PARAMETRY WYJŚCIOWE

Przepływy

	2010	2020
Qśrd [m^3/d]	3000	4500
Qmaxd[m^3/d]	Nd=1,2	3900
Qmaxh [m^3/h]	Nh=1,6	276,25
Qmind [m^3/d]	2000	2000

Sprawdzenie odbiornika

SNQ=0,6m³/s; 10%SNQ=0,06m³/s

Q_śrd(2010)=0,035m³/s<0,06m³/s;

Q_śrd(2020)=0,052m³/s<0,06m³/s.

Bilans zanieczyszczeń

Ładunek zanieczyszczeń

		Qmaxd	Qmaxh	Qśrd	Qmin
		2010,00	2020,00	2010,00	2020,00
ŁOblBZT5	kgO2/s	1326,00	1989,00	93,93	140,89
ŁOblChZTcr	kgO2/s	2535,00	3802,50	179,56	269,34
ŁOblZaw	kg /s	1092,00	1638,00	77,35	116,03
ŁOblP	kgP/s	23,79	35,69	1,69	2,53
ŁOblN	kgN/s	253,50	380,25	17,96	26,93

Równoważna liczba mieszkańców

	2010	2020
	17000	25500
	12000	18000

Oczyszczalnia z grupy IV

URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE

(CZĘŚĆ MECHANICZNA)

1. Krata 6 mm:

Kanał przed kratą: dla Qmaxh =544 m³/h = 151,0 l/s(2020) – B=0,4 m , o spadku i=1%o, napełnienie h= 59cm, v=0,62 m/s

dla Qsrh =191,7m³/h = 53,0 l/s(2020) - B=0,4 m , o spadku i=1%o, napełnienie h= 20cm, v=0,51 m/s

dla Qminh=145,8m³/h = 40,0 l/s - B=0,4 m , o spadku i=1%o, napełnienie h= 21cm, v=0,48 m/s

• Ilość skratek

Rok 2009:

gdzie:

Wj – ilość piasku wh. Imhoffa [dm³/MR*rok], przyjęto Wj= 15 [dm³/MR*rok]

Rok 2020:

• Przekrój czynny krat

Rok 2020:

gdzie:

V_kr - prędkość przepływu ścieków przez kratę [m/s], przyjęto V_kr=0,8 [m/s]

• Liczba prześwitów

gdzie:

b- szerokość prześwitów [mm], przyjęto b=30 [mm]

h_max- napełnienie przy przepływie maksymalnym godzinowym [m]

• Szerokość kraty

gdzie:

s- grubość prętów kraty [mm], przyjęto s=6 [mm]

• Straty ciśnienia na kracie

• Długość rozszerzającego się odcinka kanału przed komorą krat:

L₁=1,3*(B_kr-B)=1,3*(0,51-0,4)=0,143m

• Długość zwężającej się części komory krat:

L₂=0,5*L₁=0,5*0,143=0,071m

• Długość komory krat:

L=L₁+L₂+L₃=0,143+0,071+1,2=1,414m

gdzie:

L₃-prostokątna część komory przed i za kratą, przyjęto L₃=1,2[m]

〉 0,4 prawidłowo

Przewidziano także kratę rezerwową o takich samych wymiarach czyszczoną ręcznie.

1. Piaskownik poziomy

Założenia :

Qmaxh =544 m³/h = 0,151 m³/s(2020) ;h= 59cm

Qminh=145,8m³/h = 0,04 m³/s ; h= 21cm

B=0,4m, i=1%o

RLM=29143 (2020) ; v=0,3m/s ; przyjmuję a_p=8dm³/M a

Dla zachowania stałej prędkości przepływu piaskownik będzie współpracował ze zwężką Venturiego, umieszczona oba będzie bezpośrednio za piaskownikiem

• Dobór kanału zwężkowego Venturiego

Przyjmując za podstawę maksymalny i minimalny godzinowy przepływ ścieków Qhmax=0,151m³/s i 0,04 m³/s dobrano kanał zwężkowy Venturiego o następującej charakterystyce:

- szerokość koryta B₁=0,4m

- szerokość przewężenia B₂=0,2m

- zakres mierniczy od 0,22m³/s do 0,15m³/s

- długość odcinka prostego przed i za zwężką L=4,5m

- spadek dna koryta dopływowego ig=5‰

-spadek dna koryta odpływowego i0=2‰

-związek między przepływem a napełnieniem zwężki

Q[m³/s] … 0,151 0,100

H[m] … 0,54 0,43

• Obliczenie przekroju poprzecznego piaskownika

Założono że poziom dna kanału dopływającego pokrywa się z maksymalnym poziomem piasku w komorze osadowej piaskownika.

