Oczyszczalnie ścieków – technologia SBR jednokomorowa

 

Ze względu na różnorodność technologii oczyszczania ścieków powstających w wyniku działalności bytowej i produkcyjnej człowieka, potencjalny inwestor lub instalator może mieć duże problemy związane z wyborem odpowiedniej technologii. Technologia wykorzystywana do oczyszczania ścieków ma kluczowe znaczenia z punktu widzenia wpływu na środowisko a więc jakości oczyszczania ścieków, ale też z punktu widzenia kosztów urządzenia, jego montażu a następnie wieloletniej eksploatacji urządzenia.

W tym artykule zajmiemy się budową i zasadą działania, a także zaletami oczyszczalni SBR pracującej w oparciu o dmuchawę (sprężarkę) oraz – co ciekawe – jedną komorę.

Tradycyjna oczyszczalnia SBR składa się z dwóch komór: w pierwszej z nich zachodzą mechaniczne procesy sedymentacji i flotacji, w drugiej procesy oczyszczania opartege na osadzie czynnym.

Kilkanaście miesięcy temu pojawiły się na rynku europejskim oczyszczalnie SBR oparte tylko na jednej komorze, w której odbywają się wszystkie procesy oczyszczania.

A jak do tego doszło, że po wielu latach funkcjonowania dwukomorowych oczyszczalni, nagle tak drastycznie zmieniono podejście do ilości komór? Podobno było tak… Pewien instalator w Niemczech pomylił się i podczas montażu oczyszczalni SBR zamontował dyfuzor napowietrzający w komorze osadczej, zamiast w komorze SBR. Ponieważ w Niemczech każda bez wyjątku oczyszczalnia musi być dwa razy do roku przeglądana przez autoryzowaną firmę serwisową i badana musi być jakość oczyszczania ścieków, firma serwisowa po pobraniu próbek ścieków oczyszczonych z tej oczyszczalni była zaskoczona ich bardzo wysoką jakością. Oczywiście, podczas przeglądu wnętrza urządzenia wydała się też, że dyfuzor znajduje się nie tam gdzie trzeba… To odkrycie zapoczątkowało proces badań i testów u kilku producentów, co finalnie zaowocowało certyfikatami  CE na zgodność z normą zharmonizowaną EN 12566-3 dla tego typu nowatorskich urządzeń.

Zasada działania

Oczyszczalnia składa się z jednej komory, w której odbywają się wszystkie procesy, tzn. cykle – napowietrzanie – sedymentacja – dekantacja. System SBR poprzez zatopiony dyfuzor, dostarcza mikroorganizmom tlen i właśnie te mikroorganizmy przekształcają ścieki w osad czynny.

Cechą szczególną tych systemów jest brak mechanicznego, wstępnego oczyszczania ścieków, np. poprzez sedymentację osadów lub inne konwencjonalne metody. Cały osad wstępny i wtórny napowietrzany jest w jednej komorze. Jednoczesne napowietrzenie obu osadów zmniejsza ich ilość oraz ogranicza ryzyko występowania nieprzyjemnych zapachów, które mogą pojawić się w tradycyjnych dwustopniowych oczyszczalniach biologicznych. Oczyszczalnia pracuje w 12-godzinnych cyklach podzielonych na 3 fazy: przerywanego napowietrzania, sedymentacji osadu czynnego oraz odprowadzenia oczyszczonych ścieków. Pojedynczy zbiornik pełni zarówno funkcję reaktora biologicznego, osadnika wstępnego oraz zbiornika buforowego. Dzięki temu w każdej fazie cyklu wykorzystywana jest prawie cała dostępna pojemność zbiornika.

Cykl pracy

Standardowo ścieki oczyszczane są porcjami w 12-godzinnych cyklach. W przypadku małego obciążenia oczyszczalni długość cyklu może zostać wydłużona do 24 h. W pierwszej fazie przerywanego napowietrzania ścieki są mieszane i dostarczany jest tlen do mikroorganizmów znajdujących się wewnątrz oczyszczalni. Opcjonalnie w środku tej fazy może wystąpić maksymalnie 60-minutowa faza denitryfikacji, w której ścieki nie są napowietrzane. Następnie w fazie sedymentacji, oczyszczone ścieki oddzielane są od osadu czynnego poprzez jego osiadanie. Po zakończeniu tej fazy oczyszczone ścieki są odprowadzane z oczyszczalni.

