CZĘŚĆ OBLICZENIOWA
BILANS ŚCIEKÓW:
Obliczenie charakterystycznych przepływów ścieków.
Przepływ |
Jednostka |
Rok 2010 |
Rok 2020 |
|
|
2300 |
3500 |
|
|
2990 |
4550 |
|
|
212 |
322 |
|
|
1200 |
ODBIORNIK ŚCIEKÓW OCZYSZCZONYCH I WYMAGANY STOPIEŃ OCZYSZCZENIA ŚCIEKÓW:
2.1. Średni niski przepływ SNQ
2.2. Bilans zanieczyszczeń
|
Ścieki |
Wymagany stopień oczyszczenia [%] |
||
|
Surowe |
Oczyszczone |
|
|
pH |
- |
6.8-7.8 |
6.5 - 8.5 |
- |
BZT5 |
|
290.0 |
15.0 |
95 |
ChZTCr |
|
550.0 |
125.0 |
77 |
Zawiesina ogólna |
|
440.0 |
35.0 |
92 |
Pogl. |
|
7.8 |
2.0 |
74 |
Nogl. |
|
49.5 |
15.0 |
70 |
*Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń lub minimalne procenty redukcji zanieczyszczeń dla oczyszczonych ścieków bytowych i komunalnych wprowadzanych do wód i do ziemi przy RLM=16 917.
Wskaźnik |
Jednostka |
Dopuszczalne wartości |
|
lub min. % redukcji |
15 lub 90 |
|
lub min. % redukcji |
125 lub 75 |
|
lub min. % redukcji |
35 lub 90 |
Fosfor ogólny |
lub min. % redukcji |
2 lub 85 |
Azot ogólny |
lub min. % redukcji |
15 lub 80 |
Efektywność oczyszczania:
2.3. Równoważna liczba mieszkańców
Równoważną liczbą mieszkańców określono wg następujących zależności:
BILANS ŁADUNKÓW ZANIECZYSZCZEŃ:
Bilans ładunków zanieczyszczeń zawartych w ściekach dopływających do komory osadu czynnego oczyszczalni ścieków sporządzono dla wcześniej podanych wartości stężeń zanieczyszczeń i przepływów dobowych ścieków z zależności:
a) Rok 2010
Ładunek zanieczysz. |
Jednostka |
|
|
|
|
|
|
667 |
867 |
61.5 |
348 |
|
|
1265 |
1645 |
116.6 |
660 |
|
|
1012 |
1316 |
93.3 |
528 |
|
|
18 |
23 |
1.7 |
9.4 |
|
|
114 |
148 |
10.5 |
59.4 |
b) Rok 2020
Ładunek zanieczysz. |
Jednostka |
|
|
|
|
|
|
1015 |
1320 |
93.4 |
348 |
|
|
1925 |
2503 |
177.1 |
660 |
|
|
1540 |
2002 |
141.7 |
528 |
|
|
27 |
35 |
2.5 |
9.4 |
|
|
173 |
225 |
15.9 |
59.4 |
URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE (CZĘŚĆ MECHANICZNA):
4.1. Krata:
Kanał przed kratą mechaniczną
Kanał dobrano na podstawie nomogramów do obliczania prostokątnych koryt ściekowych
Przyjęto kanał o przekroju prostokątnym, szerokości B = 400mm i spadku i = 2.5‰
a) rok 2010
Przepływ |
[-] |
Q |
B [mm] |
i |
H [m] |
v [m/s] |
|
2300 |
27 |
400 |
0.0025 |
0.12 |
0.6 |
|
2990 |
35 |
|
|
0.14 |
0.65 |
|
212 |
59 |
|
|
0.20 |
0.75 |
|
1200 |
14 |
|
|
0.06 |
0.55 |
b) rok 2020
Przepływ |
[-] |
Q |
B [mm] |
i |
H [m] |
v [m/s] |
|
3500 |
41 |
400 |
0.0025 |
0.15 |
0.68 |
|
4550 |
53 |
|
|
0.18 |
0.75 |
|
322 |
89 |
|
|
0.28 |
0.85 |
|
1200 |
14 |
|
|
0.06 |
0.55 |
Krata mechaniczna:
a) objętość skratek:
Przyjmuję prześwit między kratami b=25mm i odczytuję wskaźnik jednostkowy
Kraty będą czyszczone mechanicznie.