Liczba komór przepływowych:

n=Q_hmax/Q₁ przyjmuje koryto PP-90 Q₁=0,60 m³/s

Hmax=0,54m

Dla napełnienia Hmax dobrano piaskownik o szerokości kryta 0,9m (PP-90), dla którego przepływ Q1=0,12 m³/s stąd:

n=0,151/0,12 =1,26

Na tej podstawie dobrano piaskownik jednokomorowy z dodatkową komorą zapasową o szerokości koryta B=0,9m.

Przekrój czynny jednego koryta piaskownika o szerokości koryta 0,9m:

przy H=0,54 m → A₅₄=0,39 m²

przy H=0,43 m → A₄₃=0,3m²

• Prędkość przepływu ścieków

V=Q/(n*a)

Prędkość przepływu ścieków przy określonych uprzednio napełnieniach kanału wyniesie:

przy H=0,54m → V₅₄=0,151/(1*0,39)=0,387 m/s

przy H=0,43m →V₄₃=0,1/(1*0,3)=0,333m/s

Warunek został spełniony, prędkość mieści się w granicach 0,25-0,40 m/s.

• Długość piaskownika

Przyjęto prędkość opadania ziaren piasku o średnicy 0,2mm – u=14,5 mm/s.

Przy takiej długości piaskownika czas zatrzymania ścieków wyniesie:

t=14,4/0,387=37s

Jest to czas za krótki wobec żądanego 45-90 s z tego względu przyjmuje się t=60s.

Dłygość piaskownika wyniesie:

t=L/v → L=t*v

L=60*0,387=23,22m

Zatem prędkość opadania ziaren piasku wyniesie

Taka prędkość opadania cząstek charakteryzuje ziarna o średnicy d=0,15mm.

• Ilość zatrzymanego piasku i wymiary komory osadowej

a_p=8dm³/M a; Tus=3 d^-1

Wymagana pojemność komory piaskowej w jednym korycie piaskownika wyniesie:

Przy określonej długości piaskownika oraz przy szerokości komory osadowej h=0,3m wysokość komory osadowej wyniesie:

h₀=V_os/(b*l)=0,96/(0,3*23,22)=0,14 m

Wysokość komory osadowej jest prawidłowa.

1. Osadnik wstępny (OWS)

Założenia :

Q_ob=544 m³/h; czas zatrzymania t =1,5 h

q=50m³/m²d

• Sumaryczna objętość części przepływowych:

ΣV_p= Q_ob*t=544*1, 5=816m³

• Sumaryczna powierzchnia osadników w planie:

ΣF=24* Q_ob/q =24*544/50 = 261,12 m²

• Głębokość części przepływowej osadników mierzona w środku drogi przepływu:

H_sr= ΣV_p/ ΣF=816/261,12=3,13 m

• Całkowita głębokość osadnika mierzona w środku drogi przepływu:

H=H_sr+h_os+h_k=3,13+0,5+0,4=4,03 m

• Sumaryczny przekrój poprzeczny osadników:

Σf= Q_ob/ 3600*v_p= 544/ 3600*0,01= 15,11 m²

• Całkowita szerokość osadnika, ich liczba i szerokość jednego osadnika

ΣB= Σf/H_sr = 15,11/3,13=4,83 m =5 m

Przyjęto 1 osadnik.

• Długość osadnika

L= ΣF/n*B= 261,12/1*5=52,22 m

• Sprawdzenie poprawności wymiarów, proporcji miedzy nimi oraz wartości liczby Reynoldsa i Froude’a:

L=52,22 m > - war. spełniony

L/B=52,22/5=10,44 >4- war. spełniony

L/H_sr=52,22/3,13=16,68 >15 - war. spełniony

Warunek został spełniony.

Warunek został spełniony.

• Głębokość osadnika na dopływie i odpływie ścieków:

Zakładając spadek dna osadnika i=0,02 głębokość osadnika wyniesie:

Na dopływie ścieków:

H_d=H+i*L/2 = 4,03-0,02*52,22/2 = 3,51 m

Na odpływie ścieków:

H_o=H-i*L/2 = 4,03+0,02*52,22/2 = 4,55 m

• Pojemność i głębokość komory osadowej:

Zaprojektowano komorę osadową umieszczoną przy wlocie do osadnika w kształcie odwróconego ostrosłupa ściętego o wymiarach górnej podstawy 6x6 [m] oraz dolnej podstawy 0,5x0,5 [m] przy pochyleniu ścian ostrosłupa α=60⁰.

