o do pytań na blok to dr Janiszewska się dziwiła skąd wytrzasnelismy takie pytania :D Blok jest z wiadomości o oczyszczaniu ścieków generalnie - a nie gospodarki wodą w przemyśle.
Oto pytania od Dr Janiszewskiej:
1.opisz układ otwarty stosowany w zakladach przemysłowych
2. opisz układ zamknięty stosowany w zakladach przemysłowych
3. opisz układ mieszany stosowany w zakladach przemysłowych

1. wymagania stawiane wodzie pitnej
2. Omów oczyszczanie mechaniczne ścieków
3. Omów oczyszczanie chemiczne ścieków
4. Omów oczyszczanie biologiczne ścieków
5. Wymień i krótko opisz innowacyjne technologie stosowane w oczyszczalni ścieków południe-Wilanów
6. Co to jest BZT i ChZT
7. co to jest równoważnik populacyjny odnoszący się do ścieków
8. Omów proces oczyszczania ścieków
9. Na czym polega biologiczne usuwanie fosforu -(także do jakiego poziomu ma być usunięty)

10.wymień 4 rodzaje wody stosowanej w przemyśle

UKŁAD WODNY OTWARTY

Zasadą układu jest jednorazowe wykorzystanie wody do celów produkcyjnych. Woda może być wykorzystywana całkowicie lub częściowo. Układy otwarte mogą być jedno- lub wielostrefowe. W układach jednostrefowych ciśnienie jest prawie jednakowe we wszystkich działach. W układach wielostrefowych wymagane są różne ciśnienia.

Wady:

-jednorazowe wykorzystanie wody

-brak większego zapasu wody

-wysoki koszt pompowania wody, jeśli zakład znajduje się dalej od ujęcia wodnego

UKŁAD WODNY ZAMKNIĘTY

Charakteryzuje się ciągłym krążeniem wody w obiegu zamkniętym. Woda stale powraca do urządzenia produkcyjnego. Zawraca woda może być poddawana chłodzeniu lub oczyszczaniu.

Wady:

-wysoki koszt eksploatacji

-konieczność budowania bardzo skomplikowanych sieci kanalizacyjno-wodociągowych

UKŁAD WODNY MIESZANY

W zakładach przemysłowych bardzo często zachodzi konieczność zastosowania różnych układów wodnych. Związane jest to ze względami technologicznymi i ekonomicznymi. Układy mieszane są wieloznaczne. A wybór odpowiedniego układy zależy od:

1. Wielkości dyspozycyjnych zasobów wody

2. Parametrów lokalizacyjnych zakładu

3. Wielkości zapotrzebowania na wodę produkcyjną

Realizowany jest ten układ dla którego jednostkowy koszt przekazu wody jest najmniejszy.

WYMAGANIA STAWIANE WODZIE PITNEJ

rodzaje wody w przemyśle spożywczym i wymagania:

• Woda do celów technologicznych; jest to woda stosowana do transportu surowca, mycia, płukania i obróbki oraz bezpośredniego przygotowania produktu, musi odpowiadać wodzie do picia

• Woda do zasilania kotłów; wykorzystywane są skropliny pary wytwarzanej w tych samych kotłach, jakość wody musi być tym lepsza, im większe jest obciążenie powierzchni grzejnej kotła i im większe ciśnienie pary.

• Woda do celów chłodniczych; woda ta wymaga niskiej temperatury, braku zawiesin oraz drobnoustrojów, powinna być stabilna pod względem chemicznym i cieplnym.

• Woda do celów porządkowych i sanitarnych

Woda pitna:

-nie zmieniać swoich właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych przez cały rok

-nie może być zanieczyszczona

CO TO JEST BZT₅

Biologiczne zapotrzebowanie tlenu. Ilość mg tlenu zużyta w ciągu 5 dni na utlenienie związków organicznych zawartych w 1l ścieków.

