Dobór technologii oczyszczania ścieków przemysłowych nie powinien zaczynać się od wyboru konkretnego urządzenia. Najpierw trzeba określić, jakie ścieki powstają w zakładzie, w jakiej ilości, jak zmienia się ich skład oraz jakie parametry powinny osiągnąć po oczyszczeniu.
To właśnie te informacje decydują, czy wystarczające będzie oczyszczanie mechaniczne, czy konieczne będzie zastosowanie procesów chemicznych, biologicznych albo kilku etapów pracujących w jednym układzie.
W praktyce oznacza to, że oczyszczalnia dla zakładu spożywczego może wyglądać zupełnie inaczej niż instalacja dla przedsiębiorstwa chemicznego, metalurgicznego czy kosmetycznego.
Nie istnieje jedna technologia dla wszystkich ścieków przemysłowych
Ścieki przemysłowe to bardzo szeroka grupa. Ich skład zależy od rodzaju działalności przedsiębiorstwa, stosowanych surowców, procesów technologicznych, środków myjących oraz sposobu organizacji produkcji.
W ściekach mogą znajdować się m.in.:
- zawiesiny,
- substancje organiczne,
- tłuszcze,
- oleje,
- związki chemiczne,
- metale,
- detergenty,
- pozostałości surowców,
- związki wymagające neutralizacji lub biologicznego rozkładu.
Z tego powodu dwóch zakładów o podobnej wielkości nie można automatycznie wyposażyć w taki sam układ oczyszczania.
Podstawą projektu powinna być charakterystyka rzeczywistych ścieków, a nie wyłącznie informacja o branży lub liczbie zatrudnionych pracowników.
Ilość ścieków to tylko jeden z parametrów
Wydajność instalacji jest oczywiście ważna, ale sama informacja o liczbie metrów sześciennych ścieków w ciągu doby nie wystarcza do prawidłowego zaprojektowania oczyszczalni.
Znaczenie ma również to, jak przepływ zmienia się w czasie.
Zakład może generować:
- stosunkowo równomierny strumień przez całą dobę,
- duże ilości ścieków tylko podczas jednej zmiany,
- okresowe zrzuty po zakończeniu produkcji,
- wysokie przepływy podczas mycia linii technologicznych,
- zmienne ilości ścieków w zależności od sezonu.
Takie różnice wpływają m.in. na wielkość zbiorników, sposób retencjonowania ścieków, sterowanie pompami oraz organizację kolejnych etapów oczyszczania.
Dlatego przy projektowaniu oczyszczalni warto analizować nie tylko przepływ średni, ale również przepływy maksymalne i ich zmienność.
Skład ścieków wpływa na wybór procesu oczyszczania
Kolejnym elementem jest określenie rodzaju zanieczyszczeń.
Jeżeli ścieki zawierają duże ilości części stałych lub zawiesin, pierwszym etapem może być ich mechaniczne oddzielenie.
W innych przypadkach konieczne może być zastosowanie procesów chemicznych pozwalających na zmianę właściwości zanieczyszczeń i ułatwienie ich usunięcia.
Stosowane są m.in.:
- koagulacja,
- flokulacja,
- neutralizacja,
- separacja zawiesin,
- sedymentacja,
- procesy biologicznego rozkładu zanieczyszczeń.
O wyborze konkretnego rozwiązania decyduje to, jakie substancje znajdują się w ściekach i w jakim stężeniu.
Kiedy stosuje się oczyszczanie mechaniczne?
Oczyszczanie mechaniczne służy przede wszystkim do usuwania zanieczyszczeń, które można fizycznie oddzielić od strumienia ścieków.
Może to dotyczyć większych elementów, osadów, zawiesin czy innych części stałych.
Etap mechaniczny często pełni funkcję wstępną i przygotowuje ścieki do dalszego oczyszczania.
Usunięcie części zanieczyszczeń przed kolejnymi procesami może zmniejszyć ich obciążenie i poprawić stabilność pracy całej instalacji.
Oczyszczanie chemiczne – kiedy jest potrzebne?
Nie wszystkie zanieczyszczenia można skutecznie oddzielić metodami mechanicznymi.
W takich sytuacjach stosuje się procesy chemiczne.
Przykładem jest koagulacja i flokulacja. Odpowiednio dobrane reagenty powodują łączenie drobnych cząstek w większe struktury, które można następnie łatwiej oddzielić od ścieku.
Istotny jest jednak prawidłowy dobór:
- rodzaju reagenta,
- dawki,
- czasu kontaktu,
- warunków mieszania,
- parametrów ścieków.
Nieprawidłowo dobrany proces chemiczny może zwiększać zużycie środków bez proporcjonalnej poprawy efektu oczyszczania.
Procesy biologiczne w oczyszczaniu ścieków przemysłowych
Jeżeli istotną część zanieczyszczeń stanowią związki podatne na rozkład biologiczny, możliwe jest wykorzystanie mikroorganizmów.
Procesy biologiczne wymagają jednak odpowiednich warunków.
Znaczenie mają m.in.:
- skład ścieków,
- temperatura,
- pH,
- dostępność tlenu,
- obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń,
- obecność substancji mogących hamować proces biologiczny.
W ściekach przemysłowych parametry te mogą zmieniać się znacznie bardziej niż w ściekach komunalnych.
