WYSOKOEFEKTYWNA OCZYSZCZALNIA ŚĆIEKÓW O DZIAŁANIU CYKLICZNYM typu „ EKO-CLEAR”
WYSOKOEFEKTYWNA OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW O DZIAŁANIU CYKLICZNYM TYPU EKO-CLEAR.
EKO-CLEAR jest to nazwa oczyszczalni ścieków, których projekty opracowano w Pracowni Projektowej EKOSYSTEM.
Oczyszczalnie te są przeznaczone do oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych lub ścieków o podobnym składzie.
W oczyszczalniach tych jest stosowana metoda osadu czynnego w reaktorach porcjowych znana pod nazwą SBR (Sequencing batch reaktors), którą stosuje się dla małych ilości ścieków. Oczyszczalnie EKO-CLEAR są przeznaczone dla systemów kanalizacji małych osiedli podmiejskich, wsi, z możliwością dowożenia ścieków z rzeźni, mleczarni, zakładów przetwórstwa owocowo-warzywnego i podobnych.
W Polsce pracuje już około 30 oczyszczalni tego typu, głównie na południu kraju.
Oczyszczalnia ścieków EKO-CLEAR pracuje w oparciu o metodę osadu czynnego o działaniu cyklicznym z symultaniczną stabilizacją osadu nadmiernego i z dodatkowym chemicznym strącaniem fosforu w przypadku wysokich wymagań odbiornika. Taki proces zapewnia usuwanie azotu i fosforu jak również pełne utlenianie zanieczyszczeń organicznych zawartych w ściekach. Związki biogenne są usuwane ze ścieków za pomocą następujących parametrów i warunków pracy:
-dzięki niskiemu obciążeniu osadu ładunkiem zanieczyszczeń organicznych uzyskiwana jest NITRYFIKACJA
-wskutek przemiennego występowania faz pracy osadu czynnego, (w których nie ma napowietrzania), w reaktorze uzyskiwana jest DENITRYFIKACJA
-w warunkach anaerobowych w fazie mieszania (gdzie nie ma tlenu) zachodzi defosfatacja biologiczna
Oczyszczalnia EKO-CLEAR uwzględnia możliwość: 1.dopływu ścieków systemem kanalizacji 2.pompowania ścieków z równoczesnym rozdrabnianiem skratek
3.przyjęcia ścieków dowożonych i gromadzenie ich w zbiorniku 4.pompowania ścieków dowożonych i gromadzenie ich w zbiorniku 5.pompowania ścieków dowożonych w godzinach minimalnego spływu systemem kanalizacji 6.oddzielenie grubszych zanieczyszczeń na kracie gęstej 7.usuwania piasku w piaskowniku pionowym i przepompowanie go na poletka ociekowe dla oczszczalni 8.oczyszczanie biologiczne w reaktorze cykliczny, w którym zastosowano napowietrzanie sprężonym powietrzem za pomocą dyfuzorów drobnopęcherzykowych oraz mieszanie mieszadłem podwodnym 9.sedymentację i dekantację ścieków w reaktorze.
Przeróbka osadów polega na:
--tlenowej stabilizacji osadu nadmiernego równocześnie z procesem oczyszczania ścieków,
--grawitacyjnym zagęszczaniu osadu w zblokowanym reaktorem zagęszczaczu, który jest także zbiornikiem na osad,
--odwadnianiu osadu w zależności od warunków i opcji wybranej przez inwestora stosuje się:
poletka otwarte
poletka zadaszone
urządzenie Draimad
prasę filtracyjną
gromadzeniu skratek w zamykanym pojemniku wyłożonym folią przesypanych wapnem chlorowanym
Ciąg technologiczny oczyszczalni ścieków EKO-CLEAR składa się ze:
stacji krat
piaskownika
reaktora biologicznego
zagęszczacza osadu
komory zasuw i urządzeń pomiarowych
stacji dmuchaw
stacji odwadniania osadu Draimad
stacji dawkowania PIX
pomieszczenia do składowania osadu odwodnionego
rampy załadowczej osadu
pomieszczenia socjalnego z węzłem sanitarnym
pomieszczenia na agregat spalinowy
Cechą szczególną oczyszczalni EKO-CLEAR są
zblokowane zagęszczacze osadu, wykorzystujące dla zagęszczenia osadu cykliczne zmiany napełnienia SBR ściekami. Podczas wzrostu napełnienia reaktora, napowietrzany osad czynny zmieszany ze ściekami, wpływa do zagęszczacza. Tutaj przepływ ulega zatrzymaniu co powoduje, że już w fazie napowietrzania kłaczki osadu sedymentują a woda klaruje się. Ponadto zagęszczacze zapewniają samoczynne odprowadzenie osadu nadmiernego z reaktora. W fazie sedymentacji charakter pracy zagęszczacza ulega pewnej zmianie, gdyż przez otwór nie dopływa już osad. Następuje więc dalsze zagęszczanie oraz klarowanie wody nadosadowej. Reaktor z zagęszczaczem połączony jest przewodem wyposażonym w przepustnicę zamykaną ręcznie.
Oryginalnym rozwiązaniem wyróżnia się piaskownik, w którym odprowadzenie piasku zaprojektowane jest za pomocą pompy mamutowej, która powoduje przepłukanie piasku przed jego usuwaniem.
PARAMETRY OBLICZENIOWE.
