background image

 

 

INSTYTUT INŻYNIERII OCHRONY ŚRODOWISKA 

 

 

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ PROJEKTOWYCH 

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW 

 

 

Dla studentów specjalności:  

SOA IV ROK 

Aktualizacja na rok akademicki:  2008/2009 

 

 
 

PROJEKTOWANIE PROCESU 

TRÓJFAZOWEGO OSADU CZYNNEGO 

- CZĘŚĆ OBLICZENIOWA - 

 

 

 

 

 

Opracowanie:  

dr hab. in

ż

. Jacek WI

Ś

NIEWSKI 

 

dr in

ż

. Marek MOŁCZAN 

 

 

background image

 

SCHEMAT BLOKOWY OBLICZEŃ 

 

 

 

I

o

 

 

 

 

 

II

 

 

Sprawdzenie: 

3

2

/

5

,

0

3

m

gN

C

C

zał

NO

OBN

+

=

 

 

 

   jeśli:

3

2

/

5

,

0

3

m

gN

C

C

zał

NO

OBN

±

=

 

 

 

 

 

OM

C

 

KN 

:

OBN

C

 

3

2

5

,

NO

OBN

BZT

OBN

C

C

 



=

=

=

zał

OBN

NO

zał

NO

OB

NO

OBN

NO

OM

N

OM

BZT

OM

C

C

C

C

C

C

C

C

C

Kh

1

3

3

3

1

3

5

2

,

,

,

,

 

Kh

N

OBD

BZT

OBD

C

C

,

5

 

:

OM

C

 

3

5

,

,

NO

OM

N

OM

BZT

OM

C

C

C

kh

 

KD 

KN 

:

OBN

C

 

3

1

5

,

NO

OBN

BZT

OBN

C

C

 

KD 

background image

 

III

o

 

 

 

 

Sprawdzenie: 

3

/

5

,

0

3

3

m

gN

C

C

zał

NO

OBN

±

=

 

 

Jeśli nie   

 IV

 

OM

C

 

KN 

:

OBN

C

 

3

3

5

,

NO

OBN

BZT

OBN

C

C

 

Kh

N

OBD

BZT

OBD

C

C

,

5

 

KD 

=

3

2

3

5

NO

OBN

NO

OM

N

OM

BZT

OM

C

C

C

C

Kh

 

[

]

)

(

3

2

3

3

2

3

zał

NO

OBN

NO

NO

C

C

C

C

+

=

 

background image

 

DANE DO OBLICZEŃ 

a)

 

nominalna przepustowość bloku biologicznego: 

 

 

d

m

Q

ś

r

d

SM

/

000

.

15

3

=

 

b)

 

skład ścieków oczyszczonych mechanicznie: 

 

3

3

2

3

2

/

41

/

200

/

70

5

m

gN

C

m

gO

C

m

g

C

kh

N

OM

BZT

OM

aw

OM

=

=

=

       

3

3

/

10

/

3

3

m

gP

C

m

gN

C

og

P

OM

NO

OM

=

=

   

c) parametry kinetyczne osadu czynnego      

1.  heterotrofy: 

q

H

 – właściwa szybkość usuwania związków węgla;

d

gsm

gBZT

5

 

H

max

µ

współcz.  maksymalnej,  właściwej  szybkości  przyrostu  heterotrofów; 

1,711d

-1

 

H

t

Y

 - współcz. wydajności przyrostu heterotrofów; 

us

gBZT

gsm

5

0

,

1

 

K

H

 – stała Michaelisa-Menten dle heterotrofów; 

3

2

76

m

gO

 

H

d

k

 - współcz. szybkości obumierania heterotrofów; 0,0175d

-1

 

2.  nitryfikanty: 

N

max

µ

  -  współcz.  maksymalnej,  właściwej  szybkości  przyrostu  nitryfikantów; 

01612d

-1

 

N

t

Y

 - współcz. wydajności przyrostu nitryfikantów; 

.

1

,

0

utl

gN

gsmo

 

K

N

 – stała Michaelisa-Menten dla nitryfikantów; 0,0214gN/m

3

 

N

d

k

 - współcz. szybkości obumierania nitryfikantów; 0,0175d

-1

 

3.  denitryfikanty: 

q

D

 – właściwa szybkość denitryfikacji;  

d

gsmo

NO

gN

3

0395

,

0

 

Y

D

 – współcz. syntezy denitryfikantów; 

3

456

,

0

NO

gN

gsmo

 

background image

 

PRZYKŁAD OBLICZEŃ 

 

I (iteracja 1: obliczenie komory napowietrzania) 

 

1. Obliczenie komory denitryfikacji (KD) 

.......................pomijamy na tym etapie .................................... 

 

2. Obliczenie komory napowietrzania (KN). 

2.1. Stężenie obliczeniowe BZT

5

 

 

3

2

3

2

3

2

3

2

3

2

/

5

:

.

