Niewiele urządzeń przenosi tak dużo zanieczyszczeń przy tak niskich kosztach operacyjnych, jak osadnik główny. Ten pierwszy osadnik, po przesianiu i usunięciu piasku, usuwa około 90–95% osadzających się ciał stałych, 40–60% zawiesin i 25–50% BZT5 z surowych ścieków przed włączeniem pojedynczej dmuchawy napowietrzającej – to standardy operacyjne opublikowane przez firmę konsultingową EBS ds. ścieków. Grawitacja wykonuje tę pracę, a wszystko dalej – napowietrzanie, komory fermentacyjne, odwadnianie – po prostu radzi sobie z mniejszym wysiłkiem. W przypadku zespołów zajmujących się specyfikacją, modernizacją lub rozwiązywaniem problemów z osadnikiem wstępnym o wyniku decydują trzy decyzje: obciążenie hydrauliczne, mechanizm zgarniający przemieszczający osiadły osad oraz to, jak zdyscyplinowana jest instalacja w pompowaniu osadu, zanim warstwa stanie się szanna. W tym przewodniku opisano, jak działa czołg, jakie wartości powinien zapewniać oraz wyposażenie, które kryje się za obydwoma.
Co robi główny klaryfikator
Podstawowym osadnikiem jest osadnik znajdujący się w górnym biegu rzeki, który zmniejsza stężenie całkowitej zawiesiny (TSS) i BZT przed oczyszczaniem biologicznym – definicja robocza stosowana w odniesieniach handlowych, takich jak Water & Wastes Digest. Surowe ścieki docierają po przesianiu i usunięciu piasku, a następnie spowalniają aż do niemal całkowitego zatrzymania: cząstki cięższe od wody opadają, podczas gdy oleje, smary i inne substancje pływające unoszą się. Osadzona warstwa jest zdrapywana jako osad pierwotny; warstwa pływająca jest zbierana w postaci szumowiny; klarowny środek przepływa przez jazy w kierunku następnego etapu.
W typowym oczyszczalnia ścieków komunalnych instalacji, następnym etapem jest proces z osadem czynnym lub osadem stałym, a jego prowadzenie jest kosztowne. Główny zbiornik to tani bufor znajdujący się przed nim. Kiedy wstępne oczyszczanie nie osiąga zadowalającej wydajności, dmuchawy, komory fermentacyjne i urządzenia odwadniające przejmują dodatkowe obciążenie, dlatego doświadczeni operatorzy traktują osadnik wstępny jak zbiornik na pieniądze, a nie tylko duży betonowy zbiornik.
Wyjaśnienie pierwotne i wtórne: wersja krótka
Obydwa zbiorniki mają wspólny kształt, ale nie funkcję. Odstojnik główny osadza surowe ścieki i wychwytuje grawitacyjnie obojętne i organiczne ciała stałe. Odstojnik wtórny osadza kłaczki biologiczne wyhodowane w zbiorniku napowietrzającym, a następnie zwykle je zagęszcza w celu powrotu do procesu. Różne posuwy oznaczają różne obciążenia powierzchni, różne obowiązki zgarniaczy i różne tryby awarii, jak pokazuje poniższe orientacyjne porównanie.
Jak działa główny klaryfikator, etap po etapie
Geometria jest różna — okrągłe zbiorniki z obrotowymi ramionami, prostokątne zbiorniki ze zgarniakami łańcuchowymi lub kratownicowymi — ale łańcuch procesowy wewnątrz składa się z tych samych pięciu etapów:
- Dystrybucja. Dopływ wpływa przez centralną studnię zasilającą (lub kanał wlotowy w przypadku basenów prostokątnych), co powoduje zmniejszenie prędkości, w wyniku czego zbiornik osiada, a nie miesza się.
- Utknięcie. Przy prawie nieruchomym przepływie cząstki cięższe od wody osiągają prędkość końcową i opadają, tworząc warstwę osadu na podłodze, podczas gdy tłuszcze i oleje unoszą się w górę.
- Zbiórka osadu. Ramiona zgarniaków, głowice ssące lub zabieraki zgarniają koc do leja samowyładowczego, gdzie pompy przesyłają go do zagęszczenia i odwodnienia.
- Usuwanie szumowin. Przegroda zatrzymuje unoszący się materiał z jazów, dzięki czemu odpieniacz może wciągnąć go do rynny szumowinowej w celu oddzielnego przetworzenia.
