Osadniki wstępne i wtórne

Osadniki wielostrumieniowe

Cel stosowania osadników i ich podział podział

Fot. Osadniki radialne.

Ścieki po przejściu przez piaskownik zostają pozbawione zanieczyszczeń łatwo opadających takich jak piasek i żwir, ale zawierają w dalszym ciągu zanieczyszczenia organiczne rozpuszczone, koloidalne i zawiesinę, a także tłuszcze. Do częściowego usunięcia tych zanieczyszczeń stosowane są tzw. osadniki wstępne. W urządzeniach tych poprzez zapewnienie wystarczająco powolnego przepływu laminarnego ścieków, możliwa jest sedymentacja zawiesin, które mają masę niewiele większą od wody – rzędu 1,1-1,3 g/cm3.

usuwają do 60 – 70% całkowitej zawiesiny organicznej ze ścieków
usuwają ok. 30% BZT5
produkują osad wstępny, który poddany fermentacji kwaśnej w celu uzyskania prostych kwasów lotnych pozwala wspomagać biologiczne procesy usuwania fosforu i azotu
usuwają tłuszcze i oleje
częściowo wyrównują nierównomierność przepływu i ładunku ścieków dopływających do części biologicznej
przyczyniają się do zmniejszenia ilości nadmiernego osadu czynnego

Efektywność pracy osadników wstępnych zależy od obciążenia hydraulicznego powierzchni zbiornika, czasu przetrzymania ścieków, konfiguracji zbiornika, rodzaju ścieków, rodzaju zawiesin, temperatury i udziału ścieków przemysłowych. Podczas około dwugodzinnej sedymentacji w osadnikach wstępnych zawiesin zawartych w dopływających ściekach miejskich, można uzyskać 70% ich redukcji oraz około 30% redukcji całkowitego BZT5. Jednak uzyskiwane efekty są mniejsze i wynoszą przeciętnie 50 – 60% usunięcia zawiesin i 25% redukcji całkowitego BZT5.

Osadniki wstępne ze względu na zasadę działania można podzielić na:

– osadniki o działaniu okresowym, tzw. „odstojniki”

– osadniki o działaniu ciągłym

Odstojniki stosowane są rzadko, tylko w oczyszczalniach działających okresowo, jak np. odstojniki wody po płukaniu filtrów w stacjach uzdatniania wody. Do oczyszczania ścieków komunalnych, stosuje się osadniki przepływowe. Konstrukcje tych osadników można dalej dzielić na:

– osadniki konwencjonalne z tzw. „głęboką sedymentacją”

– osadniki wielostrumieniowe, z płytą sedymentacyjną

A ze względu na kształt komór i rodzaj przepływu na:

– osadniki podłużne

– osadniki radialne (odśrodkowe, dośrodkowe)

jak też

– osadniki o przepływie poziomym

– osadniki o przepływie pionowym

– osadniki o przepływie poziomo-pionowym

W oczyszczalni ścieków możemy też mówić o dwóch odmiennych grupach osadników, z uwagi na ich zastosowanie, tzw.

– osadnikach wstępnych, służących do usuwania osadu świeżego, nieutlenionego o dość dużej gęstości

– osadnikach wtórnych, służących do usuwania osadu powstałego po oczyszczaniu biologicznym w komorach osadu czynnego lub złożach biologicznych. Osad ten ma bardzo małą gęstość, dlatego osadniki wtórne pracują na innych parametrach i są z reguły większe.

Osadniki konwencjonalne

Głębokość tych osadników wynosi do kilku metrów, czas przepływu ścieków waha się od kilkudziesięciu minut do kilku godzin. Osadniki konwencjonalne mogą być wykonane w postaci prostokątnych koryt o przepływie poziomym lub poziomo-pionowym (ukośnym), bądź w formie okrągłych zbiorników z przepływem odśrodkowym radialnym (ścieki płyną od środka osadnika ku jego zewnętrznej koronie), lub dośrodkowym (od korony ku środkowi osadnika)

Rys. Schemat przepływu ścieków osadniku prostokątnym o przepływie poziomym. Sedymentacja zachodzi na drodze Lo.

