oczyszczanie ścieków

5/11/2018 Oczyszczanie ścieków - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/oczyszczanie-sciekow 1/43

1

1. Wstęp.

1.1. Przedmiot opracowania

Niniejsze opracowanie obejmuje projekt koncepcyjny oczyszczalni ścieków miejskich. Przedmiotemopracowania jest dobór technologii i urządzeń stosowanych do oczyszczania ścieków i gospodarkiosadami w zakładzie.

1.2. Podstawa opracowania.

Podstawę opracowania stanowi temat ćwiczeń projektowych wydany przez prowadzącego.

1.3. Wykorzystane materiały.

Podczas wykonywania niniejszego opracowania skorzystano z następujących materiałów:

[1] Oczyszczanie ścieków. Bohdan Cywiński, Arkady Warszawa 1983r.

[2] Systemy oczyszczania ścieków. Krzysztof Bartoszewski, Wrocław 1981.

1.4 Ogólna charakterystyka ścieków miejskich dopływających do oczyszczalni.

Tabela 1. Skład ścieków surowych.

Wskaźnik Wartość

pH 7,5

Zawiesina

2303m

g

BZT5 230

32

m

gO

ChZT400

32

m

gO

Azot ogólny

463

m

gN



2

Azot Kiejdahla46

3m

gN

Azot amonowy 23 3m

gN

Fosfor ogólny

93m

gP

2. Obliczenie przepływów charakterystycznych ścieków miejskich.

Dane do obliczeńLiczba mieszkańców w okresie perspektywicznym – 100 000 tys.

Średni jednostkowy dopływ ścieków,Md

dm3

- 190

Średnie dobowe natężenie dopływu ścieków:

d

m

d

dm

Md

dmM Q śr d

ŚM

333, 1900019000000190100000

Średnie godzinowe natężenie dopływu ścieków:

sdm

h

m

d

mQQ śr d

ŚM śr h

ŚM

322079219000

24

1

24

1 33,,

Maksymalne godzinowe natężenie dopływu ścieków:

og śr h

ŚM hŚM N QQ ,max

gdzie og N - ogólny współczynnik nierównomierności przepływu ścieków. Współczynnik przyjęto

zgodnie z wytycznymi zawartymi w [1]. og N = 1,68

s

dm

h

mQ h

ŚM

33max 370133168,1792

Minimalne godzinowe natężenie dopływu ścieków:

min,min

h śr h

ŚM hŚM N QQ



3

gdzie minh N - minimalny współczynnik nierównomierności przepływu ścieków. Współczynnik

przyjąłem zgodnie z wytycznymi z [1]. 42,0min h N

s

dm

h

mQh

ŚM

33min 9333342,0792

2.1. Obliczenie równoważnej liczby mieszkańców ze względu na BZT5.

Równoważna liczba mieszkańców ze względu na BZT5

Sj BZT

Qdsr SM CBZT

RLM BZT 5

*55

gdzie 5 BZT jS - Wskaźnik jednostkowego ładunku BZT5,

Md

g . Wartość tego wskaźnika przyjęto na

podstawie [2].Md

gOS BZT

j2605

7283360

230*190005

BZT RLM , szt

2.2. Obliczenie niezbędnego stopnia oczyszczenia ścieków miejskich.

Niezbędny stopień oczyszczenia ścieków miejskich wyznaczyłem na podstawie rozporządzenia

Ministra Ochrony Środowiska i Zasobów Leśnych z dnia 22 listopada 2002 roku w sprawiewarunków, jakie należy spełnić przy odprowadzaniu ścieków do ziemi.

Tabela 2. Zestawienie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków ze względu na RLM.

* Wartości wymagane w ściekach odprowadzanych do jezior i ich odpływów.



4

a) BZT5

%905 BZT

100

5

55

5

',

BZT ŚM BZT BZT

ŚM BZT d

C C C

32'

, 23100

230902305 m

gOC BZT d

32''

, 155 m

gOC BZT d

'',

', 55 BZT d BZT d C C

b) ChZT

%75ChZT 100

',

ChZt

ŚM ChZT ChZT ŚM ChZT d C C C

32'

, 100100

40075400

m

gOC ChZT d

32''

, 125m

gOC ChZT d

',

'', ChZT d ChZT d C C

c) Zawiesina ogólna

%90og Z

100'

,

og

og og

og

Z

ŚM Z Z

ŚM Z d

C C C

3'

, 23100

23090230

m

g C

og Z d

3'', 35

m

g C

og Z d

',

'', og og Z d Z d C C

d) Azot ogólny

%80og N

100'

,

og

og og

og

N

ŚM N N

ŚM N d

C C C

3'

, 2,9100

468046m

gN C og N d



5

3'', 15

m g

C og N d

',

'', og og N d N d C C

e) Fosfor ogólny

%85og P

100'

,

og

og og

og

P

ŚM P P

ŚM P d

C C C

3'

, 35,1100

9859

m

gN C

og P d

3'', 2

m g

C og P d

',

'', og og P d P d C C

Tabela 3. Wyznaczenie wartości stężeń dopuszczalnych (Cd).

Wzkażnik Jednostka C’d , % C”d Cd BZT5 gO2/m

3 23 90 15 23ChZT gO2/m

3 100 75 125 125Zawiesina ogólna g/m3 23 90 35 35

Azot ogólny gN/m3 9,2 80 15 15Fosfor ogóln gP/m3 1,35 85 2 2

2.3. Wymagany skład ścieków oczyszczonych.

Wartości wskaźników ścieków oczyszczonych, odprowadzanych do odbiornika, nie będą przekraczaćwartości zawartych w tabeli 4.

a) zawiesina ogólna

= 0,7Com = Csm*(1- ) , g/m3 Com = 230*(1-0,7) = 69 g/m3

b) BZT5 = 0,3Com = 230*(1-0,3) = 161 g/m3

c) Azot kjeldahla = 0,2

Com = 46*(1-0,2) = 36,8 g/m

3



6

d) Zawartość azotu azotanowego0

e) Zawartość azotu amonowego = 0

Com = 23*(1-0) = 23 g/m3

f) Fosfor ogólny = 0,1Com = 9*(1-0,1) = 8,1 g/m3

g) Azot ogólny = 0,3Com = 36,8 + 0 = 36,8 g/m3

Obliczenia część mechaniczna.

