Podczyszczanie ścieków – separatory tłuszczu i substancji ropopochodnych

Separatory umieszcza się jako pierwsze urządzenia oczyszczające za odpływem ścieków, dzięki czemu „trudne” substancje mogą zostać zatrzymane na wstępnym etapie oczyszczania ścieków. Oferowane są separatory tłuszczu, substancji ropopochodnych, skrobi czy zawiesin – najpopularniejsze są dwa pierwsze.

Skuteczne usuwanie tłuszczu

Separatory tłuszczu (oddzielacze tłuszczu, odtłuszczacze) przeznaczone są do podczyszczania ścieków zanieczyszczonych tłuszczami i olejami organicznymi. Ich stosowanie nie jest wymagane przez prawo, jednak norma PN EN 1825-1 [4], zawierająca m.in. zasady projektowania i użytkowania separatorów, zaleca ich używanie w zakładach wytwarzających ścieki zawierające duże ilości tłuszczu, zakładach przemysłu spożywczego, tj. ubojnie, rzeźnie, mleczarnie, olejarnie czy wytwórnie żywności smażonej lub prażonej (chipsy, orzeszki); zakładach zbiorowego żywienia, tj. restauracje, bary, stołówki, smażalnie, kuchnie przemysłowe, czy wreszcie w wytwórniach mydła i stearyny.

Stosowanie separatorów pozwala uniknąć problemów eksploatacyjnych i negatywnych zjawisk związanych z obecnością tłuszczu w ściekach. Wpływa m.in. na przyspieszenie procesów gnilnych (zagniwanie ścieków) – dzieje się to poprzez odcięcie dopływu tlenu oraz rozkład do kwasów tłuszczowych, których obecność powoduje obniżenie pH ścieków. Niskie pH przyczynia się do zwiększenia korozyjności ścieków, a tym samym przyspieszenia procesów korozji przewodów kanalizacyjnych. Przy obniżonej temperaturze tłuszcze zestalają się na ściankach przewodów, dodatkowo absorbując inne zanieczyszczenia (np. resztki żywności) – powoduje to przyspieszoną redukcję prześwitu rur i tworzenie zatorów trudnych do usunięcia metodami mechanicznymi. Tłuszcze stanowią problem nie tylko dla instalacji i sieci kanalizacyjnej, ale też dla oczyszczalni ścieków, powodując zwiększenie zużycia tlenu, a przez to spadek wydajności oczyszczania biologicznego.

Separator umożliwia spowolnienie przepływu ścieków na tyle, by lżejsze od wody tłuszcze wypłynęły na powierzchnię cieczy w zbiorniku w procesie flotacji. Ścieki dopływające z urządzeń takich, jak wpusty podłogowe, odpływy rynnowe, zlewy, umywalki, urządzenia kuchenne i zbiorniki, zanim trafią do separatora, powinny przejść przez tzw. odcinek stabilizacyjny wykonany z dwóch kolan 45º oraz odcinków prostych o odpowiedniej długości i spadkach (min. 2%). Nie dochodzi dzięki temu do przepływu burzliwego w separatorze, który mógłby spowodować rozbicie cząsteczek tłuszczu i wytworzenie się emulsji, z której nie można oddzielić tłuszczu drogą flotacji. Kierownica przepływu (deflektor) wymusza przepływ ścieków tak, by oddzielone tłuszcze nie mogły się wydostać z separatora, ale pozostawały w górnej części komory, powyżej odpływu. Podobną funkcję spełnia syfon – często uzupełniony o dodatkowy osadnik do zanieczyszczeń stałych. Odtłuszczone ścieki kierowane są do kanalizacji bytowej. Każdy separator musi mieć odpowiednią wentylację, która może być rozwiązana na różne sposoby – zwykle przez osobny przewód wywiewny lub przez przewód dopływowy wyprowadzony bezpośrednio ponad dach. Nie można też do niego podłączać innych przewodów wentylacyjnych.

