Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych

Transkrypt

1 Gospodark ospodarka wodno- ściekow ciekowa w przedsiębiorstwie 1 Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych Sesja wstępna 2 1

2 O czym będziemy mówić dzisiaj? Moduł I. Uzdatnianie wody Przerwa Moduł II. Oczyszczanie ścieków, część I Przerwa Moduł III. Oczyszczanie ścieków, część II Przerwa obiadowa Moduł III. c.d./ Moduł IV Zagospodarowanie osadów ściekowych Przerwa Moduł IV. c.d. Zakończenie szkolenia. 3 Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych Moduł I. Uzdatnianie wody 4 2

3 Ćwiczenie 1 Uzdatnianie wody do celów kotłowych 5 Wymagany skład wody wykorzystywanej w przemyśle skład fizykochemiczny oraz bakteriologiczny określają odpowiednie normy branŝowe (są róŝne w zaleŝności od przeznaczenia wody) 6 3

4 Wybór sposobu oczyszczania wody ZaleŜy od rodzaju substancji, które muszą być usunięte z wody Skład oczyszczonej wody zaleŝy od jej przeznaczenia 7 Przeznaczenie wody Woda do picia i na cele gospodarcze Woda do celów przemysłowych: chłodnicza kotłowa dla przemysłu farmaceutycznego dla przemysłu elektronicznego dla przemysłu papierniczego (barwa <15g Pt/m 3, utlenialność <6g O 2 /m 3 ) dla przemysłu włókienniczego do farbowania hydrotransport 8 4

5 Podział procesów oczyszczania wody Fizyczne Chemiczne Biologiczne 9 Procesy oczyszczania wody /1/ Napowietrzanie i odpędzanie gazów (stripping) Koagulacja Sedymentacja, flotacja Filtracja Usuwanie zawiesin i glonów przy zastosowaniu mikrosit Wymiana jonowa 10 5

6 Procesy oczyszczania wody /2/ Chemiczne strącanie Sorpcja na węglu aktywnym (adsorpcja) Utlenianie chemiczne Procesy membranowe Dezynfekcja Infiltracja 11 Napowietrzanie i odpędzanie gazów Usuwa z wody gazy rozpuszczone (CO 2, H 2 S, CH 4 i inne powodujące smak i zapach) i lotne związki organiczne oraz zwiększa ilość tlenu, a przez usunięcie CO 2 zwiększa odczyn (ph) wody Wprowadzanie do wody tlenu rozpuszczonego stwarza warunki do hydrolizy i utleniania związków Ŝelaza i manganu 12 6

7 Koagulacja Stosowana do usuwania z wody cząstek o rozdrobnieniu koloidalnym (d= cm) Dodatek koagulantów (sole glinu i Ŝelaza) powoduje destabilizację i agregację cząstek koloidalnych zarówno organicznych jak i nieorganicznych, które następnie jako większe aglomeraty mogą być usunięte z wody w procesach sedymentacji/flotacji Łącznie z koloidami usuwane są równieŝ inne zanieczyszczenia (bakterie, jony metali cięŝkich, WWA, pestycydy i inne) 13 Koagulacja 14 7

8 Stosowane koagulanty Siarczan glinowy, Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O Siarczan glinowo-potasowy, Al 2 (SO 4 ) 3 K 2 SO 4 24H 2 O Siarczan Ŝelazowy, Fe 2 (SO 4 ) 3 9H 2 O Siarczan Ŝelazawy, FeSO 4 7H 2 O Związki Ŝelaza są na ogół koagulantami tańszymi niŝ koagulanty glinowe i są mniej wraŝliwe na niskie temperatury. Są skuteczne w szerszym przedziale ph, a powstałe kłaczki są cięŝkie i dobrze sedymentują. Wadą soli Ŝelaza jest ograniczenie w ich stosowaniu do usuwania zanieczyszczeń barwnych mogą z nimi tworzyć barwne i rozpuszczalne w wodzie związki kompleksowe!! 15 Sedymentacja, flotacja Zapewniają usunięcie zawiesin obecnych zarówno w wodzie surowej (nie oczyszczonej) jak i w wodzie po procesie koagulacji lub strącaniu chemicznym W procesie sedymentacji usuwane są zawiesiny mające cięŝar właściwy większy niŝ woda W procesie flotacji moŝliwe jest usunięcie z wody cząsteczek o cięŝarze mniejszym niŝ ma woda 16 8

9 Osadniki O przepływie poziomym, pionowym i poziomo-pionowym Osadniki odśrodkowe Osadniki wielostrumieniowe 17 Osadnik o przepływie poziomym 18 9

10 Osadnik o przepływie pionowym A A 19 Flotacja Proces wynoszenia zawiesin hydrofobowych na powierzchnię fazy płynnej za pomocą pęcherzyków gazu Schemat zjawiska flotacji: 1- frakcja wyflotowana, 2- zawiesina hydrofobowa, 3- pęcherzy gazu 20 10

