Oczyszczanie ścieków – metody mechaniczne

Oczyszczanie ścieków w praktycznie każdej ich postaci, jest skomplikowanym i wieloetapowym procesem mającym na celu przede wszystkim ochronę środowiska naturalnego. Jakiekolwiek zaniedbania w tej kwestii np. niekontrolowany wyciek tych niebezpiecznych substancji, stanowi poważne zagrożenie, mające trudne, a czasami wręcz niemożliwe do usunięcia następstwa. Jednym z nich może być skażenie gleby lub ujęcia wody pitnej, będące przyczyną wielu chorób.

Oczyszczanie ścieków – definicja pojęcia

Definiując pojęcie oczyszczania ścieków w możliwie najprostszy i ogólnie zrozumiały sposób, można powiedzieć, że jest to ogół działań podejmowanych w celu całkowitego usunięcia z nich wszystkich zanieczyszczeń mechanicznych, biologicznych oraz najgroźniejszych chemicznych z pomocą wielu urządzeń, tworzących razem skutecznie działający system. W rezultacie tego procesu zmienia się skład i właściwości oczyszczanych substancji, tak, aby nadawały się do dalszego wykorzystania bez najmniejszego nawet ryzyka zatrucia. Cały ten proces można podzielić na trzy zasadnicze etapy, z których każdy kolejny jest w pewnym stopniu rozwinięciem i uzupełnieniem poprzedniego, a wszystko zaczyna się zawsze od wstępnego oczyszczania mechanicznego.

Oczyszczanie mechaniczne – najczęściej używane urządzenia

Jest to pierwszy etap, który powinny najpierw przejść wszystkie oczyszczane ścieki. Jest on oparty na procesach rozdrabniania, przecedzania oraz sedymentacji, kiedy to od ścieków surowych oddzielane są  zawiesiny mineralne. W tym celu wykorzystuje się wiele praktycznych urządzeń, spośród których najważniejsze to:

1. Sita, o różnej średnicy oczek, inaczej nazywanych prześwitami. Dzielimy je ze względu ich wielkość, na gęste o średnicy mniejszej niż 0,1 mm, średnie, w których średnica prześwitów mieści się w przedziale od 0,1 do 1,5 mm oraz rzadkie, gdzie średnica oczek jest większa niż 1,5 mm. Kolejnym kryterium podziału sit, jest sposób ich pracy, statyczny lub obrotowy. Pierwszy typ znajduje zastosowanie w procesie wstępnego oczyszczania nieczystości pochodzenia przemysłowego, a obrotowe wykorzystuje się do ścieków z miejskich sieci wodno – kanalizacyjnych. Wykorzystuje się również mikrosita, zrobione najczęściej z bardzo gęstej tkaniny z metalowych lub plastikowych nitek, pozwalające zatrzymać najgęstsze zawiesiny.

2. Kraty, usuwające przede wszystkim zanieczyszczenia dużych rozmiarów. Mają postać kratownicy złożonej z prętów o różnej średnicy i montuje się je w kanałach ściekowych. Dzielimy je podobnie jak sita, ze względu na wielkość prześwitów między prętami, które mogą mieć od 10 aż do 200 mm. Kraty zatrzymują jedynie takie zanieczyszczenia jak wszelkie ciała stałe, kawałki plastików, drewna czy papieru oraz odpady kuchenne, butelki lub puszki. Wszystkie te śmieci są następnie ręcznie, lub mechanicznie usuwane i wywożone na wysypisko lub do zakładów zajmujących się ich dalszą, bezpieczną utylizacją.

3. Piaskowniki, także służące do wyłapywania odpadów mechanicznych, usuwanych przy pomocy takich materiałów, jak piasek o różnej grubości, żwir, szklana stłuczka czy żużel. Wykorzystywane piaskowniki także można podzielić na kilka rodzajów, różniących się od siebie sposobem przepływu substancji aktywnej, na pionowe oraz poziome. Piaskowniki poziome to:

• koryta przepływowe, o prostokątnym lub trapezowym kształcie, najczęściej używane do oczyszczania odpadów komunalnych,
• piaskowniki szczelinowe, wyposażone w szereg poprzecznych szczelin o różnej wielkości, poprzez które piasek jest przesuwany do odrębnej komory magazynującej, a ta odmiana znajduje zastosowanie np. w oczyszczalniach ścieków o niewielkiej wydajności.

