Ćwiczenie projektowe z
TWS
Projekt mechaniczno-
biologicznej oczyszczalni
ścieków komunalnych
Aleksandra Szaja
p. 328,
Konsultacje : czwartek 12
00
– 14
00
Ćwiczenie projektowe z
TWS
Projekt mechaniczno-
biologicznej oczyszczalni
ścieków komunalnych
Aleksandra Szaja
p. 328,
Konsultacje : czwartek 12
00
– 14
00
Zajęcia I
TEORIA
•
Ścieki – definicja, rodzaje
•
Oczyszczanie mechaniczne
•
Rodzaje kanalizacji
•
Zanieczyszczenia ścieków miejskich
OBLICZENIA
•
Wyznaczenie charakterystycznych przepływów
przez oczyszczalnię
•
Wymiarowanie kolektorów
•
Kanał otwarty
•
Przewód o przekroju kołowym
Klasyfikacja
zanieczyszczeń ścieków
śc
ie
ki
Fizyczne
(mętność, barwa,
zawiesina)
Chemiczne
(zw. organiczne i
nieorganiczne)
Biologiczne
(drobnoustroje)
W celu określenia zawartości substancji
organicznych w ściekach wykorzystuje się trzy
podstawowe wskaźniki:
•
BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen)
–
jest to ilość tlenu zużyta do rozkładu na drodze
biochemicznej związków organicznych zawartych
w analizowanej próbie (Łomotowski i in, 1999).
•
W
praktyce
najczęściej
wykonuje
się
pięciodniowe biochemiczne zapotrzebowanie na
tlen, gdyż podczas tego okresu przemiany
biochemiczne
zachodzą
najintensywniej,
przyjmuje się również, że podczas tego okresu
czasu BZT
5
odpowiada 68 - 70% całkowitego
biochemicznego zapotrzebowania na tlen. Przy
czym mineralizacja 99% substancji organicznej
zachodzi po okresie 20 dni (Dojlido i in, 1999).
•
ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na
tlen) –
oznacza ilość tlenu wyrażoną w
mg/dm
3
pobraną z utleniacza na utlenienie
zawartych w ściekach związków organicznych
oraz niektórych nieorganicznych np. soli
żelaza (II), azotynów, siarczynów i innych.
•
Do wyznaczenie tego wskaźnika wykorzystuje
się najczęściej dwuchromian potasu oraz
nadmanganian potasu. Umownie oznaczenie
ChZT z wykorzystaniem nadmanganianu
potasu jako utleniacza nazywa się
utlenialnością (Dojlido i in, 1999).
•
OWO (ogólny węgiel organiczny) –
jest to
stężenie masy węgla zawartego w substancji
organicznej (Heidrich, 2010). Wskaźnik ten można
wyznaczyć stosując różne metody, najczęściej
istota pomiaru polega na utlenieniu węgla
zawartego w związkach organicznych do
dwutlenku węgla i następnie pomiarze ilości
powstałego produktu (Dojlido i in, 1999; Klimiuk,
2005).
nazwa
jednostka
zakres
BZT
5
mg/dm
3
110 – 400
ChZT
mg/dm
3
250 – 1000
OWO
mg/dm
3
80 – 290
1. Wyznaczenie charakterystycznych
przepływów przez oczyszczalnię
•
Ilość dopływających ścieków do oczyszczalni Q
dsr
[m
3
/d] (z tematu)
1.1. Wyznaczenie ogólnej liczby mieszkańców OLM
•
s
jBZT5
– jednostkowy ładunek zanieczyszczeń (60
g/M
.
d)
•
S
BZT5
– stężenie BZT
5
na wejściu do oczyszczalni
[g/m
3
]
•
L
BZT5
- ładunek BZT
5
na wejściu do oczyszczalni
[kg/d]
,
5
5
3
[ ]
10
BZT
j BZT
L
OLM
M
s
-
=
�
•
stężenie BZT
5
w ściekach dopływających do
oczyszczalni, g/m
3
•
średni dobowy przepływ przez oczyszczalnie, m
3
/d
5
5
3
10 [
/ ]
BZT
BZT
dśr
L
S
Q
kg d
-
=
�
�
1.2 Obliczenie przepływu dobowego
maksymalnego
•
dobowy maksymalny współczynnik
nierównomierności przepływu ścieków; dla liczby
mieszkańców wynoszącej ……… przyjęto wartość
współczynnika wynoszącą N
d max
= ………..