/

5

6

4

15

;

/

7

4

/

6

4

,

/

15

;

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

m

gO

C

przyj

m

gO

C

C

C

C

C

C

m

gO

C

m

gO

C

m

gO

C

C

C

C

C

C

BZT

obl

BZT

obl

BZT

obl

BZT

zaw

BZT

ref

BZT

d

BZT

obl

BZT

zaw

BYT

ref

BZT

d

BZT

d

BZT

zaw

BZT

ref

BZT

obl

BZT

OB

=

÷

=

÷

=

=

+

+

=

 

2.2. Czas napowietrzania 

h

d

t

q

X

C

C

t

t

X

C

C

q

d

gsm

gO

C

K

Y

C

q

n

H

H

a

BZT

obl

BZT

OM

n

n

H

a

BZT

obl

BZT

OM

H

BZT

obl

H

H

t

BZT

obl

H

H

8

,

14

6155

,

0

1056

,

0

000

.

3

5

200

/

1056

,

0

)

5

76

(

0

,

1

5

711

,

1

)

(

5

5

5

5

5

5

2

max

=

=

=

=

=

+

=

+

=

µ

 

2.3. Objętość komór napowietrzania 

3

233

.

9

6155

,

0

000

.

15

m

t

Q

V

n

d

SM

KN

ś

r

=

=

=

 

2.4. Wiek osadu tlenowego 

d

k

q

Y

WO

H

d

H

H

t

T

35

,

11

0175

,

0

1056

,

0

0

,

1

1

1

=

=

=

 

2.5. Przyrost heterotrofów 

d

kgsm

WO

X

t

Q

X

T

H

a

n

d

SM

H

a

ś

r

/

440

.

2

35

,

11

10

000

.

3

6155

,

0

000

.

15

10

3

3

=

=

=

 

background image

 

2.6. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów 

d

kgsm

X

f

a

N

H

a

v

/

88

,

210

440

.

2

7

,

0

123

,

0

1

1

=

=

=

 

2.7. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów 

3

3

1

3

/

99

,

26

000

.

15

88

,

210

10

41

000

.

15

10

4

1

1

m

gN

Q

N

C

Q

C

C

ś

r

kh

ś

r

kh

d

SM

N

OM

d

SM

NH

b

N

b

=

=

=

=

+

 

2.8. Sprawdzenie WO

min

 (tj. WO wymaganego do nitryfikacji) 

min

1

1

max

min

;

96

,

6

0175

,

0

)

99

,

26

0214

,

0

(

99

,

26

1612

,

0

1

)

(

1

WO

WO

d

K

C

K

C

WO

T

N

d

N

b

N

N

b

N

kh

kh

=

+

=

+

=

µ

 

 

…………………………………………………………………………………… 

Jeśli: WO

T

<WO

min

np. dla 

3

2

/

20

5

m

gO

C

BZT

obl

=

 

min

min

2

96

,

6

95

,

2

4

168

,

0

/

356

,

0

WO

WO

d

WO

d

WO

h

h

t

d

gsm

gO

q

T

T

n

H

=

=

=

=

=

 

przyjęto: WO

= 7,0d 

dla WO

T

 = 7,0d: 

3

2

H

t

H

H
max

H

H

t

H

'

BZT
obl

2

H

m

/

gO

84

,

7

Y

q

K

Y

q

C

d

gsm

/

gO

160

,

0

q

'

=

µ

=

=

 

 

przyjęto:

)

(

,

/

0

,

7

'

5

3

2

BZT

obl

BZT

obl

BZT

obl

C

C

m

gO

C

=

  

i dalej wg obliczeń pkt 2.2 do 2.8 

……………………………………………………………………………………. 

 

2.9. Stężenie N

kh

 w ściekach po nitryfikacji. 

3

max

/

04

,

0

)

35

,

11

/

1

0175

,

0

(

1612

,

0

)

35

,

11

/

1

0175

,

0

(

0214

,

0

)

/

1

(

)

/

1

(

4

1

1

m

gN

WO

k

WO

k

K

C

C

T

N

d

N

T

N

d

N

NH

n

N

n

kh

=

+

+

=

+

+

=

=

+

µ

 

background image

 

2.10. Stężenie azotanów po nitryfikacji 

3

/

95

,

29

0

,

3

)

04

,

0

99

,

26

(

)

(

3

1

1

3

1

m

gN

C

C

C

C

NO

OM

N

n

N

b

NO

n

kh

kh

=

+

=

+

=

 

2.11. Stężenie nitryfikantów w KN 

)

1

(

)

(

1

1

1

1

WO

K

t

C

C

Y

WO

z

X

N

d

n

Nkh

n

Nkh

b

N

t

N

a

+

=

;

gsmo

gsm

42

,

1

7

,

0

1

z

1

=

=

 

(wsp. przeliczeniowy z smo na sm) 

3

/

85

,

58

)

35

,

11

0175

,

0

1

(

6155

,

0

)

04

,

0

99

,

26

(

1

,

0

35

,

11

42

,

1

1

m

gsm

X

N

a

=

+

=

 

2.12. Przyrost nitryfikantów 

d

kgsm

WO

X

t

Q

X

N

a

n

d

SM

N

a

ś

r

/

87

,

47

35

,

11

10

85

,

58

6155

,

0

000

.