Piaskowniki z przepływem pionowym dzielimy z kolei na modele:

• z okrężnym ruchem cieczy, dzięki czemu zwiększeniu ulegają zachodzące tu procesy sedymentacji, umieszcza się je pod ziemią i używa do oczyszczania ścieków pochodzenia przemysłowego,
• przedmuchiwane, w których ruch cieczy jest wymuszany przez sprężone powietrze i odbywa się po spirali, dzięki czemu piasek jest bardzo dokładnie oczyszczany. Ten rodzaj piaskowników stosuje się w miejskich oczyszczalniach ścieków.

4. Odtłuszczacze i odolejacze. Jak ich sama nazwa wskazuje, służą do usuwania ze ścieków zanieczyszczeń olejowych i tłuszczy, czyli substancji o mniejszej gęstości niż woda. Wykorzystują do tego zjawisko flotacji, czyli wypływania na powierzchnię cieczy cząsteczek oleju lub tłuszczu. Tego typu urządzenia stosuje się przede wszystkim do oczyszczania odpadów pochodzenia przemysłowego, zwłaszcza z takich zakładów, jak rzeźnie albo rafinerie. Podobne odpady powstają także w hotelach, niektórych pralniach, w restauracjach, a nawet na stacjach benzynowych. Cały proces usuwania ze ścieków olejów oraz tłuszczy można podzielić na dwa etapy, w zależności właśnie od źródła ich pochodzenia:

• oczyszczanie ścieków pochodzenia przemysłowego, w których mają zazwyczaj postać rozpuszczoną, emulsji lub tzw. wolnego oleju,
• oczyszczanie ścieków miejskich lub gminnych, komunalnych. W tym przypadku występują jako niebezpieczne odpady ropopochodne lub równie groźne dla zdrowia mieszaniny tłuszczów olejów pochodzenia zwierzęcego albo roślinnego.

5. Osadniki, wykorzystywane do wydzielenia ze ścieków cięższych cząstek opadających na dno osadnika. Można je podzielić ze względu na rodzaj zastosowania i używa się ich:

• do oczyszczania ścieków komunalnych, miejskich czy gminnych,
• w przypadku, kiedy nie można skorzystać ze zbiorczego systemu usuwania nieczystości, na prywatnych posesjach,
• do wstępnego oczyszczenia ścieków pochodzących z zakładów przemysłowych oraz usługowych z wykorzystaniem urządzeń powszechnie nazywanych odmulaczami,
• do oczyszczania ścieków pozostałych po burzach i związanych z nimi intensywnych opadach.

Działanie wszystkich osadników opiera się na wspomnianym już procesie sedymentacji, a używane modele dzielimy zazwyczaj według ich konkretnego przeznaczenia na:

• wstępne, wykorzystywane w początkowej fazie oczyszczania ścieków, wśród których wyróżniamy osadniki radialne, zespolone, podłużne z przepływem poziomym i z przepływem mieszanym, poziomo – pionowym,
• wtórne, montowane dopiero za urządzeniami używanymi do biologicznego oczyszczania,
• samodzielne, z których wszystkie nieczystości przechodzą od razu do końcowego zbiornika, gdzie jest przeprowadzany ostateczny, końcowy etap ich oczyszczania.

Oczywiście oczyszczanie czysto mechaniczne nie pozwala na pełne usunięcie wszystkich, zagrażających zdrowiu substancji. Konieczne jest również pozbycie się zanieczyszczeń pochodzenia biologicznego, wymagających pełnej neutralizacji, a jak to się robi, przedstawimy w jednym z następnych wpisów.