1. Dobór kolektora doprowadzają cego ścieki do oczyszczalni.

Ścieki miejskie dopływać będą do oczyszczalni podziemnym kanałem zamkniętym. Kanał dobranotak, by spełnione były warunki prędkości przepływu i napełnienia kolektora.

Warunki przepływu ścieków w kolektorze.

Tabela 4. Parametry przepływu ścieków w dobranym kolektorze.

Parametr Jednostka QŚMm

in QŚMśr QŚM

max Średnica , d m 800Spadek , i ‰ 2

Wysokość napełnienia , h m 0,24 0,35 0,45Prędkość przepływu , v m/s 0,88 0,95 1,4



7

2. Dobór kanału powierzchniowego o przekroju prostokątnym.

Warunki przepływu ścieków w kanale powierzchniowym.

Tabela 5. Parametry przepływu ścieków w dobranym kolektorze.

Parametr Jednostka Q Mmin Q M

śr Q Mmax

Średnica , d m 600Spadek , i ‰ 2

Wysokość napełnienia , h m 0,2 0,38 0,46Prędkość przepływu , v m/s 0,78 0,96 1,08

3. Dobór kraty.

3.1. Ogólna liczba prześwitów.

k bhvQ

n max

gdzie: Qmax – przepływ godzinowy maksymalny, m3/s

b – szerokość prześwitów miedzy prętami b = 0,01m

h – napełnienie kanału przed kratami przy Qmax, h = 0,46m

vk – założona prędkość przepływu w przekroju krat vk = 0,7m/s

1157,046,001,0

37,0

n

3.2. Wymagana szerkokość komory krat.

mnb sn B ,)1(

gdzie: s – grubość prętów s = 0,01m

m B 29,201,011501,0)1115(



8

3.3. Dobór kraty.Dobrano 2 kraty KUMP-1200-2,2 + 1 rezerwową.

3.4. Prędkość rzeczywista w przekroju krat.

sb s Brzrz

, szt

rzhb

QhSM V rz *max*

max , m/s

gdzie:rz n - rzeczywista liczba prześwitów, szt.

rz B - rzeczywista szerokość komory krat lub suma szerokości komór krat gdy dobranowięcej niż jedną kratę (p. 3.3), m s - grubość prętów (p. 3.2), mrz v - rzeczywista prędkość przepływu w przekroju krat, m/shmaxŚM Q - maksymalny godzinowy przepływ ścieków, m3/sb - szerokość prześwitów między prętami (p. 3.1), mmax h - wypełnienie kanału powierzchniowego przed kratą, przy przepływie hmaxŚM Q , m

5,120

01,001,0

01,04,2

rz , szt

67,05,120*46,0*01,0

37,0V rz , m/s

3.5. Strata ciśnienia przy przepływie przez kratę.

g V rz K hk 2

2* , m

gdzie:k h - strata ciśnienia przy przepływie przez kratę, przy hmax

ŚM Q , mrz v - rzeczywista prędkość przepływu w przekroju krat (p. 3.4), m/s

g - przyspieszenie ziemskie, m/s2

K - współczynnik oporu wywołanego zatrzymanymi skratkami (tabela B5), – - współczynnik oporu miejscowego, –

przy czym:



9

3

4

)(b

s

gdzie:- współczynnik o wartości zależnej od kształtu prętów (tabela B5), –

s - grubość prętów (p. 3.2), mb - szerokość prześwitów między prętami (p. 3.1), m

42,2)01,0

01,0(42,2 3

4

17,081,9*2

67,0 242,2*3 hk , m

Wartości współczynników wykorzystywanych przy obliczeniu straty ciśnieniaprzy przepływie przez kratę.

4. Obliczenie piaskownika o przepływie poziomym.

4.1. Dobór kanału zwężkowego Venturiego.

Tabela 6. Charakterystyczne wypełnienia w kanale przed zwężką numer 6.

Przepływ ścieków , Q M Wypełnienie , hdm3/s cm

QŚMmin

93 29I przepływ pośredni 156,5 40

QŚMśr

220 50

II przepływ pośredni 295 62QŚM

m

ax

370 70



10

Obliczenie współczynnika zwężki:

H Brz

QhSM k

2/3

max*

2*

max

gdzie:k - współczynnik zwężki, – k n - liczba komór przepływowych piaskownika, 13 k n , zalecane: 2 k nhmax

ŚM Q - maksymalny godzinowy przepływ ścieków, m3/s2 B - szerokość przeężenia zwężki, mmax H - wypełnienie kanału przed zwężką, przy przepływie hmax

ŚM Q , m

9,07,0*35,0*2

37,02/3k

4.2. Projekt przekroju poprzecznego piaskownika.

2/1223 H

v p

Bk B

gdzie: B - szerokość komory piaskownika, mk - współczynnik zwężki, – 2 B - szerokość przewężenia dobranej zwężki, m p v - zalecana prędkość przepływu ścieków w piaskowniku, v m s p = 0,3 /s H - wypełnienie kanału przed zwężką, m

Tabela 7. Współrzędne parabolicznego kształtu przekroju poprzecznego komory

piaskownika, wyznaczone wg równania 2/122

3 H

v p

Bk B

Obliczeniowy przepływ ściekówQŚM/ k

WypełnienieII*

Szerokość komory

B B/2dm3/s m m m

Q Mmin/ 46,5 0,29 0,85 0,43

I przepływ pośredni / 78,3 0,4 1 0,5Q M

śr/ 110 0,5 1,12 0,56II przepływ pośredni / 148 0,6 1,21 0,61

Q Mm

ax/ 185 0,7 1,32 0,66



11



12

Tabela 8. Sprawdzenie poziomej prędkości przepływu w piaskowniku ( v m s p = 0,25 ¸ 0,35 / ).