,
N
d max
LM
1,2
LM > 25 000
1,5
10 000 < LM < 25 000
1,75
5 000 < LM < 1 000
2,0
LM < 5 000
]
/
[
3
max
max
d
m
N
Q
Q
d
śr
d
d
1.3 Obliczenie przepływu
godzinowego średniego
3
[
/ ]
24
d sr
hsr
Q
Q
m h
=
1.4. Obliczenie przepływu
godzinowego maksymalnego
•
współczynnik nierównomierności godzinowy
maksymalny
N
h max
LM
3
≤ 2 000
3
2001 – 5000
2,66
5001 – 10 000
2,4
10 001 – 20 000
2
20 001 – 100 000
1,5
> 100 000
]
/
[
3
max
max
h
m
N
Q
Q
h
śr
h
h
1.5. Obliczenie przepływu
godzinowego minimalnego
•
współczynnik nierównomierności godzinowej
przepływu ścieków
;
•
przyjęto wartość współczynnika wynoszącą ……..
]
/
[
3
min
min
h
m
N
Q
Q
h
śr
h
h
45
,
0
3
,
0
min
h
N
2. Dobór kolektora
doprowadzającego ścieki do
oczyszczalni
Założenia wstępne
•
znajomość Q
hmax
, Q
hmin
(kolektor wymiarujemy na
oba przepływy)
•
znajomość zalecanych prędkości przepływu
ścieków
•
napełnienie maksymalne
Warunki:
•
V
ma x
≥ 0,8m/s (zalecane V
ma x
≥ 1,0 m/s )
•
V
min
≥ 0,6 m/s
•
h
max
≤ 0,67 d
2.1. Obliczenie przepływu
całkowitego
Dobrano kolektor stalowy na podstawie nomogramu
Colebrooka - White’a (k=1,5mm) o następujących
parametrach:
v [m/s]
d [mm]
i [%]
2.2. Dobór parametrów kolektora
]
/
[
],
/
[
40
,
1
35
,
1
3
3
max
s
dm
h
m
Q
Q
h
c
2.3. Obliczenie
współczynników sprawności
d
h
v
v
2
/
1
min
max/
2
/
1
min
max/
c
h
Q
Q
max
1
Przykład
•
Dobrano kolektor stalowy na podstawie
nomogramu Colebrooka - White’a (k=1,5mm) o
następujących parametrach:
•
v = 1 m/s
•
d = 400 mm
•
i = 3,5 ‰
KROK 1
•
Wyznaczamy Q
c
]
/
[
],
/
[
40
,
1
35
,
1
3
3
max
s
dm
h
m
Q
Q
h
c
KROK 2
•
Zaznaczamy punkt na osi oznaczonej jako β i α
•
Odczytujemy , a następnie
1
2
3
4
c
h
Q
Q
max
1
1
b
1
b
1
a
h
h
1
a
Wymiarowanie kanałów
otwartych
•
Kanał o przekroju prostokątnym
•
Warunki do spełnienia:
•
B
rz
> H
cz
0,5 ≤
≤ 0,9
•
Wzory do wykorzystania
•
Q = v
.
F (m
3
/s)
•
�=�
√
�
h
∙ �
� =
1
�
� h
❑
2 /3
∙ �
1 / 2
B
H
cz
Wymiarowanie kanałów
otwartych
B [m]
h [m]
F [m
2
] O
z
[m] R
h
[m] i [‰]
v
[m/s]
Q [m
3
/s]
...
....
...
...
...
...
...
...
•
typoszereg szerokości kanałów
•
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0;
1,2; 1,4; 1,6 m
Przykład
•
Q
hmax
= 0,095 m
3
/s
•
Założono v
max
= 0,8m/s
•
Q
hmax
= v
max
.
F, F = Q
hmax
/v
max
= 0,12 m
2
•
F = B . H
cz
, B ≈ H
cz
, F = B
2
,
•
B = , B = 0,35m
•
Z typoszeregu przyjmujemy pierwszą większą
wartość, B= 0,4m
•
H
cz
= F/B
rz
= 0,3m
•
Sprawdzamy czy warunki są spełnione
•
Q
hmax
= F
.
V
max
= 0,12 m/s
•
�=
1
�
� h
❑
2 /3
∙ �
1
2
=1 �/ �
Przykład
•
Regulacja wysokością czynną
•
H
cz
= 0,25
•
F
rz
= B
rz
.
H
cz
= 0,1 m
2
B [m]
H
cz
[m]
F [m
2
] O
z
[m] R
h
[m] i [‰]
v
[m/s]
Q [m
3
/s]
0,4
0,3
0,12
1,0
0,12
2,9
1,0
0,12
0,4
0,25
0,1
0,9
0,11
2,9
0,95
0,095