Przemysłowe separatory oleju cz. I

Źródło: IS Group

 

Oddzielanie substancji ropopochodnych od reszty ścieków powinno być uwzględniane w sporej ilości sytuacji – przede wszystkim z myślą o ochronie środowiska, ale także w związku z obowiązującymi przepisami.

 

Obowiązek stosowania separatorów oleju dotyczy wielu przedsiębiorstw. Urządzenia te służą do podczyszczania wód opadowych oraz ścieków technologicznych, jak również do oddzielania i magazynowania zgromadzonych odseparowanych cieczy lekkich. Warto wiedzieć jak najwięcej o sposobie ich działania oraz dostępnych rozwiązanych, aby wybrać takie, które okaże się optymalne w przypadku danej instalacji.

 

Separatory olejowe a przepisy

Do zanieczyszczenia zbiorników wodnych i wód podziemnych może dojść wszędzie tam, gdzie do kanalizacji trafiają wody opadowe pochodzące z terenów, na których znajdują się produkty ropopochodne. Dotyczy to głównie tych obszarów, gdzie zlokalizowane są stacje benzynowe, rafinerie, magazyny paliw, warsztaty samochodowe, parkingi, drogi oraz praktycznie wszystkie powierzchnie na których odbywa się ruch kołowy. Poza tym olej może dostać się do kanalizacji wraz z cieczami produkcyjnymi. Każdy rodzaj działalności, który stwarza ryzyko dostania się ścieków olejów mineralnych, rozpuszczalników, benzyny i innych substancji ropopochodnych, wymaga wdrażania określonych procedur. Dzięki temu lepiej chronione jest zdrowie pracowników, zminimalizowane zostaje ryzyko zanieczyszczenia środowiska naturalnego, a maszyny i urządzenia są mniej narażone na uszkodzenia.

 

 

Jak informuje Marcin Chmielewski, Key Account Sales Manager w firmie Industrial Solutions Group, jeśli chodzi o ścieki wprowadzane do ziemi to odpowiednie regulacje można znaleźć w Rozporządzeniu 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, normie PN-EN 858:2005 „Instalacje oddzielaczy lekkich płynów. Cz. 1” i normie  PN-S-02204:1997 „Drogi samochodowe – Odwodnienie dróg”. Trzeba też uwzględnić Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej i Żeglugi Śródlądowej z dnia 12 lipca 2019 r. w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego oraz warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków, a także przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do wód lub do urządzeń wodnych § 17.1.

Wody opadowe lub roztopowe, ujęte w otwarte lub zamknięte systemy kanalizacyjne, pochodzące z zanieczyszczonej powierzchni szczelnej:

  1. terenów przemysłowych, składowych, baz transportowych, portów, lotnisk, miast, dróg zaliczanych do kategorii dróg krajowych, wojewódzkich lub powiatowych klasy G, a także parkingów o powierzchni powyżej 0,1 ha, w ilości, jaka powstaje z opadów o natężeniu co najmniej 15 l na sekundę na 1 ha,
  2. obiektów magazynowania i dystrybucji paliw, w ilości, jaka powstaje z opadów o częstości występowania jeden raz w roku i czasie trwania 15 minut, lecz w ilości nie mniejszej niż powstająca z opadów o natężeniu 77 l na sekundę na 1 ha – mogą być wprowadzane do wód lub do urządzeń wodnych, z wyjątkiem przypadków, o których mowa w art. 75a ustawy z dnia 20 lipca 2017 r. – Prawo wodne, o ile nie zawierają substancji zanieczyszczających w ilościach przekraczających 100 mg/l zawiesiny ogólnej oraz 15 mg/l węglowodorów ropopochodnych.

Z kolei w przypadku zrzutu ścieków przemysłowych do kanalizacji mają zastosowanie przepisy zawarte w Rozporządzeniu Ministra Budownictwa z dnia 14 lipca 2006 r. w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych, i w przypadku np. małych warsztatów samochodowych, które nie są traktowane jako zakłady przemysłowe rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełniać przy odprowadzeniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Wreszcie zasady utylizacji zanieczyszczeń, które zostały zgromadzone w separatorze reguluje Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów. Substancje ropopochodne określone są w nim jako niebezpieczne (kod 13 05 08).

