Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Instytut Inżynierii Środowiska

ĆWICZENIE Z PRZEDMIOTU

,, TECHNOLOGIA WODY I ŚCIEKÓW ”

Dariusz Boszkiewicz

Inżynieria środowiska niest.

Rok akademicki 2013/2014

OBLICZENIA

Przedmiotem opracowania jest kompleksowe rozwiązanie problemu gospodarki ściekowej przez zainstalowanie lokalnej oczyszczalni ścieków składającej się z osadnika gnilnego oraz filtra piaskowego.

Jako założenia wyjściowe w niniejszym opracowaniu przyjęto:

• Ilość mieszkańców 14

• Klasa wyposażenia mieszkań V

Normatywne zużycie wody na jedną osobę – 140 - 160 dm³/d

Współczynnik nierównomierności dobowej - Nd – 1,3

Współczynnik nierównomierności godzinowej - Nh – 1,6

1). Średni dobowy przepływ ścieków

Q_{d śr.} = q_j L= 140 14= 1960 dm³/d = 1,96 m³/d

2).Maksymalny dobowy przepływ ścieków

Q_{d max} = Q_{d śr.} N_d = 1960 1,3 = 2548 dm³/d = 2,548 m³/d

3).Średni godzinny przepływ ścieków

Q_{h śr.} = $\frac{\text{Q\ }_{\text{max.d}}\ }{24} =$Q_{d max} / 24 = 2548/24 = 106,2 dm³/d = 0,1062 m³/d

4).Maksymalny godzinny przepływ ścieków

Q_{h max} = Q_{h śr.} • N_h = 106,2 • 1,6 = 170dm³/d = 0,170 m³/d

5) Stężenie zanieczyszczeń w ściekach

S_BZT5 = =

S_ChZT =

S_zawiesiny =

S_azot =

S_fosfor =

Przyjęto następujące stężenia i ładunki zanieczyszczeń:

Rodzaj zanieczyszczeń	Ładunki (g/Md)	Stężenie (g/m^3)
BZT5	60	428,6
ChZT	120	857,14
Zawiesina ogólna	70	500
Azot ogólny	11	78,6
Fosfor ogólny	1,8	12,9

6).Największe dopuszczalne stężenia w ściekach oczyszczonych

BZT₅ = 40 g/m³

ChZT = 150 g/m³

Zawiesiny = 50 g/m³

7).Sprawność oczyszczalni

BZT₅

ChZT

Zawiesiny

8) Objętość przepływowa

a) wg Iwanowa

[m³]

q – jednostkowa ilość ścieków [dm³/(M×d)]

Q_dmax – maksymalny dobowy przepływ ścieków [m³/d]

t – czas przebywania osadów w osadniku [d]

T – temperatura ścieków [°C]

Z_p – zawartość zawiesin w ściekach doprowadzanych do osadnika [mg/dm³]

Z_k – zawartość zawiesin w ściekach odprowadzanych z osadnika [mg/dm³]

V_p = 5,8 m³

b) metoda przybliżona

t = 3 dni

V_p = t • Q_{d max} [m³]

V_p = 3 x 2,548

V_p = 7,64 m³

9) Objętość osadu

a) wg Iwanowa

[m³]

υ_os – jednostkowa dobowa objętość osadu (orientacyjnie 0,7 [dm³/(Mk×d)])

M – liczba mieszkańców

t – czas przebywania osadu w osadniku [d]

W₁ – uwodnienie osadu surowego (orientacyjnie 95%),

W₂ – uwodnienie osadu przefermentowanego (orientacyjnie 90%),

0,7 – współczynnik uwzględniający 30% rozkład substancji organicznych w osadzie

1,2 – współczynnik uwzględniający 20% osadu pozostawionego w osadniku do zaszczepienia osadów surowych,

ρ_os – gęstość osadu (orientacyjnie 1000 kg/m³)

V_os = 1,5 m³

b) metoda przybliżona

V_os = v_j • M

v_j = 123 dm³ =0,123 m³

V_os = 0,123 • 14 = 1,72 m³

10) Objętość czynna

V_czynna = V_przepływu + V_osadu

V_czynna = 7,64 + 1,72

V_czynna = 9,36 m³

	Metoda
Objętość [m^3]	Przybliżona
Vp	7,64
Vos	1,72
Suma	9,36

Przyjęto minimalną objętość osadnika 9,36 m³ ≅ 10 m³

11) Głębokość

Przyjęto głębokość części użytecznej H=1,8 m

H_powietrza = 0,4m

12) Szerokość

Przyjęto szerokość B=1,4m

13) Długość

Długość obliczona z zależności $\frac{B}{L} = \frac{1}{3}$

L = 4,2m

Sprawdzenie: V= B•L•H= 1,4•4,2•1,8 = 10,58 m³

Przyjęte założenia były słuszne.

