Wstęp teoretyczny:
Złoże biologiczne jest to urządzenie do biologicznego oczyszczania ścieków w środowisku powietrznym. Oczyszczanie ścieków na złożu biologicznym polega na przepuszczeniu ścieków przez wypełnienie złoża. Na tym wypełnieniu rozwijają się błona biologiczna, którą zasiedlają mikroorganizmy takie jak bakterie, grzyby, glony, pierwotniaki itp. Absorbują one, w obecności O2 substancje organiczne rozpuszczone w ściekach i zużywają je do swoich procesów życiowych lub do budowy nowych generacji mikroorganizmów. W ten sposób część substancji utleniana jest do: CO2, NO3, itp. Część przetwarzana jest na energię, a część wchodzi w skład komórek mikroorganizmów.
Możemy rozróżnić dwa podstawowe rodzaje złóż: złoże niskoobciążone, zwane potocznie złożami zroszonymi oraz złoże wysokoobciążone, zwane złożami spłukiwanymi.
Podstawą podziału są następujące parametry technologiczne:
- obciążenie hydrauliczne powierzchni, wyrażone w m3/m2*h
- obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń, wyrażona w gBZT5/m3*d
- efekt oczyszczania ścieków, wyrażony w % zmniejszenia BZT5
2. Cel ćwiczenia:
Badanie nad przebiegiem procesów oczyszczania ścieków na złożu biologicznym ma na celu dobór parametrów pracy złoża w taki sposób, aby umożliwić uzyskanie efektów oczyszczania zgodnych z obowiązującymi normami. Konieczne jest, więc poznanie wpływu na efekt oczyszczania poszczególnych czynników technologicznych i konstrukcyjnych, takich jak:
- wysokość złoża,
- rodzajów wypełnienia złoża,
- obciążenia hydraulicznego,
- obciążenia ładunkiem zanieczyszczeń,
- sposobu rozdziału ścieków na złożu,
- stężenia dopływu,
- stopnia recyrkulacji,
Zakres badań obejmuje ustalenie wpływu każdego z tych czynników indywidualnie lub ocenę jednego gotowego rozwiązania.
3. Zestawienie wyników wykonanych oznaczeń:
| Oznaczenie | Jednostki | Ścieki surowe | Ścieki oczyszczone | Stopień redukcji [%] |
|---|---|---|---|---|
| ChZT | mg O2/dm3 | 976 | 40 | 95,9 |
| Azot amonowy | mg N-NH4/dm3 | 18,5 | 7,9 | |
| Azot azotynowy | mg N-NO2/dm3 | 0,039 | 0,103 | |
| Azot azotanowy | mg N-NO3/dm3 | 0,236 | 18,7 | |
| Odczyn | pH | 6,45 | 0,7 | |
| Zasadowość | mVal/dm3 | 5,5 | 1,5 | |
| Azor organiczny | N org. | 10 | 0 |
4.Obliczenia:
Obliczenia parametrów złoża biologicznego
średnica wewnętrzna modelu d = 8 cm = 0, 08 m.
powierzchnia złoża F = 0, 005024 m2
natężenie przepływu ścieków przez złoże Q = 0, 002 m3/h = 0,048 m3/d
obciążenie hydrauliczne złoża
wysokość złoża biologicznego H = 132 cm = 1, 32 m.
obciążenie złoża ładunkiem zanieczyszczeń
Bilans Azotu
Wydajności poszczególnych etapów
Wydajność amonifikacji:
Wydajność nitryfikacji :
Wydajność denitryfikacji :
Stopień redukcji Azotu ogólnego:
Bilans azotu:
| Oznaczenia | Ścieki surowe | Ścieki oczyszczone |
|---|---|---|
| Norg | 10 | 0 |
| N-NH4 | 18,5 | 7,9 |
| N-NO2 | 0,039 | 0,103 |
| N-NO3 | 0,236 | 18,7 |
| NTK | ||
| Nog | 23,775 | 26,703 |
5.Analiza wyników:
W otrzymanych wynikach spadek wskaźnika ChZT jest wyraźny . Nastąpiła redukcja z 976 mg O2 / dm3 w ściekach surowych do 40 mg O2 / dm3 w ściekach oczyszczonych. Stopień redukcji wskaźnika wyniósł 95,9%. Zmniejszenie wskaźnika chemicznego zapotrzebowania na tlen wskazuje na bardzo dobrą redukcję związków organicznych, tak znaczący spadek spowodowany jest zużyciem tlenu zawartego w ściekach przez bakterie i przemianę go w CO2 oraz H2O.
Zawartość azotu amonowego, azotanów i azotynów przed i po oczyszczaniu wskazuje na obecność procesów amonifikacji, nitryfikacji (warunki tlenowe) i denitryfikacji (warunki atoksyczne). Otrzymaliśmy niski stopień redukcji azotu ogólnego wynoszący 7,2%.
Odnosząc się do rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie najwyższych dopuszczalnych wskaźników ChZT i azotu ogólnego spełniliśmy oba warunki.
5. Wnioski:
Wartość ChZT w ściekach po oczyszczaniu na złożu biologicznym maleje o 95,9 %, stopień redukcji azotu ogólnego ma 7,2%.
Zawartość azotu ogólnego w oczyszczonych ściekach wynosi 26,703 N/l, a ChZT 95,9% więc badane ścieki oczyszczone spełniają dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń określonych przez Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 roku. Wartość wskaźnika ChZT jest dopuszczalna dla wszystkich rodzajów oczyszczalni, stopień redukcji azotu jest za mały, zawartość azotu kwalifikuje dane ścieki do oczyszczalni o RLM poniżej 2000.