11 Komora flotacji Komora flotacji o przekroju kołowym Komora flotacji o przekroju prostokątnym 21 Filtracja Usuwa zawiesiny i zasocjowane z nimi zanieczyszczenia (o średnicy > 0,1µm) WyróŜnia się filtrację powolną i pośpieszną Filtracja pośpieszna jest najczęściej stosowana po wcześniejszych procesach oczyszczania wody Skuteczność filtracji powolnej jest sumą efektów uzyskiwanych podczas filtracji pośpiesznej oraz procesów biochemicznych zachodzących z udziałem bakterii saprofitycznych zasiedlających złoŝe filtrów powolnych 22 11

12 Rodzaje filtrów (ze względu na warunki pracy oraz rodzaj złoŝa filtracyjnego) Grawitacyjne i ciśnieniowe Powolne i pośpieszne Jedno- i wielowarstwowe Otwarte i zamknięte Ze złoŝem niskim i wysokim 23 ZłoŜa filtracyjne Piasek kwarcowy Węgiel antracytowy Granulowany węgiel aktywny (GAC) Materiały spiekane (keramzyt) Materiały kruszone (granit) Tworzywa sztuczne Minerały naturalne (grys marmurowy, praŝony dolomit) 24 12

13 Parametry złóŝ filtracyjnych Uziarnienie Porowatość 25 Filtry powolne 26 13

14 Skuteczność usuwania bakterii w procesie koagulacji siarczanem glinowym oraz filtracji przez złoŝe piaskowe 27 Filtry pośpieszne grawitacyjne 1/ koryto popłuczyn 2/ warstwa wody 1-1,5 m 3/ złoŝe filtracyjne 0,7-1,5 m 4/ warstwa podtrzymująca 0,3-0,45, 5/ drenaŝ 6/ przestrzeń międzydenna 7/ regulator prędkości, rurociagi 8/ woda oczyszczona 9/ popłuczyny 10/ powietrze do płukania 11/ woda do płukania 12/ filtrat 13/ pierwszy filtrat 28 14

15 Filtry pośpieszne ciśnieniowe 29 Filtry Haberera a) filtracja, b) płukanie, c) kondycjonowanie 30 15

16 Usuwanie zawiesin i glonów przy zastosowaniu mikrosit Wstępny proces w układach oczyszczania wód powierzchniowych ujmowanych ze zbiorników zeutrofizowanych Eliminuje mikroorganizmy oraz zawiesiny organiczne i nieorganiczne 31 Wymiana jonowa Stosowana do usuwania z wody substancji rozpuszczonych W zaleŝności od rodzaju Ŝywic jonowyniennych, wymieniane są kationy lub aniony na jony ruchliwe grup funkcyjnych jonitów Wymianę kationów zapewniają KATIONITY, a wymianę anionów ANIONITY Zastosowanie odpowiedniego układu kationitów i anionitów zapewnia DEMINERALIZACJĘ 32 16

17 Istota wymiany jonowej Podczas wymiany jonowej obecne w wodzie jony i cząsteczki posiadające określony ładunek wiązane są przez jonit, oddający jednocześnie do roztworu jony nieszkodliwe, najczęściej OH -, H +, Na + i Cl - 33 Zastosowanie wymiany jonowej Do oczyszczania wód przemysłowych (stosowanych w energetyce), wód chłodniczych Do uzdatniania wody pitnej Zmiękczanie Demineralizacja i odsalanie Usuwanie fosforanów i azotanów Usuwanie azotu amonowego, metali i radionuklidów Usuwanie zanieczyszczeń organicznych 34 17

18 Wymiana jonowa 1/ woda surowa 2/ wymiennik wodorowy słabo kwaśny 3/ odgazowywacz 4/ doprowadzenie spręŝonego powietrza 5/ odprowadzenie CO 2 6/ odprowadzenie wody zdekarbonizowanej do celów ruchowych 7/ wymiennik sodowy 8/ woda zmiękczona 35 Chemiczne strącanie Stosowane jest w celu usuwania niektórych jonów z wody Polega na wytrącaniu z wody bardzo słabo rozpuszczalnych związków usuwanych jonów 36 18

19 Adsorpcja SłuŜy głównie do usuwania rozpuszczonych związków organicznych (najczęściej refrakcyjnych, które nawet w śladowej ilości mogą stanowić zagroŝenie dla zdrowia ludności Adsorpcję stosuje się z uwagi na poziom zanieczyszczeń wód (głównie powierzchniowych) syntetycznymi związkami organicznymi, które w niewystarczającym stopniu są usuwane w procesach koagulacji, sedymentacji i filtracji Zastosowanie adsorpcji po procesie chemicznego utleniania lub dezynfekcji, pozwala na zmniejszenie stęŝenia zanieczyszczeń wtórnych (np. THM) 37 Proces adsorpcji Polega na wiązaniu usuwanych zanieczyszczeń na powierzchni adsorbenta Proces moŝe być nieodwracalny (adsorpcja chemiczna) lub odwracalny (adsorpcja fizyczna) 38 19

