PARAMETRY WYJŚCIOWE

1. Przepływy

		2007	2020
Qśrd [m^3/d]		8800	13200
Qmaxd[m^3/d]	Nd=1,3	11440	17160
Qmaxh [m^3/h]	Nh=1,6	763	1144
Qmind [m^3/d]		5600	5600

SNQ=1,5m³/s

Q_śrd(2007) = 0,1 m³/s<0,9 m³/s

Q_śrd(2020) = 0,15 m³/s<0,9 m³/s

10%SNQ=0,015 m³/s

2. Bilans zanieczyszczeń

		Ścieki		Minimalny stopień oczyszczenia [%]
					Surowe	Oczyszczone
pH	-	7,0 - 8,6	6,5 - 8,5	-
BZT5	g O2/m^3	340	15	90
Zawiesina ogólna	g /m^3	120	35	90
Pogl.	g P2/m^3	11,0	2,0	85
Nogl.	g N2/m^3	75,0	15	80

Równoważna liczba mieszkańców

Obliczono wg zależności:

	2007	2020
	49867	74800
	15086	22626

IV grupa

Ładunek zanieczyszczeń

Obliczono wg zależności:

		2007	2020
	kg O2/d	2992	4488
	kg /d	1056	1584
	kg P2/d	97	145,2
	kg N2/d	660	990

URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE

(CZĘŚĆ MECHANICZNA)

1. Krata koszowa

Kanał przed kratą koszową: dla
= 132,4 dm³/s - K 0,5 o spadku i=2%o, napełnienie h= 28 cm,

dla
= 211,8 dm³/s - K 0,5 o spadku i=2%o, napełnienie h= 45cm,

dla Qmin=64 dm³/s - K 0,5 o spadku i=2%o, napełnienie h= 18cm.

• Liczba prześwitów

Rok 2020:

= 63,4 → 64

• Szerokość kraty

= 63*0,001+64*0,008=1,09

• Straty ciśnienia na kracie

gdzie: β - współczynnik zależny od kształtu przekroju pręta;

α - kąt pochylenia płaszczyzny kraty;

s - szerokość pręta

Ilość skratek

gdzie:

W_j - jednostkowa ilość skratek

Przyjęto rodzaj krat gęstych:

- prześwit b = 8 mm

-

Ponieważ skratki powstają w ilości niewielkiej ( 1,12 m3 ) na dobę, proponuje się suszenie skratek do ok. 40 % SM, następnie dezynfekcję 35 % wapnem chlorowanym w ilości 2 - 3 % Vskr.

Vskr = 1,12 m3/d

Ilość wapna: 1,12 x 2,5% = 0,028 m3/d

Zapas na 15 dób: 0,028 x 15 = 0,42 m3/d

Krata dodatkowa

Przewiduje się zamontowanie na obejściu zaprojektowanego kanału jedną kratę awaryjną czyszczoną ręcznie.

2. PIASKOWNIK

Piaskownik BLUNKA

Ilość zatrzymanego piasku:

2006:
=
=0,41

2006:
=
=0,62

Wysokość części przepływowej piaskownika

Obciążenie hydrauliczne powierzchni piaskownika

Powierzchnia piaskownika

2 piaskowniki:
= 11

Średnica piaskownika

Przyjmuje się średnicę d = 3,8 m.

Wysokość części stożkowej piaskownika

Objętość części stożkowej

Wysokość całkowita

H = H_p + h₂ = 1,8 m + 2,5 m = 4,3 m

URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE

(CZĘŚĆ BIOLOGICZNA wg ATV)

3. Blok biologiczny (komora osadu czynnego KOC)

Założenia :

• system A2O

• sprawność części mechanicznej pod kątem usuwania BZT₅
  

• stężenie BZT₅ no wlocie do oczyszczalni
  

• stężenie BZT₅ przed KOC
  

• stężenie azotu ogólnego C_N = 75 g/m³

• stężenie fosforu ogólnego C_P = 11 g/m³

• sprawność części mechanicznej pod względem redukcji azotu
  

• sprawność części mechanicznej pod względem redukcji fosforu
  

• sprawność części mechanicznej pod względem redukcji zawiesiny ogólnej 60%

• zawartość zawiesin przed KOC X_{SM.ZB =} 120·(1-0,6)=48g/m³

• sprawność części biologicznej
  

• zawartość suchej masy w osadzie SM_BB = 3 kg/m³

Bilans azotu:

• stężenie azotu przed KOC
  

• stężenie azotu organicznego na odpływie KOC S_orgN,AN = 2g/m³

• stężenie azotu amonowego na odpływie KOC S_NH4,AN = 0g/m³

• azot usuwany z nadmiarem osadu
  

• azotany w odpływie z KOC
  

• azot ulegający denitryfikacji

Bilans fosforu:

• fosfor ogólny przed KOC
  

• fosfor ogólny na odpływie KOC
  

• fosfor zużywany w procesie budowy komórek
  

• fosfor do strącania chemicznego
  

Strefa beztlenowa

Założono czas zatrzymania T_z = 2 h.

Objętość komory:

Przyjęto 3 komory o wymiarach: LxBxH: 12.5x8x5 (V_j =500 m³, V_o = 1500m³)

Strefa niedotleniona

Objętość strefy nie dotlenionej

Vsn= Qmax × t

t- czas zatrzymania (1-6)h

t=3 h

Vsb2006=11440×3/24=1430 m3

Vsb2020=17160×3/24=2145 m3

Przyjęto 2 bloki -rok 2003

3 bloki -rok 2020

Wymiary

wysokość H=5 m

szerokość B=8 m

długość L=18.75 m

Objętość

V=750 m3

Vc=2250 m3

Określenie udziału objętościowego strefy denitryfikacyjnej do ogólnej objętości komory V_D/V_BB

Określenie stosunku strefy tlenowej i niedotlenionej:

Obliczenie przyrostu osadu

Na całkowity przyrost osadu USd w oczyszczalni biologicznej sklada się:

- przyrost osadu z nagromadzonych produktów rozkładu związków organicznych USdc

- przyrost osadu z biologicznej defosfatacji i symultanicznego strącania fosforu pozostałego USdp

Wiek osadu dla dobowego ładunku BZT5 >1200 kg/d i wynosi:

- dla temp

- dla temp

W części mechanicznej założono 60% redukcji zawiesiny ogólnej:

X_{SM.ZB =} 120·(1-0,6)=48 g/m³

Minimalny obliczeniowy wiek osadu:

Przyjęto

Całkowity przyrost osadu:

Objętość i wymiary komory osadu czynnego

Ilość osadu w komorze

M_SM,BB = t_SM,obl · US_C

M_SM,BB10 = 12,5 · 2089,3 = 26116 kg

M_SM,BB12 = 10,3 · 2089,3 = 21520 kg

Objętość KOC

- obj. bloku biologicznego

Komora denitryfikacyjnej

Wymiary obu komór (nitryfikacji i denitryfikacji): Przyjęto po 3 komory BxHxL = 8 x 5 x 11.25 (V_j =450 m³, V_o = 1350 m³)

Wymiary KOC

Przyjmuje się trzy ciągi technologiczne po 3 oddzielne strefy w każdym.

KOMORA	B	H	L	V
		m			m^3
BEZTLENOWA	8	5	12.5	500
NIEDOTLENIONA	8	5	18.75	750
TLENOWA	8	5	11.25	450
SUMA				1700

Suma wszystkich komór osadu czynnego wynosi 5100 m³.

Obciążenie objętości komory ładunkiem zanieczyszczeń

Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń

Czas zatrzymania

System recyrkulacji

Przyjmuje się następujące stopnie recyrkulacji:

R_1W = 135% - recyrkulacja wewnętrzna 1

R_2W = 200% - recyrkulacja wewnętrzna 2

gdzie:

SM_KN - zawartość suchej masy w komorze osadu czynnego = 4 kg/m³

RV - stopień recyrkulacji

SM_RS - zawartość suchej masy w osadzie recyrkulowanym [kg/m³]

Recyrkulacja wewnętrzna R_1w

SM_RS = 6,96 kg SM/m³

Stopień recyrkulacji: 135% => Q_r = 1,35 x 10500 = 164 ^l/_s

Recyrkulacja wewnętrzna R_2w

SM_RS = 6,00 kg SM/m³

Stopień recyrkulacji: 200% => Q_r = 2,00 x 10500 = 243 ^l/_s

Doprowadzenie tlenu do strefy nitryfikacyjnej

Jednostkowe zużycie tlenu na utlenianie związków węgla

Z instrukcji ATV założono, że dla t = 10⁰C i t_sm,obl = 17,8 d

OV_C,BZT = 1,15 kgO₂/kgBZT₅

Zużycie tlenu na utlenianie związków węgla

OV_d,c = OV_C,BZT · B_dBZT = 1,15· 3590 = 4128,5 kgO₂/d

Zużycie tlenu na nitryfikację

Zużycie tlenu na denitryfikację

Obliczeniowe zapotrzebowanie powietrza:

Maksymalne godzinowe zużycie tlenu

Przyjmuje się współczynniki zwiększające:

a) -f_C =1,14

-f_N=1,9

b) -f_C =1,15

-f_N=2,0

a)

b)

Wariant b) jest bardziej niekorzystny, został przyjęty do dalszych obliczeń.

Wymagana ilość tlenu doprowadzonego do KOC

wym.αOC=

wym.αOC=

11448 kgO₂/d - wymagana ilość tlenu doprowadzonego do komór osadu czynnego z napowietrzaniem ciągłym.

Zapotrzebowanie powietrza

Sprawność napowietrzania drobnopęcherzykowego 2% na 0,305m głębokośći.

Głębokość czynna reaktora h_cz = 5m

Sprawność napow. drobnopęch.:

W jednym 1 m³ powietrza 276 gO₂

Dobór dmuchaw

Wymagane ciśnienie sprężu powietrza wynika z głębokości wypełnienia komory osadu czynnego ok. 6 mSW = 500mBar oraz ze strat na drodze do KOC - ok. 1 mSW = 100mBar.

Dobrano dla Δp=600mBar i Qp= 5300 m³/h dmuchawy:

2 podstawową i 1 rezerwowa firmy CompRot, dmuchawy Rootsa, typ RB-LP 80 (wydajność max. 43m³/min) w obudowie dźwiękoszczelnej o całkowitej izolacyjność 20-25 dB/A.

Dobór dyfuzorów

Dobrano dyfuzory AKWATECH 240 PD

wydajność (2÷4)
, przyjęto 3

Parametry pracy:

- wielkość pęcherzyków (2÷3) mm

- straty ciśnienia przy przepływie 50 mmbar

- zdolność natleniania ścieków 3 kgO₂/kWh

W sumie w jednej komorze jest:

OSADNIK WTÓRNY POZIOMY

Parametry obliczeniowe

Przepływ obliczeniowy: Q₂₀₀₆ = 763 m³/h, Q₂₀₂₀ = 1144 m³/h

Indeks osadu: ISV = 125 l/kg

Zawartość suchej masy osadu w odpływie z KOC: SM_BB = 4,0 kg/m³

Czas zagęszczania: t_E = 2 h

Ilość suchej masy osadu na dnie osadnika SM_BS

Ilość suchej masy w osadzie powrotnym (recyrkulowanym) SM_RS

SM_RS = 0,70 · SM_BS

SM_RS = 0,70 · 10,08 = 7,06 kg/m³

Maksymalny strumień objętościowy osadu powrotnego

Q_RS = 0,75 · Q_{max h}

Q_{RS 2006} = 0,75 · 764 = 573,75 m³/h

Q_{RS 2020} = 0,75 · 1144 = 858 m³/h

Zawartość suchej masy w osadzie dopływającym do OWT

Obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika

gdzie: q_SV = 500 dm³/m²h - obciążenie powierzchni objętością osadu;

Wymagana powierzchnia osadnika wtórnego

Głębokość czynna osadnika

strefa ścieków sklarowanych h₁ = 0,5 m

strefa rozdziału / przepływu wstecznego

gdzie: RV - stopień recyrkulacji = 0,95

strefa prądów gęstościowych i gromadzenia

strefa zagęszczania i usuwania

Całkowita głębokość czynna osadnika:

h_c = h₁ + h₂ + h₃ + h₄

h_c = H = 0,5 + 2,07 + 0,88 + 1,55 = 5m

Objętość osadników wtórnych, liczba i wymiary

Całkowita wymagana objętość osadników wynosi:

V = A · H

V₂₀₀₆ = 578 · 5,0 = 2890 m³

V₂₀₂₀ = 867 · 5,0 = 4335 m³

Zaprojektowano 3 osadniki. Wymiary pojedynczego osadnika:

wysokość 10 m

długość 18.75 m

szerokość 8 m

Więc: 1500m³ · 3 = 4500 m³ - trzeci osadnik włączony do cyklu technologicznego w perspektywie w 2020 roku.

Czas zatrzymania

Zgarniacz

Wysokość listwy zgarniającej hsr=0,45; prędkość zgarniacza vsr=120m/h; fsr=1,5; liczba ramion 1.

Dopływ do osadnika

Przed osadnikiem zaprojektowano komorę wlotową o długości 0,7 m stabilizującą przepływ. Założono system wlotów typu Stangel'a (rurki z deflektorami).

Prędkość wlotowa V₁ = 0,8 m/s

Średnica otworu wlotowego d = 0,1 m

Wymagana powierzchnia otworów wlotowych:

Wymagana liczba otworów wlotowych o średnicy 0,1 m:

Przyjęto 7 otworów o φ 100 mm

Odprowadzenie ścieków

Projektuje się 2 krawędzie przelewowe - jedno koryto. Obciążenie przelewu przy łącznej długości krawędzi przelewowej 8 m:

2006 rok -

2020 rok -

Lej osadowy

Założono, że osad będzie usuwany 3 razy na dobę - objętość leja musi być większa od 1/3 dobowej objętości osadów.

Zaprojektowano jeden lej o następujących parametrach dla każdego z 3 osadników:

wymiary dna komory osadu b = 1 x 1

wymiary górnej części komór osadu B = 10x10

kąt nachylenia ścian komory osadu α = 45⁰

wysokość leja osadowego założono jako 4,5m

objętość leja osadowego

ZAGĘSZCZACZ PIONOWY

Ilość powstałych osadów i wody nadosadowej

Osad nadmierny świeży z osadników wtórnych (98% uwodnienia):

US_c = 2089,3 kg sm/d co daje = 521 m³/d (2020 - osad nadmierny)

Osad w zagęszczaczu pionowym będzie miał uwodnienie 93% (7% sm).

Ilość osadu zagęszczonego:

sm_o/sm_z = ⁴/₇ x 521 = 297,7 m³/d = 12,4 m³/h

W = 521 - 297,7 = 223,3 m³/d = 9,3 m³/h

Powierzchnia zagęszczacza

Przyjęto zastosowanie zagęszczacza o kształcie osadnika pionowego bez mieszacza. Prędkość pionowa w takiej konstrukcji v = 0,1 - 0,3 mm/s (przyjęto v = 0,0002 m/s).

Zaprojektowano dwa zagęszczacze pionowe o przekroju kołowym:

Głębokość zagęszczacza

H = 3600 x v x t = 3600 x 0,0002 x 4 = 2,88 m

gdzie: t - czas przetrzymania t = 3 ÷ 5 min.

Doprowadzenie ścieków

Rura dopływowa (środkowa) o parametrach przepływu:

• prędkość v_s przyjmuje się 0,1 m/s

• przepływ220 m³/d

Minimalna powierzchnia przekroju przewodu:

Minimalna średnica:

WYDZIELONA OTWARTA KOMORA FERMENTACJI

Wymagana pojemność

Wg Imhoffa: WKFo 320 l/M

Wiec dla 2020 roku - 74800 mieszkańców wymagana pojemność wynosi:

320 x 74800 = 23936 m³

Ilość i wymiary WKFo

Dla objętości łącznej 24000 m³ przyjmuje się 6 identycznych zbiorników po 4000 m³ każdy. Wymiary pojedynczego zbiornika: 50 m długości, 20 m szerokości i ok. 4 m średniej głębokości czynnej. Maksymalna głębokość - przyjęto 5m.

POLETKO OSADOWE

Poletko ociekowe

Ilość piasku powstająca w piaskowniku

Wysokość zalewu

Powierzchnia poletka

Wymiary poletka

szerokość 2,0m

długość 3,0m

Piasek będzie dezynfekowany wapnem chlorowym

Higienizacja osadów

Osady po odwodnieniu są poddawane higienizacji po przez wapnowanie ich CaO.

ilość wapna potrzebna do higienizacji osadów

D = 0,15 - 0,25 kg CaO/kg s.m.o (przyjęto 0,20)

s.m.o = 40,82 kg/d

DCaO = 0,2*40,82 = 8,14 kg CaO/d

Zapas CaO na 30 dni

ZCaO = 30*8,14 = 244,2 kg CaO.

Osady po odwodnieniu będą kierowane na składowisko odpadów lub przeznaczone do częściowej rekultywacji terenów zdegradowanych biologicznie.

---