Nowoczesna oczyszczalnia ścieków pracuje jako linia montażowa oczyszczania wody w obiegu zamkniętym. Miejskie ścieki bytowe i przemysłowe łączą się sieciami rurociągów, przechodzą wieloetapowe oczyszczanie i ostatecznie zamieniają się w kwalifikowaną czystą wodę do odprowadzania lub ponownego wykorzystania. W tym artykule omówiono cały proces, funkcje każdej jednostki i podstawowe zasady działania w rzeczywistej sekwencji przepływu ścieków, w sposób łatwy do zrozumienia dla wszystkich czytelników. I. Ogólna struktura oczyszczalni ścieków Wszystkie jednostki oczyszczania działają szeregowo wzdłuż kierunku przepływu wody, tworząc kompletny system oczyszczania, składający się z 7 głównych stref funkcjonalnych: 1. Przepompownia dopływu (z grubym sitem prętowym) 2. Jednostka podczyszczania wstępnego (sito drobne, piaskownica) 3. Główny zbiornik sedymentacyjny 4. Zbiornik reakcji biologicznej (z dmuchawą) 5. Zbiornik osadu wtórnego 6. Jednostka dezynfekcji, rozładunku i ponownego wykorzystania 7. Jednostka oczyszczania osadu Ścieki przechodzą przez proces w następującej kolejności: fizyczne przechwytywanie → pierwotna sedymentacja → degradacja biologiczna → oddzielanie błota od wody → dezynfekcja i odprowadzanie/ponowne wykorzystanie. Cały osad i pozostałości powstałe w całym procesie są zbierane równomiernie, zmniejszane w objętości i transportowane do utylizacji, realizując podwójną operację uzdatniania wody i usuwania osadu. II. Szczegółowy opis każdej jednostki oczyszczania 1. Przepompownia dopływowa (z kratą zgrubną) Jest to pierwsza brama dla ścieków wpływających do oczyszczalni, spełniająca trzy podstawowe funkcje: zbieranie ścieków, podnoszenie poziomu wody i filtrację zgrubną. Ścieki komunalne przepływają głównie grawitacyjnie. Poziom wody w momencie dotarcia do elektrowni jest zbyt niski, aby bezpośrednio przedostawać się do kolejnych obiektów. Do podniesienia poziomu wody potrzebne są pompy wodne, umożliwiające grawitacyjny przepływ ścieków przez wszystkie kolejne oczyszczalnie. Podstawowe wyposażenie Grube sito prętowe, zatapialna pompa podnosząca, ręczna/elektryczna śluza, zbiornik zbiorczy, system dezodoryzacji Zasada działania • Grube sito prętowe: Przy odstępie 10 ~ 20 mm działa jak gigantyczny grzebień, przechwytując duże pływające substancje i zawieszone ciała stałe, takie jak gałęzie drzew, plastikowe torby, kamienie i paski tkanin, zapobiegając blokowaniu kolejnych rurociągów, pomp i precyzyjnego sprzętu. • Pompa podnosząca: Stabilnie podnosi ścieki w zbiorniku do projektowanego poziomu wody w jednostce podczyszczania, zapewniając ciągły i stabilny przepływ wody. • Zasuwa: Używana do konserwacji sprzętu, przełączania przepływu i regulacji przepływu dopływu. • System dezodoryzacji: Zbiera z przepompowni gaz o nieprzyjemnym zapachu, który jest oczyszczany przez płukanie i adsorpcję w celu spełnienia norm emisji i ograniczenia nieprzyjemnych zapachów wewnątrz instalacji. 2. Jednostka wstępnej obróbki (drobne sito i komora żwirowa) Ścieki po przesianiu zgrubnym nadal zawierają dużą ilość drobnych zawieszonych cząstek stałych, piasku i żużla. Dalsza obróbka wstępna jest konieczna w celu ochrony późniejszego sprzętu biochemicznego i sedymentacyjnego. Podstawowe wyposażenie Drobne sito, wirowa komora na piasek / napowietrzona komora na piasek, przenośnik ślimakowy, separator wody i piasku, system dezodoryzacji Zasada działania • Drobne sito: Przy szczelinie 3 ~ 5 mm dodatkowo przechwytuje drobne pływające substancje, takie jak włosy, włókna i skrawki papieru; Pozostałości na ekranie są zbierane i transportowane za pomocą przenośników ślimakowych. • Komora piasku: Wykorzystuje działanie grawitacyjne i wirowe, aby szybko osadzać piasek i kamienie o dużej gęstości oraz oddzielać je od materii organicznej. Komory piaskowe wirowe są szeroko stosowane w przypadku małych powierzchni i dużej wydajności usuwania piasku, skutecznie zapobiegając ścieraniu pomp i zamulaniu zbiorników powodowanym przez ziarna piasku. • Separator piasku i wody: oddziela mieszaninę piasku i wody od komory piasku; piasek jest transportowany na zewnątrz, a oddzielona woda wraca do kanalizacji. 