Помпени и въздуходувни станции

Помпени и въздуходувни станции

Предназначение и специфики при използването им в пречиствателни станции за отпадни води

Пречиствателните станции представляват сложен комплекс от различни съоръжения за преработка и очистване на отпадните води. Принципно включват четири основни блока, осигуряващи механично пречистване, биологично пречистване, обеззаразяване и третиране на утайките. Наред с тях, пречиствателните станции обхващат и редица спомагателни съоръжения, сред които са въздуходувните и помпените станции.

Въздуходувни станции

Предназначението на въздуходувните станции е да осигурят необходимото количество въздух под налягане за пречиствателните съоръжения, в които е необходимо подаване на допълнително количество въздух с цел осигуряване на протичащите в тях процеси. Основни консуматори на въздух обикновено са съоръжения, участващи и в четирите блока на пречиствателната станция. Например, с допълнително подаване на въздух протичат процесите в биобасейните, предаераторите, стабилизаторите на утайка, аерираните песъкозадържатели и други.

Основните съоръжения на въздуходувните станции обикновено се разполагат в отделна сграда, в която се монтират въздуходувните машини, устройствата за пречистване на въздуха, помпите за подаване на техническа вода и за рециркулиращата активна утайка, както и за изпразване на съоръженията. В сградата обикновено се разполагат също и централният диспечерски пункт, електроразпределителното устройство и трансформаторът. Сградите на въздуходувните станции обхващат и различни спомагателни и битови помещения. Разполагането на помпената станция и пречиствателните съоръжения на въздуха в основната сграда не е задължително. Те могат да бъдат монтирани и извън нея.

Към въздуходувната станция се включват и водоохладителни съоръжения, предназначението на които е охлаждане на затоплената вода при оборотно водоснабдяване от апаратите и продукцията.

Параметри при избор на въздуходувка

За подаването на необходимото количество въздух към отделните съоръжения се използват предимно центробежни въздуходувки, нагнетатели и помпи въздуходувки. По отношение на пречиствателните съоръжения се препоръчва използването предимно на турбинни въздуходувки и нагнетатели.

Налягането на въздуха, подаван към съоръженията на пречиствателната станция, обикновено е в границите от 0,16 до 0,19 MРa. Налягането на въздуха се измерва след всяка въздуходувка. В общия напорен въздуховод освен налягането се измерват и дебитът, и температурата на въздуха. Обикновено производителността на въздуходувните апарати се регулира автоматично в зависимост от концентрацията на разтворения кислород в биобасейните.

При избора на въздуходувка се взимат предвид количеството на въздуха, изразходвано от пречиствателните съоръжения и необходимото налягане, изчислено при оразмеряването на системата. За определяне на необходимата мощност на електродвигателя на въздуходувката се използва изразът N = 0,0273Qph kW, където с Q е обозначено количеството подаван въздух, p е налягането, реализирано от въздуходувката, а h е коефициентът на полезно действие не агрегата. За турбинните въздуходувки стойността на h е в интервала от 0,65 до 0,75, но принципно стойността на коефициента на полезно действие се определя по данни на фирмата-производител.

Когато въздуходувните станции са с разход на въздуха над 20 хил. m3/h се извършват теоретични изследвания. При тях се проверява едновременната работа на въздуходувката и напорния въздухопровод. Построява се характеристиката Q/H и се определя работната точка за подаване на въздуха.

Предназначение на помпените станции

Една пречиствателна станция обикновено разполага с няколко помпени станции. Те могат да бъдат разположени в обща сграда. Също така, когато това не е възможно, се допуска поставянето им в няколко самостоятелни сгради. В пречиствателните станции помпите се използват за транспортиране на отделни потоци, различаващи се по дебит, състав и т.н. Следователно, за решаване на разнообразните задачи, които се поставят към тях, се използват различни видове помпи.

Приложната област на помпите в пречиствателните станции включва повдигане нивото на постъпващите отпадъчни води в станцията с цел гравитационното им довеждане в следващите съоръжения, транспортиране на отпадъчните води след първичните утаители към биофилтрите, пренос на различни видове утайки при отделните технологични процеси - рециркулация, обезводняване, оползотворяване и други. Използват се също и в случаите, когато се прилага помпено разбъркване на утайките в метантанковете и откритите изгниватели, при подготовка, разбъркване и подаване на реагенти в съоръженията на реагентното стопанство. Други задачи, изпълнявани от помпите, са изваждане на пясъка от песъкозадържателите и транспортирането му, пренос на утайкови води от уплътнители, метантанкове, изсушителни полета, както и на площадкови води пред първичния утаител.

