Kommunális szennyvíz mechanikai tisztító egységének újszerű megoldása.

A szennyvíztisztító telepeken a mechanikai tisztítás döntően, első lépcsőben egy finomrácsot tartalmaz, melynek funkciója a kommunális szennyvízben lévő darabos szennyező anyagok kiszűrése és eltávolítása.
A finomrácsot követően a szennyvíz a következő egységbe a homokfogóba jut.
A kevésbé igényes célok esetén a homok eltávolítás kis tartózkodási idejű (kis térfogatú) reaktorba homokfogóba kerül. A homok a reaktor alján leülepedik így elválik, frakcionálódik. A leülepedett homok a homokfogó alján, gépi berendezéssel pld.: homokkihordó csigával eltávolítható.
A homokfogás kiegészíthető zsírfogással is, de ebben az esetben a reaktortérbe, légbefúvással segíteni kell a zsír vízfelszínre való feljutását és gyülekezését, ahonnan kotró lappal a víz felszínéről már eltávolítható.
A légbefúvás másodlagos szerepe a kiülepedő homok frakciójának más könnyebb fajsúlyú, szennyező anyagoktól való szétválasztása pld.: (agyag) lebegésben tartása, azaz a homok részbeni kimosása. Ez tehát a klasszikus szennyvíztelepi mechanikai tisztító egységek kapcsolati sorrendje, és technológiai működésének lényege.

Az AKVI-PATENT rendszerű mechanikai tisztító egység eltér a kapcsolási sorrendben.
Elsőként egy homokfogóba kerül a kommunális szennyvíz, majd a homokfogóból történő távozásakor egy léptető rácson keresztül folyva jut el a következő technológiai fázisra.
A lépegető rácsot követően, amelynek vízbe merülése sekély (30-50 cm.) szélessége szokatlanul nagy, pld.: 1 méter, akkor a szűrési teljesítménye hidraulikailag kielégítő. Kis vízhozamok esetén 20-60 l/sec terhelésnél a léptető rácson átfolyt víz egy terjedelmes bukóélen visszaduzzad és folyik tovább. Ez a hidraulikai kapcsolat úgy van kialakítva, hogy a léptető rács vízduzzasztó hatása együttesen sem haladja meg a 20 centimétert. Következésképpen a homokfogóban a vízszint változás a 20 centimétert nem haladja meg. Ha ezen homokfogóba kis mértékű légbefúvást is biztosítunk, abban az esetben a rácsszemét, amit a léptető rácsnak kell kiszűrni sikerrel elvégezhető a légbefúvás miatt.
A rácsszemét nem ülepedik le a homokkal együtt. A szennyvíz a lépegető rácson tud csak távozni a kikényszerített kis mértékű vízszint ingadozással.
A kismértékű légbefúvás másodlagos előnye a zsír frakcionálódásának, felúszásának megvalósulása, amely a vízfelszínen úgy úszik a léptető rács felé, hogy a rács felületén amúgy előálló filcréteget képező rácsszeméten át, azon keresztül átszűrődik és visszamarad a rácsszeméten a zsír döntő hányada és a rácsszeméttel együtt eltávolíthatóvá válik a szennyvízből. Megvalósul tehát egy olyan mechanikai tisztítóegység, amelynek három végterméke van:

• Az egyik termék (hulladék) a részben mosott homok.
• A másik termék (hulladék) a homoktól a rácsszeméttől és a zsír jelentős részétől megtisztított szennyvíz.
• A harmadik termék (hulladék) a rácsszemét zsírral átitatott halmaza.

Kis szennyvíztelepeken 600-2000 m3/d szennyvízhozamoknál elérhető, hogy a zsír a szeméttel együtt kifogásra kerül, nem kell a zsír szállításáról, logisztikai feladatairól külön gondoskodni miközben a biológiai terhelés a zsír eltávolítása miatt csökken a szennyvíztelepen.
Ez az új AKVI-PATENT típusú mechanikai tisztítóegység árban nem költségesebb, mint egy AKVI PATENT által is kivitelezett hagyományos integráltan összeépített rács-homokfogó.