- Odprowadzenie ścieków. Oczyszczona woda kieruje się przez jazy obwodowe do rynny ściekowej z na tyle niską szybkością, że pozostawia po sobie osadzone ciała stałe.
Przekrój poniżej pokazuje, jak te części są umieszczone w okrągłym, napędzanym obwodowo zbiorniku – konfiguracja stosowana w większości zakładów komunalnych.
Parametry wydajności, w których można utrzymać zbiornik
Oceniaj główny osadnik na podstawie trzech zakresów usuwania: 90–95% osadzających się ciał stałych, 40–60% zawieszonych ciał stałych i 25–50% całkowitego BZT5 – zakres publikowany przez EBS dla dobrze eksploatowanych zbiorników podstawowych. Wiele zakładów projektuje usuwanie TSS na poziomie około 60%, co jest wartością cytowaną w źródłach dotyczących projektów osadników, takich jak The Wastewater Blog. Gdy zmierzona wydajność spada poniżej tych zakresów, winowajcą jest zwykle obciążenie hydrauliczne, głębokość płaszcza lub zużycie mechaniczne wewnątrz zbiornika, a nie biologia poniżej.
Logika finansowa jest bezpośrednia: każdy punkt BZT5, który wymyka się pierwotnemu oczyszczaniu, staje się zapotrzebowaniem na tlen, które muszą zaspokoić dmuchawy, a każdy punkt TSS staje się osadem, który muszą zostać przetworzone przez komory fermentacyjne i odwadnianie. Zbiornik główny po cichu traci dziesięć punktów TSS, co zwiększa koszty energii, polimerów i utylizacji w całej fabryce.
Parametry projektowe, które decydują o wyniku
Większość wyników klarownika określa kilka liczb i są to te same liczby, które nabywca powinien sprawdzić w przypadku każdej propozycji sprzętu.
| Parametr | Typowy zasięg | Co kontroluje |
|---|---|---|
| Stopień przelewu powierzchniowego (SOR) | Około 300–1200 gpd/ft² | Powierzchnia zbiornika; wyższe dawki skracają czas osiadania i stwarzają ryzyko przenoszenia cząstek stałych |
| Czas zatrzymania | 1,5–2,5 godz | Czas kontaktu osadzających się ciał stałych z dotarciem do kożucha osadowego |
| Szybkość przelewu jazu | Około 10 000 gpd/ft dla roślin o wielkości do 1 MGD | Nawet odprowadzanie ścieków; wysokie stawki ciągną kłaczki przez jaz |
| Usunięcie TSS target | 40–60%, przy czym wiele projektów ma na celu blisko 60% | Obciążenie przekazywane do procesu biologicznego i komór fermentacyjnych |
| Cykl pompowania osadu | Czas, aby koc był płytki | Zapobiega osadom septycznym, zgazowaniu i wznoszeniu się ciał stałych |
Zakresy zostały opracowane na podstawie notatek projektowych osadników opublikowanych na blogu Wastewater Blog, publikacji Metcalf & Eddy's Wastewater Engineering, norm Ten States Standards i testów operacyjnych EBS.
Sprzęt utrzymujący działanie głównego osadnika
Osiedlenie się jest bezpłatne; utrzymywanie osadzania zbiornika jest mechaniczne. Obracający się sprzęt wewnątrz decyduje, czy kożuch osadowy pozostanie płytki i czy piana faktycznie opuści zbiornik.
Zbiorniki okrągłe: zgarniacze z napędem centralnym i z napędem obwodowym
Jednostka z napędem centralnym zawiesza swój napęd na centralnym filarze i pochyla podłogę w kierunku leja zasypowego pośrodku — najprostszy układ dla małych i średnich okrągłych basenów. W przypadku zakładów, które wymagają grubszego osadu pierwotnego bez konieczności budowania oddzielnych zbiorników zagęszczających, centralny zgarniacz błota i zagęszczacz łączy oba zadania w jednym mechanizmie obrotowym.