Obl. przepływ ścieków.

k

QSM Qobl

Wypełnienie

H

Przekrójprzepływowy.

H

b g bd F *2

Prędkoś przepływu.

F

Qobl V p

m3/s m m m/sQŚM

min/ 0,047 0,29 0,18 0,26I przepływ pośredni / 0,783 0,4 0,27 0,29

QŚMśr/ 0,11 0,5 0,37 0,3

II przepływ pośredni / 0,148 0,6 0,47 0,31Q M

m

ax/ 0,185 0,7 0,59 0,31

4.3. Wyznaczenie powierzchni rzutu poziomego i długości piaskownika.

Vobl

hŚM

Q A

max

gdzie:r A - powierzchnia rzutu poziomego piaskownika, m2hmaxŚM Q - maksymalny godzinowy przepływ ścieków, m3/sobl v - obliczeniowa prędkość opadania ziaren piasku , m/s

1,840044,037,0 A , m2

długość piaskownika:

Bn Ar L

max , m

gdzie: L - długość piaskownika, mr A - powierzchnia rzutu poziomego piaskownika, m2k n - liczba komór piaskownika (p. 4.1), – max B - przyjęta maksymalna szerokość komory piaskownika (p. 4.2), m

9,3132,12

1,84

L , m



13

Poprawność doboru długości piaskownika:

Q

h

SM

L F k t p max

*max* , s

gdzie: p t - czas przepływu ścieków przez piaskownik, s ( t s p = 60 ¸120 )k n - liczba komór piaskownika (p. 4.1), – F max - maksymalna powierzchnia przekroju poprzecznego komory piaskownika,odpowiadająca największemu z przepływów obliczeniowych, zgodnie z tabelą B8(p. 4.2), m2 L - przyjęta długość piaskownika, m

QhSM

max - maksymalny godzinowy przepływ ścieków, m3/s

7,10137,0

9,31*59,0*2 t p , s

5. Dobór osadnika wstępnego o przepływie poziomym.

5.1. Parametry projektowe osadnika wstępnego.

Głównymi parametrami projektowymi osadników są:- czas przetrzymania ścieków w osadniku – t , h-

- obciążenie hydrauliczne powierzchni osadnika – h O , m3/m2×h

5.2. Dobór osadnika.

Oh

Qhsr SM

F oscz , m2

*Qhsr SM V os

cz , m3

F oscz

V oscz H oscz , m

gdzie:

F oscz - wymagana powierzchnia czynna osadników wstępnych, m2

V oscz - wymagana objętość czynna osadników wstępnych, m3

H oscz - wymagana głębokość czynna osadnika wstępnego, m

Qhsr SM - średni godzinowy przepływ ścieków miejskich, m3/h

Oh - obciążenie hydrauliczne powierzchni osadników wstępnych

- czas przetrzymania w osadnikach wstę pnych, 2 h



14

Wymagana średnica osadnika:

n F oscz

Dosn

4, m

gdzie: Dos

n - średnica osadnika netto, m

n - liczba osadników, n ³ 2

Obliczenia:

7921

792 F os

cz , m2

15842*792 V oscz , m3

2792

1584 H os

cz , m

5,2214,32

7924

Dosn , m

Przyjęto 2 osadniki radialne OR ws24 i jeden rezerwowoy o tych samych parametrach.

Średnica osadnika D = 24 m

Średnica komory centralnej Dz = 3 m

Średnica leja osadowego D1 = 4,5 m

Wysokość czynna Hcz = 2 m

Wysokość strefy zaburzeń Hz = 0,6 m

Wysokość warstwy osadowej Hs =0,6 m

Wysokość ściany bocznej H = 3,3 m

Wysokość komory osadowej H2 = 3,3 m

Powierzchnia czynna A = 445 m2

Pojemność czynna Vcz = 891 m3

Pojemność leja osadowego V = 20,1 m3



15

5.3. Sprawdzenie poprawności doboru osadnika.

F osczn

śr hŚM

Q

hO

,

,hm

m

*2

3

śr hŚM

cz

Q

V n,

, h

gdzie:Ohr - rzeczywiste obciążenie hydrauliczne powierzchni osadników wstępnych, m3/m2×h r - rzeczywisty czas przetrzymania w osadnikach wstępnych, h

n - liczba dobranych osadników wstępnych, – Fcz - powierzchnia czynna dobranego osadnika wstępnego (tabela B10), m2Vcz - objętość czynna dobranego osadnika wstępnego (tabela B10), m3

Q

hsr

SM - średni godzinowy przepływ ścieków miejskich, m3/h

9,04452

792

hO ,

hm

m

*2

3

25,2792

8912

, h

5.4. Częstotliwość spustu osadów z osadników wstępnych.

V LnV os N os *

, d-1

1,20*1

27,58 N os = 2,8 ≈ 3

gdzie: Nos - wymagana liczba spustów w ciągu doby, – Vos - dobowa objętość osadów zgromadzonych w leju osadnika wstępnego – w wypadku procesu trójfazowego osadu czynnego dotyczy wyłącznie osadu wstępnego( OS wst V = Q – część D, p. 1.2, formuła (3)), m3/d

n - liczba dobranych osadników, – VL - objętość leja osadowego przyjętego osadnika wstępnego, m3



16

Część biologiczna oczyszczalni ścieków.



