Προεπεξεργαςία. Π. Μελίδθσ

Transcript

1 Προεπεξεργαςία Π. Μελίδθσ

2 Φυςικζσ διεργαςίεσ 1. Εςχάρωςθ 2. Ελάττωςθ των χονδρϊν ςτερεϊν (τεμαχιςμό, κραφςθ, άλεςθ, εςχαριςμάτων) 3. Εξιςορρόπθςθ ροισ 4. Ανάμιξθ ροισ 5. Ανάμιξθ και ςυςςωμάτωςθ 6. Εξάμμωςθ 7. Κακίηθςθ 8. Διαφγαςθ υψθλοφ ρυκμοφ 9. Διαχωριςμόσ με επιτάχυνςθ τθσ βαρφτθτασ (δίνθ) 10. Επίπλευςθ 11. Μεταφορά οξυγόνου 12. Αεριςμόσ

3 Φυςικζσ διεργαςίεσ Διάταξθ των φυςικϊν διεργαςιϊν ςτο διάγραμμα ροισ μιασ ΜΕΛ

4 Φυςικζσ διεργαςίεσ Τυπικζσ φυςικζσ διεργαςίεσ που χρθςιμοποιοφνται ςτθν επεξεργαςία των υγρϊν αποβλιτων

5 Φυςικζσ διεργαςίεσ -Εςχάρωςθ Ο ρόλοσ τθσ είναι θ απομάκρυνςθ ςωματιδίων που κα μποροφςαν να προκαλζςουν 1. Ζθμία ςτον εξοπλιςμό 2. Να ελαττϊςουν τθ ςυνολικι αξιοπιςτία και αποτελεςματικότθτα τθσ εγκατάςταςθσ 3. Να προκαλζςουν ρφπανςθ των υδάτινων ρευμάτων

6 Φυςικζσ διεργαςίεσ -Εςχάρωςθ Σχθματικά διαγράμματα για τουσ τφπουσ των ςχαρϊν που χρθςιμοποιοφνται

7 Φυςικζσ διεργαςίεσ -Εςχάρωςθ Η διάταξθ εςχάρωςθσ μπορεί να αποτελείται από: παράλλθλεσ ράβδουσ ι χονδρά ςφρματα (απομάκρυνςθ ςτερεϊν μεγάλου μεγζκουσ), δικτυωτό, μεταλλικό πλζγμα ι διάτρθτθ πλάκα και τα ανοίγματα μπορεί να ζχουν οποιοδιποτε ςχιμα αλλά γενικά είναι οπζσ με κυκλικι ι ορκογϊνια διατομι

8 Φυςικζσ διεργαςίεσ Εςχάρωςθ χειροκακαριηόμενεσ χονδρζσ ςχάρεσ Τυπικζσ παράμετροι ςχεδιαςμοφ για χειροκακαριηόμενεσ και μθχανικά κακοριηόμενεσ ςχάρεσ

9 Φυςικζσ διεργαςίεσ Εςχάρωςθ Μθχανικά κακαριηόμενεσ ςχάρεσ Κατατάςςονται ςε τζςςερεισ κατθγορίεσ 1. Αλυςοκίνθτεσ 2. Παλινδρομικοφ ξζςτρου 3. Αλυςοειδείσ 4. Ατζρμονα ιμάντα

10 Φυςικζσ διεργαςίεσ Εςχάρωςθ Μθχανικά κακαριηόμενεσ ςχάρεσ Τυπικζσ μθχανικά κακαριηόμενεσ χονδρζσ ςχάρεσ α) πρόςκιου κακαριςμοφ, β) παλινδρομικοφ ξζςτρου

11 Φυςικζσ διεργαςίεσ -Εςχάρωςθ Τυπικζσ μθχανικά κακαριηόμενεσ χονδρζσ ςχάρεσ γ) αλυςοειδείσ δ) ατζρμονα ιμάντα

12 Φυςικζσ διεργαςίεσ -Εςχάρωςθ

16 Φυςικζσ διεργαςίεσ Λεπτζσ ςχάρεσ Τυπικζσ λεπτζσ ςχάρεσ (α) ςτακερισ ςφθνοειδοφσ ράβδου (β) τφμπανου (γ) τφπου κλίμακασ

