Ścieki - mieszanina wód zużytych w gosp. domowych , w zakładach przemysłowych , zakładach usług komunalnych z wodami infiltrującymi do kanalizacji przez nieszczelność sieci .

W zależności od char. i pochodzenia wyróżnia się ścieki :

Bytowo gospodarcze - powstałe w gospodarstwach domowych i obiektów użyteczności publicznej , odpływy z łaźni , kuchni .

Przemysłowe - powstałe w różnorodnych procesach produkcyjnych np. Przetwórstwa rolno - spożywczego , produkcji materiałów włókienniczych , prod. leków , papieru , wycieki awaryjne gł. pochodzenia petrochemicznego .

Opadowe - pochodzące z opadów atmosferycznych - deszcz , śnieg , topniejący lód , wody pochodzące z mycia --> [Author:TG] placów i ulic .

Infiltracyjne ( drenażowe ) - pochodzące z odwodnienia terenu mogą dostawać się do kanalizacji przez nieszczelności , dostają się do oczyszczalni kanałami .

3 podstawowe typy kanalizacji :

Ogólnoskładna - ścieki bytowo - gospodarcze , przemysłowe i opadowe doprowadzane są d kanalizacji wspólnymi kanałami .

Rozdzielcza - 2 sieci : sanitarna doprowadzająca ścieki byt - gosp i przemysłowe , oraz sieć deszczowa zbierająca i doprowadzająca ścieki opadowe. Najczęściej doprowadzane bezpośrednio do odbiornika .

Półrozdzielcza - składają się z oddzielnej sieci sanitarnej i oddzielnej sieci deszczowej , od rozdzielczej różnie się tym , że sieć sanitarna przystosowana jest do odbioru pierwszych spływów deszczowych uzyskuje się to dzięki urządzeniom zwanym separatorami , które w pewnych miejscach łączą sieć opadową z sanitarną .

Ścieki dowożone - są dowożone na oczyszczalnie wozami asenizacyjnymi z części miast lub osiedli nie posiadających kanalizacji .

Sposoby oczyszczania ścieków :

1\ proces oczyszczania mechanicznego

2\usuwanie zawiesin łatwo opadających (gł. Piasek )

3\osadniki wstępne ( gł. Zawiesina organiczna , łatwo opadająca ) tzw . osadniki wstępne .

Po usunięciu piasku na większości oczyszczalni ścieki płyną do osadnika wstępnego , w którym następuje max usunięcie zawiesin łatwo opadających ( ciężar > od ciężaru wody - opadają na dno osadnika ) gł. organicznych w wyniku fiz. procesów sedymentacji . Żeby efektywność usuwania zawiesin była zadowalająca musi być zapewniony odpowiednio długi czas ścieków w osadniku oraz muszą być zminimalizowane zaburzenia furoulentne czyli zapewniona odpowiednio mała prędkość przepływu .

Co wpływa na proces sedymentacji

Efektywność pracy osadnika wstępnego zależy od:

1\ Obciążenie powierzchniowe osadnika i konfiguracja zbiornika - efektowność pracy osadnika zależy od wielkości powierzchni czynnej zbiornika , czyli dł.i szer . objętości zbiornika czyli powierzchni i głębokości i rozmieszczenia doprowadzenia i odprowadzenia ścieków .Powierzchnia osadnika ma wpływ na wielkość obciążenia hydraulicznego natomiast objętość wpływa na czas przetrzymywana ścieków.

Obciążenia hydrauliczne osadnika oblicza się ze wzoru

Q_n =Q\A [m³ /h /m² = m³ / m² h ]

A - powierzchnia rzutu osadnika w m²

Q - natężenia przepływu ścieków [m³ / h ]

Pow. Rzutu osadnika A może mieć kształt ( prostokąta , koła , kwadratu )

Obciążenia dla osadnika hydr. Powinno wynosić od 0,8 - 1,4 m³ /m² h

Czas przetrzymywania ścieków

Czas przetrzymywania ścieków w osadniku wstępnym określa czas w jakim jednostka objętości ścieków przepływająca z określonym natężeniem przepływa w zbiorniku

T=V\Q [m³\m³ \h = h]

V - obj osadnika wstępnego

Q - przepływ ścieków

Konstrukcja Wlotów i wylotów

Wloty i wyloty ścieków z osadnika wstępnego są zaopatrzone w specjalne błony spełniające ważną rolę w procesie sedymentacji .Wloty dzięki zainstalowanym defrektorom ( kierownic ) i innych elementów zmieniających prędkość wlotową i równomiernie rozprowadzające ścieki .

Odprowadzanie ścieków realizowane jest za pomocą pojedynczych lub kilku przelewów najczęściej pilastych , które zapobiegają dostawaniu się do odpływu części pływającej .Właściwe warunki odpływu zapewniają odprowadzenie sklarowanych ścieków z jednakowym natężeniem i zapobiegają powstawaniu w osadniku obszaru o większej prędkości przepływu .

Przelewy - krawędź w miejscu odpływu ścieków ma kształt piły ( przelewy pilaste )zapobiegają przed przedostawaniem się zanieczyszczeń pływających po powierzchni .

