2011-10-02

1

Oczyszczanie ścieków ‐ projekt 

W

d

i

Wprowadzenie

Prowadzący:

mgr inż. Marta Knap
mgr inż. Piotr Balbierz

Dane kontaktowe

m g r i n ż . M a r t a K n a p
bud. D-2/p. 325b (w laboratorium TWS)
mail:

[e-mail]

mail:

[e-mail]

tel. [phone]

m g r i n ż P i o t r B a l b i e r z

m g r i n ż . P i o t r B a l b i e r z
bud. D-2/p. 325b (w laboratorium TWS)
mail:

[e-mail]

mail:

[e-mail]

tel. [phone]

2011-10-02

2

Plan prezentacji

1 . Z a s a d y o b o w i ą z u j ą c e n a k u r s i e .

2 . H a r m o n o g r a m r e a l i z a c j i p r o j e k t u .

3 . R o z d a n i e t e m a t ó w p r o j e k t u .

4 . Ś c i e k i - c o t o ?

5 . S k ł a d ś c i e k ó w.

6

C e l o c z y s z c z a n i a ś c i e k ó w

6 . C e l o c z y s z c z a n i a ś c i e k ó w.

7 . C i ą g ś c i e k o w y.

8 . C i ą g o s a d o w y.

Zasady obowiązujące na kursie

‰ Projekt musi zostać zaliczony do końca semestru (przed sesją) – ostateczny termin

zaliczenia projektu: 19.01.2012

‰ Przy ostatecznym oddaniu projektu wymagany oryginalny temat i podpisane

oświadczenie!!!

‰ Częścią składową zaliczenia jest obrona projektu – odpowiedź na kilka pytań

‰ Dopuszczalne są 3 nieobecności na zajęciach (w tym 1 nieusprawiedliwiona)

‰ W przypadku nieobecności student materiał z danych zajęć powinien przyswoić we

własnym zakresie i przyjść „porozmawiać” o danym zagadnieniu na konsultacjach

2011-10-02

3

Zasady obowiązujące na kursie

‰ Będą 2 „międzyoddania”:

‰ I – po rozdziale obliczenie komór osadu czynnego układu A

2

O

wg ATV DVWK A 131 P

wg ATV – DVWK – A 131 P,

‰ II – po zakończeniu części obliczeniowej i omówieniu opisu technicznego,
‰ Termin „międzyoddania” – 2 tygodnie po omówieniu każdej części projektu

‰ „Międzyoddanie” przesłane po terminie nie będzie sprawdzane i powoduje przyznanie

zadania dodatkowego

‰ „Międzyoddanie” ma wpływ na ocenę końcową i jest sprawdzane tylko raz

‰ „Międzyoddanie ma wpływ na ocenę końcową i jest sprawdzane tylko raz

‰ Przewidziane zdarzenia typu wyjazd (nawet kilkudniowy), wizyta u lekarza nie

zwalniają od obowiązku terminowego oddania międzyoddania czy projektu

‰ Przypadki losowe rozpatrywane będą indywidualnie

Zasady obowiązujące na kursie

T

h

łó

Trzy grzechy główne:

‰

Nieterminowość

‰

Rażąca głupota

‰

Oszustwo (grzech śmiertelny)

‰

Oszustwo (grzech śmiertelny)

2011-10-02

4

Harmonogram realizacji projektu

Zajęcia

Data

Zakres zajęć

1

29.09.11

Zajęcia wprowadzające, rozdanie tematów

2

6 10 11

Obliczenie natężenia przepływu i ładunków zanieczyszczeń, wyznaczenie
RLM wyznaczenie NSO dobór procesów i operacji jednostkowych

2

6.10.11

RLM, wyznaczenie NSO, dobór procesów i operacji jednostkowych

3

13.10.11

Dobór urządzeń technologicznych – część mechaniczna,
Obliczenia wstępne dla części biologicznej

4

20.10.11

Obliczenie komór osadu czynnego, zakres na I „międzyoddanie”

5

27.10.11

Wycieczka na OŚ Brzeg i Jelcz Laskowice ??

6

3.11.11

Zapotrzebowania tlenu, bilans zasadowości, wymiary i wyposażenie KOCz,

7

10.11.11

Dobór dmuchaw, dyfuzorów, obliczenia osadnika wtórnego

8

17 11 11

Gospodarka osadowa

8

17.11.11

Gospodarka osadowa

9

24.11.11

Opis techniczny, zakres na II „międzyoddanie”

10

1.12.11

Omówienie rysunków (plan sytuacyjny)

11

8.12.11

Omówienie rysunków (przekroje)

12/13

15/22.12.11 Konsultacje

-

5.01.12

I termin oddania projektu

14/15

12/19.01.12 Konsultacje/poprawa projektu/zaliczenie i wpisy do indeksu

Ścieki – co to?