17 Φυςικζσ διεργαςίεσ Μείωςθ μεγζκουσ των χονδρών ςτερεών Τυπικοί κραυςτιρεσ: (α) ςχθματικι αναπαράςταςθ ενόσ μφλου/κραυςτιρα χαμθλισ ταχφτθτασ εντόσ ενόσ καναλιοφ (β) άποψθ ενόσ κραυςτιρα τοποκετθμζνου ςε ανοιχτό κανάλι (γ) Θραυςτιρασ που ςυνδζεται με ςχάρα

18 Διαχωριςμόσ με βαρφτθτα Κακίηθςθ ςυμπίεςθσ Η ανάδευςθ εξυπθρετεί τθ ςυμπίεςθ των ςτερεϊν ςτθν περιοχι ςυμπίεςθσ διαςπϊντασ τα ςυςςωματϊματα και επιτρζποντασ τθ διαφυγι του νεροφ. Συχνά χρθςιμοποιοφνται κάκετοι ςωλινεσ ςτον εξοπλιςμό κακίηθςθσ προκειμζνου να κινθκοφν τα νερά και να γίνει καλφτερθ ςυμπίεςθ.

19 Πρωτοβάκμια κακίηθςθ Είδθ εξαμμωτών Η ανάδευςθ εξυπθρετεί τθ ςυμπίεςθ των ςτερεϊν ςτθν περιοχι ςυμπίεςθσ διαςπϊντασ τα ςυςςωματϊματα και επιτρζποντασ τθ διαφυγι του νεροφ. Συχνά χρθςιμοποιοφνται κάκετοι ςωλινεσ ςτον εξοπλιςμό κακίηθςθσ προκειμζνου να κινθκοφν τα νερά και να γίνει καλφτερθ ςυμπίεςθ.

20 Απομάκρυνςθ άμμου Απομάκρυνςθ άμμου Η απομάκρυνςθ άμμου από υγρά απόβλθτα μπορεί να επιτευχκεί με εξαμμωτζσ ι με φυγοκεντρικό διαχωριςμό των ςτερεϊν. Οι εξαμμωτζσ ςχεδιάηονται για τθν απομάκρυνςθ χαλικιϊν, αμμοχάλικου, τζφρασ ι άλλων βαριϊν ςτερεϊν υλικϊν που ζχουν ταχφτθτα κακίηθςθσ ι ςχετικι πυκνότθτα μεγαλφτερθ από αυτι των οργανικϊν ςθπτικϊν ςτερεϊν ςτα υγρά απόβλθτα.

21 Απομάκρυνςθ άμμου Απομάκρυνςθ άμμου Οι εξαμμωτζσ ςυνικωσ τοποκετοφνται μετά από τισ ςχάρεσ και πριν τθ πρωτοβάκμια δεξαμενι κακίηθςθσ. Οι δεξαμενζσ πρωτο βάκμιασ κακίηθςθσ χρθςιμοποιοφνται για τθν απομάκρυνςθ των βαριϊν οργανικϊν ςτερεϊν. Σε οριςμζνεσ εγκαταςτάςεισ, οι εξαμμωτζσ προθγοφνται των εγκαταςτάςεων εςχάρωςθσ. Γενικά, θ εγκατάςταςθ των διατάξεων εςχάρωςθσ μπροςτά από τουσ εξαμμωτζσ διευκολφνει τθ λειτουργία και τθ ςυντιρθςθ των διατάξεων απομάκρυνςθσ τθσ άμμου.

22 Απομάκρυνςθ άμμου Απομάκρυνςθ άμμου Όταν είναι επικυμθτι θ τοποκζτθςθ των εξαμμωτϊν πριν από τισ αντλίεσ υγρϊν αποβλιτων, τοποκετοφνται ςε ςθμαντικό βάκοσ με επιπρόςκετο κόςτοσ. Για αυτό ςυνικωσ κεωρείται πιο οικονομικό να αντλοφνται τα υγρά απόβλθτα μαηί με τθν άμμο και οι εξαμμωτζσ να τοποκετοφνται ςε μια κατάλλθλθ κζςθ πριν από τισ άλλεσ μονάδεσ τθσ εγκατάςταςθσ επεξεργαςίασ, λαμβάνοντασ υπόψθ ότι οι αντλίεσ μπορεί να απαιτοφν μεγαλφτερθ ςυντιρθςθ.

