WSKAŹNIKI FIZYCZNE:

ZAPACH- wody może być wywołany obecnością tzw lotnych zw.organ, produktów naftopochodnych. Może być pochodzenia naturalnego i sztucznego. Wyróżnia się:

- zapach roślinny R

- zapach gnilny G

- zapach specyficzny S

Intensywność zapachu mierzy się na zimno - 20°C i na gorąco - 60°C i podaje się w 6 stopniowej skali:

0 - brak zapachu

1- bardzo słaby

2 - zapach słaby

3 - wyraźny

4 - silny

5 - bardzo silny

BARWA - wyrażana w mg Pt/l

Wywołana jest subst. rozpuszczonymi i koloidami. Barwa wody rzecznej jest żółto - zielonkawa. Kolor ten jest pochodzenia kwasów humusowych i w zlewniach zalesionych i bagnistych(w zlewniach takich woda może być nawet brązowa, wywołana dużą ilością zw.humusowych pochodzących z gnijących roślin. Barwa ta następnie rozcieńcza się w rzekach czy jeziorach). Kolor żółto - zielony mają sole platyny, dlatego tak tworzy się wzorce, które następnie porównuje się z wodą naturalną. Dopuszczalna barwa wody do 20mg Pt/l.

MĘTNOŚĆ - mg SiO₂/l, stosowane są również inne jednostki, w zależności od urządzenia czy sposobu w jaki ocenia się mętność np. NJU, JV. Mętność spowodowana się drobno zdyspersjowanymi cząsteczkami pochodzenia mineralnego lub organicznego. Woda podziemna na ogół nie jest mętna a w.powierzchniowa ma wysoką mętność, co może być spowodowane obecnością soli żelaza. W przypadku mętności w mg SiO₂/l przygotowywane są wzorce z krzemionki.

PRZEZROCZYSTOŚĆ - cecha ta nie odnosi się do rzek, pojęcie używane w celu określenia wody w zbiornikach i jeziorach. Mierzy się ją tzw. Krążkiem Sheciego, który zanurza się w wodzie. Przezroczystość dobrej wody jest rzędu 7-8 metrów.

SMAK - może być słony, gorzki, słodki i kwasny. Smak słony wynika z obecności soli kuchennej NaCl, smak gorzki - siarczan magnezu, smak gorzko słony - siarczan wapnia.

POSMAK WODY- spowodowany jest obecnością zw. Organicznych ale również żelaza i magnezu. Sole te wywołują tzw. Posmak atramentowy. Intensywność smaku wyraża się w skali od 0 -5 (lub 1-6)

TWARDOŚĆ - powodowana jest obecnością węglanów, głównie wapnia i magnezu oraz obecnością innych soli np. żelaza, glinu manganu. Wyróżniamy tw.węglanową, powodowaną przez:

-węgolany

-wodorowęglany

-wodorotlenki

Inaczej zwana przemijającą.

Twardość powodowana przez siarczany lub inne sole wapnia i magnezu to tzw. tw. Nieprzemijająca lub trwała. Obie te wartości dają tw. Ogólną

ZASADOWOŚĆ - zdolność do zobojętniania mocnych kwasów spowodowana wodorowęglanami lub jonami wapnia i magnezu.

KWASOWOŚĆ - zdolność zobojętniania kw.mineralnych lub węglanów

RWO - rozpuszczony węgiel organiczny

WWA - wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

PCB₆ - polichlorowane bifenyle

SPC - substancje powierzchniowoczynne (detergenty)

ChZO - chlorowane związki organiczne

POX - lotne chlorowcopochodne

AOX - adsorbowane na węglu aktywnym chlorowcopochodne

TOX - całkowita zawartość chlorowcopochodnych (POX + AOX)

THM - trójchlorometany jako zw. Powstające głównie podczas chlorowania wody (zw.kancerogenne)

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW:

I STOPIEŃ OCZYSZCZANIA:

* KRATA - w kanale zainstalowane są kraty zatrzymujące duże zanieczyszczenia. Wyróżnia się też kraty pochyłe z korytem obiegowym. Kraty: - ręczne - stosowane wyłącznie w b.małych obiektach; mechaniczne - praktycznie tylko te są stosowane

F=(Q_max*h)/v , n = (Q_max*h)/(b*h*v)

Dopuszczalne prędkości przepływu:

V = 0,6 - 0,8m/s - dla krat ręcznych

V = 0,8 - 1,0m/s - dla krat mechanicznych

Wymagane prędkości wynikają z tego , żę przy v mniejszych osadzane SA na kratach zawiesiny, szczególnie mineralne, zaś przy większych prędkościach następuje wciskanie zanieczyszczeń między pręty krat, powodując zapychanie krat.

Zanieczyszczenia zatrzymywane przez kraty to tzw SKRATKI.

