UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W POZNANIU

WYDZIAŁ MELIORACJI I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KATEDRA INŻYNIERII WODNEJ I SANITARNEJ

PRZYDOMOWE OCZYSZCZALNIE ŚCIEKÓW

PROJEKT PRZYDOMOWEJ OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW WRAZ Z OCENĄ WARUNKÓW GRUNTOWO-WODNYCH

KLAUDIA KARTAWIK, GR. IW

INŻYNIERIA ŚRODOWISKA,

MAGISTERSKIE, ROK I

ROK AKADEM. 2012/13

TERMIN ODDANIA 19.06.2013 r

SPIS TREŚCI

1. Charakterystyka gospodarstwo agroturystycznego „Górale w piżamach”

   1. Lokalizacja i opis

1. Bilans ilościowy ścieków

   1. Wyposażenie gospodarstwa

   2. Zestawienie przyborów sanitarnych dla całego gospodarstwa

   3. Obliczenia ilości ścieków

2. Bilans jakościowy ścieków

3. Dobór osadnika gnilnego

4. Średni efekt oczyszczania po osadniku gnilnym dwukomorowym

5. Obliczanie objętości komory napowietrzania

   1. Obliczanie obciążenia osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych

   2. Obliczanie obciążenia objętości reaktora ładunkiem zanieczyszczeń organicznych

   3. Obliczanie ilości suchej masy osadu

   4. Obliczanie suchej masy osadu odprowadzanego z układu oczyszczania biologicznego

   5. Obliczanie pojemności komory osadu czynnego

6. Obliczanie współczynnika filtracji gruntu za pomocą rurki Kamieńskiego

7. Obliczanie drenażu rozsączającego

   1. Obliczanie obciążenia hydraulicznego drenażu (Laak 1986)

   2. Metoda dopuszczalnych obciążeń powierzchniowych

   3. Obliczanie dopuszczalnego obciążenia filtrów piaskowych (Laak 1986)

8. Obliczanie filtra piaskowego

9. Ocena warunków gruntowo – wodnych i wybór technologii oczyszczania ścieków

10. Opis techniczny przyjętej technologii

11. Dobór pomp ściekowych

12. Zestawienie materiałów

13. Część rysunkowa

Rys.1 - Mapa zasadnicza gospodarstwa (skala 1:1000)

Rys.2 - Osadnik gnilny (skala 1:50)

Rys.3 – Plan sytuacyjny przydomowej oczyszczalni ścieków (skala 1:100)

Rys.4 - Profil podłużny przydomowej oczyszczalni ścieków (skala 1:100)

Rys.5 – Przekrój przez drenaż odsączający (skala 1:50)

Załączniki

1. Charakterystyka gospodarstwa agroturystycznego

   1. Lokalizacja

Gospodarstwo położone jest we wsi Jałowice, w województwie lubuskim, w powiecie żarskim, w gminie Brody. Od najbliższej oczyszczalni ścieków w miejscowości Zasieki oddalone jest o ok. 22km.

1. Bilans ilościowy ścieków

   1. Wyposażenie gospodarstwa

Budynek piętrowy podpiwniczony z dachem dwuspadowym i poddaszem użytkowym. Wydzielona część dla gospodarzy domu oraz dla letników.

	GOSPODARZE	LETNICY
POMIESZCZENIA	3 pokoje	4 pokoje
	salon	salon
	kuchnia	kuchnia
	łazienka z WC	4 łazienki z WC
	garaż	garaż

Budynek położony jest przy drodze dojazdowej. Pas zieleni za budynkiem jest zadrzewiony. Gospodarstwo czynne cały rok. Do dyspozycji letników jest szereg atrakcji:

ATRAKCJE	meble ogrodowe	grill
	trampolina ogrodowa	ognisko
	bilard	3 rowery górskie
	huśtawka	Internet
	jazda konna	2 komputery stacjonarne
	bryczka (latem)	sanie (zimą)
	sanki	5 quadów

1. Zestawienie przyborów sanitarnych dla całego gospodarstwa

Pomieszczenie	Wyposażenie	Odpływy jednostkowe [dm^3/s]
GOSPODARZE	Łazienka	Umywalka
		Natrysk bez korka
		Wanna
		Pralka automatyczna do
	Kuchnia	Zlew kuchenny
	Ustęp	Ustęp spłukiwany ze zbiornikiem
LETNICY	Łazienka z ustępem	Umywalka x 4
		Natrysk bez korka x 4
		Ustęp spłukiwany ze zbiornikiem 6,0 l x 4
	Kuchnia	Zlew kuchenny
Suma:	10,6

Natężenie przepływu ścieków $Q_{\text{ww}} = k \bullet \sqrt{\sum_{}^{}\text{DU}} = 0,5 \bullet \sqrt{10,6} = 1,63\ \frac{\text{dm}^{3}}{s}$

gdzie:

k – współczynnik częstotliwości (dla korzystania nieciągłego k = 0,5)

- suma odpływów jednostkowych [dm³/s ]

