WYKŁAD 1

ŚCIEKI - to wody odprowadzone po wykorzystaniu.

PN-EN1085 w gospodarstwach domowych czy w procesie technologicznym lub wytworzone w procesie technologicznym, łącznie z wodami deszczowymi w wypadku kanalizacji ogólnospławnej oraz wodami infiltracyjnymi w kanalizacji.

ŚCIEKI - (wg. Ustawy Prawo Wodne) - są to wprowadzone do wód lub ziemi substancje i energie, które ze względu na swój skład lub stan mogą zanieczyszczać wody.

W świetle prawa wodnego przepisy dotyczące ścieków mają zastosowanie odpowiednio do wód:

*podgrzanych *zakażonych promieniotwórczo *zasolonych *zanieczyszczonych wód opadowych

Definicja ścieków podana w ustawie „O odpadach”:

ŚCIEKI - są to wprowadzone do wód i ziemi lub urządzeń kanalizacyjnych:

* wody zużyte do celów bytowo - gospodarczych * wody pochodzące z odwadniania zakładów górniczych (wyłączając 1 i 2 klasę czystości) * wody skażone promieniotwórczo * ciekłe odchody zwierzęce * wody opadowe z terenów zanieczyszczonych.

Ustawa „o odpadach” - wszystkie pozostałe wody zanieczyszczone nie zalicza się do ścieków lecz do „płynnych odpadów.

Ze względu na system odprowadzania ścieków rozróżniamy:

1) system ogólnospławny - do transportu ścieków i wód opadowych wspólnym kolektorem zanieczyszczeń

2) system rozdzielczy - do oddzielnego transportu ścieków i wód opadowych odrębnymi kolektorami

3) system półrozdzielczy - do transportu ścieków i części wód opadowych jednym kolektorem a nadmiar wód opadowych odrębnym kolektorem.

RODZAJE ŚCIEKÓW:

1) Bytowo-gospodarcze - odprowadzane z kuchni, pralni, łazienek, ustępów

2) Komunalne- z obszarów jednostek osadniczych i jest to mieszanina w której przeważają ścieki bytowo-gospodarcze, ale mogą być także ścieki przemysłowe, ścieki opadowe, wody infiltracyjne i przypadkowe

3) Przemysłowe - powstające w wyniku dowolnej działalności przemysłowej, handlowej lub usługowej

4) Opadowe (deszczowe) - spływy deszczu wód roztopowych oraz ścieki z mycia ulic, zbierane systemem odwodnień z terenów utwardzalnych

5) Fekalne- stężone ścieki bytowo-gospodarcze pochodzące ze zbiorników bezodpływowych (szamb) dowożone do oczyszczalni ścieków wozem asenizacyjnym

5) Miejskie - wszystkie ścieki powstające na terenie aglomeracji miejsko-przemysłowej. Termin używany zamiennie z terminem ścieki komunalne.

W systemie kanalizacji ogólnospławnej lub półrozdzielczej należy wyróżnić:

*ścieki komunalne *ścieki komunalne przy pogodzie deszczowej *ścieki sanitarne to synonim ścieków bytowo-gospodarczych.

Rys.

KOLEKTORY:

1) Kolektory do transportu ścieków można wykonać jako:

* grawitacyjne * podciśnieniowe *ciśnieniowe

2) Gdy brak kanalizacji na danym obszarze a ścieki zbierane są w zbiornikach bezodpływowych - muszą być okresowo wywożone wozami asenizacyjnymi do tzw. Punktu zlewnego w oczyszczalni.

3) Kolektory kanalizacyjne transportują ścieki oraz wody infiltracyjne i przypadkowe

4) Ilość ścieków określa się poprzez natężenie przepływu:

Qdśr, Qdmax [m³/d], Qhmax, Qhśr, Qhmin [m³/h]

5) Przepływ max = przepływ szczytowy

6) Przepływ przy pogodzie bezdeszczowej - dopływ na który nie oddziaływuje opad deszczu lub topnienie śniegu (5-dniowy okres bez opadów powyżej 1mm/d czy topnienia śniegu)

ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE

1) Ich ilość odpowiada ilości zużytej na różne cele w mieszkaniach, obiektach użyteczności publicznej i zakładach pracy

2) W mieszkaniach z ubikacją i łazienką wyposażonym w lokalne źródło ciepłej wody wynosi ok. 80-100 dm³/M*d - wartości typowe dla miejskich jednostek osadniczych.

3) W przypadku centralnej dostawy ciepłej wody ok. 120-150 dm³/M*d

4) Podobnie kształtuje się ilość ścieków

5) Jednostkowa dobowa ilość ścieków:

* z gospodarstw domowych w zależności od klasy wyposażenia mieszkań oraz sposobu przygotowania ciepłej wody waha się:

5-250 dm³/M*d (zwykle qdśr= 80-150 dm³/M*d)

* z zakładów pracy waha się w granicach:

5-250 dm³/M*d (zwykle qdśr= 80-150 dm³/M*d)

* z zakładów użyteczności publicznej:

30-50 dm³/M*d

6) Jednostkowe roczne zużycie wody odpowiadające ilości ścieków odprowadzanych do kanalizacji waha się: -50-100 dm³/M*d (zwykle qdśr= 55 dm³/M*d)

7) Ilość ścieków w dopływie do oczyszczalni ulega znacznym zmianom w cyklu dobowym i rocznym. Wzrost standardu wyposażenia mieszkań wiąże się ze zmniejszeniem nierównomierności dopływu.

8) Nierównomierności są uwzględnione dzięki zastosowaniu współczynnika nierównomierności: Ndmax, Nhmax, Nhd, Nhmin

ŚCIEKI PRZEMYSŁOWE

1) Ich ilość w przeliczeniu na jednostkę produktu przerabianego surowca i zatrudnionego pracownika zależy od rodzaju technologii produkcji

2) Szacowane ilości tych ścieków na podstawie wskaźników nie jest zalecana.

3) Należy dokonać pomiarów przepływów w istniejącym zakładzie lub znaleźć zakład produkcyjny o podobnym profilu i technologii a następnie dokonać pomiarów o tym zakładzie.

SCIEKI OPADOWE

1) Spływ ścieków opadowych ze skanalizowanego terenu określa się dla opadów ulewnych lub nawalnych:

Qo = F * Y * q dm³/s

F - powierzchnia zlewni z której ścieki spływają do danego odcinka kanału, ha

Y - współczynnik spływu powierzchniowego (ilość ścieków które spłynęły do kanalizacji do ilości ścieków które spadły na dany teren)

q - natężenie deszczu 0,1 - 0,95 dm³/s*ha

Y = 0,9 - 0,95 dla dachów szczelnych krytych blachą lub papą

Y = 0,85 - 0,9 dla dróg asfaltowych

Y = 0,01- 0,1 dla terenów zielonych

2) Gdy w zlewni są powierzchnie różnie utwardzone należy wyznaczyć średni ważony współczynnik spływu:

Y = Y₁*F₁+Y₂*F₂+...+Yn*Fn/F₁+F₂+F₂+...+Fn

Natężenie deszczu wg wzoru Błaszczyka: q=A/(³√t²) dm³/s*ha

A- natężenie deszczu trwającego t=1 min w zależności od prawdopodobieństwa wystąpienia deszczu p wyrażonego w % oraz od średniej rocznej wysokości opadu H w mm

t- czas trwania deszczu, min.

Przykładowo, gdy H<=800mm, przyjmuje się:

A=1276 z prawdopodobieństwem p=5%

A=1013 z prawdopodobieństwem p=10%

A=804 z prawdopodobieństwem p=20%

A=592 z prawdopodobieństwem p=50%

A=470 z prawdopodobieństwem p=100%

Czas trwania deszczu jest sumą:

*czasu przepływu t_p przez poszczególne odcinki kanału od górnego końca do rozpatrywanego punktu

*czasu koncentracji terenowej t_k =2-10min

*czasu retencji kanałowej t_r =0,2 t_p

t= t_k +1,2∙Σ t_p [min]

Minimalny czas trwania deszczu należy przyjmować 10 min.

Dąży się do ograniczeni ilości ścieków opadowych odprowadzanych do kanalizacji ze względu na specyfikę nierównomierności ich dopływu.

Wielkość dopływu infiltracyjnego zależy od:

-poziomu wód gruntowych w stosunku do położenia kanałów

-od szczelności sieci kanalizacyjnej.

Infiltracja do kolektorów kanalizacyjnych orientacyjnie:0,1-0,2dm³/s i ha terenu objętego kanalizacją.

Wg normy PN-92/B-10735 przepływ wód infiltracyjnych w zależności od rodzaju rur:

-w przewodach z rur żeliwnych, stalowych i z tworzyw sztucznych 0,01 dm³/m²h

-w przewodach z rur i prefabrykatów żelbetowych z betonu sprężonego oraz przewodach i studzienkach o monolitycznej konstrukcji z betonu wibracyjnie zagęszczonego0,04dm³/m*h²

-w przewodach z rur betonowych, kielichowych i kamionkowych oraz studzienkach z prefabrykatów lub rur - 0,03 dm³/m²*h

Dopływ do oczyszczalni obejmuje:

-ścieki bytowo-gospodarcze

-ścieki przemysłowe

-wody infiltracyjne i przypadkowe

Dotyczy to kanalizacji rozdzielczej przy każdym typie pogody oraz kanalizacji ogólnospławnej i półrozdzielczej przy pogodzie bezdeszczowej.

Oczyszczalnie powinny być wymiarowane na dopływ przy pogodzie bezdeszczowej:

Q = 2 * (Qbyt-gosp + Qprzem) + Qinf , m³/d

lub rzadziej: Q = 2 * (Qbyt-gosp + Qprzem + Qinf) , m³/d

W kanalizacji ogólnospławnej i półrozdzielczej przy pogodzie deszczowej przepływ jest znacznie większy ze względu na dopływ wód opadowych i roztopowych.

Współczynnik dobowy maksymalny: Ndmax = Qdmax/Qdśr ,w oparciu o przepływ dobowy max i średni [m³/d].

Współczynniki nierównomierności:

1) współczynnik godz. max: Nhmax = 24 * Qhmax / Qdśr w oparciu o przepływ dobowy średni [m³/d] i godz max [m³/h]

2) wsp średniego godz dopływu w czasie 12 godz dziennych: Nhd = 24 * Qhd / Qdśr w oparciu o przepływ dobowy średni [m³/d] i przepływ średni z 12 godz dziennych [m³/h].

W praktyce często wyznacza się max godz dopływ ścieków w czasie doby o max dopływie ścieków: Qhmax max = Qdśr/24 * Ndmax * Nhmax , [m³/h]. Wzór ten nie daje właściwego wyniku bo w dobie o max dopływie współczynnik godzinowy nie osiąga zazwyczaj swojego max.

Wartości współ. Nierównomierności dla ścieków byt-gosp można orientacyjnie przyjmować dobowy max Ndmax:

1) Ndmax = 1,2 w dużych miastach (LM>25000)

2) Ndmax = 1,5 w średnich miastach (10000<LM<25000)

3) Ndmax = 1,75 w małych miastach (5000<LM<10000)

4) Ndmax = 2,0 w jednostkach osadniczych (LM<5000).

OLM = Qdśr/qj qj = 0,2 m³/M*d

Wartości współczynników nierównomierności godz przyjmujemy z tabeli:

Wielkość jednostki osadniczej(l.mieszkańców)	Współcz nierównomierności Nhmax Nhd
<=2000	3,0	2,4
2001-5000	3,0	2,0
5001-10000	2,66	1,6
10001-20000	2,4	1,6
20001-100000	2,0	1,33
>100000	1,5	1,33

Jakość ścieków charakteryzują wielkości wskaźników, wyrażone jako stężenia.

Stężenie to stosunek masy zanieczyszczeń zawartych w ściekach do objętości ścieków, wyrażony w g/m³, mg/dm³, kg/m³.

W ściekach obecne są: *ciała pływające i wleczone o dużych gabarytach *substancje flotujące *zawiesiny łatwo opadające i trudno opadające (nie opadające) - mineralne i organiczne *substancje rozpuszczone nieorganiczne i organiczne *drobnoustroje - bakterie, pierwotniaki, grzyby, robaki(w tym bakterie chorobotwórcze).

Inny podział zanieczyszczeń: *zan fizyczne(np. zawiesina) *zan chemiczne(rozpuszczone związki organiczne i nieorganiczne) *zan biologiczne.

Dla ścieków miejskich wyznacza się 5 podstawowych wskaźników: *BZT₅ *ChZT *zawiesiny ogólne *azot ogólny (suma azotu organicznego, amonowego oraz azotanowego III i IV) *fosfor ogólny.

Projektowanie oczyszczalni wymaga dodatkowo oznaczenia pH i temperatury w ściekach.

Istotne są również proprcje między podstawowymi wskaźnikami: BZT₅ : ChZT ,

BZT₅ : Nog , : BZT₅ : Pog.

Ilość i skład ścieków należy ustalić na podstawie bezpośrednich pomiarów. Określa się jako wielkości o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia łącznie z wartościami niższymi. Miarodajna ilość ścieków do projektowania - wartości o prawdopodobieństwie 70-80% dla całorocznego okresu pomiarowego.