CO TO JEST ChZT

Chemiczne zapotrzebowanie tlenu. Jest to umowne pojęcie oznaczające ilość tlenu (mg/dm3) pobranego z utleniaczy (np. dichromiany - Cr2O72-, jodany(V) - IO3-, manganiany(VII) - MnO4-) na utlenienie związków organicznych i niektórych nieorganicznych (np. siarczanów(IV), siarczków, żelaza(II)) do najwyższego stopnia utlenienia. Stosowane jako miara zanieczyszczeń w wodzie i ściekach.

CHEMICZNE OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW

Proces zależy od rodzaju produkcji i rodzaju zanieczyszczeń.

Ścieki o odczynie kwaśnym zobojętnia się przez mieszanie ze ściekami zasadowymi lub wykorzystuje się składniki naturalne (wodorowęglan wapniowy, magnezowy)

Ścieki można zobojętnić przez dawkowanie odczynników chemicznych lub przepuszczanie ich przez złoża zasadowe.

Ścieki zasadowe są bardziej szkodliwe dla odbiornika. Zobojętnić je można metoda mieszania lub dawkowania odczynników kwaśnych.

Inne metody oczyszczania chemiczno to:

Chlorowanie

Koagulacja

Sorpcja

Wymiana jonów

CO TO JEST MECHANICZNE OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW

Zadaniem jest usunięcie domieszek stałych zawiesin łatwo opadających lub substancji nierozpuszczalnych w wodzie (tłuszcze, oleje mineralne).

Urządzenia do mechanicznego oczyszczania ścieków składają się z:

1. Krat

-zatrzymują zanieczyszczenia nierozpuszczalne pływające i zawieszone w ściekach

-konstrukcje stanowi rząd prętów o różnych kształtach, ustawionych pochyło lub pionowo w poprzek kanału

-zatrzymując duże zanieczyszczenia eliminują niebezpieczeństwo niszczenia pomp w pompowniach oczyszczalni

-dzielimy je na ruchome (oczyszczane mechanicznie) i nieruchome (oczyszczane mechanicznie lub ręcznie)

2. Sit

- służą do usuwania drobnych zawiesin

-głównymi elementami są siatki lub dziurkowane blachy

-dobór wielkości i kształt oczek w sicie jest uzależniony od rodzaju i charakteru zanieczyszczeń

-rozróżnia się sita stałe ( z nieruchomym elementem cedzącym, zawiesiny usuwane są za pomocą zgarniaczy) i ruchome ( dzieli się je na obrotowe i wibracyjne).

Sita wibracyjne działają w ten sposób, że siatkę sita wprawia się w drgania o dużej częstotliwości. Ścieki na wibrującym sicie, po przecedzeniu wędrują do zbiornika, a zatrzymana zawiesina ruchem drgającym kieruje się do leja zasypowego.

3. Piaskowników

-wykorzystują zjawisko sedymentacji

-prędkość opadania zawiesin zależy od siły ciężkości oraz oporów powstałych podczas opadania cząstek

-wyróżniamy piaskowniki poziome i pionowe

-maja najczęściej kilka komór, małe komory oczyszcza się ręcznie a duże mechanicznie

4. Hydrocyklonów

-stosowane gdy ilość ścieków nie przekracza 25m³/h

-wykorzystywane są do oddzielania piasku i zawiesin

-zbudowany jest z krótkiej cylindrycznej części oraz stożka zakończonego wymienną dyszą

5. Osadników

-stosowane są do wstępnego oczyszczania ścieków przed oczyszczaniem biologicznym i chemicznym

-ścieki wpływają do osadnika w środku, po czym poziomo przepływają do jego obwodu wzdłuż promieni, max. Prędkość panuje w środku osadnika a min. Przy jego obwodzie (sprzyja opadaniu zawiesin). Odprowadzanie ścieków odbywa się przez rynnę przelewową.

6. Odtłuszczaczy

-stosowane są do usuwania zanieczyszczeń lżejszych od wody np. tłuszczy

-wykorzystywane są odtłuszczacze bez i z napowietrzaniem

-przedmuchiwanie prowadzi do porywania przez pęcherzyki powietrza zemulgowanych cząstek tłuszczu, unoszenie ich do góry i zbieranie się ich w postaci piany na powierzchni ścieków

BIOLOGICZNE OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW

W oczyszczaniu biologicznym wykorzystuje się naturalne procesy utleniania i mineralizacji związków organicznych zachodzących w czasie oczyszczania wody, biorą w nich udział bakterie i pierwotniaki.