Separatory – w wersji najprostszej będące zbiornikami prostopadłościennymi o powierzchni czynnej zależnej od przepływu ścieków – występują jako urządzenia pod­zle­wozmywakowe, podłogowe lub wolnostojące (wewnątrz budynku) albo podziemne (na zewnątrz budynku).
Separatory podzlewozmywakowe przeznaczone są do mniejszych przepływów ścieków (0,5 l/s), nadają się zatem do niewielkich obiektów gastronomicznych. Mają postać zbiorników ze stali nierdzewnej lub tworzyw sztucznych umieszczanych za zmywarką. Składają się z osadnika zanieczyszczeń stałych oraz z właściwej komory flotacyjnej. Nagromadzony w górnej części komory flotacyjnej tłuszcz może być usuwany ręcznie lub automatycznie – w tym drugim przypadku urządzenie wyposażone jest w łapacz tłuszczu, który go wychwytuje i przelewa do osobnego zbiornika. Może to następować w sposób ciągły lub okresowy (np. o określonej godzinie każdego dnia). Natomiast osady usuwa się najczęściej ręcznie – w przypadku większych kuchni byłoby to niewygodne, co stanowi dodatkowy argument za stosowaniem odtłuszczaczy podzlewozmywakowych w mniejszych obiektach.

Dla większych obiektów, w których powstaje znaczna ilość osadów stałych, stosuje się separatory wolnostojące, umieszczane w wydzielonych wentylowanych pomieszczeniach ulokowanych blisko rampy lub placu manewrowego, co ułatwia odbiór i transport zanieczyszczeń. Zbiorniki wykonywane są z polietylenu wysokiej gęstości (HDPE) lub stali nierdzewnej.
Urządzenia mogą być obsługiwane ręcznie, półautomatycznie lub automatycznie. W przypadku urządzeń obsługiwanych ręcznie przestrzeń szlamowa i flotacyjna mają króćce wyprowadzone na zewnątrz budynku i zakończone szybkozłączem. Podłączany jest do nich wąż wozu asenizacyjnego. Konieczność usunięcia osadów i tłuszczów ustala się na podstawie obserwacji przez wziernik lub sygnału ze wskaźnika poziomu. Układ półautomatyczny wyposażony jest w pompy ręczne lub elektryczne uruchamiane okresowo, a w przypadku osadnika pionowego – w ręcznie uruchamiane zawory spustowe (opróżnianie jest grawitacyjne). Tłuszcz i osady usuwane są do szczelnych beczek. Układ automatyczny wyposażony jest w programator sterujący kierowaniem szlamu i tłuszczu ze zbiornika do szczelnych beczek z tworzywa sztucznego, które po napełnieniu są zamykane i odbierane przez przedsiębiorstwo zajmujące się utylizacją odpadów. Jeśli w budynku nie można wydzielić odpowiedniego pomieszczenia na separator tłuszczu, stosuje się separatory umieszczane na zewnątrz, wykonane jako podziemne zbiorniki z betonu, tworzyw sztucznych (HDPE, laminat) i żeliwa. Na poziomie gruntu znajduje się właz, do którego wykonania zwykle stosuje się nadbudowy. Lokalizacja separatora na zewnątrz jest bardziej higieniczna i łatwiejsza w eksploatacji – tłuszcz i osady stałe usuwane są przez odpowiednie służby okresowo. Należy stosować tzw. sygnalizatory poziomu, ponieważ zbiorniki są trudno dostępne do inspekcji.

Separatory podziemne wymagają odpowiedniego posadowienia. W przypadku separatorów betonowych konieczna jest podbudowa z betonu klasy B-10, nie cieńsza niż 10 cm, separatory z tworzyw sztucznych przy gruntach podmokłych mogą wymagać dodatkowego kotwienia, a przy nawodnionych – zabezpieczenia przed wypłynięciem, np. przez kotwienie do betonowej płyty dennej. Jeśli oddzielane tłuszcze nie nadają się do dalszej przeróbki (są skażone), separator powinien być wyposażony w rozwiązanie do homogenizacji tłuszczów i osadów pod wysokim ciśnieniem wody. Powstały szlam jest odbierany przez wozy asenizacyjne lub odpompowywany przez pompę ścieków. Separator tłuszczu musi być zaplanowany i umieszczony w instalacji tak, by nie wprowadzać do niego ścieków bytowych, deszczowych czy zanieczyszczonych substancjami ropopochodnymi, a także środków czyszczących, które mogą tworzyć stabilne emulsje. Konieczne jest także oddzielenie substancji stałych (stąd większość separatorów wyposażona jest w część osadnikową). Na wybór rozwiązania technicznego wpływają:

• wielkość przepływu ścieków, 

• warunki pracy, 

• dostępność pod kątem usuwania osadów i zgromadzonego tłuszczu (czy można podłączyć wąż wozu asenizacyjnego lub swobodnie opróżnić komorę flotacyjną), 

• możliwość ochrony przed mrozem,

• możliwość pobierania próbek do analizy.