15

10

3

3

1

1

=

=

=

 

2.13. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

d

kgN

X

X

f

a

N

N

a

H

a

v

/

21

,

214

)

87

,

47

2440

(

7

,

0

123

,

0

)

(

1

2

=

+

=

+

=

 

2.14. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN 

001

,

1

020

,

1

08

,

210

21

,

214

;

001

,

1

999

,

0

1

2

1

2

>

=

=

<

<

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 

N

1



N

2

 

 

2.7’. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

3

3

2

3

/

72

,

26

000

.

15

21

,

214

10

41

000

.

15

10

4

2

2

m

gN

Q

N

C

Q

C

C

ś

r

ś

r

kh

d

SM

Nkh

OM

d

SM

NH

b

N

b

=

=

=

=

+

 

2.8’. WO

min

=6,97;   WO

T

>WO

min

 

2.9’. Stężenie N

kh

 w ściekach po nitryfikacji 

3

/

04

,

0

4

2

2

m

gN

C

C

NH

n

N

n

kh

=

=

+

 

2.10’. Stężenie azotanów po nitryfikacji 

3

/

68

,

29

0

,

3

)

04

,

0

72

,

26

(

)

(

3

2

2

3

2

m

gN

C

C

C

C

NO

OM

Nkh

n

N

b

NO

n

kh

=

+

=

+

=

 

 

background image

 

2.11’. Stężenie nitryfikantów w KN 

3

/

29

,

58

)

35

,

11

0175

,

0

1

(

6155

,

0

)

04

,

0

72

,

26

(

1

,

0

35

,

11

42

,

1

2

m

gsm

X

N

a

=

+

=

 

2.12’. Przyrost nitryfikantów 

d

kgsm

X

N

a

/

42

,

47

35

,

11

10

29

,

58

6155

,

0

000

.

15

3

2

=

=

 

2.13’. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

d

kgN

N

/

17

,

214

)

42

,

47

440

.

2

(

7

,

0

123

,

0

3

=

+

=

 

2,14’. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN 

999

,

0

9998

,

0

21

,

214

17

,

214

2

3

>

=

=

N

N

 

 

2.15. Skład ścieków po KN 

3

N
DN

NO
n

NO

OBN

3

NH

OBN

3

2

BZT
OBN

m

/

gN

68

,

29

0

68

,

29

C

C

C

m

/

gN

04

,

0

C

;

m

/

gO

0

,

5

C

3

2

3

4

5

=

=

=

=

=

+

 

 

II (iteracja 2: obliczenie KD-KN) 

1. Obliczenie komory denitryfikacji (KD) 

1.1. Skład ścieków dopływających do KD 

3

3

3

2

/

68

,

29

/

41

/

200

3

3

5

m

gN

C

C

m

gN

C

m

gO

C

NO

OBN

NO

OM

N

OM

BZT

OM

Kh

=

=

=

=

 

1.2. Masa azotu do denitryfikacji 

 

masa 

3

NO

N

w dopływie do KD: 

 

d

kgN

Q

C

Ł

ś

r

d

SM

NO

OM

NO

OM

/

2

,

445

10

000

.

15

68

,

29

10

3

3

3

3

=

=

=

 

 

dopuszczalna masa N

og

 w odpływie z oczyszczalni: 

{

d

kgN

Q

C

C

Ł

NO

OB

og

N

d

og

N

Kh

og

Ł

C

C

dśś

SM

N

OB

NO

OB

N

OB

/

180

30

150

10

000

.

15

)

2

10

(

10

)

(

3

3

3

3

=

+

=

+

=

+

=

<

4

3

42

1

 

przyjęto: 

3

3

/

2

;

/

10

3

m

gN

C

m

gN

C

Kh

N

OB

NO

OB

=

=

;

3

/

15

m

gN

C

og

N

d

=

 

background image

 

 

masa azotu do denitryfikacji 

d

kgN

Ł

Ł

Ł

NO

OB

NO

OM

N

DN

/

2

,

295

0

,

150

2

,

445

3

3

=

=

=

 

1.3. Parametry technologiczne komory denitryfikacji 

 

wymagana ilość biomasy w KD:  

kgsmo

q

Ł

X

D

N

DN

D

4

,

492

.

7

0395

,

0

2

,

295

=

=

=

Σ

 

 

objętość KD: 

3

3

3

3

568

.

3

10

000

.

3

7

,

0

4

,

492

.

7

/

000

.

3

:

,

10

m

V

m

gsm

X

przyj

X

f

X

V

KD

D

D

v

D

KD

=

=

=

Σ

=

 

 

czas przetrzymania w KD: 

h

d

Q

V

t

ś

r

d

SM

KD

D

70

,

5

238

,

0

000

.

15

568

.

3

=

=

=

=

 

 

przyrost masy osadu w KD: 

d

kgsmo

Ł

Y

X

N

DN

D

D

/

61

,

134

2

,

295

456

,

0

=

=

=

 

 

192,3 kgsm/d (134,61/f

v

)

 

1.4. Bilans związków azotu po denitryfikacji 

 

azot wbudowany w biomasę w KD: 

3

3

3

1

/

10

,

1

000

.