20 Stosowane adsorbenty Ziarnisty węgiel aktywny Granulowany węgiel aktywny (Z/GWA) Pylisty węgiel aktywny (PWA) Cechy adsorbentów: pojemność adsorpcyjna, wielkość powierzchni właściwej, wielkość porów, chemiczna natura powierzchni, uziarnienie 39 Rodzaje zanieczyszczeń usuwane w procesie adsorpcji Rozpuszczalniki aromatyczne Chlorowane związki aromatyczne Fenol i chlorofenole WWA Pestycydy Chlorowane niearomatyczne Węglowodory o duŝej masie cząsteczkowej 40 20

21 Utlenianie chemiczne Usuwanie związków barwnych oraz powodujących smak i zapach wody Utlenianie organicznych związków refrakcyjnych i innych, trudnych do usunięcia w pozostałych procesach jednostkowych Utlenianie jonów Fe(II), Mn(II), siarkowodoru oraz siarczków Dezynfekcja i niszczenie mikroorganizmów Wspomaganie koagulacji 41 Stosowane utleniacze Chlor Dwutlenek chloru Ozon Nadmanganian potasowy Nadtlenek wodoru Zastosowanie utleniania chemicznego jest celowe tylko wówczas, jeŝeli nie prowadzi do produktów bardziej szkodliwych niŝ substraty utleniania!!! 42 21

22 Procesy membranowe Odwrócona osmoza (OO) Elektrodializa (ED) Odwrócona elektrodializa (OED) Ultrafiltracja(UF) Nanofiltracja (NF) 43 Procesy membranowe Pozwalają na separacje zanieczyszczeń na poziomie molekularnym lub jonowym Stosowane głównie do odsalania oraz w technikach specjalnych np. do produkcji wody superczystej UF i NF wykorzystywane do usuwania związków barwnych, prekursorów THM oraz wirusów i bakterii Wymagane jest wstępne oczyszczanie wody celem usunięcia zawiesin, koloidów oraz tych domieszek rozpuszczalnych, które w wyniku zagęszczania mogą powodować zatykanie porów membran 44 22

23 Porównanie wielkości substancji separowanych w procesach membranowych i filtracji konwencjonalnej 45 Przemysłowe membranowe procesy separacyjne 46 23

24 Dezynfekcja Celem dezynfekcji jest zniszczenie Ŝywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych oraz zabezpieczenie wody przed wtórnym rozwojem organizmów Ŝywych, głownie bakterii Dezynfekcja jest najczęściej stosowana na końcu układu oczyszczania 47 Fizyczne metody dezynfekcji wody Gotowanie i pasteryzacja wody Promieniowanie ultrafioletowe Ultradźwięki 48 24

25 Chemiczne metody dezynfekcji wody Chlorowanie (chlor, podchloryn sodowy, dwutlenek chloru, chloroaminy) Ozonowanie Dezynfekcja bromem lub jodem 49 Potencjały redox środków dezynfekujących Dezynfektant Ozon (O 3 ) Dwutlenek chloru (ClO 2 ) Chlor (Cl 2 ) Brom (Br 2 ) Jod (J 2 ) Normalny potencjał redox, V 2,07 1,91 1,36 1,09 0,

26 Schemat instalacji do chlorowania 51 Schemat instalacji do ozonowania 52 26

27 Porównanie metod dezynfekcji A/ średnia przy dezynfekcji pozostałych chlorem wolny, słaba dla dezynfekcji chloraminami B/ mniejsze ilości ubocznych produktów dezynfekcji powstają przy stosowaniu chloroamin C/znaczenie zdrowotne produktów dezynfekcji nie jest jak dotąd wystarczająco określone 53 Stacja uzdatniania wody pitnej 54 27

28 Stacja uzdatniania wody do celów kotłowych 55 Podsumujmy Wybór sposobu oczyszczania wody Podstawowe operacje i procesy jednostkowe w technologiach oczyszczania wody 56 28

29 Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych Moduł II. Oczyszczanie ścieków część I 57 Ćwiczenie 2 Dobór technologii oczyszczania ścieków 58 29