Jeżeli chodzi o wymóg stosowania separatorów olejowych bezpośrednio przy maszynach obróbczych, takich jak tokarki, frezarki i inne ze zbiornikiem na chłodziwo/emulsję, zgodnie z przepisami bhp wszędzie tam, gdzie stężenie mgły olejowej w powietrzu wynosi >5 mg/m3, należy używać separatorów filtrujących powietrze, a równocześnie obniżających stężenie mgły olejowej. Jednak każde korzystające z tego rodzaju sprzętu przedsiębiorstwo, powinno uwzględnić konieczność oczyszczenia cieczy produkcyjnych, w tym kąpieli myjących, z oleju. Rzecz w tym, aby nie trafiał on do kanalizacji, ale jak tłumaczy Marcin Chmielewski, zawartość niepożądanych substancji w chłodziwach, kąpielach myjących itp. ma bezpośredni wpływ na powstawanie w procesie obróbki mgły olejowej, która może prowadzić do występowania u pracowników problemów związanych z oddychaniem, chorobami płuc (np. astma). Ponadto w związku z dłuższą obecnością oleju obcego na powierzchni cieczy, co skutkuje namnażaniem bakterii beztlenowych i w konsekwencji obniżeniem jej pH, dochodzi nie tylko do pogorszenia jakości chłodziwa, ale również mogą wystąpić problemy skórne, alergie czy wysypki u pracowników. Bywa też, że mają problemy w związku z podrażnieniem oczu. Na dodatek istnieje wtedy ryzyko, że dojdzie do dużego „zaolejenia” fabryki, gdyż mgła olejowa po pewnym czasie osadza się na maszynach oraz innych elementach, takich jak szafy sterownicze czy szafy elektryczne. Jeśli do nich wniknie, może spowodować zwarcie lub nawet pożar. Jednak już sam fakt, że właściwie wszystko, co znajduje się w zakładzie jest tłuste, zdecydowanie zaburza komfort pracy, a poza tym stwarza wysokie ryzyko poślizgu na podłogach. Dlatego, kiedy ma się do czynienia z cząstkami mgły olejowej należy mieć świadomość, że jej stężenie nie może przekraczać 5 mg/m3, a także ściśle stosować się do przepisów wynikających z Rozporządzenia Ministra Zdrowia w sprawie szkodliwych czynników biologicznych dla zdrowia w środowisku pracy oraz ochrony zdrowia pracowników zawodowo narażonych na te czynniki, jak też z Dyrektywy 2000/54/WE Parlamentu Europejskiego i Rady dotyczącej ochrony pracowników przed ryzykiem związanym z narażeniem na czynniki biologiczne w miejscu pracy. Oczywiście niezwykle ważne jest również to, że zanieczyszczone chłodziwo ma po prostu znacznie gorszą jakość, więc trzeba częściej je wymieniać, co podnosi koszty utylizacyjne i serwisowe. Ponadto pogarsza się jakość produkowanych detali, a narzędzia obróbcze oraz maszyny szybciej się zużywają.

 