Biologiczne oczyszczanie wód można podzielić na:

1. Zachodzące w warunkach zbliżonych do naturalnych

-zachodzi w wodzie lub glebie

-wymaga dużych powierzchni pod oczyszczalnię (obciążenie ściekami nie może być większe niż wartość przy które zachowałyby się naturalne warunki życia biologicznego)

-wyróżniamy: pola irygowane, pola filtracyjne, stawy rybne, nawadnianie pól, łąk i stawów

2. W warunkach wytworzonych sztucznie

- powinny zapewniać organizmom biorącym udział w oczyszczaniu prawidłowy przebieg procesów życiowych

-wymaga mniejszej powierzchni pod urządzenia

-prowadzi się za pomocą złoża biologicznego lub osadu czynnego

Stawy biologiczne to zbiorniki ziemne do których wprowadza się ścieki po ich wstępnych oczyszczeniu. W wyniku symbiotycznego działania bakterii i glonów oraz procesów fizycznych i biochemicznych następuje rozkład substancji organicznych zawartych w ściekach.

Czynniki fizyczne:

• Działanie światła

• Temperatura

• Masa zanieczyszczeń w ściekach

Procesy utlenienia związków organicznych w stawach biologicznych w przypadku cukrów prowadza do powstania CO₂ i H₂0_,a w przypadku związków białkowych - NH₃.

Podczas oczyszczania biologicznego wykorzystywane są również rowy cyrkulacyjne. Rowy te budowane są jako dwa równoległe kanały o kształcie spłaszczonych pierścieni lub też szeroki rów dzieli się przegrodą. Zawsze maja profil trapezu. Ścieki pozostają w rowie cyrkulacyjnym ok.3 doby. Przeciętne stężenie osadu czynnego wynosi ok.4 kg/m³. Przeciętna pojemność rowów cyrkulacyjnych wynosi ok. 150-600 m³.

BZT_n (Biochemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) - to umowny wskaźnik określający biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, czyli ilość tlenu wymaganą do utlenienia związków organicznych przez mikroorganizmy (bakterie aerobowe). Wartość tę uzyskuje się w wyniku pomiaru zużycia tlenu przez badaną próbkę wody lub ścieków w ciągu 5 lub 20 dni (Oznaczając to odpowiedni BZT₅ lub BZT₂₀). Pośrednio określa się w ten sposób stężenie substancji organicznej podatnej na biodegradację. BZT_n jest wskaźnikiem czystości wody i jakości oczyszczanych ścieków: im wyższa wartość BZT_n tym większe zanieczyszczenie (ilość związków organicznych). Z przyczyn praktycznych częściej stosowane jest BZT₅.

ChZT - Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (COD Chemical Oxygen Demand).
Jest to parametr używany podobnie jak BZT do oceny stanu wody lub ścieków, interpretowany jako ilość tlenu potrzebna do utlenienia zawartych związków organicznych i nieorganicznych. Utlenianie odbywa się za pomocą silnych związków utleniających takich jak dwuchromian potasu.
BZT jest częścią ChZT, a ich proporcja jest istotną wskazówką odnośnie biodegradowalności ścieków. Przykładowo , hipotetycznie jeśli wszystkie substancje rozłożyłyby się w zwyczajowo przyjęte 5 dni, czyli BZT/ChZT=1 to mamy do czynienia z idealnie biodegradowalnymi ściekami.

Procesy biologicznej redukcji fosforu, pomimo coraz większej wiedzy o technologii oczyszczania ścieków, są skomplikowanymi i mało stabilnymi procesami, a ich mechanizmy nie są jeszcze dokładnie poznane. Jeszcze nie dawno klasycznym sposobem usuwania fosforu ze ścieków było chemiczne strącanie. Metody biologiczne, z uwagi na złożoność procesów, stanowiły obiecującą ciekawostkę. Odkrycie bakterii kumulujących fosfor oraz poznanie warunków koniecznych do ich przeżycia umożliwiło opracowanie metody biologicznego usuwania fosforu.