Zgarniacz błota i zagęszczacz z napędem centralnym do basenów okrągłych Ta jednostka z napędem centralnym zgarnia osad podłogowy do centralnego leja w okrągłych zbiornikach o długości poniżej około 18 m, łącząc zgarnianie i zagęszczanie w jednym mechanizmie, dzięki czemu jest odpowiednia dla małych i średnich zakładów poszukujących gęstszego osadu pierwotnego. Zobacz produkt → Większe zbiorniki miejskie zwykle mają napęd peryferyjny: most o połowie lub pełnej rozpiętości porusza się po szynie na ścianie zbiornika, przenosząc po podłodze zgarniaki lub kolektory ssące. Umieszczenie napędu na krawędzi pozwala uniknąć niepraktycznego centralnego momentu obrotowego w przypadku szerokich zbiorników, a operatorzy mogą przejść po mostku, aby bezpośrednio sprawdzić głębokość koca i stan jazu — układ stosowany w standardowej zgarniarce błota z napędem peryferyjnym.
Zgarniacz błota z napędem peryferyjnym do dużych zbiorników okrągłych Dzięki napędowi zamontowanemu na pomoście z szynami ściennymi zgarniacz ten nadaje się do basenów o długości powyżej 20 m, w których centralny moment obrotowy jest niepraktyczny, umożliwiając operatorom przejście po mostku w celu bezpośredniego sprawdzenia głębokości kożucha osadowego i stanu jazu. Zobacz produkt → Umywalki prostokątne: skrobaki kratowe
Tam, gdzie układ instalacji jest prostokątny, zgarniarka do kratownic zamiata całą szerokość podłogi za pomocą zgarniaków przymocowanych do ruchomych kratownic, wpychając osad do lejów samowystarczalnych na jednym końcu, podczas gdy skimmer obsługuje powierzchnię. Obowiązek jest taki sam – płytki koc, czyste jazy – tylko wzdłuż linii prostej.
Zgarniarka kratownicowa do prostokątnych zbiorników sedymentacyjnych W przypadku zbiorników prostokątnych ten przejezdny zgarniacz kratownicowy zamiata całą szerokość podłogi, spychając osad w kierunku lejów zbiorczych na jednym końcu, jednocześnie opcjonalnie usuwając szumowiny powierzchniowe, przy automatycznym działaniu sterowanym przez sterownik PLC. Zobacz produkt → Cokolwiek gromadzi osad, zajmuje się nim następny ośrodek kosztów. Osad pierwotny jest zwykle pompowany do zagęszczenia, a następnie odwadniany mechanicznie; ten prosty przegląd a Maszyna do odwadniania osadu z prasą śrubową wyjaśnia typowo następujący sprzęt. Najlepszym zabezpieczeniem osadnika są mechaniczne ekrany i separacja piasku, ponieważ szmaty i piasek ścierny powodują zużycie napędów zgarniaczy.
Typowe problemy z głównym oczyszczaczem i pierwsze reakcje
Większość skarg dotyczących podstawowych klarownic ma swój początek w czterech powtarzających się problemach, a na każdy z nich istnieje bezpośrednia pierwsza odpowiedź, zanim ktokolwiek zamówi nowy sprzęt.
Koc jest zbyt głęboki, osad staje się septyczny
- Objawy: septyczny zapach, pęcherzyki gazu i grudki osadu wypływające na powierzchnię.
- Poprawki: dostosuj harmonogram pompowania osadu, sprawdź moment obrotowy zgarniacza i zużycie ostrzy oraz sprawdź pompy pod kątem przepływu projektowego.
Nagromadzenie szumowiny i tłuszczu
- Objawy: grube maty szumowin, zanieczyszczone jazy i pływające ciała stałe w ściekach pierwotnych.
- Poprawki: uruchamiaj skimmer zgodnie z harmonogramem, utrzymuj przegrodę szumowiny zanurzoną i czystą oraz śledź zrzuty przemysłowe w górę rzeki w poszukiwaniu tłuszczów i olejów.
Zwarcie
- Objawy: nierówna głębokość pokrywy, czyste, szybko poruszające się kanały w pobliżu wlotu i nierówna jakość ścieków.
- Poprawki: sprawdź przegrodę wlotową i dobrze zasilaj, wypoziomuj jazy i przeprowadź test barwnika, aby potwierdzić rzeczywistą ścieżkę przepływu.
Zanieczyszczenie jazu i przenoszenie ciał stałych
- Objawy: widoczne kłaczki przechodzące przez rynny ścieków i wznoszenie się TSS w ściekach pierwotnych.
- Poprawki: wyczyść jazy i rynny, następnie porównaj rzeczywisty współczynnik przelewu powierzchniowego z wartością projektową, zanim zrzucisz winę na mechanizm.