Dobieram kratę koszową o objętości kosza: 0.2
Wymiary: Długość 0.5 m
Szerokość 0.5 m
Wysokość 0.8 m
b) powierzchnia czynna kraty koszowej
Ilość prześwitów
Przyjmuję ilość prześwitów na jednym boku kosza 15, co daje długość czynną na jednym boku równą:
Zaś powierzchnia czynna na jednym boku równa jest:
całkowita powierzchnia czynna kosza:
c) obliczenie ilości opróżnień kosza:
Zakładam że 40% doprowadzanych ścieków jest zatrzymywana w koszu. Zawartość skratek w koszu nie może przekraczać 30% całej objętości kosza, wiec ich objętość maksymalna w koszu może wynosić:
Nie będzie na pewno przekroczona ta wartość jeśli będziemy opróżniali kosz 5 razy na dobę.
d) prędkość średnia w prześwitach krat:
rok 2010
rok 2020
e) prędkość minimalna przed kratą:
Dobór kraty mechanicznej:
Na podstawie obliczeń. dobrano kratę mechaniczną koszową.
Krata ręczna - awaryjna na obejściu w kanale B=500mm,ręczna:
4.2. Piaskownik pionowy:
4.2.1. Założenia do obliczeń:
Obciążenie hydrauliczne piaskownika powinno wynosić
Czas zatrzymania przy założeniu jednofunkcyjnej działalności 1 - 3 min. Przyjęto czas zatrzymania T = 3min = 180s
Obciążenie hydrauliczne koryta przelewowego
Prędkość wznoszenia w części przepływowej powinna wynosić 0,0067 - 0,02 m/s . Przyjęto prędkość wznoszenia vO = 0,015 m/s
Projektowanie w oparciu o średnice ziaren piasku 0,16m
Przyjęto liczbę piaskowników - 1
4.2.2. Dobór urządzenia:
Sitopiaskownik typ NSI - COMBI firmy NOGGERATH
Parametry techniczne (podstawowe):
przepustowość od 5 do 300 l/s (od 18 do 1000 m3/h)
skuteczność piaskownika do 95% ziaren > 0,2mm
instalacja na terenie lub w kanale; w budynku lub na powietrzu
4.2.3. Objętość piasku
Przyjmuję jednostkową ilość piasku
rok 2010
rok 2020
Piasek usuwany mechanicznie.
4.2.4. Objętość skratek:
Prześwit wynosi 6mm więc
OBLICZENIA URZĄDZEŃ CZĘŚCI BIOLOGICZNEJ:
( BLOK BIOLOGICZNY - A20 )
5.1) Osadnik wstępny:
a) założenia wstępne:
2 osadniki poziome
Czas zatrzymania 2.2 h
Obciążenie hydrauliczne 1.3 m/h
Uwodnienie osadu wstępnego 96%
Sprawność osadnika 80%
b) wymiary osadnika:
Objętość osadnika:
Powierzchnia osadnika:
Obliczenie czynnej głębokości H
Wymiary osadnika wstępnego
Założenia wówczas
Szerokość osadnika
Przyjęto 2 osadniki o szerokości 2.90 każdy.
Sumaryczny przekrój poprzeczny osadnika
2010 2020
Prędkość przepływu w osadniku
2010 2020
Przyjęto 2 osadniki o wymiarach L x B x H: 42.75m x 2.90m x 2.85m
Sprawdzenie hydrauliczne osadnika:
liczba Reynoldsa
2020
liczba Froude'a
2020
Osadnik działa prawidłowo.
Wysokość całkowita osadnika:
Głębokość osadnika na dopływie i odpływie:
Spadek dna osadnika i=2%
Komora osadowa
Pojemność i głębokość dotyczy dwóch komór osadowych.
Komora o wymiarach 2.1 x 2.1m, dolna podstawa 0.5 x 0.5m
Nachylenie ścianek komory
Doprowadzenie ścieków do osadnika
Wlot do pojedynczego osadnika typu Stengel.
Zakładając prędkość w otworach v=0.8m/s wymagana powierzchnia otworów wyniesie:
Przyjmuję średnicę otworów 0.1 m, zatem liczba otworów wynosi:
Dla B=5.80m rozstaw otworów w jednym rzędzie wzdłuż szerokości osadnika:
Każdy z otworów przysłonięty jest tarczą w kształcie czaszy o średnicy: 1.5*0.1=0.15m, odsunięty od ściany komory wlotowej na odległość: 1.5*0.1=0.15m
Odprowadzenie ścieków z osadnika:
Obciążenie krawędzi przelewowej:
Długość krawędzi przelewowych:
Przyjęto 2 koryta obustronnie zasilane - 4 krawędzie przelewowe.
c) osady wstępne:
W osadniku nie przewiduje się zbierania części pływających.
