1.Od czego zależy wymagany ( niezbędny ) stopień oczyszczania ścieków ? Podaj dopuszczalne wartości wskaźników i stężeń zanieczyszczeń dla oczyszczalni o RLM = 800.

Niezbędny stopień oczyszczania ścieków (NSO) zależy od:

1. miarodajnych wartości stężeń i wskaźników zanieczyszczeń ścieków surowych,

2. wymaganego składu ścieków oczyszczonych.

NSO oblicza się wg zależności:

(1)

gdzie:

NSO_x – niezbędny stopień oczyszczania ścieków obliczany dla wskaźnika lub stężenia
zanieczyszczenia „x”,

C_o – wartość stężenia lub wskaźnika zanieczyszczenia w ściekach surowych , [g/m³],

C_e – wartość stężenia lub wskaźnika zanieczyszczenia w ściekach oczyszczonych, [g/m³].

NSO należy obliczać dla poszczególnych zanieczyszczeń (BZT₅, ChZT, zawiesiny, związki azotowe, związki fosforu itd.).

Zgodnie z Rozporządzeniem 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. Dz.U. 2006 nr 137, poz. 986, określenie NSO winno obejmować od 3 do 5 wskaźników i stężeń zanieczyszczeń w zależności od wielkości oczyszczalni oraz rodzaju odbiornika ścieków.

Natomiast zalecenia Unii Europejskiej (Dyrektywa Unii Europejskiej nr 91/271/EWG z dnia 21 maja 1991 r. dotycząca oczyszczania ścieków komunalnych, Official Journal of the European Communities No L 135/40), wymagają określenia NSO dla BZT₅, ChZT i zawiesin ogólnych, w przypadku wszystkich oczyszczalni ścieków, oraz dodatkowo dla azotu ogólnego i fosforu ogólnego w przypadku oczyszczalni, których odbiornikami ścieków oczyszczonych są wody podatne na eutrofizację.

2. Od czego zależy wymagany skład ścieków oczyszczonych ? Podaj dopuszczalne wartości wskaźników i stężeń zanieczyszczeń dla oczyszczalni o RLM = 1600.

Miarodajny skład ścieków oczyszczonych winien być określony przez właściwy organ administracji publicznej (starosta lub wojewoda w zależności od przepustowości oczyszczalni ścieków). Zależy od:

Wymagany skład ścieków odprowadzanych do wód lub do ziemi zgodnie z

Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004 r. w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, uzależniony jest od obciążenia oczyszczalni wyrażonego równoważną liczbą mieszkańców (RLM).

RLM oblicza się na podstawie maksymalnego średniego tygodniowego ładunku zanieczyszczenia wyrażonego wskaźnikiem BZT₅ dopływającego do oczyszczalni w ciągu roku, z wyłączeniem sytuacji nietypowych, w szczególności wynikających z intensywnych opadów.

Oczyszczone ścieki komunalne wprowadzane do wód lub do ziemi nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń określonych w załączniku nr 1 do w/w rozporządzenia lub powinny spełniać minimalny procent redukcji zanieczyszczeń określony w tym załączniku – tabela 2.

Spełnienie warunków dotyczących wprowadzania do wód lub do ziemi oczyszczonych ścieków komunalnych potwierdza się oceną przeprowadzoną na podstawie pomiarów ilości i jakości ścieków wykonaną zgodnie z przepisami Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004 r.

Tabela 2 Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń lub min. procent redukcji zanieczyszczeń dla oczyszczonych ścieków komunalnych ¹⁾ wg Rozporządzeniem 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. Dz.U. 2006 nr 137, poz. 986.

3. Od czego zależy wymagany skład ścieków oczyszczonych ? Podaj dopuszczalne wartości wskaźników i stężeń zanieczyszczeń dla oczyszczalni o RLM = 7500.

4. Od czego zależy wymagany skład ścieków oczyszczonych ? Podaj dopuszczalne wartości wskaźników i stężeń zanieczyszczeń dla oczyszczalni o RLM = 13200.

5. Od czego zależy wymagany skład ścieków oczyszczonych ? Podaj dopuszczalne wartości wskaźników i stężeń zanieczyszczeń dla oczyszczalni o RLM = 85000.

6. Od czego zależy wymagany skład ścieków oczyszczonych ? Podaj dopuszczalne wartości wskaźników i stężeń zanieczyszczeń dla oczyszczalni o RLM = 160000.

7.Podaj typowe wartości podstawowych stężeń i wskaźników zanieczyszczenia surowych ścieków komunalnych( średnio stężonych ).

8.Omów formy występowania związków azotowych w ściekach surowych i biologicznie oczyszczonych :

W typowych surowych ściekach komunalnych stężenia poszczególnych form związków azotowych wynoszą:

Norg = 30 gN/m3

NNH4 = 30 gN/m3

NTKN = 60 gN/m3

NNO2 = 0 gN/m3

NNO3 = 0 gN/m3

Nog. = 60 gN/m3

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,

N_{org =} 1 gN/m3

N_{NH4 =} 49 gN/m3

N_{NO2 =} 0 gN/m3

N_{NO3 =} 0 gN/m3

N_{TKN = 50} gN/m3

N_{og = 50} gN/m3

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją,

N_{org =} 1 gN/m3

N_{NH4 =} 1 gN/m3

N_{NO2 =} 0 gN/m3

N_{NO3 =} 48 gN/m3

N_{TKN = 2} gN/m3

N_{og = 50} gN/m3

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją,

N_{org =} 1 gN/m3

N_{NH4 =} 1 gN/m3

N_{NO2 =} 0 gN/m3

N_{NO3 =} 13 gN/m3 gdy RLM<100 tys. N_{NO3 =} 8 gN/m3 gdy RLM>100 tys.

N_{TKN = 2} gN/m3 gdy RLM<100 tys. N_{TKN = 2} gN/m3 gdy RLM>100 tys.

N_{og = 15} gN/m3 gdy RLM<100 tys. N_{og = 15} gN/m3 gdy RLM>100 tys.

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :

- RLM = 50 000, BZT₅ = 350 g O₂/m³, Azot TKN = 60 g N/m³

9.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie oczyszczonych :

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją,

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :

- RLM = 120 000, BZT₅ = 450 g O₂/m³, Azot TKN = 50 g N/m³

10.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie oczyszczonych :

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją,

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :

- RLM = 80 000, BZT₅ = 400g O₂/m³, Azot TKN = 80 g N/m³

11.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie oczyszczonych :

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją,

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :

- RLM = 150 000, BZT₅ = 550 g O₂/m³, Azot TKN = 70 g N/m³

12.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie oczyszczonych :

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją,

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją,

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla danych :

- RLM = 70 000, BZT₅ = 380 g O₂/m³, Azot TKN = 55 g N/m³

13.Omów stopnie oczyszczania ścieków ( procesy i operacje jednostkowe ).

