Čistiarne odpadových vôd

A Čistiarne odpadových vôd, vo Švajčiarsku a Rakúsku tiež ERA (Čistiareň odpadových vôd) sa používa na čistenie odpadových vôd, ktoré sa zachytávajú z kanalizácie a transportujú do nej.

čistiarne

Na čistenie nežiaducich zložiek odpadovej vody sa používajú mechanické (tiež nazývané fyzikálne), biologické a chemické procesy. Moderné čistiarne odpadových vôd sú v súlade s tým trojstupňové, pričom v každej fáze čistenia je v popredí jeden typ procesu. Prvá čistička odpadových vôd na kontinentálnej Európe bola uvedená do prevádzky vo Frankfurte nad Mohanom v roku 1882.

Ďalšie odporúčané odborné znalosti

Aká je citlivosť mojej stupnice?

Denná vizuálna kontrola laboratórnych váh

Trvale presné testovacie závažia vďaka 12 tipom zadarmo

Obsah

Vývojový diagram

Časti rastlín

Dažďová úľava

Ak sa dažďová voda a odpadové vody privádzajú do kanalizácie čistiarne odpadových vôd (zmiešaný systém), musí sa kanalizačná sieť obyčajne odľahčiť pomocou dažďového odľahčovacieho systému, zvyčajne dažďovým prepadom a/alebo dažďovou prepadovou nádržou, aby nedošlo k preťaženiu čističky odpadových vôd. Môže to byť vykonané buď v kanalizačnej sieti, alebo v čistiarni odpadových vôd. Ak takéto zariadenia neexistujú, musí mať čistiareň odpadových vôd vyššiu kapacitu. Naproti tomu existuje separačný systém. Tu sa špinavá voda privádza do čističky odpadových vôd samostatným potrubím, zatiaľ čo dažďová voda je vedená cez vlastný kanál, prípadne po vyčistení v dažďovej nádrži, priamo do povrchovej vody.

Hrable

V hrabacom systéme odpadová voda prechádza cez hrable alebo sitový bubon. V hrable uviaznu hrubé nečistoty, ako sú mesačné hygienické potreby, kondómy, toaletný papier, vatové tampóny, kamene, ale aj lístie a mŕtve zvieratá. Tieto hrubé materiály by po prvé upchali čerpadlá v čistiarni odpadových vôd a po druhé by vizuálne zhoršili výsledok čistenia. Čím užší je priechod pre odpadovú vodu, tým menej hrubých látok obsahuje odpadová voda po zhrnutí. Rozlišujú sa medzi jemnými sitami s pár mm šírkou a hrubými sitami so šírkou medzery niekoľko cm. Preosievky sa strojovo umyjú, aby sa odstránili výkaly, odvodnia sa pomocou preosievacieho lisu (zníženie hmotnosti) a potom sa spália, kompostujú (hnojivo) alebo sa uložia na skládku.

Lapač piesku

Lapač piesku je sedimentačná nádrž, ktorej úlohou je odstraňovať z odpadových vôd hrubé usadeniny nečistôt, ako sú piesok, kamene, štiepky alebo zvyšky zeleniny. Tieto látky by viedli k prerušeniu prevádzky zariadenia (opotrebenie, upchatie). Dizajn je a

  • Dlhá pasca na piesok, a
  • vetraný dlhý lapač piesku, v ktorom sa súčasne ukladajú na povrch tuky a oleje
  • Okrúhly lapač piesku alebo
  • Lapač hlbokého piesku

možné. Vetranie lapača piesku (pripevnené k podlahe bazéna) vytvára vírivý tok. Vháňaný vzduch znižuje zjavnú hustotu odpadovej vody. V dôsledku obidvoch účinkov sa ťažké ťažké minerálne látky (hlavne piesok) usadzujú na podlahe bazéna. Pomocou zachytávača hlbokého piesku odteká odpadová voda do povodia zhora a vďaka svojej hĺbke má pomerne dlhý retenčný čas, v dôsledku čoho sa ťažší piesok usadzuje na podlahe povodia (pieskový lievik). V moderných systémoch sa lapače piesku po odstránení z lapača piesku umyjú, t. J. Zbavia sa sprievodných organických látok, aby sa umožnil lepší odtok a následná využiteľnosť (napríklad pri stavbe ciest).

