Badania separatorów koalescencyjnych typ IHDC Hydrocompact w warunkach rzeczywistych

a) Informacje podstawowe - Badania zostały przeprowadzone przez Instytut Ochrony Środowiska w Warszawie. Instalacja badawczo-pilotażowa została zorganizowana na terenie stacji paliw PKN Orlen Warszawa ul. Powązkowska.. Celem badań było określenie skuteczności działania typoszeregu separatorów koalescencyjnych typ IHDC Hydrocompact przy oczyszczaniu ścieków deszczowych pochodzących ze zlewni , która w sposób permanentny zagrożona jest skażeniami substancjami ropopochodnymi.

b) Opis stacji paliw - instalacji pilotażowa-została zlokalizowana na terenie stacji o następującej charakterystyce:

Powierzchnia utwardzona wraz z dachami i wiatą	1700 m 2
Ilość dystrybutorów	4
Rodzaj sprzedawanego paliwa	ON, benzyny
Godziny pracy stacji	całodobowa
iejsce odprowadzania ścieków opadowych	kanał miejski ogólnospławny jajowy (0,6x1,1 m)

c) Opis oczyszczalni ścieków deszczowych - w celu oczyszczania ścieków deszczowych z terenu stacji zainstalowano równolegle 2 separatory koalescencyjne Hydrocompact IHDC o wielkości nominalnej 10 l/s (NS 10). Łączna przepustowość oczyszczalni wyniosła 2o l/s. Separator IHDC10 Hydrocompact składa się z:

1. piaskownika,
2. komory krat
3. pakietów koalescencyjnych i
4. zaworu pływakowego.
   

Całość instalacji przykryta jest prostokątnymi włazami z żeliwa sferoidalnego o wymiarach 1000x600 mm.

1) Piaskownik - ta część separatora odpowiedzialna jest za zatrzymanie piasku oraz innej zawiesiny szybkoopadającej , a także za przetrzymanie ścieków na czas ich uspokojenia. Na dopływie separatora znajduje się deflektor, którego zadaniem jest skierowanie strumienia ścieków w kierunku dna piakownika oraz uspokojenie przepływu. Pojemność obu komór piaskowników wynosiła 2x1.979 l = 3.958 l zaś jego powierzchnia czynna 1,60 m2.

2) Komora krat - ta część oczyszczalni ma za zadanie chronić przed zanieczyszczeniem materiałami flotującymi ( papiery, kubki, butelki itp. ) cześć koalescencyjną oraz zawór pływakowy.

3) Pakiet koalescencyjny - wykonany z polipropylenu element, którego zadaniem jest zwiększenie powierzchni aktywnej separatora. Podczas przepływu ścieków przez pakiet następuje dzielenie przepływu na wiele mniejszych. Każdy z kanałów pakietu działa jak oddzielny osadnik wzdłużny, przy czym w tym przypadku nie chodzi o usuwanie zawiesiny poprzez sedymentację, ale substancji ropopochodnych poprzez flotację i wypór przy jednoczesnym łączeniu się kropli tych substancji w większe ( koalescencja ) przy przechodzeniu przez kanalik pakietu. Materiał z którego wykonany jest pakiet posiada także wysoką powierzchnię właściwą 98 m2/ m3 . Zapewnia to uzyskanie wysokiego współczynnika separacji CS = 3,95 m2/ ( l/s) , który informuje jaka powierzchnia czynna oczyszczalni przypada na 1 l/s przepływu ścieków. Dopuszczalne obciążenie hydrauliczne tego separatora CHS 1,10 m/h. (m3/m2/h). Przy założeniu, że w miejsce separatorów IHDC Hydrocompact 20 l/s zostosowanoby tylko zasyfonowany osadnik wdłużny, to jego powierzchnia winna wynosić 2x3,95 m2/ ( l/s) x 20 l/s = 79 m2 , aby uzyskać taką samą sprawność oczyszczania instalacji. Dla porównania powierzchnia całkowita obu separatorów IHDC Hydrocompact 10 l/s wynosi 2 x 3,6 m2 =7,2 m2 czyli jest ponad 10- krotnie mniejsza. Pakiet nachylony jest w stosunku do dna komory koalescencyjnej pod kątem 550.

