Substancje nadające się do filtrowania to cząstki stałe i zawiesiny, które są zawarte w wodzie lub ściekach i mogą być zatrzymywane w procesach filtracji mechanicznej. Substancje te obejmują szeroki zakres cząstek, takich jak piasek, szlam, substancje organiczne, tłuszcze, oleje i nieorganiczne ciała stałe. Parametr filtrowalnych ciał stałych jest kluczowym wskaźnikiem fizycznego zanieczyszczenia wody i ścieków i jest często stosowany w oczyszczaniu ścieków i oczyszczaniu wody w celu oceny skuteczności procesów filtracji i oczyszczania.
Spis treści
Zaplecze techniczne
Oznaczanie substancji filtrowalnych jest zwykle przeprowadzane metodą grawimetryczną. Próbka wody jest przepuszczana przez znormalizowany filtr o wielkości porów 0,45 µm. Przefiltrowane substancje pozostają na filtrze, który jest następnie suszony i ważony w celu określenia ilości ciał stałych. Ilość ta jest podawana w mg/L i jest ważnym parametrem do scharakteryzowania zanieczyszczenia systemu wodnego.
Substancje nadające się do filtrowania można podzielić na następujące kategorie:
- Grube ciała stałe: grubsze ciała stałe, takie jak piasek lub żwir, które osadzają się stosunkowo szybko i mogą być usunięte przez proste przesiewanie lub sedymentację.
- Zawieszone ciała stałe: Drobniejsze cząstki, które pozostają zawieszone w cieczy i muszą zostać usunięte przez filtrację lub flotację.
- Substancje organiczne i nieorganiczne: Substancje nadające się do filtrowania mogą być pochodzenia organicznego (np. biomasa, tłuszcze), jak również nieorganicznego (np. mineralne ciała stałe).
Znaczenie parametru dla projektowania oczyszczalni ścieków
Ilość i rodzaj substancji nadających się do filtrowania w ściekach ma duży wpływ na projektowanie oczyszczalni ścieków. W dużej mierze decyduje o tym, jakie metody filtracji i procesy separacji mechanicznej muszą być stosowane w oczyszczalni, aby zapewnić skuteczne oczyszczanie.
1. wstępne czyszczenie mechaniczne:
Substancje nadające się do filtrowania są zazwyczaj usuwane na pierwszym etapie oczyszczania ścieków - wstępnym oczyszczaniu mechanicznym. Etap ten obejmuje wykorzystanie sit, przesiewaczy i piaskowników. Wysoka zawartość substancji filtrowalnych wymaga solidnej konstrukcji tych etapów oczyszczania mechanicznego w celu odciążenia późniejszych procesów biologicznych i chemicznych. Instalacje zaprojektowane dla dużych ilości substancji nadających się do filtrowania muszą zawierać odpowiednio zwymiarowane zbiorniki sedymentacyjne lub sita bębnowe w celu skutecznego oddzielenia ciał stałych.
Zdjęcie: Przykład napowietrzanej piaskownicy, która usuwa sedymentujące gruboziarniste ciała stałe, a także substancje pływające i tłuszczowe. System jest częścią oczyszczania wstępnego naszego systemu ALMA BHU BIO
2. technologie filtracji:
Różne technologie filtracji są stosowane w zależności od ładunku substancji podlegających filtracji w ściekach:
Filtr wielowarstwowy:
Substancje gruboziarniste są często usuwane przez filtry wielowarstwowe, filtry żwirowe lub filtry piaskowe (np. nasz ALMA Fil). Filtry te mają wysoką zdolność zatrzymywania zawieszonych ciał stałych i są często stosowane na trzecim etapie oczyszczania.
Mikrofiltracja i ultrafiltracja:
Drobne cząstki, których nie można całkowicie usunąć za pomocą konwencjonalnej filtracji, są oczyszczane za pomocą procesów membranowych. Mikrofiltracja i ultrafiltracja są w stanie usunąć z wody cząsteczki o wielkości mikrometrów i nanometrów. Procesy te są szczególnie ważne, jeśli ścieki mają być oczyszczane do ponownego wykorzystania lub odprowadzane do wrażliwych zbiorników wodnych.
Zdjęcie: Wielowarstwowy filtr w zbiornikach GRP. Zbiorniki GRP mogą być wypełnione różnymi materiałami filtracyjnymi, takimi jak żwir, węgiel aktywny lub przetworzone szkło(ALMA Fil).