‰ Wody zużyte na cele bytowe i gospodarcze

‰ Wody opadowe i roztopowe ujęte w systemy kanalizacyjne

‰ Wody opadowe i roztopowe, ujęte w systemy kanalizacyjne

‰ Wody odciekowe ze składowisk odpadów

‰ Wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych

‰ I inne …

2011-10-02

5

Ścieki cd.

‰ Ścieki bytowe - ścieki z budynków przeznaczonych na pobyt ludzi, z

osiedli mieszkaniowych oraz z terenów usługowych powstające w

osiedli mieszkaniowych oraz z terenów usługowych, powstające w

szczególności w wyniku ludzkiego metabolizmu oraz funkcjonowania

gospodarstw domowych.

‰ Ścieki komunalne - ścieki bytowe lub mieszanina ścieków bytowych ze

ściekami przemysłowymi albo wodami opadowymi lub roztopowymi.

Ś

‰ Ścieki przemysłowe - ścieki odprowadzane z terenów, na których

prowadzi się działalność handlową lub przemysłową albo składową, nie

będące ściekami bytowymi lub wodami opadowymi.

Skład ścieków

‰ Zależny od ich pochodzenia

‰ 99 8 99 9 %

d

‰ 99,8 -99,9 % wody

‰ 0,1-0,2 % domieszek (1000-2000 g/m

3

)

‰ 50-60% suchej pozostałości to substancje organiczne

‰ Bakterie i inne mikroorganizmy

2011-10-02

6

Związki organiczne

Skład ścieków

- ich ilość w ściekach wyrażana jest za pomocą wskaźników:

ChZT oraz BZT

5

Związki azotu

- Azot amonowy (N-NH

4

)

A t

i

(N )

Azot

Kjeldahla

- Azot organiczny (N

org

)

- Azot azotanowy (N-NO

3

)

- Azot azotynowy (N-NO

2

)

Kjeldahla

Azot ogólny

Skład ścieków

Związki fosforu

F f f f

(P PO )

- Fosfor fosforanowy (P-PO

4

)

- Fosfor organiczny(P

org

)

Zawiesiny

- Zawiesiny mineralne

Fosfor ogólny

Z

i i

ól

- Zawiesiny organiczne

Ciała rozpuszczone

Inne

Zawiesiny ogólne

2011-10-02

7

Skład ścieków

Skład ścieków- przykład

Badania fizyko-chemiczne

Oznaczenie:

Wyniki :

Badany parametr :

Metoda badawcza

Jednostka

Niepewność %

Kod próbki:

1018

Azot amonowy

PN-ISO 7150-1:2002

mg/l

N D

62 53

Azot amonowy

PN-ISO 7150-1:2002

mg/l

N.D.

62,53

Azot azotanowy

PN-82/Ā-04576.08

mg/l

N.D.

0,180

Azot azotynowy

PN-EN 26777:1999

mg/l

N.D.

0,091

Azot og. Kjeld.

PN-EN 25663:2001

mg/l

N.D.

85,7

Azot ogólny

PB-01/F

mg/l

N.D.

86

BZT5

PB-03/F

mg/l

N.D.

640

CHZT

PN-ISO 15705:2005

mg/l

N.D.

828

Chlorki

PN-ISO 9297:1994

mg/l

N.D.

141,1

Chrom

PB-06/F

mg/l

N.D.

0,04

Cynk

PB-06/F

mg/l

N.D.

9,4

Ekstrakt eterowy

PB-02/F

mg/l

N.D.

75

Fosforany

PN-EN ISO 6878:2006

mg/l

N.D.

16,73

F f

ól

PN EN ISO 6878 2006

/l

N D

20 70

Fosfor ogólny

PN-EN ISO 6878:2006

mg/l

N.D.

20,70

Kadm

PB-06/F

mg/l

N.D.

0,003

Miedź

PB-06/F

mg/l

N.D.

0,02

Nikiel

PB-06/F

mg/l

N.D.

0,2

Odczyn

PN-90/Ā 04540/01

pH

N.D.

7,58

Ołów

PB-06/F

mg/l

N.D.

≤0,01

Przewodność wł.

PN-EN 27888:1999

µS/cm w

N.D.

1991

Rtęć

PB-07/F

mg/l

N.D.

≤0,0001

Siarczany wag.

PN-ISO 9280:2002

mg/l

N.D.

227,5

Zasadowość ogól.

PN-EN ISO 9961:2001/Ap1:2004

mval/l

N.D.

9,8

Zawiesina ogól.

PN-EN 872:2007

mg/l

N.D.

