2011-11-24
Oczyszczanie ścieków  projekt
zajęcia VII
ProwadzÄ…cy: Marta Knap
Piotr Balbierz
Plan zajęć
1. Wyznaczenie ilości powstających osadów
na oczyszczalni oraz bilans masy osadów
2. Dobór zagęszczaczy grawitacyjnych
3. Dobór zagęszczaczy mechanicznych
4. Dobór zamkniętych komór
fermentacyjnych (WKF)
5. Dobór zbiorników nadawy
6. Dobór urządzeń do odwadniania
1
2011-11-24
Obliczenia ilości powstających osadów
Jakie osady powstajÄ… na oczyszczalni ??
Wstępne, pośrednie, wtórne
Schemat gospodarki osadowej
Osadnik
wstępny
Osadnik
wtórny
SMOO Cel: zmniejszenie
Grawitacyjne
ilości osadów-co
zagęszczanie
umożliwi
osadów
zmniejszenie komór
fermentacyjnych
Mechaniczne
Zamknięta
zagęszczanie
komora
osadów
fermentacyjna
Zbiornik
nadawy
2
2011-11-24
Obliczenia ilości powstających osadów
" osady wstępne
" osady pośrednie
" osady wtórne (nadmierne)
Masa osadów wstępnych
Dane wyjściowe:
" QNOM = 24216 m3/d
" C0 = 529 g/m3
" · = 70%
3
2011-11-24
Masa osadów wstępnych
zaw
Cp Å"Q
SMOSwst =· Å"
1000
529Å" 24216
SMOSwst = 70%Å"
1000
SMOSwst = 8967 kg / d
Masa osadów wstępnych została już policzona w pkt. 6.4 !!!
Masa osadów wtórnych
Moswt = Mosbiol + Mosinert + Mosmineral + Moschem, kg sm/ d
Moswt - masa osadów wtórnych, kg sm/d
Mosbiol - masa osadów z biologicznego
oczyszczania ścieków, kgsm/d
Mosinert - masa osadów inertnych, części org.
osadów biologicznych, nierozkładalne kgsm/d
Mosmineral - masa osadów mineralnych, kgsm/d
Moschem - masa osadów powstających w wyniku
chemicznego wspomagania biologicznego
oczyszczania ścieków, kgsm/d
4
2011-11-24
Masa osadów z biologicznego oczyszczania
biol
M = Q(Co - Ce )Å" "X [kgsm / d]
os j
" Mosbiol  produkcja osadów biologicznych,
[kgsm/d]
" Q - natężenie przepływu ścieków,
" Co wartość wskaz
nika BZT5 na dopływie do
stopnia biologicznego,
" Ce  wartość wskaz
nika BZT5 na odpływie ze
stopnia biologicznego,
" Xj  jednostkowa produkcja osadów
Masa osadów z biologicznego oczyszczania
biol
M = Q(Co - Ce )Å" "X [kgsm / d]
os j
" Q = 24216 m3/d ,
" Co = 326 gO2/m3,
" Ce = 15 gO2/m3,
" Xj = 0,67 kgsm/kgBZT5
1,03Å" 24216Å"(326 -15)Å" 0,67
biol
M = =5197 kgsm / d
os
1000
Masa osadów z biologicznego oczyszczania została już
policzona w pkt. 8.11 !!!
5
2011-11-24
Masa osadów inertnych
Mosinert = Q Å" fi Å"(Io - Ie), kgsm / d
" fi  współczynnik uwzględniający
stabilizację osadów inertnych,
" Io  stężenie zawiesin inertnych w
dopływie, kgsm/m3
" Ie = 0  stężenie zawiesin inertnych w
odpływie, kgsm/m3
Masa osadów inertnych
WO=13,2d
fi=0,75
6
2011-11-24
Masa osadów inertnych
Stężenie zawiesin inertnych w dopływie do
bloku technologicznego oblicza siÄ™ wg
wzorów:
0,09Å"ChZTo
Io = [gsm / m3]
1,5
0,16Å" BZT5o
Io = [gsm / m3]
1,5
Wybieramy wartość bardziej niekorzystną !!