Rodzaje separatorów i zasada ich działania

Norma PN-EN 858:2005 uwzględnia podział urządzeń do separacji olejowej na dwie klasy. Należące do klasy II separatory grawitacyjne mają wkład lamelowy i oczyszczają ścieki na tyle, że stężenie produktów ropopochodnych jest niższe niż 100 mg/l. Klasa I obejmuje separatory koalescencyjne, dzięki którym stężenie oleju na wyjściu nie przekracza 5 mg/l. Technologia ta powinna być stosowana wówczas, gdy zawartość separatora nie będzie już dalej oczyszczana. Natomiast urządzenia grawitacyjne mogą zostać zamontowane tylko wtedy, gdy podczyszczone dzięki nim ścieki trafiają do kanalizacji komunalnej. Separatory te różnią się więc sprawnością działania i konstrukcją, ale również charakterem pracy. Rafał Mrowicki, Menadżer Produktu w Ecol-Unicon, wyjaśnia to na przykładzie oferowanych przez firmę urządzeń typu ESL-Z oraz ESK. W sytuacji, gdy wybiera się separator lamelowy ESL-Z należy obliczyć zarówno nominalną, jak i maksymalną wartość przepływu dla urządzenia. Pierwsza z nich określa wielkość przepływu, przy której osiągnięta jest maksymalna efektowność oczyszczania. Separatory lamelowe umożliwiają oczyszczanie ścieków dla przepływu nominalnego oraz dla przepływów większych od nominalnych, gdzie efektywność oczyszczania zmniejsza się wraz ze wzrostem przepływu. Dopływający przepływ maksymalny, w całości przepływający przez część oczyszczającą, ma być bezpiecznym obciążeniem hydraulicznym dla separatora i zgromadzonych w nim zanieczyszczeń. W przypadku urządzeń koalescencyjnych ESK bierze się pod uwagę jedynie wielkość przepływu nominalnego. Gdyby jednak istniała możliwość, że zostanie przekroczona, należy wybrać taki separator, którego przepustowość nominalna jest większa od przepływu maksymalnego dopływającego do urządzenia.

Wody opadowe zawierające wysokie stężenie zawiesiny powinny być podczyszczane w osadniku. Ecol-Unicon oferuje separatory substancji ropopochodnych zintegrowane z osadnikiem w dwóch konfiguracjach: w jednym korpusie lub z osadnikiem w osobnym zbiorniku.

A na jakiej zasadzie działają separatory oleju? Urządzenia lamelowe oddzielają substancje ropopochodne z wykorzystaniem procesów flotacji i sedymentacji. Zanieczyszczone wody płynące w systemie kanalizacji deszczowej wpływają do separatora przez komorę wlotową, której konstrukcja zapewnia uspokojenie przepływu i jednoczesne ukierunkowanie strumienia ścieków. Oddzielanie zanieczyszczeń następuje podczas wielowarstwowego przepływu zanieczyszczonych wód przez pakiety lamelowe. Następnie oczyszczone ścieki trafiają do komory odpływowej, wyposażonej w zamknięcie zabezpieczające przed przelewaniem się do niej zawartości komory separacji w sytuacji podpiętrzenia ścieków w urządzeniu (spowodowanej np. podtopieniem separatora w wyniku cofki z odbiornika). Zastosowana technologia oddzielania substancji ropopochodnych umożliwia dodatkowo zatrzymywanie łatwo sedymentujących zawiesin, gromadzonych na dnie komory separacji.

W separatorach koalescencyjnych oddzielanie zanieczyszczeń ropopochodnych następuje dzięki zjawisku grawitacyjnego rozdziału olejów i wody, które dodatkowo jest wspomagane przez zjawisko koalescencji. Zawiesina mineralna zawarta w ściekach ulega osadzeniu w wyniku sedymentacji i filtracji w materiale koalescencyjnym. Konstrukcja separatora zapewnia uspokojenie przepływu zanieczyszczonych wód oraz jednoczesne wymuszanie rozdziału strumienia ścieków na substancje ropopochodne (magazynowane w separatorze) i wodę. Lżejsze od wody zanieczyszczenia wypływają na powierzchnię, gdzie gromadzą się, tworząc warstwę. Niewielkie krople oleju mineralnego, które nie mają odpowiedniej siły wyporu, w trakcie przepływu przez materiał koalescencyjny łączą się w większe krople (koalescencja), co ułatwia ich rozdział grawitacyjny. Zatopiony wylot uniemożliwia wydostanie się odseparowanych zanieczyszczeń do odbiornika.