Ilość osadów po osadniku wstępnym
Objętość osadów
5.2) Komora osadu czynnego -> system A2/O
a) defosfatacja:
Pojemność komory:
b) nitryfikacja i denitryfikacja:
Ilość azotanów do denitryfikacji:
Przyjęto współczynnik bezpieczeństwa
Określenie udziału objętościowego strefy nitryfikacji:
Z tabeli odczytuję stosunek
Określenie wielkości przyrostu osadu w procesie oczyszczania biologicznego:
Stężenie zawiesiny ogólnej w dopływie do reaktora biologicznego
Z tabeli odczytuję:
dla
Porównując iloraz
oraz
odczytuję wartość
Minimalny tlenowy wiek osadu:
Przyjmuje współczynnik bezpieczeństwa SF=1.8
dla
Minimalny obliczeniowy wiek osadu:
dla
Wiek osadu pokrywa się z obliczonym skąd przyjęto, że odczytany przyrost osadu wynosi:
Przyrost osadu z biologicznej i chemicznej defostacji:
Stąd:
Całkowity przyrost suchej masy osadu wynosi:
Potrzebna pojemność komór:
Wymagana ilość osadu w komorze:
dla
Przyjmuję
d) Obliczenie zapotrzebowania na tlen:
obliczenia przeprowadzono dla temperatury
Całkowite zapotrzebowanie na tlen:
Zapotrzebowanie tlenu dla rozkładu związków organicznych
Zapotrzebowanie tlenu dla nitryfikacji
Odzysk tlenu w procesie denitryfikacji
Maksymalne godzinowe zapotrzebowanie tlenu
dla
Obliczenie OC
1)
2)
3)
Obliczenie zapotrzebowania powietrza
Sprawność napowietrzania drobnopęcherzykowego wynosi 2% na głębokość 0.305m.
Stąd:
powietrza zawiera
Przy sprawności 32.78% ilości wykorzystywanego tlenu z
powietrza wynosi:
Zapotrzebowanie powietrza wynosi więc:
e) Parametry pracy reaktora:
5.3) Osadnik wtórny:
a) założenia wstępne:
2 osadniki poziome
Czas zatrzymania 2.2 h
Obciążenie hydrauliczne 1.3 m/h
Uwodnienie osadu wstępnego 96%
Sprawność osadnika 80%
b) wymiary osadnika:
Objętość osadnika:
Powierzchnia osadnika:
Obliczenie czynnej głębokości H
Wymiary osadnika wtórnego:
Założenia wówczas
Szerokość osadnika
Przyjęto 2 osadniki o szerokości 2.90 każdy.
Sumaryczny przekrój poprzeczny osadnika
2010 2020
Prędkość przepływu w osadniku
2010 2020
Przyjęto 2 osadniki o wymiarach L x B x H: 42.75m x 2.90m x 2.85m
Sprawdzenie hydrauliczne osadnika:
liczba Reynoldsa
2020
liczba Froude'a
2020
Osadnik działa prawidłowo.
Wysokość całkowita osadnika:
Głębokość osadnika na dopływie i odpływie:
Spadek dna osadnika i=2%
Komora osadowa
Pojemność i głębokość dotyczy dwóch komór osadowych.
Komora o wymiarach 2.1 x 2.1m, dolna podstawa 0.5 x 0.5m
Nachylenie ścianek komory
Doprowadzenie ścieków do osadnika
Wlot do pojedynczego osadnika typu Stengel.
Zakładając prędkość w otworach v=0.8m/s wymagana powierzchnia otworów wyniesie:
Przyjmuję średnicę otworów 0.1 m, zatem liczba otworów wynosi:
Dla B=5.80m rozstaw otworów w jednym rzędzie wzdłuż szerokości osadnika:
Każdy z otworów przysłonięty jest tarczą w kształcie czaszy o średnicy: 1.5*0.1=0.15m, odsunięty od ściany komory wlotowej na odległość: 1.5*0.1=0.15m
Odprowadzenie ścieków z osadnika:
Obciążenie krawędzi przelewowej:
Długość krawędzi przelewowych:
Przyjęto 2 koryta obustronnie zasilane - 4 krawędzie przelewowe.
6. URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE
(GOSPODARKA OSADOWA)
6.1. Poletka ociekowe:
Dobową ilość usuwanego piasku wynosi:
w 2010 r.
w 2020 r.
Zaprojektowano poletko ociekowe dla którego przyjęto wysokość zalewową h = 0,25m/d.
Powierzchnia wymagana poletka wynosi:
Przyjęto dwa poletka osadowe o następujących powierzchniach i wymiarach:
dla roku 2010
- szerokość 1m
- długość 1m
dla roku 2020 przewiduje się uruchomienie 2 poletka
- szerokość 0.65m
- długość 0.65m
6.2. Zagęszczacz grawitacyjny:
Zaprojektowano zagęszczacz o kształcie osadnika pionowego bez mieszacza i przyjętych następujących parametrach
- prędkość przepływu Vo = 0,15 m/h
- czas przetrzymania t = (3 ÷ 5) min. Przyjęto t = 4min.
6.2.1a. Określenie ilości i objętości osadów z osadnika wtórnego
- stężenie BZT5 na dopływie do komory osadu czynnego
- założona sprawność części mechanicznej oczyszczalni
- założona sprawność części biologicznej oczyszczalni
- jednostkowy przyrost osadu
Ilości osadów określono wg wzoru:
Ilości osadów dla roku 2010:
Ilości osadów dla roku 2020:
Objętość osadów obliczono na podstawie następującej zależności:
Dla przyjętej wilgotności osadów wp = 97,5% otrzymano:
Objętość osadów dla roku 2010:
Objętość osadów dla roku 2020:
6.2.1b. Określenie ilości i objętości osadów z osadnika wstępnego:
Rok 2010:
Ilość osadów po osadniku wstępnym
Objętość osadów
Rok 2020:
Ilość osadów po osadniku wstępnym
Objętość osadów
6.2.2. Ilość osadu zagęszczanego i cieczy osadowej
Ilość osadu zagęszczanego wynika z obliczonej objętości osadów i następujących założeń:
- zawartość suchej masy po zagęszczaniu
=4%
- zawartość suchej masy przed zagęszczaniem
Na podstawie zależności:
Określono następujące ilości zagęszczanego osadu:
- dla roku 2010
- dla roku 2020
Ilość cieczy osadowej odprowadzonej do wewnętrznej kanalizacji oczyszczalni
- dla roku 2010
- dla roku 2020
6.2.3. Powierzchnia, średnica i wysokość zagęszczacza:
Przyjęto prędkość przepływu w zagęszczaczu vo=0,15m/h
Średnice zagęszczacza określono ze wzoru:
Wysokość komory przepływowej
6.2.4. Obliczenia rury centralnej:
Dla przyjętego czasu przepływu przez rurę τ=4min i prędkości przepływu v=0,1m/s określono:
Średnica rury na podstawie wymaganej powierzchni przekroju rury:
Zatem średnica wyniosła:
Wysokość wynikającą z prędkości przepływu:
6.2.5. Odprowadzenie odcieków:
Przyjęto odprowadzenie odcieków przelewem pilastym o parametrach:
- wysokość przelewu h=7,0cm,
- przyjęte obciążenie hydrauliczne q=40 m3/m h,
- a=18,
- kąt α=45o
.
Długość krawędzi przelewowych:
Przyjęto odprowadzenie odcieków na całym obwodzie zagęszczacza.
6.3. Prasa filtracyjna taśmowa:
6.3.1. Wydajność oraz ilość osadów po opuszczeniu prasy
Przyjęto, że prasa filtracyjna pracuje 10h/d w roku 2020 a w roku 2010 7h/d.
Przyjęto, że prasa odwadnia osady do 20% s.m.
