UNIWERSYTET ROLNICZY W KRAKOWIE KATEDRA INŻYNIERII SANITARNEJ
WYDZIAŁ ROLNICZO-EKONOMICZNY GOSPODARKI WODNEJ
KIERUNEK OCHRONA ŚRODOWISKA ROK AKADEMICKI 2013/2014
ĆWICZENIA Z GOSPODARKI WODNO-ŚCIEKOWEJ
[studia stacjonarne]
ĆWICZENIE 3:
Temat: Obliczenie wymaganego stopnia oczyszczania ścieków w odniesieniu do BZT5, zawiesin ogólnych, azotu ogólnego oraz fosforu ogólnego odprowadzanych do rzeki przy danych:
Natężenie przepływu ścieków Q = 45000 m3/dobę
Charakterystyka ścieków doprowadzanych na oczyszczalnię:
a) BZT5 = 0,400 kg/m3
b) zawiesiny ogólne = 0,429 kg/m3
c) azot ogólny = 0,090 kg/m3
d) fosfor ogólny = 0,014 kg/m3
Miarodajny przepływ wody w rzece powyżej miejsca odprowadzenia ścieków
Qrzeczne = 3,0 m3/s
Charakterystyka wody rzecznej powyżej miejsca odprowadzenia ścieków Srzeczne:
a) BZT5 = 0,0035 kg/m3
b) zawiesiny ogólne = 0,030 kg/m3
c) azot ogólny = 0,0100 kg/m3
d) fosfor ogólny = 0,0025 kg/m3
Dopuszczalne stężenie zanieczyszczeń w rzece poniżej zrzutu ścieków (przy pełnym wymieszaniu ścieków z wodą rzeczną) Sdopuszczalne:
a) BZT5 = 0,004 kg/m3
b) zawiesiny ogólne = 0,035 kg/m3
c) azot ogólny = 0,015 kg/m3
d) fosfor ogólny = 0,003 kg/m3
DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD ĆWICZENIE WYKONALI:
ROK STUDIÓW: II 1. JAKUB WYKA
GRUPA: 4 2. EMIL WAWRUSZCZAK
Obliczenie chłonności rzeki.
Maksymalną chłonność rzeki można obliczyć przy pomocy wzoru:
Cd(max) = (Qrzeczne ∙ 86400 + Qściekowe) ∙ Sdopuszczalne - 86400 ∙ Qrzeczne ∙ Srzeczne [kg/dobę]
Cd(max) - maksymalna dobowa chłonność rzeki w analizowanym przekroju w kg/dobę
Qrzeczne - miarodajne natężenie rzeki
Qściekowe - miarodajne natężenie przepływu ścieków
Sdopuszczalne - dopuszczalne stężenie danego rodzaju zanieczyszczenia, poniżej miejsca zrzutu ścieków w kg/m3
Srzeczne - stężenie danego rodzaju zanieczyszczeń w rzece w przekroju powyżej miejsca zrzutu ścieków w kg/m3
w odniesieniu do BZT5:
Cd(max) = (3,0 . 86400 + 45000) . 0,004 - 86400 . 3,0 . 0,0035 = 310 kg/dobę
w odniesieniu do zawiesin ogólnych:
Cd(max) = (3,0 . 86400 + 45000) . 0,035 - 86400 . 3,0 . 0,03 = 2871 kg/dobę
w odniesieniu do azotu ogólnego:
Cd(max) = (3,0 . 86400 + 45000) . 0,015 - 86400 . 3,0 . 0,01 = 1971 kg/dobę
w od niesieniu do fosforu ogólnego:
Cd(max) = (3,0 . 86400 + 45000) . 0,003 - 86400 . 3,0 . 0,0025 = 265 kg/dobę
Obliczenie ładunków zanieczyszczeń w ściekach doprowadzanych do oczyszczalni.