Z tego względu szczególnie istotna jest stabilizacja dopływu oraz odpowiednie przygotowanie ścieków przed etapem biologicznym.
Czy wszystkie ścieki w zakładzie powinny trafiać do jednej instalacji?
Niekoniecznie.
W wielu przedsiębiorstwach powstaje kilka różnych strumieni ścieków. Mogą to być np.:
- ścieki bezpośrednio związane z produkcją,
- ścieki z procesów mycia,
- ścieki socjalno-bytowe,
- wody technologiczne,
- inne strumienie o odmiennych parametrach.
Ich zmieszanie może czasem utrudnić oczyszczanie.
Dlatego już na etapie koncepcji warto sprawdzić, czy korzystniejsze będzie prowadzenie wszystkich ścieków wspólnie, czy też rozdzielenie wybranych strumieni i zastosowanie dla nich różnych sposobów postępowania.
Takie rozwiązanie może uprościć proces oczyszczania i ograniczyć obciążenie głównej instalacji.
Znaczenie parametrów ścieku oczyszczonego
Projektowanie oczyszczalni nie kończy się na odpowiedzi na pytanie, co znajduje się w ściekach surowych.
Równie ważne jest określenie parametrów, które należy osiągnąć po zakończeniu procesu.
Od tego zależy, jak rozbudowany powinien być cały układ.
Inna technologia może być potrzebna, gdy ściek oczyszczony ma zostać odprowadzony zgodnie z określonymi wymaganiami, a inna wtedy, gdy przedsiębiorstwo chce przygotować wodę do ponownego wykorzystania w procesie technologicznym.
Im wyższe wymagania dotyczące jakości końcowej, tym większego znaczenia nabierają kolejne etapy doczyszczania.
Oczyszczalnia powinna uwzględniać zmiany produkcji
Zakład produkcyjny nie zawsze pracuje przez wiele lat w identyczny sposób.
Zmieniają się:
- wielkość produkcji,
- używane surowce,
- liczba linii technologicznych,
- systemy mycia,
- sposób gospodarowania wodą.
Dlatego przy projektowaniu warto brać pod uwagę możliwość przyszłych zmian.
Jeżeli przedsiębiorstwo planuje zwiększenie produkcji, instalacja powinna być projektowana tak, aby jej późniejsza rozbudowa była technicznie możliwa.
Brak takiej rezerwy może oznaczać konieczność kosztownej przebudowy oczyszczalni po kilku latach.
Automatyka pomaga stabilizować proces oczyszczania
Nowoczesne oczyszczalnie przemysłowe coraz częściej wykorzystują układy automatycznego pomiaru i sterowania.
Pozwalają one kontrolować pracę m.in.:
- pomp,
- mieszadeł,
- urządzeń napowietrzających,
- systemów dozowania reagentów,
- zbiorników,
- kolejnych etapów procesu.
Automatyka nie zastępuje prawidłowo zaprojektowanej technologii, ale pozwala lepiej dostosować pracę instalacji do zmieniających się warunków.
W przypadku dużych wahań dopływu może mieć to istotne znaczenie dla stabilności procesu oraz zużycia energii i reagentów.
Koszt eksploatacji powinien być analizowany już na etapie projektu
Najtańsza instalacja w zakupie nie zawsze oznacza najniższy koszt w całym okresie użytkowania.
Przy porównywaniu wariantów technologicznych warto uwzględnić m.in.:
- zużycie energii,
- zużycie reagentów,
- ilość powstających osadów,
- wymagania serwisowe,
- stopień automatyzacji,
- pracochłonność obsługi,
- trwałość urządzeń.
Oczyszczalnia pracuje przez wiele lat, dlatego różnice w kosztach eksploatacji mogą mieć większe znaczenie niż początkowa różnica w cenie poszczególnych urządzeń.
Kto powinien dobrać technologię oczyszczania?
Dobór technologii wymaga połączenia danych procesowych z wiedzą dotyczącą projektowania i eksploatacji instalacji.
W praktyce oznacza to konieczność uwzględnienia jednocześnie:
- charakterystyki ścieków,
- wymagań zakładu,
- możliwości technicznych,
- warunków lokalizacyjnych,
- przyszłego sposobu użytkowania instalacji.
Hydro-Marko projektuje i realizuje oczyszczalnie ścieków przemysłowych dla przedsiębiorstw i zakładów produkcyjnych. Zakres prac może obejmować analizę założeń, opracowanie koncepcji, dobór technologii i urządzeń, wykonawstwo, montaż oraz rozruch instalacji.
Dobra technologia zaczyna się od dobrych danych
Najważniejszym etapem doboru przemysłowej oczyszczalni ścieków nie jest wybór urządzeń, ale zebranie danych dotyczących zakładu.
Im lepiej określone zostaną:
- ilość ścieków,
- ich skład,
- zmienność przepływu,
- źródła zanieczyszczeń,
- wymagane parametry końcowe,
tym łatwiej zaprojektować instalację odpowiadającą rzeczywistym potrzebom.
Właściwie dobrana technologia powinna zapewniać nie tylko wymagany efekt oczyszczania, lecz także stabilną pracę, rozsądne koszty eksploatacji i możliwość dostosowania instalacji do przyszłych zmian w przedsiębiorstwie.