Miarodajne stężenia do projektowania - wartości o prawdopodobieństwie 85% dla całorocznego okresu pomiarowego.

Jednostkowe ładunki zanieczyszczeń w ściekach - wg ROMANA:

S_BZT5 = 60 g/M*d ,S_ChZT = 120, S_zaw.ogólne = 55, S_NogK = 10-12, S_N-NH4 = 4-5, S_Pog =2-3

Jednostkowe ładunki wg ATV:

S_BZT5 = 60 g/M*d ,S_ChZT = 120, S_zaw.ogólne = 70, S_NogK = 11, S_N-NH4 = 4-5, S_Pog =1,8

Badania 70 oczyszczalni w Polsce pozwoliły na wyznaczenie wskaźników jednostkowych:

S_BZT5 = 64 g/M*d ,S_ChZT = 135, S_zaw.ogólne = 67, S_NogK = 11,8, S_Pog =1,95

W oparciu o wskaźniki jednostkowych ładunków można wyznaczyć średni dobowy ładunek zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni:

L = Sjdop * 10^-3 * OLM , kg/d

Sjdop - jednostkowy ładunek danego zanieczyszczenia w ściekach surowych, g/M*d

OLM = LM + RLM

LM - liczba mieszkańców na terenie jednostki osadniczej , M

RLM - równoważna liczba mieszkańców - jest to wartość przeliczeniowa informująca ilu mieszkańców musiałoby dodatkowo wytwarzać ścieki, aby wytworzyć ładunek BZT5 odpowiadający ładunkowi, który wytwarzają zakłady przemysłowe odprowadzające ścieki do kanalizacji miejskiej , M.

Średni dobowy ładunek zanieczyszczeń w dopływie do oczyszczalni można również wyznaczyć w oparciu o wskażnik stężeń poszczególnych zanieczyszczeń:

Ldop = Sdop * 10^-3 * Qdśr , kg/d

Sdop - stężenie danego zanieczyszczenia w ściekach surowych g/m³

Qdśr - średnie dobowe natężenia przepływu ścieków m³/d

Stężenie zanieczyszczeń w ściekach komunalnych mogą się znacznie różnić.

Zależy to od wielkości jednostki osadniczej, zwyczajów żywieniowych mieszkańców, stopnia opomiarowania mieszkań (wodomierze).

Orientacyjne wartości stężeń podstawowych zanieczyszczeń w ściekach komunalnych wynoszą:

S_BZT5 = 350-600 g/m³(duże miasta) S_BZT5 = 180-400 g/m³(małe miasta)

S_ChZT = 750-1250 g/m³(duże miasta) S_ChZT = 350-850 g/m³(małe miasta)

S_zaw.ogólne = 330-580 S_zaw.ogólne = 160-380 S_NogK = 55-105 S_NogK = 45-85 S_Pog =11-20 S_Pog =8-17

ŚCIEKI PRZEMYSŁOWE

1)Jakość ścieków przemysłowych jest bardzo zróżnicowana

2) Zależy od rodzaju i technologii produkcji

3)Różnice jakości ścieków są widoczne nawet dla zakładów tej samej gałęzi produkcji.

4)Szacowanie jakości tych ścieków na podstawie wskaźników nie jest zalecane.

5)Należy dokonać pomiarów w istniejącym zakładzie lub znaleźć zakład produkcyjny o podobnym profilu i technologii a następnie dokonać pomiarów w tym zakładzie.

6)Orientacyjne stężenia zanieczyszczeń w wybranych ściekach przemysłowych:

1) ścieki garbarskie: S_BZT5 = 5000-6000 g/m³ ,S_ChZT = 20000-22000, S_zaw.ogólne = 1200-2800

2) ścieki mleczarskie: S_BZT5 = 500-1500 g/m³ ,S_ChZT = 1300-3000, S_zaw.ogólne = 100-600.

WYKŁAD 3

Średni dobowy ładunek zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych wyzn ze wzoru: L=S_jBZT5*10^-3*RLM [kg/d], gdzie S_jBZT5- jednostkowy ładunek BZT₅ [g/Md], RLM-równoważna liczba mieszkańców dla danego zakładu przemysłowego [M] -jest to sposób do orientacyjnego wyznaczania ładunku.

Wykorzystując wyniki badań ścieków z danego zakładu lub zakładu o podobnym profilu średni dobowy ładunek zanieczyszczeń w ściekach przemysł można wyznaczyć jako: L_dop=S_p*Q_hśrp*T_z [kg/d] gdzie: S_p- stężenie danego zanieczyszczenia w ściekach przemysł. [g/m³], Q_hśrp-średnie godzinowe natężenie przepływu w dobie o średnim przepływie dobowym [m³/h], T_z-czas pracy zakładu w ciągu doby (czas trwania jednej zmiany) [h/d]

ŚCIEKI OPADOWE

1)Jakość ścieków opadowych zależy od: *stopnia zagospodarowania zlewni, stanu sanitarnego i funkcjonalnego zagospodarowania zlewni, *długości okresów między opadami, *natężenia i czasu trwania opadu, wysokości opadu.

2)Ładunek zanieczyszczeń i ich stężenie w ściekach deszczowych zmienia się w czasie trwania spływu oraz między jednym opadem a drugim. Zazwyczaj najbardziej zanieczyszczona jest pierwsza fala deszczu.

3)Ścieki opadowe z terenów miejskich charakteryzuje podwyższona zawiesina, ChZT oraz zawartość substancji ropopochodnych i tłuszczów.

4)W ściekach gradowych z obszarów miejskich obserwuje się podwyższone stężenia związków azotu, fosforu oraz metali ciężkich, głównie ołowiu.

5)Ścieki opadowe z terenów przemysłowych mogą dodatkowo zawierać specyficzne zanieczyszczenia organiczne, toksyczne i radioaktywne. Ścieki opadowe z terenów przemysłowych i składowisk stanowią duże zagrożenie dla wód powierzchniowych

6)Orientacyjne wartości stężeń podstawowych zanieczyszczeń w ściekach opadowych:*S_BZT5= 1-285g/m³, *S_{zaw. og.}=5-40000g/m³, *S_Nog=0,3-12,7g/m³, *S_ChZT=28-3100g/m³, *odczyn pH=3,9-8,7

ŚCIEKI FEKALNE Fekalia-to inaczej ścieki z szamb, dowożone do punktów zlewnych oczyszczalni ścieków. Ze względu na bardzo wysokie obciążenie tych ścieków, ich dobowy dopływ do oczyszczalni nie może przekraczać 20% w stosunku do całkowitej przepustowości oczyszczalni. Orientacyjny skład ścieków z szamb: * S_BZT5= 1000-7000g/m³, *S_{zaw. og.}=2500-15000g/m³, *S_Nog=140-15000g/m³, *S_ChZT=2500-15000g/m³, * S_Pog=40-15g/m³.

ODBIORNIKI ŚCIEKÓW OCZYSZCZONYCH - Odbiornikiem ścieków oczyszczonych może być środowisko wodne (wody morskie lub śródlądowe) albo grunt.

Warunki odprowadzania ścieków oczyszczonych do środowiska określa Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24.07.2006r. „W sprawie warunków jakie należy spełniać przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego”.

Rozporządzenie podaje:

1)Warunki odprowadzania do wód lub ziemi ścieków komunalnych, bytowych oraz ścieków opadowych, warunki dla ścieków kierowanych do rolniczego wykorzystania

2)Miejsce i minimalną częstotliwość pobierania próbek, metodyki referencyjne analizy i sposób oceny czy oczyszczone ścieki odpowiadają wymaganym warunkom

3)Substancje szczególnie szkodliwe dla środowiska wodnego: *które powinny być eliminowane *które powinny być ograniczone

4)Stężenie Nog i Pog jest limitowane w przypadku odprowadzania ścieków do jezior, zbiorników retencyjnych i przemysłowych. Jeżeli do rzeki lub do gruntu stężenie Nog i Pog nie jest limitowane.........

5)Jeśli odprowadzamy ścieki do rzeki, gruntu lub morza obowiązuje stopień redukcji Nog i Pog, a jeśli do jezior, zbiorników retencyjnych przepływowych to obowiązuje stężenie Pog i Nog.

„Ścieki wprowadzane di wód nie powinny wywoływać w wodach takich zmian fizycznych, które umożliwiałyby prawidłowe funkcjonowanie ekosystemów wodnych i spełnienie przez wody określonych dla nich wymagań jakościowych związanych z ich użytkowaniem wynikającym z warunków korzystania z wód regionu wodnego”.

Próbki ścieków do analizy (w dopływie i odpływie z oczyszczalni) należy pobierać:

1)W regularnych odstępach czasu w ciągu roku

2)Stale w tym samym miejscu, w którym ścieki dopływają do oczyszczalni lub są wprowadzane do wód lub do ziemi.

Ścieki pochodzące z własnego gospodarstwa domowego lub rolnego mogą być wprowadzone do ziemi w granicach gruntu stanowiącego własność wprowadzającego, jeśli spełnione są warunki:

1)ilość ścieków nie przekracza 5m³/d

2)BZT₅ ścieków dopływających jest redukowane co najmniej o 20% a zawartość zawiesin ogólnych co najmniej o 50%

3)miejsce wprowadzania ścieków jest oddzielone warstwą gruntu a miąższość co najmniej 1,5m od najwyższego użytkowania poziomu wodonośnego wód podziemnych.

Wody opadowe i roztopowe pochodzące z powierzchni szczelnej terenów zanieczyszczonych(dróg, lotnisk, terenów przemysłowych, składowych, stacji paliw) ujęte w szczelne otwarte lub zamknięte systemy kanalizacyjne, wprowadzone do wód lub ziemi nie powinny zawierać:

1)Substancji zanieczyszczających w postaci zawiesin ogólnych w ilościach przekraczających 100mg/dm³

2)Węglowodorów ropopochodnych w ilościach nie przekraczających 15mg/dm³

Wody opadowe lub roztopowe pochodzące z pozostałych powierzchni mogą być wprowadzane do wód lub do ziemi bez oczyszczenia.

Wymagany efekt oczyszczania ścieków nazywamy stopniem oczyszczania lub sprawnością działania oczyszczalni. Zależy on od charakterystyki ścieków dopływających do oczyszczalni oraz wymagań stawianych ściekom oczyszczonym.

Warunkiem odprowadzenia ścieków oczyszczonych do odbiornika jest uzyskanie pozwolenia wodno-prawnego, wydany przez właściwy organ administracji (Starostwo powiatowe). Urząd wydający pozwolenie może zaostrzyć (lub w szczególnych przypadkach złagodzić) wymagania w stosunku do wartości podanych w Rozporządzeniu.

Ustalając wymagane stężenia zanieczyszczeń w odpływie do odbiornika należy sprawdzić chłonność odbiornika w przekroju odprowadzania ścieków.

CHŁONNOŚĆ ODBIORNIKA - to jego zdolność do przyjmowania określonych ładunków zanieczyszczeń które po wprowadzeniu do odbiornika nie spowodują pogorszenia stanu jego czystości wynikającego z jego przeznaczenia.

Należy ustalić max chłonność rzeki w danym przekroju oraz max rzeczywistą możliwą do wykorzystania chłonność (mniejszą od max ze względu na spływy powierzchniowe, niekontrolowane zrzuty zanieczyszczeń i zawodne działanie oczyszczalni).

Maksymalna chłonność rzeki w danym przekroju: C_dmax = (Qrz * 86400 + Q) * S_dop * 10^-3 - 86,4 * Qrz * Srz , kg/d

Sdop - dopuszczalne stężenie danego zanieczyszczenia w przekroju poniżej miejsca zrzutu, [g/m³]

Srz - stężenie danego zanieczyszczenia w rzece w przekroju powyżej powyżej miejsca zrzutu ścieków [g/m³]

Qrz - miarodajne natężenie przepływu w rzece w danym przekroju [m³/s]

Q - miarodajne natężenie przepływu ścieków [m³/d]

Rzeczywistą chłonność odbiornika określamy jako: C_drz = (0,7-0,85) * C_dmax [kg/d]

Stopień oczyszczania ścieków względem danego wskaznika, ustalamy w oparciu o chłonność odbiornika wyniesie: n_wsk = L^dop_wsk - C_dwsk / L^dop_NSK

L^dop_wsk - ładunek danego zanieszyszczenia w dopływie do oczyszczalni, kg/d

C_{dwsk -} miarodajna chłonność odbiornika względem danego zanieczyszczenia, kg/d

Wymagany stopień oczyszczania określony względem dopuszczalnego stężenia w odpływie wyniesie: n_wsk = S^dop_wsk - S^odp_wsk / S^dop_wsk

S^dop_wsk - stężenie danego zanieczyszczenia w dopływie do oczyszczalni, g/m³

S^odp_wsk - stężenie danego zanieczyszczenia w odpływie do oczyszczalni, g/m³

WYKŁAD 4

Równanie bilansu masowego odbiornika: Qrz = S_rzwsk + Q * S^odp_wsk = (Q_rz + Q) * S_dop kg/d

Po przekształceniu równania bilansowego można wyznaczyć wymagane stężenie odpływu względem danego wskaźnika z uwzględnieniem rozcieńczenia w odbiorniku:

Qrz = (Qrz + Q) * Sdop / Q - Qrz * Srzwsk / Q , g/m³

Współczynnik rozcieńczenia ścieków wodami rzeki definiuje się jako:

n = Qrz + Q / Q = Qrz /Q + 1

Wzór na wymagane stężenie odpływu względem danego wskaźnika po przekształceniu ma postać: S^odp_wsk = n * (S_dop - S_rzwsk) + S_rzwsk, g/m³

W celu dobrego wymieszania ścieków oczyszczonych w wodami odbiornika należy wprowadzić ścieki bezpośrednio nad dnem i jak najbliżej.

