10. Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania osadem czynnym.
Wiek osadu (najważniejszy parametr, decyduje o efektach). Jest to średni czas przebywania kłaczków
osadu czynnego w układzie (wynosi 1 ÷ 40 d).
Wiek osadu przyjmuje się zależnie od niezbędnych efektów oczyszczania ścieków. Przyjmując
odpowiednio długi wiek osadu oprócz dobrych efektów usuwania związków organicznych, można
utlenid azot amonowy do azotanów (nitryfikacja).
Wiek osadu
x
I,o
– stężenie w dopływie zawiesin organicznych biologicznie nierozkładalnych, gsmo/m
3
Stężenie osadu w KOCZ
x = 2000 ÷ 5000 gsm/m
3
(najczęściej ok. 3000)
x
B
– stężenie biomasy osadu czynnego, gsm/m
3
, gsmo/m
3
, gChZT/m
3
x
I
– biologicznie nierozkładalne zawieisny organiczne pochodzące z oczyszczonych ścieków,
gsm/m
3
,gsmo/m
3
,gChZT/m
3
x
min
– zawiesiny mineralne pochodzące z oczyszczanych ścieków, gsm/m
3
Masa osadu w KOCZ
Objętośd KOCZ
Czas przetrzymania ścieków w KOCZ
T = kilka do kilkanaście (kilkadziesiąt) godzin (zależnie od WO i przyjmowanego x).
Nie powinien byd krótszy o ok. 3h
Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeo określa ilośd zanieczyszczeo organicznych (BZT
5
)
doprowadzanych do KOCZ w jednostce czasu (d) na jednostkę masy osadu w komorze (sm).
Jest to parametr, którego wartośd jest wynikiem przyjęcia określonego wieku osadu (WO).
Obciążenie objętości komory ładunkiem zanieczyszczeo. Określa ilośdzanieczyszczeo
doprowadzanych do KOCZ w jednostce czasu w przeliczeniu na 1 m
3
objętości KOCZ.
d
x
x
V
x
M
WO
x
,
d
gsmo
x
Q
x
O
I
O
I
/
,
,
3
min
/
,
m
gsm
x
x
x
x
I
B
kgsm
gsm
x
WO
x
V
M
x
,
,
3
, m
x
x
WO
x
M
V
x
h
Q
V
T
h
,
d
gsm
gBZT
M
Ł
M
S
Q
O
x
BZT
x
BZT
d
ł
/
,
5
5
5
d
gsm
gBZT
x
WO
Ł
O
BZT
ł
/
,
5
5
d
m
gBZT
V
Ł
V
S
Q
O
BZT
BZT
d
K
3
5
/
,
5
5
Jest to parametr wynikowy, zależny od przyjętej objętości KOCZ (V), która zależy od przyjętego wieku
osadu i stężenia osadu w KOCZ (V=WO·∆x/x).
Indeks osadu
Charakteryzuje zdolnośd zawiesin osadu czynnego do sedymentacji w osadniku wtórnym.
V
os
= objętośc osadu po 30 min zagęszczaniu w 1 litrowym cylindrze, ml/l, cm
3
/l
x = stężenie osadu w cylindrze przed zagęszczaniem, g/l
Stopieo recyrkulacji osadu α
(0,25 ÷ 1) (25%÷100%)
Im IO mniejszy tym α może byd mniejsze.
Im mniejsze α tym mniejsze koszty pompowania.
Zbyt małe α to osad gromadzi się w osadniku wtórnym.
Stężenie osadu recyrkulowanego.
Osad w leju osadnika wtórnego może zagęścid się ok. 2 ÷ 4 krotnie w stosunku do stężenia w KOCZ
(x).Uzyskanie x
R
zależy od przyjętego stopnia recyrkulacji α:
Objętośd osadu nadmiernego Q
N
W ilości Q
N
(m
3
/d) o stężeniu x
R
(gsm/m
3
) musimy
odprowadzid cały przyrost w układzie (∆x, gsm/d)
pomniejszony o ilośd osadu odprowadzanego z układu jako
zawiesiny pozostałe w odpływie z osadnika wtórnego
(~ Q
o
· x
e
, gsm/d).
Rzędu 1 ÷ kilku %
Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania osadem czynnym z
nitryfikacją(bez denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji).
Nitryfikacja biegnie tylko w warunkach tlenowych
NH4+ + 1,5O2 NO2- + 2H+ + H2O
NO2- + 0,5O2 NO3-
NH4= + 2O2 NO3- + 2H+ + H2O
Warunkiem nitryfikacji jest obecnośd nitryfikantów w osadzie czynnym. Nitryfikanty mają długi czas
generacji, zatem średni czas przetrzymania cząstek osadu w komorze napowietrzania (wiek osadu)
musi byd odpowiednio długi, żeby nitryfikanty zdążyły się „mnożyd”.
