8.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie
oczyszczonych :
- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ…,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ… i denitryfikacjÄ…,
oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :
- RLM = 50 000, BZT5 = 350 g O2/m3, Azot TKN = 60 g N/m3
Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego
S Amonif Asymi nitr denitr
Norg 30 1 1 1 1
NNH4 30 59 (59-15)=44 1 1
NN03 0 0 0 43 13
NTkn 60 60 45 2 2
Nog 60 60 45 47 15
NTkn =NNH4+Norg Nog =NTKN+NNO3
Dla RLM 50 000 patrz tabela BZT5 = 15
NB=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (350-15)*0,045 = 15,07 = 15 gN/m3. Odejmujemy w
ansymilacji od azotu amonowego.
Zalecane z tabeli zad1 by było na wylocie 15 gN/m3.
9.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie
oczyszczonych :
- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ…,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ… i denitryfikacjÄ…,
oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :
- RLM = 120 000, BZT5 = 450 g O2/m3, Azot TKN = 50 g N/m3
dla RLM 120 000 odczytuje z tabeli z zadania 1 BZT5 = 15 g O2/m3; oraz azot ogólny na
wylocie z oczyszczalni Nog = 10 gN/m3.
Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego
S Amonif Asymi nitr denitr
Norg 25 1 1 1 1
NNH4 25 49 (49-20)=29 1 1
NN03 0 0 0 28 8
NTkn 50 50 30 2 2
Nog 50 50 30 30 10
NTkn =NNH4+Norg Nog =NTKN+NNO3
NB=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (450-15)*0,045 = 19,57 = 20 gN/m3. Odejmujemy w
ansymilacji od azotu amonowego.
10.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i
biologicznie oczyszczonych :
- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ…,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ… i denitryfikacjÄ…,
oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :
- RLM = 80 000, BZT5 = 400g O2/m3, Azot TKN = 80 g N/m3
dla RLM 80 000 odczytuje z tabeli z zadania 1 BZT5 = 15 g O2/m3; oraz azot ogólny na
wylocie z oczyszczalni Nog = 15 gN/m3.
Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego
S Amonif Asymi nitr denitr
Norg 40 1 1 1 1
NNH4 40 79 (79-17)=62 1 1
NN03 0 0 0 61 13
NTkn 80 80 63 2 2
Nog 80 80 63 63 15
NTkn =NNH4+Norg Nog =NTKN+NNO3
NB=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (400-15)*0,045 = 17,3 = 17 gN/m3. Odejmujemy w
ansymilacji od azotu amonowego.
11.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie
oczyszczonych :
- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ…,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ… i denitryfikacjÄ…,
oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :
- RLM = 150 000, BZT5 = 550 g O2/m3, Azot TKN = 70 g N/m3
dla RLM 150 000 odczytuje z tabeli z zadania 1 BZT5 = 15 g O2/m3; oraz azot ogólny na
wylocie z oczyszczalni Nog = 10 gN/m3.
Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego
S Amonif Asymi nitr denitr
Norg 35 1 1 1 1
NNH4 35 69 (69-24)=45 1 1
NN03 0 0 0 44 8
NTkn 70 70 46 2 2
Nog 70 70 46 46 10
NTkn =NNH4+Norg Nog =NTKN+NNO3
NB=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (550-15)*0,045 = 24,07 = 24 gN/m3. Odejmujemy w
ansymilacji od azotu amonowego.
12.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i
biologicznie oczyszczonych :
- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ…,
- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacjÄ… i denitryfikacjÄ…,
oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :
- RLM = 70 000, BZT5 = 380 g O2/m3, Azot TKN = 55 g N/m3
dla RLM 70 000 odczytuje z tabeli z zadania 1 BZT5 = 15 g O2/m3; oraz azot ogólny na
wylocie z oczyszczalni Nog = 15 gN/m3.
Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego
S Amonif Asymi nitr denitr
Norg 27,5 1 1 1 1
NNH4 27,5 54 (69-16)=45 1 1
NN03 0 0 0 44 8
NTkn 55 55 46 2 2
Nog 55 55 46 46 10
NTkn =NNH4+Norg Nog =NTKN+NNO3
NB=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (380-15)*0,045 = 16,4 = 16 gN/m3. Odejmujemy w
ansymilacji od azotu amonowego.
19.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem
czynnym ( bez nitryfikacji , denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji ).
Oczyszczanie ścieków za pomocą osadu czynnego polega na wytworzeniu w objętości
ścieków kłaczków o wymiarze 50 - 100 mm o bardzo silnie rozwiniętej powierzchni. Kłaczki
zbudowane są z mineralnego jądra koloru brązowego lub beżowego, a na powierzchni w
śluzowej otoczce zawierają liczne bakterie z grupy heterotrofów takich
jak Acinetebacterium, Pseudomonas,Zoogloea, Enterobactericeae, Aeromonas, Flavobacteriu
m, Achromobacter i Micrococus. Zanieczyszczenia organiczne sÄ… absorbowane na
powierzchni kłaczków i mineralizowane na skutek procesów metabolizmu zachodzących w
mikroorganizmach. Aby zapewnić prawidłowy przebieg procesu, kłaczki powinny być
równomiernie unoszone w masie ścieków przepływającej przez komorę napowietrzania.
Metoda osadu czynnego wymaga doprowadzenia tlenu jako
substratu bioutleniania zanieczyszczeń organicznych. Aby zagwarantować bakteriom warunki
3
tlenowe, stężenie tlenu rozpuszczonego w ściekach powinno wynosić > 0,5 mg/dm [5].
Proces ten może być również stosowany do usuwania ze ścieków amoniaku, siarkowodoru i
innych gazów w nich rozpuszczonych. Aktywizują się wówczas bakterie z grupy autotrofów,
takie
jak Nitrosomonas, Nitrosococcus i Nitrobacter orazBeggiatoa, Thiotrix, Thioploca i Thiobacil
lus thioparus.
Powstawanie osadu czynnego w komorze napowietrzania wymaga czasu. Aby czas ten
skrócić, można stosować szczepienie osadu przez dodanie pewnej jego ilości ze ścieków
wcześniej oczyszczonych. Stałe utrzymanie kłaczków w stanie zawieszonym wymaga
intensywnego mieszania zawartości reaktora. Stosuje się różne metody od mieszania
mechanicznego po dysze napowietrzające, które łączą w działaniu funkcję mieszadeł i
aeratorów (turbin napowietrzających), a także jedne i drugie razem. Proces mieszania i
napowietrzania jest energochłonny. Nowoczesne konstrukcje mieszadeł i aeratorów poprzez
odpowiednie dobranie kształtów łopat i dysz zapewniają napowietrzanie
tzw. drobnopęcherzykowe, co poprawia skuteczność operacji przy optymalnym zużyciu
energii elektrycznej.
Po zakończeniu procesu napowietrzania ścieki kierowane są do osadnika wtórnego, gdzie
następuje oddzielenie osadu czynnego od cieczy. Nadmiarowy osad poddawany jest
odwodnieniu i suszeniu, ciecz zrzucana do odbiorników jakimi mogą być np. stawy rybne, a
następnie odprowadzana do cieków naturalnych. Stawy rybne stanowią również element
kontroli jakości odprowadzanej wody. Mogą być też traktowane jako zbiorniki buforowe w
przypadku awarii urządzeń oczyszczających. Woda w stawach ulega dalszemu
samooczyszczeniu. Zaletą oczyszczania za pomocą osadu czynnego jest duża skuteczność
przy niewielkim zapotrzebowaniu na teren (BZT5 i zawiesiny do 95%, bakterie
chorobotwórcze do 98%). Wadą - wrażliwość mikroorganizmów na związki toksyczne i inne
czynniki wpływające na ich rozwój.
20. Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem
czynnym z nitryfikacją ( bez denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji ).
Przez pojęcie biologiczne (a ściślej biochemiczne) oczyszczanie ścieków należy
rozumieć wszystkie te procesy, w których do usuwania zanieczyszczeń obecnych w
ściekach wykorzystuje się przemiany metaboliczne prowadzone przez różne grupy
drobnoustrojów. Oczyszczanie biologiczne jest więc, w najszerszym pojęciu,
naśladownictwem procesów występujących normalnie w przyrodzie, z tą różnicą, że dla
ich niezakłóconego przebiegu i intensyfikacji tworzy się specjalnie warunki poprzez
odpowiednie zabiegi techniczne.
Oczyszczenie ścieków metodą tlenowego osadu czynnego polega na ich
napowietrzaniu z zawiesiną mikroorganizmów (tzw. osadem czynnym) w specjalnych
komorach (reaktorach biologicznych). Osad czynny jest skupiskiem kłaczków
mikroorganizmów wodnych (bakterii i pierwotniaków), które rozwijają się intensywnie w
warunkach zwiększonej podaży substratów i tlenu, a także zawiesin doprowadzanych do
reaktora biologicznego ze ściekami oraz frakcji martwych powstających z obumierania
bytujących mikroorganizmów. W tych reaktorach biologicznych następuje kontakt osadu
czynnego z substancjami zanieczyszczającymi ścieki. W wyniku wielu powiązanych ze
sobą procesów fizykochemicznych i biochemicznych zanieczyszczenia  wychwytywane
sÄ… przez zawiesinÄ™ osadu czynnego, a bytujÄ…ce w niej mikroorganizmy wykorzystujÄ… je
w tlenowych procesach przemiany materii jako z
ródła energii lub substancje budulcowe
w szlakach katabolicznych i anabolicznych tych mikroorganizmów. Wykorzystanie
zanieczyszczeń powoduje ich usunięcie ze ścieków. Produktami tych przemian są różne
substancje, w tym: dwutlenek węgla, woda, siarczany, azotany, a także energia i
przyrastająca biomasa mikroorganizmów. Po procesie zachodzi więc konieczność
oddzielenia osadu od oczyszczonych ścieków, co najczęściej realizowane jest w
osadnikach wtórnych.
Celem podstawowym oczyszczania biologicznego (w procesie tlenowego osadu
czynnego) jest usuwanie ze ścieków związków organicznych rozpuszczonych,
koloidalnych oraz bardzo drobnych zawiesin nieopadajÄ…cych. W sprzyjajÄ…cych
warunkach technologicznych zachodzić może również utlenianie azotu amonowego
poprzez azotyny do azotanów, tzw. proces nitryfikacji.
Mechanizm procesu biologicznego oczyszczania polega na:
" utlenianiu części związków organicznych przez bakterie heterotroficzne
" wiązaniu części związków organicznych w biomasie mikroorganizmów
prowadzących proces (ta część związków organicznych nie jest utleniania).
Związki organiczne + tlen + substancje pożywkowe + mikroorganizmy = nowe
mikroorganizmy + CO2 + H2O
Efektywność oczyszczania w procesie osadu czynnego zależy od:
" podatności związków organicznych na przyswajanie przez mikroorganizmy,
" wieku osadu,
3
" ilości i rodzaju aktywnych mikroorganizmów w komorze osadu czynnego,
" czasu przetrzymania (hydraulicznego,
" warunków prowadzenia procesu: stężenia tlenu, zawartości substancji
pożywkowych (N, P, K), pH, temperatury, obecności substancji toksycznych,
" odpowiedniej intensywności mieszania, wydajności procesu napowietrzania,
" właściwej recyrkulacji osadu
" właściwej eksploatacji całego układu.
21.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem
czynnym z nitryfikacją , denitryfikacją ( bez wzmożonej biologicznej defosfatacji ).
