background image

8.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie 
oczyszczonych : 

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją, 

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla  danych : 

- RLM = 50 000,  BZT

5

 = 350 g O

2

/m

3

, Azot TKN = 60 g N/m

3

 

Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego 

 

Amonif 

Asymi 

nitr 

denitr 

Norg 

30 

N

NH4

 

30 

59 

(59-15)=44 

N

N03

 

43 

13 

N

Tkn

 

60 

60 

45 

N

og

 

60 

60 

45 

47 

15 

 N

Tkn

 =N

NH4

+Norg 

 N

og

 =N

TKN

+N

NO3

 

 

 

 
 
Dla RLM 50 000 patrz tabela BZT5 = 15  
N

B

=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (350-15)*0,045 = 15,07 = 15 gN/m

3

. Odejmujemy w 

ansymilacji od azotu amonowego. 
 
Zalecane z tabeli zad1  by było na wylocie 15 gN/m

3

 

background image

 
9.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie 
oczyszczonych : 

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją, 

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla  danych : 

- RLM = 120 000,  BZT

5

 = 450 g O

2

/m

3

, Azot TKN = 50 g N/m

3

 

 

dla RLM 120 000 odczytuje z tabeli z zadania 1  BZT

5

 = 15 g O

2

/m

3

; oraz azot ogólny na 

wylocie z oczyszczalni Nog = 10 gN/m

3

Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego 

 

Amonif 

Asymi 

nitr 

denitr 

Norg 

25 

N

NH4

 

25 

49 

(49-20)=29 

N

N03

 

28 

N

Tkn

 

50 

50 

30 

N

og

 

50 

50 

30 

30 

10 

 N

Tkn

 =N

NH4

+Norg 

 N

og

 =N

TKN

+N

NO3

 

 

 

 
  
N

B

=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (450-15)*0,045 = 19,57 = 20 gN/m

3

. Odejmujemy w 

ansymilacji od azotu amonowego. 
 

background image

 
10.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i 
biologicznie oczyszczonych : 

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją, 

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla  danych : 

- RLM = 80 000,  BZT

5

 = 400g O

2

/m

3

, Azot TKN = 80 g N/m

3

 

 

 

dla RLM 80 000 odczytuje z tabeli z zadania 1  BZT

5

 = 15 g O

2

/m

3

; oraz azot ogólny na 

wylocie z oczyszczalni Nog = 15 gN/m

3

Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego 

 

Amonif 

Asymi 

nitr 

denitr 

Norg 

40 

N

NH4

 

40 

79 

(79-17)=62 

N

N03

 

61 

13 

N

Tkn

 

80 

80 

63 

N

og

 

80 

80 

63 

63 

15 

 N

Tkn

 =N

NH4

+Norg 

 N

og

 =N

TKN

+N

NO3

 

 

 

 
  
N

B

=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (400-15)*0,045 = 17,3 = 17 gN/m

3

. Odejmujemy w 

ansymilacji od azotu amonowego. 
 

background image

 

11.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i biologicznie 
oczyszczonych : 

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją, 

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla  danych : 

- RLM = 150 000,  BZT

5

 = 550 g O

2

/m

3

, Azot TKN = 70 g N/m

3

 

 

 

dla RLM 150 000 odczytuje z tabeli z zadania 1  BZT

5

 = 15 g O

2

/m

3

; oraz azot ogólny na 

wylocie z oczyszczalni Nog = 10 gN/m

3

Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego 

 

Amonif 

Asymi 

nitr 

denitr 

Norg 

35 

N

NH4

 

35 

69 

(69-24)=45 

N

N03

 

44 

N

Tkn

 

70 

70 

46 

N

og

 

70 

70 

46 

46 

10 

 N

Tkn

 =N

NH4

+Norg 

 N

og

 =N

TKN

+N

NO3

 

 

 

 
  
N

B

=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (550-15)*0,045 = 24,07 = 24 gN/m

3

. Odejmujemy w 

ansymilacji od azotu amonowego. 
 

background image

 

12.Omów formy występowania związkowe azotowych w ściekach surowych i 
biologicznie oczyszczonych : 

- osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją, 

- osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją, 

oraz podaj charakterystyczne wartości stężeń związków azotowych dla  danych : 