Dla średniej zawartości suchej masy w doprowadzanych osadach W = 4%, Ilość osadów po opuszczeniu prasy wyniosła:
Dla 2010:
Dla 2020:
Wydajność prasy dla ilości zagęszczanego osadu powinna wynosi:
Dla 2010:
Dla 2020:
6.3.2. Dobór prasy filtracyjnej
Na podstawie obliczeń dobrano prasę taśmową firmy Ekofinn MONOBELT Pol typ NP08 o następujących parametrach:
przepływ roboczy
moc 0,62kW
szerokość taśmy 800mm
długość 3300mm
szerokość 1500mm
wysokość 1930mm
wydajność pompy płuczącej
6.4. Wapnowanie osadów i skratek:
6.4.1. Wapnowanie skratek:
Przyjęto, że skratki będą wapnowane 35% wapnem chlorowanym w ilości 3% swojej objętości. Dla tak przyjętych założeń dobowa dawka wapna wyniesie:
dla roku 2010:
dla roku 2020:
6.4.2. Wapnowanie osadów:
6.4.2.1. Ilość i zapas wapna:
Przyjęto, że osady będą poddawane działaniu CaO w ilości 120kgCaO/1000kg s.m. osadów
Dla przyjętej wilgotności W = 63% ilość CaO potrzebna do higienizacji wyniosła:
dla roku 2010:
dla roku 2020:
Zapas wapna na okres 30 dni:
dla roku 2010:
dla roku 2020:
6.4.2.2. Magazyn wapna:
Magazynowanie wapna - gaszone luzem
Powierzchnia magazynowania wynika z wzoru:
przyjmując:
Wysokość składowania hS = 1.5 m
Gęstość nasypowa
Otrzymano:
6.4.2.3. Dozowania wapna do odwodnionego osadu:
Ilość dawkowanego wapna w ciągu godz.
Zastosowano urządzenie do higienizacji osadów wapnem firmy Ekofinn MHIG-03 współpracującym z instalacją składającą się z prasy do odwadniania osadów oraz przenośnika ślimakowego transportującego odwodniony osad.
Wymiary (bez dozownika wapna): 1000x1000x1600 mm
Pojemność komory zasypowej: 0,3 m3
Wydajność dozownika wapna: 12-70 kg/h
Moc zainstalowana, zasilanie: 0,5 kW, 400 V
7. URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE
(URZĄDZENIA TOWARZYSZĄCE)
7.1. Przepompownia ścieków za kratą:
Nominalna objętość komory pompowni dla przyjętego czasu zatrzymania t=10min
Przyjęto komorę o wymiarach
- głębokość komory - 1,0m
- szerokość 5,0m
- długość komory - 5,0m
7.1.2. Pompy zatopione
Dobrano 2 pompy: ABS JT 200
Parametry pracy:
7.2. Dmuchawy do napowietrzania:
Wymagana ilość tlenu doprowadzonego do komór osadu czynnego z napowietrzaniem ciągłym wynosi:
Wysokość strat ciśnienia
Na głębokości w komorze osadu czynnego ok. 5m słupa H2O=500mBar
Na drodze do Komory osadu czynnego 1m słupa H2O= 100mBar
Sumaryczna wysokość strat - 6m słupa H2O= 600mBar
Dla określonej wydajności i wysokości strat dobrano 2 podstawowe i 1 rezerwową dmuchawę
Model DR1100T Typ 6 firmy SPOMASZ Sp. Z o.o. o wydajności
oraz mocy 100kW
7.3. Dyfuzory natleniające:
Projekt oraz realizację rozwiązania rusztu z dyfuzorami natleniającymi dla określonej wielkości i kształtu komór oraz wymaganego zapotrzebowania tlenowego, zleca się firmie:
AKWATECH Przedsiębiorstwo Inżynierii Komunalnej Sp. z o.o.
specjalizującej się w realizacji niestandardowych rozwiązań, posiadającą pięć typów dyfuzorów dyskowych i dwa rodzaje dyfuzorów rurowych o różnym przeznaczeniu i o różnych możliwościach przepustowych powietrza.
7.4. Pompy:
Pompy do recyrkulacji wewnętrznej:
Obliczeniowa wydajność pomp wynika z wartości strumienia QRSW, który wynosi:
dla roku 2020
Dobrano dwie podstawowe i jedną zapasową - zatapialne pompy recyrkulacyjne firmy GRUNDFOF, model SRP 80.50.378.27 o mocy 8 kW, średnicy nominalnej wirnika 500mm
Pompy do recyrkulacji zewnętrznej
Strumień objętości recylkulowanego osadu wynosi
Dobrano zatapialne pompy recyrkulacyjne do ścieków firmy GRUNDFOF, model SRP 60.30.752.25 o mocy 6 kW, średnicy nominalnej wirnika 300mm.
Pompownia osadu, przed prasą filtracyjną
Dobrano pompy firmy Hydro - Vacum FZB.3
7.5. instalacja dozowania związków żelaza (PIX):
Zbiorniki cylindryczne typ 200 AC - 16 o poj. 16 m3 - 2 szt.
Zespół dozujący: 2 pompy dozujące, 2 zawory elektromag, armatura zab. - 2 szt.