23 Απομάκρυνςθ άμμου Είδθ Εξαμμωτών Οι εξαμμωτζσ χρθςιμοποιοφνται για (1) να προςτατεφςουν τον κινοφμενο μθχανικό εξοπλιςμό από τριβζσ και από μθ φυςικι φκορά, (2) να μειϊςουν το ςχθματιςμό αποκζςεων ςε αγωγοφσ, κανάλια και ςωλθνϊςεισ και (3) να μειϊςουν τθ ςυχνότθτα κακαριςμοφ των χωνευτϊν που προκαλείται από υπερβολικι ςυςςϊρευςθ άμμου. Η απομάκρυνςθ τθσ άμμου είναι ουςιϊδθσ όταν προθγείται από φυγόκεντρεσ αντλίεσ, εναλλάκτεσ κερμότθτασ και αντλίεσ διαφράγματοσ υψθλισ πίεςθσ.

24 Απομάκρυνςθ άμμου Είδθ Εξαμμωτών Υπάρχουν τρεισ γενικοί τφποι εξαμμωτϊν: οριηόντιασ ροισ ςε ορκογϊνια ι τετράγωνθ διάταξθ, αεριηόμενοι ι τφπου δίνθσ. Στον τφπο οριηόντιασ ροισ, θ ροι περνάει μζςα από μια δεξαμενι ςε οριηόντια κατεφκυνςθ και θ γραμμικι ταχφτθτα τθσ ροισ ελζγχεται από τισ διαςτάςεισ τθσ μονάδασ, τθ κφρα διανομισ τθσ ειςροισ και τον υπερχειλιςτι ςτθν ζξοδο τθσ εκροισ. Ο αεριηόμενοσ τφποσ αποτελείται από μια δεξαμενι αεριςμοφ με ελικοειδι ροι όπου θ ελικοειδισ ταχφτθτα αναπτφςςεται και ελζγχεται από τισ διαςτάςεισ τθσ δεξαμενισ και τθν ποςότθτα του αζρα που παρζχεται ςτθ μονάδα.

25 Απομάκρυνςθ άμμου Είδθ Εξαμμωτών Ο τφποσ δίνθσ αποτελείται από μια κυλινδρικι δεξαμενι ςτθν οποία θ ροι ειςάγεται εφαπτομενικά ζτςι ϊςτε να δθμιουργθκεί μια ροι τφπου δίνθσ. Ο διαχωριςμόσ τθσ άμμου οφείλεται ςτισ δυνάμεισ βαρφτθτασ και ςτισ φυγό κεντρεσ δυνάμεισ. Ο ςχεδιαςμόσ των εξαμμωτϊν βαςίηεται ςυνικωσ ςτθν απομάκρυνςθ ςωματιδίων άμμου με ςχετικι πυκνότθτα 2.65 και ςε κερμοκραςία υγρϊν αποβλιτων 15.5 C. Ωςτόςο, θ ανάλυςθ των δεδομζνων απομάκρυνςθσ άμμου δείχνει ότι θ ςχετικι πυκνότθτα κυμαίνεται από 1.3 ζωσ 2.7.

26 Απομάκρυνςθ άμμου Ορκογώνιοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Ο πιο παλιόσ τφποσ εξαμμωτι που χρθςιμοποιείται είναι ο ορκογϊνιοσ οριηόντιασ ροισ, ελεγχόμενθσ ταχφτθτασ. Αυτζσ οι μονάδεσ ςχεδιάςτθκαν για να διατθρείται θ ταχφτθτα περίπου 0.3 m/s και να παρζχεται αρκετόσ χρόνοσ ςτα ςωματίδια τθσ άμμου για να κακιηιςουν ςτον πυκμζνα του καναλιοφ. Η ταχφτθτα ςχεδιαςμοφ κα πρζπει να είναι τζτοια ϊςτε τα περιςςότερα οργανικά ςωματίδια να μεταφζρονται μζςα από το κάλαμο, να επανααιωροφνται τα οργανικά ςωματίδια που τυχόν ζχουν κακιηιςει, ενϊ κα επιτρζπεται θ κακίηθςθ των βαρφτερων ςωματιδίων τθσ άμμου.