A homokfogó feladata a rajta gravitációsan átfolyó szennyvíz szilárd szennyezőinek (főleg homok) kiülepítése és eltávolítása. Ez a funkció folyamatos üzem mellett valósul meg. A kör keresztmetszetű homokfogóba érintőlegesen bevezetett szennyvíz forgásba jön. Ezt még keverő segíti elő, amely a homokszemcsék határozott lefelé irányúló mozgását is befolyásolja. A megforgatott szennyvíz szilárd szennyezői a tehetetlenségük folytán a homokfogó oldalfalához dobódnak ki, amely mentén lecsúsznak és a kúpos fenék alján gyűlnek össze. A keverő közvetlenül hajtóműről kap hajtást. A homokfogó aljára kiülepedett homokot, szennyezőket homokszállító csiga, vagy mammut-szivattyú emeli ki, és továbbítja. A szerkezeti elemek korrózióálló acélból készülnek. A környezeti feltételek, adottságok függvényében a homokfogót lábakra vagy födémbe süllyesztve lehet elhelyezni. A homokkihordó csiga háza karimával csatlakozik a homokfogó tartályhoz.

A beépítési körülmények kielégítése érdekében terjedt el ez a kiviteli forma, előnyösen használható légbefúvásos homokfogónak. A légbefúvásos homokfogó a kitárazásra kerülő homok előzetes tisztítását, szerves anyag hányadának csökkentését segíti elő. A légbefúvás segíti továbbá a zsírok és lebegő anyagok kiválását, amelyet külön kotrással távolítanak el. Ezen gépek előnyös tulajdonságait nagyobb hidraulikai kapacitásoknál célszerű használni (50-100 l/s fölött). A víztér betonból is készülhet.

Abban az esetben, ha a víztér betonból készül, akkor a homokfogók felépítésének elve nagyon hasonló a hosszanti ülepítő kotrók felépítésének elvéhez, ideértve a kocsiszerkezetet, annak mozgását, a sínek kialakítását, a befeszülés elleni védelmet. Ebben az esetben is csak egy darab hajtóműre van szükség. Szivattyús homokfogó esetében a szivattyú a kocsiszekrényre van függesztve, az uszadék kotrólapát mozgását „kilincsművel” oldjuk meg. Kotrólapátos homokfogó esetében mindkettő kotrólapát mozgása megvalósítható „kilincsmű” segítségével.

Az AP típusú homokfogók meglévő rendszerekbe is adaptálhatók, de önálló egységként, saját korrózióálló tartálytérrel is rendelhetők. A kiülepedett anyag összegyűjtése, víztelenítése és kihordása speciális működésű szállítócsigával történik. A csiga "U" -alakú vályúban, nagy kopószilárdságú műanyagon siklik, így vízfelszín alatt külön csapágyat, tömítést nem tartalmaz. A kihordóvályú fedett, higiénikus kialakítású. Minden szerkezeti elem korrózióálló anyagból készül. A berendezés felső pereméhez csatlakozik a villamos hajtómű, mely a géptest belsejében elhelyezkedő, tisztító-felhordó funkciót ellátó csigalevélsort mozgatja. A szerkezeti kialakítás jellemzői: nagy szilárdság, korrózióálló kivitel, minimális energiaigény, kezelést-karbantartást nem igényel, meglévő betonműtárgy is kialakítható erre a funkcióra.

A hagyományos elrendezésű hosszanti átfolyású homokfogó műtárgyak, berendezések sajátossága, hogy egy berendezésen belül csak egy vonal mentén célszerű gyűjteni a homokot, ahonnan csigával, kaparólánccal vagy alternáló mozgású szivattyúval lehet kitermelni a leülepedett nehéziszapot, homokot. Az egy vonal menti nehéziszap kitermelés következménye, hogy egy keskeny hosszú műtárgyban vagy berendezésben valósítható meg, meredek iszaplecsúszást biztosító oldalfalakkal ellátva.

Az Akvi-Patent Zrt. fejlesztési munkájának eredményeképpen megvalósulhatott a leülepedett nehéziszap vagy homok eltávolításának szőnyegcsigás alternatívája. Ez lehetőséget nyújt az ülepítő tér szélességének és hosszának hagyományos arányoktól eltérő akár tetszés szerinti megválasztására.