15

10

61

,

134

123

,

0

10

m

gN

Q

X

a

C

ś

r

d

SM

D

N

D

=

=

=

 

 

azot zdenitryfikowany: 

3

3

3

/

68

,

19

000

.

15

10

2

,

295

10

m

gN

Q

Ł

C

dSr

SM

N

DN

N

DN

=

=

=

 

 

azot w dopływie do KN: 

3

/

90

,

39

10

,

1

0

,

41

m

gN

C

C

C

N

D

N

OM

N

OBD

Kh

Kh

=

=

=

 

1.5. Bilans związków węgla po denitryfikacji 

 

ubytek BZT

w wyniku denitryfikacji: 

ś

r

d

SM

N

DN

BZT

D

Q

n

Ł

C

3

1

10

5

=

,

3

,

2

3

5

1

=

NO

gN

gBZT

n

  

jednostkowe zużycie BZT

w

 

procesie  

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

denitryfikacji 

background image

 

10 

3

2

3

/

26

,

45

000

.

15

10

3

,

2

2

,

295

5

m

gO

C

BZT

D

=

=

 

 

BZT

5

 po denitryfikacji: 

3

2

/

74

,

154

26

,

45

200

5

5

5

m

gO

C

C

C

BZT

D

BZT

OM

BZT

OBD

=

=

=

 

1.6. Skład ścieków po KD 

 

3

3

3

2

/

0

,

/

90

,

39

,

/

74

,

154

3

5

m

gN

C

m

gN

C

m

gO

C

NO

OBD

N

OBD

BZT

OBD

Kh

=

=

=

 

 

2. Obliczenie komory napowietrzania 

2.1. Skład ścieków dopływających do KN 

)

:

(

;

/

0

)

:

(

;

/

90

,

39

)

:

(

;

/

74

,

154

3

3

5

3

3

3

2

=

=

=

NO

OM

NO

OBD

N

OM

N

OBD

BZT

OM

BZT

OBD

C

wmiejsce

m

gN

C

C

wmiejsce

m

gN

C

C

wmiejsce

m

gO

C

Kh

Kh

 

 

 

2.2. Czas napowietrzania 

h

d

t

n

3

,

11

47

,

0

1056

,

0

000

.

3

5

74

,

154

=

=

=

 

2.3. Objętość komór napowietrzania 

3

050

.

7

47

,

0

000

.

15

m

V

KN

=

=

 

2.4.Wiek osadu 

d

WO

T

35

,

11

=

 

2.5. Przyrost heterotrofów 

d

kgsm

X

H

a

/

44

,

1863

35

,

11

10

000

.

3

47

,

0

000

.

15

3

=

=

 

2.6. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów 

d

kgN

N

/

44

,

160

44

,

1863

7

,

0

123

,

0

1

=

=

 

2.7. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów 

3

3

/

20

,

29

000

.

15

44

,

160

10

90

,

39

000

.

15

1

m

N

C

Kh

N

b

=

=

 

 

background image

 

11 

2.8. Sprawdzenie WO

min

 (tj. WO wymaganego do nitryfikacji) 

WO

min 

= 6,96d;   WO

T

=11,35d > WO

min

 

2.9. Stężenie N

Kh

  w ściekach po nitryfikacji 

3

/

04

,

0

)

35

,

11

/

1

0175

,

0

(

1612

,

0

)

35

,

11

/

1

0175

,

0

(

0214

,

0

4

1

1

m

gN

C

C

NH

n

N

n

kh

=

+

+

=

=

+

 

2.10. Stężenie azotanów po nitryfikacji 

3

/

16

,

29

0

,

0

)

04

,

0

20

,

29

(

3

1

m

gN

C

NO

n

=

+

=

 

2.11. Stężenie nitryfikantów w KN 

3

/

42

,

83

)

35

,

11

0175

,

0

1

(

47

,

0

)

04

,

0

20

,

29

(

1

,

0

35

,

11

42

,

1

1

m

gsm

X

N

a

=

+

=

 

2.12. Przyrost nitryfikantów 

d

kgsm

X

N

a

/

82

,

51

35

,

11

10

42

,

83

47

,

0

000

.

15

3

1

=

=

 

2.13. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

d

kgN

N

/

90

,

164

)

82

,

51

44

,

1863

(

7

,

0

123

,

0

2

=

+

=

 

2.14. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN 

001

,

1

028

,

1

44

,

160

90

,

164

1

2

>

=

=

N

N

 

 

 

2.7.’ Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

3

3

/

91

,

28

000

.

15

90

,

164

10

90

,

39

000

.

15

2

m

gN

C

Kh

N

b

=

=

 

2.8.’ Sprawdzenie WO

min

 (tj. WO wymaganego do nitryfikacji) 

WO

min

=6,96d;   WO

T

 > WO

min

 

2.9.’Azot N

Kh

 po nitryfikacji 

3

/

04

,

0

2

m

gN

C

Kh

N

n

=

 

2.10.’ Stężenie azotanów po nitryfikacji 

3

NO

n

m

/

N

87

,

28

00

,

0

04

,

0

91

,

28

C

3

2

=

+

=

 

 

background image

 

12 

2.11.’ Stężenie nitryfikantów w KN 

3

/

59

,

82

)

35

,

11

0175

,

0

1

(

47

,

0

)

04

,

0

91

,

28

(

1

,

0

35

,

11

42

,

1

2

m

gsm

X

N

a

=

+

=

 

2.12.’ Przyrost nitryfikantów 

d

kgsm

X

N

a

/

30

,

51

35

,

11

10

59

,

82

47

,

0

000

.

