Ćwiczenie projektowe z przedmiotu:

„Urządzenia do uzdatniania wody i oczyszczania ścieków” .

PROJEKT OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW

Prowadzący: Dr inż. J. Ziętek

Wykonał: Tomasz Bąba

Gr: ISIW3

Ćwiczenie 1

Dane wyjściowe:

• liczba mieszkańców: LM = 1500,

• jednostkowa średnia dobowa ilość ścieków:
  

• równoważna liczba mieszkańców dla ścieków przemysłowych: RLM = 1000,

• wody infiltracyjne: 15%
  

• ścieki dowożone:
  , o stężeniach:
  ,

zawiesiny og.=
, azot ogólny=
, fosfor og.=

• współczynniki nierównomierności spływu
  ;
  ;
  

1. Charakterystyka ścieków surowych.

1. Bilans ilościowy

• średnia dobowa ilość ścieków:

- dla mieszkalnictwa

- dla przemysłu

• maksymalna dobowa ilość ścieków:

• średnia godzinowa ilość ścieków:

• dzienna, godzinowa ilość ścieków:

• maksymalna godzinowa ilość ścieków:

Tab. 1.1. Bilans ilości ścieków.

	Ścieki
				m^3/d		m^3/d	m^3/h		m^3/h	dm^3/s		m^3/h	dm^3/s		m^3/h	dm^3/s
1	Mieszkalnictwo	225	1,5	337,5	14,1	1,6	22,6	6,3	2,4	33,8	9,4	0,2	2,82	0,78
2	Przemysłowe	150	1,5	225	9,4	1,6	15,0	4,2	2,4	22,6	6,3	0,2	1,88	0,52
3	Ścieki dowożone	40	-	40	1,7	-	1,7	0,5	-	1,7	0,5	-	1,7	0,5
4	Wody infiltracyjne	22,5	-	22,5	0,9	-	0,9	0,25	-	0,9	0,25	-	0,9	0,25
	Razem	437,5		625	26,1		40,2	11,75		59	16,5		7,3	2,05

1. Bilans jakościowy

• Jednostkowe ładunki zanieczyszczeń :

• Ładunki ścieków z mieszkalnictwa:

• Średnie stężenie zanieczyszczeń dla ścieków z mieszkalnictwa:

• Ładunki ścieków z przemysłu:

,

,

,

.

• Średnie stężenie zanieczyszczeń dla ścieków z przemysłu:

• Ładunki zanieczyszczeń w ściekach dowożonych:

,

,

,

• Łączne stężenie zanieczyszczeń:

Tab. 1.2 Bilans ładunków zanieczyszczeń.

	Źródło ścieków	Ilość	BZT5		Zawiesina og.		Azot og.		Fosfor og.
				m^3/d	Stężęnie gO2/m^3	Ładunek kgO2/d	Stężęnie g/m^3	Ładunek kg/d	Stężęnie g N/m^3	Ładunek kg N/d	Stężęnie g P/m^3	Ładunek kg P/d
1	Mieszkalnictwo	225	400	90	470	105	70	16,5	15	3,75
2	Przemysłowe	150	400	60	470	70	70	11	17	2,5
3	Ścieki dowożone	40	1 500	60	2 500	100	120	48	30	1,2
4	Wody infiltracyjne	22,5	-	-	-	-	-	-	-	-
	Razem	337,5	800	270	815	275	224	75,5	22	7,45

1. Wyznaczenie równoważnej liczby mieszkańców

Określenie rzeczywistej liczby mieszkańców:

,

.

2. Charakterystyka ścieków oczyszczonych.

• Określenie dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych

Dopuszczalne stężenia w ściekach odprowadzanych do odbiornika zgodnie z rozporządzeniem MŚ z 8.07.2004 r. Dz.U nr 168/2004 poz.1763 dla liczby mieszkańców poniżej 2000 są następujące :

• Niezbędny stopień oczyszczenie ścieków

.

Jakość ścieków odprowadzanych do zbiornika:

,

,

,

.

