MECHANICZNE METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW I ZWIĄZANE Z NIMI TECHNOLOGIE.
1.Procesy:
Cedzenie- na kratach celem zatrzymania najgrubszych zanieczyszczeń, których wielkość zależy od prześwitu krat lub wielkości oczek w sicie (kraty, sita)
Sedymentacja- oddzielanie zawiesin mineralnych (piaskowniki, osadniki, wirówki)
Flotacja- tłuszcz oddzielany jest w odtłuszczaczach (oddzielnych lub zintegrowanych z piaskownikiem)
Filtracja (filtry, wirówki filtracyjne)
2.Podczas oczyszczania mechanicznego ze ścieków usuwane są:
Skratki (większe ciała stałe)
Piasek
Zawiesiny opadające (osady wstępne)
Oleje i tłuszcze
A także redukowane są:
Zawiesiny ogólne (60-70%)
BZT5 (30%)
ChZT (30%)
Azot ogólny (10-20%)
Fosfor ogólny (5-15%)
Jaja pasożytów (70-85%)
Bakterie (25-75%)
3.Charakterystyka urządzeń:
KRATY- służą do wydzielania ze ścieków ciał zawieszonych, pływających i wleczonych. Ich zadaniem jest zabezpieczenie na oczyszczalni pomp, osadników przed zapchaniem oraz usunięcie ze ścieków ciał o dużej objętości. Kraty składają się z rzędu metalowych prętów najczęściej ustawionych w poprzek kanału, w ten sposób aby ciecz mogła swobodnie przepływać. Odległość między sąsiednimi prętami nazywamy prześwitem. Podział krat:
Zależnie od szerokości prześwitu (rzadkie: 40-200mm, średnie: 20-40mm, gęste: 10-20mm)
Zależne od sposobu ich oczyszczania ( ręcznie, mechanicznie)
W zależności od konstrukcji ( nieruchome, ruchome)
Taśmowe
Skrzydłowe
Skratki- średnio 750 kg/m3 o uwodnieniu 85-90%. Zatrzymywane na kratach muszą być unieszkodliwiane poprzez mechaniczne rozdrobnienie w rozdrabniarkach i skierowanie ich z powrotem do ścieków i dalsze oddzielanie i przerabianie jako osadów ściekowych.
ODWADNIANIE OSADU- obniżenie zawartości wody w osadach, aby uzyskać końcowy wynik 60-65% uwodnienia, czyli 35-40% s. m. Wyróżniamy odwadnianie naturalne i mechaniczne, które jest efektywniejsze więc także częściej stosowane. Wykorzystuje się przy nim:
Prasy odwadniające tj:
Filtracyjno-taśmowe- prasa ta musi mieć strefy kondycjonowania, grawitacyjną, ściskania i ścinania osadu. Osad po wymieszaniu z polimerem poddawany jest odwadnianiu grawitacyjnemu na pasie filtracyjnym. Następnie przechodzi do pierwszej strefy ściskania (klinowej), gdzie formuje się struktura placka osadu o zmniejszającej się grubości. W drugiej strefie ściskania osad jest ściskany z dwóch stron taśmą filtracyjną. Odciek jest odprowadzany a placki filtracyjne wypadają w miejscu rozchodzenia się taśm filtracyjnych. Na trasie powrotu taśm, przed następnym procesem odwadniania, myte są one wodą pod ciśnieniem. Prasy taśmowe nadają się do odwadniania osadów, które po dodaniu flokulantu i przejściu przez strefę wstępnego odwadniania tworzą stabilny i ściśliwy placek filtracyjny.
Komorowe- niskociśnieniowe i wysokociśnieniowe. Składają się z szeregu przylegających do siebie płyt z wgłębieniami pokrytymi tkaniną filtracyjną. Osad jest doprowadzany, rozprowadzany i odwadniany wewnątrz zestawu płyt filtracyjnych.
Membranowe- różnią się one od pras komorowych tym, że po cyklu filtracji ciśnieniowej następuje 30 min odciskania wody z placka przez membranę z tworzywa sztucznego lub gumy, pod którą doprowadza się sprężone powietrze lub wodę. 5-8% więcej s.m. niż w prasach komorowych.
Bębnowo-ślimakowe, rotacyjne, śrubowe- wykorzystują ruch ślimaka lub rotora, który powoli przesuwa osad w strefę zwiększającego się ciśnienia.
Wirówki- wykorzystują siłę odśrodkową wytwarzaną mechanicznie do rozdziału fazy stałej od ciekłej.
Przeciwprądowe- ruch fazy stałej i ciekłej jest przeciwbieżny
Współprądowe- subst stałe i woda transportowane są od miejsca wprowadzenia do wirówki w kierunku węższego końca tzw. strefy suchej. Wody osadowe są odprowadzone przez wewnętrzne rury odpływowe.
MIKROSITA- służą do oddzielania zawiesin pochodzenia organicznego np. plankton. Wykonane z gęstej tkaniny z nitek stali nierdzewnej( wielkość otworów ok. 40µm). Są w stanie zatrzymać 75-85% zawiesin pochodzenia organicznego.
SITA- zatrzymują 15-20% zawiesin. Wykonane z drucianej siatki nierdzewnej, najczęściej spotykane to sita bębnowe i skrzydełkowe czyszczone mechanicznie.
Bębnowe- cylindryczne bębny obracają się wokół własnej osi poziomej, obciągnięte są odpowiednią tkaniną lub rozdzielonymi na obwodzie gęstymi sitami łukowymi. Woda napływa przez otwartą oś bębna i dostaje się do wewnątrz i wypływa przez tkaninę, a zatrzymane zawiesiny spłukiwane są za pomocą urządzenia natryskowego.
