1.parametry technologiczne
-złoża biologicznego:
1)obciążenie objętości czynnej złoża ładunkiem związków organicznych Av [kg BZT5/m3d]
ładunek-ilość zanieczyszczeń
ładunek: ŁBZT5=C*Q [kg/m3 * m3/d= kg BZT5/d]
Obciążenie objętości wypelnienia ładunkiem związków organicznych : Av=Łx/V
V - objętość czynna złoża
2)obciążenie hydrauliczne:
Ah=Q/Fpp [m3/m2h]
C-stężenie
Q-przepływ godzinowy [m3/h]
Fpp-powierzchnia przekroju poprzecznego złoża [m2]
*Po to jest żeby regulować wzrost błony. Duże ciśnienie zniszczy błonę, a jak kapie tylko to zacznie się proces gnicia.
3)stopień recyrkulacji ścieków nr=Qr/Q[%]
-osadu czynnego:
1)obciążenie osadu czynnego ładunkiem osadów organicznych
Ao.cz.=Ł/G [kg BZT5/kg s.m. d]
G-ilosc osadu czynnego w komorze(wyrazona w suchej masie)
G=C os.cz. Vk
2)obciążenie komory osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych
Av=Ł/Vk [kg BZT5/m3d]
3)stężenie osadu czynnego [kg s.m./m3]
4)indeks osadu [ml/g s.m.]
IO=V 30min.sed./g
g-ilość osadu w próbie
V 30min.sed-objetosc osadu po 30 min sedymentacji
***Trzeba wiedzieć co to za parametr i o czym on mowi -znaczy doczytać sobie w książce
5)wiek osadu [d]
WO=G/∆G
G-ilosc osadu czynnego w komorze
∆G-ilosc osadu czynnego odprowadzanego i ukladu w ciagu doby
Recyrkulacja zewnętrzna osadu-żeby utrzymać ścieki na poziomie stężenia, które sobie założyliśmy.
Część osadu jest odprowadzana z układu(osad nadmierny) a cześć jest recylkulowana
6)przyrost osadu * [kg s.m./ kg BZT5 dopływającego]
[kg s.m./ d]
[kg s.m./ kg BZT5 usunietego]
*: ∆m*WO*Ao.cz.=1 zachodzi taka zależność, wiec majac dwie dane obliczymy trzecia
2)określ jakościowo i ilościowo przemiany związków azotu zachodzące w komorze osadu czynnego (napowietrzanej), jeżeli stężenia poszczególnych form azotu w ściekach dopływających i odpływających z komory są następujące:
Forma azotu |
Scieki surowe mg/l |
Ścieki oczyszczone mg/l |
Azot kjedahla N-NTK |
50 |
5 |
Azot amonowy N-NH4 |
30 |
1 |
Azot azotynowy N-NO2 |
Nw |
Nw |
Azot azotanowyN-NO3 |
nw |
30 |
NTK= N org + N-NH4+
Nogólny=Norg+ N-NH4++ N-NO2-+ N-NO3-
N-NOx=N-NO2-+ N-NO3-
???
3)oblicz teoretyczną dawkę siarczanu glinu niezbędną do usunięcia do usunięcia fosforu ze ścieków zawierających 10mg P/l do poziomy dyktowanego w obowiązującym rozporządzeniu dla oczyszczalni ścieków powyżej 100000RLM oraz podaj wartość 1% roztworu siarczanu glinu.
Masa
= 666g
Masa
=18*3*2*3=18*18=324g
Masa
=666-324=342g
Masa
=62g
Zawartość fosforu w próbce surowej wody: 10 mg
Z proporcji:
:
:
342 62
X 10
Obliczenie dawki stechiometrycznej reagenta:
X*62 = 342*10 X = 342*10/62 ≈ 54,8 mg
Stężenie reagenta (1%) 1 ml = 10 mg
Dawka = 54,8 mg 5,5 ml
4)opisz graficzna metodę wyznaczania optymalnego czasu zagęszczenia osadu (rys i opis).
Mając krzywą zagęszczania w układzie współrzędnych H=H(t) prowadzi się do krzywej dwie proste: styczną (1) na początku zagęszczania w czasie t=0 i asymptotę (2) na końcu zagęszczania w czasie t=∞. Punkt przecięcia prostych 1 i 2 jest wierzchołkiem kąta A, którego dwusieczna (3) przecina wykres zagęszczenia w punkcie B. Przez punkt B należy przeprowadzic styczną do krzywej zagęszczenia (4). Styczna przecina asymptotę 2 w punkcie C, który rzutowany jest na oś odciętych wyznacza optymalny czas zagęszczania T opt.
5)wymien wskaźniki jakości ścieków limitowane w obowiązującym rozporządzeniu, jakie kryteria w nim przyjęto przy wyznaczaniu dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń w ściekach?
???
6)Od czego zależy wartość oporu właściwego filtracji?