Az arányok megváltoztatásán túl még további kihangsúlyozható előny a homokülepítő tér mélységének számottevő csökkentése akár 1,5-2 méterről 0,5-0,8 méterre. Ezt az előnyös változtatást a fenéklemezhez közel lefektetett csigacsoport más szóval szőnyegcsiga kedvező hidraulikai hatása teszi lehetővé. A csigalevelek fenéktől mért magasságáig rendelkezésre álló ülepítő tér átvitt értelemben egy lamellás ülepítőnek is nevezhető, segédenergiával működtetett eltömődés mentességet biztosító ülepített anyag eltávolító berendezésként is értelmezhető. Azáltal, hogy az áramlási térben aktívan részt vesz, a szőnyegcsigával kitöltött áramlási keresztmetszet a homokfogó mélysége kisebbre vehető anélkül, hogy az ülepítés mértéke csökkenne.

Az aktív üledék eltávolítás az üledék összetétel szempontját figyelembe véve paraméterezhetővé válik a csigaforgatás üzemidejének változtatásával. A homokkal együtt leülepedett szerves anyagok, agyagos részek a csigalevéllel újból és újból átforgatva kikerülhetnek a nehéziszapból, ezzel a részleges homokmosás megvalósíthatóvá válik, és a szerves anyag hányad csökken a kitermelt homokban.

A szőnyegcsigás homokfogó tetején az áramlási keresztmetszetbe belesüllyesztve helyezkedik el egy vízszintes tengelyű perforált szűrő felülettel rendelkező finomrács, fekvőrács. A fekvőrács működése az Akvi-Patent nagy gyakorlati tapasztalataival visszaigazolt (15 év) "szemét szűri a szemetet" elven működik, tehát darabos anyagokat, felúszó zsírokat nagy hatásfokkal távolítja el. Azáltal, hogy a fekvőrács a homokfogóba teljes szélességben a perforációkon keresztül teríti, juttatja be a szűrt szennyvizet, a belépési energia a káros felkeverő, örvénylő hatásai rövid úton lecsillapodnak, a homokülepítőnek kedvező kis áramlási sebesség alakul ki.

A fekvőrácsba és a homokfogóba együttesen egy rendkívül kedvező csökkentett nyomáseséssel kell számolni, amely a szennyvíztelep hidraulikai hossz-szelvényébe beillesztve az átemelő emelőmagasság csökkentésével jár.

A homok és a rácsszemét kitermelését külön-külön egy-egy ferdén emelkedő csiga végzi. A rácsszemétnél a présszakasz segíti a szemét víztelenítését. A homok víztelenítése a ferde csiga működéséből adódóan valósul meg, úgyhogy a csiga által a vízfelszín fölé emelt homokból a víz visszafolyik a homokfogóba és a homok víztelenítve hull ki a garaton. A garatok és a csigaház szabadtéri elrendezésben hőszigeteltek és fűtöttek.

A ferde csigák a szennyvízbevezetés, azaz a rács egyik vagy másik végéből indulnak vagy nyúlnak ki, úgyhogy szabadon megválasztható a rácsszemét és homokkidobás irány és helye.

A homokfogó négy sarkán támaszkodik föl a telepítési helyén, ebből adódóan síkfelületre vagy 4 lábra is telepíthető. A lábakra állított rács homokfogó lehetővé teszi a hidraulika hossz-szelvénybe való kedvező magassági értelembe vett elhelyezését úgy, hogy költségvonzata kedvezően alakítható. A homokfogó végén egy bukóélen távozik a szűrt és ülepített szennyvíz. A telepítéstől függően bukóvályúba ömlik vagy közvetlenül a víztisztító mű valamelyik reaktor terébe bukik bele.

A fentiekben felsorolt nagy szabadságfokot biztosító homokfogó szélesség, hosszúság megválasztás, a lábakra helyezhetőség vagy reaktorba süllyeszthetőség és a rácsszemét és homok elhelyezésének szabadon választható iránya, valamint a rendkívül kedvező hidraulikai magasság vesztés együttesen úgy jellemezhető, hogy eddig ismert rács homokfogók telepítési igényeihez képest sokkal előnyösebben alakíthatók a meglévő vagy tervezett környezetben. 3D-s adottságai nagyon jók.