1. Obliczenia ilości ścieków

Odbiorcy	LM	q	Qdśr	Nh	Nd	Qd max	Qh śr	Qh max	Qh max
-	-	dm^3/d	m^3/d	-	-	m^3/d	m^3/h	m^3/h	dm^3/s
GOSPODARZE	5	95	0,475	2	1,5	0,71	0,0297	0,059	0,0165
LETNICY	5	125	0,625	2	1,5	0,94	0,0391	0,078	0,0217
Suma	10	220	1,1			1,65	0,0688	0,138	0,0382

gdzie:

q – jednostkowa ilość ścieków [dm³/Md]

Nh, Nd – współczynniki nierównomierności godzinowej, dobowej

1. Bilans jakościowy ścieków

Obliczenia jakościowe:

1. Ładunki jednostkowe

BZT₅ = 60 [gO²/Md]

Zawiesina ogólna = 65 [g/Md]

Azot ogólny = 10 [g/Md]

Fosfor ogólny = 5 [g/Md]

2. Ładunki sumaryczne

[g/d]

1. Stężenia

$S = \frac{L}{Q_{ds}}\left\lbrack \frac{g}{m^{3}} \right\rbrack$

Źródło ścieków	LM	Qdś	Zawiesina ogólna	BZT5	Nc	Pog
			S	Ł	S	Ł
		[m^3/d]	[g/m^3]	[g/d]	[g/m^3]	[g/d]
GOSPODARZE	5	0,095	3421	325	3158	300
LETNICY	5	0,125	2600	325	2400	300
Suma	10	0,22	6021	650	5558	600

Równoważna liczba mieszkańców (RLM)

$RLM = \frac{\sum_{}^{}L_{BZT5}}{q} = \frac{600}{60} = 10$

q – ładunek jednostkowy BZT₅ [60g O₂/Md]

1. Dobór osadnika gnilnego

Użytkownicy	Parametr	Parametr	Wartość parametru	Współczynnik nierównomierności	Częstość wywożenia osadów	Ilość osadu
	Jednostka	[dm^3/M*rok]	[m^3]	[-]	[lata]	[m^3]
GOSPODARZE	Vos	80	0,4	1,5	1	2
	Vkoż	30	0,15	1,4		0,75
LETNICY	Vos	70	0,35	1,5		1,75
	Vkoż	20	0,1	1,4		0,5
SUMA =	1		5

[m³]

V_OSADNIKA = 5 m³ + 1,65 m³ = 6,65 m³

V_{CZ POW} = 0,25 m³

Zachowując miejsce na część powietrzną w osadniku, dobrano trzykomorowy, cylindryczny osadnik o całkowitej objętości 6,9m³

Obliczanie czasu zatrzymania ścieków

$t_{z} = \frac{V_{\text{cz}}}{Q_{\text{dmax}}} = \frac{6,9}{1,65} = 4,18\ \lbrack d\rbrack$

$t_{\text{zmax}} = \frac{V_{\text{cz}}}{Q_{\text{hmax}}} = \frac{6,9}{0,138} = 50\ \lbrack h\rbrack$

1. Średni efekt oczyszczania po osadniku gnilnym dwukomorowym

Stężenia i ładunki przed osadnikiem gnilnym 2 komorowym	Zawiesina ogólna	BZT5	Nc	Pog
	S	Ł	S	Ł
	[g/m^3]	[g/d]	[g/m^3]	[g/d]
GOSPODARZE	3421	325	3158	300
LETNICY	2600	325	2400	300
ΣŁ =		650		600
ΣSśr =	6021		5558
Średni efekt oczyszczania	50%	30%	8%	8%
Stężenia i ładunki po osadniku gnilnym 2 komorowym	Zawiesina ogólna	BZT5	Nc	Pog
	S	Ł	S	Ł
	[g/m^3]	[g/d]	[g/m^3]	[g/d]
GOSPODARZE	1711	163	2211	210
LETNICY	1300	163	1680	210
ΣŁ =		325		420
ΣSśr =	3011		3891

1. Obliczanie objętości komory napowietrzania

   1. Obliczanie obciążenia osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych

[kg BZT₅ / kg s.m.o.]

gdzie:

WO – wiek osadu czynnego = 10 dni

∆m – jednostkowy przyrost masy osadu czynnego = 0,8 [kg s.m.o. / kg BZT₅]

$A^{'} = \frac{1}{10 \bullet 0,8} = 0,125$ kg BZT₅/kg s.m.o.

1. Obliczanie obciążenia objętości reaktora ładunkiem zanieczyszczeń organicznych

[kg BZT₅ / m³/d]

gdzie:

z – stężenie osadu czynnego = 4 kg s.m.o. / m³

A = 4 • 0, 125 = 0, 5  kg BZT₅ / m³/d

1. Obliczanie ilości suchej masy osadu

[kg]

[g/d]

(gospodarze przebywają cały rok w gospodarstwie)

(letnicy przebywają cały rok w gospodarstwie)

L_BZT5 = 1 • 300 + 1 • 300 = 600 g/d = 0,6 kg/d

$G = \frac{0,6}{0,125} = 4,8\ $kg

1. Obliczanie suchej masy osadu odprowadzanego z układu oczyszczania biologicznego

[kg s.m.o. / d]