3. Osadnik pierwotny Wstępnie oczyszczone ścieki trafiają do osadnika głównego w celu fizycznej sedymentacji, służąc jako kluczowe ogniwo zmniejszające obciążenie przed oczyszczaniem biochemicznym. Podstawowe funkcje Usuwa 20% ~ 30% ChZT i BZT₅ oraz ponad 50% zawiesiny (SS) w ściekach. Znacząco zmniejsza obciążenie organiczne kolejnych reaktorów biologicznych, zmniejsza zużycie energii na napowietrzanie i wydłuża żywotność sprzętu. Kluczowa uwaga Nie wszystkie procesy są wyposażone w osadnik wstępny. Zintegrowane procesy takie jak rów utleniający, SBR i MBR zwykle go pomijają, umożliwiając ściekom bezpośrednie przedostanie się do układu biochemicznego. Zasada działania Ścieki przepływają powoli wewnątrz zbiornika; Osadzające się ciała stałe opadają na dno zbiornika pod wpływem grawitacji, tworząc osad pierwotny, który jest zbierany i usuwany za pomocą zgarniacza osadu. Stosunkowo przejrzysty supernatant wpływa do zbiornika reakcji biologicznej. 4. Zbiornik reakcji biologicznej (z dmuchawą) Jest to serce procesu oczyszczania ścieków. Mikroorganizmy w osadzie czynnym „rozkładają i zużywają” materię organiczną, azot amonowy, azot całkowity i fosfor całkowity w ściekach, aby osiągnąć zaawansowane oczyszczanie. Procesy główneAAO (beztlenowo-beztlenowe-oksydacyjne), rów utleniający, SBR, CAST, MBR, wśród których AAO jest najszerzej stosowane. Wyposażenie podstawowe Dmuchawa, tarcza napowietrzająca/rura napowietrzająca, mieszalnik zanurzeniowy, pompa powrotna osadu, pompa powrotna cieczy nitryfikacyjnej, system dozowania chemikaliów Zasada działania • Strefa beztlenowa: Mieszalniki utrzymują osad w zawiesinie; Bakterie gromadzące fosfor uwalniają fosfor, aby przygotować się do jego absorpcji w kolejnej strefie tlenowej. • Strefa beztlenowa: Mieszadła mieszają przepływ wody; denitryfikację realizuje się poprzez wykorzystanie azotanów w zawracanej cieczy nitryfikacyjnej w celu usunięcia całkowitego azotu. • Strefa tlenowa: Dmuchawy dostarczają sprężone powietrze, które tworzy mikropęcherzyki w aeratorach, dostarczając tlen dla mikroorganizmów. Mikroorganizmy rozmnażają się masowo, rozkładając materię organiczną i utleniając azot amonowy; Tymczasem bakterie gromadzące fosfor absorbują nadmiar fosforu. • System powrotny: Pompy powrotne osadu przesyłają osad z osadnika wtórnego z powrotem do zbiornika biochemicznego w celu utrzymania stężenia mikroorganizmów; powrót cieczy nitryfikacyjnej poprawia skuteczność usuwania azotu. • System dozowania chemikaliów: Dozuj źródła węgla i środki usuwające fosfor zgodnie z wymaganiami, aby zapewnić stabilną zgodność całkowitego azotu i całkowitego fosforu. 5. Zbiornik sedymentacji wtórnej Ścieki z reaktora biologicznego zawierają dużą ilość osadu czynnego. Aby zagwarantować klarowność ścieków, wymagane jest całkowite oddzielenie błota od wody poprzez sedymentację grawitacyjną. Typowe typy Osadniki wtórne o przepływie pionowym, promieniowym i poziomym. Zasada działania • Supernatant: Czysta woda przepływa do jednostki dezynfekcyjnej w celu końcowego przygotowania zrzutu, zgodnego z normami. • Osad osadzony: Część osadu jest zawracana do zbiornika reakcji biologicznej w celu utrzymania ilości drobnoustrojów; reszta to osad nadmierny odprowadzany do jednostki oczyszczania osadu, aby uniknąć nadmiernego gromadzenia się osadu. 