2011-10-02
Oczyszczanie ścieków  projekt
Wd i
Wprowadzenie
Prowadzący: mgr inż. Marta Knap
mgr inż. Piotr Balbierz
Dane kontaktowe
mgr inż . Marta Knap
bud. D-2/p. 325b (w laboratorium TWS)
mail: [e-mail]
mail: [e-mail]
tel. [phone]
mgr inż Piotr Balbierz
mgr inż . Piotr Balbierz
bud. D-2/p. 325b (w laboratorium TWS)
mail: [e-mail]
mail: [e-mail]
tel. [phone]
1
2011-10-02
Plan prezentacji
1. Zasady obowiÄ… zujÄ… ce na kursie.
2. Harmonogram realizacji projektu.
3. Rozdanie tematów projektu.
4. Åš cieki - co to?
5. Skł ad ś cieków.
6 Cel oczyszczania ś cieków
6 . Cel oczyszczania ś cieków.
7. CiÄ… g Å› ciekowy.
8. CiÄ… g osadowy.
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce 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  odpowiedz
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
2
2011-10-02
Zasady obowiÄ…zujÄ…ce na kursie
Będą 2  międzyoddania :
I  po rozdziale obliczenie komór osadu czynnego układu A2O
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 obowiÄ…zujÄ…ce na kursie
T h łó
Trzy grzechy główne:
Nieterminowość
Rażąca głupota
Oszustwo (grzech śmiertelny)
Oszustwo (grzech śmiertelny)
3
2011-10-02
Harmonogram realizacji projektu
Zajęcia Data Zakres zajęć
1 29.09.11 Zajęcia wprowadzające, rozdanie tematów
Obliczenie natężenia przepływu i ładunków zanieczyszczeń, wyznaczenie
2 61011 RLM wyznaczenie NSO dobór procesów i operacji jednostkowych
2 6.10.11 RLM, wyznaczenie NSO, dobór procesów i operacji jednostkowych
Dobór urządzeń technologicznych  część mechaniczna,
3 13.10.11 Obliczenia wstępne dla części biologicznej
4 20.10.11 Obliczenie komór osadu czynnego, zakres na I  międzyoddanie
5 27.10.11 Wycieczka na OÅš 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
Åšcieki  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 &
4
2011-10-02
Åšcieki 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.
Ścieki przemysłowe - ścieki odprowadzane z terenów, na których
Åš
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/m3)
50-60% suchej pozostałości to substancje organiczne
Bakterie i inne mikroorganizmy
5
2011-10-02
Skład ścieków
ZwiÄ…zki organiczne
- ich ilość w ściekach wyrażana jest za pomocą wskaz
ników:
ChZT oraz BZT5
ZwiÄ…zki azotu
- Azot amonowy (N-NH4 )
Azot
Kjeldahla
Kjeldahla
- Azot organiczny (Norg)
A t i (N )
Azot ogólny
- Azot azotanowy (N-NO3)
- Azot azotynowy (N-NO2)
Skład ścieków
ZwiÄ…zki fosforu
- Fosfor fosforanowy (P-PO4)
F f f f (P PO )
Fosfor ogólny
- Fosfor organiczny(Porg)
Zawiesiny
- Zawiesiny mineralne
Z i i ól
Zawiesiny ogólne
- Zawiesiny organiczne
Ciała rozpuszczone
Inne
6
2011-10-02
Skład ścieków
Skład ścieków- przykład
Badania fizyko-chemiczne
Oznaczenie: Wyniki :
Kod próbki:
Badany parametr : Metoda badawcza Jednostka Niepewność %
1018
Azot amonowy PN-ISO 7150-1:2002 mg/l ND 62 53
Azot amonowy PN-ISO 7150-1:2002 mg/l N.D. 62,53
Azot azotanowy PN-82/
-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 ND 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
Miedz
PB-06/F mg/l N.D. 0,02
Nikiel PB-06/F mg/l N.D. 0,2
Odczyn PN-90/
04540/01 pH N.D. 7,58
Ołów PB-06/F mg/l N.D. d"0,01
Przewodność wÅ‚. PN-EN 27888:1999 µS/cm w N.D. 1991
Rtęć PB-07/F mg/l N.D. 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
7
2011-10-02
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
8
2011-10-02
Ścieki surowe i oczyszczone  porównanie
Badania fizyko-chemiczne
Oznaczenie: Wyniki :
Oznaczenie: Wyniki :
Kod próbki:
Badany parametr :
1018
Parametr Wartość
Azot amonowy 62,53
Azot azotanowy 0,180 Azot ogólny 10
Azot azotynowy 0,091
BZT5 15
Azot og. Kjeld. 85,7
ChZT 125
Azot ogólny 86
BZT5 640 Fosfor ogólny 1
CHZT 828
Zawiesina ogólna 35
Fosforany 16,73
Fosfor ogólny 20,70
Zawiesina ogól. 417
Porównanie składu ścieków- ścieki surowe i oczyszczone
Badania fizyko-chemiczne
Badany parametr Åšcieki surowe Åšcieki oczyszczone
yp y
2,19
Azot amonowy 62,53
5,47
Azot azotanowy 0,180
0,035
Azot azotynowy 0,091
4,0
Azot TKN 85,7
9,5
Azot całkowity 86
5
BZT5 640
27,4
CHZT 828
0,993
Fosforany 16,73
1,01
Fosfor ogólny 20,70
5,9
Zasadowość ogól. 9,8
5
Zawiesina ogól. 417
9
2011-10-02
Ogólny przegląd elementów oczyszczalni
Ścieki surowe. Dopływ
OCZYSZCZANIE WST
PNE
(np Kraty, sita piasko nik)
(np: Krat sita, piaskownik)
A Odpady wstępne
1° OCZYSZCZANIA
(skratki, piasek itp.)