Masa osadów inertnych
0,16Å" BZT5
0,16Å" 444
I = = = 47,4 g sm / m3
o
1,5 1,5
0,09Å"ChZT
0,09Å"938
Io = = = 56,3 g sm / m3
1,5 1,5
Mosinert = Q Å" fi Å"(Io - Ie), kgsm / d
56,3 - 0
inert
M = 1,03Å" 24216 Å"0,75Å" = 1053 kg sm / d
os
1000
7
2011-11-24
Masa osadów mineralnych
min
M = Q Å" Co Å" (1-·) Å" e, kg sm / d
os
" Mosmin  masa osadów mineralnych z zawiesin
doprowadzanych do części biologicznej, kg sm/d
" Co stężenie zawiesin w ściekach surowych
" ·  sprawność usuwania zawiesin ogólnych w
stopniu mechanicznym
" e  udział zawiesin mineralnych w ogólnej ilości
zawiesin
Masa osadów mineralnych
" Co = 529 g sm/m3
" · = 0,7
" e -z przedziału (0,2-0,3), przyjęto e = 0,2
min
M = Q Å" Co Å" (1-·) Å" e, kg sm / d
os
min
M = 24216Å"529Å"(1- 0,7)Å"0,2 = 769 kg sm / d
os
8
2011-11-24
Masa osadów chemicznych
SkÄ…d siÄ™ biorÄ… osady chemiczne ??
Z chemicznego strÄ…cania fosforu
Masa osadów chemicznych
Dane wyjściowe do obliczeń:
" C - stężenie fosforu w ściekach
P M
kierowanych do bloku biologicznego,
" CP O - stężenie fosforu w ściekach
oczyszczonych,
" "Xbiol - produkcja osadu,
" "Xbiol org.- biomasa biologicznie czynna: 70%
9
2011-11-24
Masa osadów chemicznych
" Założono 4 % wbudowanie fosforu w
biomasÄ™.
" Do chemicznego strÄ…cania fosforu
przewidziano stosowanie siarczanu
glinowego. Z 1 g usuwanego fosforu
powstaje 6,45 gsm osadu (qj = 6,45 gsm/g
usuwanego P).
Masa osadów chemicznych
Wartości na1gPusuwanego
Wartości na 1 g P usuwanego
L.p. Koagulant
L.p. Koagulant
Zużycie*, g Masaosadu**, gsm
Zużycie *, g Masa osadu **, g sm
1 2 3 4
1 2 3 4
1
1
Al2(SO4)3 · 18H2O 21,48g/gPus 6,45gsm/gPus
Al2(SO4)3 · 18H2O 21,48 g/gPus 6,45 g sm/gPus
2
2
FeSO4 · 7H2O 17,93g/gPus 8,32gsm/gPus
FeSO4 · 7H2O 17,93 g/gPus 8,32 g sm/gPus
3
3
Fe2(SO4)3 · 9H2O 18,13g/gPus 8,32gsm/gPus
Fe2(SO4)3 · 9H2O 18,13 g/gPus 8,32 g sm/gPus
4
4
FeCl3 · 6H2O 17,45g/gPus 8,32gsm/gPus
FeCl3 · 6H2O 17,45 g/gPus 8,32 g sm/gPus
5
5
FeCl3 10,48g/gPus 8,32gsm/gPus
FeCl3 10,48 g/gPus 8,32 g sm/gPus
10
2011-11-24
Masa osadów chemicznych
" C =11,7 gP/m3,
P M
" CP O =1,0 gP/m3,
" Å‚adunek poczÄ…tkowy fosforu 291 kgP/d
" "Xbiol = 5197 kgsm/d
" "Xbiol org. =70% tj. 3637,9 kgsmo/d
" Założono 4 % wbudowanie fosforu w
biomasę. Zatem ilość wbudowanego
fosforu wynosi:
3637,9 kgsmo/d · 0,04 = 145,5 kgP/d
Masa osadów chemicznych
Stężenie fosforu w ściekach po biologicznej
defosfatacji:
A
K = A
pocz. - A
wbudowany
A
K = 291 kgP/d  145,5 kgP/d
A
K = 145,5 kgP/d
145,5kgP / d Å"1000
CPbiol = = 6,0 gP / m3
24216m3 / d
11
2011-11-24
Masa osadów chemicznych
Ilość fosforu do usunięcia na drodze
chemicznej
"PCHEM = 6,0 g P/m3  1,0 g P/m3
"PCHEM = 5,0 g P/m3
Masa osadów chemicznych
Zatem dobowa ilość osadu chemicznego
wyniesie:
"X = QnomÅ" "PÅ" q
CHEM j
24216 m3 / d Å"5,0 gP / m3 Å" 6,45 gsm / gP
"X =
CHEM
1000
"X = 781kgsm / d
CHEM
12
2011-11-24
Bilans masy osadów
Masa osadów [kgsm/d]
L.p. Rodzaj osadu
ogólna mineralna organiczna
1 Wstępny 8967 1793 (20%) 7174 (80%)
2 Nadmierny biologiczny 5197 1039 (20%) 4158 (80%)
3 Inertny 1053 1053 -
4 Mineralny 769 769 -
5 Strącanie fosforanów 781 781 -
Razem surowe: 16767 5435 11332
Po fermentacji 12777 5978 6799
Objętość osadów
" PrzyjÄ™to staÅ‚Ä… gÄ™stość osadu Á = 1025 kg/m3
