Politechnika Wrocławska Rok akademicki: 2010/2011
Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska
Zakład Technologii Oczyszczania Wody i Ścieków
Politechnika Wrocławska
Oczyszczanie Ścieków
Zaliczenie wykładu
Prowadzący: Wykonała: Katarzyna Szyło
dr inż. Michał Mańczak nr albumu 174106
Rok III,
Kierunek: Inżynieria Środowiska
Studia niestacjonarne
7. Zasady usuwania zawiesin ze ścieków
Zawiesiny redukuje się w procesie sedymentacji. Proces sedymentacji opiera się na wykorzystaniu różnicy w gęstości właściwej zawiesin i ścieków (wody).
Zawiesiny
kłaczkowate
ziarniste
niejednakowa prędkość opadania
jednakowa prędkość opadania, możliwość powstania cementujących powłok
wodorotlenek żelaza, osad czynny, bardzo drobny miał węglowy
piasek, żwir, koks, cząstki węgla, nasiona
usuwanewosadnikach
usuwanew piaskownikach
Piasek niszczy wirniki pomp, zatyka przewody w osadnikach i zalega w komorach fermentacyjnych. Gromadząc się na dnie tworzy „zakalec” trudno usuwalny i zmniejszający użyteczną pojemność komór przeznaczonych na fermentację osadów. W efekcie skraca czas fermentacji co może doprowadzić do obniżenia skuteczności przefermentowania osadów.
Ogólne zasady odpiaszczania ścieków
1. Proces oddzielania piasku ze ścieków winien być obowiązkowo stosowany dla oczyszczalni o przepustowości nominalnej ponad 100 m3/d.
2. Stacja odpiaszczania ścieków winna być wyposażona minimum w dwa urządzenia (pracujące i rezerwowe).
3. Rodzaj stosowanych piaskowników zależy od nominalnej przepustowości; do 1000 m3/d można stosować piaskowniki szczelinowe. Dla oczyszczalni o przepustowości ponad 1000 m3/d można stosować piaskowniki podłużne, pionowe, wirowe lub o ruchu złożonym.
4. Piaskowniki napowietrzane należy stosować obowiązkowo dla oczyszczalni o przepustowości ponad 10 000 m3/d i zawsze wtedy, gdy do oczyszczalni doprowadzane są ścieki ze znaczną ich ilością z przemysłu spożywczego (mięsny, drobiarski, rybny, mleczarski itp.).
5. Wydzielony w piaskownikach piasek winien być obowiązkowo winien być obowiązkowo poddawany procesowi stabilizacji bakteriologicznej wówczas, gdy będzie on wykorzystywany dla celów gospodarczych lub przemysłowych. Nie zachodzi potrzeba chlorowania piasku, który ma być składowany na wysypiskach.
Zależnie od tego, jakie jest stężenie i charakter zawiesiny, wyróżnia się następujące rodzaje sedymentacji:
1. sedymentacja odrębnych cząstek - polega na opadaniu większości zawiesin ziarnistych w postaci odrębnych cząstek. Cząstki zachowują swoją odrębność, nie zmieniają swoich wymiarów, kształtu i gęstości. Dotyczy zawiesin o niskim stężeniu w ściekach. Oddzielanie piasku ze ścieków podlega tej teorii.
2. sedymentacja cząstek kłaczkowatych - dotyczy przede wszystkim surowych ścieków miejskich oraz ścieków przemysłowych o ile mają one w swoim składzie stosunkowo małą ilość zawiesin. Cząstki opadające z różnymi prędkościami aglomerują przy zderzeniach.
3. sedymentacja strefowa - zachodzi w zawiesinach o dużym stężeniu (kłaczkowatych, niekłaczkowatych). Kłaczki opadając do niżej położonych warstw cieczy stanowiących ścieki tworzą charakterystyczne kożuchy.
4. sedymentacja wielostrumieniowej - przepuszczanie ścieków przez system kilku położonych równolegle do siebie rur, półek albo płyt. Na tych konstrukcjach osadzają się zawiesiny ze ścieków.
Opadanie zawiesin dzieli się na trzy strefy:
I. strefa opadania - występuje, kiedy cząstki zawiesiny szybko i swobodnie opadają na dół.
II. strefa przejściowej - naciskanie opadających cząsteczek na te, które znajdują się już w niższej strefie. Wiąże się z tym obniżenie szybkości opadania cząsteczek.
III. strefa zagęszczenia - powstaje, kiedy cząstki, które opadły wcześniej w sposób mechaniczny podtrzymują te cząstki, które opadają w drugiej kolejności. Dzieje się tak, ponieważ zawiesina ma już duże stężenie cząsteczek ją tworzących.
