Proces oczyszczania ścieków przy pomocy osadu czynnego


Przedstawiony poniżej proces technologiczny zapewnia na drodze mechanicznego, a następnie biologicznego oczyszczania usunięcie ze ścieków zanieczyszczeń organicznych oraz związków biogennych tj. azotu i fosforu


Ścieki do oczyszczalni dopływają kolektorami. W zależności od sytuacji wysokościowej podnoszone są za pomocą przepompowni lub przepływają grawitacyjnie przez obiekty oczyszczalni ścieków


Do oddzielenia ze ścieków większych zanieczyszczeń stałych powyżej 5 mm - instaluje się kraty mechaniczne (schodkowe, łukowe) oraz jako awaryjne kraty płaskie z ręcznym usuwaniem skratek. Układ kanałów i zastawek odcinających przed i za kratami umożliwia wyłączanie z pracy dowolnej kraty bez wpływu na pracę całej oczyszczalni.

Zatrzymane skratki zrzucane z krat, transportowane są podajnikami (hydraulicznymi, ślimakowymi, taśmowymi) do pojemnika na skratki.

Ścieki po zgrubnym oczyszczeniu na kratach kierowane są do komory rozprężnej piaskownika. Typowy piaskownik składa się części górnej tj. komory rozprężania, kanałów przepływowych, kanału awaryjnego i kanałuzbiorczego odpływowego.

Sedymentujący na dno piasek zgarniany jest przy pomocy zgarniacza mechanicznego do lejów stożkowych wykonanych w części czołowej piaskownika. Po ich napełnieniu usuwany jest okresowo do odwadniania mechanicznego lub grawitacyjnego. W piaskowniku zainstalowany jest ruszt napowietrzający średniopęcherzykowego napowietrzania, celem którego jest przedmuchiwanie przepływających ścieków sprężonym powietrzem.

Zgarniacz mechaniczny piasku wyposażony jest w zgarniak części pływających - które zrzucane są do koryta części pływających (na końcu piaskownika) do węzła przeróbki osadów lub składowisko.

Pozbawione zawiesin mineralnych ścieki odpływają z piaskownika do osadnika wstępnego. W osadniku wstępnym następuje ostatni etap mechanicznego oczyszczania tj. sedymentacja wstępna . Do usuwania osiadających stałych zanieczyszczeń (osadów wstępnych) przeznaczony jest zgarniacz mechaniczny. Osad usuwany jest do węzła przeróbki osadów. Oczyszczone mechanicznie ścieki przepływają do komory biologicznego oczyszczania. Osad z osadników wtórnych zostaje przetłoczony na początek cyklu biologicznego oczyszczania, natomiast osad nadmierny odpływa do węzła przeróbki osadów.

Typowa komora biologicznego oczyszczania składa się z 3 stref tj.: anaerobowa (defosfatacji) , anoksyczna (denitryfikacji) i aerobowa (nitryfikacji).

Komora anaerobowa do której doprowadzane są ścieki i recyrkulowany osad wyposażone są w mieszadła zapewniające pełne wymieszanie zawartości komór.

Mechanizm usuwania fosforu polega na wykorzystaniu szczególnej zdolności mikroorganizmów tlenowych do przetrwania w warunkach beztlenowych. Mikroorganizmy te , żyjąc normalnie w warunkach tlenowych energię potrzebną uzyskują z utleniania związków organicznych. Wprowadzone w warunki beztlenowe starają się przetrwać przez uwolnienie fosforu który w postaci łańcucha polifosforanowego gromadzony jest w protoplazmie komórki. Organizmy te wprowadzone ponownie w warunki tlenowe nie tylko mineralizują substancje organiczne, ale także pobierają fosfor i przekształcają go w polifosforany . Ilości pochłanianego w warunkach aerobowych fosforu przekraczają przy tym często znacząco ilości fosforu oddawanego w warunkach anaerobowych.

Szczególnie duże zdolności do opisanego kumulowania fosforu w postaci polifosforanów mają bakterie Acinobacter - mogą zawierać nawet do 25 % polifosforanów w przeliczeniu na suchą masę komórkową.

Kolejnym etapem biologicznego oczyszczania jest redukcja związków azotu w komorach denitryfikacji . Wstępna anoksyczna denitryfikacja jest obecnie preferowanym sposobem biologicznego usuwania azotu, umożliwia bowiem wykorzystanie wewnętrznego źródła węgla z łatwo przyswajalnych substancji organicznych po wstępnym, mechanicznym oczyszczeniu ścieków.

Doprowadzona zkomór anaerobowych mieszanina ścieków i osadu , oraz ścieki recyrkulowane ze strefy aerobowej przetrzymywane są w warunkach niedotlenienia przy pełnym ich wymieszaniu przy pomocy mieszadeł zatapialnych. W tych warunkach następuje redukcja związków azotu (azotanów ) do wolnego azotu . Dalej nastąpi przepływ do komór aerobowych, gdzie ścieki poddane zostaną napowietrzaniu i następuje ostateczna redukcja związków organicznych (węgla) i nitryfikacja związków azotu.

Część ścieków z końca strefy aerobowej zostanie zawrócona do strefy atoksycznej przy pomocy pomp lub mieszadeł pompujących. Ścieki z komór aerobowych odpływają do osadników wtórnych. Wyposażenie osadników stanową zgarniacze mechaniczne osadu z korytem części pływających i przelewem regulowanym. W nich następuje końcowe sklarowanie ścieków, a sedymentujący na dno i zgarniany do leja osadowego osad czynny w sposób ciągły odprowadzany jest do przepompowni osadu.

W przypadku niedostatecznego usuwania fosforu na drodze biologicznej stosuje się chemiczne strącanie fosforu za pomocą chlorowanego siarczanu żelazowego tzw. PIX.

Tutaj znajduje się przykładowy schemat technologiczny oczyszczalni ścieków opartej na osadzie czynnym.