1. Wnioski

Zdecydowano się na oczyszczalnię ścieków mechaniczno - biologiczną ze względu na duży stopień zmniejszenia zawartości zawiesin ogólnych oraz BZT5 95%. W schemacie technologicznym oczyszczalni ścieków będzie złoże biologiczne.

Schemat technologiczny przedstawiono na Rys. 1

Ćwiczenie 2.

2. Krata

1. Założenia:

• jednostkowa ilość ścieków a=5 [l/M*a]

• Q_hobl = 59 [m³/h] = 16,5 [l/s] (kratę projektuje się na najbardziej niekorzystne warunki)

1. Ilość skratek.

Przewiduje się ręczne oczyszczanie kraty.

2. Ustalenie wymiarów kanału dopływowego

B = 0,3 m - szerokość kanału 300 mm

Przyjęty spadek i=1%₀

3. Rodzaj kraty

Przewidziano umieszczenia kraty nad piaskownikiem na przewodzie doprowadzającym do niego ścieki. Z katalogu dobrano kratę typu A - o głębokości kanału 700 mm i prześwitach 4 mm. Przy powyższej szerokości kanału, czyli 300 mm krata krata będzie miała wysokość napływu 24,0 mm przy 200 mm Krata będzie miała przekrój kołowy dopasowany do kształtu przewodu. Dodatkowo krata będzie czyszczona mechanicznie.

3. Piaskownik pionowy.

Piaskownik jest urządzeniem do usuwania zanieczyszczeń ziarnistych typu mineralnego ze ścieków. W Piaskownikach pionowych ziarna opadają w sposób pionowy w sposób przeciwny do przepływu ścieków. Piaskowniki są więc urządzeniami przepływowymi budowanymi w postaci koryt lub komór.

Do najbardziej znanych piaskowników pionowych zalicza się :

• Typ Blunka

• Typ Ruhrverband

Piaskownik pionowy składa się zazwyczaj z następujących części :

• Sprężarki lub dmuchawy powietrza

• Podnośnika powietrznego

• Przewodów tłocznych dla wody, powietrza i mieszaniny powietrza, ścieków i piasku

1. Założenia : Dla piaskownika typu Ruhrverband

Qhmin		Qhmax
m^3/h	dm^3/s	m^3/h	dm^3/s
2,82	0,78	33,8	9,4
1,88	0,52	22,6	6,3
1,7	0,5	1,7	0,5
0,9	0,25	0,9	0,25
7,3	2,05	59	16,5

Q_{h max}=Q_hmaxbyt-gosp+Q_hmaxprzem.+Q_hmaxdowoż.+Q_hmaxinf1 59 [m³/h]= 16,5 [l/s]

Q_hmin = 2,05 [l/s]

Q_deszcz = 150 [l/s]

2. Obciążenie hydrauliczne

• Przyjęto v_o = 0,014 [m/s]

Obciążenie hydrauliczne kraty wynosi :

Obciążenie hydrauliczne Q_h mieści się w zakresie <24,72>
co odpowiada przyjętej prędkości wznoszenia.

1. Powierzchnia piaskownika

- przy max. przepływie ścieków i pogodzie deszczowej

- przy max. przepływie ścieków i pogodzie bezdeszczowej

- przy min. przepływie ścieków i pogodzie bezdeszczowej

Przyjęto jeden piaskownik każdy o powierzchni 11,9 [m²]

2. Średnica piaskownika

Pole dla zwiększonej średnicy wynosi 11,95 [m²]

3. Część stożkowa

• Wysokość części stożkowej

• Pojemność części stożkowej

Wg. Danych amerykańskich ilość piasku 40 l / 1000 m3 ścieków

1. Wysokość części cylindrycznej

- czas przepływu

1. Wysokość całkowita

2. Obliczenie pierścieni współśrodkowych

Wypełnienia w kanale dopływowym wynoszą odpowiednio 0,22, 0,34 i 0,56 m. Straty hydrauliczne w piaskowniku są nieznaczne i dlatego też można je pominąć a krawędzie przelewowe pierścieni usytuowano na poziomie zwierciadła ścieków w kanale dopływowym pomniejszonym o h przelewu.