Z kolei w ofercie Vacat-Technika znajdują się wysokoefektywne separatory lamellowo-koalescencyjne PM-1, PM-2 i PM-3 (wybór modelu ze względu na wydajność i wielkość zbiorników). Jak mówi inż. Marek Grzesiński, właściciel firmy, dzięki układowi płyt “lamella” odolejacz integruje w jednym monolicie elementy wszystkich technik oddzielania: komorę szlamową, komorę oddzielania, komorę koalescencyjną. Ponadto można zamówić wersję z zainstalowanymi filtrami siatkowymi, które eliminują od razu zanieczyszczeni stałe. Separator przeznaczony jest do stosowania wraz z innymi urządzeniami przemysłowymi tam, gdzie występuje bardzo duża koncentracja olejów czy smarów. Ponadto umożliwia odzysk oleju do 99%, oszczędność środka myjącego, emulsji do 70%, a także pozwala na ograniczenie problemów związanych z zanieczyszczaniem środowiska. Odolejacz podłącza się bezpośrednio do odpowiedniej wanny, zarówno w przypadku instalacji pracującej na ciepło, jak i na zimno. Pracuje w systemie ciągłym – w godzinach pracy maszyny myjącej oraz wtedy, gdy sama maszyna nie pracuje. Wydajność jest oczywiście zmienna, ponieważ gdy maszyna nie pracuje, na powierzchni lepiej uwalniają się oleje, tłuszcze, węglowodory oraz mydło. Urządzenie pobiera ciecz z poziomu owej powierzchni poprzez zamontowane pływaki (skimmery) i przetłacza przez układ płyt lamellowych oraz zakamarków spowalniając, porządkując tym samym przepływ, co gwarantuje oddzielenie rozpuszczonych w cieczy drobinek oleju i zbijanie ich w większe krople, które zdecydowanie łatwiej wypływają na powierzchnię tłoczonej cieczy i ulęgają separacji. Roztwór myjący zostaje odprowadzony bezpośrednio do zbiornika np. myjni. Niektóre oleje zawierają w sieci molekularnej inne substancje chemiczne, z jakimi się stykały, jednakże po prostej dekantacji w wielu przypadkach ten sam olej może być użyty ponownie. System występuje w wersji wolnostojącej, jak również na wózku jezdnym, z pompą pneumatyczną.

W zakładach, w których przeprowadzane są procesy obróbki metali „na mokro” i dochodzi do uwalniania mgły olejowej, niezbędne są urządzenia filtrujące. Dzięki nim stężenie cząstek tej tłustej pary nie przekracza 5 mg/m3. Katarzyna Leśna, Regionalny Kierownik Sprzedaży Rozwiązań w firmie Nederman Polska, przedstawia typoszeregi Fibre Drain: OMF, OSF oraz typoszereg NOM, które powinny spełnić oczekiwania nawet najbardziej wymagających klientów. Układ Fibre Drain przeznaczony jest do pracy ciągłej i umożliwia czterostopniową filtrację mgły oraz dymu olejowego, której skuteczność wynosi 99,95%. Sercem systemu są unikatowe wkłady filtracyjne, gdzie odbywa się stały drenaż. Główny wkład filtracyjny przystosowany jest do mycia, co zwiększa jego żywotność. Regeneracja wkładów filtracyjnych odbywa się grawitacyjnie. Modułowa konstrukcja instalacji umożliwia rozbudowę. Jednostki obsługują najcięższe procesy (takie jak: obróbka żeliwa, obróbka aluminium), a także procesy wysokotemperaturowe, gdzie chłodziwem jest olej, a niepożądanym elementem procesu tzw. „przypalona mgła olejowa”. Jeśli chodzi o propozycję typoszeregu NOM, nadaje się do pracy zmianowej. Jak działa? Zanieczyszczone powietrze pochodzące z procesu technologicznego wciągane jest do dolnej komory. Po przejściu przez płytki turbulencyjne zostaje wprawione w ruch wirowy, który powoduje rozproszenie kropel olejowych. Filtr wstępny ma system drenażowy umożliwiający ociekanie odseparowanego oleju, co znacznie wydłuża żywotność wkładu filtracyjnego. Prefiltr jest zmywalny. Współczynnik sprawności filtracji dla mgły olejowej wynosi >90%. Wszystkie filtry NOM powinny być zaopatrzone w filtr HEPA, który spełnia wszelkie wymagania efektywnego oczyszczania. Odseparowany skumulowany olej zostaje odprowadzany przez rurę odpływową. Następnie kierowany jest do zbiornika lub bezpośrednio zawracany do procesu technologicznego. Z kolei zintegrowany z urządzeniem wentylator tłoczy oczyszczone powietrze z powrotem do hali.