30 Rodzaje ścieków Ścieki bytowo-gospodarcze Ścieki przemysłowe: Ścieki rafineryjno-petrochemiczne Ścieki z przemysłu chemicznego Ścieki z zakładów celulozo-papierniczych Ścieki z przemysłu spoŝywczego (cukrownie, mleczarnie, krochmalnie, rzeźnie i zakłady przetwórstwa mięsnego, zakłady przemysłu tłuszczowego, browary, gorzelnie) Ścieki z galwanizerni Ścieki z przemysłu paliwowo-energetycznego (koksownie, gazownie, elektrownie, elektrociepłownie) 59 Cel oczyszczania ścieków Ścieki przed wprowadzeniem do środowiska muszą być pozbawione zanieczyszczeń wpływających negatywnie na ekosystem wód naturalnych lub grunt Celem oczyszczania ścieków jest usunięcie z nich zanieczyszczeń takich jak: zawiesiny łatwo opadające i koloidalne, związki organiczne, azot amonowy, związki biogenne, związki refrakcyjne oraz drobnoustroje patogenne 60 30

31 Oczyszczalnia ścieków zespół urządzeń słuŝący do usuwania ze ścieków substancji w nich rozpuszczonych, koloidów i zawiesin. Oczyszczalnie dzielimy na: biologiczne - oczyszczanie odbywa się na drodze procesów biochemicznych hydrobotaniczne - oczyszczalnia ścieków wykorzystująca rośliny pływające (np. rzęsę wodną) lub zakorzenione (np. trzcinę lub pałkę wodną) do oczyszczania ścieków; układów tych nie stosuje się do duŝych ilości ścieków ze względu na duŝe jednostkowe zapotrzebowanie powierzchni. chemiczne - oczyszczanie ścieków zachodzi w wyniku procesów chemicznych mechaniczne - oczyszczalnia, w której oczyszczanie ścieków zachodzi jedynie w wyniku procesów fizycznych, takich jak cedzenie czy sedymentacja; często nazywana oczyszczalnią wstępną 61 Metody oczyszczania ścieków Metody mechaniczne i fizykochemiczne Metody chemiczne Dezynfekcja ścieków Metody biologiczne 62 31

32 Metody mechaniczne i fizykochemiczne Cedzenie (kraty, sita) - Filtracja Procesy membranowe Sedymentacja Flotacja Koalescencja 63 Przykłady zastosowań procesów membranowych w technologii oczyszczania ścieków Dziedzina działalności Przemysł chemiczny Przemysł spoŝywczy Przemysł papierniczy Przemysł petrochemiczny Lakierowanie Cel prowadzenie procesów membranowych Usuwanie i zatęŝanie składników organicznych w roztworach wodnych, odzysk substancji myjących, rozdzielanie emulsji, odzysk i zatęŝanie polimerów, oczyszczanie i zatęŝanie kwasów, oczyszczanie gliceryny Odzysk białek z odpadów mięsnych, odzysk białka z soku ziemniaczanego, utylizacja serwatki Odzysk odczynników: pigmentów, odczynników chelatujących, emulgatorów, lateksu, środków odpieniających, neutralizacja ścieków Oczyszczanie ścieków z węglowodorów Odzysk emulsji lakierniczej poprzez zatęŝanie popłuczyn, odzysk olejów i smarów z kąpieli odtłuszczających Stosowane techniki membranowe RO, NF, UF, MF RO, NF, UF, MF RO, NF, UF, MF RO, NF, UF, MF MF, UF 64 32

33 Koalescencja Jest to proces łączenia małych kropelek cieczy nierozpuszczalnych w ściekach (wodzie), występujących w stanie zdyspergowanym, w krople o duŝej objętości Proces koalescencji zachodzi na powierzchni ciał stałych, które są lepiej zwilŝane przez cząstki cieczy zemulgowanej niŝ przez wodę 65 Koalizer z wkładem lamelowym 1/ ciecz wyflotowana 2/ odpływ cieczy wyflotowanej 3 dopływ ścieków 4/ lamele 5/odpływ ścieków 66 33

34 Metody chemiczne Koagulacja Strącanie związków fosforu Strącanie wapnem Strącanie metali cięŝkich 67 Nazwa koagulantu Siarczan glinu Charakterystyka koagulantów Wzór chemiczny Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O Chlorek glinu AlCl 3 Glinian sodu NaAlO 2 PAC polichlorek glinowy PIX siarczan Ŝelazowy ALF koagulant glinowo- Ŝelazowy Forma w której rozprowadzany jest produkt techniczny proszek, grysik, bryły 40% roztwór wodny 40% roztwór wodny Zakres ph, przy którym powstaje zol Znak zolu powstającego w środowisku wodnym 5,5-7,5 dodatni 5,5-7,5 dodatni 5,5-7,5 dodatni Al n (OH) m Cl 3n-m roztwór wodny - - Fe 2 (SO 4 ) 3 40% roztwór wodny 5,5-7,5 9,0-9,6 dodatni ujemny roztwór wodny - - Zawartość jonów glinu (Ŝelaza) w produkcie handlowym ~8,1% ~8,2% ~9,0% ~7,4% ~11,8% ~1,6mol[Al 3+ +Fe 3+ ] w kg [Al 3+ ]:[Fe 3+ ] 4:

35 Flokulacja Zjawisko łączenia się cząstek koloidalnych Druga faza procesu koagulacji 69 Chemiczne strącanie związków fosforu Fosfor w ściekach występuje ortofosforanów, polifosforanów i fosforu organicznego Do strącania związków fosforu stosowane są sole glinu, Ŝelaza lub wodorotlenku wapnia Przy dodawaniu do ścieków koagulantów mineralnych zawierających jony Ŝelaza i glinu, równolegle z procesem koagulacji, wytrącają się nierozpuszczalne ortofosforany Ŝelaza i glinu 70 35

36 Strącanie wapnem Usuwanie zawiesiny związków organicznych, fosforany, metale cięŝkie, węglany, siarczany, fluorki Wzrost ph powyŝej wartości 10,5 dezaktywuje bakterie i wirusy 71 Strącanie metali cięŝkich Metodą strącania chemicznego lub współstrącania 72 36

37 Metody biologiczne Oczyszczenie ścieków tlenowe Oczyszczanie beztlenowe (fermentacja) 73 Proces osadu czynnego Wykorzystywane są metaboliczne reakcje organizmów, które w efekcie prowadzą do usunięcia zanieczyszczeń 74 37

38 Proces osadu czynnego Schemat przebiegu procesu obniŝki BZT 5 i przyrostu biomasy 75 Skład osadu czynnego Bakterie heterotroficzne Pierwotniaki NiŜsze tkankowce Orzęski Poziomy troficzne w osadzie czynnym 76 38

39 Oczyszczanie ścieków osadem czynnym Schematyczne przedstawienie metod oczyszczania ścieków osadem czynnym: Q ścieki, Q r recyrkulacja organizmów, Q n dzienny przyrost organizmów (osad nadmierny), Q e ścieki oczyszczone 77 Sposoby oczyszczania metodą osadu czynnego Oczyszczanie ścieków z nitryfikacją Oczyszczanie ścieków z nitryfikacją i denitryfikacją Oczyszczanie ścieków z nitryfikacją, denitryfikacją i biologiczną defosfatacją Oczyszczanie ścieków z biologiczno-chemiczną defosfatacją Oczyszczanie ścieków ze strącaniem fosforu ze strumienia osadowego NITRYFIKACJA utlenianie azotu amonowego do azotu azotanowego DENITRYFIKACJA biochemiczna redukcja azotynów i azotanów do azotu gazowego 78 39

40 ZłoŜa biologiczne ZłoŜa tlenowe ZłoŜa beztlenowe 79 ZłoŜa biologiczne a) złoŝa z wypełnieniem stałym, b) złoŝa z elementami ruchomymi 80 40

41 Dwustopniowy układ biologicznego oczyszczania z zastosowaniem osadu czynnego i złoŝa biologicznego nitryfikującego 1/ krata, 2/ piaskownik, 3/ osad czynny denitryfikujące, 4/ osadnik pośredni, 5/ złoŝe nitryfikujące, 6/ osadnik wtórny, 7/ osad nadmierny 81 Fermentacja ścieków Fermentacja metanowa Do oczyszczania ścieków bogatych w substancje organiczne (cukrownie, droŝdŝownie,wytwórnie mączki ziemniaczanej) 82 41

42 Podsumujmy Cel oczyszczania ścieków Metody oczyszczania ścieków 83 Przerwa

43 Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych Moduł III. Oczyszczanie ścieków część II 85 Ćwiczenie 3 Procesy jednostkowe podczas oczyszczania wody z myjni samochodów, oczyszczania ścieków z zakładów garbarskich oraz mięsnych 86 43

44 Obieg zamknięty wody z mycia samochodów osobowych a) zespół urządzeń myjni b) zespół urządzeń do oczyszczania wody obiegowej 1/ myjnia 2/ osadnik 3/ zbiornik utleniania zanieczyszczeń ozonem 4/ separator koalescencyjny 5/ zbiornik magazynowy ścieków do obiegu 6/ filtr do ścieków deszczowych 7/zbiornik ścieków deszczowych 8/ wytwarzanie ozonu 87 Oczyszczanie ścieków z zakładów garbarskich we Włodawie 1/ kraty 2/ studzienka zbiorcza 3/ pompy 4/ zbiorniki wyrównawcze 5/ pompownia 6/ komora reakcji 7/ osadnik 8/ pomiar przepływu 9/ pompownia osadu 10/ zagęszczacz osadu 11/ zbiornik filtratu 13/ pompownia 14/ studzienka 15-18/ dawkowanie chemikaliów 88 44