- RLM = 70 000,  BZT

5

 = 380 g O

2

/m

3

, Azot TKN = 55 g N/m

3

 

 dla RLM 70 000 odczytuje z tabeli z zadania 1  BZT

5

 = 15 g O

2

/m

3

; oraz azot ogólny na 

wylocie z oczyszczalni Nog = 15 gN/m

3

Ważne trzeba napisać że przyjmujemy bez osadnika wstępnego 

 

Amonif 

Asymi 

nitr 

denitr 

Norg 

27,5 

N

NH4

 

27,5 

54 

(69-16)=45 

N

N03

 

44 

N

Tkn

 

55 

55 

46 

N

og

 

55 

55 

46 

46 

10 

 N

Tkn

 =N

NH4

+Norg 

 N

og

 =N

TKN

+N

NO3

 

 

 

 
  
N

B

=(BZT5 - BZT5 ) x 0,045 = (380-15)*0,045 = 16,4  = 16 gN/m

3

. Odejmujemy w 

ansymilacji od azotu amonowego. 
 
19.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem 
czynnym ( bez nitryfikacji , denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji ). 

Oczyszczanie ścieków za pomocą 

osadu czynnego

 polega na wytworzeniu w objętości 

ścieków kłaczków o wymiarze 50 - 100 mm o bardzo silnie rozwiniętej powierzchni. Kłaczki 
zbudowane są z mineralnego jądra koloru brązowego lub beżowego, a na powierzchni w 
śluzowej otoczce zawierają liczne bakterie z grupy 

heterotrofów

 takich 

jak Acinetebacterium, Pseudomonas,Zoogloea, Enterobactericeae, Aeromonas, Flavobacteriu
m, Achromobacter i Micrococus
. Zanieczyszczenia organiczne są absorbowane na 
powierzchni kłaczków i mineralizowane na skutek procesów metabolizmu zachodzących w 
mikroorganizmach. Aby zapewnić prawidłowy przebieg procesu, kłaczki powinny być 
równomiernie unoszone w masie ścieków przepływającej przez komorę napowietrzania. 
Metoda osadu czynnego wymaga doprowadzenia tlenu jako 
substratu bioutleniania zanieczyszczeń organicznych. Aby zagwarantować bakteriom warunki 
tlenowe, stężenie tlenu rozpuszczonego w ściekach  powinno wynosić > 0,5 mg/dm

3

[5

].

 

Proces ten może być również stosowany do usuwania ze ścieków amoniaku, siarkowodoru i 
innych gazów w nich rozpuszczonych. Aktywizują się wówczas bakterie z grupy 

autotrofów

takie 

background image

jak Nitrosomonas, Nitrosococcus i Nitrobacter orazBeggiatoa, Thiotrix, Thioploca i Thiobacil
lus thioparus
.

 

Powstawanie osadu czynnego w komorze napowietrzania wymaga czasu. Aby czas ten 
skrócić, można stosować szczepienie osadu przez dodanie pewnej jego ilości ze ścieków 
wcześniej oczyszczonych. Stałe utrzymanie kłaczków w stanie zawieszonym wymaga 
intensywnego mieszania zawartości reaktora. Stosuje się różne metody od mieszania 
mechanicznego po dysze napowietrzające, które łączą w działaniu funkcję mieszadeł i 
aeratorów (turbin napowietrzających), a także jedne i drugie razem. Proces mieszania i 
napowietrzania jest energochłonny. Nowoczesne konstrukcje mieszadeł i aeratorów poprzez 
odpowiednie dobranie kształtów łopat i dysz zapewniają napowietrzanie 
tzw. drobnopęcherzykowe, co poprawia skuteczność operacji przy optymalnym zużyciu 
energii elektrycznej.

 

Po zakończeniu procesu napowietrzania ścieki kierowane są do osadnika wtórnego, gdzie 
następuje oddzielenie osadu czynnego od cieczy. Nadmiarowy osad poddawany jest 
odwodnieniu i suszeniu, ciecz zrzucana do odbiorników jakimi mogą być np. stawy rybne, a 
następnie odprowadzana do cieków naturalnych. Stawy rybne stanowią również element 
kontroli jakości odprowadzanej wody. Mogą być też traktowane jako zbiorniki buforowe w 
przypadku awarii urządzeń oczyszczających. Woda w stawach ulega dalszemu 
samooczyszczeniu. Zaletą oczyszczania za pomocą osadu czynnego jest duża skuteczność 
przy niewielkim zapotrzebowaniu na teren (BZT5 i zawiesiny do 95%, bakterie 
chorobotwórcze do 98%). Wadą - wrażliwość mikroorganizmów na związki toksyczne i inne 
czynniki wpływające na ich rozwój. 

20. Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem 
czynnym  z nitryfikacją ( bez denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji ). 
Przez pojęcie biologiczne (a ściślej biochemiczne) oczyszczanie ścieków należy 
rozumieć wszystkie te procesy, w których do usuwania zanieczyszczeń obecnych w 
ściekach wykorzystuje się przemiany metaboliczne prowadzone przez różne grupy 
drobnoustrojów. Oczyszczanie biologiczne jest więc, w najszerszym pojęciu, 
naśladownictwem procesów występujących normalnie w przyrodzie, z tą różnicą, że dla 
ich niezakłóconego przebiegu i intensyfikacji tworzy się specjalnie warunki poprzez 
odpowiednie zabiegi techniczne. 
Oczyszczenie ścieków metodą tlenowego osadu czynnego polega na ich 
napowietrzaniu z zawiesiną mikroorganizmów (tzw. osadem czynnym) w specjalnych 
komorach (reaktorach biologicznych). Osad czynny jest skupiskiem kłaczków 
mikroorganizmów wodnych (bakterii i pierwotniaków), które rozwijają się intensywnie w 
warunkach zwiększonej podaży substratów i tlenu, a także zawiesin doprowadzanych do 
reaktora biologicznego ze ściekami oraz frakcji martwych powstających z obumierania 
bytujących mikroorganizmów. W tych reaktorach biologicznych następuje kontakt osadu 
czynnego z substancjami zanieczyszczającymi ścieki. W wyniku wielu powiązanych ze 
sobą procesów fizykochemicznych i biochemicznych zanieczyszczenia „wychwytywane” 
są przez zawiesinę osadu czynnego, a bytujące w niej mikroorganizmy wykorzystują je 
w tlenowych procesach przemiany materii jako źródła energii lub substancje budulcowe 
w szlakach katabolicznych i anabolicznych tych mikroorganizmów. Wykorzystanie 
zanieczyszczeń powoduje ich usunięcie ze ścieków. Produktami tych przemian są różne 
substancje, w tym: dwutlenek węgla, woda, siarczany, azotany, a także energia i 
przyrastająca biomasa mikroorganizmów. Po procesie zachodzi więc konieczność 
oddzielenia osadu od oczyszczonych ścieków, co najczęściej realizowane jest w 

background image

osadnikach wtórnych. 
Celem podstawowym oczyszczania biologicznego (w procesie tlenowego osadu 
czynnego) jest usuwanie ze ścieków związków organicznych rozpuszczonych, 
koloidalnych oraz bardzo drobnych zawiesin nieopadających. W sprzyjających 
warunkach technologicznych zachodzić może również utlenianie azotu amonowego 
poprzez azotyny do azotanów, tzw. proces nitryfikacji.
 
Mechanizm procesu biologicznego oczyszczania polega na: 
• utlenianiu części związków organicznych przez bakterie heterotroficzne 
• wiązaniu części związków organicznych w biomasie mikroorganizmów 
prowadzących proces (ta część związków organicznych nie jest utleniania). 
Związki organiczne + tlen + substancje pożywkowe + mikroorganizmy = nowe 
mikroorganizmy + CO2 + H2O 
Efektywność oczyszczania w procesie osadu czynnego zależy od: 
• podatności związków organicznych na przyswajanie przez mikroorganizmy, 
• wieku osadu, 

• ilości i rodzaju aktywnych mikroorganizmów w komorze osadu czynnego, 
• czasu przetrzymania (hydraulicznego, 
• warunków prowadzenia procesu: stężenia tlenu, zawartości substancji 
pożywkowych (N, P, K), pH, temperatury, obecności substancji toksycznych, 
• odpowiedniej intensywności mieszania, wydajności procesu napowietrzania, 
• właściwej recyrkulacji osadu 
• właściwej eksploatacji całego układu. 
21.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem 
czynnym  z  nitryfikacją , denitryfikacją (  bez  wzmożonej biologicznej defosfatacji ). 
Nitryfikacja biegnie tylko w warunkach tlenowych, według poniższych reakcji: 

