Atık Su Arıtımında Kum Odaları: Türleri, Tasarım ve Bakım Kılavuzu

Bir operatörün çürütücü kapağını açtığını ve tabanı yastıklayan birkaç santimetrelik kum bulduğunu hayal edin. Çamur temizleme ekibi zaten programlanmış durumda, gaz karıştırma memeleri kısmen gömülü durumda ve kimsenin yüksek sesle sormadığı soru, bu kumun ne kadar süredir biriktiğidir. Çoğu tesiste bu sorunun yanıtı, kum haznesinin ya küçük boyutta olduğu, hidrolik olarak aşırı yüklendiği ya da bakım sırasında sessizce devre dışı bırakıldığı başlıkta başlar. Düzgün tasarlanmış bir kum giderme sistemi, bir arıtma tesisinin satın alabileceği en ucuz sigortadır çünkü daha sonraki akış yönündeki her pompayı, difüzörü, ısı eşanjörünü ve susuzlaştırma makinesini korur. Bu makale kum haznelerinin ne yaptığını, nasıl çalıştığını, üç ana tipini, en önemli tasarım faktörlerini ve operatörlerin güvenilir bir sisteme ihtiyaç duyduklarında sordukları pratik soruları açıklamaktadır.

Kum Odası Nedir ve Kum Neden Önemlidir?

Kum haznesi, ağır inorganik katıları (kum, çakıl, yumurta kabukları, kemik parçaları, kahve telveleri, tohumlar ve cam parçaları) organik kısım süspansiyon halinde kalırken çökelmeye bırakarak uzaklaştıran bir ön arıtma ünitesidir. Kum, tasarım açısından parçacık boyutu ve yoğunluğuna göre tanımlanır: mineral parçacıkları yaklaşık 0,15 ila 0,21 mm yukarıya doğru olup, özgül ağırlığı kuvars kumunun değeri olan 2,65'e yakındır.

Kum, arıtma tesisinin içinde bozulmaz. Sadece birikir. Birincil arıtıcılar yoğun dip çökeltileri oluşturur, ince kabarcıklı difüzörler membranları bozuluncaya kadar aşındırılır, çamur hatları kıvrımlarda aşınır ve anaerobik çürütücüler kullanılabilir hacmi hiçbir biyolojik işlemin parçalayamayacağı bir kum tabakasına kaptırır. Ciddi durumlarda kum, bantlı preslere, santrifüjlere ve vidalı preslere ulaşarak rutin polimer koşullandırmayı bir bakım olayına dönüştürür.

• Özellikle kum işleme ve çamur geri dönüş pompa istasyonlarında pompa çarkları ve kıvrımlarında aşındırıcı aşınma;
• Çamur transfer ve biyogaz hatlarının tıkanması;
• Havalandırma tanklarında ve çürütücülerde etkin kapasite kaybı;
• Organikleri hapseden, septik hale gelen ve koku şikayetlerine neden olan ölü bölgeler.

Hasar yavaş geliştiği için kum sorunları genellikle ekipman kusurları olarak yanlış yorumlanır. Tekrar tekrar yanan bir sıyırıcı veya sürekli verimliliğini kaybeden bir pompa, aşırı yüklenmiş bir haznenin sonuçlarını işliyor olabilir.

Kum Odaları Nasıl Çalışır?

Kum giderme bir yerçekimi sınıflandırma işlemidir. Tasarımcı, bir hedef parçacık boyutu (belediye projeleri için genellikle 0,21 mm) seçer ve bu boyuttaki parçacıkların zemine yerleşmesine izin verirken, özgül ağırlığı 1,0'a yakın olan daha hafif organik katıların sürüklenmesine izin veren akış koşullarını korur. Uygulamada, yatay akışlı kanallarda ortalama ileri hız 0,3 m/s civarında kontrol edilirken, havalandırmalı ve girdaplı tasarımlar, farklı bir hidrolik yaklaşımla benzer bir ayırma oluşturmak için spiral veya teğetsel bir akış modeli kullanır.

Toplanan kum, hazne tabanındaki bir oluk veya hazneye kayar veya kazınır, daha sonra bir ayırma ve yıkama adımına iletilir. Girdap odasında hazne, dönme hareketinin yavaşladığı ve en ağır malzemenin düştüğü tankın merkezinde bulunur.

Kum Odası Çeşitleri

Yatay Akışlı Kum Odaları

Hız kontrollü kum hazneleri olarak da adlandırılan yatay akış kanalları, atık suyun kabaca 0,3 m/s hızla ilerlemesini sağlar. Bu hızda, organik maddeler taşınırken 0,2 ila 0,3 mm aralığındaki kum çökelir. Oda uzun ve dikdörtgen olup, geniş bir akış aralığında hızı sabit tutmak için yukarı yönde orantılı bir bent veya bir Parshall kanalı bulunmaktadır. Başlıca avantajı basitlik ve düşük enerji kullanımıdır; ana maliyet ayak izi ve hassas hidrolik kontrol ihtiyacıdır.