45 Schemat oczyszczania ścieków z Zakładów Mięsnych w Przyłękach 1/ krata 2/ piaskownik 3/ komora osadu czynnego I stopnia 4/ osadnik wtórny I stopnia 5/ komora osadu II stopnia 6/ osadnik wtórny II stopnia 7/ staw biologiczny 8/ poletko osadowe 9/ komora regeneracji osadu 10/ studzienki 89 Ćwiczenie

46 Obieg zamknięty oczyszczania wody z myjni samochodów osobowych 1/ powrót wody oczyszczonej do myjni 2/ regulator ciśnienia wody 3 rozdzielacz 4/ flokulator 5/ zbiornik oleju 6/ pompa 7/zbiornik magazynowy 8/ separator grawitacyjny 9/ pompa 10/ przewód recyrkulatu 11/ zgarniacz oleju 12/ agregat myjący 91 Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków z zakładów Morliny 1/ zbiornik magazynowy 2/ piaskownik 3/ zbiornik wyrównawczy 4/ dawkowanie chemikaliów 5/ osadnik z komora flokulacji 6/ komora osadu czynnego 7/ osadnik wtórny 8/ zagęszczacz osadu 9/ komory fermentacji 10/ poletka osadowe 92 46

47 Dwustopniowa biologiczna oczyszczalnia ścieków z mleczarni Suwalack 1/ część mechaniczna 2/ złoŝa biologiczne 3/ osad czynny 4/ filtry 5/ staw doczyszczający 93 Schemat oczyszczalni ścieków z mleczarni w Bielsku Podlaskim 1/ pompownia 2/ piaskownik 3/ komora wstępnego napowietrzania 4/ komory napowietrzania z osadem czynnym 5/ osadniki wtórne 6/ komory regeneracji osadu 7/ poletka osadowe 94 47

48 Beztlenowo-tlenowa oczyszczalnia ścieków z cukrowni 1/ otwarte baseny fermentacji, 2/ komora wstępnego napowietrzania, 3/ komora osadu czynnego I stopnia, 4/ komora osadu czynnego II stopnia, 5/ osadnik wtórny 95 Podsumujmy Wybrane technologie oczyszczania ścieków (dobór procesów jednostkowych w zaleŝności od usuwanych zanieczyszczeń) 96 48

49 Przerwa obiadowa Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych Moduł III. Oczyszczanie ścieków część II 98 49

50 Przydomowe i lokalne oczyszczalnie ścieków Przydomowymi (zagrodowymi) oczyszczalniami ścieków moŝna nazwać te oczyszczalnie, które przyjmują ścieki z jednego lub kilku domostw (jeŝeli dopływ ścieków odbywa się przewodami o charakterze przykanalików) lub z małego zakładu produkcyjnego (np. rzemieślniczego) względnie z zakładu uŝyteczności publicznej) Lokalnymi moŝna nazwać oczyszczalnie obejmujące swym zakresem cześć wsi lub małą wieś 99 Oczyszczanie na obszarach bez zbiorczych sieci kanalizacyjnych Osadniki gnilne Osadniki Imhoffa DrenaŜ rozsączający Filtry piaskowe Oczyszczanie gruntowo-roślinne Stawy ściekowe ZłoŜa biologiczne Oczyszczanie osadem czynnym

51 Osadniki gnilne Urządzenie do mechaniczno-biologicznego oczyszczania ścieków (sedymentacja-flotacja-fermentacja) Warunkiem prawidłowego działania jest nieprzekroczenie jego objętości równej 2-3 dniowemu przepływowi ścieków 101 Osadniki Imhoffa dwupoziomowy, zazwyczaj betonowy zbiornik, składający się z dwóch zespolonych i połączonych ze sobą komór: górnej sedymentacyjnej (przepływowej) oraz dolnej (fermentacyjnej) Redukcja zawiesin - 60%, BZT 5 40%

52 DrenaŜ rozsączający układ podziemnych perforowanych drenów, wprowadzających ścieki mechanicznie oczyszczone do gruntu w celu ich dalszego biologicznego doczyszczania 103 Reaktor typu SBR Proces SBR (Seguenncing Batch Reactor- wsadowy reaktor sekwencyjny) Urządzenie składa się w zasadzie z dwóch stopni: zbiornika osadu wstępnego z buforowaniem oraz zbiornika osadu czynnego z procesem spiętrzania (reaktor SBR) Zbiornik osadu czynnego w procesie spiętrzania poprzedzony jest zbiornikiem spełniającym następujące funkcje: składowanie osadów pierwotnych i wtórnych, zatrzymanie substancji pływających i osiadających, buforowanie dopływającej wody

