OPIS TECHNICZNY

Projekt został wykonany przez Sebastiana Dubas, studenta IV roku Wydziału Inżynierii Środowiska i Geodezji w Krakowie na zlecenie Katedry Zaopatrzenia Osiedli w Wodę i Kanalizacji Akademii Rolniczej w Krakowie.

W ramach zlecenia została zaprojektowana oczyszczalnia ścieków dla gminy Jawornik Polski. Gminę zamieszkuje 13400 mieszkańców, na jej terenie znajdują się instytucje użyteczności publicznej w których pracuje 380 osób, oraz zakłady usługowe zatrudniające 120 pracowników.

Dopuszczalne wartości których nie mogą przekroczyć ścieki oczyszczone odprowadzane do odbiornika określone w pozwoleniu wodno-prawnym wynoszą:

- dla BZT₅ 25 mgO₂/dm³

- dla zawiesiny 35 mg/dm³

W części mechanicznej oczyszczalni znajdują się:

Kraty - służą do oddzielenia ze ścieków części większych zanieczyszczeń stałych powyżej 0,02 m (szerokość prześwitów). Zatrzymane na kracie skratki w ilości 0,30 m³/d usuwane są ręcznie a następnie ładowane na przyczepę i wywożone na gminne wysypisko śmieci. Krata nachylona jest pod kątem 55° posiada 20 prześwitów. Głębokość zanurzenia w ściekach wynosi 20 cm.

Piaskownik poziomy - znajduje się on po kratach. Zatrzymywane są w nim wszelkie zanieczyszczenia typu: żużel, piasek, drobne kamienie, pestki, zmielona kawa itp. Usuwanie tego typu zanieczyszczeń zabezpiecza kolejne obiekty oczyszczalni przed:

zapychaniem rurociągów

ścieraniem mechanicznym elementów pomp, a tym samym ich zużywaniem

akumulacją piasku w kolejnych urządzeniach prowadzącą do zmniejszenia ich pojemności czynnej.

Podstawowym zadaniem piaskowników jest rozdzielenie zawiesin mineralnych od organicznych, które mają być oddzielone w osadniku wstępnym. W piaskowniku prędkość przepływu ścieków wynosi 0,3 m/s, gwarantuje ona opadanie piasku pozbawionego zanieczyszczeń organicznych. Mniejsze prędkości mogą przyczynić się do sedymentacji także zawiesin organicznych, natomiast prędkości przekraczające 0,3 m/s powodują wypłukiwanie piasku z komór piaskownika.

Z wydobytego z dna piaskownika piasku, po oddzieleniu od niego części organicznych jest przemywany i dezynfekowany zanim trafi na wysypisko. Przemywanie piasku i oddzielanie od niego zawiesiny organicznej jest realizowane w separatorach piasku.

Piaskownik składa się z dwóch komór z których każda ma wymiary:

- długość 20,20 m

- szerokość 0,40 m

- wysokość części przepływowej 0,30 m

Pod każdą z dwóch komór piaskownika znajduje się drenaż Ø 75 mm z którego odcieki odprowadzane są przed osadnik wstępny.

Osadnik wstępny radialny - po usunięciu ze ścieków piasku zawierają on zanieczyszczenia organiczne rozpuszczone, koloidalne i zawiesinę. W osadniku wstępnym dokonuje się usunięcia zawiesin łatwo opadających poprzez zapewnienie wystarczająco powolnego przepływu laminarnego ścieków, pozwalającego opaść zawiesinom, które mają masę niewiele większą od wody - rzędu 1,1 g/cm³. Osadniki wstępne pełnią następujące funkcje:

usuwają do 60 - 70% całkowitej zawiesiny organicznej ze ścieków

usuwają ok. 30% BZT₅

usuwają tłuszcze i oleje

częściowo wyrównują nierównomierność przepływu i ładunku ścieków dopływających do części biologicznej

przyczyniają się do zmniejszenia ilości nadmiernego osadu czynnego

Efektywność pracy osadników wstępnych zależy od obciążenia hydraulicznego powierzchni zbiornika, czasu przetrzymania ścieków, konfiguracji zbiornika, rodzaju ścieków, rodzaju zawiesin, temperatury.

Promień osadnika wynosi 17,50 m. Głębokość części przepływowej 2,50 m, wysokość części osadowej łącznie z częścią neutralną 0,50 m, wysokość części nie wypełnionej ściekami 0,30 m. Łączna wysokość osadnika przy obwodzie wynosi 3,30 m. Górna krawędź osadnika będzie się znajdować 1,0 m nad przyległym terenem. Ścieki doprowadzone zostały przewodem pracującym pod ciśnieniem o Ø 200 mm, ułożonym pod dnem osadnika. Wyprowadzenie rury znajduje się w samym środku w obrębie komory wlotowej o szerokości 3,0 m. Do osadnika ścieki przepływają przez wloty typu Stengel. Odpływ ścieków z osadnika odbywa się za pomocą przelewu pilastego umieszczonego wzdłuż całego obwodu osadnika.

