1.Od czego zależy niezbędny stopień oczyszczania ścieków NSO

NSO zależy od wartości stężeń lub wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych i ściekach oczyszczonych. Są to: BZT5 , ChZT, związki azotu ogólnego, fosforu ogólnego oraz zawiesiny

2. Podaj typowe wartości podstawowych stężeń i wskaźników ścieków komunalnych

BZT5 – 300 g/m3

ChZT – 600 g/m3

zawiesiny ogólne 300 g/m3

azoty – 60 g/m3

fosfor – 10 g/m3

3. Omów formy występowania związków azotowych w ściekach surowych i biologicznie oczyszczanych:

-osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji

-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją

-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją

Azot w ściekach surowych występuje w formie białka, amoniaku i mocznika. (Norg,Nnh4,Ntkn,Nog). W ściekach surowych nie obserwuje się azotanów i azotynów (Nno2,Nno3)

W ściekach biologicznie oczyszczanych:

-osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji

Rozkład azotu organicznego do postaci amonowej -soli amonowych lub amoniaku,

-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją

Przemiana azotu amonowego w azotyny, a następnie w azotany

-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją

Przemiana azotanów w azot gazowy

4. Omów stopnie oczyszczania ścieków.

I mechaniczne (cedzenie, filtrowanie, sedymentacja, flotacja) usuwa się ze ścieków: większe ciała stałe, tzw. skratki; cząstki ziemiste, a przede wszystkim piasek; zawiesiny opadające, tj. osady wstępne; zawiesiny flotujące, tj. oleje i tłuszcze.

II biologiczne bez usuwania azotu i fosforu, dochodzi reaktor (osad czynny jednofazowy ) i osadnik wtórny +recyrkulacja,

III biologiczny z usuwaniem zw. azotu i fosforu, większy reaktor (wielofazowy) i większy osadnik wtórny +recyrkulacja,

(II i III polegają na kompleksie chemicznych reakcji różnego typu oraz na procesach fizyko-chemicznych.)

IV odnowa wody, dochodzi zakład odnowy wody (m.in. filtracja ), można wyprodukować czystą wodę(np. na cele technologiczne, przemysłowe).

5. Scharakteryzuj urządzenia do usuwania ciał stałych ze ścieków.

Do wydzielenia ze ścieków skratek służą przede wszystkim kraty i niekiedy sita.

a)Kraty- dzieli się na rzadkie, średnie i gęste oraz na oczyszczane ręcznie i oczyszczane mechanicznie. Typowa krata to kilka metalowych prętów ustawionych pochyło lub pionowo w poprzek kanału doprowadzającego ścieki. Niektóre pręty są łukowato wygięte.Odległość pomiędzy sąsiednimi prętami nazywamy prześwitem kraty. Obecnie projektowane kraty rzadkie mają prześwit 2-3mm a gęste 3 - 5mm.Prędkość przepływu ścieków przez kraty nie mniejsza niż 6m/s.

Na kratach osadzają się liczne ciała stałe: np.kawałki drewna, puszki. Wszystkie te zanieczyszczenia osadzone na kratach odpowiednio się przetwarza.

b) Sita - W cedzeniu używa się oprócz krat liczne sita oraz mikrosita. Sita dzieli przez wzgląd na wielkość prześwitów, podobnie jak dzieli się kraty. Sita gęste mają prześwity o wielkości mniejszej niż 0,1mm. Średnie sita mają prześwity o wielkości pomiędzy 1,5mm a rzadkie sita mają prześwity większe niż 1,5mm. Najgęstsze sita nazywane są mikrolitami (0,02-0,035mm).Zarówno sita jak i mikrosita dzieli się na statyczne i obrotowe.

6. Scharakteryzuj urządzenia do usuwania zawiesin ziarnistych ze ścieków.

Piaskownik- urz. do usuwania zawiesin ziarnistych(nie łatwopalnych)w OŚ o Q_N>100m3/d, należy utrzymać prędkość 0,3m/s .nie zależnie od wypełnienia kanału(piasek będzie sedymentował. Wymiarkowuje się na Q_maxh .Ilość=5-12l/Ma (rozdzielcza=5-6l/Ma, ogólnospławna-wyższe).Piasek jest zgarniany do leja (ręcznie lub mechanicznie), transportowany, płukany +dezynfekowany i oddany do gospodarczego wykorzystanie, np. budowa dróg. Rodzaje piaskowników: poziome, pionowe, wirowe, o przepływie złożonym. W dużych OŚ stosuje się piaskowniki napowietrzane (system średniopęcherzykowy).

