Stație de epurare

A Stație de epurare, și în Elveția și Austria ERĂ (Stația de epurare a apelor uzate), este utilizată pentru purificarea apelor uzate care au fost colectate din sistemul de canalizare și transportate la acesta.

Procesele mecanice (numite și fizice), biologice și chimice sunt utilizate pentru purificarea componentelor nedorite ale apelor uzate. În consecință, stațiile moderne de tratare a apelor uzate sunt în trei etape, cu un tip de proces în prim plan în fiecare etapă de purificare. Prima stație de tratare a apelor uzate din Europa continentală a fost comandată la Frankfurt pe Main în 1882.

Alte cunoștințe de specialitate recomandate

Care este sensibilitatea scalei mele?

Inspecție vizuală zilnică a balanțelor de laborator

Greutate de testare permanentă, precisă, datorită celor 12 sfaturi gratuite

Cuprins

Diagrama fluxului

Părți de plante

Ameliorarea ploii

Dacă apa de ploaie și apa uzată este alimentată la stația de epurare a apelor uzate într-o canalizare (sistem mixt), rețeaua de canalizare trebuie, de regulă, să fie ușurată printr-un sistem de evacuare a ploii, de obicei printr-un deversor de ploaie și/sau un bazin de revărsare a ploii, astfel încât stația de epurare să nu fie supraîncărcată. Acest lucru se poate face fie în rețeaua de canalizare, fie în stația de epurare. Dacă nu există astfel de instalații, stația de epurare trebuie să aibă o capacitate mai mare. În schimb, există sistemul de separare. Aici apa murdară este alimentată către stația de epurare într-o conductă separată, în timp ce apa de ploaie este direcționată prin propriul canal, posibil după curățarea într-un bazin de limpezire a ploii, direct către o apă de suprafață.

Rake

În sistemul de greblă, apele uzate sunt trecute printr-o greblă sau un tambur cu sită. Murdăria grosieră, cum ar fi articolele de igienă lunare, prezervativele, hârtia igienică, tampoanele de bumbac, pietrele, dar și frunzele și animalele moarte se blochează în greblă. Aceste materiale grosiere ar înfunda, în primul rând, pompele în stația de epurare și, în al doilea rând, ar afecta vizual rezultatul curățării. Cu cât pasajul pentru apele uzate este mai îngust, cu atât mai puțin grosieră conține apele uzate după greblare. Se face distincția între ecrane fine cu câțiva mm și ecrane grosiere cu o lățime de câțiva cm. Ecranele sunt spălate la mașină pentru îndepărtarea materiei fecale, deshidratate cu ajutorul unui aparat de presare (economie de greutate) și apoi arse, compostate (îngrășământ) sau depozitate într-un depozit de deșeuri.

Capcana de nisip

O capcană de nisip este un bazin de decantare cu sarcina de a îndepărta impuritățile grosiere, de decantare din apele uzate, cum ar fi nisip, pietre, așchii de sticlă sau reziduuri vegetale. Aceste substanțe ar duce la întreruperi operaționale în instalație (uzură, înfundare). Designul este un

Capcană lungă de nisip, A
capcană lungă de nisip ventilată, în care grăsimile și uleiurile sunt depuse la suprafață în același timp
Capcană rotundă pentru nisip sau
Capcană de nisip adânc

posibil. Ventilația capcanei de nisip (atașată la podeaua piscinei) creează un flux de vortex. Aerul suflat reduce densitatea aparentă a apelor uzate. Datorită ambelor efecte, solidele grele, predominant minerale (în principal nisip) se așează pe podeaua piscinei. Cu capcana de nisip adânc, apa uzată curge în bazin de sus și, datorită adâncimii sale, are un timp de retenție relativ lung, ca urmare a cărui nisip mai greu se așează pe podeaua bazinului (pâlnie de nisip). În sistemele moderne, capcanele de nisip sunt spălate după ce au fost scoase din capcanele de nisip, adică sunt eliberate de substanțele organice însoțitoare, pentru a permite un drenaj mai bun și o utilizare ulterioară (de exemplu, în construcția de drumuri).