Osad z dna osadnika zgarniany jest za pomocą obrotowego zgarniacza do komory osadowej znajdującej się w środkowej części osadnika, części pływające zgarniane są do studzienki prostokątnej znajdującej się przy osadniku. Spadek dna osadnika ku środkowi wynosi 2 %. Osad i części pływające odprowadzane są na poletka ociekowe za pomocą pomp.

W części biologicznej oczyszczalni znajdują się:

Komory napowietrzane sprężonym powietrzem o głębokim wprowadzaniu powietrza - proces osadu czynnego jest biologiczną, tlenową metodą oczyszczania ścieków. Wykorzystywana jest tu metaboliczna reakcja mikroorganizmów (bakterii), w wyniku której otrzymuje się w wysokim stopniu oczyszczone ścieki. Metoda ta nazywana jest drugim stopniem oczyszczania ścieków. Mikroorganizmy (głównie bakterie) przetwarzają związki organiczne w gazy, proste związki organiczne i nowe bakterie. W procesie osadu czynnego następuje przyrost masy mikroorganizmów proporcjonalnych do usuniętych zanieczyszczeń.

Tlenowy proces osadu czynnego jest najczęściej stosowanym procesem oczyszczania ścieków i ma za zadanie zmniejszenie stężenia nie opadających, rozpuszczonych i koloidalnych związków organicznych (związków węgla, powodujących zapotrzebowanie na tlen - BZT₅) obecnych w ściekach stosunkowo nisko stężonych (BZT₅<1000 mgO₂/dm³). W wielu rozwiązaniach stosuje się osad czynny także do usuwania azotu i fosforu (czyli pierwiastków biogennych). Mikroorganizmy, głównie bakterie, przetwarzają związki organiczne do końcowych produktów gazowych i wody. W wyniku tego procesu następuje przyrost masy mikroorganizmów w ilości 10 - 80 % w stosunku do dopływającego ładunku BZT₅ (w zależności od sposobu prowadzenia procesu). Aby proces biologicznego rozkładu związków organicznych nastąpił, trzeba do układu dostarczyć tlen, który jest niezbędny mikroorganizmom do życia.

Biologiczne oczyszczanie ścieków przy użyciu osadu czynnego jest osiągane poprzez doprowadzanie ścieków do reaktora, w którym znajduje się w stanie zawieszenia tlenowa kultura bakteryjna, a następnie po upływie odpowiedniego czasu reakcji rozdzielenie oczyszczonych już ścieków od bakterii i odprowadzenie z układu. W reaktorze bakterie przeprowadzają procesy rozkładu związków organicznych zgodnie z reakcją:

Materia organiczna + Tlen + Substancje pożywkowe + Mikroorganizmy =

Nowe mikroorganizmy + +Dwutlenek węgla + Woda + Energia do życia

W klasycznym układzie osadu czynnego ścieki doprowadzane są do komory napowietrzania, gdzie mieszają się z kłaczkami osadu czynnego. Proces osadu czynnego przedstawia poniższy rysunek:

Osad z komory osadu czynnego oddziela się w osadniku wtórnym i jest zawracany do komory. Podstawowym parametrem kontrolnym dla operatora jest ilość recyrkulowanego osadu i ilość usuwanego osadu nadmiernego. Osad nadmierny powinien być odprowadzany z układu w sposób ciągły, a w najgorszym przypadku raz dziennie w ściśle określonych porcjach.

Celem napowietrzania jest:

- rozpuszczenie w mieszaninie ścieków i osadu wystarczającej dla mikroorganizmów ilości tlenu

- dostateczne wymieszanie ścieków i osadu oraz utrzymanie osadu w stanie zawieszenia

Na obiekcie znajdować się będą dwie komory z których każda będzie miała długość 13,0 m, szerokość 6,0 m, oraz głębokość 3,0 m. Na dnie każdej z komór rozmieszczono po 75 dyfuzorów. Górna krawędź komory będzie się znajdować 1,0 m nad terenem.

Osadnik wtórny pionowy - osadniki wtórne służą do oddzielenia osadu czynnego od oczyszczonych ścieków. Oddzielenie osadu czynnego jest ostatnim krokiem w produkcji oczyszczonych ścieków: klarownych, o stałym wymaganym stężeniu BZT5 i zawiesiny ogólnej. Realizacja tego zadania odbywa się w osadnikach wtórnych.

Sedymentacja zachodząca w osadnikach wtórnych różni się od przeprowadzanej w osadniku wstępnym. Zawiesiny osadu czynnego występują w osadnikach wtórnych w znacznie wyższych koncentracjach i sedymentują znacznie trudniej, ponieważ są bardzo lekkie. Poza tym wymagany efekt usuwania zawiesin jest znacznie wyższy. Mimo, że osad wtórny gorzej opada niż zawiesina ziarnista (osadnik wstępny), efekt pracy osadnika wtórnego jest znacznie wyższy. Spowodowane jest to kłaczkowaniem osadu w ciężkie, wielkie kłaczki oraz występowaniem warstwy osadu zawieszonego, który w pewnym sensie filtruje odpływające ścieki, wyłapując drobne, lekkie cząstki zawiesiny.