Zależą wprost od NSO,jeżeli NSO zawiesin=70% to stosujemy stopień mechaniczny.

Rozróżniamy 4 stopnie:

1 – mechaniczne (piaskown,kraty,flotatory,osadniki wstępne)

2 – biologiczne (komory osadników czynnych, osadnik wtórny)

3 - biologiczne z usuwaniem N i P

4 – odnowa wody

14.Scharakteryzuj urządzenia do usuwania ciał stałych ze ścieków. Parametry technologiczne. Warunki stosowania.

Kraty – projektuje się na maksymalne spiętrzenie rzędu 0,5 m i na prędkość przepływu w komorze krat nie mniejszą niż 0,4÷0,5 m/s. Przy mniejszej prędkości może nastąpić wytrącanie piasku, co powodować może niszczenie urządzeń zgarniających i prasujących skratki oraz przenośników taśmowych. Imhoff zaleca aby prędkość przepływu ścieków w kanale, w którym zamontowana jest krata wynosiła 0,6 m/s. Zanieczyszczenia zatrzymane na kratach – skratki, są okresowo zgarniane (niekiedy prasowane i przepłukiwane oraz dezynfekowane) i transportowane do pojemnika na skratki. Ostateczne unieszkodliwienie skratek polega na:

• składowaniu na wysypiskach odpadów (po przepłukaniu, odwodnieniu i dezynfekcji),

• kompostowaniu (bez przepłukiwania i dezynfekcji).

Sita – podobne zastosowanie jak w przypadku krat.

Mikrosita- zatrzymują one bardzo drobne zawiesiny organiczne o znacznie mniejszych rozmiarach niż potocznie rozumiane skratki.

Można podzielić urządzenia do usuwania ciał stałych ze ścieków wg:

• wielkość prześwitów,

• sposób czyszczenia,

• rozwiązanie konstrukcyjne,

• sposób płukania skratek.

15.Scharakteryzuj urządzenia do usuwania zawiesin ziarnistych ze ścieków. Parametry technologiczne. Warunki stosowania.

Piaskowniki są to urządz służące do wydzielania ze ścieków zawiesin włóknistych mineralnych, wleczonych po dnach kanału takich jak piasek, żużel, pestki, ziarna kawy itp. Brak odpiaszczenia wpływa na szybsze zużywanie maszyn, zatykanie kanałów.

PODZIAŁ:

1. na charakt przepływu:

-wirowe

-złożone

-poziome

-pionowe;

b)na zgarnianie piasku

-ręczne

-mechan;

c) na ewakuację z leja poza...

-ręczna

- mechaniczna

- pneumatyczna

-pompowa;
d) na wykorzystanie powietrza

-napowietrzające

- nienapowietrzające. ;

e) na mogące współpracować z

-płuczki

-separatory piasku

-płuczki+separatory +higienizacja

-bez urządzeń;

f)wg.kyteriów sterowania instalacją

-automatycznie

-ręczne

Parametry technologiczne:

Poziome: -prędkość przepływu 0,3m/s nie niższa niż 0,1m/s; - czas przetrzymania 1 minuta; – długość piaskownika;

Pionowe:- czas przepływu(1-3min); - zalecana głębokość(3-4m); - obciążenie hydraul powierzchni (24-70m2/h)

Przedmuchiwane: - zapotrzebowanie na powietrze; -stosuje się napowietrzanie średnio i grubo pęcherzykowe; -prędkośc przepływu 0,3m/s; - czas przetrzymania do 2min.

Warunki stosowania:

- należy stosować dla oczyszczalni o przepustowości nominalnej ponad 100 m3/d

- stała prędkość przepływu poziomego (piaskowniki o przepływie poziomym)

16.Scharakteryzuj urządzenia do usuwania zawiesin ze ścieków. Parametry technologiczne. Warunki stosowania.

Urządzenia, w których prowadzi się sedymentację noszą nazwę osadników.

Ze względu na miejsce w układzie można je podzielić na wstępne, pośrednie
i wtórne, a ze względu na rozwiązania techniczne osadniki dzielimy na: o przepływie poziomym (podłużne, promieniste, wiololejowe), o przepływie pionowym,
o przepływie pionowopoziomym, podłużny wielostrumieniowy, Imhoffa.

Parametry technologiczne:

-obciążenie hydrauliczne[m2/m2h] (wymiaruje się je na obciążenie hydrauliczne

Skuteczność zmniejszania ChZT 30-50%

Skuteczność usuwania azotu 15%, fosforu 10%, azotu amonowego 0%

Wpływ obciążenia hydraulicznego na zmniejszenie skuteczności usuwania BZT5 maleje.

Lej osadowy w osadnikach podłużnych znajduje się zawsze przy dopływie ścieków -szerokość do 6m, długość całkowita ponad 30m, l/b=4, l/h>=15, głębokość do 2,5m

Osadniki radialne: D=10-50m, d rury centralnej=10-15%D, d/głębokości>6, idna 5%, α=45-60

Obciążenie hydrauliczne przelewów odpływowych obliczamy w m3/mb*h

Osadniki pionoweD=3-10m, d=10-15%D, α=45-60

Obliczanie ilości osadu który jest wydzielany w osadnikach wstępnych i wtórnych:

Osady wstę=Qnom*Zo*η

Qnom=Qśrd

Ilośc osadów wtórnych

Osadniki wymiaruje się na:

- obciążenie hydrauliczne gdy zawierają tylko zawiesinę ziarnistą, jest wyraźna przewaga zawiesiny ziarnistej lub gdy w ściekach występuje zawiesina całkowicie skłaczkowana bądź w znacznym stopniu skłaczkowana,)

- obciążenie hydrauliczne i czas przetrzymania gdy ścieki zawierają zawiesinę mieszaną lub zawiesinę nie w pełni skłaczkowaną, a w układzie nie ma wstępnej flokulacji.

17.Omów typy ( rodzaje ) sedymentacji wykorzystywanej do usuwania zawiesin ze ścieków.

Sedymentacja to proces opadania zawiesiny ciała stałego w ściekach
w wyniku działania sił grawitacji lub sił bezwładności.

Urządzenia, w których prowadzi się sedymentację noszą nazwę osadników.

Rozróżniamy 3 typy sed w zależność od rodzaju zanieczyszczeń:

-sed pojedynczych cząstek -występuje przy niskich stężeniach zawiesin poniżej100gsm/m4 ścieków. W czasie sed kształt cząstek nie ulega zmianie, nie występuje aglomeracja cząstek i prędkość jest stała. Gęstość osadu jest stała na całej długości.

-sed zawiesin kłaczkowatych – bardzo często z reguły te zawiesiny występują w ściekach komunalnych przy stężeniach zawiesin 600gsm/m3. Cząstki opadają z różną prędkością i wzrasta a odległością cząstki od zwierciadła ścieków w związku z występowaniem zjawiska aglomeracji.