Dodatkowo jeśli odpływ z separatora będzie zlokalizowany poniżej poziomu zalewania, należy przewidzieć przepompownię. Przy doborze konkretnego urządzenia trzeba obok wielkości przepływu uwzględnić także skład ścieków – przede wszystkim stężenie i gęstość wprowadzanych ze ściekami tłuszczów, ale też środków czyszczących oraz temperaturę wody brudnej. Odpływ z separatora wymaga zabezpieczenia przed przepływem zwrotnym.

Przy projektowaniu separatora w instalacji i jego doborze należy się kierować wytycznymi norm przedmiotowych [4 i 5] oraz wskazaniami producentów.

Bezpieczne dla środowiska parkingi, warsztaty i inne źródła olejów

Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi [7], stanowi, że wody opadowe lub roztopowe, ujęte w otwarte lub zamknięte systemy kanalizacyjne, pochodzące z zanieczyszczonej powierzchni szczelnej [...] – mogą być wprowadzane do wód lub do ziemi, o ile nie zawierają substancji zanieczyszczających w ilościach przekraczających 100 mg/l zawiesin ogólnych oraz 15 mg/l węglowodorów ropopochodnych. Zapis ten dotyczy m.in. terenów przemysłowych, składowych, baz transportowych, portów, lotnisk, parkingów o powierzchni powyżej 0,1 ha czy obiektów magazynowania i dystrybucji paliw. Zobowiązuje podmioty dostarczające ścieki z takich obiektów i terenu do zastosowania rozwiązań technicznych, które zapewnią uzyskanie i utrzymanie wymaganych parametrów.

Natomiast ustawa o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków [8] (art. 10) zobowiązuje dostawcę ścieków przemysłowych wprowadzanych do urządzeń kanalizacyjnych do instalowania niezbędnych urządzeń podczyszczających ścieki przemysłowe i prawidłowej eksploatacji tych urządzeń.

Zapisy te wskazują, że na terenach, gdzie mogą wystąpić substancje ropopochodne – do wskazanych obiektów należy dodać myjnie, warsztaty samochodowe czy miejsca składowania i demontażu pojazdów – stosowanie separatora substancji ropopochodnych (oddzielacza olejów, odolejacza) jest obowiązkowe.

Separator cieczy ropopochodnych działa na podobnej zasadzie jak separator tłuszczów – czyli w komorze odmulacza oddzielane są substancje stałe, a w komorze flotacyjnej substancje ropopochodne zbierane na powierzchni wody. Sprawność separatora zwiększana jest dzięki zastosowaniu wkładów koalescencyjnych (specjalne maty w cylindrycznej obudowie) lub lamelowych (wkład z lamelami o odpowiedniej geometrii). Ich zadaniem jest agregacja rozdrobnionych kropli oleju, zbyt małych, by zostały oddzielone w procesie flotacji. O znaczeniu koalescencji dla sprawności usuwania substancji ropopochodnych mówi wskazany w normie PN-EN 858 ich podział na klasy:

• klasa I – separatory koalescencyjne, dla których stężenie substancji ropopochodnych na odpływie nie może przekraczać 5 mg/l;

• klasa II – separatory grawitacyjne, dla których stężenie substancji ropopochodnych na odpływie nie może przekraczać 100 mg/l.

Stosowanie separatorów klasy II ograniczone jest do sytuacji, kiedy podczyszczone ścieki trafiają do oczyszczania w komunalnej oczyszczalni ścieków. Separatory, z których ścieki odprowadzane są do wód lub ziemi, muszą być urządzeniami klasy I. Producenci separatorów oferują dla niektórych rozwiązań łatwe przezbrojenie z urządzeń klasy II na urządzenia klasy I. Prawidłowe działanie separatora jest możliwe tylko przy skutecznym usunięciu odpadów stałych i zawiesin – błota, piasku, spłukiwanych substancji mineralnych. W obiektach, w których takich zanieczyszczeń powstaje szczególnie dużo, warto zastosować separatory z powiększonym osadnikiem (odmulaczem).

Separatory substancji ropopochodnych przeznaczone są do zabudowy w ziemi. Wykonywane są z tworzyw sztucznych, żelbetu, stali nierdzewnej lub żeliwa. Zbiorniki żelbetowe wykonuje się ze zbrojonych betonów hydrotechnicznych o odpowiedniej wytrzymałości konstrukcyjnej, zabezpieczonych specjalnymi powłokami przed eksfiltracją (przeciekaniem) ścieków do otoczenia, w którym są osadzone. Zbiorniki polietylenowe wykonuje się jako konstrukcje monolityczne odporne na połamanie, o powierzchniach wewnętrznych łatwych w czyszczeniu. Do obu rodzajów zbiorników producenci oferują odpowiednie nakładki, łączące otwór inspekcyjny z pokrywą na powierzchni terenu – takie rozwiązanie przydaje się, gdy separator jest znacznie zagłębiony w gruncie.