Kraty mogą być :

Gęste - odstępy między prętami 6-15mm

Średnie - odstępy między prętami 20-30 mm

Rzadkie - odstępy między prętami 40 -100mm

Ilość skratek zależy od odstępów między prętami.

Ilość zatrzymywanych skratek przy kratach:

Gęstych - ok. 10 l/mieszkańca na rok

Średnich - 4-7 l/m.n.r

Rzadkich - 1-2,5 l/m.n.r

* PIASKOWNIKI - służą do usuwania piasku i innych zanieczyszczeń mineralnych. Piasku nie usuwa się w osadniku łącznie z innymi osadami ponieważ:

-piasek ma tendencje do tzw. cementacji - osad osadza się, piasek przywiera do ścian i twardnieje,
-pompowany osad z piaskiem sprawia że zużywają się pompy przez tzw.abrazję - niszczenie mechaniczne pomp, w szczególności rurowych lub tłokowych.

Rodzaje piaskowników:

-poziome,

-pionowe,

-wirowe

-złożone

-szczelinowe

Sedymentacja piasku przebiega w warunkach dynamicznych a droga nakreślona przez opadające cząsteczki jest wypadkową dwóch składowych - prędkości i przepływu.

Prędkość przepływu przez przekrój prostokątny:

V = Q/(B*H) m/s ; V₀= Q/A ; A= L*B

Prędkość przepływu w piaskowniku musi być stała V=0,3m/s. przy tej prędkości następuje opadanie cięższej zawiesiny mineralnej i nie następuje osadzanie części organicznej. Zachodzi ona w warunkach turbulentnych przy Re = 40000-250000

Piaskowniki poziome - posiadają dwa niezależne ramiona, co pozwala na odłączenie jednego ramienia bez zaprzestania pracy całego piaskownika. Robi się to np.gdy trzeba ręcznie usunąć piasek. Obecnie rzadko stosuje się ręczne usuwanie piasku na rzecz pomp do piasku umocowanych na specjalnym wózku. Piasek należy przemyć w specjalnych zbiornikach, Dzięki za wszystko czemu może być on ponownie użyty np. w celach budowlanych, lecz tylko wtedy, gdy zawartość części organicznej w piasku nie przekracza 5%.

Piaskowniki pionowe - działają na innej zasadzie, jest to najczęściej bardzo wysoki lub b.głęboki zbiornik walcowy, do którego doprowadzone są ścieki. Piaskownik pionowy posiada odpływy ma różnej wysokości co umożliwia zachowanie stałej prędkości przepływu. Są one bardzo efektywne, ale ich wadą są wymiary, wysokość ok12m. występuje tu zjawisko cementacji, dlatego trzeba budować wzierniki lub włazy umożliwiające ich czyszczenie - dlatego pod tym względem praktyczniejsze są osadniki napowierzchniowe, ale ścieki trzeba wpompować do osadnika.

Piaskowniki wirowe - Geigera - prędkość przepływu jest regularna przez poziom napełnienia, a ścieki wprowadzane są po obwodzie. Piaskownik ten jest stosunkowo rzadko, posiada długi czas zatrzymania, ok. 5-16min. Jego zaletą jest to że jest tu tylko jeden punkt poboru osadu, nie potrzebny jest żaden wózek.

Piaskowniki złożone - mają zupełnie inną konstrukcję i zasadę działania. Buduje się dużą komorę o głębokości nawet do 3m. doprowadzony do niego powietrze, co wywołuje ruch wirowy (ślimakowy). Jego zalety to:

-możliwość regulowania prędkości ilością powietrza, nie ma tu znaczenia zmienność natężenia przepływu,

- mając różne długości i różny czas zatrzymania,

- wprowadzając powietrze jednocześnie przemywamy piasek, bo przy zmiennej prędkości ruchu ślimakowego wypłukiwana jest część organiczna.

Odtłuszczacz - części flotujące trzeba usunąć przed kolejnymi procesami oczyszczalni. Obecnie osadniki wstępne tak się buduje, by nie trzeba było stosować dodatkowo odtłuszczacza i właśnie w tym celu stosuje się komorę uspokojenia.

Piaskowniki szczelinowe - pochyły teren z wbudowanymi płytkami w pewnych odstępach. Stosowane są głównie w przemyśle przy budowie dróg i autostrad gdzie w okresach zimowych chcemy spłukać zanieczyszczenia ziarnisty i piaszczyste.

SEDYMENTACJA:

Rodzaje :

-swobodna - opadająca pojedyncza cząsteczka, działa na nią tylko siła grawitacyjna i wyporu

-flokulacyjna - cząsteczki łączą się i razem opadają,

-strefowa-cząsteczki opadają strefowo.