Stanowisko badań separatora substancji olejowych na stacji paliw przy ulicy Powązkowskiej

4) Zawór pływakowy - to samoczynne zamkniecie odpływu ścieków z separatora. Jest on tak wytarowany, aby unosił się na granicy homogenicznej warstwy olejowej i ścieków. W momencie osiągnięcia maksymalnej pojemności przetrzymania, zawór pływakowy zamyka odpływ ścieków. Jego rola jest podwójna, z jednej strony wymusza konserwację urządzenia, z drugiej w przypadku nagłego wycieku paliwa na stacji (np. awaria podczas tankowania zbiorników), zapobiega skażeniu odbiornika.

Szczegółowy opis wszystkich typowych separatorów substancji ropopochodnych IHDC znajduje się w na naszej stronie www.separator.pl

Aparatura pomiarowa - aparat do poboru próbek ścieków, przepływomierz, deszczomierz

d) Opis instalacji pilotażowo - badawczej - stanowisko badań tj. poboru ścieków i pomiaru przepływu zostały zlokalizowane na wlocie i wylocie z oczyszczalni . Na dopływie do oczyszczalni smok ssawny aparatu do poboru próbek ścieków umieszczony był w kanale doprowadzającym ścieki do studzienki ,na wylocie natomiast w kanale odprowadzającym ścieki ze studzienki rewizyjnej. Wewnątrz przewodu doprowadzającego ścieki do studzienki umieszczony został czujnik do pomiaru przepływu . Opad atmosferyczny rejestrowany był za pomocą aparatu zlokalizowanego na terenie stacji paliw w sąsiedztwie oczyszczalni. Ścieki opadowe na dopływie i odpływie z oczyszczalni pobierane były za pomocą aparatów do automatycznego poboru próbek ścieków firmy SIGMA 800SL.Na dnie studzienek dopływowej i odpływowej zainstalowano czujniki pływakowe, zadaniem których było uruchomienie aparatów do pobierania próbek. Każdy aparat mógł pobrać maksymalnie do 24 butelek. W czasie pierwszego poboru ścieki pobierano co 2 minuty do każdej butelki i wówczas pobór mógł trwać maksymalnie 48 minut. W czasie drugiego i trzeciego poboru,trwającego 144 minuty, próbki ścieków pobierano co 2 minuty - 3 próbki do jednej butelki. Natężenie przepływu ścieków mierzono przepływomierzem SIGMA 950.Aparat ten w sposób ciągły rejestruje napełnienie kanału oraz wylicza natężenie przepływu. Pomiar opadu dokonano deszczomierzem SIGMA z automatyczną rejestracją przyrostu wysokości opadu w czasie.

Studzienka kontrolna - instalacja aparatury

e) Analizy chemiczne - stężenia oznaczano według następujących norm:
• Odczyn wg PN-90/C-04540/01
• Zawiesiny ogólne wg PN-85/C-04578/03
• Substancje ekstrahujące się eterem naftowym wg PN-86/C-045573/01
• Niepolarne substancje ekstrahujące się eterem naftowym wg PN-74/C-04573/02

f) Wyniki badań - próbki do badań ścieków pobierano automatycznie podczas opadów w dniach 25.06 , 02.07 oraz 01.08.1997 . Spływ ścieków opadowych z terenu stacji wywołany był opadami o natężeniu od 9,5 do 18,9 l/s *ha. Wyniki analiz chemicznych przedstawia tabela 1.