14) Liczba komór

Osadnik trzykomorowy. Dla 3 komór stosunek objętości użytecznej komór do objętości osadnika gnilnego będzie wynosił:

$\frac{1\ }{2}\ $: $\frac{1}{\ 4}\ :\ \frac{1}{4}$

	1 komora	2 komora	3 komora
Długość [m]	2,1	1,05	1,05
Szerokość [m]	1,4	1,4	1,4
Wysokość [m]	1,8	1,8	1,8

15) Wysokość osadu

B•L•h_os = V_os

= 0,3 m

Przyjęta h_os= 0,3 m

Drenaż rozsączający

14) Sumaryczna długość drenów

[m]

Określono dopuszczalne obciążenie drenów q_d = 0,04 m³/mb•d oraz jednostkową długość drenów l_j = 11mb/M.

L = 63,7 m

14) Ilość drenów rozsączających

l_j – długość pojedynczego ciągu [m]

l_j = 11mb/M

≅ 6

Przyjęto ilość drenów n = 6

Powierzchnia filtra

11m*11m=121m²

Obciążenie hydrauliczne powierzchni filtra

gf = $\frac{1960}{11}$ =16,2$\frac{\text{dm}^{3}}{m^{2}*d}$

16,2 $\frac{\text{dm}^{3}}{m^{2}*d}$ < 40$\frac{\text{dm}^{3}}{m^{2}*d}$

Obciążenie powierzchni ładunkiem zanieczyszczeń

Af= $\frac{342,88}{121}$ = 2,83g$\frac{\text{BZT}_{5}}{m^{2}d}$

2,83g$\frac{\text{BZT}_{5}}{m^{2}d}$ < 5g$\frac{\text{BZT}_{5}}{m^{2}d}$

OPIS TECHNICZNY

Dane ogólne

     1.Cel opracowania

Celem opracowania jest projekt przydomowej oczyszczalni ścieków z filtrem piaskowym dla gospodarstwa agroturystycznego.

Całorocznie gospodarstwo zamieszkuje 14 osób.

2. Lokalizacja

Projektowany obiekt ma zostać wykonany na terenie gospodarstwa agroturystycznego

w Dobrzeniu Nr.55 (powiat Oleśnica, woj. dolnośląskie).

3.Zakres i przedmiot opracowania

Niniejsze opracowanie obejmuje sposób oczyszczania oraz odprowadzania ścieków do cieku wodnego. Przedmiotem opracowania jest kompleksowe rozwiązanie problemu gospodarki ściekowej w terenie bez możliwości podpięcia obiektu do zbiorczej kanalizacji ściekowej przez zainstalowanie lokalnej oczyszczalni ścieków z filtrem piaskowym.

Jako założenia wyjściowe w niniejszym opracowaniu przyjęto:

Ilość mieszkańców 14

Klasa wyposażenia mieszkań V

4.     Warunki gruntowo – wodne

Na terenie inwestycji zalegają piaski grube. Warunki gruntowe pozwalają na wykorzystanie gruntu rodzimego jako wypełnienie filtru piaskowego, a tym samym eliminują koszty związane z koniecznością wymianu gruntu.

5.     Opis rozwiązania

Rozwiązaniem projektowym realizowanym na terenie gospodarstwa jest przydomowa oczyszczalnia ścieków z filtrem piaskowym.

Ciąg technologiczny oczyszczalni składa się z następujących urządzeń:

-          osadnik gnilny o pojemności 10 m³,

-          studzienki rozdzielcze ø 0,8 m

-          filtr piaskowy o powierzchni rozsączania 121 m²

-          wywiewki (wentylacja) ø 0,1 m,

-          studzienki kontrolna ø 0,8 m.

6.     Opis przyjętej technologii oczyszczania ścieków oraz zasad działania oczyszczalni

6.1 Osadnik gnilny

Ścieki z gospodarstwa zostaną w sposób grawitacyjny doprowadzone przykanalikiem,

o spadku 2%, do osadnika gnilnego. Przykanalik połączony z pionem kanalizacyjnym

w budynku oraz przestrzeń powietrzna zbiornika zapewniają wentylację osadnika. W zbiorniku następuje sedymentacja cząstek cięższych od wody, oraz flotacja cząstek lżejszych. Panują tu warunki beztlenowe, powodujące fermentację frakcji organicznej ścieków. Projektowany zbiornik ma pojemność 10 m³, jest zbiornikiem 3 – komorowym wyposażonym w trójnik, zarówno na połączeniu komór jak i na wylocie. Trójnik zabezpiecza przed dostaniem się do wlotu i wyloty zbiornika kożucha,  powstałego w wyniku flotacji oraz osadu – efektu sedymentacji.

