Ugrás a tartalomhoz

"B" Tételű modul - Fenntartható mezőgazdasági rendszerek és környezettechnológia

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. (2008)

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

Mechanikai tisztítás

Mechanikai tisztítás

A szennyvizek mechanikai tisztítása a viszonylag egyszerű és régen alkalmazott tisztítási eljárások közé tartozik. Ennek célja a nagy méretű durva úszó és lebegő szennyeződések eltávolítása a szennyvízben lévő ásványi és szerves lebegőanyagok valamint folyékony és szilárd úszóanyagok eltávolítása.

A mechanikai tisztítóberendezések az alábbi műtárgyakat foglalják magukba:

  • Kő és kavicsfogók, szennyvízrácsok, szűrők és aprító szűrők, ahol a nagy méretű úszó és lebegő szilárd anyagokat távolítják el szűrőhatás és aprítás révén.

    Kézirács beépítési vázlata

  • Homokfogók, melyben a nagyrészt kisméretű ásványi anyagok gravitációs esetleg centrifugális elven történő eltávolítását oldják meg.

  • Ülepítők, nagyrészt kisméretű úszó és lebegőanyagok gravitációs esetleg centrifugális erősegítségével oldják meg a tisztítást.

  • Hidrociklonok, nagyrészt kisméretű úszó és lebegő szilárd anyagok centrifugális erőhatás illetve kisebb mértékben gravitációs erő hatására távolítják el.

  • Úsztató berendezések, flotációs medencék, sűrítők és oldó medencék ahol a kisméretű úszó és folyékony, esetleg szilárd anyagok eltávolítását általában gravitációs erő hatására vagy flotációval illetve sűrítéssel oldják meg.

Kő és kavicsfogók, szennyvízrácsok

A kő és kavicsfogók célja az egyesített csatornahálózatból a záporokkal bevitt hordalék leválasztása. Kisebb telepeken ezek 1m * 1m vagy 2m * 1m-es mély, "láda" formájú csapdák, melyet a zápor után ürítenek, és 5-20 cm nagyságú szilárd szennyeződéseket távolít el.

A szennyvízrácsok feladata a szennyvízben található nagyobb méretű úszó és lebegő szennyeződések valamint hordalékanyagok eltávolítása, amely akadályozza a szennyvizek átemelését, elvezetését és későbbi kezelését.

Rácsokat kell alkalmazni általában a szennyvízátemelő telepen a szivattyúk előtt, illetve a szennyvíztisztító telepek homokfogó és előülepítői előtt. A rácsokat a pálcák távolságának figyelembevételével durva és finom rács szerint különböztetnek meg, ahol a durva rács pálcaközé általában 50 mm, a nagyobb pálcaköz lehetővé teszi a papíruszadék, sár szennyeződések áthaladását. Durva rácsot elsősorban egyesített rendszerű csatornahálózatban kell betervezni és megvalósítani. A finom rács pálcaköze 10 és 50 mm között van. Durva rács (gereb) 50 mm fölötti úszó lebegő hordalék leválasztására alkalmas, 2:1 arányú hajlásszöggel beépített pálcás rács. A rácsok által visszatartott BOI5 szerves anyag csökkenés 6-7 %-ra tehető. Szitaszűrők: 10 mm-nél kisebb lyukbőségű, szalag és dobszűrők, melyeket finomrács után csapadékvíz kiömlőknél használnak. A lyukbőségtől függően 5-10 %-os BOI5 és 5-20 %-os lebegőanyagban kifejezett szerves anyagcsökkentéssel lehet számolni.

Ívszita működési elve

Homokfogók

A homokfogókat általában a szennyvízrácsokat követően építik be a technológiai folyamatba, hogy a soron következő berendezések üzemét védjék az ásványi anyagok okozta károsodástól. Különösen egyesített rendszerű csatornahálózat esetében a homokfogókról gondoskodni kell a szennyvíztisztító telepeken. Magas szervesanyag-terhelés esetén a homokfogókat homokmosó berendezésekkel egészíthetik ki, szerves anyag tartalom csökkentésére. Ezek általában hidrociklon jellegű kiépítésűek. A homokfogók lényegében ülepítőknek tekinthetőek, amelyek elsődlegesen szemcsés ásványi anyagok eltávolítását végzik el.