W osadnikach wtórnych następuje klarowanie ścieków i zagęszczanie osadu. Eksploatacja osadnika wtórnego polega na utrzymaniu właściwej grubości warstwy zawieszonej osadu.

Na obiekcie znajdować się będą dwa osadniki pionowe. Całkowita wysokość każdego z osadników wynosi 9,35 m, w tym wysokość części przepływowej 4,20 m, wysokość części nie wypełnionej ściekami 0,30 m, wysokość części neutralnej 0,40 m, oraz wysokość części stożkowej 4,45 m. Średnica każdego z osadników 7,85 m. Ścieki doprowadzane są do pionowej rury środkowej o Ø 1,50 m od góry, którą spływają do dolnej części osadnika odbijając się o tarczę. Średnica tarczy oraz końca rury Ø 2,05 m. Jej całkowita wysokość wynosi 4,0 m, w ty odcinek rozszerzający się ku dołowi 2,05 m. Po wypłynięciu z rury odśrodkowej zmieniają kierunek przepływu i płyną ku górze, a następnie odpływają przelewem pilastym umieszczonym na obwodzie osadnika. W czasie pionowego przepływu ścieków ku górze następuje opadanie zawiesin. Dolna część osadnika przeznaczona jest na gromadzenie osadu i wykonana jest w kształcie stożka ściętego pod kątem 50°. Osad z części osadowej usuwany jest za pośrednictwem zanurzonego w osadniku przewodu o Ø 200 mm, oraz za pośrednictwem pomp na poletka ociekowe.

Czas przepływu ścieków przez osadnik wynosi 3,0 h.

Pozostałe obiekty na oczyszczalni:

Poletka ociekowe - na poletka ociekowe za pomocą systemu rur dostarczany jest osad z osadników wstępnego i wtórnego w celu osuszenia. Powierzchnia poletek wyłożona jest ażurowymi prefabrykowanymi płytami betonowymi. Pod poletkami znajduje się drenaż o Ø 100 mmm, w rozstawie co 2,0 m mający za zadanie przechwycenie odcieków z osadu. Odcieki zawracane są przed osadnik wstępny.

Na obiekcie znajdować się będzie 6 poletek ociekowych. Długość każdego poletka wynosi 38,30 m, szerokość 7,0. Poletka oddzielone są od siebie murem betonowym 0 grubosci 0,20 m. Wysokość jednokrotnego zalewu wynosi 0,50 m.

Urządzenia do dezynfekcji - dezynfekcja, czyli odkażanie jest procesem niszczenia drobnoustrojów, w szczególności chorobotwórczych, metodami fizycznymi i chemicznymi. Dezynfekcja uniemożliwia przenoszenie chorób zakaźnych drogą wodną. Zaniechanie dezynfekcji ścieków pochodzących ze szpitali chorób zakaźnych mogłoby spowodować niekontrolowane rozprzestrzenianie się groźnych chorób. Nie ustabilizowane biologicznie osady nie nadają się do wykorzystania jako nawóz, a niekiedy nie wolno ich nawet składować na wysypiskach odpadów komunalnych.

W praktyce eksploatacyjnej stosuje się dezynfekcję:

ścieków i osadów ściekowych przed ich wykorzystaniem rolniczym

ścieków zakaźnych z zakładów lecznictwa zamkniętego

ścieków przemysłowych z garbarni, rzeźni i zakładów utylizacyjnych

ścieków miejskich wskutek zarządzenia władz sanitarnych m.in. w związku z wybuchem epidemii

ścieków miejskich w okresie awarii podstawowych obiektów oczyszczalni ścieków

ścieków miejskich w okresie zbyt niskich stanów wody w odbiorniku

skratek zatrzymanych na kratach i piasku usuwanego z piaskowników

Ciągła dezynfekcja oczyszczonych ścieków w prawidłowo eksploatowanych oczyszczalniach ścieków komunalnych (mechaniczno-biologicznych) nie jest z zasady w Polsce stosowana. W świetle praktyki zagranicznej (szczególnie USA) wydaje się jednak w wielu przypadkach celowe stosowanie dezynfekcji ciągłej, przynajmniej w pewnych porach roku.

CZĘŚĆ OPISOWA

CZĘŚĆ OBILCZENIOWA

CZĘŚĆ RYSUNKOWA

Katedra Zaopatrzenia Osiedli w Wodę i Kanalizacji

Rok akademicki: 2000/2001 Rok studiów: IV Specjalizacja: IW

Projekt oczyszczalni ścieków

dla gminy Jawornik Polski.

Sebastian DUBAS

---