3. flotacja:
We flotacji , znanej również jako flotacja rozpuszczonym powietrzem, do ścieków wprowadzane są drobno rozproszone pęcherzyki powietrza, które przylegają do zawieszonych ciał stałych i unoszą je na powierzchnię, gdzie są odtłuszczane. Proces ten jest szczególnie odpowiedni do usuwania tłustych lub oleistych cząstek organicznych, które unoszą się w ściekach i są trudne do sedymentacji.
Zdjęcie: Flotacja rozpuszczonym powietrzem z flokulatorem rurowym do wytrącania, neutralizacji i flokulacji składników ścieków(ALMA NeoDAF)
4. wpływ na obróbkę osadów ściekowych:
Substancje nadające się do filtrowania przyczyniają się do produkcji osadu, ponieważ oddzielone substancje stałe są zwykle dalej przetwarzane w osad. Wysoka zawartość substancji filtrowalnych zwiększa ilość osadu wstępnego, który musi zostać przetworzony w kolejnych etapach procesu, takich jak odwadnianie i stabilizacja osadu. Dokładna znajomość zawartości substancji nadających się do filtrowania jest zatem niezbędna do zapewnienia prawidłowego zwymiarowania urządzeń do oczyszczania osadów w oczyszczalni ścieków.
Zdjęcie: Odwadnianie osadu za pomocą komorowej prasy filtracyjnej(ALMA CFP)
5. etap trzeciorzędowy i czwartorzędowy - usuwanie mikrozanieczyszczeń
Na trzecim i czwartym etapie ścieki są dalej oczyszczane w celu usunięcia mikrozanieczyszczeń, takich jak pozostałości farmaceutyczne, pestycydy i związki hormonalne. W tym celu stosuje się filtrację na węglu aktywnym, ozonowanie lub oczyszczanie UV. Procesy te mają na celu rozbicie najmniejszych substancji śladowych, które pozostają w wodzie nawet po oczyszczeniu biologicznym i chemicznym.
Zdjęcie: Filtr z węglem aktywnym zainstalowany w zbiornikach GRP(ALMA Fil AK)
5. koszty operacyjne i efektywność energetyczna:
Im wyższa zawartość substancji nadających się do filtrowania, tym więcej energii i konserwacji wymaga obsługa procesów filtracji i separacji. Regularne płukanie wsteczne i cykle czyszczenia filtrów są niezbędne do utrzymania wydajności systemu. Dlatego też parametr substancji filtrowalnych musi być również brany pod uwagę w ekonomicznej ocenie projektu i działania systemu.
Praktyczne przykłady
Przemysł spożywczy: Przetwórstwo mleczarskie wytwarza duże ilości substancji organicznych nadających się do filtrowania, takich jak tłuszcze i białka. Muszą one zostać usunięte przed biologicznym oczyszczaniem ścieków w specjalnych separatorach tłuszczu i instalacjach flotacyjnych. instalacje flotacyjne aby zapewnić skuteczność kolejnych etapów oczyszczania.
Przemysł papierniczy: Produkcja papieru wytwarza duże ilości materiałów filtracyjnych zawierających włókna. Włókna te muszą być filtrowane przez sita bębnowe i filtry piaskowe aby zapobiec zablokowaniu systemów i zapewnić jakość ścieków przed ich odprowadzeniem do zbiorników wodnych.
Przemysł galwaniczny: Obróbka powierzchniowa metali wytwarza nieorganiczne substancje stałe, które są usuwane przez sedymentację lub mikrofiltrację. mikrofiltrację ze ścieków. Wysoki udział substancji nadających się do filtrowania może również prowadzić do uniknięcia zanieczyszczenia metalami ciężkimi, jeśli są one związane z zawieszonymi ciałami stałymi.
Wnioski
Substancje filtrowalne odgrywają kluczową rolę w projektowaniu i eksploatacji oczyszczalni ścieków. Ilość tych substancji stałych w dużej mierze decyduje o tym, jakie procesy separacji mechanicznej i fizycznej należy zastosować i wpływa na wydajność systemów filtracji, oczyszczalni osadów i ogólną wydajność oczyszczalni. Dokładna analiza substancji podlegających filtracji jest niezbędna do określenia optymalnych metod filtracji i warunków pracy w celu zapewnienia zgodności z przepisami prawa i wydajnej pracy oczyszczalni.