-sed strefowa – występuje przy wysokich stężeniach zawiesin powyżej 1000dsm/m3. Sed osady czynnego. W związku z dużą ilością zawiesin tworzy ona silnie oddziaływania między sobą, a krzywa sedymentacji przebiega różnie w różnych strefach osadnika. strefy:

-strumień cieczy sklarowanej

-pojedynczych cząstek

-opadania

-przejściowa

-zagęszczania osadu

-końcowego zagęszczania osadu.

18.Omów krzywą SIERPA.

Wykres zależności skuteczności usuwania poszczególnych zanieczyszczeń
w procesie sedymentacji wstępnej w zależności od czasu trwania procesu przedstawiają tzw. Krzywe Sierpa (Rys.1).

Krzywe te powstały w wyniku badań Sierpa nad ściekami miejskimi w leju sedymentacyjnym (tzw. leju Imhoffa), w którym po 2 godzinach opadania nastąpiły zmiany podczas procesu sedymentacji a mianowicie:

• w ogólnych ilościach zawiesin – 60-70%,

• w ilościach zawiesin opadających - 90-100%,

• w BZT₅ – 20-30%,

• w chemicznym zapotrzebowaniu tlenu wyrażonym w zużyciu KMnO₄ – 15-20%.

Powyższe krzywe umożliwiają orientacyjne określenie efektów oczyszczania
w osadnikach przy różnym czasie przepływu. Widać wyraźnie, że najbardziej efektywna praca osadnika jest przy czasie przepływu 1,5h – 2h.

Krótszy czas przepływu niesie niebezpieczeństwo, że nie zatrzymane zawiesiny obciążą niekorzystnie urządzenia biologiczne lub odbiorniki, zaś dłuższy czas przetrzymania niż 1,5 – 2h nie zwiększy zasadniczo wyniku oczyszczania, natomiast powstaje zagrożenie zagniwania ścieków oraz niepotrzebnego zwikszania kosztów budowy.

Pozostałe w ściekach zawiesiny po 2 godzinach sedymentacji określane są jako zawiesiny nieopadające. Zawiesiny opadające można wyrazić wagowo (w g sm/m3) lub objętościowo (w cm3/dm3).

19.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem czynnym ( bez nitryfikacji , denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji ).

WO = < 7 d (Solids Retention Time - SRT)

t = 12 – 20^oC

T_KOCZ = 2 – 6 h (Hydraulic Retention Time - HRT)

T_OS.WT. = 2 h

X_ś = 1,5 – 5,0 kgSM/m ³

X_R = X_N = 3 – 10 kg SM/m ³

α = 50 – 100 %Q

O_Ł = 0,4 g BZT₅/g SM*d

O_K = 1500 – 2000 g BZT₅/m³*d

20. Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem czynnym z nitryfikacją ( bez denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji ).

WO = > 7 d (10) (SRT)

t = 12 – 20^oC

T _KOCZ = 6 – 12 h (HRT)

T _OS.WT. = 6 h

X_ś = 1,5 – 5,0 kgSM/m ³

X_R = X_N = 3 – 10 kg SM/m ³

α = 50-100%Q

O_Ł = 0,1- 0,2 g BZT₅/g SM*d

O_K = 500 g BZT₅/m³*d

21.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem czynnym z nitryfikacją , denitryfikacją ( bez wzmożonej biologicznej defosfatacji ). ???

22.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem czynnym z nitryfikacją , denitryfikacją i wzmożoną biologiczną defosfatacją. ???

1) Osad czynny z usuwaniem związków organicznych (związki biogenne usuwane są tylko przez asymilację)

2) Osad czynny z uzyskaniem związków organicznych i nitryfikacją NH₄ (też tylko asymilacja i utleniany NH₄ do azotynów)

(większa komora)

3) 2)+ denitryfikacja azotanów (azot usuwany przez asymilację i biologiczne przekształcanie do N₂, a fosfor tylko przez asymilację)

UKŁAD MLE

4) 3)+ defosfatacja (nazywany układem CNP- zintegrowane usuwanie związków: C, N, P)

23.Narysuj schematy układów oczyszczalni z osadem czynnym i podaj podstawowe parametry technologiczne :

- jednostopniowy- podstawowy układ oczyszczania ścieków
z wykorzystaniem osadu czynnego.

- dwustopniowy - układ stosowany w dużych oczyszczalniach, pozwala na łatwe przystosowanie się do zmiennego obciążenia. Każdy stopień posiada własny osadnik.

1. - jednofazowy - oczyszczanie biologiczne w warunkach tlenowych, usuwanie osadów ogólnych bez usuwania w znaczącym stopniu związków biogennych czyli azotu i fosforu.

Średnie stężenie azotu na dopływie do reaktora wynosi 60 gN/m³, fosforu 12 gP/m³, zaś na odpływie średnie stężenie azotu wynosi 40 gN/m³, a fosforu 10 gP/m³_.

- dwufazowy - układ do usuwania zanieczyszczeń organicznych oraz związków azotu na drodze biologicznej, polegający na denitryfikacji wstępnej i nitryfikacji. Występują zmienne warunki tlenowe w poszczególnych komorach reaktora osadu czynnego.

- trójfazowy - układy stosowane do usuwania zanieczyszczeń organicznych , usuwania związków azotu oraz obniżenia stężenia fosforu na drodze biologicznej defosfatacji

- czterofazowy - układy stosowane do usuwania zanieczyszczeń organicznych oraz usuwania związków azotu

-pięciofazowy - układ do usuwania związków organicznych, usuwania związków azotu (amonifikacji związków azotu organicznego, nitryfikacji azotu amonowego oraz denitryfikacji azotanów) oraz usuwania związków fosforu na w procesie wzmożonej defosfatacji

24.Podaj podstawowe warunki oczyszczania ścieków osadem czynnym

W prawidłowo zaprojektowanym układzie biologicznego oczyszczania muszą być spełnione warunki:

-równowaga między asymilacją (synteza nowych komórek) a mineralizacją związków organicznych

-równowaga między ilością substancji pokarmowych a liczbą konsumentów (mikroorganizmów)

-równowaga między biotopem z biocenozą.

Warunki te nawzajem się przenikają.

25.Omów układy osadu czynnego : A/O , A²O , AB , BARDENPHO-4 , BARDENPHO – 5 , NIT- DENIT , DENIT- NIT , UCT , MUCT.

A/O

Dopływ do KB musi mieć możliwie mało (najlepiej wcale) NO3-. Dlatego układ A/O projektuje się tak, żeby nie było nitryfikacji (tzn. przyjmuje się odpowiednio krótki WO).

WO ≈ (2 ÷6)d

TKB = VKB/Q0 ≈ (0,5 ÷1,5)h

TKN = VKN/Q0 ≈ (1 ÷3)h

Efekty oczyszczania i zużycia tlenu:~ jak w procesie tlenowym przy porównywalnym WO, ale dodatkowo niskie stężenie P w ściekach oczyszczonych (może być, że odpowiada wymogą Rozporządzenia). Trzeba bardzo dobrze klarować ścieki w osadnikach wtórnych Xe < 20 (15) gsm/m3, ponieważ zawiesina zawiera dużo P.

