1.Od czego zależy wymagany stopień oczyszczania ścieków (NSO)

Niezbędny stopień oczyszczania ścieków to parametr jaki oblicza się w oparciu o wartości stężenia lub wskaźnika zanieczyszczenia ścieków surowych, wyrażonego w Co [g/m3] oraz wartości stężenia lub wskaźnika zanieczyszczenia w ściekach oczyszczonych, wyrażonego również w Ce [g/m3].

Aby można było obliczyć niezbędny stopień oczyszczania ścieków należy znać:

• charakterystyczne (miarodajne) wartości stężeń i wskaźników zanieczyszczeń ścieków surowych,

• wymagany skład ścieków oczyszczonych.

Niezbędny stopień oczyszczania ścieków( NSO) obliczamy dla:

• BZT5 - jest jednym z najważniejszych wskaźników zanieczyszczenia ścieków domieszkami organicznymi. Określa ilość tlenu zużywanego przez mikroorganizmy do utlenienia w określonym czasie substancji organicznych i niektórych nieorganicznych zawartych w ściekach;

• ChZT - ten wskaźnik również określa ilość tlenu potrzebną do utlenienia materii organicznej jednak w tym przypadku bez udziału organizmów żywych. ChZT przyjmuje większe wartości od BZT.  Wartości obu powyższych wskaźników podaje się w O2 [mg /dm3].

• zawiesiny,

• związki azotowe,

• związki fosforu i inne.

NSO dla zanieczyszczenia „x” wyznaczamy zgodnie ze wzorem :

gdzie:

NSOx - niezbędny stopień oczyszczania ścieków obliczany dla wskaźnika lub stężenia zanieczyszczenia „x”,

Co - wartość stężenia lub wskaźnika zanieczyszczenia w ściekach surowych , [g/m3],

Ce - wartość stężenia lub wskaźnika zanieczyszczenia w ściekach oczyszczonych, [g/m3].

Zgodnie z przepisami krajowymi NSO powinno obejmować od 3 do 5 wskaźników i stężeń zanieczyszczeń w zależności od rodzaju odbiornika ścieków. Dokładne wytyczne są zawarte w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 roku w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego.

Zalecenia Unii Europejskiej wymagają określenia NSO dla BZT5, ChZT i zawiesin ogólnych, w przypadku wszystkich oczyszczalni ścieków, oraz dodatkowo dla azotu ogólnego i fosforu ogólnego w przypadku oczyszczalni, których odbiornikami ścieków oczyszczonych są wody podatne na eutrofizację.

Wartości obliczone porównuje się z wartościami z załącznika nr 1 do rozporządzenia (tabela najwyższych dopuszczalnych wartości i wskaźników zanieczyszczeń lub minimalne procenty redukcji zanieczyszczeń dla oczyszczonych ścieków bytowych i komunalnych wprowadzonych do wód i ziemi). Zgodnie z tą tabelą wartości maksymalne zanieczyszczeń są zależne od RLM czyli równoważnej ilości mieszkańców.

RLM oblicza się na podstawie maksymalnego średniego tygodniowego ładunku zanieczyszczenia wyrażonego wskaźnikiem BZT5 dopływającego do oczyszczalni w ciągu roku, z wyłączeniem sytuacji nietypowych, w szczególności wynikających z intensywnych opadów.

Polskie przepisy różnią się od przepisów unijnych. Zgodnie z Dyrektywą Unii Europejskiej, dotyczącej ścieków komunalnych nr 91/271/EWG, dla wszystkich ścieków konieczne jest określenie NSO dla BZT5, ChZT oraz zawiesiny ogólnych, natomiast tylko w przypadku, gdy odbiornikami ścieków są wody podatne na zarastanie (eutrofizacje), dodatkowo azotu ogólnego oraz fosforu ogólnego. Przepis ten reguluje także wymagania wobec ścieków odprowadzanych z oczyszczalni komunalnych. W charakterze wymagań stosuje się wielkości stężenia, bądź stopień redukcji.

NSO dla oczyszczalni jest określane na podstawie decyzji administracyjnej na maksymalne wartości ładunków zanieczyszczeń możliwych do wprowadzenia do odbiornika.

Decyzja wydawana jest po rozprawie wodno-prawnej, gdzie analizowane są wszystkie czynniki środowiskowe takie jak:

• wielkość odbiornika oraz jego podatność na eutrofizację;

• wielkość oczyszczalni wyrażoną w RLM;

• jakość wód odbiornika;

• położenie geofizyczne oczyszczalni;

• skład ścieków surowych;

• stopień zanieczyszczenia środowiska na terenie planowanego zrzutu ścieków oczyszczonych;

• oddziaływanie oczyszczalni na pozostałych użytkowników wód;

• i inne uwarunkowania gospodarczo-środowiskowe;

Dla wyznaczenia miarodajnego składu ścieków należy porównać wytyczne UE i przepisy RP. Wynika to z faktu, iż należy się spodziewać w najbliższych latach dostosowania przepisów polskich do norm europejskich.

