Czyszczenie zbiorników i cystern jest istotną częścią procesów przemysłowych, zwłaszcza w przemyśle chemicznym, spożywczym i uzdatniania wody. Te procesy czyszczenia wytwarzają wysoce zanieczyszczone ścieki, które muszą zostać poddane kompleksowemu oczyszczeniu przed odprowadzeniem do kanalizacji lub ponownym wykorzystaniem. W technologii oczyszczania ścieków nacisk kładziony jest na skuteczne oczyszczanie tych ścieków w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak oleje, smary, pozostałości chemiczne, substancje organiczne i ciała stałe.

Generowanie ścieków podczas czyszczenia zbiorników i cystern

Czyszczenie zbiorników (stacjonarne) i cystern (mobilne lub stacjonarne) powoduje powstawanie specyficznych ścieków, które stanowią szczególne wyzwanie ze względu na swój skład:

1. Czyszczenie zbiornika:

   • Czyszczenie zbiorników na chemikalia, zbiorników na szlam lub zbiorników na ścieki.
   • Pozostałości: chemikalia, osady, pyły, substancje organiczne i nieorganiczne.

2. Czyszczenie cystern:

   • Czyszczenie mobilnych cystern przewożących różne płyny (np. chemikalia, olej, żywność).
   • Pozostałości: Pozostałości produktu (np. oleje, kwasy, zasady, barwniki), środki powierzchniowo czynne ze środków czyszczących, ciała stałe.

Czyszczenie jest zwykle przeprowadzane przy użyciu czyszczenia wysokociśnieniowego, dysz natryskowych lub systemów CIP (clean-in-place), które wykorzystują duże ilości wody i środków czyszczących.

Charakterystyka powstających ścieków

Ścieki z czyszczenia zbiorników i cystern są niejednorodne i wysoce skoncentrowane. Mają one następujące główne cechy:

1. Wysokie obciążenie organiczne:

   • Pozostałości chemiczne, środki powierzchniowo czynne i substancje organiczne prowadzą do wysokiego chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT).

2. Oleje i tłuszcze:

   • Oleje mineralne i oleje roślinne często zawierają się w sobie i wymagają specjalnych procesów separacji.

3. Metale ciężkie:

   • Pozostałości chemikaliów mogą zawierać metale ciężkie, takie jak chrom, cynk lub miedź.

4. Osady stałe i zawiesiny ciał stałych:

   • Pozostałości z czyszczonych pojemników (np. szlam, pigmenty, piasek) prowadzą do wysokiego obciążenia zawiesiną ciał stałych.

5. Zmienne wartości pH:

   • Czyszczenie kwasami lub zasadami może spowodować, że ścieki będą miały odczyn silnie kwaśny lub zasadowy.

Proces oczyszczania ścieków

1. separator oleju: usuwanie olejów i smarów

Funkcja i zasada działania

Separatory oleju oddzielają oleje, smary i inne lekkie ciecze od wody. Zasada działania opiera się na różnicy gęstości między olejem a wodą:

• Lekkie ciecze, takie jak olej, unoszą się na powierzchni wody ze względu na ich mniejszą gęstość, podczas gdy cięższe substancje osadzają się.
• Ciężkie cząstki, takie jak piasek lub muł, osadzają się w obszarze osadu.

Procedura

• Separator koalescencyjny:
  • Separację poprawiają elementy koalescencyjne, które łączą krople oleju i tworzą większe skupiska oleju. Te szybciej unoszą się na powierzchnię.
• Standardowy separator oleju:
  • Skuteczny w oczyszczaniu ścieków ze swobodnie pływającym olejem.
• Dwustopniowy separator oleju:
  • Integracja strefy pułapki szlamu w celu usunięcia ciał stałych przed separacją oleju.

Etapy oczyszczania w separatorze oleju

1. Strefa docierania:
   • Uspokojenie przepływu w celu zapewnienia równomiernej dystrybucji.
2. Obszar koalescencji:
   • Tworzenie się większych klastrów oleju i ich osadzanie na powierzchni.
3. Osadnik szlamu:
   • Osadzanie się ciężkich cząstek, takich jak piasek i muł.

Zalety separatora oleju

• Effektive Entfernung von Ölanteilen bis zu Konzentrationen von < 20 mg/L.
• Chroni dalsze systemy przed zatorami i przeciążeniami.
• Ekonomiczne wstępne oczyszczanie ścieków silnie zanieczyszczonych olejem.

2. obróbka chemiczno-fizyczna w zakładach flotacji

Po oddzieleniu oleju w ściekach pozostają drobno zdyspergowane oleje, smary i rozpuszczone substancje. Są one usuwane w instalacji flotacyjnej poprzez kondycjonowanie chemiczne i separację fizyczną.

Funkcja i zasada działania

Flotacja wykorzystuje drobne pęcherzyki powietrza do transportu cząstek i najdrobniejszych kropelek oleju na powierzchnię, gdzie są one odtłuszczane w postaci szlamu. Odczynniki chemiczne poprawiają wydajność separacji.

Procedura

1. Kondycjonowanie chemiczne:

   • Środek strącający:
     • Sole żelaza lub glinu (np. FeCl₃, Al₂(SO₄)₃) do wytrącania substancji rozpuszczonych.
     • Wiązanie fosforanów lub metali ciężkich.
   • Flokulant:
     • Polimery organiczne sprzyjają tworzeniu dużych, stabilnych kłaczków, które są łatwe do oddzielenia.
   • Regulacja pH:
     • Neutralizacja ścieków poprzez dodanie kwasów (np. kwasu siarkowego) lub zasad (np. sody kaustycznej) do optymalnej wartości pH 6,5-8,5.

2. Proces flotacji:

   • Tworzenie się pęcherzyków powietrza:
     • Drobne pęcherzyki powietrza są tworzone przez dekompresję lub dyfuzory.
   • Przyczepność do cząstek:
     • Pęcherzyki powietrza wiążą się z płatkami lub kropelkami oleju, które wypływają na powierzchnię dzięki sile wyporu.
   • Zrzut osadu:
     • Piana tworząca się na powierzchni jest stale odtłuszczana.

Zalety systemu flotacji

• Skuteczna separacja najdrobniejszych kropelek i cząstek oleju.
• Zmniejszenie chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) i obciążenia zawiesiną ciał stałych.
• Nadaje się do silnie zanieczyszczonych ścieków o zmiennym składzie.