17

2. Obliczenie komory napowietrzania (KN).

2.1. Stężenie obliczeniowe BZT5.

333322225555 130,60,423

m

g

m

g

m

g

m

g C C C C

OOOO BZT zaw

BZT ref

BZT dop

BZT Obl

2.2. Czas napowietrzania.

d g

g

m

g

m

g

g

g m

g

d C K Y

C q

sm

O

OO

O

sm

O

BZT

Obl

H H

t

BZT Obl

H H

2

22

2

2

5

5

2498,0

)1376(0,1

131

711,1

)(33

3max

74,424*1975,02498,03000

13161

nt , [h]

2.3. Objętość komór napowietrzania.

n śr d

ŚM k t QV , , [m3]

753,31975,019000 k V , [m3]

2.4. Wiek osadu tlenowego.

d

d d g

g

g

g K qY WO

sm

O

O

sm H d

H H t

T 35,41

0175,02498,00,1

11

2

2

2.5. Przyrost heterotrofów.

d

kg

d m

g d

d

m

WO

X t Q X sm

sm

T

H an

śr d ŚM H

a 93,258735,41000

30001975,019000

1000

3

3

,

2.6. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów.

d

kg

d

kg

g

g

g

g X f a N N sm

sm

smo

smo

N H aV 82,22283,25877,0123,011



18

2.7. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów.

07,25

19000

82,22210008,36190003

3

3

1

d

md

kg

m

g

d

m

C

N N

Nkhb

kl

2.8. Sprawdzenie WOmin (tj. WO wymaganego do nitryfikacji).

N d

N b

N N b

N K C K C WO

111max

min )(

1

d d m

g m g

m g

d WO N N N 97,61436,0

1

10175,0)07,250214,0(07,2511612,0

1

1

333

min

i dalej wg obliczeń pkt 2.2 do 2.8



19


przyjęto:

d g

g q

sm

O H

2160,0

3

3

2

2

2

2

22

5 84,7

0,1160,01

711,1

0,176160,0

m

g

g

g

d g

g

d

g

g

m

g

d g

g

C O

O

sm

sm

O

O

smO

sm

O

BZT Obl

Przyjęto 325 0,7

m g C O BZT

Obl

d g

g q

sm

O H

21443,0

)776(1

7*711,1

54,824*3557,0

1443,03000

7161

nt , [h]


n śr d

ŚM k t QV , , [m3]

67583557,019000 k V , [m3]

2.4. Wiek osadu tlenowego.

d

d d g

g

g

g K qY WO

sm

O

O

sm H d

H H t

T 89,710175,01443,00,1

11

2

2


d

kg

d m

g d

d

m

WO

X t Q X sm

sm

T

H an

śr d ŚM H

a 69,256989,71000

30003557,019000

1000

3

3

,



20


d

kg

d

kg

g

g

g

g X f a N N sm

sm

smo

smo

N H aV 25,22169,25697,0123,011


15,25

19000

25,22110008,3619000

3

3

3

1

d

md

kg

m

g

d

m

C

N N

Nkhb

kl


N d

N b

N N b

N K C K C WO

111max

min )(

1

d

d m

g

m

g

m

g

d

WO N N N

96,61436,01

10175,0)15,250214,0(15,25

11612,0

1

1

333

min

Ponieważ założony wiek osadu tlenowego jest dłuższy od wymaganego przez bakterie nitryfikacyjne,proces nitryfikacji będzie mógł zachodzić.

2.9. Stężenie Nkh w ściekach po nitryfikacji.

3

3

max

11 18,0

89,7

110175,0

11612,0

89,7

110175,00214,0

1

1

4

m

g

d d d

d d m

g

WO K

WO K K

C C kl NH kl N

N

T

N d

N

T

N d

N

N

n N n

2.10. Stężenie azotanów po nitryfikacji.

33331113333 97,240)18,015,25()(

m

g

m

g

m

g

m

g C C C C NO NOkl kl NOkl kl NO

N N N N N

OM N n

N b

N

n

2.11. Stężenie nitryfikantów w KN.

3

33111

1 95,69

)89,7

1

0175,01(3557,0

18,015,251,089,742,1

)1(

)(

m

g

d d d

m

g

m

g

g

g d

g

g

WO K t

C C Y WO z X sm

N N

N

smo

smo

sm

T N d n

Nkl n

Nkl b

N t T N

a

kl kl



21

1 z - Współczynnik przeliczeniowy suchej masy organicznej na suchą masę.

smo

sm

v g g

f z 42,1

7,011

1

2.12. Przyrost nitryfikantów.

d

kg

d m

g d

d

m

WO

X t Q X sm

sm

T

N an

śr d ŚM N

a 92,5989,71000

95,693557,019000

1000

3

3

1,

1

2.13. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów.

d

kg

d

kg

d

kg

g

g

g

g X X f a N N sm sm

sm

smo

smo

N N

a

H

aV 41,226)92,5969,2569(7,0123,0)(

122

2.14. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN.

001,1999,01

2

N

N

001,1023,125,221

41,226999,0

1

2

d kg

d

kg

N

N

N

N

Gdy warunek 2.14 nie jest spełniony należy wykonać 2 przybliżenie dot. usuwania związków azotu, podstawiając w pkt 2.7 w miejsce ΔN1-ΔN2.

2.7’. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów.

88,2419000

41,22610008,3619000

3

3

3

2

d

md

kg

m

g

d

m

C

N N

Nkh

b

kl

2.8’. Sprawdzenie WOmin (tj. WO wymaganego do nitryfikacji).

97,6min WO

minWOWOT .

2.9’. Stężenie Nkh w ściekach po nitryfikacji.



22

3

3

max

22 18,0

89,7

110175,0

11612,0

89,7

110175,00214,0

1

1

4

m

g

d d d

d d m

g

WO K

WO K K

C C kl NH kl N

N

T

N d

N

T

N d

N

N

n N n

2.10’. Stężenie azotanów po nitryfikacji.

33332213333 7,240)18,088,24()(

m

g

m

g

m

g

m


N N N N N

OM N n

N b

N

n

2.11’. Stężenie nitryfikantów w KN.