Nitryfikacja biegnie tylko w warunkach tlenowych, według poniższych reakcji:
Warunkiem zajścia nitryfikacji jest obecność nitryfikatów w osadzie czynnym. Nitryfikaty
mają długi czas generacji, zatem średni czas przetrzymania cząstek osadu w komorze
napowietrzania (średni wiek osadu) musi być odpowiednio długi, aby nitryfikaty powstały i
odpowiednio się namnożyły.
Warunek skutecznej nitryfikacji:
10o C
WOmin,nit H" (7 ÷10)d
WO e" WOmin,nit
Denitryfikacja zachodzi wyłącznie w warunkach anoksychnych, w których stężenie tlenu
rozpuszczonego nie przekracza O2 < 0,5 g/m3. Reakcja denitryfikacji zachodzi w następujący
sposób:
zwiÄ…zki org. + NO3- CO2 + H2O + ½ N2 + OH-
biologicznie bakterie
rozkładalne heterotroficzne
Zużycie związków organicznych:
 ~ 3 g BZT5/g N-NO3- zdenitryfikowanego
Aby zrealizować taki system można zastosować układ MLE- Modified Ludzak - Entinger
system:
Warunkiem wystÄ…pienia nitryfikacji w tym systemie jest:
VKN +VKD
WO e" WOmin,nit , d
VKN
VKD  zależy od niezbędnego stopnia denitryfikacji
(VKD H" (30 ÷ 60 )% z (VKN + VKD))
T = (VKN + VKD)/Q0 rzędu kilkunastu godzin
22.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem
czynnym z nitryfikacją , denitryfikacją i wzmożoną biologiczną defosfatacją.
 Specjalne bakterie heterotroficzne (BHP) są w stanie zgromadzić w komórce nawet > 20%
P. Bakterie takie (bakterie heterotroficzne akumulujące P, BHP (PAO)) mogą być obecne w
znacznych ilościach w osadzie czynnym, gdy osad jest naprzemiennie poddawany warunkom
beztlenowym i tlenowym. Wtedy osad nadmierny (zawierający dużo BHP) zawiera dużo P, a
więc ilość usuwanego fosforu jest duża.
Aby zaszły odpowiednie procesy zwykle wykorzystuje się układ A2/O:
Warunkiem wystÄ…pienia nitryfikacji jest:
VKB +VKD +VKN
WO e" WOmin,nit , d
VKN
~ (7 ÷ 10)d dla 10ºC
29.Od czego zależy zapotrzebowanie na powietrze w procesie osadu czynnego ?
Zapotrzebowanie na powietrze zależy od:
-natężenia przepływu ścieków QN i dopływu napowietrzania do wód
-od stopnia denitryfikacji
-stopnia nitryfikacji
-wymaganego wieku osadu
-stężenia związków organicznych w ściekach
-przyrostu osadu organicznego
-temperatury
-wartości BzT5 i stężenia NH4 w ściekach surowych oczyszczonych
30.Co to jest wiek osadu ? Od czego zależy ?
Jest to średni czas przebywania kłaczków osadu czynnego w układzie. WO=1-40dób.
Zależy od efektu ekologicznego.
Wiek osadu przyjmuje się do niezbędnych efektów oczyszczania ścieków,czyli wymaganego
stopnia zmniejszenia zanieczyszczeń.
31. Jak utrzymuje się stały wiek osadu w procesie oczyszczania osadem czynnym ?
Kontrola procesu polega na usuwaniu osadu nadmiernego w zależności od stężenia zawiesin
w komorze osadu czynnego. Dzięki spuszczeniu nadmiernego osadu automatycznie skraca się
wiek osadu,czyli średni czas przebywania kłaczków w komorze. Aby wiek osadu nie ulegał
zbytnim wahaniom należy usuwać nadmierny osad wielokrotnie w ciągu dnia.