Politechnika Łódzka Łódź, dn. 26.05.2010r

Wydział: Budownictwa, Architektury

I Inżynierii Środowiska

Instytut Inżynierii Środowiska

Rok akademicki 2009 / 2010

Semestr VI

PROJEKT Z PRZEDMIOTU TECHNOLOGIA ŚCIEKÓW II

Temat: Urządzenia do oczyszczania ścieków i przeróbki osadów

Wykonał:

Sebastian Zaroślak

Część opisowa

1, Przedmiot i zakres opracowania.

Przedmiotem opracowania jest projekt miejskiej oczyszczalni ścieków w fazie koncepcji technologicznej z elementami projektu budowlanego wraz z gospodarką osadami.

Podstawę merytoryczną pracy stanowią:

- charakterystyka ilościowa i jakościowa ścieków

- dane dotyczące sieci kanalizacyjnej

- wyniki badań hydrogeologicznych terenu przewidzianego pod inwestycję

- plan sytuacyjno-wysokościowa terenu

- obowiązujące normy i przepisy prawne

- dane katalogowe wykorzystanych urządzeń

2. Podstawa opracowania.

• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego

• Wytyczna ATV-DVWK-A 131P opracowana przez komisje specjalistyczne ATV-DVWK: KA 5 i KA 6, tłumaczenie na język polski mgr inż. A. Nieścier, Warszawa, 2001

• A. Witkowski , Z. Heidrich "Urządzenia do oczyszczania ścieków. Projektowanie, przykłady obliczeń." Wyd. „Siedel-Przywecki S. z o.o.” Warszawa 2005

• Materiały wykładowe oraz ćwiczeniowe z przedmiotu „Urządzenia do uzdatniania wody” prowadzonego przez dr inż. J. Przybińskiego

3. Dane wyjściowe do opracowania koncepcji technologicznej oczyszczalni.

3.1. Charakterystyka jakościowa ścieków

Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono następujące parametry, będące oceną stanu doprowadzanych do oczyszczalni ścieków.

• Odczyn pH = 7,0 - 8,0

• BZT5 = 290 gO₂/m³

• ChZT=550 gO₂/m³

• Zawiesina ogólna 440 g/m³

• Fosfor ogólny 7.8 gP/m³

• Azot ogólny 49.5 gN/m³

3.2. Charakterystyka ilościowa ścieków

• Średni dobowy przepływ ścieków: 2300 m³/d

• Średni dobowy przepływ ścieków dla roku 2020: 3500 m³/d

• Minimalny przepływ ścieków: 1200 m³/d

• Współczynnik nierównomierności dobowej: 1.3

• Współczynnik nierównomierności godzinowej: 1.7

3.3. Wymagania jakościowe stawiane ściekom odprowadzanym do odbiornika.

Jakość odprowadzanych do odbiornika ścieków określa Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Zgodnie z Załącznikiem nr 1 wymienionego rozporządzenia najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników lub minimalne procenty redukcji zanieczyszczeń przy RLM od 15 000 do 99 999 muszą wynosić:

• BZT5 = 15 gO₂/m³ (70 - 90 %)

• ChZT=125 gO₂/m³ (75%)

• Zawiesina ogólna 35 g/m³ (90%)

• Fosfor ogólny 2,0 gP/m³ (85%)

• Azot ogólny 15,0 gN/m³ (80%)

3.4. Warunki gruntowo - wodne

Na rozpatrywanym terenie grunt stanowi piasek, zaś zwierciadło wody stabilizuje się na głębokości 5.5 m pod powierzchnią terenu. Różnica ekstremalnych rzędnych wysokościowych na terenie oczyszczalni wynosi 1.9 m. Dno kolektora na wlocie do oczyszczalni znajduje się 3.9 m pod powierzchnią terenu.

3.5. Odbiornik ścieków oczyszczonych.

Odbiornikiem ścieków oczyszczonych jest rzeka. Średni niski przepływ w odbiorniku wynosi: SNQ =0,6m³/s

4. Proponowany zakres procesów technologicznych oczyszczania ścieków i przeróbki

osadów.