7)podaj blokowy schemat oczyszczalni ścieków bytowo-gospodarczych z zaznaczeniem powstawania produktów ubocznych, jaki jest cel przerobki osadow?
Cel przeróbki osadów (wg: http://greenworld.serwus.pl/osady%20sciekowe.htm):
Celem przeróbki osadów powstających w procesie oczyszczania ścieków jest ich unieszkodliwienie w aspekcie sanitarnym, zmniejszenie ich objętości i końcowe usunięcie.
Proces ten, który ma charakter bardzo złożony realizowany jest jako ciąg procesów jednostkowych, w trakcie których realizuje się transfer faz osadu czyli wzajemne przemieszczanie fazy stałej i ciekłej mające na celu ich oddzielenie, a następnie odprowadzeniu fazy ciekłej z objętości osadu. Jeżeli w trakcie tego procesu osad zmniejsza swoją objętość nie tracąc własności cieczy nazywamy to umownie zagęszczaniem natomiast jeśli osad poddawany jest zewnętrznym oddziaływaniom mechanicznym, zmniejsza objętość i traci własności cieczy uzyskując wytrzymałość postaciową mówimy wtedy o odwadnianiu.
8)jak zmieni się charakterystyka ścieków po mechanicznym oczyszczaniu ścieków z zastosowaniem i bez zastosowania chemicznego strącania. Wyjaśnij dlaczego.
Wskaźnik |
Ścieki surowe |
Ścieki po mech oczyszczaniu |
|
|
|
Proces sedymentacji |
Proces sedymentacji +strącanie |
ChZT mg O2/l |
1000 |
500 |
520 |
BZT5 mg O2/l |
500 |
400 |
350 |
Zawiesina ogólna mg/l |
600 |
400 |
200 |
NTK mg N/l |
70 |
|
|
P ogólny mg P/l |
10 |
|
|
9)w jaki sposób wymienione poniżej parametry technologiczne wpływają na efektywność procesów nitryfikacji, denitryfikacji oraz biologicznej defosfatacji?
-wiek osadu
-obciązenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń
10)w jakim kierunku następują zmiany podanych w tabeli wskaźników zanieczyszczeń w procesie biologicznej defosfatacji, wyjaśnij z czego wynikają te zmiany.
wskaźnik |
Ścieki po komorze beztlenowej |
Ścieki po komorze tlenowej |
P-PO4 3- mg P-PO4 3- /l |
30 |
5 |
ChZT mg O2/l |
100 |
50 |
W warunkach beztlenowych mikroorganizmy tlenowe uwolniły fosfor zgromadzony wcześniej w formie ATP by w ten sposób uzyskać energię potrzebną do syntezy związków organicznych znajdujących się w ściekach . Po komorze beztlenowej zaobserwowano wyraźny spadek wskaźnika ChZT oraz ponad dwukrotny wzrost zawartości fosforu . Następnie w komorze tlenowej mikroorganizmy zaczęły akumulować fosfor , co zmniejszyło jego zawartość w badanych ściekach . Zaobserwowano , także spadek wartości wskaźnika ChZT, który najprawdopodobniej wynika z obecności mikroorganizmów tlenowych nie biorących udziału w procesie defosfatacji.
W komorze beztlenowej rozpoczyna się okres aktywnego działania bakterii chemoorganicznych kumulujących fosfor , zatem stąd spadek ChZT. nagromadzone w komórkach polifosforany ulegają enzymatycznej hydrolizie . Bakterie pobierają ze ścieków łatwo przyswajalne substancje organiczne , które są wykorzystywane do syntezy wewnątrzkomórkowych substancji zapasowych (najważniejszą jest PHB) . Niezbędną energię do przeprowadzenia biosyntezy PHB bakterie otrzymują podczas hydrolizy polifosforanów, czego efektem są uwalniane do ścieków ortofosforany .
W warunkach napowietrzania przemianie ulegają związki fosforu . Bakterie defosfatacyjne korzystają wtedy z substancji zapasowych nagromadzonych wewnątrz komórek, wykorzystując je jako źródło energii i dla potrzeb przyrostu biomasy . Biomasa bakterii fosforowych pobiera fosfor w postaci rozpuszczonych ortofosforanów. Wykorzystując energię uzyskaną z tlenowego rozkładu PHB tworzą ATP. Znaczna część cząsteczek ATP ulega przekształceniu do polifosforanów, które gromadzą się w komórkach w bardzo dużych ilościach .
11)podać klasyfikację złóż biologicznych na podstawie parametrów technologicznych (str.29 skrypt)
Podstawą do klasyfikacji złóż na nisko-, średnio- i wysokoobciążone są następujące parametry technologiczne: obciążenie hydrauliczne powierzchni, obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń, efekt oczyszczenia złoża oraz rodzaj (uziarnienie, powierzchnia właściwa) wypełnienia.
-niskoobciążone-złoża zraszana
-wysokoobciążane-złoża spłukiwane
-średnioobciążone -złoża na przemian pracujące
-bardzo wysoko obciążone-złoża wieżowe
12)opisać przemiany azotowe zachodzące podczas biologicznego oczyszczania ścieków.