Jak wynika z powyższego opisu separatory można podzielić jeszcze na te służące do oczyszczania ścieków pochodzących z wód deszczowych oraz cieczy i mgły powstających podczas procesów przemysłowych. Poza tym była też mowa o pogrupowaniu tych urządzeń na stacjonarne i mobilne. Marcin Chmielewski wraca jednak jeszcze do pierwotnego rozróżnienia na separatory grawitacyjne oraz koalescencyjne, które wynika z normy PN-EN 858:2005. Stwierdza, że w rzeczywistości urządzeń przeznaczonych stricte do separacji oleju z chłodziw, kąpieli myjących i podobnych procesów w fabrykach jest zdecydowanie więcej. W związku z tym wymienia separatory: talerzowe, paskowe, wężowe, koalescencyjne i ultraseparatory.

W przypadku urządzenia talerzowego talerz/dysk wykonany z PVC/stali nierdzewnej zostaje zanurzony w zbiorniku z cieczą, na powierzchni której unosi się olej obcy. Za pomocą małego silnika elektrycznego talerz wprawiany jest w ruch obrotowy o dostosowanej prędkości. Olej unoszący się na powierzchni cieczy przyczepia się do ścianek talerza/dysku. Następnie zostaje przetransportowany na ściankach talerza do miejsca, w którym znajduje się zbierak. Z reguły ma on kształt litery V i jest wykonany ze stali lub PVC. Jak sama nazwa wskazuje ściśle dopasowany do rozmiarów talerza zbierak zbiera z powierzchni talerza/dysku osadzony olej.

Zasada działania separatora paskowego oraz wężowego jest bardzo podobna za wyjątkiem tego, że część robocza to już nie talerz, ale elastyczny pas wykonany z odpowiednich materiałów, takich jak NBR wzmocniona mikrowłóknanmi lub elastyczna tuba/rura, z reguły pusta w środku. Przykładem pierwszego urządzenia jest skimmer paskowy, a drugiego belt skimmer oferowane przez Industrial Solutions Group. Kolejnym ciekawym rozwiązaniem proponowanym przez firmę jest mobilny separator koalescencyjny PFOS. Natomiast oddzielanie oleju odbywająca się na zasadzie koalescencji zostało już omówione, a odnośnie ultraseparatorów, np. UC-1 – okazują się niezastąpione wtedy, gdy olej, który ma być odseparowany nie unosi się na powierzchni cieczy, lecz jest zemulgowany. Urządzenia te działają na zasadzie mechanicznej, ich część robocza to pręt lub kilka prętów wykonanych z materiałów ceramicznych, gdzie wielkość znajdujących się w nich porów została ściśle dopasowana do chemikaliów używanych w procesie. Ciecz jest zasysana do wnętrza prętów i pod wpływem wywieranego ciśnienia przeciskana przez ich ścianki. Pory przepuszczają na zewnątrz tylko cząsteczki wody oraz środków wykorzystywanych w procesie, natomiast nie przepuszczają cząsteczek olejów i środków używanych w procesie, które związały cząstkę oleju obcego. W efekcie do procesu wraca tylko oczyszczona kąpiel myjąca. W ten sposób można wydłużyć żywotność kąpieli 6–10 razy. Czyli to, kiedy warto postawić na ultraseparatory jest dość jasne, a jak bywa w innych sytuacjach?

 

Autor: Sabina Frysztacka

Tekst w wersji PDF poniżej lub proszę kliknąć link do pobrania pliku PDF

GM_2019_05_38_41_Separatory1
Authors

Related posts

Góra
English