27 Απομάκρυνςθ άμμου Ορκογώνιοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Ο ςχεδιαςμόσ των ορκογϊνιων εξαμμωτϊν οριηόντιασ ροισ βαςίηεται ότι κάτω από τισ πιο δυςμενείσ ςυνκικεσ τα ελαφρφτερα ςωματίδια άμμου κα φτάςουν ςτον πυκμζνα του καναλιοφ πριν τθν ζξοδο τουσ. Κανονικά οι εξαμμωτζσ ςχεδιάηονται για να απομακρφνονται όλα τα ςωματίδια άμμου που ςυγκρατοφνται ςε ζνα κόςκινο με διάμετρο 0.21 mm, αν και πολλζσ δεξαμενζσ ζχουν ςχεδιαςτεί για να απομακρφνονται ςωματίδια άμμου που ςυγκρατοφνται ςε κόςκινο διαμζτρου 0.15 mm. Το μικοσ του καναλιοφ εξαρτάται από το βάκοσ που απαιτείται, με βάςθ τθν ταχφτθτα κακίηθςθσ και το τμιμα ελζγχου τθσ ροισ.

28 Απομάκρυνςθ άμμου Ορκογώνιοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Η επιφάνεια τθσ εγκάρςιασ διατομισ εξαρτάται από το ρυκμό τθσ παροχισ και από τον αρικμό των καναλιϊν. Επίςθσ πρζπει να προβλεφκοφν ανοχζσ για το τυρβϊδεσ ςτθν είςοδο και τθν ζξοδο. Η απομάκρυνςθ τθσ άμμου από τουσ εξαμμωτζσ οριηόντιασ ροισ επιτυγχάνεται ςυνικωσ με ζναν ατζρμονα μεταφορζα με ξζςτρα, κάδουσ και άροτρα. Η ανφψωςθ τθσ απομακρυνόμενθσ άμμου γίνεται με κοχλιωτοφσ μεταφορείσ ι με ανυψωτιρεσ κάδων που απομακρφνουν τθν άμμο για κακαριςμό ι διάκεςθ. Σε μικρζσ μονάδεσ. οι εξαμμωτζσ κακαρίηονται μερικζσ φορζσ χειρωνακτικά.

29 Απομάκρυνςθ άμμου Ορκογώνιοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Τυπικά δεδομζνα ςχεδιαςμοφ

30 Απομάκρυνςθ άμμου Τετράγωνοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Οι τετράγωνοι εξαμμωτζσ οριηόντιασ ροισ ζχουν χρθςιμοποιθκεί περιςςότερο από 60 χρόνια. Η ειςροι ςε αυτζσ τισ μονάδεσ κατανζμεται ςε όλθ τθν ζκταςθ τθσ δεξαμενισ με μια ςειρά ανακλαςτιρων ι κυρϊν και τα υγρά απόβλθτα ρζουν ςε ευκεία γραμμι κατά μικοσ τθσ δεξαμενισ και υπερχειλίηουν από ζναν υπερχειλιςτι με ελεφκερθ ροι. Γενικά, είναι προτιμότερο να καταςκευάηονται τουλάχιςτον δφο μονάδεσ όταν χρθςιμοποιοφνται τε τράγωνοι εξαμμωτζσ ορκογϊνιασ ροισ.

31 Απομάκρυνςθ άμμου Τετράγωνοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ

32 Απομάκρυνςθ άμμου Τετράγωνοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Αυτοί οι τφποι εξαμμωτϊν ςχεδιάηονται με βάςθ τθν ταχφτθτα υπερχείλιςθσ που εξαρτάται από το μζγεκοσ των ςωματιδίων και από τθ κερμοκραςία των υγρϊν αποβλιτων. Συνικωσ, ςχεδιάηονται για να απομακρυνκεί το 95% των ςωματιδίων με διάμετρο 0.15 mm ςε παροχι αιχμισ. Μια τυπικι μορφι τζτοιων ςχεδιαςτικϊν καμπυλϊν δίνεται ςτο ακόλουκο ςχιμα

33 Απομάκρυνςθ άμμου Τετράγωνοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Επιφάνεια που απαιτείται για τθν κακίηθςθ ςωματιδίων άμμου με ςχετικι πυκνότθτα 2,65 ςε υγρά απόβλθτα και δεδομζνεσ κερμοκραςίεσ

