Pískové komory v čištění odpadních vod: Typy, design a příručka údržby

Představte si operátora, který otevírá poklop digestoře a nachází několik centimetrů písku, který tlumí dno. Odkalovací posádka je již naplánována, směšovací trysky plynu jsou částečně zasypané a otázka, kterou nikdo nepoloží nahlas, je, jak dlouho se ta drť hromadí. Ve většině závodů začíná odpověď na ústředně, kde byla komora na písek buď poddimenzovaná, hydraulicky přetížená, nebo při údržbě tiše obcházela. Správně navržený systém odstraňování písku je nejlevnějším pojištěním, které si čistírna může koupit, protože chrání každé čerpadlo, difuzor, výměník tepla a odvodňovací stroj dále po proudu. Tento článek vysvětluje, co dělají komory na písek, jak fungují, tři hlavní typy, konstrukční faktory, na kterých nejvíce záleží, a praktické otázky, které si provozovatelé kladou, když potřebují spolehlivý systém.

Co je písková komora a proč na písku záleží?

Komora na písek je jednotka pro předúpravu, která odstraňuje těžké anorganické pevné látky – písek, štěrk, vaječné skořápky, úlomky kostí, kávovou sedlinu, semena a úlomky skla – tím, že je nechá usadit, zatímco organická frakce zůstává v suspenzi. Zrnitost je definována v konstrukčních podmínkách velikostí částic a hustotou: minerální částice od asi 0,15 do 0,21 mm výše, se specifickou hmotností blízkou 2,65, což je hodnota křemenného písku.

Drť se uvnitř čistírny nerozkládá. Jednoduše se hromadí. Primární čističky vytvářejí husté usazeniny na dně, jemnobublinné difuzory se obrušují, dokud jejich membrány selžou, kalová potrubí se opotřebovávají v ohybech a anaerobní vyhnívací nádrže ztrácejí využitelný objem na vrstvu písku, kterou žádný biologický proces nedokáže rozložit. Ve vážných případech se písek dostane do pásových lisů, odstředivek a šroubových lisů, čímž se rutinní úprava polymeru promění v událost údržby.

• Abrazivní opotřebení oběžných kol čerpadel a spirál, zejména na čerpacích stanicích pro manipulaci s pískem a vratným kalem;
• Ucpání kalových a bioplynových linek;
• Ztráta efektivní kapacity v provzdušňovacích nádržích a fermentorech;
• Mrtvé zóny, které zachycují organické látky, stávají se septickými a vyvolávají stížnosti na zápach.

Vzhledem k tomu, že poškození se vyvíjí pomalu, jsou problémy s pískem často nesprávně chápány jako závady zařízení. Škrabka, která opakovaně vyhoří, nebo čerpadlo, které stále ztrácí účinnost, může jednoduše zpracovávat následky přetížené komory.

Jak Grit Chambers fungují

Odstraňování písku je proces klasifikace podle gravitace. Návrhář vybere cílovou velikost částic – běžně 0,21 mm pro komunální projekty – a udržuje podmínky proudění, které umožňují částicím této velikosti usadit se na podlaze, zatímco lehčí organické pevné látky se specifickou hmotností blízkou 1,0 zůstávají unášeny. V praxi je průměrná dopředná rychlost řízena blízko 0,3 m/s v kanálech s horizontálním prouděním, zatímco provzdušňované a vírové konstrukce používají spirálový nebo tangenciální vzor proudění k vytvoření podobného oddělení s odlišným hydraulickým přístupem.

Shromážděná drť klouže nebo je seškrabávána do žlabu nebo násypky na dně komory, poté je dopravována do separačního a promývacího kroku. Ve vířivé komoře je násypka umístěna ve středu nádrže, kde se rotační pohyb zpomaluje a nejtěžší materiál vypadává.

Typy pískových komor

Komory písku s horizontálním průtokem

Horizontální průtokové kanály, nazývané také komory s řízenou rychlostí, udržují odpadní vodu v pohybu vpřed rychlostí zhruba 0,3 m/s. Při této rychlosti se písek v rozsahu 0,2 až 0,3 mm usazuje, zatímco organické látky procházejí skrz. Komora je dlouhá a pravoúhlá, s proporcionálním jezem nebo Parshallovým žlabem proti proudu, aby byla rychlost stabilní v širokém rozsahu průtoku. Hlavní výhodou je jednoduchost a nízká spotřeba energie; hlavní náklady jsou půdorys a potřeba přesného hydraulického ovládání.

