Ćwiczenie projektowe z

TWS

Projekt mechaniczno-

biologicznej oczyszczalni

ścieków komunalnych

Aleksandra Szaja
p. 328,
Konsultacje : czwartek 12

00

– 14

00

Zajęcia I

TEORIA

•

Ścieki – definicja, rodzaje

•

Oczyszczanie mechaniczne

•

Rodzaje kanalizacji

•

Zanieczyszczenia ścieków miejskich

OBLICZENIA

•

Wyznaczenie charakterystycznych przepływów
przez oczyszczalnię

•

Wymiarowanie kolektorów

•

Kanał otwarty

•

Przewód o przekroju kołowym

Klasyfikacja
zanieczyszczeń ścieków

śc

ie

ki

Fizyczne

(mętność, barwa,

zawiesina)

Chemiczne

(zw. organiczne i

nieorganiczne)

Biologiczne

(drobnoustroje)

W celu określenia zawartości substancji
organicznych w ściekach wykorzystuje się trzy
podstawowe wskaźniki:

•

BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen)
–

jest to ilość tlenu zużyta do rozkładu na drodze

biochemicznej związków organicznych zawartych
w analizowanej próbie (Łomotowski i in, 1999).

•

W

praktyce

najczęściej

wykonuje

się

pięciodniowe biochemiczne zapotrzebowanie na
tlen, gdyż podczas tego okresu przemiany
biochemiczne

zachodzą

najintensywniej,

przyjmuje się również, że podczas tego okresu
czasu BZT

5

odpowiada 68 - 70% całkowitego

biochemicznego zapotrzebowania na tlen. Przy
czym mineralizacja 99% substancji organicznej
zachodzi po okresie 20 dni (Dojlido i in, 1999).

•

ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na
tlen) –

oznacza ilość tlenu wyrażoną w

mg/dm

3

pobraną z utleniacza na utlenienie

zawartych w ściekach związków organicznych
oraz niektórych nieorganicznych np. soli
żelaza (II), azotynów, siarczynów i innych.

•

Do wyznaczenie tego wskaźnika wykorzystuje
się najczęściej dwuchromian potasu oraz
nadmanganian potasu. Umownie oznaczenie
ChZT z wykorzystaniem nadmanganianu
potasu jako utleniacza nazywa się
utlenialnością (Dojlido i in, 1999).

•

OWO (ogólny węgiel organiczny) –

jest to

stężenie masy węgla zawartego w substancji
organicznej (Heidrich, 2010). Wskaźnik ten można
wyznaczyć stosując różne metody, najczęściej
istota pomiaru polega na utlenieniu węgla
zawartego w związkach organicznych do
dwutlenku węgla i następnie pomiarze ilości
powstałego produktu (Dojlido i in, 1999; Klimiuk,
2005).

nazwa

jednostka

zakres

BZT

5

mg/dm

3

110 – 400

ChZT

mg/dm

3

250 – 1000

OWO

mg/dm

3

80 – 290

1. Wyznaczenie charakterystycznych

przepływów przez oczyszczalnię

•

Ilość dopływających ścieków do oczyszczalni Q

dsr

[m

3

/d] (z tematu)

1.1. Wyznaczenie ogólnej liczby mieszkańców OLM

•

s

jBZT5

– jednostkowy ładunek zanieczyszczeń (60

g/M

.

d)

•

S

BZT5

– stężenie BZT

5

na wejściu do oczyszczalni

[g/m

3

]

•

L

BZT5

- ładunek BZT

5

na wejściu do oczyszczalni

[kg/d]

,

5

5

3

[ ]

10

BZT

j BZT

L

OLM

M

s

-

=

�

•

stężenie BZT

5

w ściekach dopływających do

oczyszczalni, g/m

3

•

średni dobowy przepływ przez oczyszczalnie, m

3

/d

5

5

3

10 [

/ ]

BZT

BZT

dśr

L

S

Q

kg d

-

=

�

�

1.2 Obliczenie przepływu dobowego

maksymalnego

•

dobowy maksymalny współczynnik
nierównomierności przepływu ścieków; dla liczby
mieszkańców wynoszącej ……… przyjęto wartość
współczynnika wynoszącą N

d max

= ………..

