Technologia wód i ścieków – ćwiczenia 3 26.04.2014

Osadnik gnilny

Osadnik gnilny jest zbiornikiem dwu, trzykomorowym (rzadziej jedno) o ciągłym, wolnym przepływie ścieków.

W osadniku gnilnym oczyszcza się ścieki przede wszystkim z zawiesin, zmniejszając przy tym również BZT₅ i ChZT ścieków oraz koncentrację azotu ogólnego.

W osadniku gnilnym można uzyskać zmniejszenie stężenia zawiesin około 40-70% BZT₅ o około 25-50% ChZT o około 20-40% oraz azotu ogólnego o około 10-15%

Tłuszcze i oleje mineralne są przeciętnie redukowane w 70-80% a ich koncentracja w odpływie z osadników wynosi 20-25 mg/I

Związki fosforu usuwane SA w niewielkim stopniu, przeciętnie w około 10%. W osadnikach prawie całkowicie zatrzymywane są robaki pasożytnicze, a w około 5% bakterie.

W osadniku gnilnym zachodzą przede wszystkim procesy mechanicznego oczyszczania.

Cząsteczki cięższe od wody sedymentują na dno osadnika, natomiast cząsteczki lżejsze od wody, wynoszone są (flotują) na powierzchnie w posagi kożucha.

W przypadki przepływu ścieków przez osadnik, dąży się do uzyskania najdłuższej drogi przepływu w celu osiągnięcia możliwie wysokich efektów mechanicznego oczyszczania.

Objętość całkowita osadnika składa się z:

-objętości czynnej, w której następuje dekantacja ścieków oraz fermentacja zatrzymanych zanieczyszczeń. Objętość czynna podzielona jest na dwie części:

a) objętość przepływową, w której odbywa się przepływ ścieków,

b) objętość osadową, w której gromadzone są osady

-objętości części powietrznej, pomiędzy powierzchnią ścieków a przykryciem osadnika.

Obliczenie części przepływowej [m³] wg wzoru Iwanowa:

$$V_{p} = 0,127\frac{q^{- 0,55} \bullet Q_{\text{dmax}} \bullet t^{0,33}}{T^{0,0283} \bullet \sqrt{q}} \bullet ({\frac{Z_{p}}{Z_{k}})}^{1,1}$$

Q – jednostkowa ilość ścieków [dm³/Mxd]

Q_dmax – maksymalny dobowy odpływ ścieków [m³/d]

t – czas przebywania osadów w osadniku [d]

T – temperatura ścieków

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

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

Obliczenie części osadowej [m³]

$$V_{\text{os}} = \frac{V_{\text{os}} \bullet M \bullet t \bullet (100 - W_{1}) \bullet 0,7 \bullet 1,2}{\rho_{\text{os}} \bullet (100 - W_{2})}$$

V_os – jednostkowa dobowa objętość osadu (orientacyjnie 0,7dm3/M_d)

t – czas przebywania osadu w osadniku

W₁ – uwodnienie osadu surowego (orientacyjnie 95%)

1,2 – WSP uwzględniający 20% osadu pozostawianego w osadniku do zaszczepienia osadów surowych

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

ρ_os – gęstość osadu (orientacyjnie 1000 kg/m³)

W₂ – uwodnienie osadu przefermentowanego (orientacyjnie 90%)

(będzie obowiązywać na kołach)

Wg metody przybliżonej

V_p = t • Q_dmax

V_s = v_j • M

t – czas przepływu ścieków przez osadnik [d] (orientacyjnie 2-5dni)

M – liczba mieszkańców

v_j – jednostkowa ilość osadów wytwarzanych przez 1 mieszkańca w przypadku usuwania osadów raz w roku (v_j=123 dm³/M)

Parametry osadnika

Minimalna objętość osadnika

Najczęściej preferowane są osadniki o kształcie wydłużonego prostokąta, co najmniej dwukomorowe lub z kręgów betonowych.

