Oczyszczanie ścieków – projekt
zajęcia V
Prowadzący:
mgr inż. Kamil Janiak
Oczyszczanie ścieków – projekt
zajęcia V
Prowadzący:
mgr inż. Kamil Janiak
Plan zajęć
• Obliczenia zapotrzebowania na tlen
• Bilans zasadowości
D
,
d
N
,
d
C
,
d
OV
OV
OV
OV
Obliczenie zapotrzebowania tlenu
Zapotrzebowanie tlenu [kgO
2
/d]
Zapotrzebowanie tlenu na mineralizację
związków organicznych [kgO
2
/d]
Zapotrzebowanie tlenu na nitryfikację azotu
amonowego [kgO
2
/d]
„Odzysk tlenu” z denitryfikacji [kgO
2
/d]
Obliczenie zapotrzebowania tlenu dla
mineralizacji związków organicznych OV
d,C
0,8
0,85
0,9
0,95
1
1,05
1,1
1,15
1,2
1,25
1,3
1,35
1,4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Je
dn
ost
ko
w
e
zu
życ
ie
tl
en
u
[kg
O
2
/kg
B
ZT
5
]
WO [d]
T=20
st.C
T=18
st.C
T=15
st.C
T=12
st.C
T=10
st.C
OV
C
=1,228 kgO
2
/kgBZT
5
OV
C
=1,123 kgO
2
/kgBZT
5
T = 12 °C i T = 20 °C
Obliczenie zapotrzebowania tlenu dla
mineralizacji związków organicznych OV
d,C
d
kgO
BZT
BZT
Q
OV
OV
e
C
C
d
/
,
1000
2
5
0
5
,
Ilość ścieków dopływających do
bloku biologicznego
Wartość BZT
5
ścieków dopływających
do bloku biologicznego
Wartość BZT
5
ścieków
odprowadzanych do odbiornika
d
/
kgO
8711
1000
15
326
24216
03
,
1
123
,
1
OV
2
C
d
,
• dla temperatury ścieków 12°C
Przykład:
Obliczenie zapotrzebowania tlenu na
nitryfikację OV
d,N
1000
S
S
S
3
,
4
Q
OV
AN
,
NO
ZB
,
NO
D
,
NO
N
,
d
3
3
3
Tyle tlenu trzeba zużyć na
utlenienie 1 g N-NH
4
Stężenie azotu azotanowego do denitryfikacji
Stężenie azotu azotanowego w dopływie do bloku
biologicznego
Stężenie azotu azotanowego w
odpływie z osadnika wtórnego
Bilans azotu
• azot na dopływie do bloku biologicznego
N
TKN
= N
og
= 70,6 gN/m
3
N
NH4
= 37,3 gN/m
3
N
NO3
= 0 gN/m
3
N
NO2
= 0 gN/m
3
N
org
= 70,6-37,3 = 33,3 gN/m
3
• azot wbudowany w biomasę osadu czynnego i odprowadzony
z osadem nadmiernym
N
B
= 0,045·(326-15)= 14,0 gN/m
3
Bilans azotu
• azot w odpływie z osadnika wtórnego (kryterium stężeń)
N
og
e
= 10,0 gN/m
3
N
NO3
e
= 8,0 gN/m
3
N
NH4
e
= 1,0 gN/m
3
N
org
e
= 1,0 gN/m
3
N
og
e
= 15,0 gN/m
3
N
NO3
e
= 13,0 gN/m
3
N
NH4
e
= 1,0 gN/m
3
N
org
e
= 1,0 gN/m
3
RLM≥100000
15000≤RLM<100000
• azot do denitryfikacji
N
D
= 46,6 gN/m
3
pkt. 8.7. projektu
Tabela 3
d
/
kgO
5856
1000
0
,
8
0
6
,
46
3
,
4
24216
03
,
1
OV
2
N
,
d
Obliczenie zapotrzebowania tlenu na
nitryfikację OV
d,N
Odzysk tlenu z denitryfikacji OV
d,D
1000
S
9
,
2
Q
OV
D
,
NO
D
,
d
3
Ilość ścieków dopływających do
bloku biologicznego
współczynnik jednostkowego odzysku
tlenu z denitryfikacji 1 g N-NO
3
stężenie azotu azotanowego do
denitryfikacji
d
/
kgO
3371
1000
6
,
46
9
,
2
24216
03
,
1
OV
2
D
,
d
Sumaryczne dobowe zapotrzebowanie tlenu
• dla temperatury ścieków 12°C
h
/
kgO
467
d
/
kgO
11196
3371
5856
8711
OV
2
2