Primárny objasňovač

Špinavá voda tečie pomaly cez hlavný čistič. Nerozpustené látky (výkaly, papier atď.) Sa usadzujú (odpočítateľné látky) alebo vyplávať na povrch. Môže sa ním odstrániť asi 30% organických látok. Vzniká Primárny kal, vo väčšine čistiarní odpadových vôd v tzv Predhustenie prichádza (pozri schému vyššie). Spolu s prebytočným kalom zo systému aeróbnej aktivácie sa tam zahusťuje: kal sa usadzuje a prebytočná voda (zakalená voda) sa odčerpáva a vracia späť do procesu ďalšieho čistenia čističky odpadových vôd. Zahustený kal sa čerpá do vyhnívacej veže na ďalšie anaeróbne spracovanie.

V moderných systémoch s odstraňovaním dusíka je táto časť systému často vynechaná alebo je malá, pretože organické látky v odpadových vodách sú potrebné ako redukčné činidlo na odstraňovanie dusíka denitrifikáciou (redukciou NO3 na N2) v anoxickej časti alebo anoxickej fáze biologického stupňa.

Rovnako sa táto časť systému nepoužíva v čističkách odpadových vôd so súčasnou aeróbnou stabilizáciou kalu v biologickom štádiu, pretože inak by sa stále produkoval nestabilizovaný primárny kal.

Biologická úroveň

V tejto časti procesu sa organické látky v odpadovej vode rozkladajú mikroorganizmami a anorganické látky sa čiastočne oxidujú. Za týmto účelom sa tiež pumpuje vzduch (kyslík). Za týmto účelom bolo vyvinutých mnoho procesov (napríklad proces s aktivovaným kalom, proces s kvapkajúcim filtrom, proces s reaktorom s pevným lôžkom).

Proces aktivovaného kalu

Väčšina komunálnych čistiarní odpadových vôd v strednej Európe je prevádzkovaná pomocou procesu aktivovaného kalu. Týmto spôsobom sa v takzvaných aktivačných nádržiach zložky odpadovej vody z čerstvej odpadovej vody bioticky oxidačne odbúravajú prevzdušňovaním odpadovej vody zmiešanej s aktivovaným kalom (množstvá vločkovitých agregovaných baktérií). Aeróbne baktérie (náročné na kyslík) a iné mikroorganizmy štiepia zlúčeniny uhlíka vo veľkej miere na oxid uhličitý a čiastočne ich premieňajú na biomasu. Dusík z organických zlúčenín sa spočiatku štiepi inými baktériami ako amoniak a ten sa oxiduje na dusičnan kyslíkom (nitrifikácia). Proces aktivovaného kalu je prevádzkovaný kontinuálnym prietokom, to znamená, že odpadová voda kontinuálne prúdi do nádrže s aktivovaným kalom a voda obsahujúca aktivovaný kal nepretržite odteká. Pridaním zrážacích činidiel je možné živinu fosfor odstrániť aj chemickými reakciami, prípadne súčasným zrážaním. To tiež zlepšuje usadzovacie vlastnosti aktivovaného kalu v sekundárnom čističi.

Sekundárny čistič

Sekundárny čistič tvorí procesnú jednotku s nádržou s aktivovaným kalom. V ňom sa aktivovaný kal oddeľuje od odpadových vôd usadzovaním. Časť kalu sa vracia do prevzdušňovacej nádrže (spätný kal), aby sa udržala dostatočne vysoká koncentrácia mikroorganizmov v prevzdušňovacej nádrži. Inak by bola rýchlosť degradácie príliš nízka. Prebytok (zvýšenie biomasy, prebytočný kal) sa zvyčajne odvádza do predhustenia spolu s kalom z primárneho čističa na ďalšie spracovanie.

Aktivovaný kal musí mať dobré usadzovacie vlastnosti. Pokiaľ to tak nie je, napríklad v dôsledku masívneho rastu vláknitých mikroorganizmov, ktorý vedie k tvorbe objemného kalu, sa aktivovaný kal odnáša zo sekundárneho čističa do vodného útvaru, do ktorého sa vypúšťajú vyčistené odpadové vody (tzv. Prijímajúce vody). To ovplyvňuje nielen vodu. Odvtedy nie je možné v systéme aktivácie nádrže/sekundárneho čističa zadržať dostatok kalu, čistiaci výkon klesá a to Bahenný vek (stredná doba zdržania biomasy v systéme) klesá. Takéto zlyhanie ovplyvňuje najskôr pomaly rastúce baktérie (napríklad nitrifikačné baktérie, ktoré oxidujú amoniak na dusičnany). Najmä odpadová voda s ľahko odbúrateľnými organickými látkami (napr. Z potravinárskeho priemyslu) má tendenciu vytvárať objemný kal. Pripojenie proti prúdu malých, nevetraných alebo slabo vetraných umývadiel pred prevzdušňovacou nádržou (Selektory) môže zabrániť tvorbe objemného kalu. Špeciálnou formou sekundárneho čističa je lievikovitá Dortmundova fontána.

