Porast zagađenja životne sredine i borba protiv te opasnosti dali su specifičan pečat osamdesetim i devedesetim godinama prošlog, a sigurno je da će to biti karakteristika i početka ovog stoleća. Sprečavanje zagađenja životne sredine je nužnost i zbog svoga značaja zahteva sve veća ulaganja ljudskih i materijalnih resursa. Tako se razvoju i unapredjenju procesa prečišćavanja otpadnih voda i očuvanja kvaliteta prirodnih voda danas posvećuje velika pažnja.
Postupak aeracije u prečišćavanju otpadnih voda predstavlja osnovu mnogih procesa kao što su flotacija, egalizacija, separacija masti i ulja, prethodna aeracija, biološka filtracija, biološka obrada sa aktivnim muljem, biološka obrada u lagunama, i dr.
Za projektovanje i građenje postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda potrebno je da aeracioni sistemi budu odabrani na osnovu tehničkih karakteristika koje definišu efikasnost rada kao što su kapacitet unošenja kiseonika, energetska efikasnost, pad pritiska dr.
Na osnovu angažovanja autora knjige u istraživanjima koja su poslužila i za izradu dve magistarske teze obavljeno je više ispitivanja tehničkih karakteristika aeracionih sistema sa različitim tipovima distributera za uvodjenje vazduha u otpadnu vodu. U knjizi je prezentiran deo rezultata ovih istraživanja koji mogu imati praktičnu primenu.
Posebno izražavamo zahvalnost Rafineriji ulja Modriča (BiH) na razumevanju i pomoći za izdavanje ove knjige.
Kako je domaća literatura iz ove oblasti oskudna, nadamo se da će ova knjiga biti od pomoći stručnjacima koji rade na poslovima projektovanja i eksploatacije postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda kao i studentima različitih fakulteta u čijim nastavnim programima je zastupljena.
Sa pažnjom i zahvalnošću primićemo sugestije i primedbe koje ćemo u nekom od sledećih izdanja ugraditi.
Beograd, juna 2006.
Prof. dr Miroslav Stanojević, mr Stojan Simić, dr Dejan Radić, doc. dr Aleksandar Jovović
Sadržaj
PRIMENA VAZDUHA U PROCESIMA PREČIŠĆAVANJA OTPADNIH VODA
Flotacija
Egalizacija
Separacija peska (peskolovi)
Separacija masti i ulja
Prethodna aeracija
Biološka aerobna obrada
Tretman u lagunama
Biološka filtracija
Proces sa aktivnim muljem
PRIMENA AERACIJE U PROCESIMA BIOLOŠKE OBRADE OTPADNIH VODA
Sistemi za aeraciju u odnosu na način uvođenja vazduha
Dubinska ili aeracija pod pritiskom
Površinska ili mehanička aeracija
Kombinovana aeracija
Sistemi aeracije u odnosu na tip procesa
Sistemi aeracije sa tehničkim kiseonikom
Osnovni pokazatelji procesa aeracije otpadnih voda
FIZIČKO-HEMIJSKE OSNOVE PRIMENE KISEONIKA U PROCESIMA PREČIŠĆAVANJA OTPADNIH VODA
Rastvorljivost kiseonika u vodi
Zapreminski koeficijent transporta kiseonika
UREĐAJII OPREMA ZA AERACIJU
Gravitacioni aeratori
Sprej aeratori
Mehanički aeratori
Mehanički površinski aeratori
Potopljeni turbinski aeratori
Aeratori sa uduvavanjem vazduha
Statički aeratori-distributeri vazduha
Dinamički aeratori
KONSTRUKCIJE I KARAKTERISTIKE DISTRIBUTERA VAZDUHA
Osnovne konstrukcione karakteristike distributera vazduha
Materijali za izradu distributera vazduha za finu aeraciju
Keramika
Porozna plastika
Elastomeri
Tipovi distributera vazduha
Pločasti distributeri vazduha
Cevni distributeri vazduha
Distiibuteri vazduha u obliku kupole (pečurke)
Distributeri vazduha u obliku diska
Tehničke karakteristike distributera vazduha
Način i mesto postavljanja distributera vazduha
Uticaj konstrukcionih karakteristika aeracionih sistema na parametre procesa aeracije
Postupak proračuna sistema za aeraciju (distribuciju vazduha)
PRIMERI POSTROJENJA ZA TRETMAN OTPADNIH VODA U KOJIMA SE PRIMENJUJE AERACIJA
Tretman otpadnih voda u hemijskoj industriji
Tretman otpadnih voda u rafinerijama
Tretman otpadnih voda u industriji za proizvodnju biohemijskih agenasa
Tretman otpadnih voda u industriji papira
Tretman otpadnih voda iz postrojenja za preradu ostataka mesne industrije
Tretman otpadnih voda iz industrije za obradu mleka
Tretman otpadnih voda u pivarskoj industriji
STRUČNI TERMINI, SKRAĆENICE, KORIŠĆENE OZNAKE
LITERATURA
PRILOG 1. UREĐAJ ZA MERENJE KONCENTRACIJE RASTVORENOG KISEONIKA U VODI PROIZVOĐAČA ENDRESS + HAUSER
PRILOG 2. UREĐAJ ZA MERENJE KONCENTRACIJE RASTVORENOG KISEONIKA U VODI PROIZVOĐAČA HANNA INSTRUMENTS
Uvod
Obrada otpadnih voda predstavlja postupke pomoću kojih se vrši smanjenje prisutnog zagađenja do onih količina ili koncentracija s kojima prečišćene otpadne vode ispuštene u prirodne vodene sisteme ne predstavljaju opasnost za žive organizme i ne uzrokuju neželjene promene u životnoj sredini. Prema tome, tretman otpadne vode obuhvata niz operacija i postupaka kojima se iz vode uklanjaju, suspendovane i rastvorene supstancije, odnosno sve materije koje menjaju osobine vode.