15

3

2

=

=

 

2.13.’ Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

d

kgN

N

/

86

,

164

)

30

,

51

44

,

1863

(

7

,

0

123

,

0

3

=

+

=

 

2.14.’Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN 

999

,

0

9997

,

0

90

,

164

86

,

164

2

3

>

=

=

N

N

 

 

2.15. Skład ścieków po KN 

3

3

3

2

/

19

,

9

68

,

19

87

,

28

/

04

,

0

/

0

,

5

3

2

3

4

5

m

gN

C

C

C

m

gN

C

m

gO

C

N

DN

NO

n

NO

OBN

NH

OBN

BZT

OBN

=

=

=

=

=

+

 

)

/

5

,

0

(

/

81

,

0

0

,

10

19

,

9

3

3

3

3

m

gN

m

gN

C

C

NO

OB

NO

OBN

>

=

=

 

<

3

3

NO

OB

NO

OBN

C

C

 zmniejszono masę azotu do denitryfikacji o: 

d

kgN

Ł

N

DN

/

15

,

12

10

000

.

15

)

19

,

9

10

(

3

=

=

 

 

 

III (iteracja III: obliczenie KD-KN) 

1.Obliczenie KD. 

1.1. Skład ścieków dopływających do KD 

3

3

3

2

/

87

,

28

/

41

/

200

3

5

m

gN

C

m

gN

C

m

gO

C

NO

OM

N

OM

BZT

OM

Kh

=

=

=

 

1.2. Masa azotu do denitryfikacji 

d

kgN

Ł

Ł

Ł

N

DN

N

DN

N

DN

II

/

05

,

283

15

,

12

2

,

295

=

=

=

 

background image

 

13 

1.3. Parametry technologiczne KD 

 

wymagana ilość biomasy w KD: 

kgsmo

X

D

0

,

184

.

7

0395

,

0

05

,

283

=

=

Σ

 

 

objętość KD: 

3

3

421

.

3

10

000

.

3

7

,

0

184

.

7

m

V

KD

=

=

 

 

czas przetrzymania w KD: 

h

d

t

D

47

,

5

228

,

0

000

.

15

421

.

3

=

=

=

 

 

przyrost masy osadu w KD: 

d

kgsmo

X

D

/

07

,

129

05

,

283

456

,

0

=

=

 

 

184,39 kgsm/d (129,07/f

v

1.4. Bilans związków azotu po denitryfikacji 

 

azot wbudowany w biomasę w KD: 

3

3

N

D

m

/

gN

06

,

1

000

.

15

10

07

,

129

123

,

0

C

=

=

 

 

azot zdenitryfikowany: 

3

3

N

DN

m

/

gN

87

,

18

000

.

15

10

05

,

283

C

=

=

 

 

azot N

Kh

 w dopływie do KN: 

3

/

94

,

39

06

,

1

0

,

41

m

gN

C

N

OBD

=

=

 

1.5. Bilans związków węgla po denitryfikacji 

 

ubytek BZT

5

 w wyniku denitryfikacji: 

3

2

3

/

40

,

43

000

.

15

10

3

,

2

05

,

283

5

m

gO

C

BZT

D

=

 

 

BZT

5

 po denitryfikacji 

3

2

/

60

,

156

40

,

43

200

5

m

gO

C

BZT

OBD

=

=

 

 

 

 

background image

 

14 

1.6. Skład ścieków po KD 

3

NO

OBD

3

N

OBD

3

2

BZT
OBD

m

/

gN

0

C

m

/

gN

94

,

39

C

m

/

gO

60

,

156

C

3

Kh

5

=

=

=

 

 

 

2. Obliczenie KN: 

2.1. Skład ścieków dopływających do KN 

 

( jak w p.1.6.) 

 

z zastrzeżeniem: 

3

/

0

,

0

3

3

m

gN

C

C

NO

OBD

NO

OM

=

=

 

2.2. Czas napowietrzania 

h

d

t

n

5

,

11

48

,

0

1056

,

0

000

.

3

5

60

,

156

=

=

=

 

2.3. Objętość komór napowietrzania 

3

200

.

7

48

,

0

000

.

15

m

V

N

=

=

 

2.4. Wiek osadu 

WO

T

=11,35d 

2.5. Przyrost heterotrofów 

d

kgsm

X

H

a

/

08

,

1903

35

,

11

10

000

.

3

48

,

0

000

.

15

3

=

=

 

2.6. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów 

d

kgsm

N

/

86

,

163

08

,

1903

7

,

0

123

,

0

1

=

=

 

2.7. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów 

3

3

/

02

,

29

000

.