53 Symulacja pracy oczyszczalni dla pojedynczych obiektów w Alpach( schroniska alpejskie) czyszczalnia została napełniona ładunkiem ścieków dla 10 mieszkańców oraz ładunkiem hydraulicznym dla 5 mieszkańców Wyniki prób pobranych po 4 tygodniach od momentu zaszczepienia oczyszczalni: ChZT przy dopływie: ChZT przy odpływie: 1600 mg/l 70 mg/l ChZT rozkład: 96 % BZT 5 przy dopływie: BZT 5 przy odpływie: 800 mg/l 11 mg/l BZT 5 rozkład: 99% NH 4-N przy dopływie: NH 4-N przy odpływie: 120 mg/l 1,6 mg/l NH 4-N rozkład: 99% P ogl przy odpływie: Substancje osadzane przy odpływie: 1 mg/l < 0,1 ml/l 105 Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenaŝem rozsączającym I etap oczyszczania beztlenowy odbywa się w osadniku wstępnym w którym zachodzą procesy sedymentacji i flotacji zanieczyszczeń zawartych w ściekach oraz fermentacji osadu. Osad gromadzący się na dnie zbiornika naleŝy wybierać przy pomocy wozu asenizacyjnego II etap oczyszczania - tlenowy w którym ścieki wstępnie oczyszczone trafiają poprzez układ perforowanych drenów do gruntu gdzie są oczyszczane w wyniku zachodzących procesów fizycznych, biologicznych i chemicznych

54 Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenaŝem rozsączającym w przypadku niskiego poziomu wód gruntowych oraz dobrej przepuszczalności gruntu 107 Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenaŝem rozsączającym w przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych (drenaŝ w nasypie)

55 Podsumujmy Oczyszczanie na terenach bez zbiorczych sieci kanalizacyjnych Przydomowe i lokalne oczyszczalnie ścieków 109 Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych Moduł IV. Zagospodarowanie osadów ściekowych

56 Ćwiczenie 4 Jakie warunki muszą być spełnione przy wykorzystywaniu komunalnych osadów ściekowych Dawki komunalnych osadów ściekowych, które moŝna stosować w gruntach Zastosowanie osadów ściekowych w rolnictwie - ograniczenia praca z tekstem Rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz.U z dnia 27 sierpnia 2002r) 111 Osady ściekowe Osady surowe Osad wstępny Osad wtórny (osad nadmierny) Osad mieszany Osady biologicznie ustabilizowane Stabilizacja osadów ma na celu zmniejszenie ilości materii organicznej podatnej na biologiczny rozkład

57 Sposoby utylizacji osadów ściekowych Oczyszczalnie przydomowe Stabilizacja beztlenowa lub tlenowa Oczyszczalnie lokalne Stabilizacja beztlenowa lub tlenowa Oczyszczalnie z wydzielonym układem utylizacji osadów ściekowych Stabilizacja Odwodnienie Higienizacja 113 Schemat procesów unieszkodliwiania osadów ściekowych

58 Przykład zagospodarowania osadów z małych oczyszczalni ściekowych 115 Procesy przeróbki osadów ściekowych ukierunkowane są zmniejszenie ich objętości oraz ograniczenie ich szkodliwego wpływu na środowisko!!!

59 Przerwa Zmniejszanie objętości osadów ściekowych Zagęszczanie i kondycjonowanie Odwadnianie osadów Suszenie osadów

60 Zagęszczanie Proces oddzielania części wody wolnej od cząstek zawiesin Zagęszczone osady charakteryzują się uwodnieniem 88-95% Woda w osadach ściekowych występuje w postaci wody wolnej (międzycząsteczkowej) oraz wody związanej z cząstkami zawiesin 119 Metody zagęszczania Sedymentacja (osadniki wstępne, osadniki wtórne, zagęszczacze) Zagęszczanie flotacyjne Zagęszczanie mechaniczne (wirówki, prasy filtracyjnotaśmowe, zagęszczacze bębnowe)

61 Kondycjonowanie Chemiczna lub fizyczna obróbka osadów ściekowych prowadząca do poprawy ich zdolności do zagęszczania lub odwadniania 121 Metody kondycjonowania Metody fizyczne (podgrzewanie osadów w temperaturze C w rektorze ciśnieniowym przez min.) Metody chemiczne (dodatek polielektrolitów, koagulantów mineralnych, wapna, pyłu węglowego)

62 Odwadnianie Usuwanie z osadów wody wolnej oraz wody związanej Uwodnienie osadów ściekowych po odwodnieniu mieści się w granicach 50-88% 123 Metody odwadniania Odwadnianie w warunkach naturalnych (poletka osadowe, złoŝa gruntowo-roślinne) Odwadnianie mechaniczne (workownice, wirówki sedymentacyjne, prasy filtracyjno-taśmowe)