A szemrevételezést a kezelést biztosító pódiumok feljárók, lépcsők, könnyűszerkezetes megoldásokkal kialakíthatók. A rácsszemét és homok gyűjtésére hőszigetelt és szagelszívást is lehetővé tevő kamra egyszerűen kialakítható a 4 lábú kivitelnél, de más esetekben sem jelent nagy nehézséget. A berendezés szagmentesítése könnyűszerkezetes lefedéssel megoldható, amelyhez szagelszívás is csatlakozhat.

Telepítési és technológiai szempontok tovább alakíthatók:

• iker elrendezésű berendezés vagy ezen túlmutató modul elrendezés is megoldható
• a feladattól függően kiegészíthető megkerülő vezetékkel és kézi vagy durvaráccsal is
• a víz alatt lévő csigák, korrózióálló fogaskerekek hajtást kapnak csapágyazásuk speciális kenést nem igényel
• az élettartamot kedvezően megválasztott szerkezeti acélok biztosítják, ahol a nagy szilárdság fokozott hangsúlyt kap ott korrózióálló acélból készülnek, míg más alkatrészek, amelyek kopásnak vannak kitéve, nagy kopásálló szilárdságú acélból készülnek
• az esztétikus megjelenést biztosítandó a külső felületek döntően korrózióálló acélból készülnek, de ha szükséges a homokfogó test hőszigetelése, akkor a hőszigetelés is korrózióálló acéllemezzel van bevonva

A kedvező 3D-s telepítési adottságot jelentős beruházási költségcsökkentést eredményezhetnek és ugyanakkor a szőnyegcsigás alkalmazásban nem jelent üzemeltetési, karbantartási költségnövekményt 5 éves gyártói tapasztalat alapján.

A csigás kihordású gépi rács a homokfogó tartályban helyezkedik el, alsó perforált szűrőhengere a tartálytető alatt az előlaphoz és véglaphoz csavarosan rögzül. A vízszintessel szöget bezáró tengelyű berendezés a szűrőhengert követően zárt hengeres "préselő-felhordó" szakasszal folytatódik az ürítő garatig. A berendezés felső pereméhez csatlakozik a villamos hajtómű, mely a géptest belsejében elhelyezkedő, tisztító-felhordó-préselő funkciót ellátó csigalevél sort mozgatja. A forgó csigalevél perforált dobban mozgó szakaszán műanyag kefesor segíti a hatékony tisztítást. A homokfogó tartályba leülepedő homokos zagy kézi elzárású pillangószeleppel lehet leüríteni a gyűjtő zsompból. A tisztított, szűrt szennyvíz a gép belsejében lévő vonalbukón keresztül távozik. A szerkezeti kialakítás jellemzői: nagy szilárdság, korrózióálló kivitel, öntisztító szűrőfelület, minimális energiaigény, kezelési-karbantartási igény jelentéktelen.

A homokmosó berendezés minimalizálja a homok szervesanyag tartalmát.

Szerkezeti felépítés - "A"

Az AP típusú homokmosók önálló egységként, minden szerkezeti eleme korrózióálló anyagból készül, mely meglévő-, vagy új rendszerekhez egyaránt illeszthető. A homokmosó lemezes héjszerkezete két fő egységre bontható, melyek egymáshoz karimával kapcsolódnak. A tartálytest kúpos kialakítása lehetővé teszi a homokos zagy szétválását illetve a homok mosását. A tangenciális vízbevezetés elindítja a zagy örvénylő mozgását. A tartálytérben lévő keverő a homok mosását végzi. A keverő csőtengelyén keresztül mosóvíz van bevezetve a kúpos tartály alján lévő homokgyűjtőbe. A mosóvíz fúvókákon keresztül kerül a leülepedett homok közé, és a keverő forgásakor mintegy kimossa a homokba lévő szerves anyagokat. A mosóvíz igény kb. 7m3/h. A vízmennyiséget kézi golyócsappal kell szabályozni. Az anyagszétválást követően a tisztított víz bukóvályún, a szerves anyag egy vezérelt elzáró szeleppel üríthető le. A homok a mosást követően kiülepszik és csigás géppel kitárazásra kerül.