Klasyczny osad czynny zawiera 1-2% fosforu i pozwala na usunięcie z osadem nadmiernym jedynie 20-30% ładunku fosforu zawartego w ściekach surowych [Błażejewski 2003]. Wyniki uzyskiwane w klasycznych metodach biologicznego oczyszczani ścieków, nie zawsze pozwalają na wystarczającą redukcję fosforu. Jak wykazały badania, naprzemienne poddanie osadu czynnego warunkom beztlenowym i tlenowym pozwala na rozwój bakterii mających zdolność gromadzenia w organizmie zwiększonych ilości fosforu (popularnie zwanych bakteriami fosforowymi).

W warunkach beztlenowych mikroorganizmy zużywają energię, którą wcześniej zgromadziły w formie bogatych w energię związków fosforowych. W tym czasie uwolniony z komórek fosfor trafia w formie ortofosforanów do ścieków.

Po przejściu z fazy beztlenowej do fazy tlenowej oczyszczania ścieków, z uwagi na wysoką konkurencję mikroorganizmów, bakterie korzystają z wcześniej zgromadzonych zapasów związków węgla. W strefie tlenowej następuje rozwój nowych komórek oraz pobór rozpuszczonego w ściekach fosforu w postaci ortofosforanów. Pobór fosforu ze środowiska przewyższa ilość fosforu uwolnionego w fazie beztlenowej oczyszczania. Stężenie fosforu w suchej masie osadu wzrasta do 2,5-5%, a stężenie fosforanów w ściekach oczyszczonych spada do 1-3 gP/m³. Osad oddzielany jest od ścieków w odsadnikach wtórnych. Fosfor zgromadzony w komórkach osadu odprowadzany jest z osadnika do dalszej przeróbki, a oczyszczone ścieki odprowadzane są do odbiornika.

Skuteczność biologicznego usuwania fosforu może dochodzić do 90%. Dla uzyskania tak wysokiej sprawności należy zapewnić w komorze beztlenowej dostatecznie wysokie stężenie lotnych kawasów tłuszczowych (LKT/P_og>6/9), BZT₅/P_og>25 oraz ChZT/P_og>30. [Błażejewski, 2003]. Trudności z utrzymaniem stabilności procesu wynikają stąd , że fosfor natychmiast przechodzi do roztworu, jeśli osad znajduje się w warunkach beztlenowych w komorze osadu czynnego lub podczas procesów unieszkodliwiania osadu.

Wrażliwym punktem biologicznego usuwania fosforu ze ścieków jest osadnik wtórny. Niewłaściwa praca lub eksploatacja osadnika może doprowadzić do znacznego podniesienia stężenia fosforu w ściekach oczyszczonych. Przy biologicznym usuwaniu fosforu należy zwrócić szczególną uwagę na dwa aspekty pracy osadnika:

• zbyt długie przetrzymanie osadu w osadniku może spowodować wytworzenie w leju osadowym warunków beztlenowych, a co za tym idzie praktycznie natychmiastowe uwolnienie związków fosforu z organizmów osadu,

• przeciążenie lub zła praca hydrauliczna osadnika może spowodować pogorszenie procesu sedymentacji zawiesin co skutkuje zwiększeniem ilości odprowadzanego osadu, wraz ze skumulowanym fosforem, do odbiornika.

Dla małych oczyszczalni ścieków bardzo dobrym rozwiązaniem biologicznego oczyszczania ścieków przy wymaganej redukcji fosforu jest zastosowanie reaktorów typu SBR, gdzie wszystkie procesy tlenowe i beztlenowe prowadzone są w jednym wielofunkcyjnym reaktorze. Niestety oczyszczalnie typu SBR to bardzo wysoki wydatek inwestycyjny a także stosunkowo wysoki koszt eksploatacji.

---