Minimalna objętość osadnika powinna wynosić 3 m³.

Podział osadnika na dwie lub w większych obiektach na trzy komory niweluje niekorzystny wpływ na funkcjonowanie osadników, dużych wahań natężenia dopływu, co wywołuje mieszanie i turbulencje ścieków, a w konsekwencji porywanie i wynoszone

V_uż 3-4m³ -> 2 komory

V_uż >4m³ -> 3 komory

Liczba komór

Objętość użyteczną poszczególnych komór w stosunku do całkowitej objętości użytecznej osadnika gnilnego, zaleca się przyjmować następująco

- przy dwóch komorach 2/3, 1/3

- przy trzech komorach ½, ¼, ¼

Głębokość części użytecznej (napełnienie zbiornika H)

Głębokość części użytecznej osadnika gnilnego nie może być mniejsza niż 1m i nie powinna przekraczać następujących wartości:

- przy V_uż 3-4m³ -> 1:1,5m

- przy V_uż 4-15m³ -> 1,5:2,0m

- przy V_uż 15-20m³ -> 2,0:2,2m

Wysokość przestrzeni ponad zwierciadłem ścieków nie powinna być mniejsza od 0,35m.

Szerokość osadnika (B)

Wewnętrzna szerokość prostokątnych osadników gnilnych nie może być mniejsza od 0,75m, a wewnętrzna średnica osadników lub ich komór o kształcie kołowym nie może być mniejsza od 1m.

Długość osadnika (L)

Długość osadnika obliczamy w oparciu o zależność:

B/L – 1/3:1/4

Wlot i wylot ścieków

->Wlot

-Minimalna średnica przewodu doprowadzającego –Φ150

-Dno przewodu umiejscawia się 0,1m powyżej poziomu zwierciadła ścieków

Wylot ->

-Minimalna średnica przewodu doprowadzającego –Φ150

-Dno przewodu powinno znajdować się na poziomie zwierciadła ścieków

!Warunek prawidłowego działania osadnika gnilnego: konstrukcja wylotu uniemożliwiająca przedostawanie się kożucha i osadów do odpływu.

Połączenie komór

-wąskie, pionowe szczeliny o szerokości 50mm.

-szczeliny rozmieszczone równomiernie na całej szerokości ściany działowej

-górna krawędź szczeliny – nie wyżej niż 0,3m pod obliczeniowym zwierciadłem ścieków

-dolna krawędź szczeliny nie mniej niż na poziomie 2/5 wysokości części użytecznej osadnika mierzonej od jego dna

-wysokość szczelin nie mniejsza niż 0,2m.

Eksploatacja i konserwacja osadników

Ścieki odprowadzane z prawidłowo dobranego i właściwie eksploatowanego osadnika gnilnego są klarowne, a ich jakość pozwala na dalsze oczyszczenie w gruncie lub urządzeniach takich jak złoża biologiczne bądź urządzenia osadu czynnego.

Aby zagwarantować prawidłową prace osadnika gnilnego należy zapewnić:

-usuwanie kożucha i osadu z częstotliwością niezbędną do prawidłowego działania osadnika, a więc niedopuszczanie do dużych koncentracji zawiesin w odpływie oraz zatkania się wylotu

-zewnętrzną izolację wodoszczelną ścian osadnika należy wykonaną z co najmniej dwóch warstw bitumicznej powłoki, nałożonej po jego zainstalowaniu. Wlot i wylot również powinny być uszczelnione.

-zainstalowanie osadnika na poziomie umożliwiającym grawitacyjny dopływ ścieków do osadnika z instalacji kanalizacyjnej

-posadowienie osadnika na poziomym i trwałym podłożu wykluczającym jego osiadanie

-w przypadku osadnika z tworzywa sztucznego umieszczanego w wykopie – na czas montowania napełnianie wodą, aby nie uległ zgnieceniu, a następnie obsypanie mieszaniną piasku z cementem.