15

86

,

163

10

94

,

39

000

.

15

1

m

gN

C

Kh

N

b

=

=

 

2.8. Sprawdzenie WO

min

 (tj. WO wymaganego do nitryfikacji) 

WO

min

=6,96d;  WO

T

>WO

min

 

2.9. Stężenie N

Kh

 w ściekach po nitryfikacji 

3

/

04

,

0

1

m

gN

C

Kh

N

n

=

 

background image

 

15 

2.10. Stężenie azotanów po nitryfikacji 

3

/

98

,

28

0

,

0

)

04

,

0

02

,

29

(

3

1

m

gN

C

NO

n

=

+

=

 

2.11. Stężenie nitryfikantów w KN 

3

/

19

,

81

)

35

,

11

0175

,

0

1

(

48

,

0

)

04

,

0

02

,

29

(

1

,

0

35

,

11

42

,

1

1

m

gsm

X

N

a

=

+

=

 

2.12. Przyrost nitryfikantów w KN 

3

3

/

50

,

51

35

,

11

10

48

,

0

000

.

15

1

m

kgsm

X

N

a

=

=

 

2.13. Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

d

kgN

N

/

29

,

168

)

50

,

51

08

,

1903

(

7

,

0

123

,

0

2

=

+

=

 

2.14. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN 

001

,

1

027

,

1

86

,

163

29

,

168

1

2

>

=

=

N

N

 

 

2.7’. Azot pozostały po wbudowaniu w biomasę heterotrofów i nitryfikanów 

3

3

/

72

,

28

000

.

15

29

,

168

10

94

,

39

000

.

15

2

m

gN

C

Kh

N

b

=

=

 

2.8.’ Sprawdzenie WO

min

 (tj. WO wymaganego do nitryfikacji) 

WO

min

=6,96d;   WO

T

 > WO

min

 

2.9’. Azot N

Kh

 po nitryfikacji 

3

/

04

,

0

2

m

gN

C

Kh

N

n

=

 

2.10.’ Stężenie azotanów po nitryfikacji 

3

/

68

,

28

04

,

0

72

,

28

3

2

m

gN

C

NO

n

=

=

 

2.11’. Stężenie nitryfikantów w KN 

3

/

35

,

80

)

35

,

11

0175

,

0

1

(

48

,

0

)

04

,

0

72

,

28

(

1

,

0

35

,

11

42

,

1

2

m

gsm

X

N

a

=

+

=

 

2.12’. Przyrost nitryfikantów 

d

kgsm

X

N

a

/

97

,

50

35

,

11

10

35

,

80

48

,

0

000

.

15

3

2

=

=

 

2.13.’ Azot wbudowany w biomasę heterotrofów i nitryfikantów 

3

3

/

24

,

168

)

97

,

50

08

,

1903

(

7

,

0

123

,

0

m

kgN

N

=

+

=

 

background image

 

16 

2.14’. Sprawdzenie warunku zakończenia obliczeń KN 

999

,

0

9997

,

0

29

,

168

24

,

168

2

3

>

=

=

N

N

 

 

2.15. Skład ścieków po KN 

3

3

3

3

3

2

/

5

,

0

/

19

,

0

0

,

10

81

,

9

/

81

,

9

87

,

18

68

,

28

/

04

,

0

,

/

5

3

2

3

4

5

m

gN

m

gN

m

gN

C

C

C

m

gN

C

m

gO

C

N

DN

NO

n

NO

OBN

NH

OBN

BZT

OBN

<

=

=

=

=

=

=

+

 

background image

 

17 

3. Usuwanie fosforu na drodze biologicznej. 

3.1. Fosfor wbudowany w przyrastającą biomasę w KD i KN 

d

/

kgP

),

X

X

X

(

f

a

P

N

a

H
a

D

v

2

+

+

=

 

d

/

kgP

84

,

74

)

97

,

50

08

,

1903

39

,

184

(

7

,

0

05

,

0

)

X

X

X

(

f

a

P

N

a

H
a

D

v

2

=

+

+

=

+

+

=

 

3.2.

 

Fosfor pozostały po wbudowaniu w biomasę 

3

d
SM

3

d
SM

P
OM

P
OB

m

/

gP

Q

1

)

10

P

Q

C

(

C

ś

r

ś

r

og

og

r

=

  

3

3

d
SM

3

d
SM

P
OM

P
OB

m

/

gP

01

,

5

000

.

15

1

)

10

84

,

74

000

.

15

10

(

Q

1

)

10

P

Q

C

(

C

ś

r

ś

r

og

og

r

=

=

=

 

 

 

4. Stężenia zanieczyszczeń po biologicznym oczyszczaniu 

4.1. Zawiesina 

3

2

/

20

)

2

(

)

(

m

g

h

m

kg

O

f

C

O

f

C

z

zaw

OB

z

zaw

OBr

=

=

=

=

  

)

(

zaw

dop

C

<

  

z

O

obciążenie powierzchni osadnika wtórnego zawiesinami, kg/m

2

h (Cywiński, 

rys.10.25b) 

4.2. BZT

5

 

)

(

6

,

12

)

20

18

,

0

(

4

5

5

5

5

5

5

5

5

3

2

BZT

dop

BZT

OB

zaw

OB

z

zaw

BZT

BZT

zaw

BZT

ref

BZT

obl

BZT

OB

C

m

gO

C

C

f

C

C

C

C

C

<

=

+

+

=

=

+

+

=

gsm

gO

f

d

WO

str

ki

Bartoszews

WO

f

f

z

z

/

18

,

0

35

,

11

)

246

.

