocą zgarniaczy osadu przemieszczany jest do lejów osadników, skąd odpływa do przepompowni osadu recyrkulowanego i nadmiernego. Zbierające się na powierzchni osadników ciała pływające odprowadzane są do przepompowni ciał pływających, skąd tłoczone do głównej przepompowni ścieków i oddzielane w części mechanicznej oczyszczalni.
Zagęszczony osad wstępny pompowany jest do zbiornika osadu zagęszczonego zmieszanego. Osad nadmierny z zagęszczacza grawitacyjnego osadu nadmiernego grawitacyjnie trafia do budynku pasteryzacji tłuszczy, gdzie zlokalizowano instalację zagęszczania mechanicznego osadu nadmiernego. Zagęszczanie osadu nadmiernego odbywa się na zagęszczarkach talerzowych. Proces wymaga wspomagania dozowania wodnych roztworów polielektrolitu.
Zainstalowano dwie równoległe linie hydrolizy. Głównym elementem każdej linii stanowi reaktor, w którym zachodzą procesy hydrolizy termiczno-tlenowej osadu. Ilość ciepła dostarczana do reaktora ma na celu uzupełnienie energii cieplnej potrzebnej na podgrzanie świeżego osadu doprowadzanego do wymiennika w układzie instalacji i utrzymanie stabilnej temperatury wewnątrz reaktora.
Reaktory powiązane są technologicznie z układem wymienników ciepła osad/osad, gdzie dochodzi do wymiany ciepła pomiędzy osadem z reaktorów a osadem zmieszanym Schłodzony do 40-42°C osad z reaktorów odprowadzany jest szarżami do komór WKF. Dzięki wysokiej temperaturze osadu z reaktorów, komory WKF nie wymagają dodatkowej instalacji grzewczej.
W wyniku działania procesów termicznych dochodzi do całkowitej i nieodwracalnej higienizacji osadów, jak również do zmiany struktury cząsteczkowej osadu, ułatwiając mechaniczny i biochemiczny rozkład związków organicznych. Proces hydrolizy do związków prostszych prowadzony jest przez bakterie termofitowe w środowisku enzymów zewnątrzkomórkowych.
W celu zapewnienia odpowiedniej temperatury osadu w komorach fermentacyjnych przewidziano recyrkulację osadu z każdej komory poprzez wymiennik ciepła zlokalizowany w budynku maszynowni. Podgrzewanie osadów w wymiennikach ma miejsce tylko w przypadku postoju instalacji termicznej hydrolizy.
Osad recyrkulowany pobierany jest z dolnej bądź centralnej części komory fermentacyjnej, dalej przepływa przez wymiennik ciepła, gdzie w przeciwprądzie następuje jego ogrzanie gorącą wodą. Tak podgrzany osad tłoczony jest z powrotem do poszczególnych komór fermentacyjnych. Proces prowadzi się za pomocą pomp recyrkulacyjnych, przy czym fermentujący osad pobierany jest z dna komory fermentacyjnej (lub z części centralnej komory) rurociągami połączeniowymi i doprowadzany do pomp przewodem ssawnym.
W komorze fermentacyjnej prowadzony jest proces fermentacji mezofilowej. Czas zatrzymania osadu w komorze wynosić ok. 22 dni. W tym czasie następuje częściowy rozkład substancji organicznych zawartych w osadzie.
Do intensywnego mieszania zawartości każdej komory fermentacyjnej służy mieszadło śmigłowe montowane do dachu zbiornika. Mieszadło wyposażone jest w dwa śmigła - dolne zapobiegające sedymentacji osadu i kreujące ruch osadu, górne zapobiegające tworzeniu się kożucha.
Kożuch tworzący się na powierzchni osadu w komorze, składający się ze stałych, specyficznych i lekkich składników wsadu (takich jak włosy, szczecina, drewno, tłuszcz itp., które mają tendencję do komprymowania się), jest rozbijany przez mieszadło. Podczas zasilania komór fermentacyjnych nowym osadem zmieszanym, następuje wypieranie przefermentowanego osadu z dna leja poprzez rurociąg piętrzący.
W zamkniętej komorze fermentacyjnej WKF jako produkt rozkładu substancji organicznych wydzielać się biogaz. Ujęty biogaz po procesie odsiarczania na złożu suchym trafia do zbiornika magazynowego, skąd transportowany jest do spalania. Przed trafieniem do instalacji spalania w agregatach kogeneracyjnych biogaz oczyszczany jest w instalacji do usuwania siloksanów.
Biogaz wykorzystywany jest do produkcji energii elektrycznej na potrzeby oczyszczalni. Odcieki z procesu odwadniania osadu kierowane są do zbiornika retencyjnego filtratu i dalej do stacji chemicznego usuwania fosforu z filtratu. Sklarowana ciecz w osadniku pokoagulacyjnym odprowadzana do kanału zbiorczego osadu powrotnego z osadników wtórnych.
Przewidziano dowóz tłuszczy wozami asenizacyjnymi oraz doprowadzenie układem tłocznym z komór tłuszczowych z piaskowników. Tłuszcze przyjmowane są do zbiornika magazynowego tłuszczy którego pojemność odpowiada dobowej ilości dowożonych oraz przetłoczonych tłuszczy.
Zbiornik wyposażony jest w pompy zatapialne podające tłuszcze do zbiornika pośredniego oraz kratę rzadką (40mm) zabezpieczającą instalację w układzie zrzutu z wozów asenizacyjnych. Zbiornik wyposażony jest w układ grzewczy przeciwdziałający zestalaniu tłuszczy zawartych we flotatach.
Tłuszcze przetłaczane są następnie do zbiornika pośredniego oraz podgrzewane do właściwej temperatury procesu 70° C w rurowym wymienniku ciepła. Zbiornik pośredni pełni rolę bufora i służy ujednoliceniu dowożonych tłuszczy. Tłuszcze są w nim wstępnie podgrzewane, mieszane i cyrkulowane. Właściwą temperaturę uzyskuje się na wymienniku osad/woda gorąca, z którego tłuszcze trafiają do reaktora, gdzie w temperaturze ok. 70°C w określonym czasie (30 min) dochodzi do pasteryzacji tłuszczy.
Do odwadniania osadu przefermentowanego służy prasa: komorowa zlokalizowana w budynku przeróbki osadów. Zagęszczony grawitacyjnie osad poddawany jest procesowi chemicznego kondycjonowaniu. W procesie tym stosowane są sole żelaza Fe+3 oraz kationowy polielektrolit w postaci emulsji. Tak przygotowany osad poddawany jest procesowi odwadniania w komorowej prasie filtracyjnej o pojemności 10,5 m3. Odwodniony osad po rozdrobnieniu magazynowany jest pod wiatą. Okresowo jest wywożony, do dalszego wykorzystania rolniczego.
tags: #wodociągi #oczyszczalnia #ścieków #zasada #działania
