11. Urządzenia do mechanicznego oczyszczania wody i ścieków
Mechaniczne uzdatnianie wody są to wstępne procesy, służące do usuwania grubszej zawiesiny znajdującej się w wodzie. Należą do nich:
- cedzenie
- sedymentacja
- filtracja
Proces cedzenia jest realizowany na :
Kratach
Sitach
Mikrolitach
KRATY
Są stosowane zazwyczaj na ujęciach wód powierzchniowych w celu niedopuszczenia do pomp Ist. pływających i zawieszonych w wodzie zanieczyszczeń.
Kraty ze względu na prześwit (odległość między sąsiednimi prętami) dzielimy na:
Gęste, o prześwicie poniżej 10 -20 mm
Rzadkie (grube) o prześwicie powyżej30- 50 mm
W zależności od sposobu oczyszczania kraty dzieli się na:
Kraty oczyszczane ręcznie
Kraty oczyszczane mechanicznie (stos. tylko w dużych ujęciach wody)
W zależności od budowy kraty dzieli się na:
Kraty stałe
Kraty wymienne
W zależności od rodzaju prętów kraty dzieli się na:
Kraty z prętami prostokątnymi
Kraty prostokątne zaokrąglone z jednej strony
Kraty płaskie, zaokrąglone z obu stron
Kraty płaskie, zaokrąglone z jednej strony, z drugiej zwężone
Kraty płaskie, z jednej strony zwężone i na całej długości zwężające się
Kraty opływowego kształtu
Kraty z prętami o cylindrycznym kształcie
SITA (siatki)
Stosuje się je niezmiernie rzadko. Sita pod względem konstrukcji dzieli się na:
Wymienne (tarczowe)
Ruchome (taśmowe)
Siatka wymienna składa się z ramy na którą naciągnięta jest siatka o oczkach 2X2mmdo 5x5mm z drutu o średnicy 1x1,5, a pod nią znajduje się zwykle druga siatka25x25mmz grubszego drutu o średnicy 2-3 mm, wzmacniająca siatkę górną.
Mikrosita stosowane przeważnie do wstępnego oczyszczania wody, ze zbiorników z zaporami czyli o malej mętności, ale w pewnych okresach bogatej w plankton.
SEDYMENTACJA (OSADZANIE)- urządzenia
Sedymentacja jest jednostkowym procesem uzdatniania wody mającym na celu oddzielenie od wody zawiesin w oparciu o wykorzystanie różnicy gęstości. Proces sedymentacji odbywa się w urządzeniach zwanych osadnikami.
Osadniki służą do zatrzymywania zawartych w oczyszczonej wodzie łatwo opadających zawiesin naturalnych lub wytworzonych np. w procesie koagulacji lub chemicznego strącania.
Osadniki można podzielić
W zależności od sposobu ich działania na :
> o działaniu ciągłym(przepływowe)
* konwencjonalne (głęboka sedymentacja)
* wielostrumieniowe ( płytka sedymentacja)
> w zależności od kierunku przepływu wody:
* poziome
-zwykłe o równoległych strugach wody
- radialne (odśrodkowe) o przepływie strug wody rozchodzących się promieniście od środka ku jego obwodowi
* pionowe - o przepływie wody od dołu do góry
* poziomo - pionowe - o przepływie w kierunku ukośnym od dołu ku górze
- wielokomorowe
- dośrodkowe
Budowa osadników
Osadniki poziome są prostokątami , najczęściej żelbetonowymi, wydłużonymi w kierunku ruchu wody zbiornikami, przez które przepływa woda z małą prędkością w kierunku zbliżonym do poziomego. Urządzenia wytwarzające równomierny dopływ i odpływ znajdują się przy przeciwległych szczytowych ścianach osadnika.
Poziome osadniki radialne wykonywane są w postaci żelbetowych zbiorników o kształcie kołowym. Dopływ wody do osadnika znajduje się w jego środku, a odpływ na obwodzie.
Osad z osadników może być usuwany w sposób ręczny lub mechaniczny ( zgarniacze)
Osadniki pionowe powinny być budowane jako urządzenia zespolone z komorą flokulacji, wykonane w postaci cylindra znajdującego się współśrodkowo wewnątrz osadnika, zazwyczaj o przekroju kołowym. Woda doprowadzana do osadnika przepływa ruchem zbliżonym do śrubowego od góry do dołu, a następnie wpływa do dolnej części osadnika, gdzie zmienia kierunek przepływu na pionowy od dołu ku górze. W czasie przepływu wody ku górze następuje proces osadzania zawiesin, które gromadzą się w dolnej, wykonanej w postaci stożka ściętego, części osadnika spełniającego rolę komory osadowej.