7. Omów zasady usuwania zawiesin ze ścieków.

Zjawisko sedymentacji = grawitacja. Rodzaje sedymentacji: - sedymentacja odrębnych cząstek -sedymentacja zawiesin kłaczkowatych - sedymentacja strefowa

Proces sedymentacji łato opadających zawiesin odbywa się w osadnikach wstępnych. Sedymentacja następuje w czasie dwóch godzin. Drobniejsze zawiesiny przechodzą do drugiego stopnia oczyszczania. Zawiesiny osadzają się w zbiornikach pod wpływem własnego ciężaru.

8. Omów urządzenia do sedymentacji wstępnej.

Do sedymentacji wstępnej służą osadniki wstępne. W osadniku wstępnym dokonuje się usunięcia zawiesin łatwo opadających poprzez zapewnienie wystarczająco powolnego przepływu laminarnego ścieków, pozwalającego opadać zawiesinom , które mają masę niewiele większą od masy wody, ok. 1,1 g/cm³. Osadniki wstępne usuwają ok. 60 – 70 % całkowitej zawiesiny organicznej ze ścieków. Usuwają ok. 30 % BZT5. Produkują osad wstępny, który pozwala wspomagać biologiczne procesy usuwania fosforu i azotu. W osadnikach wstępnych zachodzi również odtłuszczanie. Efektywność pracy osadników wstępnych zależy m.in. od obciążenia hydraulicznego powierzchni zbiornika, czasu przetrzymywania ścieków, rodzaju ścieków, rodzaju zawiesin.

9. Omów krzywą SIERPA.

Krzywe SIERPA przedstawiają zależności skuteczności usuwania poszczególnych zanieczyszczeń w procesie sedymentacji wstępnej w zależności od czasu trwania procesu. Wykres sierpa ujmuje dwa rodzaje zawiesin, podział ten jest umowny, wprowadzony ze względów technicznych.

10. Omów charakterystyczne elementy technologiczne oczyszczania osadem czynnym (bez nitryfikacji, denitryfikacji, wzmnożonej fosforyzacji)

Oczyszczanie ścieków za pomocą osadu czynnego polega na wytworzeniu w objętości ścieków kłaczków o wymiarze 50 - 100 mm o bardzo silnie rozwiniętej powierzchni. Kłaczki zbudowane są z mineralnego jądra koloru brązowego lub beżowego, a na powierzchni w śluzowej otoczce zawierają liczne bakterie z grupy heterotrofów takich jak Acinetebacterium, Pseudomonas, Zoogloea, Enterobactericeae, Aeromonas, Flavobacterium, Achromobacter i Micrococus. Zanieczyszczenia organiczne są absorbowane na powierzchni kłaczków i mineralizowane na skutek procesów metabolizmu zachodzących w mikroorganizmach. Aby zapewnić prawidłowy przebieg procesu, kłaczki powinny być równomiernie unoszone w masie ścieków przepływającej przez komorę napowietrzania. Metoda osadu czynnego wymaga doprowadzenia tlenu jako substratu bioutleniania zanieczyszczeń organicznych. Aby zagwarantować bakteriom warunki tlenowe, stężenie tlenu rozpuszczonego w ściekach  powinno wynosić > 0,5 mg/dm³[5].

Proces ten może być również stosowany do usuwania ze ścieków amoniaku, siarkowodoru i innych gazów w nich rozpuszczonych. Aktywizują się wówczas bakterie z grupy autotrofów, takie jak Nitrosomonas, Nitrosococcus i Nitrobacter oraz Beggiatoa, Thiotrix, Thioploca i Thiobacillus thioparus.

Powstawanie osadu czynnego w komorze napowietrzania wymaga czasu. Aby czas ten skrócić, można stosować szczepienie osadu przez dodanie pewnej jego ilości ze ścieków wcześniej oczyszczonych. Stałe utrzymanie kłaczków w stanie zawieszonym wymaga intensywnego mieszania zawartości reaktora. Stosuje się różne metody od mieszania mechanicznego po dysze napowietrzające, które łączą w działaniu funkcję mieszadeł i aeratorów (turbin napowietrzających), a także jedne i drugie razem. Proces mieszania i napowietrzania jest energochłonny. Nowoczesne konstrukcje mieszadeł i aeratorów poprzez odpowiednie dobranie kształtów łopat i dysz zapewniają napowietrzanie tzw. drobnopęcherzykowe, co poprawia skuteczność operacji przy optymalnym zużyciu energii elektrycznej.

