ABC oczyszczania ścieków. Zawiesina stop!

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa zobacz pdfa 

Najczęstszym obecnie zadaniem projektowym w dziedzinie oczyszczania ścieków jest rozbudowa lub modernizacja istniejącej oczyszczalni ścieków. Pomijając pojedyncze oczyszczalnie w dużych miastach, prace te dotyczą małych i średnich oczyszczalni, w których wykorzystywane są urządzenia prefabrykowane dobierane przez ich producenta. Warto przypomnieć sobie zasady zastosowania i projektowania różnych typów piaskowników, aby wybór właściwego urządzenia był jak najbardziej świadomy.

Piaskownik, jako element mechanicznej części oczyszczalni, jest wymiarowany w odniesieniu do prognozowanej ilości ścieków. W przypadku złego oszacowania ilości napływających ścieków dobrane urządzenia i zaprojektowane obiekty mogą sprawiać problemy eksploatacyjne omówione w dalszej części artykułu. Podstawowym zadaniem piaskowników jest oddzielanie od ścieków surowych zawiesin mineralnych w procesie sedymentacji. Zawiesiny organiczne będą oddzielane od ścieków w osadniku wstępnym, jeśli takowy jest na oczyszczalni. W przeciwnym przypadku mieszanina oczyszczonych mechanicznie ścieków (wraz z zawiesiną organiczną i substancjami rozpuszczonymi) trafi bezpośrednio do reaktorów biologicznych.

Rozróżnienie rodzajów zawiesin jest konieczne, gdyż zawiesina mineralna, w przeciwieństwie do organicznej, jest w zasadzie niezagniwalna oraz posiada większą prędkość opadania, co jest podstawą do oddzielania jej w piaskownikach. W skład zawiesiny mineralnej wchodzi m.in. piasek, drobne kamienie, pestki, zmielona kawa itp., które umownie nazywamy piaskiem.

W piaskownikach powinny być zatrzymywane ziarna mineralne o średnicy 0,1 do 0,2 mm i większe. By uniknąć sedymentacji zawiesiny organicznej, w piaskowniku powinien panować tzw. ruch burzliwy (turbulentny). Ponieważ na dzień dzisiejszy nie istnieją matematyczne opisy tego ruchu, dające się zastosować w praktyce inżynierskiej, sprawność piaskowników w usuwaniu zawiesin mineralnych wyznaczana jest doświadczalnie. Zazwyczaj wyniki takich badań udostępniane są przez producentów na życzenie projektanta lub zamawiającego. W praktyce oddzielenie czystego piasku jest jednak niemożliwe, dlatego razem z piaskownikami stosowane są płuczki piasku.

Typy piaskowników rozróżniane są przede wszystkim na podstawie rodzaju panującego w nich przepływu. Najbardziej rozpowszechnione są piaskowniki o poniżej wymienionych rodzajach przepływu i ich kombinacje:

* piaskowniki o przepływie poziomym (tzw. poziome),

* piaskowniki o przepływie pionowym (tzw. pionowe),

* piaskowniki o przepływie wirowym (tzw. wirowe),

* piaskowniki napowietrzane, o przepływie poziomo-śrubowym.

Piaskowniki o przepływie poziomym mają konstrukcję w postaci podłużnego koryta o przekroju poprzecznym prostokątnym, trapezowym lub parabolicznym. Na skutek powiększenia przekroju poprzecznego koryta szybkość przepływu maleje, a cięższe od wody ziarna piasku opadają na dno. Piaskowniki takie mogą mieć 1, 2 lub więcej komór. Dodatkowe komory mogą pełnić funkcje awaryjne (np. przy zwiększonym napływie ścieków w czasie pogody deszczowej) lub być wykorzystywane jako komora podstawowa przy pracach remontowych i konserwacyjnych w innych częściach piaskownika. Ważne jest, by ścieki napływające do wielokomorowego piaskownika były równomiernie rozdzielane na jego komory oraz by istniała możliwość odcięcia napływu i odpływu z każdej z tych komór osobno.

Zakładana pozioma prędkość przepływu w piaskowniku o przepływie poziomym powinna wynosić ok. 0,25-0,35 m/s. Konieczne jest spełnienie tego warunku dla różnych przepływów charakterystycznych!

Długość tego typu piaskownika może być obliczana wg dwóch metod:

a) przy uwzględnieniu opadania najmniejszych zatrzymywanych cząstek zawiesin, które mają być zatrzymane w piaskowniku i poziomej prędkości przepływu. Długość piaskownika wyznaczana jest wtedy ze wzoru:

L = 1000 * Hmax * v/u,

Hmax – napełnienie piaskownika dla Qh,max [m],

v – pozioma prędkość przepływu [m/s],

u – prędkość opadania najmniejszych zatrzymywanych cząstek zawiesin [mm/s], zależna od średnicy ziaren.

Wyznaczając tą metodą długość piaskownika dla przykładowej oczyszczalni o przepływie charakterystycznym Qh,max = 1000 m3/h i przy założeniu usuwania cząstek o średnicy ziaren d ≥ 0,1 mm, otrzymujemy dwukomorowy piaskownik o długości ok. 18 m.

b) przy uwzględnieniu czasu zatrzymywania ścieków w piaskowniku, z prostego równania:

L = v·* t,

t – czas zatrzymania ścieków w piaskowniku [s].

Minimalna długość piaskownika obliczanego tą metodą wynosi 18 m, przy standardowo stosowanym czasie przetrzymania równym 60 s i prędkości przepływu równej 0,3 m/s.

Dla utrzymania stałej prędkości przepływu tego typu piaskowniki współpracują na odpływie z urządzeniami do regulacji prędkości przepływu. Najczęściej spotykana jest zwężka Venturiego umieszczona za piaskownikiem.

Zazwyczaj piaskowniki oczyszczane są mechanicznie. Jednym z rozwiązań jest zgarniacz przemieszczający piasek osadzony na dnie komór piaskownika do lejów, skąd usuwany jest za pomocą pompy przystosowanej do pracy z pulpą piaskową. Na większych oczyszczalniach spotykane są pomosty samojezdne wyposażone w pompy odsysające piasek z dna.

W następnej części omówię pozostałe rodzaje piaskowników.

dr inż. Renata Woźniak-Vecchié

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij