Scieki C_fin

Transkrypt

Scieki C_fin

Gospodarka
ospodarka wodnowodno- ściekowa
ciekowa w
przedsię
przedsiębiorstwie
POMCERT
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego,
realizowany pod nadzorem Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości
1
Blok C
Technologie uzdatniania wody i
ścieków oraz zagospodarowanie
osadów ściekowych
Sesja wstępna
POMCERT
2
1
O czym będziemy mówić dzisiaj?
08.30 – 10.00
Moduł I. „Uzdatnianie wody”
10.00 – 10.15
Przerwa
10.15 – 11.15
Moduł II. „Oczyszczanie ścieków, część I”
11.15 – 11.30
Przerwa
11.30 – 12.30
Moduł III. „ Oczyszczanie ścieków, część II”
12.30 – 13.15
Przerwa obiadowa
13.15 – 14.15
Moduł III. c.d./ Moduł IV „Zagospodarowanie osadów ściekowych”
14.15 – 14.30
Przerwa
14.30 – 15.30
Moduł IV. c.d.
15.30 – 16.00
Zakończenie szkolenia.
POMCERT
3
Blok C
osadów ściekowych
Moduł I. „Uzdatnianie wody”
POMCERT
4
2
Ćwiczenie 1
• Uzdatnianie wody do celów kotłowych
POMCERT
5
Wymagany skład wody
wykorzystywanej w przemyśle
• skład fizykochemiczny oraz bakteriologiczny określają
odpowiednie normy branŜowe (są róŜne w zaleŜności od
przeznaczenia wody)
POMCERT
6
3
Wybór sposobu oczyszczania wody
• ZaleŜy od rodzaju substancji, które muszą być usunięte z
wody
• Skład oczyszczonej wody zaleŜy od jej przeznaczenia
POMCERT
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/m3, utlenialność <6g O2/m3)
dla przemysłu włókienniczego
do farbowania
hydrotransport
POMCERT
8
4
Podział procesów oczyszczania wody
• Fizyczne
• Chemiczne
• Biologiczne
POMCERT
9
Procesy oczyszczania wody /1/
•
•
•
•
•
•
Napowietrzanie i odpędzanie gazów (stripping)
Koagulacja
Sedymentacja, flotacja
Filtracja
Usuwanie zawiesin i glonów przy zastosowaniu mikrosit
Wymiana jonowa
POMCERT
10
5
Procesy oczyszczania wody /2/
•
•
•
•
•
•
Chemiczne strącanie
Sorpcja na węglu aktywnym (adsorpcja)
Utlenianie chemiczne
Procesy membranowe
Dezynfekcja
Infiltracja
POMCERT
11
Napowietrzanie i odpędzanie gazów
• Usuwa z wody gazy rozpuszczone (CO2, H2S, CH4 i inne
powodujące smak i zapach) i lotne związki organiczne oraz
zwiększa ilość tlenu, a przez usunięcie CO2 zwiększa
odczyn (pH) wody
• Wprowadzanie do wody tlenu rozpuszczonego stwarza
warunki do hydrolizy i utleniania związków Ŝelaza i
manganu
POMCERT
12
6
Koagulacja
• Stosowana do usuwania z wody cząstek o rozdrobnieniu
koloidalnym (d=10-7-10-5cm)
• 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)
POMCERT
13
Koagulacja
POMCERT
14
7
Stosowane koagulanty
•
•
•
•
Siarczan
Siarczan
Siarczan
Siarczan
glinowy, Al2(SO4)318H2O
glinowo-potasowy, Al2(SO4)3K2SO424H2O
Ŝelazowy, Fe2(SO4)39H2O
Ŝelazawy, FeSO47H2O
• 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!!