417

2011-10-02

8

Cel oczyszczania ścieków

Doprowadzenie ścieków do składu zbliżonego do wód

naturalnych lub do takiego stanu, który nie będzie

oddziaływał negatywnie na wody odbiornika

Cel oczyszczania – według prawa

2011-10-02

9

Ścieki surowe i oczyszczone – porównanie

Badania fizyko-chemiczne

Oznaczenie:

Wyniki :

Oznaczenie:

Wyniki :

Badany parametr :

Kod próbki:

1018

Azot amonowy

62,53

Azot azotanowy

0,180

Azot azotynowy

0,091

Azot og. Kjeld.

85,7

Azot ogólny

86

BZT5

640

Parametr

Wartość

Azot ogólny

10

BZT

5

15

ChZT

125

Fosfor ogólny

1

CHZT

828

Fosforany

16,73

Fosfor ogólny

20,70

Zawiesina ogól.

417

Zawiesina ogólna

35

Porównanie składu ścieków- ścieki surowe i oczyszczone

Badania fizyko-chemiczne

Badany parametr

Ścieki surowe

Ścieki oczyszczone

y p

y

Azot amonowy

62,53

2,19

Azot azotanowy

0,180

5,47

Azot azotynowy

0,091

0,035

Azot TKN

85,7

4,0

Azot całkowity

86

9,5

BZT5

640

5

CHZT

828

27,4

Fosforany

16,73

0,993

Fosfor ogólny

20,70

1,01

Zasadowość ogól.

9,8

5,9

Zawiesina ogól.

417

5

2011-10-02

10

Ogólny przegląd elementów oczyszczalni

Ścieki surowe. Dopływ

OCZYSZCZANIE WSTĘPNE

(np Krat sita piasko nik)

Osad wstępny

Osadnik
wstępny

1° OCZYSZCZANIA

Reaktor

biologiczny

Odpady wstępne

(skratki, piasek itp.)

B

Zwykle na

składowisko

2° OCZYSZCZANIA

(np: Kraty, sita, piaskownik)

A

(np: Osad czynny,

Złoże biologiczne,
Staw ściekowy,
Oczyszczalnia gruntowa)

Clarifier

Osad wtórny

?

DEZYNFEKCJA

Ścieki oczyszczone

Zrzut do odbiornika

C

OSADY

ŚCIEKOWE

Przeróbka

i zagospodarowanie

osadów

Osadnik

wtórny

Dlaczego taki układ oczyszczania?

2011-10-02

11

Kraty

Piaskownik

Sł ż d

ji

Służy do separacji

zawiesin ziarnistych

2011-10-02

12

Piaskownik

Urządzenia kompaktowe

2011-10-02

13

Osadnik wstępny

Ścieki mech. ocz

Osad wstępny

Ścieki surowe

Osadnik wstępny

2011-10-02

14

Ścieki surowe a mechanicznie oczyszczone

Badania fizyko-chemiczne

Badania fizyko chemiczne

Badany parametr

Ścieki surowe

Ścieki

mechanicznie

oczyszczone

Azot ogólny

75,0

67,0

BZT5

460,0

290,0

CHZT

929,0

554,0

Fosforany

9,85

9,20

Fosfor ogólny

12 30

11 70

11%

37%
41%

5%

Fosfor ogólny

12,30

11,70

Zawiesina

ogól.

480,0

126,7

5%

74%

Biologiczne oczyszczanie ścieków - idea

Wykorzystujemy bakterie i

inne mikroorganizmy

występujące w wodzie czy

ściekach, z tą różnicą że

doprowadzamy do bardzo

dużego wzrostu ich populacji

dużego wzrostu ich populacji

przyspieszając proces

oczyszczania

2011-10-02

15

Biologiczne oczyszczanie ścieków - idea

W reaktorze namnaża się biomasa, 
usidlane są zanieczyszczenia. 
Utrzymywana w reaktorze biomasa 
oraz usidlone zanieczyszczenia zwane 
są osadem czynnym

W odpływie z reaktora 
nie ma zanieczyszczeń, 
obecne za to są kłaczki 
osadu czynnego

W osadniku wtórnym,
kłaczki osadu czynnego 
oddzielane są od 
ścieków‐ oczyszczone 
ścieki odpływają do 
odbiornika

Biologiczne oczyszczanie ścieków - idea

‰ Ścieki „przebywają” w oczyszczalni

„p

y

ją

y

kilkanaście - kilkadziesiąt godzin.

‰ Bakteriom trzeba zapewnić przynajmniej kilka

dni na rozwójj

‰ Musimy więc odseparowane bakterie zawracać

na początek układu

2011-10-02

16

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Ścieki surowe. Dopływ

OCZYSZCZANIE WSTĘPNE

(np Krat sita piasko nik)

Osad wstępny

Osadnik
wstępny

1° OCZYSZCZANIA

Reaktor

biologiczny

Odpady wstępne

(skratki, piasek itp.)