34 Απομάκρυνςθ άμμου Τετράγωνοι Εξαμμωτζσ Οριηόντιασ Ροισ Τα ςτερεά απομακρφνονται με ζνα περιςτρεφόμενο μθχανιςμό ξζςτρων προσ ζνα φρεάτιο αποςτράγγιςθσ ςτο πλευρικό τοίχωμα τθσ δεξαμενισ. Η άμμοσ που ζχει κακιηιςει μετακινείται κυκλικά με ζνα περιςτρεφόμενο μθχανιςμό ξζςτρου ι μπορεί να αντλθκεί από τθ δεξαμενι διαμζςου ενόσ εξαμμωτι κυκλϊνα ϊςτε να διαχωριςτοφν τα εναπομείναντα οργανικά υλικά και να γίνει πφκνωςθ τθσ άμμου. Η ςυμπυκνωμζνθ άμμοσ ςτθ ςυνζχεια πλζνεται ξανά ςε μια διάταξθ πλφςθσ χρθςιμοποιϊντασ ζνα βυκιςμζνο παλινδρομικό ξζςτρο ι ζνα κεκλιμζνο κοχλιόδρομο. Με τισ δφο μεκόδουσ, τα οργανικά ςτερεά διαχωρίηονται από τθν άμμο και επιςτρζφουν ςτθ δεξαμενι, δίνοντασ μια πιο κακαρι και ξθρι άμμο

35 Απομάκρυνςθ άμμου Αεριηόμενοι Εξαμμωτζσ Στουσ αεριηόμενουσ εξαμμωτζσ, ο αζρασ ειςάγεται από τθ μια πλευρά τθσ ορκογϊνιασ δεξαμενισ για να δθμιουργθκεί μια ελικοειδισ ροι κάκετθ ςτθ ροι μζςα από τθ δεξαμενι. Τα βαρφτερα ςωματίδια τθσ άμμου που ζχουν υψθλότερεσ ταχφτθτεσ κακίηθςθσ κακιηάνουν ςτον πυκμζνα τθσ δεξαμενισ. Τα ελαφρφτερα, κυρίωσ οργανικά ςωματίδια, παραμζνουν ςε αιϊρθςθ και περνοφν μζςα από τθ δεξαμενι. Η ταχφτθτα τθσ περιςτροφισ ι ανάδευςθσ κακορίηει το μζγεκοσ των ςωματιδίων τα οποία κα απομακρυνκοφν με δεδομζνθ ςχετικι πυκνότθτα.

36 Απομάκρυνςθ άμμου Αεριηόμενοι Εξαμμωτζσ Όταν θ ταχφτθτα είναι πολφ μεγάλθ, θ άμμοσ κα μεταφερκεί ζξω από τθ δεξαμενι, ενϊ όταν είναι πολφ μικρι, θ οργανικι φλθ κα απομακρυνκεί με τθν άμμο. Ευτυχϊσ, θ ποςότθτα του αζρα ρυκμίηεται εφκολα. Με κατάλλθλθ ρφκμιςθ, μπορεί να επιτευχκεί 100% απομάκρυνςθ και θ άμμοσ κα είναι καλά πλυμζνθ. (Η άμμοσ που δεν είναι καλά πλυμζνθ και περιζ χει οργανικό υλικό ζχει δυςάρεςτθ οςμι και ελκφει ζντομα.)

37 Απομάκρυνςθ άμμου Αεριηόμενοι Εξαμμωτζσ Οι αεριηόμενοι εξαμμωτζσ ςχεδιάηονται για να απομακρφνονται ςωματίδια με διάμετρο 0.21 mm ι μεγαλφτερα, με χρόνουσ παραμονισ 2- ι 5- λεπτϊν κατά τθν ωριαία παροχι αιχμισ. Η εγκάρςια διατομι τθσ δεξαμενισ είναι παρόμοια με αυτι που ιςχφει για ελικοειδι κυκλοφορία ςε δεξαμενζσ αεριςμοφ ενεργοφ ιλφοσ, εκτόσ από μια χοάνθ άμμου με βάκοσ 0.9 m με επικλινι τοιχϊματα, που τοποκετείται κατά μικοσ μιασ πλευράσ τθσ δεξαμενισ κάτω από τουσ διαχυτιρεσ αεριςμοφ (Σχιμα). Οι διαχυτιρεσ τοποκετοφνται 0.45 ζωσ 0.6 m πάνω από τον πυκμζνα. Ανακλαςτιρεσ ειςόδου και εξόδου χρθςιμοποιοφνται ςυχνά για υδραυλικό ζλεγχο και βελτίωςθ τθσ απόδοςθσ απομάκρυνςθσ άμμου.

38 Αεριηόμενοι Εξαμμωτζσ Απομάκρυνςθ άμμου