Havalandırmalı Kum Odaları

Havalandırmalı odalar, bir tarafı boyunca bir dizi difüzöre sahip dikdörtgen tanklardır. Yükselen kabarcıklar, daha ağır kum karşı duvar boyunca yerleşirken organik maddeyi askıda tutan spiral bir yuvarlanmaya neden olur. Bu temizleme işlemi, yatay bir kanala göre daha temiz kum üretir ve aynı zamanda atık sudaki uçucu kokuları da giderir. Bunun karşılığında, sürekli üfleyici gücü ve kum konveyörlerine ek olarak difüzörlerin bakımı da yapılır.

Girdap Kum Odaları

Vorteks veya girdaplı kum odaları, atık suyu teğetsel olarak silindirik bir tanka besleyerek merkezi bir pervane veya pervane ile zorlanmış bir girdap oluşturur. Kum çevreye doğru taşınır ve merkezdeki hazneye yerleşirken, organik parçacıklar girdabın üst kısmından dışarı doğru hareket eder. Kompakt yapı ve ayarlanabilir pervane hızı, tasarımı kontrole duyarlı hale getirir. İyi ayarlanmış bir vorteks ünitesi, bir kanal sisteminin kapladığı alanın çok küçük bir bölümünde 0,15-0,21 mm aralığındaki parçacıkların çoğunu yakalar. Sınırlı saha alanına veya dalgalı girişe sahip tesisler için, aynı girdap prensibi üzerine inşa edilmiş kompakt siklonlu kum çöktürücü, tam derinlikli beton kanala pratik bir alternatiftir.

Kum Yıkama ve Sınıflandırma: İşin Tamamlanması

Yalnızca malzeme toplayan kum haznesi işi bitirmez. Hazneden çekilen kum hala %30-60 oranında su taşır ve kötü ayarlanmış bir haznede mayalanmaya ve koku almaya yetecek kadar organik madde bulunur. Islak, kokulu kumun kamyonla taşınması pahalıdır, depolanması zordur ve hava durumuna bağlı olarak kalitesi farklılık gösterir.

Kum sınıflandırıcılar, sığ bir çökeltme havuzunu, çöken kumu sudan kaldıran bir vidalı konveyörle birleştirir. Vida döndükçe kumları eğimli bir oluğa doğru ovalar ve yıkama suyu, daha hafif organik maddeleri proses akışına geri döndürür. Sonuç, önemli ölçüde azaltılmış atık hacmine sahip, boşaltılmış, kokusu giderilmiş kumdur. Şaftsız spiral kum sınıflandırıcı bu göreve özellikle uygundur çünkü spiralin tıkanacak merkez şaftı yoktur ve kanatların aşınma direnci zorlu kum ortamında servis ömrünü uzatır.

Tasarım Hususları ve Performans Faktörleri

Kum gidermedeki operasyonel sorunların çoğu bir avuç karara dayanmaktadır: hedef tane boyutu, maksimum akışlı hidrolik yükleme, hız kontrolü ve haznenin servis için izole edilip edilemeyeceği. Ortalama kuru hava akışı için tasarlanan bir oda, ekstra giriş kumunu doğrudan kanaldan biyolojik aşamaya ittiğinde, yağışlı havalarda başarısız olacaktır. Bu nedenle tasarımcılar kum sistemini akışın en yoğun olduğu saate göre boyutlandırır ve mümkünse en az iki paralel ünite kurarlar.

Başlık sırası da önemlidir. Tarama önce gelir; Dişli tırmık çubuklu elek, aksi takdirde kum haznesi girişini kapatacak ve akış dağılımını bozacak paçavraları, mendilleri ve kaba kalıntıları temizler. Daha sonra kum haznesi, pompaları ve her aşağı akış ünitesini aşınmaya karşı korur. Özellikle belediye tesisleri havalandırma sistemlerini sessiz tutmak için bu sıraya ihtiyaç duyar: bkz. belediye atık su arıtma tam bir ana çalışma resmi için genel bakış. Endüstriyel tesisler de aynı aşındırıcı aşınmayla karşı karşıyadır ve hazne seçimi katıların doğasına bağlıdır; the endüstriyel atık su arıtma sayfa, yukarı akıştaki atık sular değişken olduğunda seçimin nasıl değiştiğini açıklamaktadır.

• Günlük ortalama değil, yoğun saatteki yağışlı hava akışına ilişkin boyut;
• Net bir hedef çıkarma boyutu belirleyin ve bunu ekipman tedarikçisiyle doğrulayın;
• Kum yıkayıcıyı ve sınıflandırıcıyı sonradan akla gelen bir düşünce olarak değil, hazne paketinin bir parçası olarak planlayın;
• Toplanan malzemenin soğuk iklimlerde çalışılabilir kalmasını sağlamak için hazne ısıtıcıları ve drenaj sağlayın.

Sıkça Sorulan Sorular