FILTRACJA:
Filtrowaniem wody nazywamy proces, przy którym uzdatnioną wodę przesącza się przez warstwę materiału filtracyjnego, czyli złoże filtru zatrzymuje na powierzchni ziarna materiału filtrującego i w jego porach zawartą w wodzie najdrobniejszą zawiesinę i częściowo substancje koloidalne. Materiał filtrujący jest środowiskiem porowatym, najczęściej ziarnistym.
Filtracja wody z zawiesiną przez złoże piaskowe filtru składa się z następujących procesów:
- cedzenie wody ( przesączanie wody przez pory między ziarnami piasku)
-osiadanie zawiesiny (na powierzchni złoża filtru)
- oddziaływanie złoża filtru na kłaczkowanie zawiesiny
- biologiczne oddziaływanie na filtracje
Rozróżniamy filtry w zależności od:
Ciśnienia, pod jakim filtr pracuje:
- filtry otwarte (grawitacyjne) - wypełnione są wodą do określonego poziomu nad powierzchnią materiału filtracyjnego; woda filtruje w nich pod ciśnieniem słupa wody, stanowiącego różnicę poziomu wody w filtrze nad złożem filtracyjnym i poziomu wody w zbiorniku,
- filtry zamknięte (ciśnieniowe) - woda filtruje się pod ciśnieniem, jakie wytwarza pompa podająca wodę;
Prędkość filtracji:
- filtry powolne - prędkość filtracji 0,1 - 0,3 m/h, ( są rzadko stosowane ze względu na znaczne powierzchnie niezbędne do ich wybudowania)
- filtry pospieszne - prędkość 6-12 m/h, grawitacyjne - otwarte, ciśnieniowe - zamknięte,
- filtry superpospieszne - zamknięte, ciśnieniowe - prędkość filtracji -I 5-50 m/h;
celu, przeznaczenia lub dominującej roli poszczególnych procesów:
filtry służące do klarowania wody - usuwanie zawiesin z wody.
filtry kontaktowe, gdzie odbywa się proces koagulacji powierzchniowej i usuwanie zawiesin z wody,
filtry do odżelaziania wody,
filtry do odmanganiania wody.
filtry jonitowe do usuwania z wody związków powodujących twardość na drodze wymiany jonowej,
- filtry sorpcyjne do usuwania mikrozanieczyszezeń organicznych z wody.
Urządzenia do mechanicznego oczyszczania ścieków
1. Kraty i sita
Na kratach odbywa się proces usuwania ze ścieków substancji stałych, o stosunkowo dużych rozmiarach w wyniku procesu cedzenia.
Na niektórych mniejszych oczyszczalniach zamiast osadników wstępnych lub piaskowników stosuje się sita.
Podział j.w.
2. Filtry
3. Piaskowniki
Piaskowniki stosuje się w oczyszczalniach miejskich do usuwania zanieczyszczeń mineralnych, takich jak piasek, popiół, węgiel, które są spłukiwane z ulic i dostają się do kanalizacji. Najprostszym piaskownikiem jest rozszerzony odcinek kanału, w którym prędkość obniża się na tyle, że piasek opada na dno.
Podział w zależności od kierunku przepływu:
- poziome (o przepływie: poziomym konwencjonalne, poziomo-wiorowym, poziomo-śrubowym)
- pionowe (o przepływie : konwencjonalnym, pionowo-wirowym)
4. Osadniki
Przebiega w nich proces sedymentacji.
Podział ze względu na kierunek przepływu:
- poziome ( zwykłe, radialne)
- pionowe
- poziomo-pionowe (wielokomorowe, dośrodkowe)
Podział ze względu na pełnioną funkcję:
samodzielne ( zasadnicze urządzenie, z którego oczyszczone ścieki odprowadzane są do odbiornika)
wstępne ( przed innymi procesami, przeważnie biologicznymi)
pokoagulacyjne
wtórne ( końcowe lub pośrednie - stosowane po biologicznym oczyszczaniu ścieków)
5. Odtłuszczacze
Działają na zasadzie siły flotacji - wynoszenia cząstek lżejszych niż woda.
Odtłuszczacze to wydłużone komory z wyodrębnionymi trzema komorami. W środkowej części panuje ruch burzliwy ( dzięki napowietrzaniu) , natomiast w bocznych zastępuje zbieranie tłuszczów.