Chemiczne środki wspomagające

Stosuje się je w przypadku niezadowalającej sedymentacji zabiegu . Wadą stosowania środków wspomagających jest znacznie większa objętość powstających osadów.

Charakterystyka ścieków

A\ stopień zagnicia ścieków - zawiesiny na ściekach zawiłych sedymentują znacznie grzej niż w ściekach

świeżych ponieważ fermentacja zmniejsza rozmiar cząstek .

B\ charakter zawiesin - zawiesiny o dużej gęstości opadają znacznie szybciej niż zawiesiny lekkie cząstki które posiadają dużą wartość stosunku powierzchni do masy opadają wolno , zawiesiny o nie regularnym kształcie opadają wolno z powodu dużego oporu tarcia

C\ Temperatura - wysokie temp. obniżają szybkość sedymentacji , bo przyczyniają się do zagniwania ścieków . Powstające gazy unoszą zawiesiny ku powierzchni osadnika tworząc pływając kożuch , z drugiej strony wyższa temp. zmniejsza lepkość ścieków i przyśpiesza opadanie zawiesin mineralnych .

D\ Udział ścieków przemysłowych - notowane na oczyszczalni jednorodne zrzuty ścieków przemysłowych przyczyniają się do okresowego zwiększenia ładunku hydraulicznego i ograniczonego na taki nagły zrzut może spowodować zagniwanie ścieków oraz skrócenie czasu przetrzymywania ścieków w osadniku.

Podczas ok. 2 godz. Sedymentacji w osadniku wstępnym można uzyskać :

70% redukcji zawiesin

30%redukcji całkowitego BZT₅

Ze względu na czynniki przeszkadzające uzyskane efekty są mniejsze i wynoszą:

50 - 60 % redukcji zawiesin

25% redukcji BZT₅

Oczyszczanie biologiczne

( przy udziale mikroorganizmów zawartych w ściekach )

a\ Materia organiczna +tlen +sub. pożywkowe + mikroorganizmy daje nowe mikroorganizmy +CO₂ +H₂O

sub. pożywkowe - azot , fosfor , siarka

Metaboliczny proces rozkładu złożony jest z zachodzących równocześnie reakcji syntezy i respiracji . Synteza to wykorzystanie porcji ścieków jako pożywienie do prod. nowych komórek bakteryjnych. Respiracja reakcja uwalniania energii w procesie przemiany pożywienia zw, org .gł. do CO₂ i H₂O oraz różnych utlenionych form azotu .Proces tworzenia nowych komórek bakteryjnych jest reakcją odwracalną , bo mikroorganizmy mogą wykorzystać swoją własną masę jako źródło pożywienia , energii do utrzymania się przy życiu.

Proces osadu czynnego - środowisko tlenowe w reaktorze osiągnięte jest przez mechaniczne napowietrzanie lub wprowadzenie sprężonego powietrza do ścieków .Po określonym czasie kontaktu mieszanina starych i nowych komórek mikroorg. Przepływa wraz ze ściekami do osadnika wtórnego gdzie następuje oddzielenie osadu od oczyszczanych ścieków część osadu czynnego zatrzymywana jest w osadniku jest to tz . osad recyrkulowany i zawracany jest do komory osadu czynnego , reszta jest usuwana z układu jako osad nadmierny czyli przyrosły w wyniku rozmnażania się mikroorganizmów .

Chemiczne środki wspomagania - stosuje się w przypadku niezadowalającej sedymentacji zawiesin.

• charakterystyka ścieków:

1. stopień zagnicia ścieków, zawiesiny w ściekach zagniłych sedymentują znacznie gorzej niż w ściekach świeżych ponieważ fermentacja zmniejsza rozmiar cząstek.

2. charakter zawiesin- zawiesiny o dużej gęstości opadają znacznie szybciej niż lekkie. Cząstki, które posiadają dużą wartość stosunku poziomu do masy opadają wolno zawiesiny o nieregularnym kształcie opadają wolno z powodu dużego oporu tarcia.

3. temp. - wysokie temp. Obniżają szybkość sedymentacji ponieważ przyczyniają się do zagniwania ścieków. Powstające gazy unoszą zawiesiny ku powierzchni osadnika tworząc pływający kożuch, z drugiej strony wyższa temp. Zmniejsza lepkość ścieków i przyśpiesza opadanie zawiesin mineralnych.

4. udział ścieków przemysłowych- notowane na oczyszczalni jednorazowe zrzuty ścieków przemysłowych przyczyniają się do okresowego zwiększenia ładunku hydraulicznego i ograniczonego, taki nagły zrzut może powodować zagniwanie ścieków oraz skrócenie czasu przetrzymania ścieków w osadniku.

Podczas ok. 2h sedymentacji w osadnikach wstępnych można uzyskać 70% redukcji zawiesin i 30% redukcji całkowitego BZT5, ze względu jednak na czynniki przeszkadzające uzyskane efekty są mniejsze i wynoszą odpowiednio: 50-60% redukcji zawiesin, 25% redukcji BZT5.

Oczyszczanie biologiczne przy udziale mikroorganizmów.