A2O

Układ A2/O (Anaerobic/Anoxic/Oxic)

KD/KN → tak jak w układzie MLE. Służy do usuwania zanieczyszczeń organicznych oraz nitryfikacji / denitryfikacji. Parametry jak dla układu MLE.

KB → żeby uzyskać defosfatację biologiczną.

TKB = VKB/Q0 ≈ (0,5 ÷ 2)h

NO3- doprowadzane do KB zużywają LKT, co obniża przyrost BHP, a zatem efekty usuwania P.

Bardenpho – Phoredox

Pierwszymi rozwiązaniami technologicznymi usuwania fosforu metodą biologiczną były systemy Bardenpho i Phoredox. Trudności w osiąganiu intensywnego i stabilnego usuwania P były przyczyną modyfikacji tych systemow. Proces Bardenpho początkowo był przygotowywany do usuwania azotu przez nitryfikację i denitryfikację a następnie modyfikowany przez Barnarda do usuwania fosforu. Nazwa procesu wiąże się z jego tworcą (Bardenpho = BARnard – DEnitryfikacja – PHOsphorus).

3. Bardenpho 5

3. MUCT

26.Scharakteryzuj oczyszczanie ścieków na stacjonarnych złożach biologicznych.

Złoża biologiczne służą do oczyszczania ścieków ulegających biodegradacji. Mogą być wykorzystywane do oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych. Wykonywane są w postaci kolumn przepływowych wypełnionych materiałem porowatym, naturalnym lub z tworzyw sztucznych na którym to materiale w skutek zanieczyszczenia ściekami rozwijają się mikroorganizmy nazywane błoną biologiczną.

27.Omów podstawowe parametry technologiczne oczyszczania ścieków na złożach biologicznych.

Podstawową miarą efektywności pracy oczyszczania biologicznego jest zdolność obniżania ładunku zanieczyszczeń organicznych podatnych na rozkład i wyrażonych konwencjonalnie przez ubytek BZT5. Umownie wyróznia się:

-niepełne biologiczne oczyszczanie, gdy w całej oczyszczalni obniżenie BZT5 nie przekracza 85%(BZT5 odpływu zwykle )

-pełne biologiczne oczyszczanie, gdy osiągnie się efektywność powyżej 85% zwykle w przedziale 90-95%( BZT5 odpływu zwykle )

Dodatkowymi miernikami oczyszczania biologicznego są ubytki ChZT, OWO, bakterii, a także usuwanie zanieczyszczeń biogennych.

Ubytek azotu ∆N ~ (5 ÷ 10) gN/m3

Ubytek fosforu ∆P ~ (1 ÷ 2) gP/m3

28.Od czego zależy zapotrzebowanie na tlen w procesie osadu czynnego ?

Zużycie tlenu przy oczyszczaniu ścieków w procesie osadu czynnego zależy od:

- natężenia dopływu ścieków do komór napowietrzania

- zawartości związków organicznych i stężenia zredukowanych form azotu w ściekach surowych i oczyszczonych

- wieku osadu

- temperatury

- stopnia denitryfikacji

W procesie oczyszczania ścieków wyróżniamy:

BZT jak również ChZT

Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT) to pojęcie umowne, które określa ilość tlenu wyrażoną w mg w 1 dm³ wody, potrzebną do utlenienia biochemicznych związków organicznych w badanych ściekach lub w wodzie w warunkach aerobowych.

Związki organiczne występujące w wodach naturalnych ulegają rozkładowi na skutek działania bakterii i innych drobnoustrojów.

Proces biochemicznego utleniania związków organicznych można zapisać za pomocą równania:

bakterie

związki organiczne + O₂ CO₂ + H₂O

Przebieg reakcji bioutleniania zależy od:

• ilości mikroorganizmów zawartych w wodzie,

• ich aktywności biologicznej,

• temperatury,

• pH,

• substancji toksycznych.

Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) to pojęcie umowne, które oznacza ilość tlenu (w mg/dm³) pobranego (w umownych warunkach) z utleniacza do utlenienia obecnych w wodzie związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych (np. soli żelaza (II), siarkowodoru, siarczków, azotanów (III)).

Oznaczenie ChZT wykonywane jest w ściśle określonych warunkach, a stopień utlenienia związków organicznych zależy od:

• rodzaju utleniacza,

• temperatury,

• czasu reakcji utleniania.

Zapotrzebowanie na tlen oblicza się wg równania:

w którym:

ZO₂ – zapotrzebowanie tlenu, [kg O₂/d]

O_2,C – zapotrzebowanie tlenu na mineralizację związków organicznych, [kg O₂/d]

O_2,Nit – zapotrzebowanie tlenu na utlenienie azotu amonowego, [kg O₂/d]

O_2,Denit – odzysk tlenu z denitryfikacji, [kg O₂/d].

29.Od czego zależy zapotrzebowanie na powietrze w procesie osadu czynnego ?

Zapotrzebowanie na powietrze oblicza się wg równania:

Q_p – wymagana wydajność stacji dmuchaw, Nm³/h

ZO_2h – godzinowe zapotrzebowanie tlenu, kg O₂/h

α_gr – współczynnik powierzchni granicznej, α_gr = 0,5

η – sprawność systemu napowietrzania,

γ – poprawka z uwagi na zasolenie ścieków,

0,280 – ilość tlenu w 1 Nm³ powietrza, kg O₂/Nm³.

30.Co to jest wiek osadu ? Od czego zależy ?

Wiek osadu czynnego - średni czas przebywania kłaczków osadu czynnego w układzie oczyszczania. Może wynosić od 1 do 40 dób

WO = zapas osadu / przyrost = pojemność * stężenie osadu / przyrost osadu.

Przyrost osadu ΔX = Qm * XN

Wiek osadu przyjmuje się w zależności od wymaganego stopnia oczyszczania czyli wymaganego stopnia zmniejszania zanieczyszczeń.

Przy wieku do 7 dób mówimy o procesie pełnego biologicznego oczyszczania. Przy wieku powyżej 7 dób mówimy o pełnym biologicznym oczyszczaniu z nitryfikacją związków azotowych

31. Jak utrzymuje się stały wiek osadu w procesie oczyszczania osadem czynnym ? (wiek osadu czynnego wzór?)

32.Jak wpływa temperatura na procesy biologicznego oczyszczania ścieków ?