Dla osiągnięcia założonego efektu oczyszczania ścieków i tlenowej stabilizacji biomasy zakłada się następujące parametry procesu:
wiek osadu WO=20-25 dni
stężenie osadu w końcowej fazie cyklu X=4,5-5,5 kg/m3
obciążenie osadu A=0,005-0,10 kg BZT5/kg sm d
jednostkowy przyrost osadu 0,7-1,0 kg sm/kg BZT5us
FAZY PRACY REAKTORA EKO-CLEAR.
Czas trwania cyklu jest zmienny, dostosowany do zmian ilości dopływających ścieków. Ogólny czas trwania cyklu waha się min. T=4-24 h. Cykl sześciogodzinny jest optymalny dla zapewnienia nitryfikacji i tlenowej stabilizacji osadu. Każdy cykl składa się z następujących kolejno po sobie faz:
napełniania i napowietrzania
napełniania i mieszania
sedymentacji
dekantacji
Napełnianie i napowietrzanie.
W czasie trwania tej fazy następuje dopływ ścieków i napełnianie reaktora z jednoczesnym napowietrzaniem ścieków.
Napełnianie i mieszanie.
W fazie tej następuje dalszy dopływ ścieków, które mieszane są z osadem bez napowietrzania. W każdym zbiorniku zainstalowane jest mieszadło z osią poziomą włączające z chwilą zamknięcia dopływu powietrza, za wyjątkiem fazy sedymentacji i dekantacji.
Zadaniem mieszania jest utrzymanie osadu czynnego w stanie zawieszonym, umożliwiającym przebieg reakcji biochemicznych w kłaczkach osadu w okresach wyłączonego napowietrzania.
Sedymentacja osadu.
W fazie tej istnieją warunki do oddzielenia cząstek osadu od ścieków oczyszczonych.
Dekantacja.
Ostatnią fazą pracy reaktora jest odpływ sklarowanych oczyszczonych ścieków za pomocą dekantera. Odpływ następuje przy wykorzystaniu hydraulicznej różnicy wysokości pomiędzy zwierciadłem ścieków w zbiorniku a poziomem rurociągu odpływowego.
AUTOMATYKA I STEROWANIE.
Sterowanie procesem oczyszczania ścieków realizowane jest w oparciu o mikroprocesorowy sterownik programowalny, który pracuje wg algorytmu zgodnie z wytycznymi technologicznymi. Odpowiednie sondy i czujniki analizują warunki pracy osadu czynnego.
Sterownik w zależności od potrzeby włącza pompy, dmuchawy, mieszadła. Pozwala to na zminimalizowanie zużycia energii elektrycznej przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiego stopnia redukcji zanieczyszczeń.
W celu obniżenia zużycia energii w oczyszczalni stosowana jest sonda tlenowa, która powoduje okresowe wyłączanie napowietrzania. Wskaźniki energochłonności oczyszczalni wynoszą 0,6-1,15 kWh/m3 oczyszczonych ścieków oraz 1,3-2,75kWh/kg BZT us.
OBSŁUGA OCZYSZCZALNI.
Oczyszczalnia działa w pełni automatycznie. Obsługa oczyszczalni sprowadza się do codziennej kontroli przebiegu procesu oraz do usuwania skratek i osadów. Stan awarii może być sygnalizowany drogą radiową do wyznaczonego miejsca.
ODDZIAŁYWANIE OCZYSZCZALNI NA ŚRODOWISKO
Oczyszczalnia EKO-CLEAR została zabezpieczona przed szkodliwym oddziaływaniem na otoczenie, tak aby wszelkie ponadnormatywne oddziaływanie nie wykroczyło poza zasięg ogrodzenia.
Zastosowano szereg rozwiązań pozwalających na wyeliminowanie bądź ograniczenie uciążliwości oczyszczalni:
emisja aerozoli została zminimalizowana dzięki temu, że reaktory biologiczne są zakryte
krata, piaskownik oraz wszelkie pojemniki na odpady są usytuowane w pomieszczeniu zamkniętym, a piaskownik może być okresowo przedmuchiwany aby przerwać proces ewentualnego zagniwania
dmuchawy wyposażone są w obudowy dżwiękochłonne a ponadto zostały zlokalizowane w pomieszczeniu zamkniętym
osady ściekowe są tlenowo stabilizowane i odwadniane w urządzeniu Draimad
obiekt otoczony jest pasem zieleni izolacyjnej.
WYNIKI EKSPLOATACYJNE OCZYSZCZALNI EKO-CLEAR.
Na podstawie przeprowadzonych badań i analiz wykonanych przez IzwWiOŚ Politechniki Krakowskiej, stwierdzono, że w przypadku uswania ze ścieków wskaźników ChZT i BZT5 i zawiesiny, efektywność procesu jest stosunkowo stabilna i zawsze wyższa od 95%.
Efektywność procesu nitryfikacji jest również wysoka, ponad 90%, ale w czasie falowych dopływów ścieków zagniłych oraz przy obniżaniu się temperatury ścieków w okresie zimowym, efekty utleniania NH4 mogą być niestabilne.
Efekty defosfatacji są dobre zwłaszcza w okresach braku nitryfikacji, a w pełni zadawalające gdy stosowane jest systematyczne dawkowanie PIX.
Wynika z tego że oczyszczalnie typu EKO-CLEAR są bardzo dobrym rozwiązaniem dla małych oczyszczalni dla grup budynków podmiejskich, wsi, pozwalającą na oczyszczenie ścieków tak by nie były uciążliwe dla środowiska, przy nakładzie stosunkowo niskich kosztów budowy i eksploatacji.