Proces s pevným lôžkom

V procese s pevným lôžkom slúžia rôzne tvarované tuhé látky ako základ pre rast mikroorganizmov, ktoré rozkladajú kontaminanty. Tieto pevné látky sú striedavo ponorené do odpadových vôd a vzduchu, takže mikroorganizmy prichádzajú do styku so znečisťujúcimi látkami aj s kyslíkom potrebným na ich oxidačné odbúravanie. [1]

Digestor

Zvýšenie biomasy v dôsledku degradácie zložiek odpadových vôd sa odstraňuje ako splaškový kal, ale väčšinou sa degraduje v takzvaných digestoroch za anaeróbnych (t. J. Bezkyslíkatých) podmienok anaeróbnymi bakteriálnymi kmeňmi na trávený kal a horľavý plyn z digestora (v podstate zmes metánu a oxidu uhličitého). Tento proces zodpovedá výrobe bioplynu v bioplynovej stanici. Digestory majú často vežový tvar a potom sa označujú ako digesčná veža (pozri obrázok).

Digestorový plyn sa často používa v čistenej forme (napríklad na odstránenie sírovodíka) v plynových motoroch (alebo tiež v zariadeniach na kombinovanú výrobu tepla a elektriny) na pokrytie vlastných energetických (a tepelných) požiadaviek spoločnosti.

Trávený kal je potom v tzv Príspevok zahusťovadlo (pozri schému vyššie). Tam sa zahustením usadzuje, aby sa ďalej zmenšil jeho objem a obsah vody. Zakalená voda sa cielene odvádza špeciálnymi, výškovo nastaviteľnými odsávacími zariadeniami.

Výsledný kal, ak neobsahuje škodliviny a jedy, sa môže použiť ako organické hnojivo v poľnohospodárstve. Inak sa ďalej odvodňuje v pásových filtračných lisoch, komorových filtračných lisoch alebo dekantačných odstredivkách a spaľuje sa v spaľovniach odpadu alebo sa likviduje na skládkach.

Čistiace procesy

1. etapa Mechanický proces väčšinou tvoria prvý stupeň čistenia. Tu sa odstráni asi 20 - 30% tuhej (nerozpustenej) plávajúcej a suspendovanej látky. Adsorpcia, filtrácia a stripovanie sa používajú pri modernom čistení odpadových vôd a pri hospodárení s priemyselnými vodami.

2. etapa Biologický proces sa používajú v druhom stupni čistenia komunálnych čistiarní odpadových vôd a na degradáciu organicky vysoko znečistených odpadových vôd pri aeróbnom a anaeróbnom čistení odpadových vôd. Využívajú mikrobiologické degradačné procesy. Odbúrateľné organické zložky odpadových vôd sa mineralizujú čo najúplnejšie, to znamená, že sa pri aeróbnom čistení odpadových vôd rozkladajú na anorganické konečné produkty voda, oxid uhličitý, dusičnan, fosforečnan a síran. Pri anaeróbnom čistení odpadových vôd sa premieňajú na organické kyseliny, metán a oxid uhličitý. Týmto sa z odpadovej vody zvyčajne odstránia zlúčeniny uhlíka. Organicky viazaný dusík a amoniak sa odstraňujú aj bakteriálnou nitrifikáciou a denitrifikáciou. Fosfor sa čoraz viac vylučuje aj baktériami v stredne veľkých a veľkých čistiarňach odpadových vôd.

3. etapa Chemický proces: Abioticko-chemické procesy využívajú chemické reakcie, ako je oxidácia a zrážanie bez zapojenia mikroorganizmov. Pri čistení komunálnych odpadových vôd sa primárne používajú na odstránenie fosforu zrážacími reakciami. Tento proces má veľký význam, aby sa zabránilo eutrofizácii prijímajúcich vôd. Ďalej sa abioticko-chemické procesy používajú na zrážanie v hospodárení s priemyselnými vodami a na rozsiahlejšie čistenie odpadových vôd (napr. Vločkovanie/zrážanie/filtrácia).

Procesy v čistiarňach odpadových vôd je možné matematicky opísať pomocou ich reakčnej kinetiky (makrokinetiky).

Parametre zaťaženia

Ekvivalent populácie, skrátene EW, zodpovedá týmto množstvám:

Objem odpadovej vody

Kedysi sa predpokladalo, že množstvo odpadovej vody z čistiarne odpadových vôd bude 150 až 200 litrov na obyvateľa a deň. Množstvo špinavej vody zhruba zodpovedá spotrebe vody. Pri novom plánovaní alebo predbežnom plánovaní sa teraz určuje spotreba vody pre konkrétny web a pokúša sa odhad do budúcnosti. Typicky predstavuje odpadová voda okolo 130 litrov na obyvateľa za deň.

Táto hodnota zohľadňuje hodnoty obvyklé v strednej Európe pre husté kanalizačné siete. Pri dimenzovaní čističky odpadových vôd sa však zvyčajne zohľadňuje príplatok za cudziu vodu (netesné kanály, odtoky z odtoku a podobne). Môže to byť až 100% akumulácie odpadovej vody. Množstvo cudzej vody sa vzťahuje na pripojený utesnený povrch a nemalo by byť väčšie ako 0,15 l/(s * ha).

V prípade zmiešaných kanalizácií (dažďová voda a odpadová voda v jednej kanalizácii) je potrebné zohľadniť príslušné príplatky za spracovanie dažďovej vody, ktoré sú zvyčajne stanovené na 100% denného maxima v suchom počasí.

Pre hydraulický výpočet (počet a veľkosť napájacích čerpadiel) čistiarne odpadových vôd je dôležitý aj denný cyklus zaťaženia. Priemerné denné zaťaženie by sa preto nemalo vydeliť 24 hodinami, ale menším počtom (10 až 14) pre maximálnu hodinovú hodnotu.

Stupeň znečistenia

Pri hodnote BOD5 je biochemická spotreba kyslíka počas doby merania 5 dní za štandardných podmienok zaznamenaná spotreba kyslíka, ktorá sa vytvára oxidáciou organických látok aeróbnymi mikroorganizmami. Je to jeden z takzvaných parametrov súčtu, pretože ho nie je možné použiť na zistenie rozpisu jednotlivých spojení.
Bakteriálna oxidácia amoniaku (NH3), amónneho (NH4 +) a dusitanu (NO2-) na dusičnan (NO3-), nazývaná nitrifikácia, by sa nemala zaznamenávať a počas merania sa jej zabráni pomocou inhibítora, ako je alyltiomočovina (ATH).

Zvyčajná hodnota pre BSK5 je 60 g na obyvateľa a deň.

Asi 20 g z toho sa dá pri primárnom vyčerení odstrániť sedimentáciou.

Chemická spotreba kyslíka

Chemická spotreba kyslíka, tiež skrátene COD, je tiež jedným z takzvaných parametrov súčtu, pretože nedokáže kvantifikovať jednotlivé zlúčeniny. Je určená oxidáciou zložiek odpadovej vody dvojchrómanom draselným a zaznamenáva potrebu kyslíka na oxidáciu veľkej časti organických látok. Ak odpadová voda obsahuje aj oxidovateľné anorganické zlúčeniny, ako sú siričitany, sú zaznamenané aj ako CHSK.
Tento parameter sa používa aj na vyvažovanie systému.

Pre CHSK sa predpokladá hodnota 120 g na obyvateľa a deň.

dusík

Dusík v surovej odpadovej vode je viazaný hlavne organicky (napr. V bielkovinách, nukleových kyselinách, močovine) a vo forme amónnych iónov (NH4 +) a v malej miere vo forme dusičnanov (NO3 -) a dusitanových iónov (NO2 -) pred, vpredu.

Používa sa tu približne 10 až 12 g na obyvateľa a deň.

fosfor

Fosfor je organicky viazaný ako fosfátová skupina a je prítomný ako voľný fosfát.

Predpokladá sa tu asi 1,8 g na obyvateľa a deň.