13)opisać sposób wyznaczania oporu właściwego filtracji.
14)obliczyć uwodnienie końcowe osadu, jeżeli objętość początkowa wynosiła 100m3, a jego uwodnienie w1=99%, osad zagęszczono do 20m3.
15)opisz zasadę biologicznego oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego, uwzględniając usuwanie związków węgla i azotu.
Proces oczyszczania ścieków osadem czynnym polega na usuwaniu zanieczyszczeń ze ścieków przez napowietrzenie ich w odpowiednich zbiornikach, zwanych komorami napowietrzenia, zawierających osad czynny, a następnie oddzieleniu oczyszczonych ścieków od osadu czynnego w osadnikach wtórnych. Osad czynny stanowi kłaczkowate zawiesiny o bardzo rozwiniętej powierzchni, składa się głównie z bakterii zooglealnych oraz z pierwotniaków i ewentualnie grzybów i glonów. Zasada usuwania substancji organicznych ze ścieków przy oczyszczaniu osadem czynnym polega na absorbowaniu tych substancji na powierzchni kłaczków. Część substancji organicznych ulega utlenieniu, część jest asymilowana w postaci przyrostu osadu czynnego, a z kolei część osadu czynnego ulega autooksydacji. Osad czynny, jak każdy żywy organizm czy zespół organizmów wymaga odpowiednich warunków do swego rozwoju. Podstawowymi warunkami są: obecność tlenu oraz substancji pożywkowych. Ponadto środowisko powinno mieć odpowiedni odczyn i nie zawierać substancji toksycznych dla mikroorganizmów osadu czynnego (np. cyjanki, sole metali, fenole, detergenty itp.)
16)opisz metodę wyznaczania optymalnej dawki koagulantu przy defosfatacji chemicznej.
Masa
= 666g
Masa
=18*3*2*3=18*18=324g
Masa
=666-324=342g
Masa
=62g
Zawartość fosforu w próbce surowej wody: 10 mg
Z proporcji:
:
:
342 62
X 10
Obliczenie dawki stechiometrycznej reagenta:
X*62 = 342*10 X = 342*10/62 ≈ 54,8 mg
Stężenie reagenta (1%) 1 ml = 10 mg
Dawka = 54,8 mg 5,5 ml
???
17)jakie czynniki w obowiązującym rozporządzeniu decydują o wartości dopuszczalnej określonego wskaźnika zanieczyszczenia w ściekach oczyszczonych,odprowadzonych do odbiornika?
18)podaj klasyfikacje metody osadu czynnego w zależności od wartości określonych parametrów technologicznych.
19)uzupełnij tabelke:
wskaźnik |
jednostka |
Ścieki surowe |
Ścieki po |
|
|
|
|
Osadniku wstępnym |
Osadniku wstępnym +chem stracanie |
ChZT |
Mg O2/l |
800 |
Spada o ok25-40% |
Spada o ok. 80% |
BZT5 |
Mg O2/l |
500 |
Spada o ok. 25-40% |
Spada o ok. 80% |
N-NTK |
Mg N-NTK/l |
60 |
Spada o ok. 5-10% |
Spada o ok. 25% |
N-NH4 |
Mg N-NH4/l |
40 |
Nie zmieni się |
Nie zmieni się??? |
P og |
Mg P/l |
15 |
Spada o ok. 5-10% |
Spada o ok. 70-80% |
20)opisz zasadę defosfatacji chemicznej
Proces chemicznego oczyszczania ścieków polega na dodaniu reagentów, które tworzą z fosforem zawartym w ściekach nierozpuszczalne związki. Do usuwania fosforanów najczęściej stosuje się związki żelaza, glinu i wapnia. Obecnie, najpopularniejszym środkiem stosowanym w defosfatacji chemicznej jest koagulant żelazawy PIX.
Zależnie od miejsca podawania reagentów strącanie dzielimy na strącanie wstępne, symultaniczne i wtórne.
Strącanie wstępne polega na dawkowaniu reagentów już w procesie wstępnego oczyszczania ścieków (np. do piaskownika). Proces ten zapewnia zarówno usunięcie fosforu, ale także powoduje zmniejszenie innych wskaźników zanieczyszczenia ścieków.
Strącanie symultaniczne pozwala usunąć fosfor w wyższym stopniu niż w strącaniu wstępnym. Reagenty, są tu dodawane najczęściej bezpośrednio do komory napowietrzania w jednym lub w kilku miejscach.
Strącanie wtórne natomiast, stosowane jest wtedy, gdy wymagania dotyczące ilości usuwanego fosforu są duże, np. gdy pod koniec procesu oczyszczania stężenie fosforanów jest wciąż za wysokie. Metoda ta, w przeciwieństwie do dwóch poprzednich, wymaga stosowania dodatkowych urządzeń co prowadzi do zwiększenia kosztów inwestycyjnych.