Temperatura ścieków wpływa na szybkość przebiegu procesów biologicznego oczyszczania ścieków zarówno w oczyszczalni jak i odbiorniku (procesy samooczyszczania). Wzrost temperatury powoduje przyspieszenie procesów biologicznego oczyszczania ścieków w oczyszczalni ale i szybsze ich zagniwanie w sieci kanalizacyjnej. Na temperaturę ścieków wpływ wywierają:

• rodzaj ujęć wód kierowanych do systemu wodociągowego (podziemne, powierzchniowe),

• system kanalizacji,

• rozległość sieci,

• sposób zaopatrzenia ludności w wodę ciepłą,

• temperatura powietrza,

• wielkość i rodzaj oczyszczalni. Temperatura ścieków waha się od ok. 10 st.C (w zimie) do 15oC (w lecie). Na rys. 4 przedstawiono roczne zmiany temperatury ścieków.

Temperatura ścieków w ciągu roku ulega zmianie !!!

- BZT5 oraz ChZT maleje wraz ze wzrostem temperatury

33.Na czym polega biologiczne usuwanie związków biogennych ze ścieków komunalnych ?

- nitryfikacja -

- denitryfikacja

- defosfatacja

-

34.Omów metody biologicznego usuwania fosforu ze ścieków

Biologiczne:

-konwencjonalne

-nadmiarowe

Konwencjonalna (naturalna) defosfatacja biologiczna wynika z procesów wzrostu mikroorganizmów (osadu czynnego, złóż biologicznych, stawów ściekowych), do których niezbędna jest podaż fosforu. Zasymilowany przez biomasę fosfor stanowi trwały składnik biomasy.

Zasada „naturalnej” defosfatacji ścieków sprowadza się do usuwania fosforu ze ścieków poprzez jego ewakuację wraz z osadem nadmiernym. Znając przyrost osadu ΔX można obliczyć stężenie fosforu w ściekach oczyszczonych wg równania Szeteli [2]:

(1)

w którym:

P_e – stężenie fosforu w ściekach oczyszczonych, [gP/m³]

P_o – stężenie fosforu w ściekach surowych, [gP/m³]

ω - udział fosforu w biomasie organicznej osadu nadmiernego, równy 0,023

ΔX_a – przyrost osadu organicznego, [kg SM_org/d]

Q_o – nominalna przepustowość oczyszczalni, [m³/d]

Nadmiarowe biologiczne usuwanie fosforu prowadzone jest przez bakterie PAO które:

-są heterotrofami,

-są bezwzględnymi tlenowcami,

-jako źródło węgla wykorzystują niskocząsteczkowe rozpuszczone związki organiczne – głównie niskocząsteczkowe kwasy tłuszczowe (LKT – octan propionowy i inne) oraz alkohole,

-nie rozkładają węglowodanów,

-powoli wzrastają,

-w warunkach tlenowych i w mieszanej kulturze, z uwagi na powolny wzrost, nie mogą konkurować z innymi szybko rosnącymi heterotrofami,

-w warunkach naprzemiennych beztlenowo – tlenowych, które są „stresujące” dla szybkorosnących heterotrofów, istnieją warunki korzystne dla PAO (wygrywają one konkurencję).

W systemach wyłącznie tlenowych PAO są również obecne ale wtedy nie wbudowują nadmiarowo fosforu.

Fosfor organiczny i polifosforany zawarte w ściekach muszą być wcześniej przekształcone do postaci ortofosforanów.

35.Omów metody chemicznego usuwania fosforu ze ścieków

Defosfatacja chemiczna może być realizowana jako samodzielny proces strącania fosforanów ze ścieków lub jako proces wspomagający wzmożoną defosfatację biologiczną w przypadku, gdy jest ona niewystarczająca. Pod pojęciem defosfatacji chemicznej należy rozumieć również chemiczne strącanie fosforanów z cieczy nadosadowej powstającej w poszczególnych obiektach gospodarki osadowej.

1. strącanie wstepne

- za piaskownikiem/odtłuszczaczem wprowadza się sole Fe i Al., następuje flokulacja w rurociągu a potem sedymentacja w osadniku

- jednocześnie są usuwane zw. Organiczne i zw. Fosforu (wada, bo potem może brakować org. Do oczyszczania biologicznego bo są strącane

-potrzeba dużych dawek (koszty )

- stosujemy tylko w wyjątkowych wypadkach

2.strącanie symultaniczne -pozwala na wyższy stopień usunięcia fosforu niż w wyniku wstępnego strącania

- jednocześnie do komory ANO/ OX dawkujemy sole Fe lub Al. (tam jest już mniej zw. Organicznych i fosforu, bo został trochę zasymilowany)

- sedymentacja w osadniku wtórnym

3. strącanie końcowe

- po osadniku wtórnym na odpływie budujemy komorę szybkiego i wolnego mieszania w KSM dodajemy Fe lub Al.

- stosujemy kiedy odprowadzamy ścieki do małych lub cennych ekologicznie odbiorników stojących

- na końcu układu mogą być filtry ciśnieniowe pospieszne ( układ WESTBANL)

4. Wapniowanie cieczy nadosadowej

36.Jakie chemikalia stosuje się w oczyszczaniu ścieków komunalnych i w unieszkodliwianiu osadów ściekowych ?

Powodem stosowania chemicznych i fizykochemicznych metod w technologii oczyszczania ścieków jest występowanie w ściekach coraz większej liczby trudno usuwalnych lub nierozkładalnych biologicznie zanieczyszczeń pochodzenia przemysłowego oraz wzrost wymagań w zakresie oczyszczania ścieków.

Neutralizacja jest procesem chemicznego zobojętniania ścieków o odczynie kwaśnym lub zasadowym. Stosowana jest jako jeden ze wstępnych procesów podczyszczania ścieków przemysłowych. Szybkość przebiegu neutralizacji, a zatem czas trwania procesu, zależy w dużym stopniu od intensywności mieszania.

Neutralizację można prowadzić przez wzajemne mieszanie ścieków kwaśnych i zasadowych oraz z udziałem dodawanego reagenta. Jako reagenty stosuje się:

do neutralizacji ścieków kwaśnych:

NaOH – w postaci roztworu o stężeniu 20 ÷ 30%,(posiada dużo zalet, ale jest drogi i stosowanie NaOH w dużych instalacjach jest nieekonomiczne)

Ca(OH)₂ – w postaci zawiesiny (mleka wapiennego) o stężeniu 5 ÷ 15%,(tańsze, częściej stosowane, poważną wadą jest duża ilość osadów)

Na₂CO₃ – w postaci roztworu, (stosuje się rzadziej, często łącznie z NaOH. Jest szczególnie korzystny przy równoczesnym strącaniu niektórych metali (Pb i Cd), ponieważ obniża odczyn wymagany do ich strącania. Rozpuszczalność węglanu sodu zależy w dużym stopniu od temperatury)

CaCO₃ – w postaci złoża ziarnistego(stosuje się dla małych ilości ścieków)

MgO – w postaci złoża granulatu(stosuje się dla małych ilości ścieków)

do neutralizacji ścieków zasadowych: (zastosowanie do neutralizacji silnych kwasów stwarza stałe zagrożenia dla obsługi, wymaga instalowanie odpornych na korozję zbiorników i rur oraz kosztownej aparatury do dawkowania kwasów z równocześnie ścisłą kontrolą pH)

H₃PO₄ – w postaci roztworu,

HCl – w postaci roztworu,

H₂SO₄ – w postaci roztworu (Jego cena jest zbliżona do ceny HCl, lecz aktywność dwukrotnie większa)

CO₂ – w postaci czystego gazu lub zawartego w gazach spalinowych. (Jako źródło CO2 wykorzystywany jest tutaj tani gaz spalinowy, kominowy z kotłowni lub siłowni, które zawierają 10 ÷ 15% CO2. Zaletą tego procesu jest niemożliwość nadmiernego zakwaszenia ścieków, uzyskanie osadów o dobrych właściwościach filtracyjnych (w przypadku neutralizacji wodorotlenku wapnia) lub brak osadów (w przypadku neutralizacji ługu sodowego).