Tabela 1. Wyniki badań jakości ścieków opadowych surowych i oczyszczonych w separatorze substancji ropopochodnych typu IHDC.
Lp.	Nazwa wskaźnika	Jedno- stka	Wartość wskaźników zanieczyszczeń w ściekach
			I seria badań 25.06.97			II seria badań 03.07.97			III seria badań 01.08.97
			suro- wych	oczy- szczo- nych	redukcja zanieczy- szczeń	suro- wych	oczy- szczo- nych	redukcja zanieczy- szczeń	suro- wych	oczy- szczo- nych	redukcja zanieczy- szczeń
1.	Odczyn	pH	7,2	7,0	-	7,4	7,6	-	7,5	6,9	-
2.	ChZT	mgO2/l	132	27	79	244	220	10	242	67	72
3.	Zawiesiny ogólne	mg/l	108	14	87	148	13	91	64	5	72
4.	Zawiesiny mineralne	mg/l	-	-	-	-	-	-	35	3	91
5.	Zawiesiny organiczne	mg/l	-	-	-	-	-	-	19	2	90
6.	Substancje ekstrahujące się eterem naftowym	mg/l	56	0,96	83	18,8	1,55	92	6,4	0,97	85
7.	substancje ropopochodne	mg/l	3,6	0,4	89	16,6	0,7	96	5,1	0,49	90

g) Omówienie wyników - wartości zanieczyszczeń w ściekach dopływających do separatorów mieściły się w granicach dla: ChZT- od 132 do 244 mgO2 /l , zawiesin ogólnych 64-148 mg/l, substancji ekstrahujących się eterem naftowym 5,6-18,8 mg/l, substancji ropopochodnych 3,6-16,6 mg/l. W ściekach oczyszczonych wskaźniki te wyniosły dla: ChZT- od 27 do 220 mgO2 /l, zawiesin ogólnych 5-14 mg/l, substancji ekstrahujących się eterem naftowym 0,96-1,55 mg/l, substancji ropopochodnych 0,4-0,7 mg/l. Względna redukcja zanieczyszczeń w oczyszczalni była bardzo wysoka i wynosiła od 72 do 96 % dla wszystkich analizowanych wskaźników ( z wyjątkiem ChZT w II serii badań- 10 % ). Ta stosunkowo duża wartość ChZT w II serii badań była prawdopodobnie wynikiem odprowadzenia do oczyszczalni rozpuszczonych preparatów do mycia kostki w rejonie dystrybutorów ( mycie takie miało miejsce w dniu poprzedzającym pobór próbek ścieków ). Separatory substancji ropopochodnych nie służą do oczyszczania ścieków z tego rodzaju emulgantów.

h) Wnioski -

• Uzyskane wyniki badań efektywności działania separatorów koalescencyjnych typu Hydrocompact wskazują na bardzo wysoka skuteczność usuwania:
• - Zawiesin ogólnych w granicach 87-92 %
  - Substancji ekstrahujących się eterem naftowym 83-93 %
  - Substancji ropopochodnych 89-96 %.
• Separatory koalescencyjne poprzez zastosowanie odpowiednich pakietów pozwalają na wielokrotną minimalizację gabarytów oczyszczalni ścieków (szczególnie zaś powierzchni całkowitej instalacji), przy zachowaniu wysokiej skuteczności oczyszczania.
• Niezbędnym elementem technologicznym separatorów powinny być kraty rzadkie montowane na osadnikach lub tuż przed komorą koalescencyjną. Kraty zapobiegają zapychaniu się sekcji koalescencyjnej.
• Budowa oczyszczalni typu Hydrocompact umożliwia łatwy dostęp do wszystkich jej części - osadnika, kraty, pakietu koalescencyjnego i zaworu pływakowego , co ma niewątpliwie wpływ na pracochłonność prac konserwacyjno - eksploatacyjnych.
• Wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych nie przekraczały wartości dopuszczalnych stężeń określonych w Rozporządzeniu Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 5 listopada 1991 r. W sprawie klasyfikacji wód oraz warunków, jakim powinny odpowiadać ścieki wprowadzane do wód lub do ziemi ( DzU Nr 116, poz.503 ,1991 )