Osadniki prostokątne wykonane są w postaci betonowych koryt o długości do kilkudziesięciu metrów i głębokości i szerokości kilu metrów.

Rys. Osadnik poziomy podłużny (rys. Hainrich). 1- wlot ścieków, 2- przegroda odbijająca np. typu Stengla, 3-wylot ścieków, 4-koryto przelewowe z koroną typu Thomsona, 5-koryto do zbierania części pływających, 6-ścianka do zatrzymywania części pływających, 7-osadnik, 8-odprowadzenie ciśnieniowe osadu,

W osadnikach prostokątnych osad zgarniany jest zwykle w przeciwnym kierunku niż przepływ ścieków, do osobnej komory osadnikowej, skąd okresowo przepompowywany jest do części osadowej oczyszczalni. Zgarniacze osadu mogą być:

– powierzchniowe

– denne

Powierzchniowe służą do zgarniania tworzącego się kożucha. Denne zgarniają osad pochodzący z sedymentacji przesuwając go w sposób ciągły lub okresowy do leja osadczego. W oczyszczalniach ścieków popularne są zgarniacze denne łańcuchowe

Fot. Zgarniacz denny łańcuchowy firmy EKOTON

Zgarniacze powyższe mogą pracować tylko jako denne lub jako denno-powierzhniowe. Zgarniacze denne określane są w technice jako 2-wałowe, denno-powierzchniowe jako 4-wałowe. W tym drugim przypadku łańcuch i taśmy zgarniacza rozpięte są na dwóch poziomach, przy dnie osadnika i przy jego powierzchni. Rozwiązanie takie oferuje np. firma PROBIG Polska. W firmie znajdziemy zgarniacze dla zbiorników o długości do 140m i szerokości do 14m, z belkami zgarniającymi wykonanymi z tworzyw sztucznych.

Rys. Zgarniacz 4-wałowy, denno-powierzchniowy firmy Probig

Jeszcze inne rozwiązanie zgarniacza dennego DF ZD oferuje firma Dynamik Filtr. Przemieszczanie osadów zgromadzonych na dnie odbywa się, dzięki równo rozstawionym elementom zgarniającym. Są one rozmieszczone na całej powierzchni dna komory tworząc swoistą ramę, przemieszczającą się przy dnie ruchem posuwisto zwrotnym, w taki sposób, że ruch w kierunku punktu odbioru zanieczyszczeń wykonywany jest bardzo wolno z prędkością 0,1÷1,0 m/min, natomiast ruch powrotny realizowany jest 3 razy szybciej. Dzięki unikalnemu ukształtowaniu zgrzebeł, przy przesuwie w kierunku zgarniania, osad jest delikatnie popychany wklęsłą powierzchnią zgarniacza, natomiast przy ruchu powrotnym jest on przenoszony nad zgrzebłem dzięki klinowemu ukształtowaniu części listwy.

OSADNIKI RADIALNE

Osadniki radialne są najpopularniejszymi rozwiązaniami w dużych oczyszczalniach ścieków. Mają średnice od 8-40 a nawet 50m i głębokość do kilku metrów. Czasem zdarzają się też konstrukcje budowane na planie kwadratu. Osadniki radialne mogą być o przepływie odśrodkowym lub dośrodkowym.

W osadnikach odśrodkowych ścieki doprowadzone są do środkowej części osadnika skąd rozchodzą się promieniście ku jego brzegowi i zbierane są na całym obwodzie. W odróżnieniu do osadników podłużnych w osadnikach odśrodkowych prędkość przepływu ścieków maleje wraz z oddalaniem się od środka okręgu. W osadnikach dośrodkowych przepływ jest odwrotny, ścieki płyną od zewnętrznej części osadnika ku jego środkowi. Rozwiązanie to jest znacznie rzadziej spotykane.