Provzdušňované pískové komory

Provzdušňované komory jsou obdélníkové nádrže s řadou difuzorů podél jedné strany. Stoupající bubliny vyvolávají spirálový pohyb, který udržuje organickou hmotu v suspenzi, zatímco těžší písek se usazuje podél protilehlé stěny. Toto čištění vytváří čistší písek než horizontální kanál a také odstraňuje těkavé pachy z odpadní vody. Kompromisem je nepřetržitý výkon dmychadla a údržba difuzorů, kromě dopravníků písku.

Vírové pískové komory

Vírové nebo vířivé komory s pískem přivádějí odpadní vodu tangenciálně do válcové nádrže a vytvářejí nucený vír s centrálním oběžným kolem nebo vrtulí. Drť je přenášena směrem k obvodu a usazuje se ve středové násypce, zatímco organické částice vynášejí vír z horní části. Kompaktní konstrukce a nastavitelná rychlost oběžného kola činí konstrukci citlivou na ovládání. Dobře vyladěná vířivá jednotka zachytí většinu částic v rozsahu 0,15–0,21 mm za zlomek stopy kanálového systému. Pro závody s omezenou plochou nebo kolísajícím přítokem je kompaktní cyklónový usazovák písku postavený na stejném principu víru praktickou alternativou k betonovému kanálu s plnou hloubkou.

Mytí písku a klasifikace: Dokončení práce

Komora na písek, která pouze shromažďuje materiál, nedokončí práci. Písek vytažený z násypky stále nese 30–60 % vody a ve špatně vyladěné komoře dostatek organické hmoty na fermentaci a zápach. Mokrá, zapáchající drť je nákladná na nákladní auto, obtížně se skládkuje a její kvalita se liší v závislosti na počasí.

Třídiče písku kombinují mělkou usazovací nádrž se šnekovým dopravníkem, který zvedá usazený písek z vody. Jak se šnek otáčí, drhne písek o nakloněný žlab a mycí voda vrací lehčí organickou hmotu do procesu. Výsledkem je odvodněná drť zbavená zápachu s výrazně sníženým objemem odpadu. Bezhřídelový spirálový třídič zrn je pro tento účel obzvláště vhodný, protože spirála nemá středový hřídel, který by se ucpával, a odolnost unašečů proti oděru prodlužuje životnost v náročném prostředí zrn.

Úvahy o designu a faktory výkonu

Většina provozních problémů při odstraňování písku má svůj původ v několika rozhodnutích: cílová velikost písku, hydraulické zatížení při špičkovém průtoku, řízení rychlosti a zda lze komoru izolovat pro servis. Komora navržená pro průměrné proudění za suchého počasí selže během vlhkého počasí, kdy přítok navíc tlačí písek přímo přes kanál a do biologické fáze. Konstruktéři proto dimenzují posypový systém na špičkový hodinový průtok a tam, kde je to praktické, instalují alespoň dvě paralelní jednotky.

The headworks sequence also matters. Screening je na prvním místě; lištové síto proti zubům odstraňuje hadry, utěrky a hrubé nečistoty, které by jinak překlenuly vstup do komory na písek a narušily distribuci proudu. Komora na písek pak chrání čerpadla a každou další jednotku před otěrem. Zejména komunální závody potřebují tuto sekvenci, aby udržely své provzdušňovací systémy tiché: viz municipal wastewater treatment přehled pro úplný obrázek hlavy. Průmyslová zařízení čelí stejnému abrazivnímu opotřebení a výběr komory závisí na povaze pevných látek; a průmyslové čištění odpadních vod strana vysvětluje, jak se výběr změní, když jsou odtoky proměnlivé.

• Velikost pro proudění ve špičce za vlhkého počasí, nikoli denní průměr;
• Stanovte jasnou cílovou velikost odstranění a ověřte ji u dodavatele zařízení;
• Naplánujte pračku a třídič písku jako součást balíčku komory, ne jako dodatečný nápad;
• Zajistěte ohřívače násypky a odvodnění, aby byl shromážděný materiál použitelný v chladném klimatu.

Často kladené otázky