POMCERT
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
POMCERT
16
8
Osadniki
• O przepływie poziomym, pionowym i poziomo-pionowym
• Osadniki odśrodkowe
• Osadniki wielostrumieniowe
POMCERT
17
Osadnik o przepływie poziomym
POMCERT
18
9
Osadnik o przepływie pionowym
A
A
POMCERT
19
Flotacja
• Proces wynoszenia
zawiesin hydrofobowych
na powierzchnię fazy
płynnej za pomocą
pęcherzyków gazu
Schemat zjawiska flotacji: 1- frakcja
wyflotowana, 2- zawiesina hydrofobowa, 3pęcherzy gazu
POMCERT
20
10
Komora flotacji
Komora flotacji o
przekroju kołowym
Komora flotacji o
przekroju prostokątnym
POMCERT
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
POMCERT
22
11
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
POMCERT
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)
POMCERT
24
12
Parametry złóŜ filtracyjnych
• Uziarnienie
• Porowatość
POMCERT
25
Filtry powolne
POMCERT
26
13
Skuteczność usuwania bakterii w procesie koagulacji
siarczanem glinowym oraz filtracji przez złoŜe piaskowe
POMCERT
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
POMCERT
28
14
Filtry pośpieszne ciśnieniowe
POMCERT
29
Filtry Haberera
a) filtracja, b) płukanie, c) kondycjonowanie
POMCERT
30
15
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
POMCERT
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
POMCERT
32
16
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
POMCERT
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
POMCERT
34
17
Wymiana jonowa
1/ woda surowa
2/ wymiennik wodorowy słabo
kwaśny
3/ odgazowywacz
4/ doprowadzenie spręŜonego
powietrza
5/ odprowadzenie CO2
6/ odprowadzenie wody
zdekarbonizowanej do celów
ruchowych
7/ wymiennik sodowy
8/ woda zmiękczona
POMCERT
35
Chemiczne strącanie
• Stosowane jest w celu usuwania niektórych jonów z wody
• Polega na wytrącaniu z wody bardzo słabo
rozpuszczalnych związków usuwanych jonów
POMCERT
36
18
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)
POMCERT
37
Proces adsorpcji
• Polega na wiązaniu usuwanych zanieczyszczeń na
powierzchni adsorbenta
• Proces moŜe być nieodwracalny (adsorpcja chemiczna) lub
odwracalny (adsorpcja fizyczna)
POMCERT
38
19
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
POMCERT
39
Rodzaje zanieczyszczeń usuwane w
procesie adsorpcji
•
•
•
•
•
•
•
Rozpuszczalniki aromatyczne
Chlorowane związki aromatyczne
Fenol i chlorofenole
WWA
Pestycydy
Chlorowane niearomatyczne
Węglowodory o duŜej masie cząsteczkowej
POMCERT
40
20
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
POMCERT
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!!!
POMCERT
42
21
Procesy membranowe
•
•
•
•
•
Odwrócona osmoza (OO)
Elektrodializa (ED)
Odwrócona elektrodializa (OED)
Ultrafiltracja(UF)
Nanofiltracja (NF)
POMCERT
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
POMCERT
44
22
Porównanie wielkości substancji separowanych w procesach
membranowych i filtracji konwencjonalnej
POMCERT
45
Przemysłowe
membranowe
procesy
separacyjne
POMCERT
46
23
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
POMCERT
47
Fizyczne metody dezynfekcji wody
• Gotowanie i pasteryzacja wody
• Promieniowanie ultrafioletowe
• Ultradźwięki
POMCERT
48
24
Chemiczne metody dezynfekcji wody
• Chlorowanie (chlor, podchloryn sodowy, dwutlenek chloru,
chloroaminy)
• Ozonowanie
• Dezynfekcja bromem lub jodem
POMCERT
49
Potencjały redox środków
dezynfekujących
Dezynfektant
Normalny potencjał redox, V
Ozon (O3)
2,07
Dwutlenek chloru (ClO2)
1,91
Chlor (Cl2)
1,36
Brom (Br2)
1,09
Jod (J2)
0,54
POMCERT
50
25
Schemat instalacji do chlorowania
POMCERT
51
Schemat instalacji do ozonowania
POMCERT
52
26
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
POMCERT
53
Stacja
uzdatniania
wody pitnej
POMCERT
54
27
Stacja uzdatniania wody do celów
kotłowych
POMCERT
55
Podsumujmy…
• Wybór sposobu oczyszczania wody
• Podstawowe operacje i procesy jednostkowe w
technologiach oczyszczania wody
POMCERT
56
28
Blok C
osadów ściekowych
Moduł II. „ Oczyszczanie ścieków część I”
POMCERT
57
Ćwiczenie 2
• Dobór technologii oczyszczania ścieków
POMCERT
58
29
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)