" Osad po osadniku wstępnym U = 96,0%
" Osad po zagęszczaniu grawitacyjnym U = 94,0%
" Osad po osadniku wtórnym U = 99,0%
" Osad po zagęszczaniu mechanicznym U = 94,0%
" Osad po zamkniętej komorze fermentacyjnej U =??%
" Osad po zbiorniku nadawy U = 93,0%
" Osad po stacji mechanicznego odwadniania osadu U = 80,0%
SM Å"100
V =
(100 -U ) Å" Á
13
2011-11-24
Wyznaczenie uwodnienia osadu po WKF
" SM po procesie fermentacji  tabela bilansu
osadów
" V po procesie fermentacji (90% objętości
osadów wprowadzanych do procesu)
3
V = 0,9 Å"Vsur zagÄ™sz = 0,9 Å" 239 = 215 m / d
przeferm
SM Å"100
U = 100 -
V Å" Á
12777 Å"100
U = 100 - = 94,2%
215 Å"1025
Objętość osadów
" PrzyjÄ™to staÅ‚Ä… gÄ™stość osadów Á = 1025 kg/m3
" Osad po osadniku wstępnym U = 96,0%
" Osad po zagęszczaniu grawitacyjnym U = 94,0%
" Osad po osadniku wtórnym U = 99,0%
" Osad po zagęszczaniu mechanicznym U = 94,0%
" Osadów po zamkniętej komorze fermentacyjnej U =94,2%
" Osad po zbiorniku nadawy U = 93,0%
" Osadów po stacji mechanicznego odwadniania osadów
U = 80,0%
14
2011-11-24
Bilans osadów
Objętość osadów
" KomorÄ™ fermentacyjnÄ… projektujemy na
łączną objętość osadów zagęszczonych
(zagęszczony osad wstępny + zagęszczony
osad nadmierny)
" Po procesie fermentacji osad ulegnie
upłynnieniu, zatem pozostałe urządzenia
po komorze fermentacyjnej będą liczone
na innÄ… suchÄ… masÄ™
15
2011-11-24
Stan skupienia w funkcji jego uwodnienia
Zawartość wody w Stan skupienia Proces
Zawartość wody w Stan skupienia Proces
Postać wody
Postać wody
osadzie [%] osadu przeróbki
osadzie [%] osadu przeróbki
1 2 3 4
1 2 3 4
100  96 bardzo ciekły
100  96 bardzo ciekły
woda wolna, grawitacyjna, między-
woda wolna, grawitacyjna, między-
96  92 ciekły
96  92 ciekły
zagęszczanie
zagęszczanie
czÄ…steczkowa
czÄ…steczkowa
92  88 trudno płynący
92  88 trudno płynący
88  80 papkowaty
88  80 papkowaty
80  70 ciastowaty
80  70 ciastowaty
woda fizycznie i chemicznie
woda fizycznie i chemicznie
odwadnianie
odwadnianie
70  60 mokrej ziemi
70  60 mokrej ziemi
zwiÄ…zana, woda kapilarna
zwiÄ…zana, woda kapilarna
60  50 wilgotnej ziemi
60  50 wilgotnej ziemi
suszenie,
suszenie,
50  30 suchej ziemi woda adsorpcyjna, higroskopijna,
50  30 suchej ziemi woda adsorpcyjna, higroskopijna,
spalanie,
spalanie,
30  0 pylasty woda biologicznie zwiÄ…zana
30  0 pylasty woda biologicznie zwiÄ…zana
zgazowanie
zgazowanie
UrzÄ…dzenia gospodarki osadowej
" Zagęszczacze grawitacyjne osadów
wstępnych
" Stacja zagęszczania osadów nadmiernych
(zagęszczanie mechaniczne)
" Zamknięta komora fermentacyjna
(stabilizacja osadu)
" Stacja mechanicznego odwadniania
osadów
16
2011-11-24
Dobór zagęszczaczy grawitacyjnych
" Zakładamy ciągłą pracę zagęszczacza
24h/d
" Projektujemy zagęszczacze grawitacyjne
na czas przetrzymania T = 6h
" Projektujemy tyle zagęszczaczy
grawitacyjnych ile mamy osadników
wstępnych (minimum 2)
Dobór zagęszczaczy grawitacyjnych
" Dobowa ilość osadów wstępnych :
Qos,wst. niezagęsz = 219 m3/d : 24 = 9,13 m3/h
" Pojemność zagęszczacza:
V= 6 h x 9,13 m3/h = 54,8 m3/h
Z katalogu Centrum Techniki Komunalnej  system
UNIKLAR dobrano dwa zagęszczacze grawitacyjne
osadu typ ZGPp-4,5 o pojemności czynnej 47,8 m3 i
średnicy 4,5 m.