,

(

)

(

2

=

=

=

 

 

4.3. Azot amonowy 

3

04

,

0

4

m

gN

C

C

Kh

N

n

NH

OB

=

=

+

 

 

4.4. Azot Kjeldahla 

3

1

/

76

,

1

20

7

,

0

123

,

0

04

,

0

4

m

gN

C

f

a

C

C

zaw

OB

v

NH

OB

N

OB

Kh

=

+

=

+

=

+

   

4.5. Azot azotanowy 

background image

 

18 

3

NO

OBN

NO

OB

m

/

gN

81

,

9

C

C

3

3

=

=

   

 

4.6. Azot ogólny 

3

NO

OB

N

OB

N

OB

m

/

gN

57

,

11

81

,

9

76

,

1

C

C

C

3

Kh

og

=

+

=

+

=

 

)

(

og

N

dop

C

<

 

4.7. Fosfor ogólny 

)

C

(

C

f

a

C

C

C

C

og

og

og

og

og

P
OB

zaw
OB

v

2

P
OBr

P
zaw

P
OBr

P
OB

>

+

=

+

=

 

)

C

(

m

/

gP

71

,

5

20

7

,

0

05

,

0

01

,

5

C

f

a

C

C

C

C

og

og

og

og

og

P
OB

3

zaw
OB

v

2

P
OBr

P
zaw

P
OBr

P
OB

>

=

+

=

+

=

+

=

 

 

 

5. Usuwanie fosforu w procesie chemicznego strącania  

5.1. Dawka i zapotrzebowanie koagulantu 

koagulant:  Fe

2

(SO

4

)

3

 x 9H

2

O (siarczan glinu hamuje fermentację osadów) 

Zapotrzebowanie  teoretyczne:  2mole  metalu/1molP

us

  (w  tym:  1mol  metalu-

strącanie  fosforanów  oraz  1  mol  metalu  –  hydroliza  soli  i  koagulacja); 

odpowiada temu: 1 mol koagulantu/1molP

us

 

Zapotrzebowanie  rzeczywiste:  0,5  mol  koagul./1molP

us

  (z  powodu 

recyrkulacji osadu, który zawiera Fe(OH)

3

 i FePO

4

d

/

kg

,

10

D

Q

Z

m

/

g

),

C

C

(

M

M

5

,

0

D

3

K

d
SM

K

3

P

S

P
OBr

P
cz

K
cz

K

ś

r

og

og

=

=

 

 

d

/

kg

600

10

0

,

40

000

.

15

10

D

Q

Z

m

/

g

0

,

40

)

6

,

0

01

,

5

(

31

562

5

,

0

)

C

C

(

M

M

5

,

0

D

3

3

K

d

SM

K

3

P

S

P
OBr

P
cz

K
cz

K

ś

r

og

og

=

=

=

=

=

 

 

5.2. Stężenie fosforu ogólnego po chemicznym strącaniu 

)

C

(

C

f

a

C

C

og

og

og

P
d

zaw
OB

v

2

P

S

P
OBC

<

+

=

 

)

C

(

m

/

gP

30

,

1

20

7

,

0

05

,

0

6

,

0

C

f

a

C

C

og

og

og

P
d

3

zaw
OB

v

2

P

S

P
OBC

<

=

+

=

+

=

 

 

background image

 

19 

5.3. Przyrost osadu z chemicznego strącania 

d

/

kgsm

,

10

)

C

C

(

p

Q

X

3

P

S

P
OBr

1

d
SM

p

og

og

ś

r

=

 

p

1

-jednostkowa ilość osadu, gsm/gP

us

p

1

=4,87gsm/gP

us

, (dla D

k

=1mol Fe

3+

/molP

us

d

/

kgsm

2

,

322

10

)

6

,

0

01

,

5

(

87

,

4

000

.

15

10

)

C

C

(

p

Q

X

3

3

P

S

P
OBr

1

d
SM

p

og

og

ś

r

=

=

=

 

 

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

d

kgsm

X

X

X

X

X

X

X

X

P

P

P

N

a

H

a

D

P

a

a

/

44

,

2138

97

,

50

08

,

1903

39

,

184

44

,

2138

+

=

+

+

+

=

∆Χ

+

+

+

=

+

=

=

∆Χ

d

kgsm

X

X

X

P

a

/

64

,

2460

2

,

322

44

,

2138

=

+

=

+

=

 

 

5.5. Stężenie osadu w KOCZ po chemicznym strącaniu 

3

c

c

m

/

gsm

,

V

X

WO

X

=

gdzie: WO

c

 – całkowity wiek osadu aktywnego biologicznie, d 

d

3

,

15

44

,

2138

10

)

35

,

80

000

.