Utlenianie- może być wykorzystywane do utleniania związków organicznych, związków nieorganicznych lub dezynfekcji ścieków. Zanieczyszczenia organiczne, które można rozkładać w ściekach w procesach utleniania, to fenole, kwasy humusowe, związki powodujące zapach i barwę, niektóre organiczne substancje toksyczne, a także glony, bakterie i wirusy. Związki nieorganiczne, rozkładane w procesach utleniania, to substancje o silnych właściwościach redukujących, zawierające Mn²⁺, Fe²⁺, S^-, NO₂^-, SO₃^2-. Unieszkodliwiane są również w ten sposób silnie toksyczne cyjanki.

Najczęściej stosowanymi środkami utleniającymi są chlor i ozon.

Utlenianie chlorem

Chlor ma silne właściwości utleniające zarówno w postaci gazowej, jak i kwasu podchlorawego, podchlorynu sodu, podchlorynu wapnia lub wapna chlorowanego. W obecności jonu amonowego tworzą się chloraminy. Utleniające działanie chloramin jest kilkakrotnie mniejsze od chloru wolnego, lecz pozostają one dłużej w środowisku.

Oprócz głównych reakcji chloru z azotem amonowym przebiega również wiele ubocznych reakcji niekorzystnych, w wyniku których następuje redukcja chloru do chlorków oraz tworzą się chlorany. Reakcję chloru z amoniakiem wykorzystano do jego usuwania ze ścieków, przeprowadzając proces chlorowania ścieków do punktu przełamania. Do ścieków doprowadza się taką ilość chloru, która oprócz związania obecnego w ściekach amoniaku doprowadza do utleniania powstających chloramin. Produktem końcowym jest azot gazowy; powstają również jony chlorkowy.

Utlenianie ozonem

Ozon jest silnym utleniaczem, reaguje szybko i z większością związków organicznych i mikroorganizmami zawartymi w ściekach. Zdolna do szybkiej dysocjacji cząsteczka ozonu jest nietrwała. Rozpuszczalność ozonu w wodzie jest dziesięciokrotnie większa niż tlenu. Ozon jest toksyczny. Maksymalne stężenie ozonu tolerowane przez organizm ludzki wynosi 0,1 g/m3. Silne działanie utleniające ozonu jest wykorzystywane w technologii ścieków przemysłowych do usuwania takich związków jak fenole, cyjanki i barwniki.

Chemiczna redukcja chromu przeprowadza się przy użyciu SO₂, siarczanu żelazawego FeSO₄ lub siarczynów.

Dwutlenek siarki SO₂, pirosiarczyn sodowy Na₂S₂O₅ oraz siarczyn sodowy Na₂SO₃ tworzy po dodaniu do ścieków jon HSO₃-.

Tiosiarczyn sodowy Na₂S₂O₄ jest bardzo silnym środkiem redukującym i jest stosowany w przypadku, gdy redukcja z określonych względów musi być przeprowadzona w środowisku obojętnym lub zasadowym.

Przebieg i szybkość reakcji zależy od pH. Przy pewnym nadmiarze NaHSO₃ całkowita redukcja chromianów w czasie 2 min następuje dopiero przy pH < 2,5.

Zaletą stosowania SO₂ do redukcji jest zmniejszenie dawki kwasu stosowanego w celu obniżenia wartości pH

Siarczan żelazawy FeSO₄. Właściwości redukujące tego związku wynikają z faktu, że różnica w potencjale normalnym obu reakcji redoks jest wystarczająco duża do przeprowadzenia redukcji chromianów. Zaletą soli żelaza dwuwartościowego jest niski koszt, natomiast zapotrzebowanie na kwas jest wyższe niż przy poprzednio omówionych reduktorach.

Elektrolityczna redukcja chromu

Redukcja katodowa Cr6+ przebiega w środowisku kwaśnym, metodę tę można stosować dla stężeń w zakresie 100 ÷ 1000 gCrO₃/m3 przy pH < 1,5. Przy stężeniu wyjściowym 100 gCrO₃/m3 oraz gęstości prądu na katodzie 0,15 A/dm3 uzyskuje się po 2 h elektrolizy stężenie końcowe CrO₃/m3.

Koagulacja i chemiczne strącania

Proces koagulacji występuje zazwyczaj łącznie z chemicznym strącaniem. Oba współdziałające procesy przebiegają przy zastosowaniu tych samych koagulantów. Do koagulacji typowych zanieczyszczeń w ściekach miejskich stosuje się najczęściej hydrolizujące sole żelaza i glinu:

- siarczan glinowy Al₂(SO₄)₃ ∙ 18H₂O,

- siarczan żelazawy FeSO₄ ∙ 7H₂O,

- siarczan żelazowy Fe₂(SO₄)₃ ∙ 9H₂O,

- glinian sodowy Na₂Al₂O₄.

- chlorek żelazowy

- wapno palone

- wapno hydratyzowane

Sole żelazawe mają mniejszą zdolność koagulacyjną od soli żelazowych. Ponad to wodorotlenek żelazawy ma znaczną rozpuszczalność przy pH < 8. Z tego względu w trakcie koagulacji jony żelazawe przeprowadza się w żelazowe przez utlenianie chlorem. Sole żelazawe mogą być stosowane w granicach pH = 4 ÷ 7 oraz powyżej 8,5. Rozpuszczalność wodorotlenków żelazowych jest mniejsza, a działanie koagulujące lepsze. Siarczan glinu jest najczęściej stosowany do koagulacji. Zakres stosowania to pH = 5,5 ÷ 8,0. W wyższym pH jest rozpuszczalny i przechodzi w glinian.

Koagulację ścieków prowadzi się również wapnem, najczęściej w postaci mleka wapiennego Ca(OH)₂. Podczas dodawania wapna do ścieków zawierających wodorowęglany przy odczynie pH = 9,0 ÷ 9,5 następuje dekarbonizacja wody. Po koagulacji wapnem często jest konieczna jest rekarbonizacja ścieków.

