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