Clarificator primar

Apa murdară curge încet prin clarificatorul primar. Substanțele nedizolvate (fecale, hârtie etc.) se așează (substanțe deductibile) sau plutesc la suprafață. Aproximativ 30% din substanțele organice pot fi îndepărtate odată cu aceasta. Apare Nămol primar, în majoritatea stațiilor de epurare din așa-numitele Pre-îngroșător vine (vezi schema de mai sus). Împreună cu nămolul în exces din sistemul de activare aerobă, acesta este îngroșat acolo: nămolul se instalează și excesul de apă (apă tulbure) este extrasă și returnată la procesul de curățare ulterioară al stației de epurare. Nămolul îngroșat este pompat în turnul de digestie pentru un tratament anaerob suplimentar.

În sistemele moderne cu îndepărtarea azotului, această parte a sistemului este adesea omisă sau este mică, deoarece substanțele organice din apele reziduale sunt necesare ca agent reducător pentru îndepărtarea azotului prin denitrificare (reducerea NO3 la N2) în partea anoxică sau în faza anoxică a etapei biologice.

De asemenea, această parte a sistemului nu este utilizată în stațiile de tratare a apelor uzate cu stabilizare simultană a nămolului aerob în stadiul biologic, deoarece altfel ar fi produs în continuare nămol primar nestabilizat.

Nivelul biologic

În această parte a procesului, substanțele organice din apele uzate sunt descompuse de microorganisme, iar substanțele anorganice sunt parțial oxidate. În acest scop, este pompat și aerul (oxigenul). Au fost dezvoltate numeroase procese în acest scop (de exemplu, procesul de nămol activat, procesul de filtrare a scurgerii, procesul de reactor cu pat fix).

Procesul de nămol activat

Majoritatea stațiilor municipale de tratare a apelor uzate din Europa Centrală sunt exploatate folosind procesul de nămol activat. În acest fel, în așa-numitele bazine cu nămol activat, apa uzată care a fost amestecată cu nămol activat (mase de bacterii fulgi, agregate) este degradată biotic și oxidativ. Bacteriile aerobe (care consumă oxigen) și alte microorganisme descompun compușii de carbon într-o mare măsură în dioxid de carbon și le transformă parțial în biomasă, iar azotul din compușii organici este inițial împărțit ca amoniac de către alte bacterii și acesta este oxidat la nitrat cu oxigen (nitrificare). Procesul de nămol activat este operat cu flux continuu, adică apa uzată curge continuu în rezervorul de nămol activat și apa care conține nămol activat curge continuu. Prin adăugarea de agenți de precipitare, fosforul nutritiv poate fi, de asemenea, îndepărtat prin intermediul reacțiilor chimice, posibil prin precipitare simultană. Acest lucru îmbunătățește, de asemenea, proprietățile de decantare ale nămolului activat în clarificatorul secundar.

Clarificator secundar

Clarificatorul secundar formează o unitate de proces cu rezervorul de nămol activat. În ea, nămolul activ este separat de apele uzate prin decantare. O parte din nămol este returnată în rezervorul de aerare (nămol de retur) pentru a menține concentrația de microorganisme din rezervorul de aerare suficient de mare. În caz contrar, rata de degradare ar fi prea mică. Excesul (creșterea biomasei, excesul de nămol) este de obicei deversat în pre-îngroșător împreună cu nămolul din clarificatorul primar pentru un tratament ulterior.

Nămolul activat trebuie să aibă proprietăți bune de decantare. Dacă acest lucru nu este cazul, de exemplu datorită creșterii masive a microorganismelor asemănătoare firelor, care duce la formarea de nămol voluminoasă, nămolul activ se îndreaptă din clarificatorul secundar în corpul de apă în care sunt deversate apele uzate tratate Primirea apelor). Acest lucru nu afectează numai apa. De atunci nu poate fi păstrat suficient nămol în rezervorul de activare/sistemul de limpezire secundar, performanța de curățare scade și că Vârsta noroiului (timpul mediu de ședere al biomasei din sistem) scade. Bacteriile cu creștere lentă (de exemplu, bacteriile nitrificante, care oxidează amoniacul la nitrat) sunt întâi afectate de o astfel de defecțiune. Apele uzate cu substanțe organice ușor degradabile (de exemplu, din industria alimentară) au în special tendința de a forma nămoluri voluminoase. Conexiunea în amonte a bazinelor mici, neaerate sau slab aerate din fața bazinului de aerare (Selectoare) poate evita formarea voluminoasă de nămol. O formă specială a clarificatorului secundar este fântâna Dortmund în formă de pâlnie.