POMCERT
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
POMCERT
60
30
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
POMCERT
61
Metody oczyszczania ścieków
•
•
•
•
Metody mechaniczne i fizykochemiczne
Metody chemiczne
Dezynfekcja ścieków
Metody biologiczne
POMCERT
62
31
Metody mechaniczne i
fizykochemiczne
•
•
•
•
•
•
Cedzenie (kraty, sita) Filtracja
Procesy membranowe
Sedymentacja
Flotacja
Koalescencja
POMCERT
63
Przykłady zastosowań procesów membranowych
w technologii oczyszczania ścieków
Dziedzina
działalności
Przemysł chemiczny
Przemysł spoŜywczy
Przemysł papierniczy
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
Stosowane techniki
membranowe
RO, NF, UF, MF
RO, NF, UF, MF
RO, NF, UF, MF
Przemysł
petrochemiczny
Oczyszczanie ścieków z węglowodorów
RO, NF, UF, MF
Lakierowanie
Odzysk emulsji lakierniczej poprzez zatęŜanie
popłuczyn, odzysk olejów i smarów z kąpieli
odtłuszczających
MF, UF
POMCERT
64
32
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
POMCERT
65
Koalizer z wkładem lamelowym
1/ ciecz wyflotowana
2/ odpływ cieczy wyflotowanej
3 dopływ ścieków
4/ lamele
5/odpływ ścieków
POMCERT
66
33
Metody chemiczne
•
•
•
•
Koagulacja
Strącanie związków fosforu
Strącanie wapnem
Strącanie metali cięŜkich
POMCERT
67
Charakterystyka koagulantów
Nazwa
koagulantu
Wzór chemiczny
Siarczan glinu
Al2(SO4)318H2O
Chlorek glinu
AlCl3
Glinian sodu
NaAlO2
Forma w której
rozprowadzany
jest produkt
techniczny
proszek, grysik,
bryły
40% roztwór
wodny
40% roztwór
wodny
Aln(OH)mCl3n-m
Fe2(SO4)3
PAC polichlorek
glinowy
PIX siarczan
Ŝelazowy
ALF koagulant
glinowoŜelazowy
Zakres pH,
przy którym
powstaje zol
5,5-7,5
Znak zolu
Zawartość jonów
powstającego glinu (Ŝelaza) w
w środowisku
produkcie
wodnym
handlowym
~8,1%
dodatni
5,5-7,5
dodatni
5,5-7,5
dodatni
roztwór wodny
-
-
40% roztwór
wodny
5,5-7,5
9,0-9,6
dodatni
ujemny
roztwór wodny
-
-
~8,2%
~9,0%
~7,4%
~11,8%
~1,6mol[Al3++Fe3+]
w kg
[Al3+]:[Fe3+]≈4:1
POMCERT
68
34
Flokulacja
• Zjawisko łączenia się cząstek koloidalnych
• Druga faza procesu koagulacji
POMCERT
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
POMCERT
70
35
Strącanie wapnem
• Usuwanie zawiesiny związków organicznych, fosforany,
metale cięŜkie, węglany, siarczany, fluorki
• Wzrost pH powyŜej wartości 10,5 dezaktywuje bakterie i
wirusy
POMCERT
71
Strącanie metali cięŜkich
• Metodą strącania chemicznego lub współstrącania
POMCERT
72
36
Metody biologiczne
• Oczyszczenie ścieków tlenowe
• Oczyszczanie beztlenowe (fermentacja)
POMCERT
73
Proces osadu czynnego
• Wykorzystywane są
metaboliczne reakcje
organizmów, które w
efekcie prowadzą do
usunięcia
zanieczyszczeń
POMCERT
74
37
Proces osadu czynnego
Schemat przebiegu procesu obniŜki BZT5 i przyrostu biomasy
POMCERT
75
Skład osadu
czynnego
•
•
•
•
Bakterie heterotroficzne
Pierwotniaki
NiŜsze tkankowce
Orzęski
Poziomy troficzne w osadzie czynnym
POMCERT
76
38
Oczyszczanie ścieków osadem czynnym
Schematyczne przedstawienie metod oczyszczania ścieków osadem czynnym: Q – ścieki,
Qr – recyrkulacja organizmów, Qn – dzienny przyrost organizmów (osad nadmierny), Qe –
ścieki oczyszczone
POMCERT
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
POMCERT
78
39
ZłoŜa biologiczne
• ZłoŜa tlenowe
• ZłoŜa beztlenowe
POMCERT
79
ZłoŜa biologiczne
a) złoŜa z wypełnieniem stałym, b) złoŜa z elementami ruchomymi
POMCERT
80
40
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
POMCERT
81
Fermentacja ścieków
Fermentacja metanowa
• Do oczyszczania ścieków bogatych w substancje
organiczne (cukrownie, droŜdŜownie,wytwórnie mączki
ziemniaczanej)
POMCERT
82
41
Podsumujmy…
• Cel oczyszczania ścieków
• Metody oczyszczania ścieków
POMCERT
83
Przerwa
11.15 – 11.30
POMCERT
84
42
Blok C
osadów ściekowych
Moduł III. „Oczyszczanie ścieków część II”
POMCERT
85
Ćwiczenie 3
• Procesy jednostkowe podczas oczyszczania wody z myjni
samochodów, oczyszczania ścieków z zakładów
garbarskich oraz mięsnych
POMCERT
86
43
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
POMCERT
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
POMCERT
88
44
