POLITECHNIKA WARSZAWSKA

Wydział Inżynierii Środowiska

ĆWICZENIE PROJEKTOWE

Temat: Opracowanie koncepcji miejskiej mechaniczno - biologicznej oczyszczalni ścieków

Wykonał: Krzysztof Kosuń

MSU - II rok, sem. IV

Warszawa, czerwiec 2006

Dane wejściowe do projektu

1. Opracować koncepcję miejskiej mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków mając następujące dane:

1. liczba mieszkańców równoważnych RLM = 80000;

2. jednostkowa średnia dobowa ilość ścieków g_dśr = 0,135 m³/M*d (wskaźnik scalony);

3. współczynniki nierównomierności:

• N_dmax = 1,22;

• N_hmax = 1,44;

• N_hmin = 0,41;

4. jednostkowe ładunki zanieczyszczeń:

• CHZT = 120 g/M*d;

• BZT₅ = 60 g/M*d;

• zawiesiny ogólne = 65 g/M*d;

• azot ogólny (NTK) = 12 g/M*d;

• fosfor ogólny (NTK) = 1,8 g/M*d;

2. Jakość ścieków odprowadzanych do odbiorników wg obowiązujących przepisów;

Zakres opracowania obejmuje:

1. bilans ilości ścieków i ładunków zanieczyszczeń;

2. określenie wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków w odniesieniu do ChZT, BZT₅, zawiesin ogólnych oraz związków azotu i fosforu;

3. obliczenia wszystkich urządzeń technologicznych;

4. schemat technologiczny oczyszczalni.

Zakres opracowania obejmuje:

1. określenie stężenia zanieczyszczeń w odbiorniku po wymieszaniu ze ściekami;

2. schemat graficzny wyników obliczeń.

1. ILOŚĆ I JAKOŚĆ ŚCIEKÓW OCZYSZCZANYCH

1.1 Bilans ilości ścieków

1. średnia dobowa ilość ścieków:

2. maksymalna dobowa ilość ścieków:

3. średnia godzinna ilość ścieków:

4. maksymalna godzinna ilość ścieków:

5. minimalna godzinna ilość ścieków:

1.2 Ładunki i stężenia zanieczyszczeń w ściekach dopływających do oczyszczalni

1.3 Obliczenie wymaganego stopnia redukcji zanieczyszczeń

Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla oczyszczonych ścieków komunalnych, wprowadzanych do wód i do ziemi, wynoszą przy RLM < 100 000:

1. S_CHZT - < 125 g/m³

2. S_BZT5 - < 15 g/m³

3. S_z.og - < 35 g/m³

4. S_NTK - < 15 g/m³

5. S_P.og - < 2 g/m³

Wymagany stopień redukcji poszczególnych rodzajów zanieczyszczeń w projektowanej oczyszczalni ścieków:

2. DOBÓR URZĄDZEŃ DO MECHANICZNEGO OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

2.1 Wymiarowanie kanału dolotowego do oczyszczalni

1. maksymalna godzinowa ilość ścieków:

2. minimalna godzinna ilość ścieków:

Wymiarowanie kanału dolotowego należy tak przeprowadzić, aby zapewnić przepływ ścieków z prędkością gwarantującą warunki samooczyszczania (v > 0,6 m/s).

Zachowanie takiego warunku wymaga doboru odpowiedniego spadku kanału, określanymi z następujących zależności:

Przyjmujemy szerokość koryta ściekowego B = 400 mm.

Z nomogramu do obliczania prostokątnych koryt ściekowych dla przekroju prostokątnego

B = 400 mm odczytano:

(wartość mieści się w zalecanym zakresie 1 do 1,5)

Wszystkie parametry doboru koryta ściekowego mieszczą się w optymalnym zakresie. Dobieram koryto ściekowe B = 400 mm.

2.2 Dobór krat do wstępnego oczyszczania ścieków

Z tabelki:

m

mm

Dla zapewnienia przepustowości odpowiadającej maksymalnemu natężeniu dopływu ścieków Q = 790,56 m³/h, dobrano 2 kraty typ B - głębokość kanału 1100 mm (2_*395,28) pracujące równolegle o rozstawie lamin 4 mm.

B_KR = 500 mm

H_rz = 680 mm

(wartość mieści się w zalecanym zakresie 1 do 1,5)

2.3 Obliczenia ilości kratek

1. dobowa objętość kratek:

Do projektu przyjęto Vj_SKR=4 dm³/M x rok.

2. czas pracy krat:

3. minimalna wydajność prasy do kratek:

4. objętość kratek po sprasowaniu:

5. przekrój czynny krat:

Do projektu przyjęto v_kr=1,0 [m/s].

6. maksymalna szerokość komory krat:

Do projektu przyjęto v_min=0,4 [m/s].

7. liczba prześwitów i szerokość komory krat:

Do projektu przyjęto szerokość prześwitów b = 0,02 [m].

prześwitów

Ze względu na mechaniczne oczyszczanie przyjęto zwiększoną o 5% liczbę prześwitów. Ostatecznie, więc liczba prześwitów między prętami, powinna wynieść:

n = 20 prześwitów

8. rzeczywista szerokość komory:

Do projektu przyjęto grubość prętów o przekroju prostokątnym s = 0,01[m].