,

N

d max

LM

1,2

LM > 25 000

1,5

10 000 < LM < 25 000

1,75

5 000 < LM < 1 000

2,0

LM < 5 000

]

/

[

3

max

max

d

m

N

Q

Q

d

śr

d

d





1.3 Obliczenie przepływu

godzinowego średniego

3

[

/ ]

24

d sr

hsr

Q

Q

m h

=

1.4. Obliczenie przepływu

godzinowego maksymalnego

•

współczynnik nierównomierności godzinowy
maksymalny

N

h max

LM

3

≤ 2 000

3

2001 – 5000

2,66

5001 – 10 000

2,4

10 001 – 20 000

2

20 001 – 100 000

1,5

> 100 000

]

/

[

3

max

max

h

m

N

Q

Q

h

śr

h

h





1.5. Obliczenie przepływu

godzinowego minimalnego

•

współczynnik nierównomierności godzinowej
przepływu ścieków

;

•

przyjęto wartość współczynnika wynoszącą ……..

]

/

[

3

min

min

h

m

N

Q

Q

h

śr

h

h





45

,

0

3

,

0

min





h

N

2. Dobór kolektora

doprowadzającego ścieki do

oczyszczalni

Założenia wstępne

•

znajomość Q

hmax

, Q

hmin

(kolektor wymiarujemy na

oba przepływy)

•

znajomość zalecanych prędkości przepływu
ścieków

•

napełnienie maksymalne

Warunki:

•

V

ma x

≥ 0,8m/s (zalecane V

ma x

≥ 1,0 m/s )

•

V

min

≥ 0,6 m/s

•

h

max

≤ 0,67 d

2.1. Obliczenie przepływu

całkowitego

Dobrano kolektor stalowy na podstawie nomogramu
Colebrooka - White’a (k=1,5mm) o następujących
parametrach:
v [m/s]
d [mm]
i [%]

2.2. Dobór parametrów kolektora

]

/

[

],

/

[

40

,

1

35

,

1

3

3

max

s

dm

h

m

Q

Q

h

c







2.3. Obliczenie

współczynników sprawności

d

h

v

v









2

/

1

min

max/

2

/

1

min

max/





c

h

Q

Q

max

1





Przykład

•

Dobrano kolektor stalowy na podstawie
nomogramu Colebrooka - White’a (k=1,5mm) o
następujących parametrach:

•

v = 1 m/s

•

d = 400 mm

•

i = 3,5 ‰

KROK 1

•

Wyznaczamy Q

c

]

/

[

],

/

[

40

,

1

35

,

1

3

3

max

s

dm

h

m

Q

Q

h

c







KROK 2

•

Zaznaczamy punkt na osi oznaczonej jako β i α

•

Odczytujemy , a następnie

1

2

3

4

c

h

Q

Q

max

1





1

b

1

b

1

a

h

h

1

a

Wymiarowanie kanałów

otwartych

•

Kanał o przekroju prostokątnym

•

Warunki do spełnienia:

•

B

rz

> H

cz

0,5 ≤

≤ 0,9

•

Wzory do wykorzystania

•

Q = v

.

F (m

3

/s)

•

 

�=�

√

�

h

∙ �

 

� =

1
�

� h

❑

2 /3

∙ �

1 / 2

 

B

H

cz

Wymiarowanie kanałów

otwartych

B [m]

h [m]

F [m

2

] O

z

[m] R

h

[m] i [‰]

v

[m/s]

Q [m

3

/s]

...

....

...

...

...

...

...

...

•

typoszereg szerokości kanałów

•

0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0;
1,2; 1,4; 1,6 m

Przykład

•

Q

hmax

= 0,095 m

3

/s

•

Założono v

max

= 0,8m/s

•

Q

hmax

= v

max

.

F, F = Q

hmax

/v

max

= 0,12 m

2

•

F = B . H

cz

, B ≈ H

cz

, F = B

2

,

•

B = , B = 0,35m

•

Z typoszeregu przyjmujemy pierwszą większą
wartość, B= 0,4m

•

H

cz

= F/B

rz

= 0,3m

•

Sprawdzamy czy warunki są spełnione

•

Q

hmax

= F

.

V

max

= 0,12 m/s

•

 

�=

1
�

� h

❑

2 /3

∙ �

1
2

=1 �/ �

 

Przykład

•

Regulacja wysokością czynną

•

H

cz

= 0,25

•

F

rz

= B

rz

.

H

cz

= 0,1 m

2

B [m]

H

cz

[m]

F [m

2

] O

z

[m] R

h

[m] i [‰]

v

[m/s]

Q [m

3

/s]

0,4

0,3

0,12

1,0

0,12

2,9

1,0

0,12

0,4

0,25

0,1

0,9

0,11

2,9

0,95

0,095