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
POMCERT
89
Ćwiczenie 3
POMCERT
90
45
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
POMCERT
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
POMCERT
92
46
Dwustopniowa biologiczna
oczyszczalnia ścieków z
mleczarni Suwalack
1/ część mechaniczna
2/ złoŜa biologiczne
3/ osad czynny
4/ filtry
5/ staw doczyszczający
POMCERT
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
POMCERT
94
47
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
POMCERT
95
Podsumujmy…
• Wybrane technologie oczyszczania ścieków (dobór
procesów jednostkowych w zaleŜności od usuwanych
zanieczyszczeń)
POMCERT
96
48
Przerwa obiadowa
12.30 – 13.15
POMCERT
97
Blok C
osadów ściekowych
Moduł III. „Oczyszczanie ścieków część II”
POMCERT
98
49
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
POMCERT
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
POMCERT
100
50
Osadniki gnilne
• Urządzenie do mechaniczno-biologicznego oczyszczania
ścieków (sedymentacja-flotacja-fermentacja)
• Warunkiem prawidłowego działania jest nieprzekroczenie
jego objętości równej 2-3 dniowemu przepływowi ścieków
POMCERT
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%, BZT5 – 40%
POMCERT
102
51
DrenaŜ rozsączający
• układ podziemnych perforowanych drenów,
wprowadzających ścieki mechanicznie oczyszczone
do gruntu w celu ich dalszego biologicznego doczyszczania
POMCERT
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
POMCERT
104
52
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:
1600 mg/l
ChZT przy odpływie:
70 mg/l
ChZT rozkład:
96 %
BZT 5 przy dopływie:
800 mg/l
BZT 5 przy odpływie:
11 mg/l
BZT 5 rozkład:
99%
NH 4-N przy dopływie:
120 mg/l
NH 4-N przy odpływie:
1,6 mg/l
NH 4-N rozkład:
99%
P ogl przy odpływie:
1 mg/l
Substancje osadzane przy odpływie:
< 0,1 ml/l
POMCERT
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
POMCERT
106
53
Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenaŜem rozsączającym w
przypadku niskiego poziomu wód gruntowych oraz dobrej
przepuszczalności gruntu
POMCERT
107
Przydomowa oczyszczalnia ścieków z drenaŜem rozsączającym w
przypadku wysokiego poziomu wód gruntowych (drenaŜ w nasypie)
POMCERT
108
54
Podsumujmy…
• Oczyszczanie na terenach bez zbiorczych sieci
kanalizacyjnych
• Przydomowe i lokalne oczyszczalnie ścieków
POMCERT
109
Blok C
osadów ściekowych
Moduł IV. „ Zagospodarowanie osadów
ściekowych”
POMCERT
110
55
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.02.134.1140 z dnia 27 sierpnia 2002r)
POMCERT
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
POMCERT
112
56
Sposoby utylizacji osadów
ściekowych
Oczyszczalnie
przydomowe
• Stabilizacja
beztlenowa lub
tlenowa
Oczyszczalnie
lokalne
Oczyszczalnie z
wydzielonym
układem
utylizacji
osadów
ściekowych
• Stabilizacja
beztlenowa lub
tlenowa
• Stabilizacja
• Odwodnienie
• Higienizacja
POMCERT
113
Schemat procesów unieszkodliwiania osadów
ściekowych
POMCERT
114
57
Przykład zagospodarowania osadów z
małych oczyszczalni ściekowych
POMCERT
115
Procesy przeróbki osadów ściekowych ukierunkowane są
zmniejszenie ich objętości oraz ograniczenie ich
szkodliwego wpływu na środowisko!!!
POMCERT
116
58
Przerwa
14.15 – 14.30
POMCERT
117
Zmniejszanie objętości osadów
ściekowych
• Zagęszczanie i kondycjonowanie
• Odwadnianie osadów
• Suszenie osadów
POMCERT
118
59
Zagęszczanie
• Proces oddzielania części wody wolnej od cząstek zawiesin
• Zagęszczone osady charakteryzują się uwodnieniem 8895%
Woda w osadach ściekowych występuje w postaci wody wolnej
(międzycząsteczkowej) oraz wody związanej z cząstkami zawiesin
POMCERT
119
Metody zagęszczania
• Sedymentacja (osadniki wstępne, osadniki wtórne,
zagęszczacze)
• Zagęszczanie flotacyjne
• Zagęszczanie mechaniczne (wirówki, prasy filtracyjnotaśmowe, zagęszczacze bębnowe)
POMCERT
120
60
Kondycjonowanie
• Chemiczna lub fizyczna obróbka osadów ściekowych
prowadząca do poprawy ich zdolności do zagęszczania lub
odwadniania
POMCERT
121
Metody kondycjonowania
• Metody fizyczne (podgrzewanie osadów w temperaturze
177-204°C w rektorze ciśnieniowym przez 15-40 min.)