,

czyli szerokość komory

9. poprawione wymiary komory krat:

prześwitów

10. prędkość przepływu ścieków między prętami kraty przy przepływie godzinowym maksymalnym:

11. prędkość przepływu ścieków w komorze bezpośrednio przed kratą:

12. wysokość strat ciśnienia:

Do projektu przyjęto współczynniki k=3, β = 2,42 oraz pochylenie kraty względem poziomu α = 60°.

Do transportu kratek do prasy dobieram przenośnik spiralny PS 160 L = 4 m N = 0,75 kW, prasa typ I 1,5 m³/h, N = 1,5÷2,2 kW.

12. długość komory krat:

Długość rozszerzającego się odcinka przed komorą krat:

Długość zwężającego się odcinka kanału za kratką:

Całkowita długość komory krat:

2.4 Dobór piaskowników

1. dobór piaskownika:

Dla maksymalnego przepływu godzinowego dobrano piaskownik wirowy typu 3-30.

2. dobór separatora piasku

Dobrano separator piasku TYP W-I firmy Energopol:

3. dobór pompy do piaskownika wirowego:

Na podstawie danych producenta, do parametrów oczyszczalni dobieram pompę Amarex F65 - 210/140 GH z silnikiem 0,14V o mocy 1,3kW.

2.5 Obliczenia osadnika wtórnego

a) obliczenia pola powierzchni osadnika:

gdzie:

q_S - dopuszczalne obciążenie powierzchni osadnika objętością osadu,

V_S - objętość osadu,

Z - stężenie suchej masy osadu w reaktorze z osadem czynnym,

IO - indeks osadu,

RZ - stopień recyrkulacji osadu,

t_z - czas zagęszczania osadu w komorze osadowej.

przyjmujemy (zgodnie z wytycznymi):

q_v = 475 dm³/(m²h),

Z = 4 kg/m³,

IO = 130 dm³/kg,

RZ = 1,

t_z = 2 h.

podstawiając wartości do wzoru otrzymamy:

- warunek spełniony q_F ≤ 1,6 m/h

b) obliczenia objętości przepływowej osadnika radialnego:

przyjęto dwa osadniki wtórne: n = 2

- obliczamy powierzchnię jednego osadnika:

- głębokość osadnika

Strefa ścieków sklarowanych:

m

Strefa rozdziału i przepływu wstecznego

,

VSV - porównawcza objętość osadu.

m

Strefa prądów gęstościowych i gromadzenia:

m

Strefa zagęszczania i zgarniania osadu

m

Całkowita głębokość osadnika:

m

przyjęto głębokość osadnika H_D = 5,5 m

Obliczamy czas przepływu (przetrzymania) w osadniku:

;

Obliczenia stopnia recyrkulacji ścieków:

c) obliczenia strumienia osadu recyrkulowanego:

2.6 Denitryfikacja wstępna

Przepływ ścieków:

Ładunki zanieczyszczeń:

a) BZT₅

b) NTK

c) Pog.

d) Zawiesina ogólna

Temperatura: t = 12 ºC

Wiek osadu: WO = 12 dni

Jednostkowe przyrosty osadu (BZT): Δm = 1,04 [sm/kg BZT]

Obciążenie osadu czynnego:

Stężenie osadu: Z = 4 kg/m³

Przyrost osadu:

Obliczenia:

Całkowita objętość reaktora:

Wymagana ilość osadu:

Usuwanie azotu:

- ładunek NTK

- NTK w osadzie nadmiernym

- NTK w odpływie

Zakładam 2 [g/m³]

- do nitryfikacji

- jednostkowa zdolność do denitryfikacji:

- przyjęto

- odczytano z nomogramu

- zdolność do denitryfikacji:

- zawartość azotanów w odpływie:

- zawartość azotu ogólnego w odpływie:

- warunek spełniony

- stopień redukcji azotanów:

- minimalny stopień recyrkulacji:

Usuwanie fosforu:

- ładunek P_og

- P_og w osadzie nadmiernym

- P_og w odpływie

- do chemicznego usunięcia

- przyrost osadu P_og

- dobowe zużycie koagulantu PIX:

- dawka koagulantu PIX:

Obliczanie wartości OC:

- oddychanie endogenne:

- rozkład substancji organicznych:

- nitryfikacja:

- denitryfikacja:

RAZEM: 6000 + 2400 + 3765,6 - 2088 = 10078 [kgO₂/d]

- współczynnik alfa = 0,7

- współczynnik nierównomierności = 1,3

- współczynnik korekty wysokości = 1,1

- OC warunki normalne:

Napowietrzanie sprężonym powietrzem:

- wskaźnik wykorzystania powietrza:

- przyjęto

- wysokość napełniania H = 5 m

- wymagana ilość powietrza:

Dobieram 5 dmuchawy plus 2 rezerwowe.

- wymagana wydajność dyfuzorów:

Objętość do denitryfikacji:

2.7 Dobór urządzenia napowietrzającego

W skład urządzenia wchodzi:

a) zestaw płyt napowietrzających HAFI Typ T-4:

1. dmuchawa - dobrano siedem dmuchaw, każda o minimalnej wydajności 28,6 Nm³/min z czego pięć dmuchaw przeznaczonych jest do pracy ciągłej i dwie rezerwowe.

Dmuchawy DR 130 T-7.

2. przewody powietrzne - dobierano przewody z tworzywa sztucznego odpornego na wysoką temperaturę.

14

15 z 15

1 z 15

---