• Pierścień 1 ( licząc od zewnątrz do środka koła ) - dla przepływu minimalnego i pogody bezdeszczowej

• Pierścień 2 ( licząc od zewnątrz do środka koła ) - dla przepływu maksymalnego i pogody bezdeszczowej

• Pierścień 3 ( licząc od zewnątrz do środka koła ) - dla przepływu maksymalnego i pogody deszczowej

Piaskownik przedstawiono na Rys. 2

4. Osadnik wstępny pionowy.

1. Sumaryczna objętość części przepływowej osadników:

- maksymalny przepływ obliczeniowy

- wymagany czas przepływu ścieków przyjęto

2. Sumaryczna powierzchnia części sedymentacyjnej osadników w planie:

- obciążenie hydrauliczne przyjęto

3. Wysokość części przepływowej osadników:

>2,75[m] - warunek zachowania wymaganej wysokości części przepływowej spełniony

4. Sumaryczna powierzchnia przekroju poprzecznego rur środkowych:

- prędkość przepływu ścieków w rurze środkowej w kierunku pionowym ku dołowi

5. Całkowita powierzchnia osadników:

6. Liczba osadników, powierzchnia osadników i ich średnica oraz średnica rury środkowej:

Przy wymaganej powierzchni osadników
przyjęto osadnik o średnicy D=4[m].

Wymagana średnica rury środkowej wynosi:

7. Sprawdzenie warunków dotyczących poszczególnych wymiarów i wartości liczby Re i Fr:

• D=4 [m] < 10 [m]

• H=2,9 [m] > 2,75 [m]

• promień hydrauliczny osadnika:

• pionowa prędkość przepływu ścieków:

• liczba Reynoldsa:

- współczynnik lepkości kinematycznej dla

• liczba Froude'a:

8. Doprowadzenie ścieków do osadnika.

Ścieki doprowadzane są przewodem o przekroju kołowym , którego zakończenie będzie wprowadzone do rury środkowej. Po przepłynięciu przez rurę środkową zakończoną rozszerzeniem w kształcie stożka ściętego , ścieki odbijają się od tarczy odbijającej umieszczonej bezpośrednio pod zakończeniem rury środkowej.

Średnicę przewodu doprowadzającego ustalono przy założeniu , że prędkość przepływu ścieków nie przekroczy
i wówczas średnica wyniesie:

przyjęto

Średnica dolnego zakończenia rury środkowej:

przyjęto

Wysokość stożka ściętego tworzącego zakończenie rury środkowej:

Średnica tarczy odbijającej:

Odległość tarczy odbijającej od dolnego zakończenia rury środkowej:

- prędkość ścieków po odbici od tarczy

9. Wysokość części stożkowej osadnika:

- średnica dolnej podstawy osadnika

- kąt nachylenia ścian stożka względem poziomu

10. Objętość części stożkowej osadnika:

11. Całkowita wysokość osadnika:

- wysokość części nie wypełnionej ściekami

- wysokość części neutralnej

12. Odprowadzenie ścieków z osadnika:

Przewidziano odprowadzenie ścieków sklarowanych z osadnika za pomocą przelewów pilastych do koryt zbiorczych zasilanych jednostronnie.

Wymagany przekrój koryt zbiorczych:

- prędkość przepływu ścieków sklarowanych w korycie zbiorczym

Przyjęto koryto prostokątne o wymiarach szerokość
, wysokość
.

Koryto będzie napełnione
. Koryto będzie umieszczone przy zewnętrznej krawędzi osadnika.

Długość krawędzi przelewowej:

Obciążenie krawędzi przelewowej:

13. Odprowadzenie osadu.

Osad z części osadowej usuwany jest za pośrednictwem zanurzonego w osadniku przewodu (o średnicy 200 [mm] ) wskutek działania ciśnienia hydrostatycznego ścieków. Wylot tego przewodu znajduje się 1,4 [m] ponad górną krawędzią części osadowej. Gdy zasuwa umieszczona na tym przewodzie zostanie otworzona osad zostanie wypchnięty samoczynnie poprzez działanie ciężaru wody.

Wymiary osadnika przedstawiono na Rys. 3

11

---