Po zakończeniu procesu napowietrzania ścieki kierowane są do osadnika wtórnego, gdzie następuje oddzielenie osadu czynnego od cieczy. Nadmiarowy osad poddawany jest odwodnieniu i suszeniu, ciecz zrzucana do odbiorników jakimi mogą być np. stawy rybne, a następnie odprowadzana do cieków naturalnych. Stawy rybne stanowią również element kontroli jakości odprowadzanej wody. Mogą być też traktowane jako zbiorniki buforowe w przypadku awarii urządzeń oczyszczających. Woda w stawach ulega dalszemu samooczyszczeniu. Zaletą oczyszczania za pomocą osadu czynnego jest duża skuteczność przy niewielkim zapotrzebowaniu na teren (BZT5 i zawiesiny do 95%, bakterie chorobotwórcze do 98%). Wadą - wrażliwość mikroorganizmów na związki toksyczne i inne czynniki wpływające na ich rozwój.

11. Omów charakterystyczne elementy oczyszczania osadem czynnym z nitryfikacja bez (denitryfikacja i wzmnożoną fosforyzacją.)

Przez pojęcie biologiczne (a ściślej biochemiczne) oczyszczanie ścieków należy

rozumieć wszystkie te procesy, w których do usuwania zanieczyszczeń obecnych w

ściekach wykorzystuje się przemiany metaboliczne prowadzone przez różne grupy

drobnoustrojów. Oczyszczanie biologiczne jest więc, w najszerszym pojęciu,

naśladownictwem procesów występujących normalnie w przyrodzie, z tą różnicą, że dla

ich niezakłóconego przebiegu i intensyfikacji tworzy się specjalnie warunki poprzez

odpowiednie zabiegi techniczne.

Oczyszczenie ścieków metodą tlenowego osadu czynnego polega na ich

napowietrzaniu z zawiesiną mikroorganizmów (tzw. osadem czynnym) w specjalnych

komorach (reaktorach biologicznych). Osad czynny jest skupiskiem kłaczków

mikroorganizmów wodnych (bakterii i pierwotniaków), które rozwijają się intensywnie w

warunkach zwiększonej podaży substratów i tlenu, a także zawiesin doprowadzanych do

reaktora biologicznego ze ściekami oraz frakcji martwych powstających z obumierania

bytujących mikroorganizmów. W tych reaktorach biologicznych następuje kontakt osadu

czynnego z substancjami zanieczyszczającymi ścieki. W wyniku wielu powiązanych ze

sobą procesów fizykochemicznych i biochemicznych zanieczyszczenia „wychwytywane”

są przez zawiesinę osadu czynnego, a bytujące w niej mikroorganizmy wykorzystują je

w tlenowych procesach przemiany materii jako źródła energii lub substancje budulcowe

w szlakach katabolicznych i anabolicznych tych mikroorganizmów. Wykorzystanie

zanieczyszczeń powoduje ich usunięcie ze ścieków. Produktami tych przemian są różne

substancje, w tym: dwutlenek węgla, woda, siarczany, azotany, a także energia i

przyrastająca biomasa mikroorganizmów. Po procesie zachodzi więc konieczność

oddzielenia osadu od oczyszczonych ścieków, co najczęściej realizowane jest w

osadnikach wtórnych.

Celem podstawowym oczyszczania biologicznego (w procesie tlenowego osadu

czynnego) jest usuwanie ze ścieków związków organicznych rozpuszczonych,

koloidalnych oraz bardzo drobnych zawiesin nieopadających. W sprzyjających

warunkach technologicznych zachodzić może również utlenianie azotu amonowego

poprzez azotyny do azotanów, tzw. proces nitryfikacji.

Mechanizm procesu biologicznego oczyszczania polega na:

• utlenianiu części związków organicznych przez bakterie heterotroficzne

• wiązaniu części związków organicznych w biomasie mikroorganizmów

prowadzących proces (ta część związków organicznych nie jest utleniania).