37.Podaj wartości podstawowych wskaźników i stężeń zanieczyszczeń komunalnych ścieków surowych i oczyszczonych w zależności od wielkości oczyszczalni i rodzaju odbiornika.

Skład ścieków surowych:

Skład ścieków oczyszczonych (ze względu na wielkość oczyszczalni):

Skład ścieków oczyszczonych (ze względu na rodzaj odbiornika):

Dyrektywa Nr 91/271/EWG różnicuje wymogi składu ścieków odprowadzanych do odbiorników w zależności od ich podatności na eutrofizację.

Wymagany skład ścieków odprowadzanych z oczyszczalni miejskiej a do wód niepodatnych na eutrofizację wg dyrektywy Unii Europejskiej [1].

Wymagany skład ścieków odprowadzanych z oczyszczalni miejskiej do odbiornika podatnego na eutrofizację

38.Omów przemiany związków azotowych podczas biologicznego oczyszczania ścieków osadem czynnym.

Metody biologiczne a) amonifikacja - przemiana azotu organicznego do amonowego przez bakterie hemotroficzne w warunkach tlenowych jak i beztlen. Charakteryzuje się znacznie większą ilością reakcji niż nitryfikacja - w procesach wielofazowego osadu czynnego można założyć całkowite przejście Norg w azot amonowy. b) nitryfikacja - utlenianie amoniaku do azotanów przez bakt autotrof wyłącznie w war tlenowych. Warunkiem jest utrzymanie minimalnego wieku osadu (większy od 7-10 dób) Przebieg 2-stopniowy: *utlenienie azotu amon do azotynów *utlenienie azotynów do azotanów. W procesie tym zmniejsza się zasadowość ścieków. c) denitryfikacja może zachodzić wg 2 schematów: 1) biochem redukcja azotanów do wolnego azotu lub podtlenku azotu z jednoczesnym utlenianiem zw org w war beztlen. Warunkiem jest utrzymanie warunków niskotlenowych. 2) denitr asymilacyjna niekorzystny proces powodujący wzrost stężenia azotu amonowego w ilościach równoważnych ilości azotu azotanowego. W osadzie czyn zachodzi w niewielkim zakresie.

39.Porównaj układy osadu czynnego : NIT – DENIT z DENIT – NIT .Podaj wady i zalety.

40.Omów niezbędne warunki , w których może zachodzić nitryfikacja.

- obecność tlenu

- obecność nitryfikantów

- odpowiednio długi średni czas przetrzymania cząstek osadu w komorze napowietrzania

41.Omów bilans zasadowości w procesie przemian związków azotowych.

Związki azotowe zawarte w wodzie i ściekach mogą ulec biologicznej lub chemicznej amonifikacji czyli procesowi polegającemu na przemianie azotu organicznego do amoniaku (NH3/ NH4 + ) : Norg + H2O → NH4 + + OH- (1) Amonifikacja nie wymaga udziału tlenu i może przebiegać zarówno w warunkach tlenowych jak i beztlenowych . Amoniak z kolei może być biologicznie utleniony do azotanów na drodze nitryfikacji. Nitryfikacja sama w sobie nie zwiększa stopnia usuwania azotu z wody, gdyż jej zasadniczym skutkiem jest utlenienie amoniaku do azotanów, które mogą być dalej denitryfikowane biologicznie. Denitryfikacja może być pominięta jeżeli wymagane jest tylko utlenienie amoniaku.

Aby przeprowadzić denitryfikację należy na złożu albo w komorze osadu czynnego stworzyć warunki anoksyczne (brak tlenu rozpuszczonego). Denitryfikacja, zwana również redukcją desymilacyjną polega na biochemicznej redukcji azotanów (N5+) lub azotynów (N3+) do azotu gazowego (N0 ) : NO3 - + ½ H2O → ½ N2 + 5/2 [O] + OH-

W procesie nitryfikacji powstaje wolny kwas (H+ ), który reaguje z zawartą w wodzie zasadowością (zdolność wody do zobojętniania dodawanych kwasów, dzięki czemu działa jak bufor zapobiegając obniżeniu pH): HCO3 - + H+ ↔ CO2 + H2O (8) Jeżeli zdolność buforowania wody jest mała to w wyniku nitryfikacji może nastąpić obniżenie jej pH. Wymagana jest wówczas korekta zasadowości, którą prowadzi się za pomocą wodorotlenku sodu (gdy w wodzie duże jest stężenie azotu organicznego i amonowego dodatek wapna jest niewskazany z uwagi na możliwość ograniczenia nitryfikacji).

42.Omów układy osadu czynnego , w których ogranicza się doprowadzanie azotanów do komór anaerobowych z osadem powrotnym. (??)

50.Podaj podstawowe parametry technologiczne beztlenowej stabilizacji osadów ściekowych.

Stabilizacja beztlenowa = fermentacja

Zachodzi bez dostępu do tlenu.

Stabilizacja beztlenowa (fermentacja)- stosowana w dużych oczyszczalniach o przepustowości

> 15 tys. m³/d.

Fermentacja zachodzi

w wydzielonych komorach fermentacyjnych

51.Podaj podstawowe parametry technologiczne tlenowej stabilizacji osadów ściekowych.

Tlenowa stabilizacja - to rozkład zanieczyszczeń organicznych osadów w warunkach tlenowych (w obecności tlenu). Jest to metoda wykorzystująca biologiczny rozkład zanieczyszczeń organicznych zawartych w osadach surowych. Tlenowa stabilizacja oparta jest na tlenowym rozkładzie masy organicznej w warunkach głodu substratowego.

Proces ten prowadzony jest w wydzielonych, otwartych lub zamkniętych zbiornikach z doprowadzeniem powietrza lub łącznie z metodą osadu czynnego z przedłużonym napowietrzaniem. Proces ten powoduje zmniejszenie masy organicznej osadu.

Fazy stabilizacji tlenowej:

I faza - charakteryzuje się wysokim stopniem zapotrzebowania tlenu, gwałtownym rozwojem masy bakteryjnej oraz obniżeniem zawartości substancji stałych w osadzie.

II faza - zmniejszenie zapotrzebowania tlenu i zmniejszenie masy bakteryjnej.

III faza - zapotrzebowanie tlenu ulega dalszemu zmniejszeniu, ilości masy bakteryjnej zmniejsza się tylko w niewielkim stopniu.

Metody:

- stabilizacja symultaniczna (= przez przedłużone napowietrzanie)

- stabilizacja w wydzielonych komorach w temperaturze otoczenia

- stabilizacja autotermiczna termofilowa

Stabilizacja tlenowa –napowietrzanie osadu i utlenianiu materii organicznej przez tlen z powietrza. Komory stabilizacji tlenowej wyposażone w aeratory. Osad jest zagęszczany do 3-5% s.m. (przy dostatecznej ilości tlenu komory nie wymagają podgrzewania z zewnątrz). Stabilizacja przebiega w sposób nieciągły, tzn. po kilkugodzinnym napowietrzaniu (spadku pH) wyłącza się aerator, a włącza się mieszadło. Doprowadzenie świeżej porcji osadu powoduje wzrost pH. Po kolejnym napowietrzaniu następuje faza zagęszczania i spustu wody nadosadowej.