Materia organiczna+tlen+substancje pożywkowe+mikroorganizmy daje nam nowe mikroorganizmy+dwutlenek węgla+woda.

Substancje pożywkowe i mikroorganizmy.

Najbardziej popularne oczyszczanie za pomocą osadu czynnego w warunkach tlenowych.

Mechaniczny proces rozkładu złożony jest z zachodzących równocześnie reakcji syntezy i respiracji.

Synteza - wykorzystanie porcji ścieków jako pożywienie do produkcji nowych komórek bakteryjnych czyli do rozmnażania.

Respiracja - reakcja uwalniania energii w procesie przemiany zw. Organicznych głównie do CO₂ i H₂O oraz różnych utlenionych form azotu.

Proces tworzenia nowych komórek bakteryjnych jest reakcją odwracalna ponieważ mikroorganizmy mogą wykorzystywać swoją własną masę jako źródło pożywienia i energii do utrzymania się przy życiu.

Proces osadu czynnego.

Środowisko tlenowe w reaktorze osiągane jest przez mechaniczne napowietrzanie lub wprowadzanie sprężonego powietrza do ścieków. Po określonym czasie kontaktu mieszanina starych i napowietrzonych komórek mikroorganizmów przepływa wraz ze ściekami do osadnika wtórnego gdzie następuje oddzielenie osadu od oczyszczonych ścieków. Część osadu czynnego zatrzymywana jest w osadniku jest to tzw. osad recyrkulowany i zwracany do komórek osadu czynnego. Reszta usuwana jest z układu jako osad nadmierny czyli przyrosty w wyniku rozmnażania mikroorganizmów.

Efektywność procesu w usuwaniu związków organicznych wyrażonych jako BZT5 zależy od:

• przydatności zw. Organicznych na przyswajanie przez nich mikroorganizmów

• wieku osadu

• stosunku ilości doprowadzonego materiału organicznego do ilości mikroorganizmów czyli obciążenie osadu

• ilości i rodzaju aktywnych mikroorganizmów obecnych w komorze osadu czynnego

• hydraulicznego czasu przetrzymania

• warunków prowadzenia procesów tkj.: stężenie tlenu, ilości substancji pożywkowych(N,K,P), zasadowości, pH, temp. I obecności substancji trujących

• odpowiednia intensywność mieszania ilości zawracanego osadu, ilości doprowadzanego osadu i wydajności napowietrzania.

• Właściwej eksploatacji i utrzymania wyposażenia układu osadu czynnego

• Odpowiednie wyszkolenie personelu oczyszczalni, laboratorium, konserwacja i eksploatacja urządzeń oraz zarządzaniu.

Większa część osadu oddzielona od osadników jest zawracana do komory napowietrzania jako osad recyrkulowany w celu zapewnienia stałego stężenia biomasy w reaktorze.

Osad recyrkulowany zagęszczany na dnie i w leju osadnika wtórnego.

Dwa sposoby zawracania osadu:

1. ze stałym natężeniem przepływu nie zależnie od ilości przepływających ścieków

2. zależnie od ilości dopływających ścieków jako procent ich ilości

powrót zagęszczonego osadu z osadnika wtórnego do komory osadu czynnego jest kluczowym parametrem procesu.

Istnieje wiele procesów kontroli recyrkulacji osadu:

• bezpośrednia kontrola warstwy osadu w osadniku wtórnym

• zdolność do sedymentacji

• bilans masy dla osadnika wtórnego

• bilans masy dla komory osadu czynnego

Test zdolności osadu do sedymentacji przeprowadzany jest w dwulitrowym cylindrze, w którym osad sedymentuje przez 30 min, z wyniku pomiaru oblicza się stopień recyrkulacji osadu.

Stopień recyrkulacji osadu może też być obliczany na podstawie bilansu masy dla osadnika wtórnego, z którego otrzymujemy wzór na natężenie przepływu osadu recyrkulowanego.

Pożądany stopień recyrkulacji może być oszacowany także na podstawie bilansu masy dla komory osadu czynnego, z którego otrzymujemy wzór na stopień recyrkulacji.

Osad nadmierny.

Ilość odprowadzanego osadu nadmiernego wpływa na jakość odprowadzanych ścieków. Stopień wzrostu mikroorganizmów, własności sedymentacyjne osadu, zużywanie tlenu. Proces usuwania ze ścieków BZT5 ilość osadu czynnego wzrasta ponieważ mikroorganizmy rosną i rozmnażają się.

Głównym celem usuwania osadu nadmiernego jest utrzymanie stałego obciążenia, wieku osadu, stężenia biomasy i jakości osadu.

Osad nadmierny odprowadzany jest z osadnika wtórnego lub bezpośrednio z komory napowietrzania.

Stopień z jakim przyrastają mikroorganizmy - współczynnik wzrostu, definiowany jako wzrost masy osadu czynnego jaki ma miejsce w ciągu jednego dnia,

Z tego wynika, że aby utrzymać wiek osadu na poziomie 10 dni codziennie należy usunąć 0,1 masy osadu w komorze i osadniku wtórnym lub trochę mniej uwzględniając ucieczkę osadu z odpływem.

c

---