Układ technologiczny oczyszczalni ścieków w Pile

← ↑ →

11. Reaktory biologiczne - Komora beztlenowa

Opis technologiczny

Do reaktorów biologicznych ścieki po oczyszczeniu mechanicznym wpływają poprzez komorę rozdziału, w której następuje równomierny rozdział ścieków na oba reaktory.

W komorze tej następuje również wymieszanie ścieków surowych z osadem czynnym, który wpompowany jest rurociągiem o średnicy Ø 600 mm do komory.
Po rozdzieleniu ścieki wpływają do reaktorów biologicznych, które składają się z trzech komór, w których zachodzą procesy biologicznego usuwania związków węgla, azotu i fosforu.

W pierwszej komorze, w której panują warunki beztlenowe, komórki osadu wskutek szoku beztlenowego uwalniają wbudowany w siebie fosfor, który w komorze tlenowej (nitryfikacyjnej) zostanie wbudowany w komórki osadu w zwiększonej ilości. W komorze tej osad czynny utrzymywany jest w stanie zawieszenia przy pomocy mieszadeł.

Ścieki surowe dopływają grawitacyjnie do komory denitryfikacji. Z komory napowietrzania do komory niedotlenionej poprzez recyrkulację wewnętrzną (Qrw > 200%) dostarcza się osad czynny bogaty w azotany (NO3), które powstają w wyniku nitryfikacji.

Denitryfikacja jest procesem desymilacji azotanów do azotu gazowego z udziałem heterotroficznych bakterii fakultatywnych z grup Aerobacter i Achromobacter.
Redukcja do azotu gazowego zachodzi w warunkach niedotlenienia układu z wykorzystaniem wewnętrznego źródła węgla, jakim są zanieczyszczenia organiczne zawarte w ściekach surowych (substrat energetyczny procesu). Dlatego stężenie tlenu w komorze musi być utrzymywane w przedziale od 0 do 0,5 g O2 / m3 (zaleca się < 0,2 g O2 / m3).

Proces redukcji według reakcji: NO3 NO2 NO, N2O↑ N2↑ zostaje niemal całkowicie zahamowany w temperaturze T < 50C. Mieszanina ścieków i osadu czynnego doprowadzona jest równomiernie z komory denitryfikacji do komory napowietrzania. W komorze zachodzi właściwy proces biologicznego oczyszczania ścieków w oparciu o metodę niskoobciążonego osadu czynnego.
Zanieczyszczenia organiczne zawarte w ściekach (głównie związki węgla w postaci rozpuszczonej, koloidalnej i zawieszonej) zostają biochemicznie utlenione i stanowią pokarm zaspokajający potrzeby życiowe biomasy osadu czynnego. Osad czynny jest skupiskiem mikroorganizmów tworzących charakterystyczne kłaczki i składa się w przeważającej części z bakterii zooglealnych, orzęsek, wiciowców i wrotek.

Zachodzące procesy oczyszczania mają charakter aerobowy (tlenowy). Tlen dostarcza się za pomocą napowietrzania wgłębnego drobnopęcherzykowego, poprzez ruszt z membranami napowietrzającymi.
Proces napowietrzania powoduje jednocześnie wymieszanie zawartości komór, które ułatwiają kontakt substancji pokarmowych (zanieczyszczeń) z powierzchnią kłaczków osadu czynnego. W komorach osadu czynnego zachodzi również utlenienie azotu amonowego (NH4) do form prostych (azotyny NO2, azotany NO3) oraz częściowa stabilizacja osadu nadmiernego.

Dla zapewnienia właściwej funkcjonalności komór napowietrzania wymagane jest stężenie tlenu w komorze – około 2 g O2 / m3.
Proces nitryfikacji azotu amonowego jest wynikiem działania bakterii tlenowych i przebiega dwustopniowo według reakcji:
2 NH4 + 3 O2 NITROSOMONAS  4 N+ +2 H2O + 2 NO2-
2 NO2 + O2 NITROBACTER  2 NO3--

Opis techniczny

Reaktory biologiczne składają się z trzech komór wykonanych z żelbetu:

Ścieki tłoczone są poprzez rurociąg o średnicy Ø 600 mm, odpływ ścieków z reaktora odbywa się poprzez przelew pilasty i dalej przez komorę zbiorczą do osadników wtórnych,powietrze do dyfuzorów dostarczane jest poprzez rurociągi stalowe o średnicy Ø 800 mm i Ø 600 mm z przepustnicami elektrycznymi. Ułożone na koronie komory tlenowej, do rusztu znajdującego się w każdej sekcji doprowadzany jest rurociąg powietrzny o średnicy Ø 200 mm z przepustnicą o średnicy Ø 200 mm o napędzie ręcznym.

W sekcji I komory napowietrzania umieszczone są mieszadła FLYGT uruchomiane w chwili zamiany funkcji tej części komory z nitryfikacji na denitryfikację.