52.Od czego zależy produkcja gazu fermentacyjnego i jego kaloryczność ?

Wiele technologii przeróbki i stabilizacji osadów ściekowych bazuje na procesach beztlenowego rozkładu związków organicznych. Fermentacja osadów jest procesem wielofazowym; wyodrębnia się fazę hydrolityczną, acidogenną, octanogenną i metanogenną. Końcowym produktem biochemicznego rozkładu substancji organicznych w warunkach beztlenowych jest, zawierający ok. 60% metanu - biogaz, stanowiący cenny surowiec energetyczny. Produkcja gazu fermentacyjnego zależy od:

- długości procesu fermentacji

- temperatura

- od ilości doprowadzanych osadów

- od częstotliwości zasilania komór fermentacyjnych

- od objętości komór fermentacyjnych

- brak dostępu do tlenu

- duża zawartość procentowa metanu -> większa kaloryczność

53.Wapnowanie osadów – cele i parametry i charakterystyka technologiczna.

Koagulację ścieków prowadzi się również wapnem, najczęściej w postaci mleka wapiennego Ca(OH)₂. Podczas dodawania wapna do ścieków zawierających wodorowęglany przy odczynie pH = 9,0 ÷ 9,5 następuje dekarbonizacja wody. Po koagulacji wapnem często jest konieczna jest rekarbonizacja ścieków.

54.W jaki sposób określa się produkcję osadów wstępnych i wtórnych oraz ich objętość ?

1. Masa osadów wstępnych

M_os^wst= QC_oη

C_o-stężenie zawiesin na dopływie do OŚ

η- skuteczność separacji zawiesin 70 % zgodnie z krzywą sierpa

2. Masa osadów wtórnych

gdzie:

M_os^wt - masa osadów wtórnych, kg sm/d

M_os^biol - masa osadów z biologicznego oczyszczania ścieków, kgsm/d

M_os^inert - masa osadów inertnych, części organiczne osadów biologicznych, nierozkładalne kgsm/d

M_os^mineral. - masa osadów mineralnych, kgsm/d

M_os^chem - masa osadów powstających w wyniku chemicznego wspomagania biologicznego oczyszczania ścieków, kgsm/d

55.Dlaczego nie stosuje się zagęszczaczy grawitacyjnych do usuwania wody z osadów nadmiernych po procesie wielofazowego osadu czynnego.

56.Omów procesy usuwania wody z osadów ściekowych.

ODWADNIANIE - Kondensacja pary wodnej odbywa się zwykle w całym rurociągu transportowym gazu, następnie kondensat odbierany jest w najniższym punkcie rurociągu za pomocą odwadniacza. Należy pamiętać że kwestia kondensacji pary wodnej i jej odbioru musi być zrealizowana na każdym z odcinków rurociągu

Odwadnianie naturalne

Popularnym urządzeniem do odwadniania naturalnego w małych oczyszczalniach są poletka osadowe. Filtracja cieczy nadosadowej przez warstwę osadu i warstwę piasku zależy od oporu właściwego, który decyduje o tym że udział filtracji jest niewielki. Dominującym procesem decydującym o odwadnianiu (usunięcie wody kapilarnej i wolnej) jest bilans opadu i parowania. Czas odwadniania osadu na poletkach jest dość długi i wynosi od 1 do 1,5 miesiąca. W Polsce w okresie zimowym, ze względu na niską temperaturę i wielkość opadów proces ten nie zachodzi. Odwadnianie na poletkach można przyspieszyć poprzez wprowadzanie polimerów, przykrycie poletek dachem oraz grubość warstwy osadu, która nie powinna być wyższa od 0,3m. Wysuszony osad musi być składowany przez okres przynajmniej 1 roku na terenie oczyszczalni a dalej musi znaleźć przeznaczenie. Laguny osadowe są to zbiorniki ziemne (najczęściej) o wysokości warstwy osadu od 1 do 2 m. Efektywność odwadniania osadów jest mniejsza niż na poletkach osadowych. Laguny są archaicznym rozwiązaniem nie spełniających nawet wymogów estetycznych. Optymalny okres ich eksploatacji wynosi 3 lata, a obecnie nie jest to polecany sposób odwadniania.

Odwadnianie mechaniczne

Usuwa się z osadów wodę wolną oraz kapilarną. Odwadnianie mechaniczne wykorzystuje:

- siły odśrodkowe (wirówki)

- filtrację cieczy przez warstwę osadu (prasy filtracyjne, prasy filtracyjnotaśmowe, filtry próżniowe, prasy śrubowe)

- procesy termiczne.

Przy odwadnianiu mechanicznym stosuje się kondycjonowanie osadu poprzez wprowadzanie polimerów, które należy dobierać dla każdego osadu oddzielnie.

Suszenie termiczne

Proces ten wykorzystywany jest do przyspieszenia usuwania wody z osadów poprzez kontakt z gorącym powietrzem lub gorącymi gazami spalinowymi. Suszenie termiczne jest często uzupełniającym stopniem odwadniania osadów przed ich spaleniem. Do suszenia wykorzystuje się suszarki rozpyłowe, obrotowe itd.

57.Omów metody stabilizacji osadów ściekowych

Sposoby stabilizacji osadu:

STABILIZACJA OSADÓW

METODY BIOLOGICZNE

• Fermentacja metanowa

• Stabilizacja tlenowa

•Autotermiczna termofitowa stabilizacja tlenowa (ATAD)

• Kompostowanie

Metody chemiczne:

• Stabilizacja wapnem

Stabilizacja tlenowa: Biologiczne utlenianie materii organicznej do H2O i CO2.Realizuje się w reaktorze (zwykle otwartym)napowietrzanym.

Autotermiczna termofitowa stabilizacja tlenowa (ATAD): Proces podobny do stabilizacji tlenowej, ale intensywniejszy, bo prowadzony w wysokiej temperaturze (55÷65°C), w zamkniętym, izolowanym reaktorze. Wymagana większa intensywność napowietrzania.

Kompostowanie: Czym jest kompost ?

• Produkt - powstały w wyniku kontrolowanego tlenowegorozkładu materii organicznej

• Higienizowany – w wyniku samo-zagrzewania (wydzielanie ciepła w procesie kompostowania)

• Ustabilizowany w stopniu zapewniającym korzystny wpływ na wzrost roślin

• Dostarcza do gleby humus, sole nawozowe i mikroelementy

Fermentacja metanowa: Jest to biologiczne przekształcenie materii organicznej do CH4 + CO2 (gaz

fermentacyjny) i H2O Realizowane w reaktorze beztlenowym (zwykle zamkniętym i ogrzewanym).