B

Zwykle na

składowisko

2° OCZYSZCZANIA

(np: Kraty, sita, piaskownik)

A

(np: Osad czynny,

Złoże biologiczne,
Staw ściekowy,
Oczyszczalnia gruntowa)

Clarifier

Osad wtórny

?

DEZYNFEKCJA

Ścieki oczyszczone

Zrzut do odbiornika

C

OSADY

ŚCIEKOWE

Przeróbka

i zagospodarowanie

osadów

Osadnik

wtórny

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Utlenianie do CO

2

Związki

organiczne

Asymilacja

( b d

i )

(wbudowywanie)

w biomasę

heterotrofów

2011-10-02

17

Usuwanie związków organicznych

i ki

i

b k

i

Związki organiczne

+ O

2

+ NH

4

+

=  CO

2

+ H

2

O  + 

bakterie

+ H

+

Związki organiczne

+ NO

3

‐

+ NH

4

+

= CO

2

+ H

2

O + N

2

+ 

Bakterie

+  OH

‐

+ H

+

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Azot

Nitryfikacja + denitryfikacja

NIT:

NH

4

+ O

2

NO

3

DENIT:

NO

3

+ zw. org.

N

2

Asymilacja (wbudowywanie) 
w biomasę heterotrofów oraz 
autotrofów

2011-10-02

18

Nitryfikacja i denitryfikacja

Nitryfikacja (p. autotroficzny)

NH

4

+

+ 1.5 O

2

= NO

2

‐

+ 2 H

+

+ H

2

O   (Nitrosomonas)

NO

2

‐

+ 0.5 O

2

= NO

3

‐

(Nitrobacter)

Denitryfikacja (p. heterotroficzny)

Denitryfikacja (p. heterotroficzny)

Związki organiczne

+ NO

3

‐

+ NH

4

+

= CO

2

+ H

2

O + N

2

+ 

Baktierie

+  OH

‐

+ H

+

Uwaga! Aby denitryfikacja zachodziła, wymagany jest brak tlenu!!

Biologiczne oczyszczanie ścieków

U

i

i

U

!!

Fosfor

Usuwanie w procesie 
wzmożonej biologicznej 
defosfatacji
(p. heterotroficzny)

Uwaga!!
Wymagane 
przemienne warunki 
beztlenowe i tlenowe

Asymilacja (wbudowywanie) 
w biomasę heterotrofów i 
autotrofów

2011-10-02

19

Biologiczne oczyszczanie ścieków

Wzmożona biologiczna defosfatacja – proces dwuetapowy:

‰ W

k h

b

h

l i i f f

il j LKT

‰ W warunkach anaerobowych – uwalnianie fosforu oraz asymilacja LKT

‰ W warunkach tlenowych – utlenianie zgromadzonych LKT, przyrost

biomasy oraz powtórna asymilacja fosforanów

Ponieważ ilość bakterii w komorze tlenowej rośnie – ilość asymilowanego

fosforanów jest większa niż tych uwolnionych w komorze – notujemy

więc ostatecznie ich ubytek ze ścieków

Podsumowanie

Aby oczyścić ścieki musimy więc zapewnić warunki:

‰ tlenowe

‰ anoksyczne

‰ anaerobowe

Zapewniamy to budując oczyszczalnię wyposażoną

przynajmniej w trzy komory/strefy.

2011-10-02

20

Układ oczyszczania ścieków projektowany na zajęciach

KB (AN)

KN (OX)

KD (AX)

Komora beztlenowa

‰Uwalnianie fosforanów

‰Asymilacja LKT (frakcja ChZT)

‰Hydroliza związków organicznych

‰Tutaj trafia recyrkulacja osadu czynnego z

‰Tutaj trafia recyrkulacja osadu czynnego z

osadnika wtórnego

2011-10-02

21

Układ oczyszczania ścieków projektowany na zajęciach

KB (AN)

KN (OX)

KD (AX)

Komora anoksyczna

‰ Denitryfikacja (redukcja azotanów, przyrost bakterii

hetrotroficznych, usuwanie związków organicznych)

‰ Tutaj trafia recyrkulacja azotanów z komory tlenowej

2011-10-02

22

Układ oczyszczania ścieków projektowany na zajęciach

KB (AN)

KN (OX)

KD (AX)

Komora tlenowa

‰ Nitryfikacja

‰ P

t b kt ii

t t fi

h i h t

t fi

h

‰ Przyrost bakterii autotroficznych i heterotroficznych

‰ Usuwanie związków organicznych

‰ Asymilacja fosforanów