Trzy warunki sedymentacji:

-przepływ laminarny

Re=(V_p*Rn)/*ν ; Re =580-12500

Re- liczba Reynoldsa kanałowa

Rn - promień hydrauliczny - stosunek powierzchni zajętej w kanale przepływu do obwodu zwilżonego

-przepływ stabilny

Fr=V²/(Rn*g) , Fr = 10^-6 - 1 liczba Freuda

-warunek prędkości V≤ 1cm/s

OSADNIK RADIALNY - połączenie zjawisk występujących w osadniku poziomym i pionowym. Osadniki radialne zwane są inaczej osadnikami DOOR'a

OSADNIK PIONOWY - budowany jest w odniesieniu do małych jednostek. Ściana perforowana jest ważnym elementem ze względu na warunki temperaturowe. Cieplejsza warstwa wody ma tendencje do ślizgania się po powierzchni wody chłodniejszej. Temp.ścieków dopływających jest zwykle wyższa niż tych znajdujących siew osadnikach.

OSADNIK IMHOFFA - osadniki t inaczej nazywają się zespolonymi, ponieważ tworzą konstrukcyjną całość. Spełniają one funkcje technologiczne. Inaczej to osadniki świeżowodne. Jest to osadnik głęboki. Osad przefermentowany może być stosowany w gospodarstwach jako nawóz. Odprowadzany jest on bezpompowo z dna. Jest to możliwe, gdyż odległość od powierzchni cieczy do miejsca odprowadzania jest większa i odprowadzanie to odbywa się pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego.

Osadniki Imhoffa - wykonywane są w postaci komór przepływowych, w których zachodzi mechaniczne oczyszczanie ścieków na drodze sedymentacji. Komory fermentacyjne znajdują się pod tymi komorami przepływowymi i osad przedostaje się do nich poprzez szczeliny w dnach komór przepływowych i podlega fermentacji. Ścieki do osadnika dopływają poprzez przelew poziomy o szerokości krawędzi równej szerokości komory. Za przelewem ustawiona jest poprzeczna przegroda zanurzona dolną krawędzią na głębokość kilkudziesięciu centymetrów, mająca za zadanie zatrzymywanie zanieczyszczeń pływających. Sposób zamontowania przegrody powinien pozwalać na regulację jej zanurzenia. Odprowadzanie ścieków z osadnika jest takie samo jak odprowadzanie tj. poprzez przelew z umieszczoną przed nim, częściowo zanurzoną w ściekach przegrodę. Usuwanie ciał pływających z powierzchni osadnika odbywa się ręcznie. Kształt komory fermentacyjnej może być prostokątny lub okrągły. Pojemność komory fermentacyjnej wynika z ilości osadu, czasu fermentacji oraz założonego czasu zimowego magazynowania osadu.

Warunki odpowiedniej pracy osadnika:

-utrzymanie założonych parametrów technicznych

-usuwanie części pływających z powierzchni osadnika

-usuwanie osadów przefermentowanych z dna komory fermentacyjnej

-utrzymanie drożności szczelin w dnie komory przepływającej

-zatapianie lub usuwanie Korzucha z pow.komór fermentacyjnych.

KLAROWNIKI - stosowane najczęściej przy uzdatnianiu wody. Dotyczy osadzania zawiesin po koagulacji ścieków z wody skomplikowana budowa. Przepływ jest wymuszony przez chmury osadowe. Osadniki mogą być także budowane jako piętrowe - często stosowane w skandynawi, mają wtedy głębokość do 8m, posiadają dużą złożoność urządzeń i są drogie.

OSADNIKI WIELOFUNKCYJNE - jednocześnie prowadzony jest w nich proces koagulacji. Mają wbudowane komory szybkiego i wolnego mieszania przy warstwie zawieszonego osadu. Stosowany prawie wyłącznie przy uzdatnianiu wody, gdyż są tu dwa parametry mniej więcej stałe, tzn. natężenie przepływu i jakość wody, stąd możemy w sposób stały dobrać parametry wielkości komór mieszania i głębokość warstwy zawieszanego osadu.

OSADNIKI STRUMIENIOWE - panelowe - powstałą koncepcja, ż jeśli w osadniku poziomym lub cyrkulacyjnym zainstalujemy pakiet złożony ze skośnie ustawionych, poprzedzielanych płyt, to mamy możliwość zmuszenia ruchu od dołu do góry poprzez te komórki. Chodzi o to, aby cząsteczka wleczona cieczy ma tendencję do opadania zgodnie z wektorem na ściankę co oznacza, że zawiesina ma bardzo krótką drogę do zatrzymania na ściankach. Gromadzi się ich coraz więcej i spływają na dno osadnika, co podnosi efektywność sedymentacji.