• Metody chemiczne (dodatek polielektrolitów, koagulantów
mineralnych, wapna, pyłu węglowego)
POMCERT
122
61
Odwadnianie
• Usuwanie z osadów wody wolnej oraz wody związanej
• Uwodnienie osadów ściekowych po odwodnieniu mieści się
w granicach 50-88%
POMCERT
123
Metody odwadniania
• Odwadnianie w warunkach naturalnych (poletka osadowe,
złoŜa gruntowo-roślinne)
• Odwadnianie mechaniczne (workownice, wirówki
sedymentacyjne, prasy filtracyjno-taśmowe)
POMCERT
124
62
Poletko osadowe
1/ warstwa osadu
2/ warstwa piasku
o uziarnieniu 0,322,0 mm
3/ warstwa Ŝwiru o
uziarnieniu 2-10
mm
4/ rura drenaŜowa
5/ tory
POMCERT
125
ZłoŜe gruntowo-roślinne
1/ osad uwodniony
2/ piasek
3/ Ŝwir płukany 2-5
mm
4/ Ŝwir 10-20 mm
5/ kamień polny
30-60mm
6/ rura
wentylacyjna
7/ geomembrana
drenaŜ
POMCERT
126
63
Workownica
1/ panel
rozprowadzania
osadów
2/ worek na
odwodnione
osady z
materiały
hydrofobowego
3/ stelaŜ na
worki
4/ płyta do
odbioru cieczy
osadowej
POMCERT
127
Wirówka sedymentacyjne
1/ osad z
polielektrolitem
2/ osad
odwodniony
3/ odciek
POMCERT
128
64
Prasa filtracyjno-taśmowa
1/ osad z
polielektrolitem
2/ osad
odwodniony
3/ odciek
POMCERT
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
POMCERT
130
65
Ograniczenie szkodliwego wpływu
osadów na środowisko
• Stabilizacja osadów
• Higienizacja osadów
• Detoksykacja osadów
POMCERT
131
Stabilizacja osadów
• Ma na celu usunięcie z osadów związków organicznych
szybko biologicznie rozkładalnych, przyczyniających się do
zagniwania osadów (wydzielanie gazów odorowych)
POMCERT
132
66
Metody stabilizacji
• Stabilizacja beztlenowa (fermentacja metanowa)
• Stabilizacja tlenowa
• Kompostowanie
POMCERT
133
Higienizacja osadów
• Proces usuwania zanieczyszczeń biologicznych
Średnia zawartość bakterii w cm3 osadu
Rodzaj osadu
Surowy
Stabilizowany
beztlenowo
Stabilizowany
tlenowo
psychrofilnych
mezofilnych
przetrwalników
106-107
105-107
104-105
Ilość jaj
helmintów w 1
cm3
<103
~103
~104
~102
<102
~104
~104
~102
<103
POMCERT
134
67
Metody higienizacji
• Dodatek wapna
• Kompostowanie
POMCERT
135
Higienizacja
osadów wapnem
1/ silos na wapno
• Rys. 11.8, str 389 Ł/Sz
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
POMCERT
136
68
Detoksykacja osadów
• Usuwanie zanieczyszczeń niebezpiecznych dla środowiska
(metale cięŜkie, węglowodory aromatyczne, związki
chloroorganiczne,, substancje radioaktywne)
POMCERT
137
Metody detoksykacji
• Ługowanie metali cięzkich
• Spalanie osadów
POMCERT
138
69
Termiczna przeróbka osadów
A
A
A
POMCERT
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)
POMCERT
140
70
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)
POMCERT
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 !
POMCERT
142
71
Wytwarzanie osadów ściekowych i postępowanie
z nimi w krajach zachodniej Europy
POMCERT
143
Podsumujmy…
•
•
•
•
Sposoby utylizacji osadów ściekowych
Zmniejszanie objętości osadów ściekowych
Detoksykacja osadów ściekowych
Rolnicze i przyrodnicze wykorzystanie osadów
ściekowych
POMCERT
144
72
Blok C
osadów ściekowych
Zakończenie szkolenia
POMCERT
145
Ewaluacja bloku C.
POMCERT
146
73

Scieki C_fin

Transkrypt

Podobne dokumenty