3

33111

1 18,69)89,7

10175,01(3557,0

18,088,241,089,742,1

)1(

)(

m

g

d d

d

m

g

m

g

g

g d

g

g

WO K t

C C Y WO z X sm

N N

N

smo

smo

sm

T N d n

Nkl n

Nkl b

N t T N

a

kl kl

1 z - Współczynnik przeliczeniowy suchej masy organicznej na suchą masę.

smo

sm

v

g g

f z 42,1

7,011

1

2.12’. Przyrost nitryfikantów.

d

kg

d m

g d

d

m

WO

X t Q X sm

sm

T

N an

śr d ŚM N

a 26,5989,71000

18,693557,019000

1000

3

3

1,

1

2.13’. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów.

d

kg

d

kg

d

kg

g

g

g

g X X f a N N sm sm

sm

smo

smo

N N a

H aV 35,226)26,5969,2569(7,0123,0)( 122

2.14’. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN.

001,1999,02

3

N

N



23

999,041,221

35,226999,0

1

2

d

kg d

kg

N

N

N

N

215. Skład ścieków po KN.

3255 7

m

g C C

O BZT Obl

BZT OBN

Azot Kiejdahla

318,04

m

g C C N

N

OBN N OBN

NH Kl

Azot azotanowy

31333 7,24

m

g C C NO NO NO

N N

n

N

OBN

II (iteracja 2: obliczenie KD-KN).

1. Obliczenie komory denitryfikacji (KD).

1.1. Skład ścieków dopływają cych do KD.

325 161

m

g C

O BZT OM

Azot Kiejdahla

38,36

m

g C N N

OM kl

Azot azotanowy

37,2433

m

g C C N

N

OBN

N

OM NO NO



24

1.2. Masa azotu do denitryfikacji.

masa - N- NO3- w dopływie do KD:

d

kg

d

m

m

g QC Ł N N śr d

ŚM

N

OM

N

OM NO NO 3,46910190007,2410 3

3

33,33

dopuszczalna masa Nog w odpływie z oczyszczalni:

3, 10)( 3 śr d

ŚM N OB

N

OB N OB QC C Ł kl NOog

2281019000)210( 3 og N OB Ł

przyjęto:

masa azotu do denitryfikacji :

19010 3*19000*10310,3

śr d ŚM

Q NO

N

OBC og

N

OB Ł

d

kg

d

kg

d

kg

Ł Ł ŁN N N

N

OB

N

OM

N

DN NO NO

3,2791903,46933

1.3. Parametry technologiczne komory denitryfikacji.

wymagana ilość biomasy w KD:

smo

smo

N

N

D

N DN

D kg

d g

g d

kg

q

Ł X 9,7070

0395,0

3,279

objętość KD:

3

33

31,3367

1030007,0

9,7070

10m

m

g

g

g kg

X f

X V

sm

sm

smo

smo

DV

D D



25

czas przetrzymania w KD:

hd

d

m

m

Q

V t

śr d ŚM

D D 32,418,0

19000

1,33673

3

,

przyrost masy osadu w KD:

d

kg

d

kg

d

kg

g

g ŁY X sm smo N

N

smo N DN D D 1814,1273,279456,0

1.4. Bilans zwią zków azotu po denitryfikacji.azot wbudowany w biomasę w KD:

33

3

,

31 82,0

19000

104,127123,010

m

g

d

m

d

kg

g

g

Q

X aC N

smo

smo

N

śr d ŚM

D N D

azot zdenitryfikowany:

33

3

,

39,15

19000

103,27910m g

d

md

kg

Q ŁC N

N

śr d SM

N DN N DN

azot w dopływie do KN:

33398,3582,08,36

m

g

m

g

m

g C C C N N N N

DN N OM

N OBD

kl kl

1.5. Bilans zwią zków węgla po denitryfikacji.

ubytek BZT5 w wyniku denitryfikacji:

33

33

,

31 23

5

5 81,33

19000

103,23,27910

m

g

d

m

g

g

m

kg

Q

n ŁC O N

BZT N

śr d ŚM

N DN BZT

D NO

gdzie: n1 - jednostka zużycia BZT5 podczas denitryfikacji

3

23,21

NO N

O

g g n



26

BZT5 po denitryfikacji:

333222555 19,12781,330,161

m

g

m

g

m

g C C C

OOO BZT D

BZT OM

BZT OBD

1.6. Skład ścieków po KD.

3255 19,127

m

g C C

O BZT OBD

BZT OM

Azot Kiejdahla

398,35

m

g C C N N

OBD N OM

kl kl

Azot azotanowy

303

m g

C N N

OM NO

2. Obliczenie komory napowietrzania.

2.1. Skład ścieków dopływają cych do KN.

3255 19,127

m g C C O BZT

OBD BZT OM

Azot Kiejdahla

398,35

m

g C C N N

OBD N OM

kl kl

Azot azotanowy

303

m

g C N

N

OM

NO


][72,628,01443,03000

719,127hd t n


33

, 532028,019000 md

mt QV n

śr d ŚM k



27

2.4. Wiek osadu.

WOT = 7,89


d

kg

d m

g d d

m

WO

X t Q X sm

sm

T

H an

śr d ŚM H

a 8,202289,71000

300028,019000

1000

3

3

,


d

kg

d

kg

g

g

g

g X f a N N sm

sm

smo

smo

N H aV 2,1748,20227,0123,011


śr d ŚM

N OM

śr d ŚM

N

OM N b

N b Q

N C QC C C

kl

NOkl

,1

,

11

10003

33

3

3

1 81,26

19000

2,174100098,3519000

m

g

d

md

kg

m

g

d

m

C N

N N

N b

kl


97,6min WO

minWOWOT

2.9. Stężenie NKh w ściekach po nitryfikacji.

3

3

max

11 18,0

89,7 110175,011612,0

89,7

110175,00214,0

1

1

4

m

g

d d d

d d m

g

WO K

WO K K

C C kl NH kl N

N

T

N d N

T

N d

N

N

n N n

2.10. Stężenie azotanów po nitryfikacji.

33331113333 63,260)18,081,26()(

m

g

m

g

m

g

m


N N N N N

OM N n

N b

N

n

2.11. Stężenie nitryfikantów w KN.

3

33111

1 2,93)89,710175,01(28,0

18,081,261,089,742,1

)1(

)(

m

g

d d

m

g

m

g

g

g d

g

g

WO K t

C C Y WO z

X

sm

N N

N

smo

smo

sm

T N d n

N n

N b

N t T N

a

kl kl

kl kl



28

2.12. Przyrost nitryfikantów.

d

kg

d m

g

d

m

WO

X t Q X sm

sm

T

N an

śr d ŚM N

a 8,6289,71000

22,9328,019000

1000

3

3

1,

1

2.13. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów.

d

kg

d

kg

d

kg

g

g

g

g X X f a N N sm sm

sm

smo

smo

N N a

H aV 6,179)8,628,2022(7,0123,0)( 122

2.14. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN.

001,1999,0

1

2

N

N

001,1031,12,174

6,179999,0

1

2

d

kg d

kg

N

N

N

N

Gdy warunek 2.14 nie jest spełniony należy wykonać 2 przybliżenie dot. usuwania związków azotu, podstawiając w pkt 2.7 w miejsce ΔN1-ΔN2.

2.7’. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów.

śr d ŚM

N OM

śr d ŚM

N

OM N b

N b Q

N C QC C C

kl

NOkl

,1

,

11

10003

33

3

3

2 52,26

19000

7,179100098,3519000

m

g

d

md

kg

m

g

d

m

C N

N N

Nkhb

kl

2.8’. Sprawdzenie WOmin (tj. WO wymaganego do nitryfikacji).

96,6min WO

minWOWOT



29

2.9’. Stężenie NKh w ściekach po nitryfikacji.

3

3

max

11 18,0

89,711

0175,01

1612,0

89,7

110175,00214,0

1

1

4

m

g

d d d

d d m

g

WO K

WO K K

C C kl NH kl N

N

T

N d

N

T

N d

N

N

n N n

2.10’. Stężenie azotanów po nitryfikacji.

33331113333 34,260)18,052,26()(

m

g

m

g

m

g

m


N N N N N

OM N n

N b

N

n

2.11’. Stężenie nitryfikantów w KN.

3

33

1111 2,92)89,7

10175,01(28,0

18,052,261,089,742,1

)1(

)(

m

g

d d

m

g

m

g

g

g d

g

g

WO K t

C C Y WO z X sm

N N

N

smo

smo

sm

T N d n

N

n

N

b

N

t T N a

kl kl

kl kl

2.12’. Przyrost nitryfikantów.

d

kg

d m

g

d

m

WO

X t Q X sm

sm

T

N an

śr d ŚM N

a 2,6289,71000

2,9228,019000

1000

3

3

1,

1

2.13’. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów.

d kg

d kg

d kg

g g

g g X X f a N N sm sm

sm

smo

smo

N N a

H aV 5,179)2,628,2022(7,0123,0)( 122

2.14’. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN.

001,1999,02

3

N

N

999,06,179

5,179

2

3999,0

d

kg d

kg

N

N

N

N

2.15. Skład ścieków po KN.

BZT5

325 7

m

g C O BZT

OBN

Azot Kiejdahla



30

318,04

m

g C C N N

OBN

N

OBN kl NH

Azot azotanowy

33344,109,1534,2633

m

g

m

g

m

g C C C N N N N

DN

N

n

N

OBN NO NO

)3/5,0(3/44,01044,10CNo3OB

CNo3

OBN

mgNmgN

śr d ŚM

N zalż

N OBN

N OB QC C Ł NO NO NO ,333

d

kg

d

m

m

g

m

g Ł N N N

N

OB NO 62,710190001044,10 3

3

333

Zwiększono mase azotu do denitryfikacji.