Proces de pat fix

În procesul de pat fix, solidele de diferite forme servesc ca bază pentru creșterea microorganismelor care descompun contaminanții. Aceste solide sunt scufundate alternativ în ape uzate și aer, astfel încât microorganismele să intre în contact atât cu poluanții, cât și cu oxigenul necesar pentru descompunerea lor oxidativă. [1]

Digester

Creșterea de biomasă rezultată din degradarea constituenților apelor reziduale este îndepărtată ca nămol de canalizare, dar în mare parte degradată în așa-numiții digestori în condiții anaerobe (adică fără oxigen) de către tulpini bacteriene anaerobe la nămol digerat și gaz combustibil digestiv (în esență, un amestec de metan și dioxid de carbon). Acest proces corespunde generării de biogaz într-o instalație de biogaz. Digeratoarele sunt adesea în formă de turn și sunt denumite apoi turn de digestie (vezi ilustrația).

Gazul de digestie este adesea utilizat sub formă purificată (de exemplu, îndepărtarea hidrogenului sulfurat) la motoarele pe gaz (sau, de asemenea, centralele combinate de căldură și energie electrică) pentru a acoperi cererea proprie de electricitate (și căldură).

Nămolul digerat se află apoi în așa-numitul Post îngroșător (vezi diagrama de mai sus). Acolo este îngroșat prin decantare pentru a-și reduce și mai mult volumul și conținutul de apă. Apa tulbure este extrasă într-o manieră țintită folosind dispozitive speciale de extracție reglabile pe înălțime.

Nămolul rezultat, dacă nu conține poluanți și otrăvuri, poate fi folosit ca îngrășământ organic în agricultură. În caz contrar, acesta este deshidratat în prese cu filtru de curea, prese cu filtru de cameră sau centrifuge de decantare și ars în instalațiile de incinerare a deșeurilor sau eliminat în depozitele de deșeuri.

Procese de curățare

Etapa 1 Proces mecanic formează mai ales prima etapă de curățare. Aproximativ 20-30% din substanța solidă (nedizolvată) plutitoare și suspendată este îndepărtată aici. Adsorbția, filtrarea și separarea sunt utilizate în tratarea avansată a apelor uzate și în gestionarea industrială a apei.

Etapa a 2-a Proces biologic sunt utilizate în a doua etapă de tratare a stațiilor de epurare a apelor uzate municipale și pentru degradarea apelor uzate organice foarte poluate în tratarea apelor uzate aerobe și anaerobe. Folosesc procese de degradare microbiologică. Componentele apelor reziduale organice degradabile sunt mineralizate cât mai complet posibil, adică sunt defalcate în tratarea apelor reziduale aerobe până la produsele anorganice ape, dioxid de carbon, azotat, fosfat și sulfat. În tratarea apelor uzate anaerobe, acestea sunt transformate în acizi organici, metan și dioxid de carbon. Acest lucru îndepărtează de obicei compușii de carbon din apele uzate. Azotul și amoniul legate organic sunt, de asemenea, îndepărtate prin nitrificare și denitrificare bacteriană. Fosforul este, de asemenea, eliminat din ce în ce mai mult de bacterii în stațiile de epurare de dimensiuni medii și mari.

Etapa a 3-a Proces chimic: Procesele abiotico-chimice utilizează reacții chimice precum oxidarea și precipitarea fără implicarea microorganismelor. În tratarea apelor uzate municipale, acestea sunt utilizate în principal pentru a elimina fosforul prin reacții de precipitare. Acest proces este foarte important pentru a evita eutrofizarea apelor primitoare. În plus, procesele abiotico-chimice sunt utilizate pentru precipitații în gestionarea apei industriale și pentru tratarea ulterioară a apelor uzate (de exemplu, floculare/precipitare/filtrare).