KOAGULACJA- to proces stabilizacji koloidów. Technicznie proces ten może być realizowany poprzez:

-podgrzewanie lub ochładzanie

-działanie promieni gamma

-działanie mechaniczne

-dodatek elektrolitów

Na przebieg koagulacji wpływ ma wiele czynników:

1.temperatura - obowiązuje tutaj następującą zasada:

t°C x czas flokulacji x dawka koagulantu = const.

Wynika stąd że w podwyższonej temperaturze dawka koagulantu może być mniejsza, ale reguła ta nie zawsze się sprawdza.

2.odczyn pH - efekt koagulacji jest w znacznym stopniu uzależniony od pH

KOAGULACJA OBJĘTOŚCIOWA - nazwa wiążę się z tym, że mamy do czynienia z kilkoma reaktorami i procesy zachodzi w określonej objętości reaktora.

Reaktory te to:

-komora szybkiego mieszania

-komora wolnego mieszania

-osadnik.

Dodawany jest koagulant i substancje wspomagające oraz alkalia w celu zminimalizowania zakwaszania środowiska przez siarczki i chlorki. Alkalia można dodatkowo wprowadzić po komorze wolnego mieszania.

KOAGULACJA KONTAKTOWA - nie ma komory wolnego mieszania, bo procesy te zachodzą w osadniku, chemikaliów też są wprowadzane do komory szybkiego mieszania.

KOAGULACJA POWIERZCHNIOWA - koagulant wprowadza się na filtr. Mamy tylko komory szybkiego mieszania, filtr czyli kolejne zmniejszenie ilości urządzeń.

REAKTORY WIELOFUNKCYJNE- woda wprowadzana jest do części środkowej łącznie z reagentami, następuje tam szybki i gwałtowny przepływ, co zapewnia dobre wymieszanie. Nie potrzebne już są komory szybkiego mieszania. Po bokach występują osadniki radialne, środek stanowi komora flokulacji z mieszadłami.

FILTRY:

Klasyfikacja na podstawie:

Aktywność złoża-jego działanie oparte jest o:

-klarowanie-cedzenie mechaniczne

-katalityczne-złoże stanowi katalizator i wchodzi w reakcje

-jonitowe-wymienia jony

-nautralizatory- wchodzi w reakcję, a więc wypełnienie zmienia postać
-sorpcyjne-sorpcja wewnątrz por,ale może być też na zew.

Rola filtra:

-do klarowania-usuwanie zawiesin
-do odzielaziania
-odmanganiania
-zmiękczania i demineralizacji
-do usuwania N i P
-sorpcyjne
Liczba użytych materiałów filtracyjnych:
-jednowarstwowe
-wielowarstwowe
-mieszane
Prędkość filtracji
-powolne
pospieszne
-super pospieszne
Sposób przepływu:
grawitacyjne
-ciśneiniowe

FILTRY POWOLNE-proces filtracji przebiega wolno, mamy małą prędkość przepływu. Prędkość filtracji wynosi prawie zawsze 0,1m/h choć czasem dopuszczona jest do 0,2m/h. wiąże się to z wysokością warstwy filtracyjnej która wynosi 1 do 1,5m. F.powolne to jedyne urządzenia, w których mamy do czynienia z procesami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi jednocześnie. Woda doprowadzana jest na warstwę filtracyjną o określonej grubości z V=0,1m/s . po 2-3tygodniach wytwarza się galaretowata warstwa, która osiąga grubość 3m. zawiera ona mikroorganizmy, a więc zachodzą tutaj procesy biologicznego uzdatniania wody. Żel ten wygląda jak biało szara galareta. Stosując taką warstwę filtracyjną usuwane jest 99,9% bakterii. Po ok.3miesiącach warstwa zasklepia piasek do tego stopnia, że poziom wody nad piaskiem podnosi się i należy zwiększyć cieśninie do przefiltrowania. Po 3 mies. Taką warstwę zdejmuje się mechanicznie. F.powolne buduje się przykryte warstwą ziemi ze wzg.termicznych. umożliwia to zapewnienie stałej temp.wody w ciągu całego roku

FILTRY POSPIESZNE -po filtrach pospiesznych woda musi być dezynfekowana, nie cechują się powstaniem jakiejkolwiek warstwy,ale ze wzg. Na prędkość przepływu ulegają zapychaniu, dlatego należy je płukać z v=35-50m./h. czas płukania wynosi od 5-10min. Filtry płuczemy wielokrotnie w ciągu doby. Woda po płukaniu jest odprowadzana do osadników. Cykl filtracji powinien wynosić min 8h.. procesy płukania są całkowicie zautomatyzowane, najczęściej odbywa się przez tzw.grzybki zainstalowane w podłodze.

Wyróżniamy:

Grawitacyjne-otw lub zamknięte -wówczas ich pow.wynosi od 10-120m²
ciśnieniowe zamknięte-pow nawet do 400m², mają one zwykle kształt walczaków, czyli są okrągłe o śr. od400 do 4000mm.

---