Związki organiczne + tlen + substancje pożywkowe + mikroorganizmy = nowe

mikroorganizmy + CO2 + H2O

Efektywność oczyszczania w procesie osadu czynnego zależy od:

• podatności związków organicznych na przyswajanie przez mikroorganizmy,

• wieku osadu,

3

• ilości i rodzaju aktywnych mikroorganizmów w komorze osadu czynnego,

• czasu przetrzymania (hydraulicznego,

• warunków prowadzenia procesu: stężenia tlenu, zawartości substancji

pożywkowych (N, P, K), pH, temperatury, obecności substancji toksycznych,

• odpowiedniej intensywności mieszania, wydajności procesu napowietrzania,

• właściwej recyrkulacji osadu

• właściwej eksploatacji całego układu.

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

Nitryfikacja biegnie tylko w warunkach tlenowych, według poniższych reakcji:

Warunkiem zajścia nitryfikacji jest obecność nitryfikatów w osadzie czynnym. Nitryfikaty mają długi czas generacji, zatem średni czas przetrzymania cząstek osadu w komorze napowietrzania (średni wiek osadu) musi być odpowiednio długi, aby nitryfikaty powstały i odpowiednio się namnożyły.

Warunek skutecznej nitryfikacji:

Denitryfikacja zachodzi wyłącznie w warunkach anoksychnych, w których stężenie tlenu rozpuszczonego nie przekracza O₂ < 0,5 g/m³. Reakcja denitryfikacji zachodzi w następujący sposób:

związki org. + NO^3- CO₂ + H₂O + ½ N₂ + OH^-

biologicznie bakterie

rozkładalne heterotroficzne

Zużycie związków organicznych:

~ BZT5/g N-NO3- zdenitryfikowanego

Aby zrealizować taki system można zastosować układ MLE- Modified Ludzak - Entinger system:

Warunkiem wystąpienia nitryfikacji w tym systemie jest:

V_KD – zależy od niezbędnego stopnia denitryfikacji

(V_KD ≈ (30 ÷ 60 )% z (V_KN + V_KD))

T = (V_KN + V_KD)/Q₀ → rzędu kilkunastu godzin

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

„Specjalne” bakterie heterotroficzne (BHP) są w stanie zgromadzić w komórce nawet > 20% P. Bakterie takie (bakterie heterotroficzne akumulujące P, BHP (PAO)) mogą być obecne w znacznych ilościach w osadzie czynnym, gdy osad jest naprzemiennie poddawany warunkom beztlenowym i tlenowym. Wtedy osad nadmierny (zawierający dużo BHP) zawiera dużo P, a więc ilość usuwanego fosforu jest duża.

Aby zaszły odpowiednie procesy zwykle wykorzystuje się układ A2/O:

Warunkiem wystąpienia nitryfikacji jest:

~ (7 ÷ 10)d dla 10ºC

14. Narysuj schematy następujących układów z osadem czynnym:

-jednostopniowy

-dustopniowy

-dwufazowy

-trzyfazowy

-czterofazowy-

-pięciofazowy

15. Podaj podstawowe warunki niezbędne do oczyszczania ścieków osadem czynnym

W prawidłowo zaprojektowanym układzie biologicznego oczyszczania muszą być spełnione warunki:

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

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

-równowaga między biotopem a biocenozą. Warunki te nawzajem się przenikają.

16 Omów układy osadu czynnego

Układ A/O (Anaerobic/Oxic)

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

Układ A2/O (Anaerobic/Anoxic/Oxic)



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

nKB → 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.

nWarunek wystąpienia nitryfikacji w systemie A2/O

n

n

n

n

n

n

n

Zużycie tlenu

Tak jak w systemie MLE.

nZużycie tlenu

ZO2 = ZO2C + ZO2NIT - ∆ZO2DEN, gO2/d

ZO2C = 1,47Q0 (BZT5,0 – BZT5,eS) – 1,42 ∆Xorg, gO2/d

ZO2NIT = 4,6 [Q0 (Nog,0 – Nog,eS) – 0,1 ∆Xorg], gO2/d =∆N

Nog,eS, BZT5,eS – wartości w próbie sączonej z odpływu osadnika wtórnego, g/m3,

∆Xorg – przyrost osadu organicznego, gsmo/d,

0,1 – przybliżona wartość N w osadzie organicznym, gN/gsmo

∆N – ilość znitryfikowanego azotu

Układ AB

Proces AB charakteryzuje się zróżnicowanym obciążeniem biomasy ładunkiem zanieczyszczeń oraz różnymi czasami napowietrzania ścieków w komorze A (absorbcja) B (utlenianie) Stopień A pracuje przy wysokich obciążeniach ładunkiem BZT5 dochodzącymi do 10g O2/g smd natomiast obciążenie w komorze B jest niskie i nie przekracza 0,15g O2/g smd