3. Usuwanie fosforu na drodze biologicznej.

3.1. Fosfor wbudowany w przyrastają cą biomasę w KD i KN.

3,79)2,628,2022181(7,0*05,0)(**2 X N a X H

a X D f va P

3.2. Fosfor pozostały po wbudowaniu w biomasę.

93,319000

1*)103*3,7919000*1,8(

1*)103**(

Qdsr

SM

P Qdsr SM C Pog

OM C Pog OBr

4. Stężenia zanieczyszczeń po biologicznym oczyszczaniu.

4.1. Zawiesina.



31

4.2. BZT5.

238,14)20*19,0(475 C BZT OB

4.3. Azot amonowy.

COB NH+4 = Cn

Nkh = 0,18

4.4. Azot Kjeldahla.

COB Nkh = COB NH+4 + a1 * f v * COBzaw = 0,18+0,123*0,7*20 = 1,9

4.5. Azot azotanowy.

COB No3 = COBN

No3- = 10,44

4.6. Azot ogólny.

COB Nog = COB

Nkh + COBN No3- = 1,9+10,44 = 12,34 < 15

4.7. Fosfor ogólny.

3,93 + 0,05 * 0,7 * 20 = 4,63 > 2

5. Usuwanie fosforu w procesie chemicznego strą cania.

5.1. Dawka i zapotrzebowanie koagulantu.

)(5,0 C Pog S C Pog

OBr

M

P

cz

M K cz

Dk , g/m3

2,30)6,093,3(31

5625,0 Dk , g/m3

5.2. Stężenie fosforu ogólnego po chemicznym strą caniu.

5.3. Przyrost osadu z chemicznego strą cania.

1,30810 3*)6,093,3(87,4*1900010 3*)(*1* C Pog S C Pog

OBr pQdsr SM Xp

3,120*7,0*05,06,0**2 C zawOB f vaC Pog

S C Pog OBC



32

5.4. Przyrost osadu w KOCZ (KD i KN) po chemicznym strą caniu.

1,25741,3082,628,2022181 Xp X H a X D Xp Xa X

5.4. Przyrost osadu w KOCZ (KD i KN) po chemicznym strą caniu.

50,31,8687

1,2574*8,11*

V c

X WOc X

gdzie: WOc – całkowity wiek osadu aktywnego biologicznie, d

8,112266

10 3*)2,923000(1,868710 3*)(

X a

X N a X H

aV cWOc

1,868753201,3367 V KN V KDV c

Vc - objętość komór, w których zachodzi przyrost osadu czynnego

6. Sedymentacja osadu oraz recyrkulacja osadu (a) i azotanów ( b).

6.1. Obciążenie hydrauliczne osadnika wtórnego.

57,05,3

2

X

OzOh

6.2. Zawartość suchej masy w osadzie recylkulowanym.

6.3. Stopień recyrkulacji i przepływ osadu recyrkulowanego.

54,0

350010000

3500

X Xr

X

Qdsr SM

Q



33

1026019000*54,0* Qdsr SMQ , m3/d

6.4. Stopień recyrkulacji i przepływ strumienia azotanów.

41,119000*44,10

103*3,279

*3

103*)(

Qdsr SM C NO

OB

Ł N DN

Qdsr SM

Q

59,082,041,1)(

d mQdsr SMQ /31121019000*59,0*

7. Komora beztlenowa.

mQdsr SMt KBV KB

3157719000*083,0*

8. Napowietrzanie (KN).

8.1. Zapotrzebowanie tlenu.

5,461910 3*19000*)18,052,26(6,410 3*5320*)2,923000(7,0

*1,08,2022*7,0*42,110 3*19000*)1119,127(47,110 3*)22(6,4

10 3*)(7,0'**7,0*42,110 3**)55(47,12

Qdsr SM C Nkh

nC Nkhb

V KN X N a X H

ab X H aQdsr

SM C BZT OBr C BZT

OBD Z O



34

8.2. Zapotrzebowanie powietrza.

7063422,0*2928,1*23,0

5,4619

**2

2 K P powU O

Z O Zpow

, m3/d

przyjęto wydajność pojedynczego dyfuzora qd = 2,5 m3/h

14005,2*24

70634*2,1

*242,1

qd

Z pow n

, szt

Według wytycznych producenta konieczna liczba dyfuzorów wynosi:n’ = FKN * p

FKN – powierzchnia komór nitryfikacji FKN = 7*152 = 1064 p – zagęszczenie dyfuzorów wynosi 2,5 dyf/m2

n’ = 1064 * 2,5 = 2660 dyf



35

Należy przyjąć większą wartość spośród n i n’

2,5 dyf/m2 – 1 dyf/ 0,4 m2

0,4 m2 – 400000 mm2

mm5,632400000

Odległość miedzy dyfuzorami wynosi 632,5 mm.

Przujęto odległość między dyfuzorami 666,5 mm.

Po wykonaniu rysunku odczytano rzeczywista ilość dyfuzorów która wynosi 3619.

Oh

Qhsr

SM F oscz , m2

*Qhsr SM V os

cz , m3

F oscz

V oscz

H oscz , m

gdzie:

F oscz - wymagana powierzchnia czynna osadników wstępnych, m2

V oscz - wymagana objętość czynna osadników wstępnych, m3

H oscz - wymagana głębokość czynna osadnika wstępnego, m


Oh - obciążenie hydrauliczne powierzchni osadników wstępnych

- czas przetrzymania w osadnikach wstę pnych, 2 h

Wymagana średnica osadnika:

n F os

cz Dos

n4

, m

gdzie:

Dosn - średnica osadnika netto, m

n - liczba osadników, n ³ 2

Obliczenia:

139057,0

792F os

cz , m2



36

31684*792 V oscz , m3

3,21390

3168H os

cz , m

307,2914,32

13904 Dos

n , m

Przyjęto osadnik wtórny OR wt30. Sprawdzenie poprawności doboru osadnika.

F osczn

śr hŚM

Q

hO

,

,hm

m

*2

3

śr hŚM

cz

QV n

, , h

gdzie:Ohr - rzeczywiste obciążenie hydrauliczne powierzchni osadników wstępnych, m3/m2×h r - rzeczywisty czas przetrzymania w osadnikach wstępnych, h

n - liczba dobranych osadników wstępnych, – Fcz - powierzchnia czynna dobranego osadnika wstępnego , m2Vcz - objętość czynna dobranego osadnika wstępnego , m3


57,07002

792

hO ,

hm

m

*2

3

42,4792

17502

, h



37

GOSPODARKA OSADOWA

1. Bilans mas i objętości osadów.

1.1. Przyrost suchej masy osadu wstępnego i wtórnego (osad nadmierny).

10 3*)(* C zawOM C zaw

SmQdsr SM X wst , kgsm/d

X X wt , kgsm/d

gdzie:

305910 3*)69230(19000 X wst , kgsm/d

1,2574 X wt , kgsm/d

1.2. Objętość (przepływ) osadów surowych.

wst wst wst X wst Qwst *)100(

100*

, m3/d

wt wt wt X wt Qn *)100(

100*

, m3/d



38

gdzie:

27,581050*)95100(

100*30591

wst Qwst , m3/d

6,1711000*)5,98100(

100*1,2574

wt Qn , m3/d

1.3. Objętość (przepływ) osadów wstępnie zagęszczonych.

zbwt zbwt zb X

wt zg wst zg wst zg X

wst Q zb

nQ zg

wst Q z

zm *)100(

100*

*)100(

100*)(

, m3/d

gdzie:



39

24,701100*)92100(

10096,0*1,2574

1100*)92100(

10098,0*3059)(

Q zb

nQ zg wst Q z

zm , m3/d

1.4. Objętość (przepływ) osadu zmieszanego, przefermentowanego, zagęszczonego w zbiornikumagazynującym.

f f f X wt zb X wst zg Q f *)100(

100*)**(

, m3/d

gdzie:

4,401100*)92100(

10065,0*)1,2574*96,03059*98,0(

Q f , m3/d

1.5. Ilość osadu przefermentowanego, odwodnionego.

wswsws f X wt zb X wst zg Q f *)100(

100**)**(

, m3/d

gdzie:

2,18

1250*)77100(

100*96,0*)1,2574*96,03059*98,0(

Q f , m3/d



40

2. Dobór urządzeń.

Przeróbka osadów powstających w zaprojektowanym ciągu technologicznym oczyszczalni ścieków, z procesem trójfazowego osadu czynnego, wymaga zastosowania następujących obiektów i urządzeń:

- zagęszczacz grawitacyjny,

- zagęszczacz bębnowy,

- wydzielona komora fermentacyjna, zamknięta (WKFz),

- zbiornik magazynujący,

- wirówka sedymentacyjna,

- magazyn osadu.

2.1. Zagęszczacz grawitacyjny do pracy ciągłej.

t pQwst V zg * , m3

gdzie:

27,581*27,58 V zg , m3

Dobrano zagęszczacz stożkowy ZGPs-6.

2.2. Zagęszczacz bębnowy.

t p

Q

nt zb

t osQ zb * , m

3

/h

gdzie:



41

58,238

21,161*67 Q zb , m3/h

Dobrano zagęszczacz bębnowy KD 30-30.

2.3. Wydzielona komora fermentacyjna, zamknięta (WKFz).

mt f Q z zmV WKF

3,*

gdzie:

mV WKF 3,189627*24,70

Dobrano komore fermentacyjna WKFZ-15.

2.4. Zbiornik magazynujący – zagęszczacz grawitacyjny do pracy okresowej.

mt mQ zmV zm

3,*

gdzie:

mV m3,7,2103*24,70

Dobrano 2 zagęszczacze grawitacyjne pionowe z dnem płaskim typu ZGPp-6.



42

2.5. Wirówka sedymentacyjna.

hmt p

Q f

t w

t osQw /3,*

gdzie:

hmQw /3,3,115

4,40*

5

7

Dobrano wirówke sedymentacyjną firmy NOXON typu DC10.

2.6. Magazyn osadu odwodnionego.

Średnią dobową ilość osadu trafiającego do magazynu obliczono w p. 1.5.

2,181250*)77100(

100*96,0*)1,2574*96,03059*98,0(

Q f , m3/d

18,2*7 = 127,4 m3



43

Opis techniczny.

Rozpatrywany obiekt jest oczyszczalnią ścieków miejskich, zaprojektowaną dla obszaru oRLM=72833szt, średnim dobowym odpływie ścieków na poziomie 19000m3/d.

Ścieki doprowadzane są do oczyszczalni kolektorem kołowym o średnicy 80 cm, następnie są

transportowane kanałem powierzchniowym prostokątnym o szerokości 60 cm.

Pierwszym etapem oczyszczania ścieków jest oczyszczanie mechaniczne. W tym celu ścieki przechodzą przez kraty oddzielające ścieki od zanieczyszczeń stałych. Dobrano dwie kraty (w tym jedną rezerwową) typu KUMP-1800-2,2 o szerokości 2,29 m. Ścieki następnie przechodzą przezzwężkę Venturiego (dobrano zwężkę nr 6. o współczynniku 0,37) i dwukomorowy piaskownik oszerokości Bmax =1,32 m i długości L =31,9 m. Ostatecznym etapem oczyszczania mechanicznegościeków jest osadnik wstępny. W oparciu o wymaganą powierzchnię i objętość czynną dobrano trzyosadniki radialne (dwa pracujące i jeden rezerwowy) typu OR WS24 o średnicy 24,0m, powierzchniczynnej 445m2 i objętości czynnej 891m3.

Kolejnym etapem oczyszczania ścieków jest oczyszczanie biologiczne. W oparciu o bilanssubstancji azotowych, BZT5, zawartości bakterii heterotroficznych i autotroficznych, zaprojektowano

7 pracujących bloków biologicznych o układzie KB->KD->KN, oraz 2 identycznych blokówzapasowych. Wymiary poszczególnych komór wynoszą:

- komora beztlenowa: H=5m, B=8,0m, L=5,60 m- komora denitryfikacyjna: H=5m, B=8,0m, L=12 m- komora nitryfikacyjna: H=5m, B=8,0m, L=19 mOstatecznie ścieki oczyszczone biologicznie trafiają do osadników wtórnych. Dokonano

doboru osadników wtórnych w analogiczny sposób do osadników wstępnych. Dobrano trzy (dwa pracujące i jeden rezerwowy) osadniki OW30, o parametrach: średnica-30m, powierzchnia czynna-700m2, pojemność czynna-1400m3.

W celu prowadzenia prawidłowej gospodarki osadowej dobrano następujące urządzenia:- zagęszczacz grawitacyjny do pracy ciągłej (do osadów z osadnika wstępnego) typu

ZGPs-6- zagęszczacz bębnowy KD 30-30 (do osadu nadmiernego)- wydzielona komora fermentacyjna, zamknięta (WKFz, jedna pracująca, drugarezerwowa) – do przerobu zagęszczonych osadów wstępnych i nadmiernego, typuWKFz-15

- zbiornik magazynujący-zagęszczacz grawitacyjny do pracy okresowej, typu ZGP p6- wirówka sedymentacyjna NOXON typu DC10

Stężenie fosforu ogólnego przekroczyło dopuszczalną wartość równa 2 dlatego należało dokonaćchemicznego strącenie fosforu. W wyniku tego procesu wartość fosforu ogólnego wynosi 1,3.

oczyszczanie ścieków

Documents