• dla temperatury ścieków 20°C
h
/
kgO
500
d
/
kgO
12011
3371
5856
9526
OV
2
2
Średniodobowe zapotrzebowanie tlenu:
D
,
d
N
,
d
C
,
d
OV
OV
OV
OV
Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie
tlenu
24
OV
f
OV
OV
f
OV
N
,
d
N
D
,
d
C
,
d
C
h
Współczynniki przeliczające średnie dobowe
zapotrzebowanie tlenu na maksymalne godzinowe
zapotrzebowanie tlenu
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
W
s
p
ó
łc
zy
n
ni
k
n
ie
ró
w
n
om
ie
rn
o
śc
i p
o
b
o
ru
tl
e
n
u
WO [d]
fN dla Ł<1200 kgO2/d
fN dla Ł>6000 kgO2/d
fc
Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie
tlenu
WO=13,2 d
Ł
BZT5
=8131 kgBZT
5
/d
f
N
=1,62
f
C
=1,17
• dla temperatury ścieków 12°C
h
/
kgO
656
24
5856
62
,
1
3371
8711
17
,
1
OV
2
h
• dla temperatury ścieków 20°C
h
/
kgO
695
24
5856
62
,
1
3371
9526
17
,
1
OV
2
h
Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie
tlenu
Przemiany azotu a zasadowość
Amonifikacja azotu organicznego
N
org
NH
4
+
+ OH
-
Asymilacja azotu amonowego
NH
4
+
N
org
+ H
+
Nitryfikacja azotu amonowego
NH
4
+
NO
3
-
+ 2 H
+
Denitryfikacja azotanów
NO
3
-
0,5 N
2
+ OH
-
(produkcja 1 val/mol zdenitryfikowanego N-NO
3
)
(produkcja 1 val/mol zamonifikowanego N
org
)
(zużycie 1 val/mol zasymilowanego N-NH
4
)
(zużycie 2 val/mol utlenionego N-NH
4
)
Bilans zasadowości
Amonifikacja azotu organicznego – wzrost zasadowości o 3,57 g CaCO
3
/gN
org
3,57 g CaCO
3
/g N
org
·Ł
Norg
3,57 g CaCO
3
/g N
org
·33,3 g N
org
/m
3
∙1,03∙24216 m
3
/d = 2965 kg CaCO
3
/d
zakładamy pełną amonifikację azotu organicznego
Asymilacja azotu – ubytek zasadowości o 3,576 g CaCO
3
/g N
B
3,576 g CaCO
3
/g N
B
·Ł
NB
3,576 g CaCO
3
/g N
B
·14,0 g N
B
/m
3
∙1,03∙24216 m
3
/d = 1249 kg CaCO
3
/d
Bilans zasadowości
Nitryfikacja azotu amonowego – ubytek zasadowości o 7,14 g CaCO
3
/gN
NH4
7,14 g CaCO
3
/g N
N
·Ł
N-NH4
N
NH4
= N
og
- N
NH4
e
- N
B
N
NH4
= 70,6 - 1,0 - 14 = 55,6 g N/m
3
7,14 kg CaCO
3
/kg N
N-NH4
· 1386 kg N/m
3
= 9896 kg CaCO
3
/d
azot do nitryfikacji (po amonifikacji azotu organicznego)
Ł
NH4
= 55,6∙1,03 ∙24216 = 1386 kg N/m
3
Denitryfikacja azotu azotanowego – wzrost zasadowości o 3,0 g CaCO
3
/gN
NO3
3,0 g CaCO
3
/g N
NO3
·Ł
N
D
3,0 g CaCO
3
/g N
NO3
·46,6 g N/m
3
∙1,03∙24216 m
3
/d = 3486 kg CaCO
3
/d
Bilans zasadowości
Bilans zasadowości
Ścieki surowe
+
1574
kgCaCO
3
/d
Asymilacja azotu
-
1249
kgCaCO
3
/d
Amonifikacja
+
2965
kgCaCO
3
/d
Nitryfikacja
-
9896
kgCaCO
3
/d
Denitryfikacja
+
3486
kgCaCO
3
/d
Razem
-
3120
kgCaCO
3
/d
-
125
gCaCO
3
/m
3
W celu zapewnienia w ściekach oczyszczonych zasadowości 100 g CaCO
3
/m
3
należy do ścieków dawkować alkalia.
Dawkowanie alkaliów
Wymagany wzrost zasadowości:
100 + 125 = 225 gCaCO
3
/m
3
Dobowe zużycie CaO –
V
d
= 1,8·1,03·24216 = 44,9 m
3
/d