Gdy stosuje się wyloty brzegowe współczynnik wykorzystania wód odbiornika we wzorze na chłonność rzeczywistą należy przyjmować:

a) 0,5-0,8 dla odbiorników uregulowanych

b) 0,3-0,5 dla odbiorników meandrujących, nieuregulowanych

W oczyszczalni ścieków wyróżnia się następujące stopnie oczyszczania:

* I stopień - oczyszczanie mechaniczne

* II stopień- oczyszczanie chemiczne (dotyczy jedynie oczyszczalni ścieków przemysłowych)

* II lub III stopień - oczyszczanie biologiczne (dla oczyszczalni komunalnych stopień II, dla oczyszczalni przemysłowych stopień III)

* IV - odzysk wody ze ściekami.

Oczyszczalnie ścieków komunalnych obejmują 2 stopnie oczyszczania:

1) Mechaniczne - zapewnia obniżenie następujących parametrów charakteryzujących ścieki:

* zawiesiny ogólnej o ok. 40-70% (max. 72%)

* BZT₅ - o ok. 25-30% (max.30%)

* ChZT - O OK. 27-28% (max. 40%)

* związków N i P o ok.1-5% (max. 20% dla N i 15% dla P - wg źródeł niemieckich)

* bakterii o ok. 20-22% (max. 25%)

* tłuszczu 80-90%

* piasku > 75%

2) Biologiczne - zapewnia obniżenie następujących parametrów charakteryz ścieki:

* zawiesiny ogólnej o ok. 70-90%

* BZT₅ - o ok. 50-92% (max.95%)

* ChZT - o ok. 50-90% (max. 95%)

* związków: N o ok.50-80% i P o ok.20-60%

* bakterii o ok. 80-92%

Stopień usuwania zanieczyszczeń w części biologicznej oczyszczalni zależy od zastosowanej technologii i typu urządzeń.

W oczyszczalniach komunalnych nie stosuje się oczyszczania chemicznego. Wyjątek stanowi chemiczne strącanie fosforu w przypadkach gdy biologiczne usuwanie fosforu nie jest możliwe lub jego sprawność jest niewystarczająca.

Chemiczne strącanie fosforu:

*nie wymaga odrębnych komór, może być prowadzone w istniejących urządzeniach oczyszczalni mechaniczno-biologicznej.

*umożliwia obniżenie jego stężenia i ładunku w ściekach o ok. 80%.

Procesy jednostkowe mechanicznego strącania obejmują:

1)Cedzenie - usuwanie ciał pływających i wleczonych o dużych gabarytach

2)Flotację tłuszczu - usuwanie zanieczyszczeń o ciężarze właściwym mniejszym od ciężaru wody

3)Sedymentację zawiesiny mineralnej - usuwaniu piasku, żwiru itp.

4)Sedymentację zawiesiny organicznej łatwo opadającej.

CEDZENIE:

*musi być realizowane w każdej oczyszczalni ścieków

*pozostałe procesy mogą być realizowane wspólnie w jednym urządzeniu lub pominięte

*cedzenie odbywa się na kratach lub sitach

Urządzenia do usuwania tłuszczu to: tłuszczowniki i odtłuszczacze lub łapacze tłuszczu (jako odrębne obiekty wykonuje się wyłącznie w oczyszczalniach o dużym udziale ścieków z zakładów mięsnych np. w Łukowie)

Urządzenia do usuwania zawiesiny mineralnej to: piaskowniki

Urządzenia do sedymentacji zawiesiny łatwo opadającej to: osadniki wstępne (zachodzi w nich flotacja przy braku tłuszczownika)

PIASKOWNIKI jako odrębne obiekty wykonuje się w oczyszczalniach gdy:

1)System ogólnospławny kanalizacji

2)w oczyszczalni stosuje się fermentację osadów w zamkniętych komorach fermentacyjnych WFK gdy jest duży udział ścieków przemysłowych zawierających piasek (np. z cukrowni czy przetwórstwa owocowo-warzywnego) w ściekach komunalnych

3)w bardzo dużych oczyszczalniach

Jeżeli w oczyszczalni brak piaskownika jego funkcję przejmuje osadnik wstępny.

OSADNIKI WSTĘPNE Są zazwyczaj stosowane w oczyszczalniach ścieków komunalnych choć ich funkcje mogą przejąć sita. Niekiedy można zrezygnować z osadnika

Osadnik jest konieczny gdy: 1)ścieki surowe charakteryzują się dużą zawartością zawiesin ogólnych; 2)w oczyszczalni przewidziano fermentację osadów w zamkniętych komorach fermentacyjnych WFK; 3)przewiduje się wstępne chemiczne strącanie fosforu; 4)przewiduje się wytworzenie lotnych kwasów tłuszczowych (LKT).

Odpady powstające w części mechanicznej oczyszczalni muszą być utylizowane. Należą do nich:

*skratki - wydzielane na kratach i sitach

*tłuszcz - usuwany w tłuszczownikach lub osadnikach wstępnych

*piasek -....................................tłuszczownikach bez napowietrzania

*osad wstępny - gromadzony w osadnikach wstępnych.

SKRATKI:

1)Powinny być odwadniane i prasowane, a następnie higienizowane poprzez dodatek wapna chlorowanego w celu eliminacji odorów i zagrożenia sanitarnego.

2)Skratki możemy utylizować poprzez: *kompostowanie *spalanie *rozdrabnianie i fermentacja mezofilowa *deponowanie na składowiskach odpadów

3)Wybór sposobu utylizacji zależy od składu skratek (szczególnie od udziału frakcji organicznej oraz możliwości technologicznych w danym obszarze: dostępność spalarni, kompostowni).

Wszędzie gdzie to możliwe TŁUSZCZE powinny być ponownie wykorzystywane - np. do produkcji smarów. Inne metody utylizacji obejmują SPALANIE, dodawanie w niewielkich ilościach osadów i FERMENTOWANIE mezofilowe lub termofiolwe. W ostateczności tłuszcze mogą być DEPONOWANE na składowiskach odpadów płynnych.

PIASEK - wydzielony w piaskownikach powinien być odwodniony i higienizowany a następnie wykorzystywany do: *rekultywacji terenów zdegradowanych *wyrównywania nierówności terenowych *jako warstwa przekładkowa na składowiskach odpadów.

OSAD WSTĘPNY - zatrzymywany w osadniku w części mechanicznej oczyszczalni kierowany jest do systemu gospodarki osadowej i tam poddawany procesom przeróbki. Osad wstępny jest uwodniony o ok.98-98,5%.

Procesy przeróbki obejmują:

1)Zagęszczanie

2)Stabilizację osadu (beztlenową , tlenową, termiczną lub chemiczną)

3)Odwadnianie osadu

4)Wykorzystanie przyrodnicze albo rolnicze, ewentualnie ostateczną utylizację

5)Osady poddawane są kolejno wymienionym procesom, które zmniejszają stopień uwodnienia osadu, zawartość związków organicznych oraz jej robaków oraz bakterii chorobotwórczych oraz przygotowują osad do ostatecznej utylizacji.

OCZYSZCZANIE BIOLOGICZNE

1) realizowane jest w warunkach tlenowych, dzięki obecności mikroorganizmów tworzących biomasę zawieszoną (osad czynny) lub utwardzoną na nośniku (błona biologiczna). Biomasa jest oddzielana od ścieków w procesie sedymentacji w osadnikach wtórnych.

2)Procesy biologiczne prowadzić można w warunkach:

*Naturalnych - w stawach, gruncie oraz obiektach hydrofilowych (oczyszczalniach hydrobotanicznych)

*Półnaturalnych - w rowach cyrkulacyjnych

*Sztucznych - w biokreatorach z osadem czynnym, błoną biologiczną lub reaktorach hybrydowych.

3)Wykorzystuje procesy samooczyszczania zachodzące naturalnie w odbiornikach, intensyfikując je i zapewniając właściwe warunki.

4)Oczyszczanie biologiczne obejmuje:

*rozkład zanieczyszczeń organicznych

*syntezę (przyrost) biomasy

*nitryfikację - utlenianie azotu amonowego do azotanów III i V

*denitryfikację - redukcję azotu azotanowego do azotu gazowego w warunkach anoksycznych

*biologiczną defosfatacją - zwiększoną akumulację związków fosforu w biomasie osadu odprowadzanego z układu.

WYKŁAD 5

Przewidywane sprawności urządzeń pod kątem usuwania wskaźników zanieczyszczeń:

1)Część mechaniczna:

a) dla kraty: *BZT₅=1-5% *ChZT=1-4% *zawiesina=1-4% *bakterie=1-5%

b) sita gęste: *BZT₅=5-10% *ChZT=5-8% *zawiesina=5-20%(max.30% jeśli podaje producent) *bakterie=10-15%

c) piaskownik: *BZT₅=5-10% *ChZT=5-25%(max.30%) *zawiesina=5-8% *bakterie=ok.1

d) osadnik wstępny: : *BZT₅=25-30% *ChZT=25-28%(max.33%) *zawiesina=40-70% *bakterie do 25%

e) tłuszczownik: *BZT₅=5-10% *ChZT=5-8% *zawiesina=5-10% *bakterie max.30%

1)Część biologiczna:

a) złoża nisko obciążone: *BZT₅=80-95% *ChZT=75-90% *zawiesina=70-92% *bakterie=90-95%

b) osad czynny klasyczny: *BZT₅=80-95% *ChZT=75-92% *zawiesina=85-95% *bakterie=90-98%

c) stawy napowietrzane: *BZT₅=80-98% *ChZT=75-94% *zawiesina=85-98% *bakterie=90-95%

3)Część chemiczna:

a) proces koagulacji (usuwanie): *BZT₅=40-80% *ChZT=40-80% *zawiesina=70-90% *bakterie=40-80%

b) chlorowanie: *BZT₅=15-30% *ChZT=10-25% *zawiesina nie usuwa się *bakterie=90-95%.

W REAKTORACH biologicznych prowadzić można:

-usuwanie związków organicznych (wyrażonych wskaźnikiem BZT₅ lub ChZT) czyli związków węgla,

-usuwanie związków azotu

-usuwanie związków fosforu

Reaktory w których prowadzimy wszystkie procesy jednocześnie noszą nazwę BIOREAKTORÓW do zintegrowanego usuwania związków węgla, azotu i fosforu.

Bioreaktory mogą pracować jako przepływowe lub porcjowe (sekwencyjne biologiczne reaktory SBR).

W przypadku gdy w reaktorze biologicznym chcemy prowadzić wszystkie wymienione procesy, musimy zapewnić wydzielone strefy o zróżnicowanych warunkach.

WARUNKI W STREFACH BIOREAKTORÓW MOGĄ BYĆ:

1) Tlenowe (aerobik conditions) - stężenie tlenu przekracza 0,1gO²/m³ (zazwyczaj wynosi 1-2gO²/m³), azotany występują lub ich nie ma.

2) Atoksyczne (anoxic conditions) - brak tlenu (stężenie poniżej 0,1gO²/m³), obecnie azotany (stężenie powyżej 0,5N-NO_X/m³)

3) Anaerobowe czyli beztlenowe (anaerobic conditions) - brak tlenu (stężenie poniżej 0,1gO²/m³), brak azotanów (stężenie poniżej 0,5GN-NOx/m³).

Tlenowy proces rozkładu zanieczyszczeń stosuje się w celu zmniejszenia stężenia nie opadających, rozpuszczonych i koloidalnych związków organicznych obecnych w ściekach.

Opisuje to zależność: związki organiczne + tlen + substancje pożywkowe + mikroorganizmy = przyrost biomasy + związki nieorganiczne + CO₂ + H₂0 + energia.

Rozkład zanieczyszczeń w procesach biologicznych można prowadzić w układach z biomasą zawieszoną (komory osadu czynnego) lub biomasą utwierdzoną - osiadłą (złoża biologiczne).

Biomasę zawieszoną stanowią kłaczki osadu czynnego o wymiarach 50-100 mikrometra, „zawieszone”, czyli swobodnie unoszące się w ściekach wypełniających reaktor biologiczny.

Osad czynny tworzą: bakterie, grzyby, pierwotniaki (głównie rzęski i wiciowce), wrotki, ameby, robaki, nicienie.

System osadu czynnego obejmuje: *komorę osadu czynnego z napowietrzaniem *osadnik wtórny *recyrkulację osadu.

Rys.

Komora osadu czynnego musi współpracować z osadnikiem wtórnym i przy zapewnieniu recyrkulacji osadu czynnego z osadnika do komory.