A szemcsés anyag ülepedése nyugvó közegben a gravitációs erő, a felhajtóerő és a súrlódási erő hatására következik be szabad ülepedés során. Kis koncentrációról lévén szó (egy százaléknál kevesebb) a szemcsék szabadon egymástól függetlenül ülepednek, azaz ún. szabad ülepedésről van szó. A homokfogókat általában úgy méretezik, hogy 0,2 mm-nél nagyobb átmérőjű homokszemcséket tartsa vissza. Ez tág határok között általában 5-12 l-re becsülhető lakos - egyenértékenként. Az átfolyás irányát tekintve a homokfogók lehetnek vízszintes vagy függőleges átfolyásúak és mindkettőnek nagyon sok típusa alakult ki hazánkban is. Általában a hosszanti átfolyású és légbefúvásos homokfogó alkalmazása terjedt el. Az átáramlás iránya mindkettőben vízszintes. A homokfogó méretezésekor figyelembe kell venni, hogy a szennyvízcsatornán 0,5 - 0,6 m/s sebességgel érkezik a szennyvíz a tisztítótelepre. Ennél a sebességnél a szennyvízben lévő lebegőanyagok egy része még lebegésben marad, más része nagyobb átmérőjű, illetve nagyobb fajsúlyú szemcsék leülepednek ugyan, de időről időre jelentkező vízhozam és nagyobb vízsebesség esetén ismételten mozgásba kerülnek. A hosszanti átfolyású homokfogókban a méretezést úgy kell kialakítani, elsősorban az átfolyó víz mennyisége révén, hogy bármilyen vízhozam mellett az áramlási sebesség 0,3 m/s körül legyen. Ennél a sebességnél a homokszemcsék még kiválnak és leülepednek, de a finomabb szerves anyagok azonban tovább mozognak.

Légbefúvásos homokfogót nagyobb szennyvízmennyiségek esetében alakítanak ki. A medencében kialakuló áramlás egy hosszanti és egy keresztirányú körpályájú mozgás eredőjeként csavarvonal alakú, a körpályájú mozgás sebességét a befúvott levegő mennyisége szabályozza. Átlagos érték 1 m3 medencetérfogatra 1,5 m3/h levegő mennyiség. Célszerű a légbefúvó csőrácsot a fenék közelében elhelyezni, mivel ez növeli a kiválasztási hatást és csökkenti a detergensek következtében esetleg fellépő felhabzást.

A medencéből való vízkivétel a bevezetéssel ellentétes oldalon a forgó vízhenger közepéről vagy merülő fal mögül történhet. A homok eltávolítását a medence alján lévő gyűjtőzsompból mozgó-kotró szerkezettel, vagy levegőbefúvással, illetve mamutszivattyúval lehet végezni.

Ülepítők

Az ülepítők a szennyvízben lévő ülepíthető lebegőanyagot, amelyeket a rácsok, a szűrőkosarak és a homokfogók nem voltak képesek eltávolítani, megfelelő hatásfokkal kell, hogy kiülepítsék. Ezen túlmenően a biológiai oxigénigény csökkentését is fokozzák, azaz a rendszer szerves anyag terhelését tovább csökkentik. Az ülepítőtér kialakítása rendkívül változatos, de vannak olyan kialakítási alapelvek, amelyek általánosnak tekinthetőek. Így a víz egyenletes bevezetését és a mozgási energia csökkentését célzó előkamra azaz befolyási tér és a tényleges ülepítőtér kialakítása, valamint az egyenletes elvezetést biztosító kamra és értelemszerűen az iszapgyűjtő, iszaptároló tér.

Általában elmondható, hogy a szemcsés anyagok ülepítésére a legalkalmasabb a vízszintes átfolyású ülepítő medencék. A pelyhesedő anyagok ülepítésénél jellemző, hogy az ülepedés folyamán a szemcseátmérő állandóan nő. Az átmérő növekedés a flokkuláció következménye, az átmérő növekedésével viszont az ülepedés sebessége is nő.

Az ülepítőket csoportosíthatjuk az ülepítőn történő átáramlás szempontjából, így beszélhetünk vízszintes, függőleges és radiális átfolyású ülepítőkről. Vannak egy és kétszintes ülepítők, az elhelyezés szempontjából pedig a másodlagos tisztításhoz viszonyított előülepítőkről illetve utóülepítőkről beszélhetünk. A hosszanti, vízszintes átfolyású, ún. Lipcsei ülepítőkben a szennyvíz a bevezető elemeken keresztül áramlik a medencébe, majd hosszanti irányban egyenletes, lehetőleg lamináris áramlásban halad az elvezető vályú illetve a bukó irányába.