17. Scharakteryzuj oczyszczanie ścieków na stacjonarnych złożach biologicznych.

Złoża biologiczne

Są to urządzenia służące do biologicznego oczyszczania ścieków w warunkach tlenowych. Wykonane są w postaci kolumn przepływowych wypełnionych materiałem porowatym (naturalnym lub z tworzyw sztucznych), na którym wskutek zraszania ściekami rozwijają się mikroorganizmy, tworzące śluzowatą otoczkę, zwaną błoną biologiczną.

Charakterystyczne parametry złóż biologicznych

Oczyszczanie ze złóż biolog- mniejsze zurzycie E elektr niż osadem czynnym.

18. Omów podstawowe parametry technologiczne oczyszczania ścieków na złożach biologicznych

• Zestawienie zalecanych i stosowanych parametrów złóż biologicznych

• Ubytek azotu

∆N ~ (5 ÷ 10) gN/m³

• Ubytek fosforu

∆P ~ (1 ÷ 2) gP/m³

To już mniej wazne:

Wymagany efekt oczyszczania ścieków (obniżenie BZT5)	Wskaźnik powierzchni F0 m^2/m^3min	Obciążenie powierzchni złoża gBZT5/m^2d	Liczba stopni złóż
50% 70% 80% 85% 90%	5000 7000 9000 11000 15000	67 53 38 40 24	1 2 3 3 4

• Ubytek azotu

∆N ~ (5 ÷ 10) gN/m³

• Ubytek fosforu

∆P ~ (1 ÷ 2) gP/m³

20. Od czego zależy zapotrzebowanie na powietrze dla potrzeb oczyszczania ścieków osadem czynnym?-ciezko znalezc

Wydaje mi isę że napowietrzanie służy utrzymaniu kontaktu między ściekami a osadem czynnym. Stężenie O2 powinno być na poziomie 2mg.l Podwyzzsanie stężenia nie zwieksza szybkości rozkładu zaieczyszcen.

Od czego zależy zapotrzebowanie na powietrze dla potrzeb oczyszczania ścieków osadem czynnym?

Zapotrzebowanie powietrza do oczyszczania ścieków w procesie osadu czynnego jest uzależnione od:

-natężenia dopływu ścieków do komór napowietrzania,

-wartość BZT5 i stężenia NH4+ w ściekach surowych i oczyszczonych,

-stopnia denitryfikacji (odzysk tlenu),

-przyrostu osadu biologicznego.

Współcześnie ilość tlenu (średniodobową), którą należy wprowadzić do komory osadu czynnego można obliczać wg równania: wg Imhoffa

ZO2 – zapotrzebowanie tlenu,

OC – zdolność natleniania,

ŁBZT – ładunek doprowadzany do oczyszczalni wg Tchobanoglousa:

ZO2 – zapotrzebowanie tlenu,

Q – nominalne nat przepływu,

Ss – st substr na dopływie do bloku,

S0 – st substr w śc oczyszczonych,

NOx azot utleniany

21. Omów bilans masy osadów ściekowych.

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

Masa osadów biologicznych.

C_o = wartość wskaźnika BZT₅ na dopływie do stopnia biologicznego,

C_e = wartość wskaźnika BZT₅ na odpływie ze stopnia biologicznego,

ΔX_j = jednostkowa produkcja osadów,

Masa osadów inertnych.

gdzie:

f_i – współczynnik uwzględniający stabilizację osadów inertnych,

I_o – stężenie zawiesin inertnych w dopływie, kgsm/m³

I_e = 0 – stężenie zawiesin inertnych w odpływie, kgsm/m³

Masa osadów mineralnych.

gdzie:

M_os^min – masa osadów mineralnych z zawiesin doprowadzanych do części biologicznej, kg sm/d