Wyposażenie wielofunkcyjnych reaktorów biologicznych

Komory beztlenowe

Komory niedotlenione

Komory tlenowe

Uwagi eksploatacyjne

  1. Należy utrzymywać komory w czystości. Codziennie kontrolować ich stan techniczny i w miarę potrzeb czyścić ściany z osadzających się stałych części organicznych oraz tłuszczy flotujących na powierzchnię.
  2. Należy kontrolować i w miarę potrzeb czyścić koryta odpływowe.
  3. Dla praktycznych celów eksploatacyjnych codziennie prowadzić wizualną ocenę osadu czynnego i wody nadosadowej w cylindrze pomiarowym, aby określić ewentualne środki zaradcze w przypadku zakłóceń procesu oczyszczania.

Dyspozycje prowadzenia procesu

Czynniki wpływające na przebieg defosfatacji, to:

Prowadzić:

Czynniki wpływające na przebieg denitryfikacji, to:

Należy prowadzić:

W przybliżeniu można stwierdzić czy zachodzi proces po uwalnianiu się pęcherzyków wolnego azotu na powierzchnię komory, należy pamiętać, że w temperaturze poniżej 50C proces zostaje zahamowany.

Czynniki wpływające na przebieg procesu nitryfikacji:

Pozostałe podstawowe czynniki wpływające na utlenienie związków azotu i węgla:

Należy prowadzić systematyczny, codzienny pomiar stężenia osadu w komorach poprzez określenie jego ilości w cylindrze pomiarowym po 0,5 - godzinnej sedymentacji oraz dokonywać obserwacji ścieków surowych i oczyszczonych. Ocena wizualna powyższych czynności oraz codzienne prace obsługowe powinny być odnotowane w dzienniku pracy oczyszczalni.

Pomiar i utrzymanie stężenia osadu w komorze.
Metodyka pomiaru:
Osad czynny nabiera się wciąż w tym samym miejscu z głębokości około 1,0 m i wlewa do wyskalowanego naczynia (lej Imhoffa, cylinder pomiarowy) o pojemności 1000 ml oraz odczytuje ilość po półgodzinnej sedymentacji.
Prawidłowa ilość przy dobrze sedymentującym osadzie powinna zawierać się w przedziale 300 – 400 ml / l  (częstotliwość – 2 razy na dobę), ale wielkość ta uzależniona jest też od indeksu osadu i okresowo może ilość w leju dochodzić do 950 ml/l bez wpływu na jakość ścieków oczyszczonych.

Odprowadzenie osadu nadmiernego
Po stwierdzeniu stężeń wyższych niż żądane, należy odprowadzić tyle osadu aby uzyskać właściwe stężenie w komorach.

Przede wszystkim postępować według wskazówek specjalistycznego dozoru technologicznego:

  1. W przypadku zauważenia wystąpienia przebarwień np.: żółte, popielate, czarno – brunatne, ewentualnie unoszenie się cząstek osadu w wodzie nadosadowej, należy przeanalizować proces oczyszczania w ostatnim okresie pod kątem czy były wykonywane zalecenia instrukcji, czy nie było awarii i niekontrolowanego zrzutu ścieków.
  2. Jeżeli obsługa nie potrafi poprawić efektu oczyszczania we właściwym stopniu, zaleca się doraźne wykonanie pełnego zakresu badań, analiz ścieków i osadu.
  3. Dalej należy postępować według wskazówek specjalistycznego dozoru technologicznego.
  4. W przypadku całkowitego zaniku osadu w wyniku awarii, braku prądu czy zatrucia należy komory wyczyścić i rozpocząć hodowlę od nowa.
  5. Powyższe operacje zaleca się wykonywać pod nadzorem technologicznym.
  6. Recyrkulacja osadu czynnego z osadników wtórnych do komory rozdziału przed reaktorami biologicznymi oraz ilość osadu usuwanego jest jedną z podstawowych czynności pozwalających na utrzymanie odpowiedniego stężenia osadu czynnego w komorze tlenowej, a tym samym wpływa na regulowanie obciążenia osadu ładunkiem zanieczyszczeń oraz na wiek osadu, istotny zwłaszcza w procesie nitryfikacji.
  7. Pełna recyrkulacja osadu jest szczególnie ważna, gdy występują trudności z utrzymaniem jego odpowiedniej ilości w komorze, odpowiedniego indeksu (IOO), a także w celu osiągnięcia jak najwyższego stopnia redukcji zanieczyszczeń.
  8. Podczas eksploatacji oczyszczalni, należy zwracać szczególną uwagę na to, by do komór nie wpływały ścieki przemysłowe (oleje, smary, soda kaustyczna). Mogą one spowodować zatrucie osadu i jego częściowy lub całkowity zanik.
  9. Po przerwie w dostarczeniu powietrzai powtórnym uruchomieniu dmuchaw, należy zwracać uwagę na równomierność napowietrzania ścieków (prawidłową pracę dyfuzorów).
  10. W przypadku zauważalnego zmniejszania ilości pracujących dyfuzorów, należy zwiększyć ilość powietrza w dyfuzorach (włączyć pięć dmuchaw – przedmuchiwanie ewentualnych złogów).
  11. 1 raz na 2 doby odwadniać ruszty napowietrzające, otwierając zawory odwadniające, znajdujące się przy segmentach rusztów.
← ↑ →