Ważnym aspektem konstrukcyjnym separatora jest dopuszczalne obciążenie ruchem kołowym oddziałującym na jego pokrywę. Zwykle urządzenia dostępne są w trzech wersjach zgodnych z klasami dopuszczalnego obciążenia: klasa A15 (ciągi piesze – 1,5 t), klasa B125 (ciągi jezdne – 12,5 t), klasa D400 (ciągi jezdne typ ciężki – 40 t).

Prawidłowy dobór separatora opiera się od strony hydraulicznej przede wszystkim na wielkości przepływu oraz gęstości olejów występujących w odprowadzanych ściekach. Drugim ważnym aspektem jest zapewnienie odpowiedniego stężenia substancji ropopochodnych na wylocie z separatora. Trzeci element to prawidłowy dobór konstrukcji i osprzętu do warunków pracy – rodzaju gruntu, koniecznego zagłębienia oraz obciążenia powierzchni, pod którą posadowiony jest separator, ruchu pieszego i kołowego.

Podobnie jak w przypadku separatorów tłuszczu, bezcennym źródłem przy projektowaniu separatora w instalacji i jego doborze są wytyczne norm przedmiotowych [2 i 3] oraz wskazania producentów. 

Eksploatacja separatorów

Najważniejsze w eksploatacji separatorów jest regularne usuwanie zgromadzonych zanieczyszczeń. Separatory trudniej dostępne (podziemne lub bez wziernika) mogą być wyposażone w sygnalizatory poziomu oraz urządzenia alarmowe, wskazujące np. konkretny poziom oleju w separatorze. Oddzielone oleje czy tłuszcze traktowane są jak odpady. Zgodnie z katalogiem odpadów [6] tłuszcze i mieszaniny olejów z separacji olej/woda inne niż wymienione (czyli niezawierające wyłącznie olejów jadalnych i tłuszczów) oraz olej z odwadniania olejów w separatorach uważane są za odpad niebezpieczny (kody odpowiednio 19 08 10* i 13 05 06*), co wymaga od przedsiębiorstwa odbierającego odseparowane substancje posiadania odpowiedniej koncesji.
Ze względu na specyfikę pracy separatory wymagają regularnych przeglądów eksploatacyjnych i konserwacji – opróżnienia odpadów i czyszczenia wnętrza. W przypadku substancji ropopochodnych separatory traktowane są jak urządzenia służące ochronie środowiska, wymagające zgodnie z ustawą Prawo budowlane kontroli co pół roku. Separatory tłuszczu powinny być poddawane kompleksowej inspekcji nie rzadziej niż raz na rok, choć niektórzy producenci zalecają dużo mniejsze odstępy. Częstotliwości te należy traktować jako minimalne – w rzeczywistości przegląd powinien zależeć od szybkości gromadzenia się odpadów. Producenci separatorów podają graniczne napełnienie zarówno części osadowej (np. do połowy objętości), jak i części do przetrzymywania oddzielonych substancji (np. 80% objętości odpowiedniej części). Po oczyszczeniu separatora, a przed ponownym rozruchem, wymaga on częściowego (dla olejów) lub całościowego (dla tłuszczów) napełnienia wodą – to samo działanie należy zresztą przeprowadzić podczas montażu i pierwszego rozruchu.

Literatura

1. Materiały firm: ACO, Aquatechnika, Kessel, Wavin.

2. PN-EN 858-1:2005/A1:2007 Instalacje oddzielaczy cieczy lekkich (np. olej i benzyna). Część 1: Zasady projektowania, właściwości użytkowe i badania, znakowanie i sterowanie jakością.

3. PN-EN 858-2 Instalacje oddzielaczy cieczy lekkich (np. olej i benzyna). Część 2: Dobór wielkości nominalnych, instalowanie, użytkowanie i eksploatacja.

4. PN EN 1825-1 Oddzielacze tłuszczu. Część 1: Zasady projektowania, użytkowania i badania, znakowanie oraz sterowanie jakością.

5. PN EN 1825-2 Oddzielacze tłuszczu. Część 2: Dobór wymiarów nominalnych, instalowanie, użytkowanie i eksploatacja.

6. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów (DzU 2014, poz. 1800).

7. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU 2014, poz. 1923).

8. Ustawa z dnia 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków (DzU nr 72/2001, poz. 747, z późn. zm.).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!