21.Omów bilans masy osadów ściekowych

Każdy proces oczyszczania ścieków wiąże się z powstawaniem osadów ściekowych. W typowej mechaniczno-biologicznej oczyszczalni osady te powstają zgodnie ze schematem przedstawionym poniżej. Schemat przedstawia przykładowy bilans osadów

Bilansowanie ścieków zaczynamy od ustalenia ilości zawiesin dopływających na oczyszczalnie. O stopniu zanieczyszczenia ścieków wpływających na oczyszczalnie świadczą parametry takie jak ilości osadów wyrażonych w [mg] lub [g SM/ dm3] i BZT5 w [kg/d]. Zgodnie z tymi parametrami, uwzględniając Qnom czyli ilość ścieków dostarczanych na oczyszczalnie w [m3/d], obliczamy ilości osadów powstających w ciągu technologicznym.

Przed poddaniem ścieków oczyszczaniu, poza oznaczeniem BZT5 oznacza się także ChZT. Duża różnica pomiędzy biochemicznym zapotrzebowaniu tlenu a chemicznym zapotrzebowaniu tlenu może wskazywać na toksyczność ścieków a co za tym idzie braku możliwości oczyszczania przy pomocy osadu czynnego.

Przy wystąpieniu takiego zjawiska może być wymagana wstępna chemiczna neutralizacja ścieków lub do technologii należy wprowadzić specjalistyczne procesy zależne od charakteru zanieczyszczeń wywołujących toksyczność

Na oczyszczalni komunalnej powstają dwa typy osadów:

wstępny i nadmierny.

Osad wstępny separowany jest na osadnikach wstępnych, które na średnich i dużych oczyszczalniach występują standardowo. Przyjąć można, że dla typowych warunków pracy osadników wstępnych redukowane jest ok. 60% wszystkich dopływających zawiesin ogólnych, które następnie stanowią masę osadu wstępnego.

Zawiesina mineralna, stanowi zazwyczaj ok. 30% udziału w masie zawiesiny, oraz biologiczna frakcja nierozkładalna stanowi ok. 36% w zawiesinie organicznej.

Wykonanie prawidłowego bilansu bazuje na dwóch podstawowych regułach:

• w procesach stabilizacyjnych wartością, która nie ulega zmianie, jest zawartość suchej masy mineralnej [s. m. m.];

• w procesach stabilizacyjnych (np. w fermentacji) redukcja 1 kg suchej masy organicznej [s. m. o.] powoduje zwrot wilgotności w ilości ok. 0,7 l H2O (wynik reakcji chemicznej).

Masa osadów które dopływają na oczyszczalnie jest równa iloczynowi zawiesiny ogólnej, która jest wyrażona w [kg/d] oraz maksymalnej ilości ścieków na dopływie do oczyszczalni w [m3/d].

11.omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania osadem czynnym z nitryfikacją ( bez denitryfikacji i wzmożonej biologicznej defosfatacji )

Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego polega na ich

napowietrzeniu z charakterystycznym zespołem drobnoustrojów tzw.

osadem czynnym oraz na oddzieleniu osadu od oczyszczanych ścieków

w osadnikach wtórnych.

Osad czynny bazuje na :

-komorze napowietrzania

-reaktorze zw. Wtórnym osadnikiem

-podaż C

-stosunek BZT:N:P = 100:5:1

-utrzymywanie określonych warunków tlenowych w reaktorze (O2)

-osad czynny musi być zawieszony

-niezbędne jest aby istniała recyrkulacja α umożliwiająca zawracanie osadu

(0,7 -13%Q)

-odprowadzanie nadmiernego osadu ∆x

-utrzymywanie stałego wieku osadu wo=const

-temperatura

Wiek osadu - średni czas przebywania kłaczków osadu czynnego w układzie

Wiek osadu przyjmuje się zależnie od niezbędnych efektów oczyszczania ścieków. Przyjmując odpowiednio długi wiek osadu oprócz dobrych efektów usuwania związków organicznych można utlenić azot amonowy do azotanów(nitryfikacja)

Przyrost osadu zależy do wieku osadu i ładunków zanieczyszczeń w oczyszczonych ściekach

30. Podaj i uzasadnij rodzaje chemicznej defosfatacji ścieków:

Proces chemicznej defosfatacji polega na usuwaniu Fosforu występującego w ściekach w nadmiernych ilościach na drodze chemicznej z użyciem substancji tworzących nierozpuszczalne związki z fosforanami.

Najczęściej są to sole żelaza, glinu i wapnia, a zachodzący proces jest zwany strącaniem zwiazków fosforu.