4.1. Technologia oczyszczania ścieków:

Ścieki dopływają do kanału krat kolektorem prostokątnym B400 o zagłębieniu 3,9m pod powierzchnią terenu. Ścieki dopływające do oczyszczalni w pierwszej kolejności oczyszczane są mechanicznie. Pierwszym urządzeniem, wychwytującym stałe cząstki jest mechaniczna krata koszowa. Zatrzymują one wszystkie zanieczyszczenia stałe o wielkości większej niż 25 mm Zastosowano jedną kratę mechaniczną montowaną na kanale dopływowym do oczyszczalni oraz jedną kratę awaryjną - ręczną. Dalej ścieki przepływają do piaskowników pionowych przy pomocy pomp zainstalowanych w budynku krat, gdzie następuje separacja ziarnistej zawiesiny zawartej w ściekach. Do usuwania piasku z dna komór piaskowych, piaskownika, służy specjalnie przystosowane do tego celu urządzenie mechaniczne - zgarniacz piasku. Piasek jest gromadzony na poletku piasku, z którego jest okresowo wywożony.

Oczyszczone mechanicznie ścieki (pozbawione skratek i zawiesiny mineralnej) kierowane są na wielofunkcyjny blok biologiczny. Do pompowni ścieków II kierowany jest również osad recyrkulowany, który wspólnie z oczyszczonymi mechanicznie ściekami komunalnymi jest przetłaczany do komory defosfatacji reaktora biologicznego.

W komorze defosfatacji następuje w warunkach beztlenowych uwolnienie związanych biologicznie fosforanów. Do wspomagania procesu defosfatacji służy instalacja dozowania związków żelaza (PIX).

Z komory defosfatacji ścieki kierowane są do komory denitryfikacji, do której jednocześnie recyrkulowane są ścieki z komory nitryfikacji. W komorze denitryfikacji w warunkach niedoboru tlenu następuje proces biologicznego usuwania azotu gazowego z jednoczesnym utlenieniem związków organicznych. Następnie ścieki doprowadzane są do komory nitryfikacji, gdzie w warunkach tlenowych zachodzi proces rozkładu substancji organicznych z jednoczesną nitryfikacją.

Źródłem powietrza są dmuchawy, które dostarczają odpowiednią ilość powietrza do rusztu napowietrzającego, zainstalowanego w reaktorze biologicznym, służącego do drobno pęcherzykowego napowietrzania ścieków.

Oczyszczone ścieki biologiczne odpływają z reaktora biologicznego do dwóch osadników wtórnych, w których następuje rozdzielenie oczyszczonych ścieków od osadu czynnego. Ścieki oczyszczone odprowadzane są kanałem otwartym bezpośrednio do odbiornika, natomiast osad częściowy jest recyrkulowany do pompowni ścieków a nadmierny, kierowany jest do komory czerpnej pompowni osadu nadmiernego. Obie pompownie zlokalizowano w jednym pomieszczeniu. Na kanale odprowadzającym oczyszczone ścieki do odbiornika wykonane jest koryto pomiarowe ze zwężką Venturiego, służące do pomiaru ilości odprowadzanych, oczyszczonych ścieków komunalnych do odbiornika.

4.2. Technologia przeróbki osadów:

W trakcie procesu oczyszczana ścieków uzyskuje się odpady na poszczególnych urządzeniach. Pierwszym takim urządzeniem są kraty, służące do wychwytywania części stałych lub wleczonych zwanych skratkami. Skratki są mechanicznie odwadniane na hydraulicznej prasce, higienizowane wapnem i wywożone na wysypisko śmieci. Kolejnym urządzeniem jest piaskownik, którego zadaniem jest zatrzymywanie substancji mineralnych bądź umownie zwanych mineralnymi: żużel, stłuczka szklana, piasek. Piasek zostaje odprowadzony za pomocą pompy umieszczonej w dolnej części piaskownika na poletko ociekowe a w dalszej kolejności wywożony jest na składowisko odpadów komunalnych, gdzie może zostać wykorzystany jako materiał na warstwy izolacyjne.