Warunek skutecznej nitryfikacji:
nit
C
nit
WO
WO
d
WO
min,
10
min,
)
10
7
(
x
O
O
x
x
WO
Ł
O
ł
K
BZT
K
5
gsm
cm
gsm
ml
x
V
IO
os
/
,
/
,
3
o
R
Q
Q
3
/
),
1
1
(
m
gsm
x
x
R
R
e
o
o
o
N
R
e
o
N
x
x
Q
x
Q
Q
d
m
x
x
Q
x
Q
/
)
/
(
/
,
3
Charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania osadem czynnym z nitryfikacją:
Układ „MLE” oczyszczania ścieków - KN (napowietrzanie)
NH
4
+ 2O
2
r
nitrobacte
as
nitrosoman
NO
3
- + 2H+ + 2H
2
O
zw. org. + O2
iczne
heterotrof
bakteria
CO2 + H2O
Warunek wystąpienia nitryfikacji w systemie MLE(Modified Ludzak - Entinger system)
d
V
V
V
WO
WO
KN
KD
KN
nit
,
min,
V
KD
– zależy od niezbędnego stopnia denitryfikacji
(V
KD
≈ (30 ÷ 60 )% z (V
KN
+ V
KD
))
T = (V
KN
+ V
KD
)/Q0 → rzędu kilkunastu godzin
WO
min,nit
~ (7 ÷ 10) d dla 10ºC
Zużycie tlenu
ZO
2
= ZO
2
C
+ ZO
2
NIT
- ∆ZO
2
DEN
, gO2/d
ZO
2
C
–na utlenienie związków organicznych
ZO
2
NIT
–na nitryfikację NH
4
+
∆ZO
2
DEN
–odzysk w wyniku denitryfikacji NO
3
-
ZO
2
C
= 1,47Q0 (BZT
5,0
– BZT
5,e
S
) – 1,42 ∆X
org
, gO
2
/d
ZO
2
NIT
= 4,6 [Q
0
(N
og,0
– N
og,e
S
)
– 0,1 ∆X
org
], gO
2
/d =∆N
N
og
,
e
S, BZT
5
,
e
S – wartości w próbie sączonej z odpływu osadnika wtórnego, g/m3,
∆X
org
– przyrost osadu organicznego, gsmo/d,
0,1 – przybliżona wartośd N w osadzie organicznym, gN/gsmo
∆N – ilośd znitryfikowanego azotu.
Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania osadem czynnym z
nitryfikacją, denitryfikacją i wzmożoną biologiczną defosfatacją.
1) Osad czynny z usuwaniem związków organicznych (związki biogenne usuwane są tylko przez
asymilację)
2) Osad czynny z uzyskaniem związków organicznych i nitryfikacją NH
4
(też tylko asymilacja i
utleniany NH
4
do azotynów)
(większa komora)
3) 2)+ denitryfikacja azotanów (azot usuwany przez asymilację i biologiczne przekształcanie do N
2
, a
fosfor tylko przez asymilację)
UKŁAD MLE
4) 3)+ defosfatacja (nazywany układem CNP- zintegrowane usuwanie związków: C, N, P)
14. Narysuj schematy następujących układów oczyszczalni z osadem czynnym:
- jednostopniowy( tego na razie nie mam )
Podstawowe warunki niezbędne do oczyszczania ścieków osadem czynnym
1. Współgranie komory osadu czynnego i osadnika wtórnego
2. Koniecznośd utrzymania odpowiedniego stężenia tlenu
3. Koniecznośd odprowadzania przyrostu nadmiernego
4. Zapewniene by biomasa osadu czynnego była w zawieszeniu
5. Wiek osadu WO=zapas osadu/przyrost osadu=const. Przyjmowany jest zależnie od niezbędnych
efektów oczyszczania ścieków. Chcąc utrzymad stały WO trzeba doprowadzad ściśle określoną ilośd
osadu nadmiernego.
WOmax=40d (dla oczyszczania ścieków komunalnych)
Womin=7d (przy którym zachodzi denitryfikacja)
6. W ściekach dopływających musi byd określona ilośd substancji biogennych tak by stosunek
BZT5:N:P=100:5:1.
Gdy jest on mniejszy należy w tym miejscu dodad pożywkę o okreslonym stosunku azotu i fosforu.
7. Pemanentna recyrkulacja osadu α- należy zapewnid α=0,5 1,8 Q
o
Układy osadu czynnego.
A/O
Dopływ do KB musi mied możliwie mało (najlepiej wcale) NO3-. Dlatego układ A/O projektuje się tak,
żeby nie było nitryfikacji (tzn. przyjmuje się odpowiednio krótki WO).
WO ≈ (2 ÷6)d
TKB = VKB/Q0 ≈ (0,5 ÷1,5)h
TKN = VKN/Q0 ≈ (1 ÷3)h
Efekty oczyszczania i zużycia tlenu:~ jak w procesie tlenowym przy porównywalnym WO, ale
dodatkowo niskie stężenie P w ściekach oczyszczonych (może byd, że odpowiada wymogą
Rozporządzenia). Trzeba bardzo dobrze klarowad ścieki w osadnikach wtórnych Xe < 20 (15) gsm/m3,
ponieważ zawiesina zawiera dużo P.
A2O
Układ A2/O (Anaerobic/Anoxic/Oxic)
KD/KN → tak jak w układzie MLE. Służy do usuwania zanieczyszczeo organicznych oraz nitryfikacji /
denitryfikacji. Parametry jak dla układu MLE.
KB → żeby uzyskad defosfatację biologiczną.
TKB = VKB/Q0 ≈ (0,5 ÷ 2)h
NO3- doprowadzane do KB zużywają LKT, co obniża przyrost BHP, a zatem efekty usuwania P.