6. Jednostka dezynfekcji, opróżniania i ponownego użycia Chociaż ścieki z osadnika wtórnego osiągnęły podstawowe standardy, nadal zawierają niewielką liczbę bakterii i wirusów. Dezynfekcja jest obowiązkowa w celu bezpiecznego rozładowania lub ponownego użycia. Typowe metody dezynfekcji • Dezynfekcja UV: Brak środków chemicznych, brak pozostałości, krótki czas kontaktu (kilka sekund do ponad dziesięciu sekund), prosta obsługa i konserwacja; powszechnie stosowane w komunalnych oczyszczalniach ścieków. • Dezynfekcja podchlorynem sodu: wygodne dozowanie i niski koszt; wymagany czas kontaktu ≥ 30 minut; Pozostały chlor wymaga ścisłej kontroli, aby zapobiec wtórnym zanieczyszczeniom. • Dezynfekcja ozonem: Niezwykle silna zdolność sterylizacji oksydacyjnej, z jednoczesnym odbarwianiem i dezodoryzacją; wysokie koszty inwestycyjne i operacyjne sprzętu, stosowane głównie w scenariuszach ponownego użycia o wysokim standardzie. Drogi ostatecznego usuwania • Standardowy zrzut: odprowadzany do odbiorników wodnych, takich jak rzeki i jeziora. • Odzyskane ponowne wykorzystanie: stosowane do zazieleniania miast, spłukiwania dróg, przemysłowej wody chłodzącej, uzupełniania wody krajobrazowej itp., realizując recykling zasobów wodnych. 7. Jednostka oczyszczania osadu Osad pierwotny z osadnika pierwotnego i osad nadmierny z osadnika wtórnego charakteryzują się dużą zawartością wilgoci i łatwym rozkładem. Muszą zostać poddane redukcji objętości, stabilizacji i nieszkodliwej obróbce, aby uniknąć wtórnych zanieczyszczeń. Kompletny przepływ oczyszczania osadu Zagęszczanie → Kondycjonowanie → Odwadnianie → Utylizacja na zewnątrz Wyposażenie rdzenia Zbiornik zagęszczania osadu/zagęszczacz, zbiornik kondycjonowania osadu, prasa filtracyjna płytowo-ramowa / odwadniacz taśmowy / odwadniacz prasy śrubowej, silos osadu, system dezodoryzacji Zasada działania • Zagęszczanie: Usuń wolną wodę z osadu, aby zmniejszyć objętość i zmniejszyć obciążenie późniejszej obróbki. • Kondycjonowanie: Dozuj środki chemiczne, takie jak PAM (poliakryloamid), aby poprawić skuteczność odwadniania osadu. • Odwadnianie: Wytłaczanie mechaniczne zmniejsza zawartość wilgoci w osadzie poniżej 80%, tworząc stałe placki osadu. • Usuwanie na zewnątrz: Placek szlamowy transportuje się do kwalifikowanych miejsc w celu nieszkodliwej utylizacji, np. na wysypisko śmieci, spalenie, produkcję materiałów budowlanych i zagospodarowanie terenu. III. Podsumowanie procesu oczyszczania ścieków Logika oczyszczania oczyszczalni ścieków jest zasadniczo następująca: Fizyczne przechwytywanie i sedymentacja → Degradacja biologiczna → Wtórna sedymentacja i oddzielanie wody błotnej → Oczyszczanie zaawansowane → Utylizacja osadu 1. Usuwanie zanieczyszczeń fizycznych: Grube/drobne sita przechwytują pozostałości, a komory piaskowe usuwają piasek, aby najpierw wyeliminować zanieczyszczenia stałe; 2. Wstępna redukcja ładunku: Główny osadnik sedymentuje osad zawieszony w celu zmniejszenia ładunku biochemicznego; 3. Oczyszczanie rdzenia: Mikroorganizmy rozkładają materię organiczną i usuwają azot i fosfor, aby spełnić standardy jakości wody; 4. Separacja błota i wody: Osad wtórny oddziela czystą wodę od osadu czynnego, aby zapewnić klarowność ścieków i zawrócenie osadu czynnego; 5. Sterylizacja i zgodność: Dezynfekcja mikroorganizmów chorobotwórczych w celu wypuszczenia lub ponownego użycia czystej wody; 6. Utylizacja osadu: Osad nadmierny jest zagęszczany, odwadniany, zmniejszany jego objętość i utylizowany w sposób nieszkodliwy.