$G = \frac{4,8}{10} = 0,48\ $kg s.m.o. / d

1. Obliczanie pojemności komory osadu czynnego

[m³]

$V_{\text{KN}} = \frac{4,8}{4} = 1,2\ $m³

1. Obliczanie współczynnika filtracji gruntu za pomocą rurki Kamieńskiego

Metoda ta została opracowana przez Porcheta i G. N. Kamieńskiego i pozwala na bardzo proste i szybkie oznaczenie przybliżonej wartości współczynnika filtracji gruntów sypkich, zarówno w laboratorium, jak i w terenie. Zasada metody jest pomiar prędkości obniżania się zwierciadła wody przepływającej przez próbkę przy zmiennym (malejącym) ciśnieniu słupa wody. Przeźroczysta rurka o średnicy 55mm i długości 450mm, opatrzona jest w podziałkę milimetrową. Dno rurki jest perforowane i zabezpieczone włókniną.

• Wartość współczynnika filtracji oblicza się z zależności:

[mm/s]

• Wyniki pomiarów:

Lp.	Odcinek ∆H	Czas t	H0	Miąższość próbki l	kf
-	[mm]	[s]	[mm]	[mm]	[mm/s]
1	50	431	250	100	0,052
2	50	673	250	100	0,033
3	50	912	250	100	0,024
średnie kf =	0,036

1. 
   Obliczanie drenażu rozsączającego

   1. Obliczanie obciążenia hydraulicznego drenażu (Laak 1986)

[cm/d]

gdzie:

k_f – współczynnik filtracji gruntu = 0,0083 cm/s

= 3,031 cm/d

1. Metoda dopuszczalnych obciążeń powierzchniowych

[m]

gdzie:

q_dop – dopuszczalne obciążenie hydrauliczne na 1m² drenażu [m³/m²d]

B – szerokość dna wykopu = 0,5 m

h – miąższość warstwy wspomagającej pod drenażem = 0,3 m

m

Dobrano 3 dreny rozsączające o długości 49,5metra każdy, rozstawione co 2 metry

1. Ocena warunków gruntowo – wodnych i wybór technologii oczyszczania ścieków

Kryteria wyboru indywidualnego systemu doczyszczania i odprowadzania ścieków zależne od warunków miejscowych (Błażejewski 2003)

Czas wsiąkania wody w grunt [min/10mm]	ok. 2 min
Głębokość do maksymalnego poziomu wód gruntowych	2,5 m
Głębokość do warstwy gruntu nieprzepuszczalnego	3 m

1. Opis techniczny przyjętej technologii

• Na ciąg technologiczny przyjętej technologii składać się będą:

• Pion kanalizacyjny z wentylacją;

• Osadnik gnilny;

• Studzienka łącząca osadnik gnilny z drenażem rozsączającym;

• Drenaż rozsączający z kominkiem nawiewnym.

• Osadnik gnilny jest to zbiornik wyposażony w trzy komory:

• Komorę osadową;

• Komorę stabilizacyjną;

• Komorę klarowania z filtrem oczyszczającym.

• Studzienka łącząca osadnik gnilny z drenażem rozsączającym.

• Na drenaż rozsączający składa się zestaw 3 rur ⌀110.

• Jakość ścieków wstępnie oczyszczonych w osadniku gnilnym na odpływie z drenażu rozsączającego (Błażejewski 2003)

Rodzaj filtra	Stężenie zanieczyszczeń w odpływie [mg/dm^3]
	BZT5
Zakryty	< 10

1. Dobór pompy ściekowej

Dobrano pompę ogrodową zatapialną do ścieków firmy GRUNDFOS

Katalog pompy dołączony do projektu.

• Obliczanie liczby załączeń pompy

Poziom startowy pompy = 0,4 cm

Objętość ścieków w studzience (Ø100cm) przy poziomie startowym pompy:

3,14 m³ = 314 litrów (pojedyncza dawka ścieków)

Maksymalna liczba załączeń pompy podczas pobytu gospodarzy:

Q_dmax = 0,71 m³/d

Maksymalna liczba załączeń pompy podczas pobytu gospodarzy oraz letników:

Q_dmax = 0,94 m³/d

W przypadku niewystarczającej liczby dawek dziennych należy zmniejszyć poziom startowy pompy.

• Obliczenie pojemności drenów rozprowadzających

Dobrano trzy nitki drenów o średnicy 110 mm ( r = 5,5 cm )

Długość całkowita drenów

148,5 m

Powierzchnia przekroju drenów

0,0095 m²

Objętość drenów perforowanych

m³ = 1410 dm³

Dreny są w stanie przyjąć maksymalną dawkę ścieków równą 1410 dm³

1. Część rysunkowa

2. Rys.1 - Mapa zasadnicza gospodarstwa (skala 1:1000)

3. Rys.2 - Osadnik gnilny (skala 1:50)

4. Rys.3 – Plan sytuacyjny przydomowej oczyszczalni ścieków (skala 1:100)

5. Rys.4 - Profil podłużny przydomowej oczyszczalni ścieków (skala 1:100)

6. Rys.5 – Przekrój przez drenaż odsączający (skala 1:50)