C_o = stężenie zawiesin na dopływie do stopnia mechanicznego,

η = sprawność usuwania zawiesin ogólnych w stopniu mechanicznym

e = (0,2-0,3) – udział zawiesin mineralnych w ogólnej ilości zawiesin,

Masa osadów chemicznych

SM- sucha masa ogólna

SMO-organiczna 80 % ogólnej

SMM- mineralna 20% ogólnej

22. Omów zależność między suchą masą osadów, uwodnieniem i objętością.

Objętość wydzielonego osadu zależna jest od masy osadu oraz jego uwodnienia, tj. zawartości wody w osadzie. W osadzie surowym obserwujemy największy stopień uwodnienia a co za tym idzie – największą objętość. Objętość można zmniejszać poprzez redukcje uwodnienia, poprzez:

- zagęszczenie (podczas procesu zagęszczania usuwana jest woda wolna)

- odwadnianie (podczas procesu odwadniania – mechanicznego lub naturalnego – usuwana jest woda kapilarna)

- wirowanie

- suszenie (podczas procesu suszenia usuwana jest woda związana (adsorpcyjna).

Najbardziej efektywną metodą jest suszenie, które pozwala uzyskać ponad 90% suchej masy tym samym znacznie zredukować objętość osadu.

Uwodnienie osadów wstępnych u = 97%. Stąd dobowa objętość osadów wstępnych wyniesie:

gdzie:

VOS wst - dobowa objętość osadów wstępnych, m3/d,

SM - sucha masa osadów wstępnych, kgSM/d,

u - uwodnienie osadów wstępnych, 97%,

ρ - ciężar właściwy osadów wstępnych, g/m3 = 1020.

23. Podaj metody stabilizacji osadów ściekowych.

Procesy biologiczne: fermentacja, kompostowanie, tlenowa stabilizacja.

Procesy chemiczne: wapnowanie.

Procesy termiczne: mokre spaliny, piroliza, spalanie, termokondycjonowanie.

Tlenowa stabilizacja osadów: stabilizacja symultaniczna (= przez przedłużone napowietrzanie), stabilizacja w wydzielonych komorach w temperaturze otoczenia, stabilizacja autotermiczna termofilowa, wydzielona stabilizacja autotermiczna termofilowa, wstępna stabilizacja autotermiczna termofilowa.

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

Wiek osadu - średni czas przebywania kłaczków osadu czynnego w układzie oczyszczalni w komorze napowietrzania. Może wynosić od 1 do 40 dób WO = zapas osadu / przyrost = pojemność *

* stężenie osadu / przyrost osadu. Przyrost osadu DX = 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 zw azotowych.

25. Od czego zależy produkcja gazu fermentacyjnego?

Temperatura decyduje o czasie trwania procesu fermentacji metanowej oraz o ilości gazu pozyskiwanej w komorach fermentacji. Skład gazu zależy przede wszystkim od składu rozkładanych substratów, natomiast ilość gazu od ilości mineralizowanych związków organicznych.

27. Od czego zależy produkcja gazu fermentacyjnego.

Gaz fermentacyjny zawiera około 70% metanu i około 30% ditlenku węgla.

Fermentację można prowadzić w układzie jednostopniowym (bez lub z odzyskiem gazu), lub w układzie wielostopniowym (z odzyskiem gazu).

W zależności od temperatury fermentację dzielimy na:

- psychrofilową (T<20 stopni)

- mezofilową (T=30 –38 stopni)

- termofilową (T= 45 –58 stopni).

Ilość i skład powstającego gazu podczas fermentacji zależy od rodzaju osadu i ilości związków organicznych, temperatury fermentacji i czasu fermentacji. Głównymi składnikami gazu jest: metan, dwutlenek węgla, od 1 do 2% siarkowodoru i śladowe ilości merkaptanów.

Podstawowymi wielkościami wpływającymi na przebieg procesu fermentacji jest:

-kontrola ilości i częstotliwości doprowadzania osadu surowego,

-intensywność mieszania,

-odczyn,

- zawartość kwasów lotnych,

-zasadowość,

-temperatura,

-substancje toksyczne

-wielkość produkcji gazu.

Czas przebywania w komorze fermentacji gwarantujący minimalną stabilizację osadu zwykle określa się jako 38% obniżki suchej masy organicznej i zależy on od temperatury.

Ilość i częstotliwość doprowadzania osadu musi być zgodna z instrukcją obsługi. Zależy to od temperatury fermentacji i wielkości oczyszczalni. W fermentacji psychrofilowej dopuszcza się jedno- lub kilkakrotne zasilanie w ciągu doby. Przy fermentacji mezofilowej można

doprowadzać nie rzadziej niż 6 razy w ciągu doby, zaś podczas fermentacji termofilowej częstotliwość zasilania osadem jest wyższa.