Część osadów z osadników wtórnych i osad z osadnika pierwotnego przez pompownię osadów kierowana jest rurą centralną do zagęszczacza grawitacyjnego gdzie osady poddawane są dalszemu procesowi zagęszczania. Odcieki z zagęszczacza są kierowane do pompowni (przed reaktor biologiczny), natomiast zagęszczone osady trafiają na prasę filtracyjno - taśmową gdzie poddawane są procesowi mechanicznego odwodnienia. Współpracujące z instalacją składającą się z prasy do odwadniania osadów oraz przenośnika ślimakowego (transportującego odwodniony osad) , urządzenie do higienizacji osadów wapnem dozuje wymaganą dawkę wapna. Po procesie higienizacji osady wywożone są a ich wykorzystanie zależne jest od lokalnych potrzeb.

5. Zestawienie urządzeń:

Kanał dopływowy o przekroju prostokątnym, szerokości B = 400mm i spadku i = 2.5‰

- rzędna dna kolektora na wlocie do oczyszczalni - 196.6m n.p.m.

Krata mechaniczna taśmowo - hakowa Nogco - Guard typu NG produkcji NOGGERATH

• przepustowości do 1500 l/s

• szczelina krat 9mm

• długość 500 mm

• szerokości 500 mm

• wysokości wrzutu 1000mm

• zastawki kanałowe szer. 500 mm - 2 szt.

Krata awaryjna - ręczna

• szczelina krat 15 mm

• zastawki kanałowe szer. 500 mm - 2 szt.

Pompownia ścieków

W skład przepompowni wchodzą :

• obudowa (zbiornik) o wymiarach wynikających z objętości nominalnej

- głębokość komory - 1,0m

- szerokość 5,00m

- długość komory - 5,0m

• pompy zatapialne

• piony tłoczne

• armatura odcinająca i zaporowa

• blok zasilająco - sterujący

Piaskownik pionowy

ilość piaskowników - 1,

• prędkości wznoszenia - 0,015 m/s

• czasu zatrzymania - 180s

• średnica - 5,60m

• pole powierzchni
  

• wysokość przepływowej części piaskownika 1,80 m

• Wysokość części stożkowej
  

• Pojemność części stożkowej -
  

Osadnik wstępny poziomy

Liczba osadników wtórnych - 2, każdy o parametrach:

• szerokość osadnika - 2,90 m

• długość osadnika - 42,75 m

• wysokość całkowita - 2.85 m

• wysokość całkowita od podstawy leja osadowego - 6,45

• spadek dna osadnika i = 2%

• wysokość leja osadowego - 3,60m

• szerokości górnej podstawy leja osadowego - 8,00m

• szerokości dolnej podstawy leja osadowego - 0,80m

• system zgarniania osadu - zgarniacz tarczowy o następujących parametrach:

- liczba ramion zgarniacza - 1

- wysokość tarczy zbierającej - 0,60m

- prędkość zgarniania - 100 m/h

- prędkość przesuwu wstecznego - 300 m/h

• wlot do osadnika z rozdziałem ścieków deflektorami typu Stengla

- ilość krawędzi w osadniku - 4

- średnica otworu ჆ = 0,2 m

- liczba otworów - 5

- rozstaw otworów 4/3 m

• odprowadzanie ścieków przelewem pilastym

- kąt rozwarcia krawędzi przelewowych - 45^o

- wysokość krawędzi - 7,0 cm,

- szerokość krawędzi - 18,0 cm

- liczba krawędzi przelewowych - 4

Beztlenowa komora mieszania

Ilość komór -2, każda o wymiarach:

• wysokość komory - 5,00m

• szerokość - 9,00m

• długość - 2,13 m

Instalacja dozowania związków żelaza (PIX).

• Zbiorniki cylindryczne

• Zespół dozujący: 2 pompy dozujące, 2 zawory elektromagnetyczne armatura zabezpieczająca - 2 szt.