63 Poletko osadowe 1/ warstwa osadu 2/ warstwa piasku o uziarnieniu 0,32-2,0 mm 3/ warstwa Ŝwiru o uziarnieniu 2-10 mm 4/ rura drenaŝowa 5/ tory 125 ZłoŜe gruntowo-roślinne 1/ osad uwodniony 2/ piasek 3/ Ŝwir płukany 2-5 mm 4/ Ŝwir mm 5/ kamień polny 30-60mm 6/ rura wentylacyjna 7/ geomembrana drenaŝ

64 Workownica 1/ panel rozprowadzania osadów 2/ worek na odwodnione osady z materiały hydrofobowego 3/ stelaŝ na worki 4/ płyta do odbioru cieczy osadowej 127 Wirówka sedymentacyjne 1/ osad z polielektrolitem 2/ osad odwodniony 3/ odciek

65 Prasa filtracyjno-taśmowa 1/ osad z polielektrolitem 2/ osad odwodniony 3/ odciek 129 Suszenie osadów ObniŜanie wilgotności poniŝej 40% wymaga suszenia termicznego!!! Woda wolna oraz związana usuwana jest w procesie Suszenie osadów jest procesem bardzo energochłonnym Podstawowy zabieg przygotowujący osady do spalenia Suszenie prowadzi się w suszarkach rozpyłowych lub obrotowych

66 Ograniczenie szkodliwego wpływu osadów na środowisko Stabilizacja osadów Higienizacja osadów Detoksykacja osadów 131 Stabilizacja osadów Ma na celu usunięcie z osadów związków organicznych szybko biologicznie rozkładalnych, przyczyniających się do zagniwania osadów (wydzielanie gazów odorowych)

67 Metody stabilizacji Stabilizacja beztlenowa (fermentacja metanowa) Stabilizacja tlenowa Kompostowanie 133 Higienizacja osadów Proces usuwania zanieczyszczeń biologicznych Średnia zawartość bakterii w cm 3 osadu Ilość jaj Rodzaj osadu helmintów w 1 psychrofilnych mezofilnych przetrwalników cm 3 Surowy <10 3 Stabilizowany beztlenowo ~10 3 ~10 4 ~10 2 <10 2 Stabilizowany tlenowo ~10 4 ~10 4 ~10 2 <

68 Metody higienizacji Dodatek wapna Kompostowanie 135 Higienizacja osadów wapnem Rys. 11.8, str 389 Ł/Sz 1/ silos na wapno 2/ podajnik na wapno 3/ dozownik wapna 4/ przenośnik PS-120 5/ mieszacz osadów 6/ przenośnik ślimakowy doprowadzający osad z prasy lub wirówki do mieszacza 7/ przenośnik ślimakowy przekazujący mieszaninę z mieszacza do przenośnika taśmowego lub ślimakowego 8/ przenośnik taśmowy 9/ sterowanie automatyczne

69 Detoksykacja osadów Usuwanie zanieczyszczeń niebezpiecznych dla środowiska (metale cięŝkie, węglowodory aromatyczne, związki chloroorganiczne,, substancje radioaktywne) 137 Metody detoksykacji Ługowanie metali cięzkich Spalanie osadów

70 Termiczna przeróbka osadów A A A 139 Ćwiczenie 5 Wykorzystanie osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe 1/? 2/? 3/? 4/? 5/? Warunki jakie musza być spełnione przy wykorzystywaniu osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów naturalnych i Leśnictwa z dnia 11 sierpnia 1999 (Dz.U. Nr 72, poz. 813)

71 Wykorzystanie osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe 1/ wprowadzanie na grunty do rekultywacji na cele rolnicze i nierolnicze 2/ stosowanie w rolnictwie 3/ wprowadzanie wraz z nasionami roślin na powierzchnie naraŝone na erozję, w szczególności na skarpy składowisk odpadów, wykopów i nasypów ziemnych, na składowiska odpadów pylących, do roślinnego utrwalanie powierzchni gruntów 4/ stosowanie do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu 5/ kompostowanie osadów ściekowych Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów naturalnych i Leśnictwa z dnia 11 sierpnia 1999 (Dz.U. Nr 72, poz. 813) 141 Warunki jakie musza być spełnione przy wykorzystywaniu osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe Pochodzenie osadów! Rodzaj i częstotliwość badań! Zawartość bakterii i jaj pasoŝytów! Zawartość metali cięŝkich!

72 Wytwarzanie osadów ściekowych i postępowanie z nimi w krajach zachodniej Europy 143 Podsumujmy Sposoby utylizacji osadów ściekowych Zmniejszanie objętości osadów ściekowych Detoksykacja osadów ściekowych Rolnicze i przyrodnicze wykorzystanie osadów ściekowych

73 Blok C Technologie uzdatniania wody i ścieków oraz zagospodarowanie osadów ściekowych Zakończenie szkolenia 145 Ewaluacja bloku C