Чрез помпената станция се осигурява подаване на вода за почистване на отделни сгради и обекти на станцията, както и с цел пренос на пречистената вода в приемника за напояване и за оборотно водоснабдяване на промишлени предприятия.

Помпи в пречиствателни станции

Помпите, намиращи приложение в пречиствателните станции, са:

Шнекови помпи. Използват се на входа на пречиствателната станция, тъй като постъпващата отпадна вода има голям дебит, а преодоляваната височина е малка.

Водоснабдителни помпи. Намират приложение за транспорт на пречистената вода след пречиствателната станция.

Канализационни помпи. Използват се предимно за осигуряване работата на първичните и вторичните утаители.

Водоструйни помпи и ежектори. Предназначението им е изваждане и пренос на пясъка от песъкозадържателите до площадките и бункерите. Счита се, че са най-подходящи за тази цел.

В приложения, свързани с преодоляване на големи разстояния, не се препоръчва използването на тръбен хидротранспорт. Основни параметри, които се контролират в помпените станции, са - изпомпваната вода, налягането в тласкателите, наличието на смеси и други.

Етапи на механично пречистване

Механичното пречистване е първият етап на пречистване на отпадните води в пречиствателните станции. Целта на този етап е механично да се отделят по-едрите неразтворими частици. По този начин се предпазват от задръстване следващите пречиствателните съоръжения. Механичното пречистване включва няколко етапа - прецеждане, утаяване, филтриране и отделяне на неразтворените частици чрез хидроциклони и центрофуги. За едрите механични частици се осъществява посредством сита и решетки. Частиците от минерален произход - пясък, въглища, сгурия, се отстраняват чрез утаяване в специални песъкозадържатели. Най-често това са стоманобетонни съоръжения. Разделят се в три групи - хоризонтални, вертикални и песъкозадържатели с въртеливо-постъпателно движение. Поради по-големия си пречиствателен ефект, най-разпространени са хоризонталните песъкозадържатели.

За усредняване на състава и разхода на отпадните води се използват усреднители. Използваните усреднители са няколко вида в зависимост от начина на смесване на постъпващото количество воден поток. Разделят се на усреднители с диференциален поток, с механично или пневматично смесване и радиален усреднител-утаител. В зависимост от колебанията в концентрацията на замърсяващите вещества се избира типът на усреднителя, който би могъл да бъде барботажен, с механично разбъркване, многоканален и други.

Друго основно съоръжение при механичното пречистване са утаителите. Най-често представляват стоманобетонни съоръжения, в които чрез утаяване се отделят по-голямата част от фино суспендираните вещества, предимно от органичен произход. В зависимост от предназначението и мястото им в технологичната схема на пречиствателната станция, утаителите се разделят на две основни групи - първични и вторични. Първичните утаители са част от основните съоръжения за механично пречистване и се монтират в началото на пречиствателната станция, след песъкозадържателите. Вторичните утаители са задължителен елемент след съоръженията за биологично пречистване.

Периоди на биологично пречистване

Наред с различни механични замърсители, отпадните води съдържат и голямо количество биологични замърсители. Биологичното пречистване обхваща пет основни етапа. Първият етап или първата фаза е познат под името латентен. При него микроорганизмите се адаптират към съответната хранителна среда. По време на протичането му размерът на клетките се увеличава и в края на периода започва деленето им. Втората фаза е позната като период на логаритмичен растеж или експоненциална фаза. Клетките са млади и биологично активни. Периодът се характеризира със значителна скорост на растеж. При третата фаза се наблюдава забавяне на растежа на клетките, тъй като в средата се създават неблагоприятни условия за развитието им. Причината е в намаленото количество на веществата, с които те се хранят, както и в натрупването на токсини. Четвъртата фаза е позната като стационарна фаза на растежа. Характерно за нея е прекратяване на растежа на клетките. Броят им в края на периода е постоянен. Последната пета фаза се отличава с експоненциално отмиране на клетки. Периодът е познат още като ендогенно дишане. По време на тази фаза се наблюдава отмиране на клетките със специфична скорост.

Биологичното пречистване на отпадните води се осъществява в две основни групи пречиствателни съоръжения. Първата включва съоръжения, в които пречиствателните процеси протичат в условия, близки до естествените. Втората обхваща съоръжения, в които процесите протичат в изкуствени условия. Биологичното пречистване при естествени условия се осъществява в напоителни и филтрационни полета и в биологични езера. За биологично пречистване в изкуствени условия се използват съоръжения, наречени биореактори. Те се разделят в три основни групи – биобасейни с активна утайка, биофилтри и биодискове с фиксирана биомаса и комбинирани биореактори.