Intensywność mieszania zawartości komór fermentacyjnych zależy od temperatury fermentacji (wyższa T – intensywność mieszania większa). Do mieszania osadu w komorach filtracyjnych stosuje się: pompy wirowe, mieszacze mechaniczne zewnętrzne lub wewnętrzne,

sprężony gaz fermentacyjny.

W prawidłowo przebiegającej fermentacji odczyn cieczy nadosadowej jest obojętny
i wynosi od pH=7 do pH=7,2, przy równoczesnej zawartości kwasów lotnych od 100 do 500 mg/l i zasadowości nie mniejszej od 500 mg CaCO3/l.

Temperatura jest istotnym parametrem procesu fermentacji. Zmiana o 10 stopni
w ciągu doby powodują obumieranie (szok termiczny) bakterii metanowych, co wiąże się
z zawartością lotnych kwasów w komorze, wzrostem pH i spadkiem zasadowości. Zmiany
w dobrze funkcjonujących komorach fermentacyjnych nie powinny przekraczać 20C/dobę.

Substancje toksyczne to przede wszystkim: siarczki, kwasy lotne, metale ciężkie, amoniak, węglowodory itd. Metale ciężkie są toksyczne dla metanowców tylko w formie kationów (siarczki nie są toksyczne).

29. Dlaczego usuwamy związki azotu i fosforu ze ścieków.

Usuwanie związków azotu i fosforu jest konieczne ponieważ, gdybyśmy tego nie robili doprowadzilibyśmy do zarastanie zbiorników wodnych.

Zanieczyszczenia biogenne (N, P, C) powodują masowy rozwój glonów, które obumierając
i ulegając rozkładowi powodują wtórne zanieczyszczenie wód do wystąpienia procesów gnicia włącznie.

EUTROFIZACJA- polega na wzroście żyzności zbiorników i cieków wodnych wskutek dopływu związków azotu i fosforu, głównie ze ściekami co powoduje w tych wodach nadmierny rozwój roślinności. Wzrost taki prowadzi do wyczerpywania sie zasobów tlenu zawartego w wodzie i w konsekwencji - do powstawania deficytu tlenowego i rozwoju procesów beztlenowych. Rośliny wodne obumierają i ulegają procesom gnilnym. Eutrofizacja jest wiec niekorzystnym procesem związanym z nadmiernym przeżyźnieniem wód.

W pierwszej kolejności przeprowadza się usuwanie fosforu (jest on odpowiedzialny przede wszystkim za eutrofizację wód) może być usuwany na drodze chemicznej(najczęściej), biologicznej lub biologiczno – chemicznej.

Azot usuwa się mając na uwadze nie tylko eutrofizację wód powierzchniowych, lecz także względy zdrowotne a także jakość wody pobieranej do celów przemysłowych.

Usuwanie związków biogennych (azotu i fosforu):

pozostałe azotany z oczyszczonych ścieków usuwa się za pomocą mikroorganizmów
w procesie denitryfikacji. Azotany są redukowane do azotynów, a następnie do azotu gazowego, który ulatnia się ze ścieków.

Związki fosforu natomiast można usunąć również przy wykorzystaniu odpowiednich mikroorganizmów oraz przez dodanie siarczanu glinu, chlorku żelaza lub wodorotlenku wapnia.

30. Podaj i uzasadnij rodzaje chemicznej defosfatacji ścieków.

Defosfatacja – jest procesem wykorzystywanym do usuwania fosforu i może być realizowana jedną
z metod chemicznych:

• chemiczne strącanie (defosfatacja chemiczna) solami glinu, żelaza oraz wapnem

• podwyższona biologiczna defosfatacja w wyniku 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:

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]

• chemiczne strącanie wspomagane filtracją 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, wspomaganego filtracją.

33. Podaj podstawowe wskaźniki i stężenia zanieczyszczeń ścieków miejskich surowych oraz odprowadzonych do odbiorników ścieków.

36. Od czego zależy zapotrzebowanie tlenu w oczyszczalni ścieków miejsch. Jaki jest wpływ denitryfikacji na zapotrzebowanie tlenu?

37. Omów układy technologiczne oczyszczlni ścieków miejskicj odpisywane symboliczie..

38. Na czym polega biologiczne usuwanie związków biogennych ze ściekow miejskich (PiN)

39. Jakie chemikalia są stosowane w procesach oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych.