Ścieki - definicja:

- woda zużyta pochodząca z łazienek, kuchni i ubikacji (europejska)

- każdą wodę zużytą przez człowieka o zmienionych cechach fizycznych i chemicznych powstałych w wyniku działalności codziennej człowieka i jego pracy zawodowej (polska)

Podział ścieków:

- ścieki bytowo - gospodarcze (sanitarne) pochodzą one z mieszkań, domów mieszkalnych

- ścieki przemysłowe - woda powstała w wyniku pracy zawodowej - pochodząca z zakładów pracy

- ścieki deszczowe - woda deszczowa, która spada na powierzchnię utwardzoną a następnie spływa do kanalizacji

- ścieki miejskie - wszystko, co płynie w mieście w kanalizacji

CHARAKTERYSTYKA ŚCIEKÓW:

ŚCIEKI BYTOWO GOSPODARCZE:

- odchody ludzkie rozcieńczone z wodą

- resztki pożywienia

- woda z mycia

- woda z prania

- woda po zmywaniu

Ładunki zanieczyszczeń:

Wskaźnik zw min zw org suma BZT5

Zaw opad 10 30 40 20

Zaw nieopad 5 10 15 10

Subst.rozp. 75 50 125 30

Suma 90 90 180 60

(jednostka: g/ M d)

Zawiesina -wszystko to, co można oddzielić sączkami

Zawiesina opadająca - to, co opada na dno po 2 h w lejku Imhoffa

60 g tlenu potrzeba, aby rozłożyć zanieczyszczenia na jednego człowieka w ciągu doby.

W oczyszczalni ścieków nie usuwa się zw min, natomiast zw org usuwane są na drodze biologicznej. Zawiesiny opadające są oddzielane mechanicznie.

ŁADUNEK ZANIECZYSZCZEŃ

Tabela Imhoffa została uaktualniona, bo w ciągu ostatnich 20 - 30 lat do ścieków pochodzenia naturalnego doszły zanieczyszczenia chemiczne nowego typu.

Każdy z organizmów składa się z 6 pierwiastków:

C (CO₂); O; H (H₂O; N (NO₃); S (SO₄); P (PO₄)

W przypadku zanieczyszczeń z punktu widzenia oczyszczalni najważniejsze jest usunięcie NO₃ i PO₄. Azotany i fosforany tworzą nawozy sztuczne, gdy spływają do rzek, to rozpoczyna się proces eutrofizacji.

Eutrofizacja - użyźnianie rzek, co doprowadza do nadmiernego wzrostu roślin i przyrostu glonów. Rzeka zarasta powodując, że ludzie i zwierzęta przestają z niej korzystać. Glony obumierają, co 3 dni a ich ciała zostają pożywką dla bakterii. Przy tak sprzyjających warunkach bakterie rozmnażają się w zastraszających prędkościach. Podczas konsumpcji wychwytują z wody tlen. Powodując, więc większe spustoszenia niż byśmy wylewali ścieki bez oczyszczania do rzeki. Z tych powodów należy oczyszczać ścieki z azotanów i fosforanów a także oczyszczać ścieki.

Z powodu eutrofizacji wprowadzono do tabeli Imhoffa dodatkowe wartości ładunków:

N_og - 12 [g/M d] P_og - 2 [g/M d]\

BZT₅ · N · P = 60· 12 · 2 = 30· 6 · 1 - najlepsze proporcje pomiędzy węglem lub tlenem a azotem a fosforem

STĘŻENIA ZANIECZYSZCZEŃ

Wyrażane w g/m3 lub mg/l ale wartości nie zależą od jednostek

Ładunki zanieczyszczeń:

Wskaźnik zw min zw org suma BZT5

Zaw opad 67 200 267 133

Zaw nieopad 33 67 100 67

Subst.rozp. 500 333 833 200

Suma 600 600 1200 400

Zmienność stężeń i zużycia wody:

W projektach korzysta się z wartości średnich, jednak one nie występują w praktyce.

Im mniejsze miasto tym większe wahania dobowe.

Q_śr = Q_d/24 Q_hmax = (Q_d/24) * n

N - współczynnik nierównomierności - odwrotnie proporcjonalny do wielkości miasta (dla dużych 1,3-1,5, małych 4)

ŚCIEKI PRZEMYSŁOWE:

Należy zwiększyć stężenia w przypadku, gdy ścieki przemysłowe będą docierać do oczyszczalni. Wielkość tych stężeń zależy od rodzaju zakładu przemysłowego. Przykładowo ścieki z piekarni rozcieńczają ścieki bytowo gosp. W przypadku mieszania się ścieków przemysłowych z domowymi, nie można wprowadzić żadnych uogólnień ani wartości średnich.

RLM - równoważna liczba mieszkańców

MR - mieszkaniec równoważny

OLM - obliczeniowa liczba mieszkańców

RLM - ile razy ładunek 1 jednostki ścieków przemysłowych jest większy od 1 jednostki ładunku ścieków powstałych od człowieka (podaje się: jednostkę zużywanego produktu, podaje się na produkt finalny, na pracownika)

ŚCIEKI DESZCZOWE:

Częśc wody, która spływa do kanalizacji po powierzchni utwardzonej.

Zanieczyszczenia wody deszczowej:

- zawiesiny pochodzenia motoryzacyjnego i przemysłowego

- zanieczyszczenia ropopochodne

- zanieczyszczenia organiczne.

WYMAGANY STOPIEŃ OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Rzeki mają bardzo dużą zdolność do samooczyszczania. W Polsce aktem prawnym regulującym stopień redukcji zanieczyszczeń jest Rozporządzenie Ministra Środowiska. Stopień oczyszczenia zależy od wielkości oczyszczalni czyli od RLM.

Wsk <2t 2-10t 10-15t 15-100 >100

BZT5 40 25 25 15 15

red% -- 70-90 70-90 >90 >90

ChZT 150 125 125 125 125

red% -- 75 75 75 75

zaw.og 50 35 35 35 35

red% -- 90 90 90 90

N og 30 30 15 15 15

red% -- -- 35 80 85

P og 5 2 2 2 1

red% -- -- 40 85 90

Obecne prawo dopuszcza do błędów dlatego oczyszczalnie nie muszą płacić bardzo dużych odszkodowań ale błędy te nie mogą przekraczać 100% dopuszczalnej normy.

SCHEMAT BLOKOWY OCZYSZCZALNI

BLOK WSTĘPNY: cztery procesy przygotowawcze:

1. cedzenie ścieków -usuwanie dużych zanieczyszczeń, proces obligatoryjny konieczny odpad to skratki

2. usuwanie małych zanieczyszczeń mineralnych -mały stopień oczyszczania wody jednak musi być ponieważ piasek niszczy urządzenia-odpad piasek usuwany w piaskownikach

3. Usuwanie zanieczyszczeń pływających - usuwanie wszystkiego co pływa po powierzchni wody najczęściej węglowodorów-odpad to tłuszcze oleje

4. Usuwanie zanieczyszczeń organicznych - sedymentacja -produkt uboczny to osad jedyny odpad, który może być wykorzystany a zarazem sprzedany

BLOK CENTRALNY- proces zasadniczy projektuje się na czas trwania procesów jednostkowych

3. utlenianie węgla i azotu organicznego-dotyczy wszystkich pierwiastków występujących w przyrodzie potrzebny jest tlen w dużych ilościach

2. denitryfikacja proces o ograniczonej ilości tlenu 5mgO₂/l. Konieczne jest dostarczanie bakterią tlenu.

1. defosfatacja- w oczyszczalni musi być to pierwszy etap ponieważ proces odbywa się w warunkach beztlenowych. W tej części następuje wzrost zawartości fosforanów. Bakterie przy braku tlenu chcąc przeżyć uwalniają fosfor z własnego organizmu na potrzeby energetyczne następnie w komorze 3 bakterie w warunkach tlenowych pochłaniają fosfor w ilości 1 mol utracony później 22 mole pochłonięte.

BLOK KOŃCOWY - separacja osadów z sedymentacją- powstaje osad biologiczny. Dzieli się na dwie części: nadmiar osadu i osad rekultywowany i zwracany do komory1 (defosfatacji).

SCHEMAT PRZERÓBKI OSADÓW

STABILIZACJA OSADU:

a)w warunkach tlenowych-metoda sztuczna nie można na niej zarobić a dużo się traci

-do 25tys mieszkańców

-małe oczyszczalnie

-spada aktywność osadu

-osad wstępny nie nadaje się do tej stabilizacji

b)stabilizacja beztlenowa opłaca się ,można zarobić

Zbiornik biogazu służy do magazynowania gazu ponieważ zapotrzebowanie jest zmienne a produkcja stała. Bakterie produkują biogaz cały czas.jest gazem trującym i wybuchowym. Biogaz to 30% CO₂ i 70%CH₄.

P pochodnia. Minimalna odległość to 15m.jak jest za dużo biogazu to otwiera się zawór i nadmiar się spala

Utylizacja-część ciepłej wody do podgrzania komory

Gazogenerator - daje prąd elektryczny trzeba go chłodzić, czyli powstaje ciepła woda za darmo

STABILIZACJA BIOLOGICZNA

Stosowana, aby uzyskać osad o niezmiennym składzie produktem ubocznym jest gaz, który mówi nam że gaz jest jeszcze nie ustabilizowany

ODWADNIANIE OSADU: tu osad jest odwadniany do ciała stałego. Najlepszy proces odsysania wody pod ciśnieniem, pod próżnią w wirówkach 3 razy mniej osadu (-nawozy; -utylizacja)

SCHEMAT TECHNOLOGICZNY OCZYSZCZALNI

CEDZENIE

krata - układ prętów równoległych osadzonych w ramach.

Nie powinny być montowane pod ziemią (w Pruszkowie - 8m pod). Przepływ kanałami otwartymi - jak najmniej kanałów zamkniętych, ponieważ istnieje możliwość zatrucia się lub wybuchu wydzielanego gazu.

Δh= 5cm średnio

Przy zanieczyszczaniu się kraty poziom ścieków rośnie. Należy zaprojektować zagarnianie tak, aby nie był przekroczony h_max, poziom maksymalny, bo może nastąpić zalanie OŚ.

Stosuje się zabezpieczenie w postaci okna przelewowego, które kieruje ścieki do kanału bocznego.

Poziom wody podnosi się również, ponieważ dla strugi ścieków krata jest przegrodą, by tego uniknąć należy rozszerzyć kanał.

Prześwity w kracie - rozstaw prętów świadczy o skuteczności (w Wawie - 19mm, obecnie 2,4,6 mm).

Krata schodkowa.

Jeśli krata zatrzyma więcej niż 300 kg/d to musi być zmechanizowana.

Kraty obiegowe: oprócz pominięcia poszczególnych urządzeń należy wybudować kanał, który pozwoli na spuszczenie ścieków do odbiornika w momencie awarii OŚ.

Dwie zasady projektowania

- Jak najwięcej obejść: krata; oczyszcz, poszczególne bloki a zwlaszcz. bl. biol. by uchronić organizmy przed zniszczeniem (śmiercią)

- Dublowanie urządzeń co najmniej 2 lub 4 ciągi technol.

Przyk. Wawa ma 4 oddzielne ciągi tochnol. Nie jest to idealna konstrukcja. Nie możliwe jest przepuszczanie ścieków z jednego urządz. na drugie.

Dla porównania Oczyszcz ściek w Trypolisie Trypolisie Libii - 8 ciągów technol.

Skratki:

Po cedzeniu zatrzymane zanieczyszczenia to skratki. Ponieważ jest to materiał zakaźny, toksyczny i trujący, dąży się do tego by usuwanie ich odbywało się całkowicie automatycznie.

(czujniki czasowe, na parametr eksploatacyjny)

Magazynowanie w szczelnych metalowych kontenerach. Transportuje się skratki na taśmociągach taśmociągach później przez transporter ślimakowy. Wyciska on wodę ze skratek i do wtedy trafiają do kontenera.

Skratki w ilościach 5 - 10 l / M*rok

Skratki przyciągają: psy, szczury, karaluchy, muchy itp

Trzeba, więc przechowywać je w szczelnych pojemnikach. Trzeba też je przesypywać chemikaliami: wapnem lub wapnem chlorowanym (pH było 12)

Jak najmniej przechowywać często wywozić: w lecie 2 razy w tyg., w zimie 1 w tyg.

Skratki zasady przechowywania: - szczelne pojemniki, - przesypywanie chemikaliami, - szybko wywozić.

ROZDRABNIARKI

- zatopione, - niezatopione

zatopiona

Wada: do OŚ dopływają kawałki szkła dlatego noże są narażone na bardzo częste uszkodzenia.

Rozwiązują problem skratek, zmieniają one jedynie konsystencje zanieczyszczeń przez rozdrabnianie. Urządz. te są bardzo zawodne.

USUWANIE ZANIECZYSZCZ. MIN.

Piaskowniki

Parametry technol: - prędkość przepływu ok. 0,3 m/s, - średnice zatrzymywanych ziaren > 0,2 mm, - czas zatrzymania t= 30 -180 s

Wszystkie urządzenia z wyjątkiem piaskownika na OŚ lepiej pracują gdy mają prędkość mniejszą niż nominalną.

Projektujemy na Q_dśr

Jedna komorę można odciąć przez wstawienie desek. Piaskowniki mogą pracować na zmianę. Jedna komora może nie wcale nie pracować- zapasowa.

W większych oczyszczalniach zbieranie piasku powinno się mechanizować. 2 sposoby mechanizacji -nad kanałem wózek jezdny (wysysanie piasku jest dość trudne pompa odsysa piasek) 1-hyudrocyklon

-zastosowanie podnośnika wodno -powietrznego, powietrze powoduje, że ciężar pozorny piasku będzie mniejszy od wody i piasek będzie samoczynnie wytłaczany

Regulacja prędkości-jeśli prędkość jest mała oprócz piasku osądzają się również zawiesiny organiczne. Piasek jest bardzo brudny i śmierdzący. - jeśli prędkość jest zbyt duża to piasek nie zatrzymuje się ucieka dalej. Aby bo zatrzymać wstawia się przelewy.

Piaskownik należy zaprojektować żeby uchronić go przed zmianami prędkości. Zasada polega na ścinaniu nadwyżek wody i przechowywaniu ich na czas małych przepływów; do przewodu wkłada się blachę, która do przepływu gwarantującego V=0,3m/s, gdy przepływ się zwiększa blacha się zwęża i przepuszcza tylko tę część wody, żeby było V=0,3m/s i występuje przed przegrodą podpiętrzenia.

1)blacha; 2)kanał; 3)do tego momentu blacha nie hamuje; 4)ta część wody nie jest przepuszczana ⇒podpiętrzenie, czyli część wody magazynowana np. na godziny nocne, gdzie mniejsze przepływy i wtedy jest to zużywane dla utrzymania stałej prędkości przepływu przez osadnik 0,3m/s.

Ucieczka piasku jest niekorzystna, gdyż piasek niszczy następne urządzenia

W duzych oczyszczalniach - stosuje się płuczkę piaskową: 1 - zbiornik pulpy wodna-piaskowej z pompy mamutowej, 2- pulpa wodno piaskowa; 3 - instalacja sprężonego powietrza (piasek jest unoszony ziarna się obcierają - oczyszczają się); 4 - kubełki (czerpaki) wybierają piasek mają one perforacją i woda odcieka wysypuje się do przyczepy i na wysypisko.

W małych oczyszczalniach

Przeróbka piasku: - odwodnienie piasku (jest w papce b. dużo wody) - wylewa się na poletko do suszenia; poletko ma dno z płyt ułożone z odstępami na gruncie piaskowym woda odcieka do drenażu i zawracanie wody do dopływu do oczyszczalni (w trakcie takiego suszenia piasek się odświerza - działanie słońca bakteriobujcze, osuszające

PIASKOWNIK PIONOWY

Piaskowniki poziome są niepraktyczne, gdyż są wąskie i bardzo długie. Dla małych oczyszczalni stosuje się Piaskowniki pionowe o kształcie kwadratu w planie. Na trasie kanału dopływawego jest łagodny spadek, a po stronie odpływu jest b. duży spadek a więc oprócz poszerzenia kanału są dwa uskoki o różnych spadkach, dodatkowo jest jeszcze pionowa przegroda zmieniająca kierunek przepływu, część piasku opada, a część z powodu bezwładności uderza o przegrodę i też opada. Takie osadniki o wiele krótsze (2÷3m) niż pionowe b. dobre dla małych oczyszczalni. Można zastosować napowietrzanie by uzyskać ruch wirowy. Piaskownik z napowietrzaniem może pełnic funkcje zatrzymania zanieczyszceń pływających (nie sprawdza się bo raz zatrzymuje piasek raz zanieczyzcenia pływające)

Odtłuszczacze: do usuwanie zanieczyszczeń pływających takich jak folie tłuszcze, pety.

Parametry:- czas zatrzymania 15min, - odpływ musi być zatopiony

Typowy odtłuszczacz: -zbiornik 3 komorowy podzielony przegrodami podłużnymi na 3 części przegrody nie dotykają dna i górnej części .

1-sprężone powietrze,

2- przegrody,

3- zanieczyszczenia . Tłuszcz przyczepia się do pęcherzyków powietrza przez co wypływa na powierzchnie szybciej.

Zanieczyszczenia trzeba usuwać systematycznie bo przestaje on pełnić swoją funkcję gdyż dużo zanieczyszczeń się odkłada. Duży wpływ na zanieczyszczenia ma siła i kierunek wiatru, który przesuwa zanieczyszczenia w stronę odpływu.

Usuwanie zanieczyszczeń:

- leje za pomocą których zanieczyszczenia odprowadzane do studzienki, w której znajduje się beczka 1-przegroda, 2-lejek, 3-studnia, 4-beczka

-zachylona rynna - gdy jest dużo zanieczyszczeń pracownik przechyla rynnę, która zbiera zanieczyszczenia

Można nagarniać do rynny zanieczyszczenia z powierzchni. Mają większą skuteczność niż rynny

przechyla się rynna za pomocą przegubów i jest regulacja spływu zanieczyszczeń⇒daje to dobrą skuteczność i zbiera się zanieczyszczenia pływające z małą ilością wody i to jest dobre; bo same zanieczyszczenia chcemy zbierać;

- deska do zgarniania

1)uchylna część deski; 2)kółeczka żeby było dobre doszczelnienie; 3)deska; 4)przeguby wraz z ruchem wody część uchylna na skutek parcia jest dociskana do ściany; 5)są jeszcze te same z drugiej strony żeby jak wózek będzie jechał z powrotem to też zgarnie, wykorzystanie zgarniacza w obie strony. 6) przelew tłuszczów.

Parcie wody dociska przegub do ścianek przez co nic nie ucieka podczas zgarniania. Końcówka deski dodatkowo zamocowana na małych kółkach przez co ułatwia pracę. Przy ruchu wstecznym również można używać deski ale należy dodatkowo zamontować koryto zbiorcze na zanieczyszczenia.

- ssawa odkurzacza

1)pompa próżniowa; 2)elastyczny wąż; 3)odkurzacz na wózku; 4)ssawa.

Dobrze jest gdy odkurzacz jest stały i ssawa ma regulowaną odległość od zwierciadła, gdy się to dobrze ustawi mechanicznie i ssawa wyciąga tylko zanieczyszczenia pływające bez wody, a jeżeli ssawa zassie wodę to ona ścieka z powrotem i mamy suche zanieczyszczenia zebrane. Trzeba pamiętać, że taki odkurzacz jest drogi i eksploatacja (prąd).

-urządzenia pływające (pływak na styropianowych podporach ze zbiornikiem)pompa wsysa zanieczyszczenia do zbiornika zewnętrznego 1- podpory styropianowe

SEDYMENTACJA ZAWIESIN ORGANICZNYCH

Są bardzo małe (kilkadziesiąt mikronów do 1mm)-ciężar właściwy zanieczyszczeń zbliżony do ciężaru właściwego wody

OSADNIK POZIOMY

L- długość, B- szerokość, H- głębokość, R- opór stawiany

Założenia upraszczające: NEWTONA - przekrój, osadnika o kształcie prostokątnym -założeni prędkości, rozdział na strugi równoległe, których ma być jak najwięcej, -założenie jednakowej prędkości strugi równoległej (nie możliwe, bo istnieje tarcie zewnętrzne o ściany osadnika)

Odstępstwa od założeń:, bo nie da się uzyskać materiału idealnie gładkiego

Założenia Newtona:

P=R, V-objętość, γ_z- ciężar zawiesiny, γ_w- ciężar wody, g- przyspieszenie ziemskie, R- opór, C_p-wsp. Doświadczalne, A- powierzchnia przekroju zawiesiny, v-prędkość sedymentacji, d-średnica

Prędkość sedymentacji

Na podstawie prędkości masz czas sedymentacji

-Re 2000-25000

-Stokes P = m * g dla Re do 1000

(opór)

gdzie η - lepkość wody, V_s - prędkość sedymentacji.

-Allan Re - od 1000 do 2000

- w praktyce nie stosuje się tej teorii.

Obecnie prędkość opadania przeprowadza się w rurze sedymentacyjnej.

Osad w osadniku nie powinien zalegać zbyt długo, gdyż zaczynają się procesy gnilne (po 4 h). Zgarniacz osadu niszczy założenia Newtona o równoległych strugach i jednakowych prędkościach.

DOPROWADZENIE I ODPROWADZENIE ŚCIEKÓW.

Przelew około 10 zębów na 1m, wylot i wlot ścieków powinny być takie same.

Rozwiązanie Kovala - z rozdziałem na strugi w płaszczyźnie pionowej, jest to problemem??, dlatego osadniki pracują gorzej niż w założeniach.

Odprowadzenie osadu - odbywa się cyklicznie - 2 rodzaje.

Rozkład prędkości: V_poz = 4-7 mm/s - stała na całej długości, V_pion - zależy od ciężaru zawiesiny.

W osadniku zatrzymują się te zawiesiny, których wypadkowa trafi w dno, jeżeli trafi w ścianę cząstka nie opadnie.

OSADNIK RADIALNY - ścieki płyną wzdłuż promienia koła, postulat Newtona dotyczący rozdziału stru został spełniony. Ścieki płyną wzdłuż promienia koła a następnie są zbierane korytem znajdującym się przy ścianie. Zgarniacz mechaniczny to kratownica 1,2,3 - ramienna. Prędkość w tym osadniku jest zmienna, V_pocz = 200 mm/s; V_kon < = 1 mm/s
.

W miarę oddalania się od środka prędkość maleje dzięki czemu jest co raz lepsza sedymentacja. Rozkład strug poziomych - wpływ na siebie mają duże strugi znajdujące się obok siebie. Można przyjąć, że strugi płyną równolegle. Nie ma tu dużego nagromadzenia osadu, przyjmuje się, że rozkład zanieczyszczeń jest równomierny. Stąd założenie, że strugi płyną równolegle do zgarniacza i nie jest on dużą przeszkodą dla płynących strug. Zgarniacz może usuwać również cząstki pływające przez doczepienie do niego deski zgarniającej. Modyfikacje osadnika radialnego -

a)kwadratowy osadnik radialny.

Łańcuch służy do przyciskania zgarniacza do ściany.

b) osadnik radialny ze spadkiem przeciwnym

c) osadnik radialny z płaskim dnem

OSADNIK PIONOWY - osadnik bez zgarniacza, ścieki płyną do góry, a osad opada na dno. Ich pojemność jest mała, więc stosuje się w małych oczyszczalniach, osad odprowadzany jest przewodem. H_całk = 1,5 D

OSADNIK WIELOSTRUMIENIOWY - zawiera wkład, który rozdziela strumienie, zachodzi skrócenie drogi sedymentacji. Osad zsuwa się lawinowo, zakładając ruch ścieków skalarny. Można stosować w osadnikach poziomych podłużnych i w radialnych.

Oczyszczanie biologiczne w środowisku powietrznym = złoża biologiczne

Oczyszczanie biologiczne w środowisku wodnym = osad czynny

Należy doprowadzić do kumulacji mikroorganizmów na małej powierzchni. Oczyszczanie biologiczne polega na zjadaniu zanieczyszczeń przez mikroorganizmy.

ZŁOŻA BIOLOGICZNE

W przypadku złoża biologicznego nie powstaje osad nadmierny

Materiał wypełniający: bakterie, grzyby itp.

Kryteria:

-trwałość materiału: mechaniczna, chemiczna odporność i niezawodność

-odpowiedni wymiar

-jak największa powierzchnia materiału

-cena wypełnienia złoża

Materiały: kamień łamany, kruszywo, koks, odpadki budowlane, cegła rozbiórkowa

Zalety: Spora przyczepność do podłoża, stosunkowo nie duża cena

Wady: Duża waga, nie da się kształtować powierzchni(do 100 m²/m³, problemy z napowietrzaniem złoża

Materiały: Sztuczne

Zalety: dowolność kształtu, bardzo duża powierzchnia, lekka konstrukcja

Wady: Wysoka cena

Złoża można układać naprzemiennie: rys 1

Fragment złoża biologicznego:rys2 (opis od lewej co kreskę)

1(linia najbardziej na lewo)-wolna woda z zanieczyszczeniami(płynie swobodnie)

2- warstwa wody adhezyjnej

3 - sterfa tlenowa

4- strefa beztlenowa

5 - granica materiału wypełnienia

mada - warstewka do 3 mm, grubość reguluje się sama przy grubszej warstwie bakterie obumierają

Klasyfikacja złóż biologicznych

Zraszane: Bardzo małe przepływy, martwe organizmy zostają zjedzone

Spłukiwane: Przepływy tak duże, aby automatycznie były wypłukiwane martwe organizmy z pod warstewki zdrowych i silnych( hydrauliczna selekcja naturalna). Wyróżniamy: Nisko obciążone, Średnio obciążone, wysoko obciążone, b. wysoko obciążone

PARAMETRY ŻŁOŻA:

1) Obciążenie hydrauliczne złoża m³/m²_pow.złoża*h

2) Obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń g_BZT/m³*d

Podstawowe typy złoża biologicznego rys 3

Złoża najczęściej są wbudowane w ziemię dzięki temu nic nie zamarza w zimie. Nie powinno się go zadaszać gdyż nie ma przepływu powietrza, trzeba by było wymusić. Sztuczna cyrkulacja łączy się z kosztami. Złoża zraszane i wysoko obciążone wyglądają tak samo jak szkic powyżej.

Złoża na przemian pracujące:

1.W pierwszym złożu bakterie zjadają wszystkie zanieczyszczenia łatwo rozkładalne = złoże wysoko obciążone

2.Bakterie nie mają wyboru zjadają pozostałe zanieczyszczenia = złoże niskoobciążone

Złoża te wspólnie tworzą złoże średnio obciążone. Po pewnym czasie zmienia się kolejność pracy złóż i 1 staje się 2. Największym problemem jest awaryjność takiego układu i żywotność pomp

ZŁOŻE SCHULTZA modyfikacja Rzepczyńskiego:

Mechanizm natleniania:

Tlen pobierany jest z powietrza, które jest w ciągłym ruchu. Napowietrzanie złoża przebiega w sposób naturalny: a) t_ść > t_p ścieki ogrzewają powietrze, które unosi się do góry; b) t_ść < t_p ścieki ochładzają powietrze, co powoduje jego przepływ do dołu.

Trzeba dbać o otwory wentylacyjne, tak by nie dochodziło do ich zapychania - gdyż może to powodować pogorszenie jakości oczyszczanych ścieków.

(wykres liniowy, [m/min] = [m³/m² * min]) Przy różnicy 2^oC ruch powietrza ustaje.

O₂ → 20% w powietrzu

ρ → 1,3 kg/m³

ν → 0,3*60*24 ≈ 440 m³/m² dobowy przepływ powietrza

ν_O2 → 440 * 0,2 * 1,3 ≈ 90 kgO₂/d dobowy dopływ tlenu do złoża

Ciekawostka: W 1968 roku w Ameryce zużycie wody wynosiło 700 l/osobę !

Tak więc myjcie się drogie dzieci, myjcie i wodę zużywajcie :)

Równomierne zasilanie powierzchni:

Złoże musi być zasilane równomiernie, ponieważ w innym przypadku nie wykorzystuje się całej powierzchni złoża.

Sposoby zasilania:

1. Tryskacze - im wyższy poziom ścieków w zbiorniku tym wypływ z tryskaczy jest większy. Zbiornik z budowy przypomina spłuczkę klozetową.

2. Zraszacz obrotowy - nadaje się tylko do złóż spłukiwanych, nie do zraszanych. Ważny jest też kształt złoża → tylko przekrój kołowy.

Wypływające ścieki mają duży pęd przez co napędzają ramiona zraszacza.

3. Zraszacze mechaniczne - pełna automatyzacja: można regulować prędkość wózeczka, ilość dysz, przepływ. Napęd może być elektryczny lub spalinowy.

Czas przepływu przez złoże:

Czas przepływu nie może spaść poniżej 20 minut gdyż organizmy nie będą miały czasu na zmagazynowanie i zjedzenia pożywienia. Badanie czasu może nastąpić przez ciecz znakową lub zastosowanie materiałów promieniotwórczych.

Recyrkulacja

R1 - recyrkulacja, która odpowiada za powtórne oczyszczanie ścieków jeżeli nie dostatecznie zostały oczyszczone, zamiast do odbiornika, ścieki trafiają powtórnie do złoża biologicznego→ rozcieńczanie ścieków; przy oczyszczalniach przemysłowych recyrkulacja utrzymywała wilgotność złoża

R2 - powtórne zaszczepienie osadu

R3 - recyrkulacja z osadnika wtórnego przed osadnik wstępny, np. przy denitryfikacji

Złoża denitryfikujące - w przypadku braku tlenu bakterią mogą go czerpać z tlenu związanego chemicznie. W tym momencie bakterie prowadzą denitryfikację. Uzyskuje się to przez uszczelnienie złoża - przykrywanie złoża szklana kopułą i zatkanie otworów.

OSAD CZYNNY (ACTIVATED SLUDGE)

Jest to zespół mikroorganizmów wolno pływających w ściekach, które wyrastają na mikroskopijnych cząstkach zawiesiny. Głównie bakterie zooglealne. Kłaczki o wielkości kilku mm nie połączone. Zapach ziemisty. Oprócz bakterii są jeszcze wrotki, nicienie i pierwotniaki. Utrzymują one konsystencję osadu czynnego - zjadają chore, stare i słabsze osobniki bakterii. Osad czynny stanowią bakterie, tlen i ścieki.

Rozruch - w ciągu pierwszego miesiąca bakterii jest za mało, więc należy je dobrze traktować:) Po miesiącu należy już usuwać nadmiar osadu.

PARAMETRY OASDU CZYNNEGO

1. Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń [gBZT5/g∙d]=Ładunek/zawartość osadu w komorze,

2. obciążenie komory ładunkiem zanieczyszczeń [gBZT5/m³∙d],

3. wiek osadu [d]= zawartość osadu w komorze [gs.m]/ilość osadu nadmiernego odprowadzonego w ciągu doby[g s.m/d],

4. stężenie osadu w komorze [g/m³],

5. indeks osadu [ml/g],

6. zawartość tlenu w komorze [gO₂/m³],

7.czas napowietrzania [h]-wynikowy,

8. ilość osadu nadmiernego [g/gBZT5],

9. efekt oczyszczania [% zmniejszenia BZT5],

10. przyrost ilości osadu [g s.m które przyrosły/g BZT5 usuniętego],

11 Zawartość sadu w komorze [g]

PARAMETRY ZŁOŻA

1. Obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń [gBZT5/m³∙d],

2. Obciążenie hydrauliczne [m³/m²∙h],

3. Efekt oczyszczania ścieków [% zmniejszenia BZT5],

4. Obciążenie powierzchni właściwej [gBZT5/m²∙d]

SCHEMAT UDUWANIA N i P

Amonifikacja - w warunkach tlenowych, beztlenowych, atoksycznych, zachodzi już w kanalizacji azot w zw organicznych przechodzi do azotu amonowego dzięki bakterią heterotroficznym. Utlenialność nie zmienia się, nie ma redukcji N_org→NH₄

Nitryfikacja- zachodzi w warunkach tlenowych , azot amonowy utlenia się do azotanów, azotynów, poprze bakterie autotroficzne (nitrosomonas i nitrobacter bakterie tlenowe wymagają rozpuszczonego tlenu nie potrzebują węgla organicznego do uzyskania energii. Ich źródłem węgla jest dw węgla.)NH₄→NO₂→NO₃ Asymilacja związków azotu- wszystkie organizmy uczestniczące w procesach biologicznego oczyszczania ścieków do swojego rozwoju i wzrostu potrzebują azotu. Wykorzystują azot w postaci azotu organicznego i amonowego, a przy jego braku korzystają azotanów. Asymilacji amoniaku towarzyszy spadek zasadowości ze względu na pojawiające się jony H+. Azot azotanowy wykorzystywany jest przez mikroorganizmy na potrzeby metabolizmu a proces jego przyswajania może przebiegać w warunkach tlenowych i beztlenowych. Polega on na redukcji azotanów do amoniaku, który dalej wbudowany jest w biomasę. W trakcie asymilacji azotanów w wyniku reakcji z dw węgla powstają jony OH- i wzrasta zasadowość środowiska. Defosfatacja - warunki anoksyczne redukcja azotanów i azotynów do azotu gazowego dzięki bakterią heterotroficznym fakultatywnym, które w warunkach tlenowych wykorzystują tlen do redukcji a gdy brakuje wykorzystują tlen z azotynów lub azotanów. Zmniejsza się stężenie azotu ogólnego.NO_3→→NO₂→NO→NOH→N₂

Zalety i wady osadu i złoża:

osad: +wyższa sprawność + zimą i latem taka sama sprawność- możliwość uciekania osadu w wyniku pęcznienia osad musi być kontrolowany,

złoże: +równomierne obciążenie, +mniejsza ilość osadu, -śmierdzi, -rozwój wyższych bakterii, muszek

---