Wyróżniamy następujące rodzaje Strącania:

Strącanie wstępne polega na dawkowaniu reagentów w procesie wstępnego

oczyszczania ścieków (np. do piaskownika lub między piaskownikiem, a osadnikiem

wstępnym). Pozwala ono na dobre wymieszanie reagentów ze ściekami

i flokulację zawiesin. Proces ten zapewnia nie tylko usunięcie fosforu, ale

powoduje także zmniejszenie innych wskaźników zanieczyszczenia ścieków

(BZT, zawartości zawiesin) kierowanych do dalszych etapów oczyszczania.

Strącanie wstępne nie zapewnia calkowitego usunięcia fosforu, jeśli w ściekach

poza ortofosforanami występują jego formy organiczne.

Strącanie symultaniczne pozwala na wyższy stopień usunięcia fosforu niż

w wyniku wstępnego strącania. Reagenty przy strącaniu symultanicznym

dodawane są najczęściej bezpośrednio do komory napowietrzania w jednym lub kilku punktach. Rozwiązanie to jest korzystne z inwestycyjnego

punktu widzenia, gdyż nie wymaga budowy dodatkowych urządzeń, podobnie

zresztą jak w przypadku strącania wstępnego.

Strącanie wtórne stosowane jest wtedy, gdy wymagania dotyczące ilości usuwanego fosforu są duże. Konieczne jest wybudowanie dodatkowej komory mieszania ścieków z reagentem i osadnika pokoagulacyjnego występującego po stopniu biologicznego oczyszczania.

W przypadku koagulacji koricowej, przy odprowadzaniu ścieków do

odbiorników wód stojących zagrożonych eutrofizacją, dla polepszenia końcowych

efektów usuwania fosforu ścieki poddaje się procesowi filtracji na filtrach

piaskowych, o konstrukcji zbliżonej do konstrukcji filtrów piaskowych,

pospieszonych stosowanych przy uzdatnianiu wody.

Na rys. 4.10 pokazano różne schematy technologiczne ukladów oczyszczania

Scieków metodą osadu czynnego z zaznaczeniem punktów dawkowania

reagentów do chemicznego usuwania fosforu.

36. Od czego zależy zapotrzebowanie tlenu w oczyszczalni ścieków miejskich? Jaki jest wpływ denitryfikacji na zapotrzebowanie tlenu?

W procesie oczyszczania ścieków wyróżniamy :

BZT oraz ChZT

Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT) jest pojęciem umownym i określa ilość tlenu wyrażoną w mg w 1 dm³wody, potrzebną do utlenienia biochemicznego związków organicznych w badanej wodzie lub ściekach w warunkach aerobowych.

Związki organiczne zawarte w wodach naturalnych ulegają rozkładowi wskutek działania bakterii i innych drobnoustrojów.

Proces biochemicznego utleniania związków organicznych można w uproszczony sposób przedstawić następującym równaniem:

bakterie

związki organiczne + O₂ CO₂ + H₂O

Przebieg reakcji bioutleniania zależy od:

• ilości mikroorganizmów zawartych w wodzie,

• ich aktywności biologicznej,

• temperatury,

• pH,

• substancji toksycznych.

Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) jest pojęciem umownym i oznacza ilość tlenu (w mg/dm³) pobranego (w warunkach umownych) z utleniacza na utlenienie obecnych w wodzie związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych (np. soli żelaza (II), siarkowodoru, siarczków, azotanów (III)).

Oznaczenie ChZT musi być wykonywane w ściśle określonych warunkach, ponieważ stopień utlenienia związków organicznych zależy od:

�� rodzaju utleniacza,

�� temperatury,

�� czasu reakcji utleniania.

Denitryfikacja, jest redukcja azotanów(V) i azotanów(III) do azotu cząsteczkowego lub tlenku azotu(I) (denitryfikacja całkowita) lub amoniaku (denitryfikacja częściowa), wywołana przez bakterie denitryfikacyjne (denitryfikatory).

A ponieważ zachodzi w warunkach beztlenowych, (przede wszystkim w glebach o wysokiej zawartości wody i świeżej substancji organicznej), nie wywiera wpływu na zapotrzebowanie tlenu

OSADNIK WSTĘPNY

KOMORA OSADU CZYNNEGO; KOMORA NAPOWIETRZANA

OSADNIK WTÓRNY

BZT₅ w [kg /d]

ZAWIESINA w [kg/d]

DOPŁYW

Q

Około 60% zawiesin, zawiesina łatwo opadająca

OSAD WSTĘPNY (OW)

OSAD RECYLKULOWANY

OSAD

NADMIERNY (ON)

SZACUNKOWY SCHEMAT BILANSU OSADÓW ŚCIEKOWYCH

ODPŁYW

---