-góra 4m x 4m ; dół 0,6m x 0,6m ; α=60^o

h_os=(6-0,5/2)*tg60^o=4,76 m

V_os=(1/3)*4,76*(6²+6*0,5+0,5²)=62 m³

• Doprowadzenie ścieków do osadnika:

Zaprojektowano doprowadzenie ścieków w postaci wylotów typu Stengel.

Zakładając prędkość przepływu ścieków w otwarach 0,8 [m/s], wymagana pow. otworów wyniesie:

Σf_o= 544/3600*0,8 = 0,19 m²

Zakładając średnicę otworu 0,15 [m] liczba otworów wyniesie:

n_o= 4*0,19 / 3,14*0,15² = 10,75=11 otworów

Przy szerokości osadnika B=5m rostaw otworów w jednym rzędzie wzdłuż szerokości osadnika wyniesie:

e=5/11+1 = 0,42 m

Każdy z otworów będzie przysłonięty tarczą w kształcie czaszy kulistej o średnicy 1,5*0,15=0,224 m odsuniętej od ściany komory wlotowej na odległość 1,5*0,15=225 m.

• Odprowadzenie ścieków sklarowanych z osadnika:

Obliczenia przeprowadzono dla osadnika przy przepływie ścieków Qob=544 m³/s i obciążeniu krawędzi poziomej przelewu qp=50 m³/m*h.

Długość krawędzi przelewowych:

Przy szerokości osadnika B=5m zaprojektowano koryto dwustronnie zasilane, wyposażone w trójkątne przelewy Thomsona.

• Możliwe do osiągnięcia efekty oczyszczania ścieków:

$$\eta = \frac{t}{a + b*t}$$

w odniesieniu do BZT₅:

$$\eta_{BZT5} = \frac{1,5}{0,018 + 0,02*1,5} = 31\%$$

w odniesieniu do zawiesin ogólnych:

$$\eta_{\text{zo}} = \frac{1,5}{0,0075 + 0,014*1,5} = 52,5\%$$

1. OSAD CZYNNY KONWENCJONALNY

- Przepływ Q_śrd= 6800 m³/d

- BZT₅ = 250 gO₂/m³

- usunięcie BZT₅ w części mechanicznej 250·(1-0,2) = 200 gO₂/m³ = C₀

- Średnie stężenie osadu X_śr = 3,5

- T – czas zatrzymania

- K – stała przemian biologicznych (0,09÷0,400)

- C₀ – stężenie ścieków doprowadzanych do reaktora = 2008 gO₂/m³

- Stężenie ścieków doprowadzonych 15 gO₂/m³

$$\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{0}}\mathbf{-}\mathbf{C}_{\mathbf{e}}}{\mathbf{T \bullet}\mathbf{X}_{\mathbf{sr}}}\mathbf{= K \bullet}\mathbf{C}_{\mathbf{e}}$$

$$T = \frac{C_{0} - C_{e}}{T \bullet X_{sr} \bullet C_{e}}$$

$$T = \frac{200 - 15}{3,5 \bullet 0,09 \bullet 15} = 39,15\ h$$

Pojemność komory osadu czynnego

V = T • Q_srd

$$V = \frac{39,15}{24} \bullet 6800 = 11092,5m^{3} \approx 11100m^{3}$$

Jeżeli mamy układ trój ciągowy

Objętość dla jednego reaktora

V = 11100m³ : 3 = 3700m³

Przyjmuję h = 5,5 m

Powierzchnia 1 reaktora 3700m³ : 5, 5 = 627, 73m²

B =15 m

L = 44,85 m ( 627,73:15=44,85)

Ładunek BZT₅

Q_maxd = 1700kg/d = 70,83 kg/h

70,83·(1-0,2) = 56,66 kg/h

1kg BZT₅ jest to 2÷2,5 kgO₂

OC = 56,66 kg/h·2,5 = 141,65 kg O₂/h

Sprawność napowietrzania drobnopęcherzykowego wynosi 2% na głębokość 0,305 m (stopa). Stąd OTE = (5,0:0,305)·2 = 32,78 %

1m³ powietrza zawiera 0,276 kgO₂

Przy sprawności 32,7 % ilość wykorzystywanego tlenu z 1m³ powietrza wynosi

0,276·0,327 = 0,09 kg O₂/m³

Zapotrzebowanie powietrza wynosi więc:

Q_p = 141,65:0,09 = 1573,89 m³/h

Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń

$$A = \frac{C_{0} \bullet Q}{V \bullet X_{sr}}$$

$$A = \frac{0,2 \bullet 6800}{11100 \bullet 3,5} = 0,035\ kg\text{BZT}_{5}/kgsmd$$

$$A' = \frac{C_{0} \bullet Q}{V}$$

$$A^{'} = \frac{0,2 \bullet 6800}{11100} = 0,12kg\text{BZT}_{5}/kgsmd$$

1. Osadnik wtórny (OWT)

Założenia:

• zawartość suchej masy w osadzie SM_BB=3,0kg/m³

• indeks osadu IO=100l/kg s.m.