Izvori zagađenja vode su različiti i često teško prepoznatljivi:
- infiltracija ljudskih i životinjskih otpadnih supstancija,
- prodiranje veštačkog đubriva, herbicida i insektica,
- prodiranje otpadnih voda iz neuređenih deponija,
- ispuštanje otpadnih voda iz industrije,
- propuštanje kroz porozne kanalizacione vodove.
Izbor procesa i tehnologije prečišćavanja zavisi od porekla i karakteristika otpadne vode, kao i stepena prečišćavanja koji je potrebno postići.
Procesi prečišćavanja otpadnih voda mogu se svrstati u nekoliko osnovnih grupa:
- mehaničko prečišćavanje,
- fizičko-hemijsko prečišćavanje,
- biološko prečišćavanje.
Najčešće se vrši kombinovanje procesa iz navedenih grupa u zavisnosti od sastava otpadne vode i željenog kvaliteta prečišćene vode.
Kod prečišćavanja otpadnih voda, koriste se sledeći osnovni procesi: mehaničko izdvajanje nerastvorenih materijala, taloženje nerastvorenih materijala, koagulacija i flokulacija koloidnih supstancija, biofiltracija sa imobilisanom mikroflorom, biološka aerobna obrada sa aktivnim muljem, biološka anaerobna obrada, taloženje sa hemijskim sredstvima i dezinfekcija prečišćene vode.
Za navedene osnovne procese koriste se pojedine pomoćne operacije: mešanje i aeracija, flotacija (separacija masti i ulja), filtracija i dr.
Aeracija je operacija u obradi voda kojom se gasovita faza, obično vazduh ili kiseonik, i voda dovode u kontakt u cilju ostvarivanja što intenzivnijeg prenosa gasova. Aeracija ima najširu primenu za biološku aerobnu obradu otpadnih voda, zatim za uklanjanje površinski aktivnih supstancija iz otpadnih voda kao i za postupke koji prethode biološkoj obradi vode.
Uređaji pomoću kojih se vrši uvođenje vazduha u otpadnu vodu nazivaju se aeratori. Postoje različita konstrukciona rešenja aeratora. Najširu primenu imaju uredaji pomoću kojih se vrši uduvavanje komprimovanog vazduha ili tehničkog kiseonika u vodu tzv. distributeri vazduha, zatim mehanički aeratori za površinsku i dubinsku aeraciju, a u novije vreme su sve više u upotrebi kombinacije rešenja za mešanje i uduvavanje.
Kod postrojenja za biološku obradu otpadnih voda za potrebe aeracije troši se najveći deo energije neophodne za proces. Stoga se posebna pažnja, naročito pri projektovanju postrojenja za velike kapacitete mora posvetiti izboru adekvatnog aeracionog sistema. Prilikom izbora aeracionog sistema potrebno je poznavati sledeće: kvalitet vode, količinu vode koju treba aerisati i količinu kiseonika koju treba uneti u vodu.
Na tržištu postoji velika ponuda različitih tipova uredaja za aeraciju za koje proizvođači definišu određene parametre koji se odnose na kapacitete, dimenzije, otpore strujanju, efikasnost transporta kiseonika, sklonost zaprljanju i slično. Ovi parametri su osnova za izbor odgovarajućeg tipa aeratora, kao i izbor prateće opreme koja obuhvata kompresorsku stanicu, sistem cevovoda, zapornu i regulacionu armaturu, i dr. Pored prethodno pomenutih parametara kod izbora i odluke u korist jednog ili drugog tipa uređaja, odlučuju još i parametri kao što su investicioni troškovi, pouzdanost u radu, učestanost kvarova i popravki, širenje (uzroci) buke i troškovi održavanja. Optimalni uslovi rada kao i najniži eksploatacioni troškovi postrojenja za biološko prečišćavanje otpadnih voda se obezbeđuju adekvatnim izborom procesa i opreme za aeraciju.