Cały cykl oraz jego poszczególne fazy nadzorowane są przez elektroniczny sterownik wyposażony w licznik czasu, dziennik zdarzeń, optyczny i akustyczny alarm sygnalizujący hydrauliczne oraz elektryczne usterki urządzenia. Brak zasilania urządzenia sygnalizowany jest przed odrębny alarm niezależny od zasilania. Czujnik pływakowy chroni urządzenie przed przepełnieniem. Sterownik pozwala, wraz z możliwością regulacji systemu, na optymalizację pracy oczyszczalni nawet w przypadku zmiennych warunków jej użytkowania.

Zalety rozwiązania

Ponieważ dopływające ścieki są natychmiast napowietrzane, od razu po dopłynięcie do oczyszczalni, System jednokomorowy potrzebuje ok. 10-15% mniejszej pojemności zbiornika w stosunku do tradycyjnych oczyszczalni dwukomorowych. Produkcja osadu jest o ok. 20-25% mniejsza, mniejsze jest również zużycie energii co przekłada się na maks. 49 kWh/osobę/rok. Zatopiona rura dopływowa pozawala na inspekcję systemu, poprzez jej obrót umożliwia wprowadzenie rury dopływowej z dowolnego kierunku, a także spowalnia dopływ ścieków do oczyszczalni.

Co też ważne, sama oczyszczalni jest prostsza w budowie i konstrukcji od swojej „starszej siostry” czyli urządzenia dwukomorowego: zamiast trzech instaluje się tylko jeden zawór elektromagnetyczny, zamiast trzech pomp mamutowych jest tylko jedna.

Bardzo ważną zaletą tego rozwiązania jest również lepsza stabilność procesu oczyszczania, a także podwyższona sedymentacja osadu czynnego.

Co ciekawe, po otwarciu pokrywy takiej oczyszczalni nie widzi się unoszących się na powierzchni elementów stałych: dzieje się tak, iż ścieki po wpłynięciu do oczyszczalni od razu poddawane są działaniu tlenu i części stałe ulegają „rozbiciu”.

Niewątpliwą zaleta urządzenia jest brak jakichkolwiek nieprzyjemnych zapachów, gdyż brak osadnik wstępnego eliminuje efekt zagniwania ścieków.

Dzięki podtrzymywaniu warunków tlenowych następuje szybsza stabilizacja i mineralizacja osadu, co przyczynia się do zmniejszenia jego objętości.

Ważne!

W przypadku oczyszczalni SBR jednokomorowej należy pamiętać o następujących kwestiach:

– należy systematycznie sprawdzać, czy nie nastąpiło zatkania rury dopływowej, odpływowej, dyfuzora i pompy mamutowej

– Obowiązkowym jest wykonywanie testu sedymentacyjnego osadu (SV30) raz na 6 miesięcy,

najlepiej podczas przeglądu oczyszczalni; jest on konieczny z punktu widzenia określenia kondycji osadu czynnego oraz poziom wypełnienia zbiornika osadem

– Wywóz osadu należy przeprowadzać jedynie przez rurę inspekcyjną (d=160 mm z bezpośrednim dostępem z powierzchni terenu). Rura została zaprojektowana tak, żeby na dnie zbiornika pozostało przynajmniej 15% jego objętości. Pozostawienie pewnej części osadu jest konieczne do prawidłowego funkcjonowania oczyszczalni po wywozie osadu. NIE OPRÓŻNIAĆ ZBIORNIKA W 100%!!!

– Upewnić się, że wywóz osadu nie przypada w trakcie trwania procesu sedymentacji (zwykle

12:15-14:00). Jeżeli zdarzy się, że osad będzie wywożony podczas procesu sedymentacji,

wymieszać zawartość zbiornika, ręcznie uruchamiając napowietrzanie na sterowniku.

Podsumowanie

Wprowadzenie na rynek oczyszczalni SBR jednokomorowych spowodowało małe „trzęsienie ziemi” w branży. Jeszcze niedawno nie nikt nie wyobrażał sobie takiego systemu, a obecnie już kilka wiodących firm na rynku takowe prezentuje i dostarcza. Należy jednak pamiętać, iż niedługo już pojawią się i takie firmy , które ze względów konkurencyjnych będę próbowała maksymalnie zoptymalizować obniżając koszty urządzenia, co może się wiązać ze znacznym obniżeniem parametrów technicznych oczyszczania. Dlatego niezbędne jest każdorazowe przyjrzenie się certyfikatowi zgodności i raportowi z badań dla urządzenia, przeprowadzonych przez notyfikowaną jednostkę badawczą.

 

mgr inż. Mariusz Piasny