Recyrkulacja osadu zapewnia utrzymanie stałego stężenia biomasy osadu czynnego (koncentracji osadu) w komorze reaktora biologicznego.

Biomasa, która przyrasta w komorze i odprowadzana jest z układu do systemu gospodarki osadowej nazywana jest osadem nadmiernym.

Osadnik wtórny (wlot i wylot na obwodzie): *studnia centralna - część górna *zgarniacz - część dolna *koryta odprowadzające ścieki oczyszczone *przewód osadowy

Komory osadu czynnego muszą być napowietrzane w sposób sztuczny za pomocą wybranego typu urządzeń:

1) Aeratorów powierzchniowych - w przypadku komór o głębokości do 3,0m

2) Dyfuzorów do napowietrzania wgłębnego - w przypadku komór o głębokości od 3,0-6,0m

3) Strumienic - od 2,0-8,0m.

Sekwencyjne biologiczne reaktory SBR - brak osadników wtórnych - układ porcjowy. Komory osadu czynnego wraz z osadnikami wtórnymi - 2 niezależne sekcje - układ przepływowy.

Biomasę utwierdzoną stanowi błona biologiczna rozwijająca się na materiale wypełniającym złoże lub na specjalnym nośniku np. na tarczach obrotowych częściowo zanurzonych w ściekach.

Wypełnienie złóż może być:

1) naturalne: *koks *otoczki granitowe lub bazaltowe *kamień polny

2) sztuczne: *w postaci kształtek z tworzywa sztucznego *pierścieni Raschiga *pierścieni Białeckiego lub pakietów.

Gdy błona biologiczna rozwija się na wypełnieniu stałym, a ścieki są rozdeszczone nad powierzchnią złoża to złoże pracuje jako zraszane lub spłukiwane.

Gdy nośnikiem błony jest obracająca się tarcza, zanurzająca się w przepływających ściekach złoże nazywamy tarczowym lub zanurzającym.

Obracająca się tarcza może być całkowicie zanurzona w ściekach - wtedy złoże należy napowietrzać w sposób sztuczny.

Błonę biologiczną tworzą głównie bakterie zooglealne i grzyby, a niszczą ją inne organizmy zasiedlające złoże tj. rzęski, wrotki, ameby, nicienie, robaki, larwy owadów oraz muszki Psychoda.

Dlatego też sprawność złóż względem usuwania zanieczyszczeń jest niższa w stosunku do układu z osadem czynnym.

Złoża biologiczne mogą być napowietrzane:

1) w sposób naturalny - z wykorzystaniem efektu ciągu kominowego.

2) w sposób sztuczny - z wykorzystaniem wentylatorów.

WYKŁAD 6

KRATY I SITA-są to urządzenia stosowane do usuwania ze ścieków substancji stałych, ciał pływających i wleczonych- w procesie cedzenia.

Ze względu na odległości między kratami (czy elementami konstrukcyjnymi innego typu) czyli ze względu na wielkość prześwitów, urządzenia dzielimy na:*kraty rzadkie-o prześwitach powyżej 40mm; *kraty średnie- prześwit 10-40mm; *kraty gęste- prześwit poniżej 10mm

Skratki zatrzymywane na kratach usuwane są za pomocą zbieraków (grabi ręcznych lub mechanicznych), albo dzięki ruchomym elementom konstrukcyjnym kraty schodkowej czy hakowej. Następnie skratki kierowane są do podajnika odwadniającego lub ślimakowego, albo do prasy odwadniającej skratki, a dalej do kontenerów magazynujących odpad.

Kraty można oczyszczać: *ręcznie-wyłącznie w małych oczyszczalniach ścieków, gdzie Q_skr≤0,2m³/d lub dla urządzeń awaryjnych na obejściach; *mechanicznie

Kraty i sita należy instalować w pomieszczeniach zamkniętych (nie dotyczy to krat koszowych) i dobrze wentylowanych. Obiekty podlegają zaostrzonym przepisom BHP. Element zanurzone w ściekach i mające styczność ze skratkami należy wykonywać ze stali kwasoodpornej lub nierdzewnej. Funkcja krat i sit: *zabezpieczają urządzenia oczyszczalni przed dopływem zanieczyszczeń o większych gabarytach; *zabezpieczają osadniki przed osiadaniem części trudno usuwalnych; *zabezpieczają zgarniacze osadu przed uszkodzeniem; *zabezpieczają pompy i przewody osadowe przed zatykaniem Rodzaje krat: *kraty płaskie-pręty nieruchome; *k. łukowe-pręt nieruchome; *k koszowe-pręty nieruchome; *k. schodkowe-laminy ruchome i stałe tworzą schodki poruszające się od zwierciadła ścieków ku górze; *k. hakowe-haki tworzące „półki” poruszające się od zwierciadła ścieków ku górze; *k. bębnowe-ruchome. Kraty koszowe montuje się w studzienkach kołowych lub komorach kwadratowych zapuszczonych w grunt-są przystosowane do małych natężeń przepływów. Pozostałe kraty montuje się w poprzek kanałów otwartych.

Wytyczne projektowania krat:

1)W oczyszczalniach ścieków komunalnych prześwity krat powinny wynosić: max 20mm, wartości zalecane 10-12mm

2)prędkość ścieków w prześwitach między prętami kraty lub laminami:

3)Prędkość ścieków w kanale przed kratą: minimum 0,4 m/s

4)Pręty kraty lub laminy powinny być pochylone w stosunku do poziomu pod kątem: *minimum 60° dla krat oczyszczanych mechanicznie *45° dla krat oczyszczanych ręcznie

5)Wysokość strat ciśnienia przy przepływie przez kratę nie powinna przekraczać 0,1m (w wyjątkowych przypadkach 0,15m)Strata cieśn. Przejawia się obniżeniem zwierciadła ścieków w komorze za kratą.

6)Gdy szerokość komory krat przekracza szerokość kanału dopływowego, należ wykonać łagodne rozszerzenie i łagodne zwężenie. Kąt rozszerzenia należy przyjmować 20°.

7)Pręty kraty należy wykonywać z płaskowników metalowych o wymiarach: *grubość:8-10mm (dopuszczalne 5-15mm); *szerokość:25-38mm; *długość do 2,4m

8)Elementy robocze w postaci haków mogą być wykonane ze stali lub laminatów. Laminy ruchome i nieruchome w kratach schodkowych, bębny w kratach bębnowych oraz kosze w kratach koszowych należy wykonywać ze stali kwasoodpornej lub nierdzewnej.

9)Ilość skratek zależy od wielkości prześwitu między prętami krat i sposobu ich oczyszczania. Należy przyjmować: *5-15 dm³/Ma dla krat o prześwitach 10-20mm *10-20dm³/Ma dla krat o prześwitach 5-8mm

10)Kraty powinny być obudowane osłonami z blachy stalowej. Obudowy należy połączyć z systemem wentylacji mechan. Odprowadzającym powietrze z wnętrza obudowy do biofiltra powietrza

11)W pomieszczeniu krat należy zamontować urządzenie pomiarowe stężenia heksanu i siarkowodoru.

SITA-są to urządzenia stos do usuwania ze ścieków substancji stałych o wymiarach większych niż 1-3mm. Ze względu na wielkość perforacji sita dzielimy na: *rzadkie o perforacji 5-8mm, *gęste o perforacji 1-5mm. Podział ze względu na sposób działania: *s. stałe, *sita ruchome-bębnowe, tarczowe, taśmowe, spiralne. Sita stosowane są przede wszystkim w oczyszczalniach ścieków przemysłowych z przetwórstwa owocowo-warzywnego, garbarni, cukrowni. W oczyszczalniach ścieków komunalnych sita stosowane są zamiast osadników wstępnych w obiektach gdzie dysponujemy niewielką powierzchnią pod lokalizację oczyszczalni. Sita muszą być poprzedzone sitami. Wytyczne projektowania sit:1)Sumaryczna powierzchnia otworów powinna stanowić 25-30% całkowitej powierzchni sita 2)Szczeliny powinny być owalne. Wymiary szczelin:*szerokość 1-8mm, *długość 30-50mm 3)Prędkość przepływu ścieków przez otworów sicie należy przyjmować około 0,2m/s. 4)sita tarczowe-wymiary:*średnica 2-6m *prędkość obwodowa 0,2-0,3m/s 5)sita bębnowe-wymiary:*średnica 2-5m *prędkość obwodowa 1,5 m/s. 5)Ilość skratek należy przyjmować 15-25 dm³/Ma. 6)Uwodnienie skratek: 85-90%

WYKŁAD 7

PIASKOWNIKI-służą do usuwania ziarnistych zanieczyszczeń mineralnych (zawiesiny mineralnej) Usuwamy piasek, żwir, drobne kamienie, żużel i popiół. Piaskowniki stos gdy: *do oczyszczalni dopływają ścieki z kanalizacji ogólnospławnej, *w oczyszczalni stos WKF-y, *dopływ ścieków przekracza 500m³/d, *w ściekach komunalnych jest duży udział ścieków zawierających zawiesinę mineralną, pochodzących z zakładu przemysłowego np. z cukrowni Funkcja piaskowników: *zabezpieczają pomp cz rozdrabniarki przed ścieraniem *zmniejszają obciążenie osadników wstępnych zawiesiną *zabezpieczają wydzielone komory fermentacyjne WKF-y przed powstaniem masy cementowej na dnie tych komór.

Zawartość piasku w ściekach zależ od systemu kanalizacyjnego i może wynosić:*5-35dm³/1000m³ ścieków-w kanalizacji rozdzielczej, *37-150dm³/1000m³ ścieków-w kanalizacji ogólnospławnej. Wskaźniki roczne można przyjmować: 5-12dm³/Ma-niższe wartości dla kanalizacji rozdzielczej, a wyższe dla ogólnospławnej. Podczas sedymentacji piasku opadają również zanieczyszczenia takie jak:*rozdrobnione skorupki jajek *fusy z kawy lub herbaty *pestki owoców. W piaskownikach usuwane są przede wszystkim ziarna o średnicach 0,1-0,2mm i większe. Podczas spowolnionego przepływu w urządzeniu mogą być również usuwane tłuszcze. Rodzaje piaskowników:* piaskowniki o przepływie poziomym (poziome, szczelinowe, poziomo-wirowe) *piaskowniki napowietrzane *piaskowniki o przepływie pionowym Wytyczne projektowania piaskowników o przepływie poziomym 1)Poziomą prędkość przepływu należy przyjmować:0,25-0,35m/s (max 0,4m/s);

2)Szerokość pojedynczej komory piaskownika powinna wynosić nie więcej niż 2,0m; 3)Piaskowniki poziome wykonuje się jako podłużne koryta o przekroju prostokątnym, trapezowym lub parabolicznym. Długość komory należy przyjmować nie mniejszą niż 18m; 4)Miarodajna prędkość opadania najmniejszych ziaren 0,1-0,2mm w temp 10°C powinny wyn: *u=4,6mm/s dla d=0,1mm; *u=9,5mm/s dla d=0,15mm *u=14,5mm/s dla d=0,2mm; 5)Piaskownik poziomy wymiaruje się w oparciu o poziomą prędkość przepływu i miarodajną prędkość opadania cząstek lub w oparciu o czas zatrzymania ścieków w urządzeniu; 6)Długość piaskownika wyznacza się z zależności: L=(H_max*V*1000)/u,[m] gdzie:H_max-napełnienie piaskownika przy przepływie maksymalnym godz.[m], V-pozioma prędkość przepływu [m/s], u-miarodajna prędkość opadania cząstek [mm/s] lub ze wzoru: L=V*t [m] gdzie t-czas zatrzymania ścieków w piaskowniku [s];

7)Czas zatrzymania ścieków w piaskowniku należy przyjmować 40-90s;

8)W dużych oczyszczalniach stos się piaskowniki dwukomorowe z dodatkową komorą wlotową i komorą wylotową. Komory te zaopatrzone są w zastawki rozdzielające i zbierające strumień;

9)Utrzymanie stałej prędkości w piaskownikach realizuje się poprzez montaż za urządzeniem: *przelewów nie zatopionych o ostrej krawędzi Rettgera lub Sutro, *kanałów zwężkowych Parshala lub Ventouriego Przelewy:+wymagają mało miejsca, -powodują obniżenie zwierciadła ścieków za przelewem o wysokość napełnienia piaskownika, -przy dużych napełnieniach rozkład prędkości w przekroju piaskownika jest nierównomierny. Kanały zwężkowe:-zajmują dużo miejsca,-są dodatkowymi obiektami oczyszczalni,+powodują niewielkie obniżenie zwierciadła ścieków o ok. 1/3 wysokości napełnienia przed zwężką,+rozkład prędkości jest równomierny

Piaskowniki poziomo-wirowe -Ścieki wprowadza się stycznie do obwodu komory i w ten sam sposób odprowadza. Zwierciadło ścieków podnosi ku zewnętrznym ścianom zbiornika. Przy ścianach powstaje nadciśnienie powodujące poprzeczny ruch strugi w dół.

1)Wymagana prędkość na wlocie do urządzenia V_dopł=0,75-1m/s;

2)Wymagana prędkość w odpływie V≤0,8m/s;

3)Czas zatrzymania ścieków w urządzeniu t=25-45s;

4)Powierzchnię piaskownik w planie wyznacza się z zależności F=(α*Q_max*1000)/(n*u_o) [m²], gdzie:α-współczynnik zwiększający ze względu na niepełne wykorzystanie powierzchni α=2, n-liczba piaskowników [szt], u_o-miarodajna prędkość opadania najmniejszych cząstek [mm/s], Q_max- max godzinowe natężenie przepływu [m³/s]

Piaskowniki szczelinowe-kanał nad komorą zaopatrzony jest w szczeliny przez które usuwa się sedymentujący piasek

1)Szerokość szczelin: b=50-100mm; 2)Ilość szczelin: n=3-5 sztuk; 3)W odległości 10m przed piaskownikiem prędkość nie powinna przekraczać 0,4 m/s; 4)Między szczelinami należy zastos jako dno wkładkę z blachy o długości 0,5xd_kolektora (lub pół szerokości kanału), dno pochylone w kierunku przepływu ścieków; 5)Szczeliny poprzeczne od ¼ do 2/3 szerokości kanału prostokątnego lub obwodu kanału półkolistego; 6)Musi być wykonany kanał obejściowy i zastawki na wyjściu i wejściu.

Wytyczne projektowania piaskowników napowietrzanych

1)Pozioma prędkość przepływu powinna wynosić powyżej 0,25m/s;

2)Proporcje wymiarów należy przyjmować: B/H_cz= 1-1,5/1-2;

3)Szerokość komory piaskownika powinna wynosić nie więcej niż 4m;

4)Przekrój poprzeczny piaskownika: prostokątny, trapezowy, półokrągły, owalny;

5)W dolnej części należy wykonać komorę piaskową o szerokości 0,3-0,5m;

6)Spadek dna piaskownika w kierunku komory piaskowej minimum 1:1;

7)Czas napowietrzania ścieków: 3-5 minut przy pogodzie deszczowej; 10-15 minut przy pogodzie bezdeszczowej;

8)Ilość sprężonego powietrza wprowadzana do piaskownika: 0,2-0,5m³/min na każdy metr długości urządzenia;

9)Głębokość zanurzenia rusztu napowietrzającego: ³/₄ H_cz licząc odd poziomu ścieków;

10)Prędkość na odpływie z piaskownika nie większa niż 0,3m/s;

11)Odległość przegrody podłużnej od ściany bocznej piaskownika około ¹/₃B;

Zalety piaskowników napowietrzanych: *zatrzymują drobny piasek, mało zanieczyszczony organiką, *piasek łatwo schnie, nie trzeba go dodatkowo przepłukiwać, *można odświeżać ścieki, *nie stos. Się urządzeń do utrzymania stałej prędkości przepływu, *możliwość jednoczesnego odtłuszczania. Wady:wymagają małych nakładów energetycznych.

Piaskowniki o przepływie pionowym mogą pracować jako piaskowniki pionowe płytkie lub głębokie. Piaskowniki płytkie pracują niestabilnie przy dużych wahaniach natężeń dopływu. Mogą być stosowne wyłącznie w małych oczyszczalniach ścieków. Czas przepływu przez piaskownik płytki wyn 2,5-3,0 min. Piaskowniki głębokie to kołowe w planie zbiorniki. Ścieki wprowadza się wąskim strumieniem ku dołowi, gdzie zmieniają kierunek i płyną z prędkością wynoszącą: 0,02-0,03m/s. W piaskownikach głębokich montuje się kilka pierścieni o malejącej ku obwodowi wysokości przelewu w pierścieniu. Czas przepływu w piaskowniku głębokim z pierścieniami wyn: 1-3min. Wysokość części przepływowej piaskownika to 0,4-3,6m. Prędkość wznoszenia: 0,0067-0,02 m/s.

Wykład 8

ODTŁUSZCZACZE Służą do usuwania zanieczyszczeń o gęstości mniejszej od gęstości wody, ułatwiając ich wypływanie na powierzchnię w procesie flotacji. Do oczyszczalni dopływa mieszanina tłuszczów oraz olejów pochodzenia organicznego i mineralnego, a przy kanalizacji ogólnospławnej - dodatkowo ropa naftowa i jej pochodne.

Tłuszcze zawarte w ściekach mogą powodować: *zatykanie krat *zarastanie kanałów, rurociągów *spadek sprawności napowietrzania *korozję części metalowych *powstawanie odorów.

Wydzielenie tłuszczy następuje dzięki uspokojeniu przepływu na skutek zmniejszenia jego prędkości

Odtłuszczacze dzielimy na: a)separatory lub łapacze tłuszczu - urządzenia działające bez wspomagania b)odtłuszczacze napowietrzne - wspomagane sprężonym powietrzem.

Sprawność urządzeń zależy od postaci w jakiej tłuszcz występuje i od obciążenia hydraulicznego. Sprawność wynosi:* powyżej 70% - gdy Qh<=1,0m³/h*m² *70-90% - gdy 1,0<Qh<=2,0m³/h*m² *53-40% -gdy 2,0<Qh<=3,0m³/h*m²

W tłuszczownikach i separatorach tłuszczu ścieki odprowadza się ścieki od dołu a nie z powierzchni lustra. Gdy tłuszcz występuje w postaci emulsji, najpierw należy ją rozszczepić za pomocą chloru lub koagulantów, a potem usuwać poprzez flotację

Parametry technologiczne odtłuszczaczy:

1,czas zatrzymania ścieków w odtłuszczaczu powinien wynosić 8-12min

2,pełne odtłuszczenie w separatorach uzyskuje się po czasie 20-30min

3,jednostkową objętość tłuszczu w ściekach miejskich można przyjmować na poziomie 2-3 dm³/M*a

4,prędkość wznoszenia najmniejszych cząstek należy przyjmować w zależności od gęstości oleju wg tabeli:

Gęstość oleju Prędkość wznoszenia

kg/m³ Vw m/h

0,75 22,5

0,80 18,0

0,85 13,5

0,90 9,0

5)Jednostkową ilość powietrza do wspomagania flotacji należy przyjmować na poziomie 0,2-0,6m³powierzchni/h*m³ścieków

6) W ściekach mogą być obecne substancje, które przeszkadzają flotacji: sole mineralne, kwasy, detergenty

Odtłuszczacze wykonuje się jako wydłużone komory, prostokątne w planie, podzielone na trzy części podłużnymi wewnętrznymi ścianami. Powierzchnia urządzenia powinna być jak największa.

*Nachylenie zewnętrznych ścianek odtłuszczacza powinno wynosić: 1,5:1,0-1,2:1,0.

*Do części środkowej doprowadza się sprężone powietrze i wytwarza ruch burzliwy.

*Komory zewnętrzne są komorami uspokojenia zapewniającymi właściwe warunki flotacji *Przegrody podłużne zaopatrzone są w system wąskich szczelin,*Przewód dopływowy ścieków wyprowadza się spod zwierciadła ścieków, skośnie do dna urządzenia,* Tłuszcz gromadzony na powierzchni odprowadzony jest samoczynnie działającym przelewem do zbiornika tłuszczów.

OSADNIKI WSTĘPNE

1) Są urządzeniami części mechanicznej oczyszczalni i służą do usuwania zawiesiny łatwo opadającej o charakterze organicznym (zawiesiny kłaczkowatej) oraz mineralnym (zawiesiny ziarnistej). Zawiesiny mineralne są zatrzymywane w osadnikach wtedy, gdy wcześniej nie zastosowano piaskownika 2)Osadniki mogą też zatrzymywać tłuszcze 3) Osadniki najczęściej wykonuje się jako zbiorniki żelbetowe, prostokątne, kołowe lub kwadratowe w planie 3) Osadniki można podzielić na: a) konwencjonalne (głęboki strumień wody) b)wielostrumieniowe (pakietowe) rozdział strumienia na wiele równoległych płytkich strumieni. Osadniki konwencjonalne: a) o przepływie poziomym: podłużne i radialne b)o przepływie pionowym: pionowe c)o przepływie poziomo-pionowym: dośrodkowe

4) Przepływ w osadniku powinien być jak najmniej burzliwy i jak najbardziej stabilny. Wyznacza się: liczbę Reynolds`a i Froude`a.

Liczbę Reynolds`a dla osadników wyznacza się z zależności: Re=V*Rn/V

Promień hydrauliczny dla: - osadnika poziomego podłużnego: Rh=B*Hcz/B+2*Hcz [m]

-osadnika poziomego radialnego: Rh=Hcz [m] -osadnika pionowego: Rh=D-d/4 [m]

Dopuszczalna wartość Re dla wszystkich konstrukcji osadników: Re<=12500

Liczbę Froude`a dla osadników wyznacza się z zależności: Fr=V²/Rh*g i powinna wynosić: - dla osadników w przepływie poziomym Fr>=10^-6 -dla osadników o przepływie pionowym Fr>=10^-8 5) Odpowiednie konstrukcje wlotów i wylotów zapewniają równomierne rozprowadzanie ścieków w osadniku i równomierne ich zbieranie, ograniczając turbulencje i zwiększając stabilność przepływu 6) Jako zasilanie najczęściej stosuje się: *otwory zatopione o średnicach 0,10-0,20m w przegrodach perforowanych *koryta ze szczeliną w dnie *wloty typu stengel *rury środkowe a tarczami odbijającymi w osadnikach pionowych 7) Jako urządzenia zbierające wykonuje się: *koryta przelewowe z przelewami proporcjonalnymi pilastymi *perforowane rurociągi zatopione na głębokości 0,3m pod zwierciadłem ścieków 8) Przelewy Thompsona montuje się w poprzek osadnika lub na jego obwodzie w rozstawie a=0,15-0,30m 9) Koryta należy zabezpieczyć przed odpływem części wyflotowanej czyli kożucha. Realizuje się to montując tzw. fartuchy wykonane z zaimpregnowanego drewna, blachy kwasoodpornej lub nierdzewnej lub laminatów 10) Fartuch montuje się przed korytem od strony napływu ścieków w odległości 0,3-0,35m 11) Przegroda powinna być zanurzona w ściekach na głębokości 0,2-0,35m, wyniesienie przegrody ponad zwierciadłem należy przyjmować: 0,15-0,25m 12) Koryto zbierające ścieki może pracować jedną lub dwoma krawędziami przelewowymi. Max liczba koryt wynosi 2-tylko w osadnikach podłużnych (dla pozostałych 1) 13) Ściany osadników muszą wystawać ponad grunt na wysokości minimum 1,2m bez stosowania barierek ochronnych oraz minimum 0,3-0,5m przy zastosowaniu barierek na obwodzie urządzenia 14) Osadniki wymagają wykonania urządzeń zgarniających na dnie urządzenia do leja osadowego, są to twz. zgarniacze osadu (zgrzebłowe, liniowe, taśmowe lub ssawkowe) 15) Zgarniaczy nie stosuje się w osadnikach pionowych ze względu na konstrukcję ich dna 16) Osad należy usuwać z lejów w sposób okresowy lub ciągły - grawitacyjnie, hydraulicznie lub za pomocą pomp osadowych

17) Podstawowe parametry technologiczne:

a)czas zatrzymania ścieków w osadniku należy przyjmować: 0,5-2,0h b)obliczenie hydrauliczne osadników wstępnych powinno wynosić nie więcej niż:

- 4,0 m³/h*m dla osadników poziomych podłużnych (zalec. <=2,0 przy Qhśr)

- 4,0 m³/h*m dla osadników poziomych radialnych (zalec. <=1,5 przy Qhśr)

- 4,0 m³/h*m dla osadników pionowych (zalec. <=1,2 przy Qhśr)

c) obciążenie krawędzi przelewowej koryt w osadnikach wstępnych powinno wynosić nie więcej niż:

- 20,0 m³/h*m dla osadników poziomych podłużnych (zalec. <=16,0 przy Qhśr)

- 16,0 m³/h*m dla osadników poziomych radialnych

- 10,0 m³/h*m dla osadników pionowych

d) prędkość przepływu należy przyjmować: * nie większej niż 0,01m/s w osadnikach o przepływie poziomym *nie większą niż 0,02m/s w osadnikach o przepływie pionowym

e) zalecane wymiary w osadnikach: *szerokość osadnika poziomego podłużnego: 3,0-6,0m (max.10,0m) *średnice osadników radialnych: 10-42m (max 60,0m) *średnice osadników pionowych 2,0-9,0m *głębokość czynna osadników poziomych (podłużnego i radialnego) Hcz mierzona w środku drogi przepływu powinna wynosić: 1,5-2,5 (w wyjątkowych przypadkach do 4,0m) *wysokość strefy osadu i zgrzebła zgarniacza h₁: 0,4-0,7m w zależności od konstrukcji zgarniacza *wysokość strefy martwej nie wypełnionej ściekami h2: 0,3-0,5m *głębokość całkowita osadników poziomych Hc mierzona w środku drogi przepływu powinna wynosić: Hc=Hcz+h₁+h₂ *spadek dna osadników o przepływie poziomym należy przyjmować: i=1-2% w os.podłużnych 2-5%(max.7%) w os. Radialnych *głębokość całkowita osadników podłużnych na wejściu do osadnika Hc`powinna wynosić: Hc`=Hc+i*L/2 [m] *głębokość całkowita osadników podłużnych na wylocie z osadnika Hc`` powinna wynosić: Hc``=Hc-i*L/2 [m] *głębokość całkowita osadników radialnych na wejściu do osadnika Hc` powinna wynosić: Hc`=Hc+i*D/4 [m] *głębokość całkowita osadników radialnych na wlocie z osadnika Hc`` powinna wynosić: Hc``=Hc-i*D/4 [m]

*głębokość czynna osadników pionowych Hcz ( mierzona od zwierciadła ścieków do wlotu z rury środkowej) nie powinna być mniejsza niż 2,75m. *wysokość części neutralnej osadników pionowych Hn (mierzona od wlotu z rury środkowej do załamania ścian w miejscu wytworzenia leja osadowego) nie powinna być mniejsza niż 0,5m. *wysokość leja osadowego w osadniku pionowym należy wyznaczć z zależności: hos= [(D-d))/2]*tgα , gdzie α- kąt pochylenia tworzącej stożka względem poziomu α>=45^oC, D-średnica osadnika[m], d-…………*Wysokość całkowitą osadników pionowych Hc należy wymiarować jako: Hc=Hcz+Hn++h₂+h_os[m] Hcz- wysokość czynna osadnika, Hn-wysokość neutralna, h₂-wysokość martwa, h_os-wysokość leja osadowego

*zalecane proporcje wymiarów w osadnikach podłużnych wynoszą: -L/B>=4 (zalecany>=6,0); -L/Hcz>=15m; -L>=30m

*zalecane proporcje wymiarów w osadniku radialnym wynoszą:D/Hcz>=6 (zalecan>=15)

*zalecane proporcje wymiarów w osadniku pionowm wynoszą: D/Hcz<=3

*zalecane wymiary podstawy dolnej leja osadowego w osadnikach wszystkich typów wynoszą: bxb = 0,4x0,4 - 0,8x0,8m; d_d= 0,4-0,8m

WYTYCZNE PROJEKTOWANIA OSADNIKÓW WIELOSTRUMIENIOWYCH

1)Prędkość opadania zawiesin: *0,7-1,1x10^-3m/s -gdy osadnik przed komorami osadu czynnego; *≤0,4x10^-3 gdy osadnik przed złożami biologicznymi

2)Obciążenie hydrauliczne osadnika nie powinna przekraczać 18 m³/hm²

3)Obciążenie krawędzi przelewowej koryta nie powinno przekraczać 30 m³/hm²

4)Kąt nachylenia osi strug cieczy względem poziomu θ powinien wynosić: *45^o-60^o dla układów stromych; *5-10^o dla układów płaskich

5)Długość pakietów należy przyjmować 0,75-1,0m

6)Odległość między poszczególnymi płytami pakietów powinna wynosić 0,005m

7)Wartość współczynnika kształtu przekroju poprzecznego pakietów należy przyjmować: *s=1,0 dla pakietów płytowych; *s=1,38 dla pakietów z przewodami kwadratowymi

8)Prędkość przepływu ścieków przez pakiety należy wymiarować jako: V=(u/α*s)[sinθ+(l/c)*cosθ] m/s; u-prędkość opadania zawiesin [m/s]; α-współ. zmniejszający miarodajną prędkość opadania zawiesin α=1,25-1,75; l-długość pakietow wzdłuż drogi przepływu ścieków [m]; c-wymiar charakterystyczny przekroju przepływowego, odleł między płtami pakietów [m]; s-współczynnik kształtu przekroju pakietów

8)Powierzchnia osadnika w planie zajęta przez pakiety wielostrumieniowe: F_s=b*F/sinθ*n [m²]; F- powierzchnia czynna przekroju poprzecznego pakietów wielostrumieniowych m²; b-współ. korekcyjny uwzględniający kształt pakietów b=1,1 dla pakietów płytowych, b=1,5 dla przewodów o przekroju prostokątnm ; n- liczba osadników

PRZEPŁWOWE REAKTORY Z BIOMASĄ ZAWIESZONĄ

Pdst parametry technologiczne charakteryzujące prace komór:

*obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń O_G (A', F/M); *stężenie(koncentracja) osadu czynnego w komorze X (Z);

*obciążenie objętości reaktor ładunkiem zanieczyszczeń A' (VL);

*współczynnik przyrostu biomasy osadu czynnego Y (Δm0;

*sucha masa osadu czynnego G;

*wiek osadu WO;

*indeks osadowy Mohlmanna (objętościowy) IO;

*stopień recyrkulacji zewnętrznej osadu n_z, RZ;

*stężenie (koncentracja) osadu recyrkulowanego X_R;

*stopień recyrkulacji wewnętrznej n_w, RW

1)Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń O_G, oznacza ładunek związków organicznych wyrażonych przez BZT5 przypadających na 1 kg suchej masy osadu czynnego; O_G=L_BZT5/G= S_BZT5*Q_dśr/G [kg BZT5/ ks.m.d, gdzie: L_BZT5- ładunek zanieczyszczeń wyrażonych wskaźnikiem BZT5 w dopływie do rektora biologicznego [kg BZT5/d]; G-sucha masa osadu czynnego [kg s.m.]; S_BZT5- stężenie zanieczyszczeń wyrażonych wskaźnikiem BZT5 w dopływie do oczyszczalni

Ze względu na wielkość obciążenia , komory osadu czynnego dzielimy na:

*nisko obciążone-obciążenie Og=0,05-0,2 (maks 0,3 BZT5/kg s.m.d)

*średnio obciążone- obciążenie O_G=0,3-0,5(maks 0,6 kg BZT5/kg s.m.d)

*wysoko obciążone- obciążenie O_G=0,6-1,5(maks 6 kg BZT5/kg s.m.d)

2)Koncentracja osadu czynnego X oznacza stężenie osadu czynnego w reaktorze określone ilością suchej masy wyrażoną w kg s.m. przypadającą na 1m3 objętości reaktora. X=G/V_K kg s.m/m³, V_K- objętość czynna reaktora.

Sucha masa organiczna Go stanowi 70-75% suchej masy osadu czynnego G, a więc stężenie zawiesiny organicznej można przyjmowac jako: Xo=(0,7-0,75)*X kg s.m.o/m³ Max85%

Koncentracja osadu czynnego w komorze wynosi:*zazwyczaj X=2,5-5 kg s.m/m3; *najczęściej X=3-4,5 kg s.m./m3. Rzeczywista koncentracja zależy od:*indeksu osadowego osadu IO; *stopnia recyrkulacji zewnętrznej n_z; *czasu zagęszczania Te w osadniku wtórnym.

Stężenie osadu czynnego w komorze zależy wprost proporcjonalnie od stopnia recyrkulacji zewnętrznej i czasu zagęszczania osadu oraz odwrotnie proporcjonalnie od wartości indeksu Mohlmana (im większy indeks, Tm mniejsza koncentracja osadu).

3)Obciążenie objętości reaktora ładunkiem zanieczyszczeń A definiowany jest jako ładunek BZT5,m przypadający na jednostkę objętości komór: A= L_BZT5/V_K kg BZT5/m3d, V_K- objętość czynna reaktora.

4)Przyrost osadu czynnego występuje dzięki przemianie ,,wbudowywania się” związków organicznych w biomasę osadu czynnego. Przyrost osadu czynnego odpowiada ilości osadu nadmiernego, jaka w ciągu doby musi być………………….

*Przyrost biomas jest wynikiem rozkładu związków organicznych w procesie tlenowym, beztlenowym lub w procesie anoksycznym. Charakteryzuje go współczynnik przyrostu biomas Y [kg s.m.o./kg usuniętego BZT5.

*Mikroorganizmy żyjące w warunkach tlnowych w temp 20 C potrzebują około 50g substancji organicznej na dobę, jest to około 50g BZT5/d - na podtrzymanie ich metabolizmu (by mogły przeżyć). Jeśli ładunek zw. Organicznych dopływających do części biologicznej oczyszczalni jest większy, obserwuje się wzrost mikroorganizmów.

*Współczynnik przyrostu osiąga zazwyczaj wartość 0,5-0,7 kg s.m.o./kg usunięto BZT5. Jego wartość zależy nie tylko od ładunku zw. Org. W dopływie . ale także od obciążenia komór ładunkiem zanieczyszczeń i od wieku osadu.

*Wartość współczynnika przyrostu Y zależy wprost proporcjonalnie od obciążenia osadu O_G i odwrotnie proporcjonalnie od wieku osadu WO. Im większe obciążenie i krótki wiek osadu, Tm wartość współczynnik jest większa.

*Wartości współczynnika wynoszą: -Y=0,3-0,8 kg s.m/kg usuniętego BZT5 dla układów nisko obciążonych; -Y=0,8-1 dla ukł. Średnio obciążonych; -Y=0-0,5 dla ukł. Wysoko obciążonych.

*Przyrost osadu może wynikać nie tylko z procesów biologicznych, ale również z procesów symultanicznego strącania fosforu w komorze napowietrzania. W takim przypadku ilość osadu nadmiernego należy powiększyć o ilość osadu powstającego podczas chemicznego strącania.

*Rodzaj koagulanta zastosowanego do strącania będzie wpływał na wielkość przyrostu osadu chemicznego. Stosuje się związki żelaza lub glinu.

*Współczynnik przyrostu osadu chemicznego podczas strącania należy wyznaczyć jako: -dla soli żelaza:Ychem= 6,8*L_p^chem/L_ZT5 kg s.m/kg BZT; -dla soli glinu: Ychem=5,8* L_p^chem/L_ZT5 kg s.m/kg BZT

Wykład 05.01.2007r.

*Ładunek osadu nadmiernego odprowadzanego z układu z symultanicznym strącaniem fosforu opisuje równanie: L_ON = L^biol_ON + L^chem_ON

6)WIEK OSADU- to przeciętny czas przebywania mikroorganizmów w układzie biologicznego oczyszczania (zarówno w reaktorze jak i w osadniku wtórnym)

* wiek osadu wyrażony jest w dobach i zależy od obciążenia osadu: WO = 1/Q_G*Y, [d]

* podstawowe procesy dla osadu nisko obciążonego wymagają wieku osadu co najmniej:

- WO>=3,4d do całkowitego utlenienia związków organicznych węgla

- WO>=10,0d do efektywnej nitryfikacji

- WO>=40,0d do tlenowego ustabilizowania osadu w bioreaktorze

* istnieje 12 sposobów na wyznaczenie wieku osadu w oparciu o przytoczoną definicję. Równanie najbardziej uproszczone ma postać: WO = X*(V_KN + V_OWT) / (X_ON * Q_ON), [d]

X- stężenie osadu czynnego, kg.s.m/m³ V_KN-objętość komory napowietrzania,m³

V_OWT-objętość osadnika wtórnego, m³ X_ON-stężenie osadu nadmiernego Q_ON-natężenie przepływu osadu nadmiernego m³/d.

* równanie podstawowe dotyczy tak zwanego „tlenowego” wieku osadu. Równanie to można stosować do wyznaczania całkowitego wieku osadu w układach o klarownym odpływie, pod warunkiem, że zostaną uwzględnione objętości wszystkich stref bioreaktora (beztlenowej, atoksycznej i tlenowej), a nie tylko objętości komory napowietrzanej.

* jeżeli stężenie zawiesiny w odpływie z osadnika wtórnego jest podwyższone, przy ustaleniu wieku osadu należy uwzględnić zawiesinę odpływu.

Równanie przyjmuje postać: WO = X*(V_SB+V_SA+X_KN +V_OWT)/ (X_ON*Q_ON+X^odpł. *Q_dśr) [d]

V_SB- objętość strefy beztlenowej m³ V_SA- objętość strefy atoksycznej m³ X^odpł.-stężenie zawiesiny z osadnika wtórnego kg.s.m/m³ Q_dśr-natężenie przepływu ścieków.

Przedstawione równanie jest zalecane do stosowania dla potrzeb projektowania.

7 )INDEKS OBJĘTOŚCIOWY OSADU (Tzw. indeks Mohlmana) - wyraża objętość osadu czynnego po półgodzinnej sedymentacji w cylindrze miarowym o objętości 1dm³, odniesioną do 1g suchej masy osadu: IO = V_OS/G_OS m³/g s.m

V_OS- objętość osadu w cylindrze miarowym po półgodzinnej sedymentacji, m³

G_OS-sucha masa osadu g.s.m

* indeks osadu IO charakteryzuje jego zdolność do zagęszczania, jest również parametrem odzwierciedlającym…………..

* indeks osadu w doborze pracujących oczyszczalniach powinien wynosić:

- 75-150 cm³/g s.m.

- min.50 cm³/g s.m.

- max.180 cm³/g s.m.

- jeżeli indeks przekracza 200 cm³/g s.m. obserwuje się zjawisko puchnięcia osadu. Zjawisko to jest skutkiem nadmiernego rozwoju bakterii nitkowatych, tworzących strukturę kłaczka.

- gdy indeks jest niższy niż 50 cm³/g s.m osad ma charakter szpilkowy - to znaczy jest bardzo drobny na skutek niedostatecznego rozwoju bakterii nitkowatych.

* zdolność między indeksem osadu a jego uwodnieniem opisuje równanie:

W= (V_OS * ρ_OS - G_OS )/ (V_OS * ρ_OS) = (1 - 1/IO) * 100%

ρ_OS- gęstość osadu po zagęszczeniu 1g/m³ W-uwodnienie osadu %

8) Układy z osadem czynnym muszą realizować recyrkulację osadu z osadnika wtórnego do bioreaktora. Jest to RECYRKULACJA ZEWNĘTRZNA.

Charakteryzuje ją stopień recyrkulacji n_Z zewnętrznej: n_Z = Q_R/Q = V_OS/1000-V_OS

V_OS- objętość osadu w cylindrze miarowym po półgodzinnej sedymentacji, cm³

Q- natężenie przepływu ścieków przez bioreaktor, m³/d

Q_R- natężenie przepływu osadu recyrkulowanego, m³/d

* do wyznaczenia wymaganego stopnia recyrkulacji zewnętrznej wykorzystuje się półgodzinną sedymentację w cylindrze miarowym: nz = 0,5-1 tzn=50-100%

9) STOPIEŃ RECYRKULACJI WEWNĘTRZNEJ (recyrkulacji azotanów ze strefy tlenowej do strefy atoksycznej) opisuje równanie: nw= [S_N-NH4 / S_N- _NOX]-1, nw=200-400%.

S_N-NH4- stężenie azotu amonowego w dopływie do komory napowietrzania (nitryfikacji), g/m³

S_N- _NOX- stężenie azotu azotanowego w ściekach odpływających z osadnika wtórnego, g/m³

* recyrkulacja wewnętrzna jest niezbędna, gdy prowadzimy denitryfikację wstępną

* max. sprawność denitryfikacji opisuje równanie: ηd<= 1 - 1/1+ηw

8) CZAS NAPOWIETRZANIA (aeracji) T czyli czas kontaktu ścieków z osadem czynnym w komorze tlenowej opisuje równanie: T = V_KN/Q_h [h]

V_KN- objętość strefy napowietrzania w bioreaktorze, m³

Q- natężenie przepływu ścieków przez bioreaktor m³/d.

Czas napowietrzania powinien wynosić:

- 4-8h w układach niskoobciążonych

- 3-5h w układach średnio obciążonych

- 15-5h w układach wysoko obciążonych

- 18-36h w układach z przedłużonym napowietrzaniem.

USUWANIE BIOGENOW Azot i fosfor są substancjami biogennymi (pożywkowymi).Ich zadaniem jest umożliwianie procesów wzrostu biomasy i intensyfikacja tych procesów. Nadmiar biogenów w ściekach dopływających do odbiornika może powodować zaburzenia naturalnej równowagi przez:

*odtlenianie wód odbiornika ze względu na zachodzącą w nich nitryfikację;

*zatrucie wody przez nie zjonizowany gazowy amoniak;

*wytworzenie biomasy ze względu na zwiększone stężenia nawozów, a w konsekwencji eutrofizację zbiorników;

*zakwity glonów;

Azot dopływający do kolektorów kanalizacyjnych występuje w postaci związków organicznych-głównie mocznika. W ściekach stężenia azotanów są śladowe i nie przekraczają zazwyczaj 1,5 g/m³.

Usuwanie azotu ze ścieków następuje etapami:

1)etap I AMONIFIKACJA- przekształcanie azotu z formy organicznej w mineralną przez bakterie heterotroficzne w środowisku tlenowym lub beztlenowym. NH₂-CO- NH₂ + 2H₂O→ (NH₄)₂CO₃. Wyniku amonifikacji azot organiczny jest przekształcany do azotu amonowego N-NH₄⁺(w środowisku kwaśnym) lub amoniaku gazowego (w środowisku zasadowym)

Amoniak jest inhibitorem dalszych reakcji przekształcania związków azotu. Więc powinien występować w jak najniższych stężeniach.

2)etap II NITRYFIKACJA- utlenianie azotu amonowego przez bakterie aerobowo nitryfikujące (autotroficzne) w środowisku tlenowym. NH₄⁺→ NH₂OH →{NOH}→ NO₂ ^- →NO₃^-

W II etapie azot amonowy jest utleniany przez bakterie Nitrosomonas do azotanów III, następnie przez Nitrobacter do azotanów V.

3)etap III DENITRYFIKACJA- redukcja azotanów przez bakterie atoksycznie denitryfikujące (heterotroficzne) w obecności azotanów i przy braku tlenu. W III etapie bakterie heterotroficzne np. Pseudomonas redukują azot azotanowy do azotu gazowego w środowisku atoksycznym.

Amonifikacja zachodzi samoistnie i nie wymaga szczególnych warunków.

Gdy sieć kanalizacyjna jest długa, nawet 80% azotu organicznego ulega przekształceniu w azot amonowy w kolektorach, przed dopływem do oczyszczalni. Proces jest kontynuowany w bioreaktorze. Stężenie azotu amonowego w dopływie z oczyszczalni nie przekraczają zazwyczaj 2g/m³.

Nitryfikacja oraz denitryfikacja wymagają spełnienia ściśle określonych warunków, przy czym procesem bardziej wrażliwym jest nitryfikacja.

Warunki nitryfikacji:

*obecność bakterii nitryfikujących;

*warunki tlenowe w komorze nitryfikacji- stężenie tlenu 2-3g O₂/m³;

*temp ścieków nie niższa niż 10 stopni;

*wysoka zasadowość ścieków (usuwanie 1g azotu amonowego wymaga 7,14a CaCO₃)

*niska zawartość stosunku BZT5/TKN<3

*brak czynników toksycznych i hamujących proces

*odczyn pH=6,5-9 (optymalne pH=7,5-8,5)

*długi wiek osadu WO>5-8d

*niskie obciążenie biomasy ładunkiem -O_G nie większe niż 0,2kg BZT5/kg s.m d

Warunki denitryfikacji:

*obecność bakterii denitryfikacyjnych

*warunki beztlenowe w komorze denitryfikacji - stęż. Tlenu poniżej 0,1g O₂/m³

*temp ścieków nie niższa niż 5^oC

*obecność łatwoprzyswajalnych organicznych związków węgla oraz azotanów;

*podwyższona wartość stosunku BZT5/TKN >4;

*odczyn pH=6,5-7,5;

*krótszy niż dla nitryfikacji wiek osadu;

*wyższe niż dla nitryfikacji obciążenie ładunkiem;

*potencjał redoks poniżej 0mV

Produkty nitryfikacji stanowią substrat dla denitryfikacji. Gdy sprawność nitryfikacji jest niska, ogólna sprawność usuwania związków azotu też będzie niska.

Analiza wymagań procesu nitryfikacji i denitryfikacji wskazuje, że są one przeciwstawne. Dlatego projektuje się odrębne komory lub strefy nitryfikacji oraz denitryfikacji, przyjmując wiek osadu i obciążenie biomasy tak, by zachodziła już nitryfikacja, a jeszcze zachodziła denitryfikacja.

Są także systemy, gdzie oba procesy prowadzi się równocześnie w tej samej komorze. Mówimy wtedy o symultanicznej nitryfikacji/ denitryfikacji.

Symultaniczna nitryfikacja / denitryfikacja SND polega na prowadzeniu równoczesnym obu procesów w warunkach wytworzenia przeciwstawnych środowisk: tlenowego i beztlenowego w tym samym reaktorze, co umożliwia równoczesną aktywność bakterii nitryfikacyjnych i denitryfikacyjnych w czasie i objętości, bez konieczności stosowania odrębnych komór.

Fosfor w ściekach występuje w postaci: *polifosforanów *ortofosforanów *związków organicznych

* tylko formy nieorganiczne mogą być usuwane na drodze biochemicznej, przy czym polifosforany muszą uprzednio hydrolizować do ortofosforanów.

* fosfor w postaci ortofosforanów jest asymilowany w warunkach tlenowych przez bakterie fosforowe.

* w środowisku beztlenowym i przy braku azotanów bakterie fosforowe uwalniają ortofosforany, pobierają łatwo przyswajalne organiczne związki węgla - np. LKT (lotne kwasy tłuszczowe) i syntetyzują w komorach polihydroksywaleriany PHA lub polihydroksymaślany PHB, które są magazynem energetycznym komórek.

* w warunkach tlenowych bakterie zużywają te substancje, rozmnażają się i pobierają ortofosforany.

* wykazują zdolność do zwiększonej kumulacji fosforu w komórkach

* fosfor odprowadzany jest z układu wraz z osadem nadmiernym

* jeśli nie będziemy odprowadzać biomasy osadu nadmiernego z układu, wystąpi akumulacja fosforu w systemie

* gdy bakterie fosforowe nie mają właściwych warunków rozwoju w systemie biologiczna defosfatacja nie będzie zachodzić.

* należy zastosować chemiczne strącanie fosforu

* żaden z procesów w oczyszczalni ścieków nie może doprowadzić do takiej przemiany, by fosfor był uwolniony do atmosfery

* usuwanie fosforu realizuje się przez przeprowadzenie fosforu z postaci rozpuszczonej (ortofosforanów) w postaci zawiesiny (osadu)

* realizujemy to na drodze biologicznej defosfatacji lub poprzez strącanie chemiczne.

Warunki biologicznej defosfatacji:

* obecność bakterii fosforowych PAO (kumulujących fosfor

* warunki beztlenowe w komorze defosfatacji - stężenie tlenu poniżej 0,1g O₂/m³

* poddawanie ścieków z osadem czynnym naprzemiennie warunkom tlenowym i beztlenowym

* obecność łatwo przyswajalnych związków węgla, przede wszystkim LKT, (obecnych w zgniłych ściekach, wodach osadowych z zagęszczaczy lub fermentorów)

* możliwie wysoka wartość stosunku BZT₅/P>20 (dla osadu niskoobciążonego zalecana >25)

* brak azotanów w komorze beztlenowej

* potencjał redoks ujemny w komorze beztlenowej.

W celu osiągnięcia wymaganego stopnia usuwania fosforu, w niektórych oczyszczalniach stosuje się strącanie chemiczne poprzez dodanie reagentów.

Stosuje się:

* koagulanty (sole glinu i żelaza)

* wapno

Produktem strącania są fosforany metali, powstają również wodorotlenki metali.

W efekcie uzyskuje się kłaczki, które wiążą strącone fosforany metali i inne substancje zawieszone w ściekach.

Efekty procesu strącania są uzależnione od pH ścieków, rodzaju zastosowanego reagenta i jego dawki.

Przykładowe handlowe nazwy reagentów:

* AVR - siarczan glinu i siarczan żelaza (III)

* JKL - mieszanina żelaza, chlorków i siarczanów

* PAX - polimeryzowane sole glinu

* PIX - siarczan żelaza (II)

* wapno palone CaO lub gaszone Ca(OH)₂

AVR - (granulat) *zapewnia efektywne strącanie fosforu przy pH w przedziale 5,0-8,5 (nawet do 9,0) *najlepsze rezultaty przy pH 6,0-6,5 *do wytracenia 1g rozpuszczonego fosforu potrzeba 16g AVR

* typowa dawka 125g/m³.

*JKL (roztwór)zapewnia efektywne strącanie fosforu przy pH 4-8 (nawet 9), najlepsze rezultaty przy pH 5-6. Do wytrącania 1g rozpuszczonego fosforu potrzeba 32 g JKL (16 ml roztworu 12% P) Typowa dawka 190 g/m³ .

*PAX (roztwór lub granulat) zapewnia efektywne strącanie fosforu w szerokim zakresie pH.

Do wytrącenia 1 mola rozpuszczonego fosforu potrzeba 2-3 moli glinu. Typowa dawka 80-100 g/m³ zależnie od stopnia polimeryzacji.

*Siarczan żelaza II (postać krystaliczna) zapewnia efektywne strącanie fosforu przy pH 7-8. Do wytrącenia 1g rozpuszczonego fosforu potrzeba 7,4 g siarczanu żelaza II. Typowa dawka 125 g/m³ .

*Wapno (proszek lub roztwór) zapewnia efektywne strącanie fosforu przy pH w szerokim zakresie. Dawka nie zależy od strącania fosforu, a jedynie od pH i zasadowości ścieków( zdolność do zobojętniania mocnych kwasów). Przy pH <10 stosuje się system małej dawki, przy pH>11 stosuje się system dużej dawki.

METODY STRĄCANIA CHEMICZNEGO:

* strącanie bezpośrednie (70-80% redukcji BZT5, powyżej 90% redukcji fosforu)

* strącanie wstępne (powyżej 90% redukcji BZT5, powyżej 90% redukcji fosforu)

* strącanie symultaniczne (powyżej 90% BZT5, powyżej 75-90 redukcji fosforu)

* strącanie końcowe (powyżej 90% redukcji BZT5, powyżej 90 % fosforu)

Wapno stosuje się w strącaniu bezpośrednim lub końcowym, siarczanem żelaza II w strącaniu symultanicznym.

Pozostałe reagenty we wszystkich metodach strącania, z wyłączeniem PAX-u, którego nie stosuje się w strącaniu symultanicznym.

CZAS PROCESU:

* strącanie bezpośrednie około 3,5 h

* strącanie wstępne ok. 8,5 h

* strącanie symultaniczne ok. 11,5 h

* strącanie końcowe ok. 12 h (najlepsze oczyszczanie)

STRĄCANIE BEZPOŚREDNIE stosuje się po kratach i piaskowniku, ewentualnie po osadniku wstępnym. Nie ma innych procesów oczyszczania.

STRĄCANIE WSTĘPNE stosuje się je w części mechanicznej oczyszczalni, dodając reagent do kanału dopływowego w punkcie o dużej turbulencji. Takie strącanie powoduje obniżenie obciążenia bioreaktorów, zmniejsza zużycie energii i ogranicza ilość powstającego osadu nadmiernego. Gdy stosunek BZT5/N w ściekach dopływających do oczyszczalni jest niski, to takie strącanie nie jest zalecane, bo pogorszy warunki denitryfikacji.

STRĄCANIE SYMULTANICZNE obejmuje procesy strącania fosforu w trakcie biologicznego oczyszczania w komorze osadu czynnego. OSAD BIOLOGICZNY i chemiczny oddzielane są w osadniku wtórnym. Wzrasta produkcja osadu, obniża się obniża się wiek osadu, nitryfikacja jest utrudniona.

STRĄCANIE KOŃCOWE jest najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem. Fosfor strąca się ze ścieków oczyszczonych biologicznie w wydzielonym etapie końcowego strącania. Osad chemiczny może być recyrkulowany do osadnika wstępnego co sprzyja zagęszczaniu oraz usuwaniu fosforu obecnego w ściekach surowych w postaci zawiesiny w osadniku wstępnym.

PRZEPŁYWOWE REAKTORY Z BIOMASĄ UTWIERDZONĄ

* złoża biologiczne to zbiorniki wypełnione nośnikiem, na którym rozwija się błona biologiczna

* złoża powinny być napowietrzane w sposób naturalny lub sztuczny

* projektuje się również specjalne złoża denitryfikacyjne, bez napowietrzania

* w złożach realizuje się usuwanie związków węgla, nitryfikację i denitryfikację

*nie można realizować biologicznej defosfatacji, więc w układach ze złożami konieczne jest chemiczne strącanie fosforu

DO PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW CHARAKTERYZUJĄCYCH PRACE ZŁOŻA NALEŻĄ:

* obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń O_G (A, VL)- kg BZT5/m³d

* obciążenie hydrauliczne- obciążenie powierzchni złoża Q_h - m³ /d*m²

* wysokość złoża - m

* możliwość uzyskania nitryfikacji

Istotny jest rodzaj i jego uziarnienie. Zalecana granulacja materiału wypełniającego 4-10 cm, zazwyczaj 5-6 cm.

ZALECENIA AKUTALNE DLA WYPEŁNIEŃ NATURALNYCH I Z TRORZYW SZTUCZNYCH:

* ze względu na wielkość obciążenia złoża biologiczne dzielimy na:

- nisko obciążone: O_G ≤ 0,4 kgBZT5/m³d

- średnio obciążone: O_G =0,4- 0,65 kgBZT5/m³d

- wysoko obciążone: O_G =0,65-1,6 kgBZT5/m³d

- b. wysoko obciążone: O_G =1,60-5,0 kgBZT5/m³d

Złoża wstępne mogą mieć wyłącznie wypełnienie syntetyczne, pozostałe- naturalne lub syntetyczne.

*Obciążenie hydrauliczne:

- nisko obciążone: O_h <4 m³ /d*m²

- średnio obciążone: O_h =4- 6,5 m³ /d*m²

- wysoko obciążone: O_h=6,5-12 m³ /d*m²

- b. wysoko obciążone: O_h =12-40 m³ /d*m²

* Nitryfikacja jest możliwa do uzyskania w złożach nisko i średnio obciążonych. W złożach wysoko obciążonych jest mało prawdopodobne, w złożach wstępnych nie występuje.

* Wysokość złoża:

- nisko obciążone: H=1,0 -2,5 m(1,5- 2,0 m)

- średnio obciążone: H= 1,5- 2,5 m

- wysoko obciążone: H= 2,0-4,0 m

- b. wysoko obciążone: H ≥8 m

Po złożach wysoko obciążonych i wstępnych należy przeprowadzić dalsze biologiczne doczyszczanie oraz obowiązkowo osadnik wtórny. Po złożach nisko obciążonych można zrezygnować z osadnika wtórnego. Stosuje się recyrkulacje oczyszczonych ścieków zza osadnika przed złoże w celu zwiększenia obciążenia hydraulicznego.

OSADNIKI WTÓRNE

Są niezbędnym elementem układu biologicznego oczyszczania ścieków z biomasą zawieszoną, muszą być montowane z bioreaktorami. Osadników wtórnych nie stosuje się wyłącznie w układach z sekwencyjnymi biologicznymi reaktorami SBR, ponieważ sam reaktor pełni funkcje osadnika w fazie sedymentacji.

ZADANIEM OSADNIKÓW JEST:

* Usuwanie zawiesin osadu czynnego wyniesionego z komór napowietrzania

* Usuwanie martwej i nadmiernej błony biologicznej wypłukanej ze złoża

* Zapewnienie klarownego odpływu z oczyszczalni

* Umożliwienie zagęszczania i recyrkulacji osadu czynnego do bioreaktora

W osadnikach wtórnych oprócz mechanicznego osadzania ma miejsce kontynuacja biologicznych procesów zachodzących w bioreaktorze.

*Osadniki wtórne są zazwyczaj ostatnimi obiektami w oczyszczalni. Nie dotyczy to układów z biologicznym doczyszczaniem ścieków w warunkach naturalnych np. w stawach stabilizacyjnych.

*Osad wtórny charakteryzuje wysokie uwodnienie 99-99,5%. Ma on charakter zawiesiny kłaczkowatej, trudniej sedymentuje, dlatego czas zatrzymania ścieków w osadniku wtórnym powinien być większy niż w osadniku wstępnym.

* Przy wymiarowaniu osadników wtórnych obowiązują podobne zalecane konstrukcje jak dla osadników wstępnych. Należy spełniać wymogi dotyczące proporcji wymiarów, liczb kryterialnych Re i Fr, właściwego zaprojektowania wlotów i wylotów.

DEFLEKTOR STANFORDA -przeciw prądom wznoszącym w osadniku radialnym.

• natomiast parametry technologiczne należy przyjmować wg wytycznych dla osadników wtórnych.

PARAMERY:

*czas zatrzymania ścieków w osadniku T- h

* obciążenie powierzchni osadnika objętością osadu q_v - dm³ /h*m²

* obciążenie powierzchni osadnika natężeniem przepływu- obciążenie hydrauliczne q_h m³ /h*m²

* obciążenie krawędzi przelewowej koryta q_k - m³ /h*m²

* stężenie biomasy w dopływie do osadnika X- kg s.m./ m³

* stężenie biomasy w osadzie recyrkulowanym X_R - kg s.m./ m³

* natężenie przepływu osadu recyrkulowanego Q_R - m³ /h

* indeks osadu IO- cm³ /g

* objętość osadu w metodzie rozcieńczeń V_os - cm³ /dm³

* dopuszczalne stężenie zawiesiny w odpływie X^odpł - kg/ m³

Średnica osadnika wtórnego radialnego max 50m, osadnika pionowego- 9m, długość osadnika podłużnego- 60m.

WYKŁAD

*CZAS ZATRZYMANIA ŚCIEKÓW T=2,5- 4,0 h

W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się wydłużenie czasu, ale to może się wiązać z występowaniem denitryfikacji w osadniku wtórnym.

*OBCIĄŻENIE POWIERZCHNI OSADNIKA OBJETOŚCIĄ OSADU

- q_v ≤450 dm³ /h*m² - dla osadników poziomych

- q_v ≤600 dm³ /h*m² - dla osadników pionowych

*OBCIĄŻENIE HYDRAULICZNE OSADNIKA

- q_h ≤1,2 m³ /h*m²- dla osadników poziomych

- q_h ≤2 ,0m³ /h*m² - dla osadników pionowych ( zalecane 1,2)

*OBCIĄŻENIE KRAWĘDZI PRZELEWOWEJ

- q_k ≤10 m³ /h*m- dla osadników poziomych

- q_k ≤5 m³ /h*m - dla osadników pionowych

*STĘŻENIE BIOMASY W DOPŁYWIE DO OSADNIKA WTÓRNEGO X należy przyjmować równe stężeniu biomasy w bioreaktorze

*STEŻENIE BIOMASY W OSADZIE RECYRKULOWANYM X_R

X_R =x*[(1+nz)/nz], kg s.m./ m³

Można też przyjmować: X_R =α*X_os , kg s.m./ m³

α- wsp. zależny od typu osadnika i typu zgarniacza

X_os -koncentracja suchej masy w osadzie w leju osadnika, kg s.m./ m³

WSPÓŁCZYNNIK α:

-1,0 dla osadników pionowych

-0,5-0,7 dla osadników poziomych i zgarniaczy ssawkowych

-0,7 dla osadników poziomych i zgarniaczy zgrzebłowych lub tarczowych

*NATĘZENIE PRZEPŁYWU OSADU RECYRKULOWANEGO:

- Q_R ≤ 2*Q- dla osadników pionowych, m³ /h

- Q_R ≤ 1,5*Q- dla osadników poziomych, m³ /h

*INDEKS OSADU należy przyjmować 100-130 cm³ /g

*WYMAGANY STOPIEŃ RECYRKULACJI ZEWNETRZNEJ powinien wynosić :

- dla oczyszczalni współpracującej z kanalizacja rozdzielczą:

nz=2 - dla osadników pionowych

nz= 1,5-dla osadników poziomych

- dla oczyszczalni współpracującej z kanalizacja ogólnospławną:

• nz=1 - dla osadników pionowych

• nz= 0,75-dla osadników poziomych

• PORÓWNAWCZĄ OBJĘTOŚĆ OSADU ustala się:

V_os=X*IO, cm³ /m³

• STĘŻENIE OSADU PRZY DNIE OSADNIKA

X_os=[1000/IO]*³√Tz, kg/m³

Tz- czas zagęszczania osadu w leju osadowym, h (0,5-2,0h)

• GŁĘBOKOŚĆ CZYNNA OSADNIKA WTÓRNEGO

H=2,5-4,0 m

Na głębokość czynną składa się:

- strefa wody nadosadowej, h₁≥0,5 m

- strefa rozdziału, h₂

- strefa magazynowania osadu, h₃ o wysokości pomniejszonej o wysokość zgrzebła zgarniacza

-strefa zagęszczania i usuwania osadu, czyli lej osadowy h₄

*Osadniki wtórne w układach z biomasą utwierdzoną stosowane są dla złóż wysoko i bardzo wysoko obciążonych, natomiast można z nich zrezygnować w przypadkach złóż nisko i średnio obciążonych.

*Osadniki wtórne po złożach biologicznych wymiaruje się według procedury dla osadników wstępnych.

*Czas zatrzymania ścieków, obciążenie hydrauliczne oraz obciążenie krawędzi przelewowych należy przyjmować jak dla osadników wtórnych po komorach osadu czynnego.

SBR

SEKWENCYJNE BIOLOGICZNE REAKTORY to komory osadu czynnego pracujące porcjowo. Łączą w sobie funkcje komory osadu czynnego i osadnika wtórnego, pracują cyklicznie- fazowo.

KOLEJNOŚĆ FAZ:

1. Napełnianie reaktora( z mieszaniem, ale zazwyczaj bez napowietrzania) FAZA 1

2. Napowietrzanie FAZA 2

3. Sedymentacja osadu i klarowanie ścieków FAZA 3 (osadnik wtórny)

4. Dekantacja (spust ścieków oczyszczonych) FAZA 4

5. Odprowadzenie osadu nadmiernego FAZA 5

*Typowy cykl pracy SBR wynosi od 4-8 h, a nawet 12h

*Reaktory SBR mogą pracować w systemie z ciągłym dopływem ścieków lub z dopływem okresowym

*Najczęściej wykonuje się 2 reaktory współpracujące ze sobą lub pracujące naprzemiennie

*Każdorazowo po zakończeniu cyklu w reaktorze należy pozostawić osad czynny, zajmujący około 30% czynnej objętości reaktora. Pozostawiony osad zapewnia właściwa koncentrację biomasy w reaktorze

* Ze względu na rozwiązania technologiczne w SBR-ach nie stosuje się recyrkulacji

*Cykl pracy reaktora jest modyfikowany w zależności od procesów, które planujemy przeprowadzić

W SBR PROWADZIĆ MOŻNA:

• Usuwanie związków węgla

• Nitryfikację

• Denitryfikację

• Biologiczna defosfatację

*Do odprowadzania ścieków z SBR stosuje się specjalnej konstrukcji DEKANTERY: są to perforowane rurociągi np. w kształcie kwadratowej ramy, zmontowanej na pływakach, połączone przewodem elastycznym z rurociągiem dopływowym i obniżający się wraz ze zwierciadłem ścieków. Taka konstrukcja umożliwia odprowadzanie dobrze sklarowanych ścieków niezależnie od warunków pracy bioreaktora.

---