Osadnik
wstępny
2° OCZYSZCZANIA
(np: Osad czynny,
Reaktor
Złoże biologiczne,
B Osad wstępny
Zwykle na
biologiczny
Staw ściekowy,
składowisko
Oczyszczalnia gruntowa)
Osadnik
OSADY
Clarifier
wtórny
ÅšCIEKOWE
DEZYNFEKCJA
C Osad wtórny
?
Przeróbka
i zagospodarowanie
Åšcieki oczyszczone
osadów
Zrzut do odbiornika
Dlaczego taki układ oczyszczania?
10
2011-10-02
Kraty
Piaskownik
Sł ż dji
Służy do separacji
zawiesin ziarnistych
11
2011-10-02
Piaskownik
UrzÄ…dzenia kompaktowe
12
2011-10-02
Osadnik wstępny
Åšcieki mech. ocz
Osad wstępny
Åšcieki surowe
Osadnik wstępny
13
2011-10-02
Åšcieki surowe a mechanicznie oczyszczone
Badania fizyko-chemiczne
Badania fizyko chemiczne
Åšcieki
Åšcieki surowe mechanicznie
Badany parametr
oczyszczone
11%
Azot ogólny 75,0 67,0
BZT5 460,0 290,0
37%
CHZT 929,0 554,0
41%
Fosforany 9,85 9,20
5%
5%
Fosfor ogólny 12 30 11 70
Fosfor ogólny 12,30 11,70
Zawiesina
480,0 126,7
74%
ogól.
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
przyspieszajÄ…c proces
oczyszczania
14
2011-10-02
Biologiczne oczyszczanie ścieków - idea
W osadniku wtórnym,
W reaktorze namnaża się biomasa,
kłaczki osadu czynnego
usidlane sÄ… zanieczyszczenia.
oddzielane sÄ… od
W odpływie z reaktora
Utrzymywana w reaktorze biomasa
ścieków oczyszczone
nie ma zanieczyszczeń,
oraz usidlone zanieczyszczenia zwane
ścieki odpływają do
obecne za to są kłaczki
sÄ… osadem czynnym
odbiornika
osadu czynnego
Biologiczne oczyszczanie ścieków - idea
Åšcieki  przebywajÄ… w oczyszczalni
 p y jÄ… y
kilkanaście - kilkadziesiąt godzin.
Bakteriom trzeba zapewnić przynajmniej kilka
j
dni na rozwój
Musimy więc odseparowane bakterie zawracać
na początek układu
15
2011-10-02
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Ścieki surowe. Dopływ
OCZYSZCZANIE WST
PNE
(np Kraty, sita piaskownik)
(np: Krat sita, piasko nik)
A Odpady wstępne
1° OCZYSZCZANIA
(skratki, piasek itp.)
Osadnik
wstępny
2° OCZYSZCZANIA
(np: Osad czynny,
Reaktor
Złoże biologiczne,
B Osad wstępny
Zwykle na
biologiczny
Staw ściekowy,
składowisko
Oczyszczalnia gruntowa)
Osadnik
OSADY
Clarifier
wtórny
ÅšCIEKOWE
DEZYNFEKCJA
C Osad wtórny
?
Przeróbka
i zagospodarowanie
Åšcieki oczyszczone
osadów
Zrzut do odbiornika
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Utlenianie do CO2
ZwiÄ…zki
organiczne
Asymilacja
( b d i )
(wbudowywanie)
w biomasÄ™
heterotrofów
16
2011-10-02
Usuwanie związków organicznych
ZwiÄ…zki organiczne+ O2 + NH4+ = CO2 + H2O + bakterie+ H+
i ki i b k i
ZwiÄ…zki organiczne+ NO3 + NH4+ = CO2 + H2O + N2
+ Bakterie+ OH + H+
Biologiczne oczyszczanie ścieków
Nitryfikacja + denitryfikacja
NIT: NH4 + O2 NO3
DENIT: NO3 + zw. org. N2
Azot
Asymilacja (wbudowywanie)
w biomasę heterotrofów oraz
autotrofów
17
2011-10-02
Nitryfikacja i denitryfikacja
Nitryfikacja (p. autotroficzny)
NH4+ + 1.5 O2 = NO2 + 2 H+ + H2O (Nitrosomonas)
NO2 + 0.5 O2 = NO3 (Nitrobacter)
Denitryfikacja (p. heterotroficzny)
Denitryfikacja (p. heterotroficzny)
ZwiÄ…zki organiczne+ NO3 + NH4+ = CO2 + H2O + N2
+ Baktierie+ OH + H+
Uwaga! Aby denitryfikacja zachodziła, wymagany jest brak tlenu!!
Biologiczne oczyszczanie ścieków
U i i U !!
Usuwanie w procesie Uwaga!!
wzmożonej biologicznej Wymagane
defosfatacji przemienne warunki
(p. heterotroficzny) beztlenowe i tlenowe
Fosfor
Asymilacja (wbudowywanie)
w biomasę heterotrofów i
autotrofów
18
2011-10-02
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.
19
2011-10-02
Układ oczyszczania ścieków projektowany na zajęciach
KB (AN) KD (AX) KN (OX)
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
20
2011-10-02
Układ oczyszczania ścieków projektowany na zajęciach
KB (AN) KD (AX) KN (OX)
Komora anoksyczna
Denitryfikacja (redukcja azotanów, przyrost bakterii
hetrotroficznych, usuwanie związków organicznych)
Tutaj trafia recyrkulacja azotanów z komory tlenowej
21
2011-10-02
Układ oczyszczania ścieków projektowany na zajęciach
KB (AN) KD (AX) KN (OX)
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
22