17
2011-11-24
Dobór zagęszczaczy mechanicznych
" Zakładamy pracę zagęszczarek
mechanicznych na 2 zmiany
" Projektujemy 2 zagęszczarki mechaniczne
" W przypadku awarii zakłada się pracę
jednej zagęszczarki na 3 zmiany
Dobór zagęszczaczy mechanicznych
" Dobowa ilość osadów wtórnych
Qos,wtór. niezagęsz = 685 m3/d :16 = 42,8m3/h
Dobrano 2 zagęszczacze mechaniczne
Turbodrain TDC 08 firmy Bellmer
o wydajności 10 - 40 m3/h.
18
2011-11-24
Dobór komór fermentacyjnych - wytyczne
Za podstawę do obliczeń zamkniętych komór
fermentacyjnych przyjmuje siÄ™
następujące wielkości:
" czas fermentacji (zależny od temperatury
prowadzenia procesu),
" ilość osadu surowego zagęszczonego,
" obciążenie komory osadem
Dobór komór fermentacyjnych - objętość
" Qnadm,zagęszcz  114 m3/d
" Qwstępny,zagęszcz  125 m3/d
" T  20d (czas hydraulicznego przetrzymania i
jednocześnie czas fermenatcji)
V = Q Å"T
V = Qnadm _ zagÄ™sz + Qwst _ zagÄ™sz Å"T
( )
V = 114 +125 Å" 20 = 4780 m3
( )
19
2011-11-24
Dobór komór fermentacyjnych 
obciążenie komory
" Dopuszczalny zakres obciążenia komory
osadem wynosi
OV = 1,6÷4,8 kg smo/m3d
" A
adunek suchej masy org. osadu surowego
podawanego do WKF:
Msmo  11 332 kg smo/d
Msmo 11332 kg smo
OV = = = 2,37
VWKFz 4780 m3 Å" d
Dobór komór fermentacyjnych - gabaryty
" Ilość komór fermentacyjnych: 2 - 4
Wymagana objętość komór:
VWKF = 239 m3/d · 20 d = 4780 m3
Z katalogu UNIKLAR dobrano 3 komory
fermentacyjne WKFz 15,00 o pojemności 1870 m3.
20
2011-11-24
Dobór zbiorników nadawy
" Projektujemy tyle zbiorników ile jest komór
fermentacyjnych (minimum 2)
" Objętość zbiorników wyznaczamy na Q osadów
przefermentowanych
" Zakładamy ciągłą pracę zbiorników nadawy
24 h/d
" Projektujemy zbiorniki na czas uśredniania
osadów T = 6 h
" Jako zbiorniki nadawy dobierać zag. grawitacyjne
Dobór zbiorników nadawy
Qos., przeferment. = 215 m3/d
215 m3/d : 24 = 9,0 m3/h
Wymagana objętość zbiorników:
V = 9,0 m3/h 6 h = 54 m3
Z katalogu Uniklar dobrano 3 zbiorniki ZGPP  3,0
o objętości V = 21,3 m3.
21
2011-11-24
Dobór SMOO
" Zakładamy pracę urządzeń
odwadniających na 2 zmiany przez cały
rok
" Projektujemy 2 urzÄ…dzenia odwadniajÄ…ce
" W przypadku awarii zakłada się pracę
jednego urzÄ…dzenia na 3 zmiany
Dobór SMOO
Dobowa ilość osadów po zbiorniku nadawy:
Qos, po ZN = 166 m3/d
166 m3/d : 16 = 10,4 m3/h
Z katalogu dobrano 2 urzÄ…dzenia RoS 3
firmy HUBER o wydajności 2-10 m3/h.
22
2011-11-24
Uwagi końcowe
Dla dobranych zbiorników policzyć
rzeczywiste czasy przetrzymania osadów !!
23