Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
1.Od czego zależy niezbędny stopień oczyszczania ścieków NSO
NSO zależy od wartości stężeń lub wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych i ściekach oczyszczonych. Są to: BZT5 , ChZT, związki azotu ogólnego, fosforu ogólnego oraz zawiesiny
2. Podaj typowe wartości podstawowych stężeń i wskaźników ścieków komunalnych
BZT5 – 300 g/m3
ChZT – 600 g/m3
zawiesiny ogólne 300 g/m3
azoty – 60 g/m3
fosfor – 10 g/m3
3. Omów formy występowania związków azotowych w ściekach surowych i biologicznie oczyszczanych:
-osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji
-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją
-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją
Azot w ściekach surowych występuje w formie białka, amoniaku i mocznika. (Norg,Nnh4,Ntkn,Nog). W ściekach surowych nie obserwuje się azotanów i azotynów (Nno2,Nno3)
W ściekach biologicznie oczyszczanych:
-osadem czynnym jednostopniowym bez nitryfikacji
Rozkład azotu organicznego do postaci amonowej -soli amonowych lub amoniaku,
-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją
Przemiana azotu amonowego w azotyny, a następnie w azotany
-osadem czynnym jednostopniowym z nitryfikacją i denitryfikacją
Przemiana azotanów w azot gazowy
4. Omów stopnie oczyszczania ścieków.
I mechaniczne (cedzenie, filtrowanie, sedymentacja, flotacja) usuwa się ze ścieków: większe ciała stałe, tzw. skratki; cząstki ziemiste, a przede wszystkim piasek; zawiesiny opadające, tj. osady wstępne; zawiesiny flotujące, tj. oleje i tłuszcze.
II biologiczne bez usuwania azotu i fosforu, dochodzi reaktor (osad czynny jednofazowy ) i osadnik wtórny +recyrkulacja,
III biologiczny z usuwaniem zw. azotu i fosforu, większy reaktor (wielofazowy) i większy osadnik wtórny +recyrkulacja,
(II i III polegają na kompleksie chemicznych reakcji różnego typu oraz na procesach fizyko-chemicznych.)
IV odnowa wody, dochodzi zakład odnowy wody (m.in. filtracja ), można wyprodukować czystą wodę(np. na cele technologiczne, przemysłowe).
5. Scharakteryzuj urządzenia do usuwania ciał stałych ze ścieków.
Do wydzielenia ze ścieków skratek służą przede wszystkim kraty i niekiedy sita.
a)Kraty- dzieli się na rzadkie, średnie i gęste oraz na oczyszczane ręcznie i oczyszczane mechanicznie. Typowa krata to kilka metalowych prętów ustawionych pochyło lub pionowo w poprzek kanału doprowadzającego ścieki. Niektóre pręty są łukowato wygięte.Odległość pomiędzy sąsiednimi prętami nazywamy prześwitem kraty. Obecnie projektowane kraty rzadkie mają prześwit 2-3mm a gęste 3 - 5mm.Prędkość przepływu ścieków przez kraty nie mniejsza niż 6m/s.
Na kratach osadzają się liczne ciała stałe: np.kawałki drewna, puszki. Wszystkie te zanieczyszczenia osadzone na kratach odpowiednio się przetwarza.
b) Sita - W cedzeniu używa się oprócz krat liczne sita oraz mikrosita. Sita dzieli przez wzgląd na wielkość prześwitów, podobnie jak dzieli się kraty. Sita gęste mają prześwity o wielkości mniejszej niż 0,1mm. Średnie sita mają prześwity o wielkości pomiędzy 0,1 a 1,5mm a rzadkie sita mają prześwity większe niż 1,5mm. Najgęstsze sita nazywane są mikrolitami (0,02-0,035mm).Zarówno sita jak i mikrosita dzieli się na statyczne i obrotowe.
6. Scharakteryzuj urządzenia do usuwania zawiesin ziarnistych ze ścieków.
Piaskownik- urz. do usuwania zawiesin ziarnistych(nie łatwopalnych)w OŚ o QN>100m3/d, należy utrzymać prędkość 0,3m/s .nie zależnie od wypełnienia kanału(piasek będzie sedymentował. Wymiarkowuje się na Qmaxh .Ilość=5-12l/Ma (rozdzielcza=5-6l/Ma, ogólnospławna-wyższe).Piasek jest zgarniany do leja (ręcznie lub mechanicznie), transportowany, płukany +dezynfekowany i oddany do gospodarczego wykorzystanie, np. budowa dróg. Rodzaje piaskowników: poziome, pionowe, wirowe, o przepływie złożonym. W dużych OŚ stosuje się piaskowniki napowietrzane (system średniopęcherzykowy).