Czas zatrzymania ścieków w osadniku wynosi 3 doby.

6.2 Studzienka rozdzielcza

Z osadnika wstępnego ścieki spływają grawitacyjnie do studzienki rozdzielczej dawkującej ścieki do filtra piaskowego.

6.3 Filtr piaskowy

W filtrze piaskowym zachodzą procesy doczyszczania ścieków w warunkach tlenowych. Ścieki są oczyszczane w sposób mechaniczny oraz biologiczny przez błonę biologiczną wytworzoną na ziarnach piasku. Warunki tlenowe zapewniają nitryfikację związków azotu, natomiast fosforany są sorbowane przez ziarna gruntu. W filtrze wykorzystano grunt rodzimy, stanowiący warstwę o miąższości 80 cm.

Powierzchnia rozsączania w filtrze piaskowym wynosi 121 m². Filtr skład się z 6 rur drenażu rozsączającego o średnicy 100 mm i długości 11 m rozstawionych

w odstępach 2 m oraz 5 rur drenażu zbierającego o średnicy 100 mm. Rury drenażowe ułożone są ze spadkiem 5 ‰. Drenaż zbierający odprowadza oczyszczone ścieki

do studzienki kontrolnej, skąd są kierowane do odbiornika.

INSTRUKCJA EKSPLOATACJI

Obsługa zbiornika gnilnego podczas eksploatacji

Po upływie 12 miesięcy użytkowania należy usunąć osad ze zbiornika. Usuwanie osadu należy przeprowadzać tylko z zastosowaniem pojazdu asenizacyjnego. Osad podczas pompowania zlewać bieżącą wodą z węża ogrodowego, aby spowodować jego częściowe upłynnienie i łatwiejsze wypompowanie. Podczas wypompowywania osadu należy zapewnić dobre odpowietrzenie zbiornika (otworzyć pokrywy zbiornika i pokrywę studzienki rozdzielczej). Zbiornik należy wypompować całkowicie.

Podczas wypróżnienia zbiornika z osadu zabronione jest używanie kanalizacji, odprowadzanie świeżych ścieków!!!

Zabrania się również wchodzenia do osadnika!!!

Konserwacja urządzeń polega na okresowym sprawdzaniu stanu urządzeń i wykonywaniu czynności serwisowych. Stan urządzeń sprawdzamy wizualnie, jeśli nie spostrzeżemy niczego niepokojącego możemy na tym poprzestać. Za powód do zaniepokojenia możemy uznać każde odstępstwo od dotychczasowego sposobu i efektu pracy urządzenia, a w szczególności:

• Brak recyrkulacji osadów,

• Nieprzyjemny zapach z drenażu lub komory napowietrzania,

• Niepoprawna barwa i zapach oczyszczonych ścieków,

• Zaleganie ścieków w rurach,

W razie zauważenia jakiejkolwiek z wyżej wymienionych nieprawidłowości należy dociec jej przyczyny i niezwłocznie usunąć przyczynę i usterkę. Przy naprawie i regulacji urządzeń należy stosować się do dołączanych instrukcji obsługi. Przy konserwacji urządzeń należy postępować zgonie z wytycznymi podanymi przez producenta lub wykonawcę.

Do czynności serwisowych należą:

• Okresowe opróżnianie osadnika gnilnego nagromadzonych części stałych tj. osadów i kożucha (zazwyczaj czynność tą należy wykonać, gdy poziom osadów na dnie zbiornika osiągnie maksymalnie 1/3 objętości osadnika gnilnego; czynność ta możemy wykonać samodzielnie pod warunkiem, że posiadamy możliwość utylizacji osadów; w innym przypadku należy zlecić to przedsiębiorstwu asenizacyjnemu)

• Czyszczenie filtrów (wykonać w razie konieczności lub średnio, co 3-6 miesięcy)

• Przepłukiwanie instalacji wewnątrz oczyszczalni (wykonać w razie konieczności lub średnio, co 3-6 miesięcy)

• Sprawdzenie czy nie ma spiętrzeń w studzience rozdzielającej drenażu (raz na 2 miesiące)