 

 

Warunkiem zajścia nitryfikacji jest obecność nitryfikatów w osadzie czynnym. Nitryfikaty 
mają długi czas generacji, zatem średni czas przetrzymania cząstek osadu w komorze 
napowietrzania (średni wiek osadu) musi być odpowiednio długi, aby nitryfikaty powstały i 
odpowiednio się namnożyły. 
Warunek skutecznej nitryfikacji: 
 
 
 
 
 
Denitryfikacja zachodzi wyłącznie w warunkach anoksychnych, w których stężenie tlenu 
rozpuszczonego nie przekracza O

2

 < 0,5 g/m

3

. Reakcja denitryfikacji zachodzi w następujący 

sposób:  

związki org.  + NO

3-

      

            CO

2

 + H

2

O + ½ N

2

   + OH

-

 

biologicznie   

bakterie  

rozkładalne 

 

heterotroficzne 

 
Zużycie związków organicznych: 

nit

C

nit

WO

WO

d

WO

min,

10
min,

)

10

7

(

÷

o

background image

                         ~ 3 g BZT5/g N-NO3- zdenitryfikowanego 
 
Aby zrealizować taki system można zastosować układ MLE- Modified Ludzak - Entinger 
system: 

 

 
Warunkiem wystąpienia nitryfikacji w tym systemie jest: 
 
 
 
 
V

KD

 – zależy od niezbędnego stopnia denitryfikacji  

                   (V

KD

 ≈ (30 ÷ 60 )% z (V

KN

 + V

KD

)) 

T = (V

KN

 + V

KD

)/Q

0

 → rzędu kilkunastu godzin 

 
22.Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania ścieków osadem 
czynnym  z  nitryfikacją , denitryfikacją i wzmożoną biologiczną defosfatacją. 
„Specjalne” bakterie heterotroficzne (BHP) są w stanie zgromadzić w komórce nawet > 20% 
P. Bakterie takie (bakterie heterotroficzne akumulujące P, BHP (PAO)) mogą być obecne w 
znacznych ilościach w osadzie czynnym, gdy osad jest naprzemiennie poddawany warunkom 
beztlenowym i tlenowym. Wtedy osad nadmierny (zawierający dużo BHP) zawiera dużo P, a 
więc ilość usuwanego fosforu jest duża. 
Aby zaszły odpowiednie procesy zwykle wykorzystuje się układ A2/O: 

d

V

V

V

WO

WO

KN

KD

KN

nit

,

min,

+

background image

 

 
Warunkiem wystąpienia nitryfikacji jest:  
 
 
 
 
 

 

~ (7 ÷ 10)d dla 10ºC 
 

29.Od czego zależy zapotrzebowanie na powietrze w procesie osadu czynnego ? 

Zapotrzebowanie na powietrze zależy od: 
-natężenia przepływu ścieków Q

N

 i dopływu napowietrzania do wód 

-od stopnia denitryfikacji 
-stopnia nitryfikacji 
-wymaganego wieku osadu 
-stężenia związków organicznych w ściekach 
-przyrostu osadu organicznego 
-temperatury 
-wartości BzT5 i stężenia NH4 w ściekach surowych oczyszczonych 
 

30.Co to jest wiek osadu ? Od czego zależy ? 

Jest to średni czas przebywania kłaczków osadu czynnego w układzie. WO=1-40dób. 
Zależy od efektu ekologicznego.  
Wiek osadu przyjmuje się do niezbędnych efektów oczyszczania ścieków,czyli wymaganego 
stopnia zmniejszenia zanieczyszczeń. 
 

31. Jak utrzymuje się stały wiek osadu w procesie oczyszczania osadem czynnym ? 

Kontrola procesu polega na usuwaniu osadu nadmiernego w zależności od stężenia zawiesin 
w komorze osadu czynnego. Dzięki spuszczeniu nadmiernego osadu automatycznie skraca się 
wiek osadu,czyli średni czas przebywania kłaczków w komorze. Aby wiek osadu nie ulegał 
zbytnim wahaniom należy usuwać nadmierny osad wielokrotnie w ciągu dnia. 
 
 

d

V

V

V

V

WO

WO

KN

KN

KD

KB

nit

,

min,

+

+