ĆWICZENIE IV

Opracowanie linii tlenowej odbiornika ścieków metodą Faira.

Ćwiczenie zawiera:

1. Zestawienie danych wyjściowych do obliczeń.

1.1. Charakterystyka hydro-chemiczna odbiornika ścieków

1.2. Charakterystyka ścieków zrzucanych do odbiornika

2. Obliczenia współrzędnych punktów linii tlenowej na podstawie nomogramu Faira.

3. Wykres przebiegu opracowanej linii tlenowej odbiornika ścieków.

Zapała Daniel

1. Zestawienie danych do obliczeń

1.1. Charakterystyka hydro-chemiczna odbiornika ścieków

rodzaj odbiornika ścieków - rzeka wolno płynąca

przepływ miarodajny w odbiorniku - SNQ = 0, 77m³/s

BZT₅ wody odbiornika powyżej punktu zrzut ścieków - 13, 0mgO₂/dm³

stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie odbiornika powyżej zrzutu ścieków - 4, 4

temperatura wody w odbiorniku - 20

1.2. Charakterystyka ścieków zrzucanych.

BZT₅ ścieków zrzucanych do odbiornika - 40, 0mgO₂/dm³

ilość ścieków zrzucanych do odbiornika w ciągu doby:

SNQ = 3%  × 0, 77m³/s = 0, 0231m³/s

0, 0231m³/s × 86400 = 1995, 84m³

zawartość tlenu rozpuszczonego w ściekach - 1, 8mgO₂/dm³

2. Obliczenia współrzędnych punktów linii tlenowej na podstawie nomogramu Faira

2.1. Średni sekundowy dopływ ścieków do odbiornika:

q = 1995, 84 ÷ 86400 = 0, 023m³/s

2.2.Wyznaczenie wartości współczynnika samooczyszczenia się wody:

f = 1, 5

Dla zadanego rodzaju odbiornika ścieków ( rzeka wolno płynąca) przyjęty f = 1, 5 nie ulega korekcie ponieważ temperatura wynosi 20.

2.3. Nasycenie wody odbiornika tlenu w danej temperaturze 20

Z tabeli odczytano wartość: S = 9, 2 mgO₂/dm³

2.4. Niedobór tlenu w temperaturze 20 wynosi:

-w wodzie odbiornika: 9, 2 − 4, 4 = 4, 8mgO₂/dm³

-w ściekach: 9, 2 − 1, 8 = 7, 4mgO₂/dm³

2.5. Średni niedobór tlenu rozpuszczonego w wodzie odbiornika w tzw. punkcie krytycznym krzywej (F₁) wynosi:

$$F_{1} = \frac{0,77 \times 4,8 + 0,0231 \times 7,4}{0,7 + 0,0231} = 5,3mgO_{2}/\text{dm}^{3}$$

2.6. Średnie BZT₅ w wodzie odbiornika w tzw. punkcie wyjściowym krzywej (F₁) wynosi:

$$\text{BZT}_{5} = \frac{0,77m^{3}/s\ \times 13,0\text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3} + 0,0231m^{3}/s \times 40\text{mg}O_{2}/\text{dm}^{3}}{0,77m^{3}/s + 0,0231m^{3}/s} = 13,8mgO_{2}/\text{dm}^{3}$$

Z uwagi na temperaturę wody odbiornika w której zachodzi proces jego samooczyszczenia (20) obliczona wartość pełnego BZT (B₁) czyli BZT₂₀ wyniesie zatem:

B₁ = 1, 46 × 13, 8 = 20, 1mgO₂/dm³

2.7. Wartości potrzebne do wykorzystania nomogramu Faira przedstawia się następująco:

-współczynnik samooczyszczenia: f = 1, 5

-nasycenie wody odbiornika tlenem rozpuszczonym: S = 9, 2mgO₂/dm³

-średni niedobór tlenu rozpuszczonego w odbiorniku: F₁ = 5, 3mgO₂/dm³

-całkowite BZT: B₁ = 20, 1mgO₂/dm³

a ponadto:

F₁ : B₁ = 5, 3 ÷ 20, 1 = 0, 26

(f+1) : f = (1,5+1) ÷ 1, 5 = 1, 67

B₁ : (f × S)=20, 1 ÷ (1, 5 × 9, 2)=1, 46

Z wykresu Faira odczytano:

dla F₁ : B₁ = 0, 26 oraz f = 1, 5 odczytano t₂ = 2, 2 doby

dla t₂ = 2, 2 oraz $\frac{B_{1}}{F_{s}} = 1,46$ odczytano $\frac{F_{2}}{S} = 0,89$

Z tego wynika, że niedobór tlenu rozpuszczonego w wodzie odbiornika w tzw. punkcie krytycznym krzywej F₂ wyniesie:

F₂ = 0, 89 × 9, 2 = 8, 2mgO₂/dm³

dla F₁ : B₁ = 0 oraz f = 1, 5 t₃ − t₂ = 3, 5 − 2, 2 = 1, 3 doby

-dla wyrażenia (f + 1)÷f × f₂ ÷ S = 1, 67 × 8, 2 ÷ 9, 2 = 1, 49

F₃ ÷ S = 0, 65

Z tego wynika, że niedobór tlenu rozpuszczonego w wodzie odbiornika w tzw. punkcie krzywej (F₃) wynosi:

F₃ = 0, 65 × 9, 2 = 5, 9mgO₂/dm³

3. Wykres przebiegu opracowanej linii tlenowej odbiornika ścieków.

-nasycenie wody odbiornika tlenem rozpuszczonym w wodzie w temperaturze 20 wynosi: S = 9, 2

-niedobór tlenu rozpuszczonego w wodzie odbiornika w tzw. punkcie wyjściowym wynosi: F₁ = 5, 3mgO₂/dm³

-niedobór tlenu rozpuszczonego w wodzie odbiornika w tzw. punkcie krytycznym krzywej wynosi: F₂ = 8, 2mgO₂/dm³ 

-niedobór tlenu rozpuszczonego w wodzie odbiornika w tzw. punkcie przegięcia krzywej wynosi: F₃ = 5, 9mgO₂/dm³ 

-czas przepływu wody odbiornika pomiędzy punktem wyjściowym a punktem krytycznym wynosi: t₂ = 2, 6 doby

-czas przepływu wody odbiornika pomiędzy punktem krytycznym a punktem przegięcia krzywej wynosi: t₃ − t₂ = 3, 5 doby