Czynnikami wpływające na szybkość procesów sedymentacji są między innymi:
a. dodatkowa, wstępna flokulacja ścieków, która polega na powolnym mieszaniu ścieków. Dzięki łagodnemu mieszaniu w ściekach zwiększa się częstotliwość zderzania się ze sobą pojedynczych cząsteczek zawiesiny. Szybciej niż bez mieszania tworzą się większe kłaczki, które dzięki zwiększonej masie szybciej opadają na dno wyłapujących je instalacji i mogą być szybciej usunięte ze ścieków. Flokulację dzieli się dwa rodzaje. Pierwsza nosi nazwę flokulacji powietrznej, ponieważ ścieki są mieszane poprzez wprowadzenie w nie strumieni powietrza. Z kolei fluktuacja mechaniczna polega na mieszaniu ścieków za pomocą specjalnych mieszaczy. Są nimi mieszadła łopatowe, turbinowe albo śrubowe.
b. dodawanie do ścieków koagulantów - wspomagają one pracę urządzeń stosowanych w oczyszczaniu ścieków. Najczęściej stosuje się sole glinu oraz sole żelaza.
c. dodawanie dodatków w postaci polielektrolitów, które mają za zadanie przyśpieszyć wytarzanie się zawiesinowych kłaczków.
Istnieją czynniki, które znacznie obniżają wydajność procesu sedymentacji. Są to między innymi dodatki w postaci detergentów oraz dodawanych cieczy osadowych. Jeżeli w instalacjach, z których ścieki wpływają do osadników są zbyt duże turbulencje sedymentacja również zostaje w pewnym stopniu zahamowana. Sedymentację utrudniają również niesprzyjające czynniki klimatyczne.
Osady zatrzymane w osadnikach usuwa się za pomocą zgarniaczy i pomp.
13. parametry technologiczne oczyszczania osadem czynnym z nitryfikacją, denitryfikacją i wzmożoną biologiczną defosfatacją
Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego polega na ich napowietrzeniu z charakterystycznym zespołem drobnoustrojów tzw. osadem czynnym oraz na oddzieleniu osadu od oczyszczanych ścieków w osadnikach wtórnych.
Osad czynny bazuje na :
-komorze napowietrzania
-reaktorze zw. wtórnym osadnikiem
-podaż C
-stosunek BZT:N:P = 100:5:1
-utrzymywanie określonych warunków tlenowych w reaktorze (O2)
-osad czynny musi być zawieszony
-niezbędne jest, aby istniała recyrkulacja α, umożliwiająca zawracanie osadu
(0,7 -13%Q)
-odprowadzanie nadmiernego osadu ∆x
-utrzymywanie stałego wieku osadu WO=const
-temperatura
Wiek osadu (najważniejszy parametr, decyduje o efektach) Jest to średni czas przebywania kłaczków osadu czynnego w układzie (wynosi 1 ÷ 40 d). Wiek osadu przyjmuje się zależnie od niezbędnych efektów oczyszczania ścieków. Przyjmując odpowiednio długi wiek osadu oprócz dobrych efektów usuwania związków organicznych można utlenić azot amonowy do azotanów (nitryfikacja). Przyrost osadu zależy do wieku osadu i ładunków zanieczyszczeń w oczyszczonych ściekach.
Czas przetrzymania ścieków w KOCZ[h] –
T=VQh,h
Powinien być dobrany w ten sposób żeby zapewnić optymalny czas do zajścia niezbędnych procesów oczyszczania. Aby czas przetrzymania był optymalny należy przy wyznaczaniu go uwzględnić wiek osadu oraz stężenie ścieków.
Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych [g O2 /g Sm/doba] –
Qł=Qd∙SBZT5Mx=ŁBZT5Mx,gBZT5 /gsm∙d
Określa ilość zanieczyszczeń organicznych (BZT5) doprowadzanych do KOCZ w jednostce czasu (d) na jednostkę masy osadu w komorze (sm).
Uwodnienie osadu -
m0 – masa mokrego osadu,
mS – masa osadu po wysuszeniu w temperaturze 105°C
osady wstępne - uwodnienie w granicach 93-95 %,
osady wtórne 97-99,5 %,
osady chemiczne ze strącania wtórnego 96-99,5 %
Zawartość części organicznych -
mS - masa osadu po wysuszeniu,
mM - masa osadu po spaleniu w temperaturze 550°C
Zawartość części organicznych jest cechą specyficzną danej oczyszczalni i technologii. Orientacyjnie, osad wstępny i wtórny zawierają około 60-80 % SMO. Dla osadu chemicznego z wtórnego strącania wartość ta jest znacznie mniejsza – 10 do 35 %, zależnie od stosowanego koagulantu.
Indeks osadu[ml/gsm,cm3/gsm] - Charakteryzuje zdolność zawiesin osadu czynnego do sedymentacji w osadniku wtórnym.
IO=Vosx,ml/gsm,cm3...
szylontko