• dopuszczalne obc. q_v=450 l / m2 * h

• czas zagęszczania t_z=2h

• Zawartość suchej masy osadu na dnie OWT

• Zawartość suchej masy w osadzie powrotnym

• Zawartość suchej masy w osadzie dopływającym do OWT

Strumień osadu powrotnego:

2005 rok: 2020 rok:

• Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika objętością osadu

Przyjęto objętość osadu :

• Wymagana powierzchnia osadnika

Przyjęto trzy osadniki o powierzchni 227i wymiarach D=17m każdy, w roku 2005 pracuje dwa a w 2020 pracują trzy.

• Głębokość czynna osadnika

  • strefa ścieków sklarowanych

h₁=0,50m

• strefa rozdziału

• strefa prądów gęstościowych i gromadzenia

• strefa zagęszczania i zgarniania osadu

• głębokość całkowita osadnika

• objętość osadu

V=(F/3)*H=(621/3)*4,66=964.62 m³

• Zgarniacz

-wysokość listwy zgarniającej h_sr=0,45m ; prędkość zgarniacza v_sr=120m/h ; f_sr=1,5 ; liczba ramion 1

• Strumień zgarnianego osadu

• Strumień osadu recyrkulowanego dla 1 osadnika

O_rv=1/3*544*0,75=136 m³

URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE

(GOSPODARKA OSADOWA)

1. Piasek z piaskownika

ilość piasku powstająca w piaskowniku

- wysokość zalewu

- powierzchnia poletka

- wymiary poletka

szerokość 1,3m

długość 1,7m P=2,21 m²

1. Osady z osadnika wstępnego

- efektywność zatrzymania zawiesin w OWS

- stężenie zawiesin w ściekach doprowadzanych do oczyszczalni

2009:

2020:

1. Osady z osadnika wtórnego

- BZT5 ścieków doprowadzonych do bloku biologicznego,

- sprawność części biologicznej oczyszczalni,

- jednostkowy przyrost osadu.

2009:

2020:

• Objętość osadów:

- z osadnika wstępnego:

wilgotność osadów w1=95%

2009:

2020:

- z osadnika wtórnego:

wilgotność osadów w1=96%

2009:

2020:

1. Otwarty basen fermentacyjny

T_f = 100d czas fermentacji

T_m = 100d czas magazynowania

• Ilość osadu

2009

V=14,72+39,74=54,46 m³/d V_obf=100*22,61=2261m³

2020

V=21,76+58,75=80,51m³/d V_obf=100*33,5=8051 m³

Przyjmuje 2 baseny o wymiarach każdy 30m x 30m x 4,5m V=8100 m³ V_j=4050m³

1. Prasa filtracyjna taśmowa

Przyjęto, że prasa filtracyjna pracuje 18h/d w roku 2020 a w roku 2009 12h/d.

Przyjęto, że prasa odwadnia osady do 20% s.m.

• Średnia zawartość suchej masy w doprowadzanych osadach:

2009:

2020:

• Ilość osadów po opuszczeniu prasy

2009:

2020:

• Wydajność prasy

2020:

2009:

1. Wapnowanie osadów

Przyjęto, że osady będą poddawane działaniu CaO w ilości 120kgCaO/1000kg s.m. osadów

• Ilość CaO potrzebna do higienizacji

2009:

2020:

• Zapas na 30 dni

2009:

2020:

URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE

(URZĄDZENIA TOWARZYSZĄCE)

1. Dmuchawy do napowietrzania

• Ilość powietrza dostarczanego

przyjęto dmuchawe DR 91T i dodatkowo jedną zapasową.

1. Dyfuzory natleniające

Przyjęto dyfuzory HKL-215 o parametrach: przepływ powietrza q=2,5m³/h.

• Liczba dyfuzorów

• Rozmieszczenie dyfuzorów

Przyjęto 10 rzędów dyfuzorów po 63szt w każdym rzędzie – rozstaw 0,8m x1,00m

1. Pompownia ścieków

• Objętość komory pompowni

Przyjęto czas zatrzymania t=10min

Przyjęto komorę o wymiarach L= 5m ,B=3,2m i H=3,0m (objętość komory V=48m³).