Komory osadu czynnego wykorzystywane w procesie denitryfikacji i nitryfikacji

Ilość komór denitryfikacyjnych-2, każda o wymiarach

• wysokość komory - 5,0 m

• szerokość komory - 9,0 m

• długość komory - 6,2 m

Ilość komór nitryfikacyjnych 2, każda o wymiarach:

• wysokość komory - 5,0 m

• szerokość komory - 9,0 m

• długość komory - 24,8 m

Dmuchawy do napowietrzania

Model DR1100T Typ 4 firmy SPOMASZ Sp. Z o.o. o wydajności
oraz mocy 100kW

Dyfuzory natleniające

Realizację rozwiązania rusztu z dyfuzorami natleniającymi dla określonej wielkości i kształtu komór oraz wymaganego zapotrzebowania tlenowego, zleca się firmie AKWATECH Przedsiębiorstwo Inżynierii Komunalnej Sp. z o.o.

Pompy do recyrkulacji wewnętrznej

Zatapialne pompy recyrkulacyjne firmy GRUNDFOF, model SRP 80.50.378.27 o mocy 8 kW, średnicy nominalnej wirnika 500mm - ilość sztuk - 3

Osadnik wtórny poziomy

Liczba osadników wtórnych - 2, każdy o parametrach:

• szerokość osadnika - 2,90 m

• długość osadnika - 42,75 m

• wysokość całkowita - 2.85 m

• wysokość całkowita od podstawy leja osadowego - 6,46m

• spadek dna osadnika i = 2%

• wysokość leja osadowego - 3,60m

• szerokości górnej podstawy leja osadowego - 8,00m

• szerokości dolnej podstawy leja osadowego - 0,80m

• system zgarniania osadu - zgarniacz tarczowy o następujących parametrach:

- liczba ramion zgarniacza - 1

- wysokość tarczy zbierającej - 0,60m

- prędkość zgarniania - 100 m/h

- prędkość przesuwu wstecznego - 300 m/h

• wlot do osadnika z rozdziałem ścieków deflektorami typu Stengla

- ilość krawędzi w osadniku - 4

- średnica otworu ჆ = 0,2 m

- liczba otworów - 5

- rozstaw otworów 4/3 m

• odprowadzanie ścieków przelewem pilastym

- kąt rozwarcia krawędzi przelewowych - 45^o

- wysokość krawędzi - 7,0 cm,

- szerokość krawędzi - 18,0 cm

- liczba krawędzi przelewowych - 4

Pompy do recyrkulacji zewnętrznej

• pompy recyrkulacyjne do ścieków firmy GRUNDFOF, model SRP 60.30.752.25 o mocy 6 kW, średnicy nominalnej wirnika 300mm.

• Ilość sztuk - 3 (1 zapasowa)

Poletka ociekowe

Liczba poletek - 2

Wymiary poletka działającego od 2010r

- szerokość 1,0 m

- długość 1,0 m

Wymiary poletka przewidzianego na 2020

- szerokość 0,65 m

- długość 0,65 m

Zagęszczacz grawitacyjny pionowy z dnem płaskim o wymiarach:

• wysokość czynna -2,70 m

• wysokość rury centralnej - 0,40m

• średnica zagęszczacza D=1,90 m

• średnica doprowadzania osadu - 0,12 m

• średnica odprowadzania osadu - 0,12 m

• odprowadzenie odcieków przelewem pilastym o parametrach:

- wysokość przelewu - 7,0cm,

- długość krawędzi przelewowych - 0,2 m

Prasa filtracyjna taśmowa firmy Ekofinn MONOBELT Pol typ NP08

• moc 0,62kW

• szerokość taśmy 800mm

• długość 3300mm

• szerokość 1500mm

• wysokość 1930

• wydajność pompy płuczącej - 3,2
  

Magazyn wapna

• Magazynowanie wapna - gaszone luzem

• Powierzchnia wymagana składowania - 12 m²

Dozownik wapna do osadu odwodnionego

Urządzenie do higienizacji osadów wapnem firmy Ekofinn MHIG-03 współpracującym z instalacją składającą się z prasy do odwadniania osadów oraz przenośnika ślimakowego transportującego odwodniony osad.

• Wymiary (bez dozownika wapna): 1000x1000x1600 mm

• Pojemność komory zasypowej: 0,3 m³

• Wydajność dozownika wapna: 12-70 kg/h

• Moc zainstalowana, zasilanie: 0,5 kW, 400 V

Pompy osadu, przed zagęszczaczem

• pompy firmy Hydro - Vacum FZB.3

---