7. Omów zasady usuwania zawiesin ze ścieków.
Zjawisko sedymentacji = grawitacja. Rodzaje sedymentacji: - sedymentacja odrębnych cząstek -sedymentacja zawiesin kłaczkowatych - sedymentacja strefowa
Proces sedymentacji łato opadających zawiesin odbywa się w osadnikach wstępnych. Sedymentacja następuje w czasie dwóch godzin. Drobniejsze zawiesiny przechodzą do drugiego stopnia oczyszczania. Zawiesiny osadzają się w zbiornikach pod wpływem własnego ciężaru.
8. Omów urządzenia do sedymentacji wstępnej.
Do sedymentacji wstępnej służą osadniki wstępne. W osadniku wstępnym dokonuje się usunięcia zawiesin łatwo opadających poprzez zapewnienie wystarczająco powolnego przepływu laminarnego ścieków, pozwalającego opadać zawiesinom , które mają masę niewiele większą od masy wody, ok. 1,1 g/cm3. Osadniki wstępne usuwają ok. 60 – 70 % całkowitej zawiesiny organicznej ze ścieków. Usuwają ok. 30 % BZT5. Produkują osad wstępny, który pozwala wspomagać biologiczne procesy usuwania fosforu i azotu. W osadnikach wstępnych zachodzi również odtłuszczanie. Efektywność pracy osadników wstępnych zależy m.in. od obciążenia hydraulicznego powierzchni zbiornika, czasu przetrzymywania ścieków, rodzaju ścieków, rodzaju zawiesin.
9. Omów krzywą SIERPA.
Krzywe SIERPA przedstawiają zależności skuteczności usuwania poszczególnych zanieczyszczeń w procesie sedymentacji wstępnej w zależności od czasu trwania procesu. Wykres sierpa ujmuje dwa rodzaje zawiesin, podział ten jest umowny, wprowadzony ze względów technicznych.
10. Omów charakterystyczne elementy technologiczne oczyszczania osadem czynnym (bez nitryfikacji, denitryfikacji, wzmnożonej fosforyzacji)
Oczyszczanie ścieków za pomocą 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 takich jak Acinetebacterium, Pseudomonas, Zoogloea, Enterobactericeae, Aeromonas, Flavobacterium, 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/dm3].
Proces ten może być również stosowany do usuwania ze ścieków amoniaku, siarkowodoru i innych gazów w nich rozpuszczonych. Aktywizują się wówczas bakterie z grupy , takie jak Nitrosomonas, Nitrosococcus i Nitrobacter oraz Beggiatoa, Thiotrix, Thioploca i Thiobacillus 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.
11. Omów charakterystyczne elementy oczyszczania osadem czynnym z nitryfikacja bez (denitryfikacja i wzmnożoną fosforyzacją.)
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
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,
3
• 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.
12. Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania 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 O2 < 0,5 g/m3. Reakcja denitryfikacji zachodzi w następujący sposób:
związki org. + NO3- à CO2 + H2O + ½ N2 + OH-
biologicznie bakterie
rozkładalne heterotroficzne
Zużycie związków organicznych:
~ 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:
VKD – zależy od niezbędnego stopnia denitryfikacji
(VKD ≈ (30 ÷ 60 )% z (VKN + VKD))
T = (VKN + VKD)/Q0 → rzędu kilkunastu godzin
13. Omów charakterystyczne parametry technologiczne oczyszczania 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:
Warunkiem wystąpienia nitryfikacji jest:
~ (7 ÷ 10)d dla 10ºC
14. Narysuj schematy następujących układów z osadem czynnym:
-jednostopniowy
-dustopniowy
-dwufazowy
-trzyfazowy
-czterofazowy-
-pięciofazowy
15. Podaj podstawowe warunki niezbędne do oczyszczania ścieków osadem czynnym
W prawidłowo zaprojektowanym układzie biologicznego oczyszczania muszą być spełnione warunki:
-równowaga między asymilacja (synteza nowych komórek) a mineralizacją związków organicznych
-równowaga między ilością substancji pokarmowych a liczbą konsumentów (mokrorganizmów)
-równowaga między biotopem a biocenozą. Warunki te nawzajem się przenikają.
stęż...