A hosszanti átfolyású ülepítőknél a medence vízmélysége 1,5-2 m, a medence szélessége 4-10 m, gépi kotrás esetében 5-6 m. A medence hossza általában 30 m-nél rövidebb. A zavartalan áramlási terek kialakítása érdekében célszerű a bevezetésnél ütközőtárcsákat alkalmazni, míg elvezetésnél a vízszint alá 20-30 cm-re benyúló merülő falat beépíteni. A medence fenéklejtése az iszaptölcsér irányában 1:400. Az iszapzsomp falainak hajlásszöge 60o. Az ülepítő vége közel vízszintesen is kialakítható. Az áramlási sebesség lehetőség szerint 1 cm/s-nál kisebb kell, hogy legyen. A kotrók átlagos mozgási sebessége 0,1-0,6 cm/s. A bukóél 3-4 m hosszúságig betonból készíthető, maximális tűrése a vízszintestől való eltéréstől ± 2 mm, tehát kivitelezéskor gondosan kell kialakítani a bukóélt. Nagyobb méreteknél utólag felerősíthető beállítható fémlemezből készített, pl. fogazott bukóél. A fogak maximális szélessége 25-30 cm.

Hosszanti átfolyású ülepítő

Az ülepítők gyakran alkalmazott típusa a Dorr - típusú ülepítők. A radiális átfolyású Dorr-típusú ülepítők egyszintű kör alaprajzú, s ennek megfelelően sugár irányú átfolyású rendszerekhez tartoznak, amelyeket 15-20,000 lakos egyenérték felett alkalmaznak általában. Leggazdaságosabb átmérője általában 20-40 m közötti. A gyakorlatban 50 m-es átmérővel is előfordul. Kis átmérőnél be- és kivezetésnél viszonylag nagy zavaró illetve holtterek alakulnak ki. Nagy méretnél a szél zavaró hatása fokozottan érvényesül. Az 1:25 mélység - átmérő arány mellett 1,5-2,5 m-es vízmélységet célszerű alkalmazni.

Alkalmazásuk felső határa is ezek függvénye, jelenleg 5-5000 m3-es hasznos térfogatúak vannak üzemben. A tisztítandó szennyvizet általában a műtárgy alatt vagy a műtárgy fenékbetonjában elhelyezett csövön keresztül vezetik be, a cső a medence központjában lévő vízelosztó műhöz csatlakozik.

Dorr-rendszerű ülepítő forgókotróval

Az áramlási irány szempontjából a további. csoport a függőleges átfolyású ún. Dortmundi-típusú ülepítők. A szennyvíz a függőleges csillapító hengerbe érkezik, onnan lefelé áramlik az iszapzsomp irányába, az ezt követő fölfelé áramlás hatására iszapfelhő alakulhat ki, aminek szűrőhatása jelentős mértékben hozzájárul a tisztítási hatásfok növeléséhez. A szennyvizet a medence kerülete mentén, esetleg sugárirányban is elhelyezett bukóvályúkkal vezetik el. Az iszapgyűjtő zsomp környezetében ezúttal is holttérről kell gondoskodni a lebegőanyag zavartalan leülepedése végett. A fenéken lévő iszapot gravitációsan a víznyomás segítségével lehet az iszapleeresztő csövön keresztül eltávolítani, illetőleg a rothasztó medencébe vezetni. Elsősorban utóülepítőként használják. Az iszap lecsúszásának elősegítésére a tölcséres Dortmundi ülepítő oldalfalának hajlásszögét, legalább 60° dőlésszöggel készítik. Ha az oldalfal függőleges, a fenék pedig vízszintes, gépi kotróberendezésről kell gondoskodni.

További ülepítő típus a kétszintes ülepítő. Mindig előülepítőként alkalmazzák, ülepítő terének maximális mélysége 2,5 m-nél kisebb, csúszófelületek hajlásszöge pedig legalább 60o. A szélesség hossz aránya 1:1,5-1:2. A víz bevezetését hosszanti átfolyású ülepítőknél ismertetett ütközőtárcsákkal, kivezetését merülőlap közbeiktatásával, bukóélen keresztül célszerű megoldani. Az ülepítő tér alatti rothasztó tér nagyságát a napi iszapmennyiség és a rothasztási, valamint a tárolási idő figyelembevételével célszerű meghatározni. Az iszap eltávolítása csővezetéken vagy mobil iszapszivattyúkkal történik.

Az iszap eltávolítását megfelelő menetrend szerint, illetve az egyszintes ülepítőknél pedig folyamatosan kell megoldani, hisz az iszap száradás után rendkívül nehezen távolítható el az üzemeltető műtárgyakról, amelyeken a hatásfokot nagymértékben rontja. A függőleges áramlású ülepítőtérben az áramlási sebesség 0,3 1 m/s körül legyen. A csillapítóhengerben maximálisan csúcsvízhozamnál 3 cm/s sebesség engedhető meg. Ha ennél nagyobb sebesség adódik, célszerű a csillapítóhenger alatt megfelelő távolságban terelőtárcsát elhelyezni a vízáramlás irányítására.