Ł = Qściekowe ∙ Sściekowe [kg/dobę]
Ł - ładunek zanieczyszczeń
Qściekowe - natężenie przepływu ścieków
Sściekowe - stężenie analizowanego składnika w ściekach doprowadzanych do oczyszczalni
w odniesieniu do BZT5:
Ł = 45000 . 0,4 = 18000 kg/dobę
w odniesieniu do zawiesin ogólnych:
Ł = 45000 . 0,42 = 18900 kg/dobę
w odniesieniu do azotu ogólnego:
Ł = 45000 . 0,09 = 4050 kg/dobę
w odniesieniu do fosforu ogólnego:
Ł = 45000 . 0,014 = 630 kg/dobę
Obliczenie efektu oczyszczania ścieków (sprawność działania
w oczyszczalni ścieków).
Wymagany stopień oczyszczenia ścieków odniesiony do stężenia danego rodzaju zanieczyszczenia, można obliczyć z wzoru:
ηx = [(Łx - Cx) : Łx] ∙ 100 [%]
ηx - sprawność działania oczyszczalni ścieków względem analizowanego wskaźnika zanieczyszczenia podawany w %
Łx - ładunek zanieczyszczeń analizowanego wskaźnika
Cx - dopuszczalna maksymalna chłonność rzeki w analizowanym przekroju odniesiona do danego wskaźnika zanieczyszczenia
w odniesieniu do BZT5:
ηx = [(18000 - 310) : 18000] . 100 = 98 %
w odniesieniu do zawiesin ogólnych:
ηx = [(18900 - 2871) : 18900] . 100 = 85 %
w odniesieniu do azotu ogólnego:
ηx = [(4050 - 1971) : 4050] . 100 = 51 %
w odniesieniu do fosforu ogólnego:
ηx = [(630 - 265) : 630] . 100 = 58 %
Opis ćwiczenia.
Znając natężenie przepływu ścieków, charakterystykę ścieków doprowadzanych na oczyszczalnię, miarodajny przepływ wody w rzece powyżej miejsca odprowadzenia ścieków, charakterystykę wody rzecznej powyżej miejsca odprowadzania ścieków oraz dopuszczalne stężenie zanieczyszczeń w rzece poniżej zrzutu ścieków obliczyliśmy wymagany stopień oczyszczania ścieków w odniesieniu do BZT5, zawiesin ogólnych, azotu ogólnego oraz fosforu ogólnego.
W pierwszej kolejności obliczyliśmy maksymalną chłonność rzeki, a więc możliwy ładunek zanieczyszczeń, jaki może przyjąć rzeka. W odniesieniu do badanych składników ścieków wyniki wyszły następujące:
BZT5 - 310 kg/dobę, zawiesiny ogólne - 2871 kg/dobę, azot ogólny - 1971 kg/dobę, fosfor ogólny - 265 kg/dobę.
Następnym punktem było obliczenie ładunków zanieczyszczeń doprowadzanych do oczyszczalni. Wyniki obliczeń wyszły następujące:
BZT5 - 18000 kg/dobę, zawiesiny ogólne - 18900 kg/dobę, azot ogólny - 4050 kg/dobę, fosfor ogólny - 360 kg/dobę.
Ostatnim punktem zadania było obliczenie efektu oczyszczania ścieków. Do obliczeń potrzebowaliśmy wyniki z obliczeń maksymalnej chłonności rzeki oraz ładunków doprowadzanych do oczyszczalni. Z obliczeń wynika, że sprawność działania oczyszczalni kształtuje się pod względem badanych składników ścieków następująco:
BZT5 - 98%, zawiesiny ogólne - 85%, azot ogólny - 51%, fosfor ogólny - 58%.
Oczyszczalnia ścieków działa więc bardzo sprawnie w stosunku do składniku ścieku jakim jest BZT5, gdyż tylko 2% składnika nie udaje się zatrzymywać poprzez oczyszczalnię. Nieco gorzej sytuacja wygląda z zawiesinami ogólnymi, których 15 % przedostaje się do dalszego obiegu wody. Sytuacja ma się bardzo źle jeśli chodzi o azot ogólny i fosfor ogólny - w przypadku tych dwóch składników oczyszczalnia zatrzymuje jedynie nieco ponad połowę zanieczyszczeń, pozostałe trafiają zaś do dalszego obiegu wodnego. Konieczne jest poczynienie działań by usprawnić działanie oczyszczalni zwłaszcza w kierunku większego zatrzymywania azotu ogólnego i fosforu ogólnego.