3

(

621

.

10

X

10

)

X

X

(

V

WO

3

a

3

N

a

H
a

c

c

=

+

=

+

=

 

3

10621

200

.

7

421

.

3

m

V

V

V

KN

KD

C

=

+

=

+

=

V

c

- objętość komór, w których zachodzi przyrost osadu czynnego 

3

3

c

c

m

/

gsm

3540

m

/

kgsm

54

,

3

10621

64

,

2460

3

,

15

V

X

WO

X

=

=

=

=

 

 

6. Sedymentacja osadu oraz recyrkulacja osadu (

αααα

) i azotanów (

ββββ

6.1. Obciążenie hydrauliczne osadnika wtórnego 

h

m

/

m

,

X

O

O

2

3

z

h

=

 

h

m

/

m

56

,

0

56

,

3

0

,

2

X

O

O

2

3

z

h

=

=

=

 

background image

 

20 

Na podstawie wartości O

h

 projektuje się osadnik wtórny (dobór – z katalogu dla 

osadników  wtórnych  radialnych  lub  (jeśli  dobór  dwóch  osadników  radialnych 

nie jest możliwy) podłużnych) 

 

6.2. Zawartość suchej masy w osadzie recyrkulowanym 

IO

X

r

6

10

=

 przyjęto: IO = 100cm

3

/gsm (IO=80-150 cm

3

/g) 

3

6

/

000

.

10

100

10

m

gsm

X

r

=

=

 

 

6.3. Stopień recyrkulacji i przepływ osadu recyrkulowanego 

d

/

m

,

Q

Q

;

X

X

X

Q

Q

3

d
SM

r

d
SM

ś

r

ś

r

α

=

=

=

α

α

α

 

d

/

m

250

.

8

000

.

15

55

,

0

Q

Q

;

55

,

0

3540

000

.

10

3540

X

X

X

Q

Q

3

d
SM

r

d
SM

ś

r

ś

r

=

=

α

=

=

=

=

=

α

α

α

 

 

6.4. Stopień recyrkulacji i przepływ strumienia azotanów 

d

/

m

,

Q

Q

)

(

924

,

1

000

.

15

81

,

9

10

05

,

283

Q

C

10

Ł

Q

Q

)

(

3

d
SM

3

d

SM

NO

OB

3

N

DN

d
SM

ś

r

ś

r

3

ś

r

β

=

α

β

+

α

=

β

=

=

=

=

β

+

α

β

β

+

α

 

d

/

m

610

.

20

000

.

15

374

,

1

Q

Q

374

,

1

55

,

0

924

,

1

)

(

3

d
SM

ś

r

=

=

β

=

=

=

α

β

+

α

=

β

β

 

 

7. Komora beztlenowa 

3

dsr
SM

KB

KB

m

1245

000

.

15

083

,

0

Q

t

V

=

×

=

×

=

 

d

083

,

0

h

2

przyjeto

,

h

2

5

,

1

t

KB

=

=

 

 

background image

 

21 

8. Napowietrzanie (KN) 

8.1. Zapotrzebowanie tlenu 

d

kgO

Q

C

C

V

X

X

f

b

X

f

Q

C

C

Z

IV

d

SM

N

n

N

b

III

KN

N

a

H

a

v

II

H

a

v

I

d

SM

BZT

OBr

BZT

OBD

O

ś

r

Kh

Kh

ś

r

/

,

10

)

(

6

,

4

10

)

(

'

42

,

1

10

)

(

47

,

1

2

3

3

3

2

2

5

5

2

4

4

4

4

4

3

4

4

4

4

4

2

1

4

4

4

4

3

4

4

4

4

2

1

4

4 3

4

4 2

1

4

4

4

4

4

3

4

4

4

4

4

2

1

+

+

+

=

 

I  –  zapotrzebowanie  O

2

  na  utlenienie  rozpuszczonych  związków  węgla 

dopływających do KOCZ,  

II  –  zmniejszenie  Z

O2

  uwzględniające  węgiel  wbudowany  w  przyrastającą 

biomasę, 

III – zapotrzebowanie O

2

 związane z oddychaniem wewnątrzkomórkowym, 

IV – zapotrzebowanie O

2

 na nitryfikację 

Gdzie:

3

2

/

9

4

5

5

5

5

m

gO

C

C

C

BZT

ref

BZT

obl

BZT

OBr

=

+

=

+

=

 

b’– współczynnik zapotrzebowania O

2

 na oddychanie wewnątrzkomórkowe;  

b’ = (0,1-0,12)gO

2

/gsmo 

d

kgO

Z

IV

III

II

I

O

/

3

,

894

.

4

9

,

1978

5

,

1552

7

,

1891

6

,

3254

10

000

.

15

)

04

,

0

72

,

28

(

6

,

4

10

7200

)

35

,

80

3000

(

7

,

0

1

,

0

08

,

1903

7

,

0

42

,

1

10

000

.

15

)

9

6

,

156

(

47

,

1

2

3

3

3

2

=

+

+

=

+

+

+

=

3

2

1

3

2

1

3

2

1

3

2

1