Instalacje CP do chemiczno-fizycznego oczyszczania ścieków

Instalacja CP to chemiczno-fizyczna oczyszczalnia ścieków. Łączy ona etapy procesów chemicznych, takie jak neutralizacja, strącanie, koagulacja i flokulacja, z fizycznymi metodami separacji, takimi jak sedymentacja, flotacja czy filtracja.

Celem jest przekształcenie substancji rozpuszczonych, koloidalnych lub zawieszonych w ściekach przemysłowych w postać umożliwiającą ich oddzielenie. Następnie powstałe substancje stałe są usuwane z wody i poddawane dalszej obróbce w postaci osadu.

W zależności od składu chemicznego wody oraz projektu instalacji możliwe jest między innymi zmniejszenie stężenia lub usunięcie następujących substancji:

• Metale ciężkie, takie jak nikiel, miedź, cynk, chrom czy ołów
• Fosfor i fosforany
• Fluorek i inne aniony, które mogą tworzyć osady
• Ciała stałe w zawieszeniu i zmętnienie
• cząstki koloidalne
• Substancje powodujące twardość i węglany
• Oleje, smary i odpowiednie emulsje
• Pigmenty, składniki lakierów i cząstki mineralne

Skuteczność oczyszczania zależy między innymi od stężenia, formy wiązania, kompleksowania, wartości pH, temperatury oraz innych składników ścieków.

W procesie strącania substancje rozpuszczone są przekształcane w wyniku reakcji chemicznej w trudno rozpuszczalne substancje stałe. Typowym przykładem jest strącanie rozpuszczonych jonów metali w postaci wodorotlenków lub siarczków metali.

W procesie flokulacji te drobne produkty strącania oraz inne cząstki łączą się w większe flokule. Dzięki temu można je następnie łatwiej poddać sedymentacji, flotacji lub filtracji.

Strącanie i flokulacja pełnią różne funkcje, jednak w instalacji CP często są one bezpośrednio łączone.

Instalacja typu batch nadaje się szczególnie do:

• niewielkie lub nieregularne ilości ścieków
• skład ulegający znacznym wahaniom
• wysoce skoncentrowane strumienie cząstkowe
• kontrolowane przetwarzanie poszczególnych partii

Linia produkcyjna typu ciągłego nadaje się szczególnie do:

• regularnie powstające strumienie ścieków
• średnie i duże natężenia przepływu
• zautomatyzowana praca ciągła
• w dużej mierze ciągłe procesy produkcyjne

Wybór zależy od ilości ścieków, wahań obciążenia, przebiegu procesu produkcyjnego, wymagań kontrolnych oraz dostępnej powierzchni montażowej.

Flotacja jest często korzystna, gdy powstałe kłaczki mają niewielką gęstość i osiadają powoli lub nie w pełni.

Typowe przykłady zastosowań to:

• delikatne płatki
• Tłuszcze i oleje
• Emulsje
• substancje organiczne w postaci stałej
• cząstki o słabej zdolności do sedymentacji

W procesie flotacji z odciążeniem ciśnieniowym drobne pęcherzyki powietrza przylegają do cząstek stałych i przenoszą je na powierzchnię wody. Natomiast w przypadku ciężkich, mineralnych i dobrze osiadających kłaczków często bardziej odpowiednia jest sedymentacja lub separacja lamelowa.

W przypadku złożonych, zmiennych lub dotychczas nieznanych ścieków przemysłowych zdecydowanie zaleca się przeprowadzenie badań laboratoryjnych lub pilotażowych.

W tym kontekście można zbadać między innymi następujące parametry:

• odpowiedni zakres wartości pH
• odpowiedni środek strącający i flokulujący
• wymagane dozowanie środków chemicznych
• Tworzenie się płatków i właściwości osiadania
• Objętość osadu i zdolność do odwadniania
• osiągalna jakość realizacji
• możliwe interakcje z innymi składnikami

Wyniki te ograniczają ryzyko związane z projektowaniem i stanowią solidną podstawę dla planowania, inwestycji oraz eksploatacji.

Do przeprowadzenia wstępnej oceny technicznej przydatne są w szczególności następujące informacje:

• Źródło i rodzaj ścieków
• średni i maksymalny przepływ objętościowy
• ciągłe lub okresowe powstawanie ścieków
• aktualne analizy wody
• istotne substancje docelowe i stężenia
• wymagane wartości robocze lub wartości początkowe
• dotychczasowe zabiegi przygotowawcze i końcowe
• dostępna powierzchnia montażowa
• Wymagania dotyczące automatyzacji i oczyszczania osadów

Im pełniejsze są te dane, tym dokładniej można ocenić koncepcję procesu, wielkość instalacji oraz potencjalny zakres projektu.

Tak. Instalacja CP może funkcjonować jako samodzielny proces oczyszczania lub zostać zintegrowana z istniejącą instalacją jako dodatkowy etap procesu. Możliwe zastosowania obejmują oczyszczanie wstępne przed biologiczną oczyszczalnią ścieków, usuwanie określonych zanieczyszczeń z strumieni cząściowych lub oczyszczanie przed filtracją, technologią membranową i ponownym wykorzystaniem wody.

W ramach integracji uwzględnia się między innymi istniejącą instalację hydrauliczną, powierzchnię montażową, interfejsy, system sterowania oraz kolejne etapy przetwarzania.

Koszty eksploatacji instalacji CP zależą w szczególności od zużycia środków chemicznych, zapotrzebowania na energię, ilości wytwarzanych osadów, nakładów związanych z utylizacją oraz wymagań konserwacyjnych. Nie można zatem podać wiarygodnych danych ogólnych bez znajomości charakterystyki ścieków oraz wymaganej jakości ścieków odprowadzanych.

Badania laboratoryjne, dozowanie środków chemicznych dostosowane do potrzeb oraz odpowiednio dobrane metody przetwarzania osadu pomagają ograniczyć zużycie środków eksploatacyjnych i ilość odpadów. Oprócz kosztów inwestycyjnych należy zatem zawsze brać pod uwagę również długoterminowe koszty eksploatacyjne.