Procesele din stațiile de epurare pot fi descrise matematic prin cinetica lor de reacție (macrokinetica).

Parametrii de încărcare

Un echivalent de populație, abreviat EW, corespunde următoarelor cantități:

Cantitatea de apă uzată

Se presupunea că încărcătura de apă uzată a stației de epurare este de 150 până la 200 de litri pe locuitor pe zi. Cantitatea de apă murdară corespunde aproximativ consumului de apă. Pentru o nouă planificare sau planificare în avans, se determină acum consumul de apă specific sitului și se încearcă o estimare pentru viitor. De obicei, apele uzate se ridică la aproximativ 130 de litri pe locuitor pe zi.

Această valoare ia în considerare valorile obișnuite în Europa Centrală pentru rețelele de canalizare dense. Cu toate acestea, pentru dimensionarea stației de tratare a apelor uzate, se ia în calcul o suprataxă pentru apa străină (canale scurgeri, evacuări din drenaj și altele asemenea). Aceasta poate reprezenta până la 100% din acumularea apelor uzate. Cantitatea de apă străină este legată de suprafața etanșă conectată și nu trebuie să depășească 0,15 l/(s * ha).

În cazul sistemelor de canalizare mixte (apă de ploaie și apă uzată într-o canalizare), trebuie luate în considerare taxele corespunzătoare pentru prelucrarea apei de ploaie, care sunt de obicei stabilite la 100% din vârful zilnic pe timp uscat.

Pentru calculul hidraulic (numărul și dimensiunea pompelor de alimentare) ale stației de epurare, ciclul zilnic al sarcinii este, de asemenea, important. Prin urmare, sarcina medie zilnică nu trebuie împărțită la 24 de ore, ci la un număr mai mic (10-14) pentru valoarea orară maximă.

Gradul de poluare

Cu valoarea BOD5, cererea biochimică de oxigen pe o perioadă de măsurare de 5 zile în condiții standard, se înregistrează cererea de oxigen care este creată de oxidarea substanțelor organice de către microorganismele aerobe. Este unul dintre așa-numiții parametri de sumă, deoarece nu poate fi utilizat pentru a determina defalcarea conexiunilor individuale.
Oxidarea bacteriană a amoniacului (NH3), amoniului (NH4 +) și a nitriților (NO2 -) în nitrați (NO3 -), numită nitrificare, nu trebuie înregistrată și este prevenită în timpul măsurării de către un inhibitor precum aliltiourea (ATH)

Valoarea obișnuită pentru BOD5 este de 60 g per locuitor și zi.

Aproximativ 20 g din acestea pot fi îndepărtate în clarificarea primară prin sedimentare.

Cerere chimică de oxigen

Cererea chimică de oxigen, prescurtată și în COD, este, de asemenea, unul dintre așa-numiții parametri de sumă, deoarece nu poate cuantifica compuși individuali. Acesta este determinat de oxidarea componentelor apelor uzate de dicromat de potasiu și înregistrează necesarul de oxigen pentru oxidarea unei părți mari a substanțelor organice. Dacă apele uzate conțin și compuși anorganici oxidabili, cum ar fi sulfiții, aceștia sunt, de asemenea, înregistrați ca COD.
Acest parametru este, de asemenea, utilizat pentru a echilibra sistemul.

Pentru COD se presupune o valoare de 120 g per locuitor și zi.

azot

Azotul este legat în principal organic în apele uzate brute (de exemplu, în proteine, acizi nucleici, uree) și sub formă de ioni de amoniu (NH4 +) și, în proporții mici, și sub formă de ioni de azotat (NO3 -) și nitriți (NO2 -) in fata.

Aici se utilizează aproximativ 10-12 g per locuitor și zi.

fosfor

Fosforul este legat organic ca o grupare fosfat și este prezent ca fosfat liber.

Aici sunt presupuse aproximativ 1,8 g per locuitor și zi.