Taśmowe- zasada taka jak w konstrukcji krat ruchomych taśmowych, tylko zamiast krat mamy tu siatki lub płyty z otworkami
Tarczowe-rzadko już stosowane ze wzg na małą efektywność
ROZDRABNIARKI-rozrywają i rozbijają zanieczyszczenia, spłukując je z powrotem do kanału.
Zatopione- składają się z bębna o osi pionowej z dopływem ścieków od zewnątrz wykonany z prętów z umocowanymi na nich nożami. Podczas obrotu bębna zanieczyszczenia zatrzymane na prętach są rozdrabniane za pomocą noży.
Niezatopione- rozdrabniają skratki uprzednio zatrzymane przed kratami. Zgarniacz krat i rozdrabniarka pracują okresowo, włączenie ich następuje pod wpływem spiętrzenia się ścieków przed kratami: młotkowe ( młotki przymocowane przegubowo do obracającej się tarczy rozdrabniają skratki), nożowe (przylegające do siebie tarcze o różnych średnicach osadzone na wale i wyposażone w noże tnące skratki), pompy rozdrabniające ( wirnik nożowy, który rozdrabnia skratki)
PIASKOWNIKI-zatrzymują stałe zanieczyszczenia (piasek, żwir, węgiel). Składają się z komór o płaskim dnie, w których prędkość przepływu wynosi 0,3 m/s, a ruch jest burzliwy co zabezpiecza przed opadaniem zawiesin organicznych. Wyróżnia się:
Poziome z ręcznym usuwaniem osadu lub mechanicznym zgarnianiem osadu
Poziomo-śrubowe (napowietrzane)- oddzielanie części organicznych z wydzielonego piasku następuje w wyniku napowietrzania ścieków.
Poziomo-wirowe- są to piaskowniki poziomo-śrubowe dodatkowo napowietrzane.
Pionowe- charakteryzuje je pionowe opadanie ziaren piasku w przeciwprądzie w kierunku przepływu ścieków. Ścieki kierowane są ku dołowi i zmieniają kierunek, płynąc ku górze.
Pionowo-wirowe
!!! Z każdym piaskownikiem współpracuje separator piasku lub płuczka piasku!!!
HYDROCYKLONY- rodzaj piaskownika, oddzielanie piasku następuje w zbiornikach w kształcie stożka w wyniku działania sił odśrodkowych.
SEPARATOR PIASKU- w nich w wyniku sedymentacji oddzielane są zawiesiny. Są to zbiorniki betonowe, stalowe lub polietylenowe, których zasada działania polega na rozdzieleniu strumienia dopływających ścieków na wiele płytkich strumieni dzięki pakietom płyt umieszczonych wewnątrz urządzenia.
ODTŁUSZCZACZE- oddzielanie tłuszczów i olejów na ogół następuje samoczynnie w zbiornikach tak skonstruowanych, że podczas powolnego przepływu ścieków przez ich dolną strefę, tłuszcze i oleje wypływają do góry i gromadzą się w postaci jednorodnego pływającego kożucha.
Zbiorniki bez napowietrzenia- wydzielanie benzyny i smoły, które wypływają na powierzchnię, a następnie odprowadzane są do specjalnego zbiornika.
Odtłuszczacze przedmuchiwane- w celu zwiększenia usuwania tłuszczów stosuje się dodatkowo sprężone powietrze. W wyniku napowietrzania dochodzi do porywania przez pęcherzyki powietrza cząstek lżejszych od cieczy, które gromadzą się na powierzchni w postaci pływającej błony.
OSADNIKI- służą do usuwania zawiesin ze ścieków przez sedymentację, następuje redukcja BZT5 25%, zawiesiny 50-65%.
Konwencjonalne (głęboka sedymentacja)
O przepływie poziomym- woda przepływa ruchem laminarnym wzdłuż dłuższego boku osadnika, służą do usuwania zawiesin łatwo opadających.
O przepływie pionowym- wysokie cylindry o przekroju kołowym lub kwadratowym. Woda z zawiesiną doprowadzana jest centralną rurą, w dolnej części jest tarcza kierująca, która zapobiega mieszaniu się i unoszeniu osadu osiadłego w leju osadowym.
Poziomo-pionowe- na opadanie ma wpływ siła grawitacyjna i poziomy przepływ wody przez osadnik i jej wznoszenie ku górze pomiędzy przegrodami
Odśrodkowe- osadniki o przepływie poziomym, woda przepływa poziomo, promieniście od środka ku obwodowi.
Wielostrumieniowe (płytka sedymentacja)- zwiększenie powierzchni osadnika, co pozwala na skuteczniejsze wydzielanie zawiesin. Zapewniają stopień redukcji: zawiesiny 70-90%, BZT5 25-40%.
FILTRY- służą do usuwania z wody drobnych zawiesin o średnicy 1nm, których opadanie jest tak powolne, że nie mogą być usuwane w osadnikach. Zatrzymują zawiesiny przez porowate złoże, najczęściej piaskowe.
Powolne- prostokątne zbiorniki z kanałami drenażowymi do odprowadzania filtratu. Nad kanałami znajduje się najczęściej żwirowa warstwa podtrzymująca, a w niej właściwa warstwa filtracyjna z materiałów naturalnych (piasek, koks), półsyntetycznego lub syntetycznego.
Pospieszne- duża wydajność, niższe koszty inwestycyjne i łatwe oczyszczanie złóż filtracyjnych przez płukanie. Wadą jest jednak konieczność lepszego wstępnego oczyszczania wody.
Grawitacyjne- konstrukcja betonowa z otwartymi komorami filtrów i dnem wyposażonym w dysze do płukania powietrzem i wodą.
Ciśnieniowe- działają tak jak filtry grawitacyjne.