Rys. Po lewej – osadnik odśrodkowy, po prawej dośrodkowy.

Osad z osadników radialnych zgarniany jest zgarniaczem obrotowym do komory osadowej znajdującej się w środkowej części osadnika. Z tego powodu spadek dna wykonany jest zawsze od zewnątrz ku środkowi. Zgarniacze mogą poruszać się ruchem ciągłym lub okresowym. Konstrukcyjnie zgarniacze dzielą się na:

– zgrzebłowe o konstrukcji ciągłej lub przerywanej (segmentowej)

– ssawkowe

ZGRZEBŁOWE – (fot. poniżej)

Pomost zgarniacza porusza się tutaj ruchem ciągłym. Napęd z silnika elektrycznego jest przenoszony poprzez przekładnię zębatą na koło jezdne, toczące się po bieżni betonowej na ścianie osadnika. Osad denny jest zgarniany do leja w środku osadnika za pomocą ciągnionych, lub podwieszonych do pomostu zgrzebeł z fartuchami gumowymi. Zgrzebła mogą być ciągłe, lub przerywane (tzw. system pługowy). Zanieczyszczenia pływające mogą być zgarniane za pomocą listwy do komory zanurzeniowej (ok. 50 mm pod powierzchnią ścieku), lub też bocznej (komora znajduje się pomiędzy deflektorem przed korytem, a wewnętrzną ścianą koryta). Istnieje także możliwość zastosowania systemu usuwania zanieczyszczeń pływających za pomocą koryt obrotowych oraz pompy zanurzeniowej.

Rys. Zgarniacz zgrzebłowy z ciągłym zgarnianiem osadu dennego. Ozn. 1. Pomost zgarniacza z drabinką.

2. Węzeł łożyskowo- energetyczny, 3. Układ zgarniania osadu dennego- ciągły, 4. Wózek jezdny zgarniacza ze szczotką bieżni, 5. Instalacja sterowania i automatyki, 6. Układ zgarniania i odprowadzania części pływających.

7. Deflektor centralny 8. Szczotka koryta przelewowego, 9. Koryto przelewowe.

Rys. Zgarniacz z segmentowym zgarnianiem osadu.

SSAWKOWE – stosowane najczęściej w osadnikach wtórnych, dla sedymentującego na ich dnie osadu. Wykonywane są w postaci szeregu zgarniaczy ssących umieszczonych przy dnie osadnika połączonych rurami podciśnieniowymi z komorą przelewową, skąd osad wtórny przepompowywany jest zwykle ponownie przed osadnik wstępny lub nawet przed piaskownik. Czas obrotu zgarniaczy ssawkowych pozwala na 1-2 pełnych obrotów w ciągu godziny.

Deflektor centralny

Deflektor centralny służy do tłumienia napływu ścieków doprowadzanych poprzez układ dopływowy. Montowany jest do kolumny centralnej na osadniku, podwieszany do pomostu lub w przypadku stałego pomostu zgarniacza, do ramy obrotowej. Konstrukcja deflektora ma często indywidualne rozwiązane w danej oczyszczalni ścieków uwzględniając ich rodzaj, ilość i charakter. Deflektory wykonywane są zwykle w formie walcowej z oknami wypływowymi swobodnymi, lub z odbojnikami

Fot. Deflektor środkowy z oknami wypływowymi (oczyszczalnia ścieków w Rypinie)

Poniżej na zdjęciu deflektor centralny w oczyszczalni ścieków Kujawy w Krakowie z dwupoziomowym dopływem ścieków.

Koryta przelewowe – wykonywane są na obwodzie osadnika i mają za zadanie zbierać ścieki wstępnie oczyszczone z zawiesin. Stosowane są zwykle przelewy pilaste, rzadziej płaskie. Przelewy oblicza sie na maksymalny godzinowy przepływ ścieków, aby zawsze pracowały jako niezatopione.

Fot. Przelew pilasty (Oczyszczalnia ścieków Jaworzno)