Obliczanie natężenia przepływu ścieków
Określenie natężenia przepływu ścieków jest pierwszym krokiem w projektowaniu oczyszczania ścieków. Powszechnie stosowaną formułą jest:
Q=A×Qp×Qd
Gdzie:
Q=Natężenie przepływu ścieków (m³/d)
Populacja projektu =
Qp= Dzienny zrzut ścieków bytowych na mieszkańca (L/d·osoba)
Qd= Dzienny współczynnik odprowadzania ścieków
Obliczanie ładunku substancji zanieczyszczających ścieki
Ładunek substancji zanieczyszczających jest krytycznym parametrem w procesie oczyszczania ścieków. Można to obliczyć jako:
L=Q×C
Gdzie:
L=Ładunek zanieczyszczeń (kg/d)
Q=Natężenie przepływu ścieków (m³/d)
C= Stężenie substancji zanieczyszczającej (mg/l)
Obliczanie objętości oczyszczalni ścieków
Objętość oczyszczalni ścieków jest istotnym parametrem projektowym i eksploatacyjnym:
V=Q×t
Gdzie:
V= Kubatura obiektu (m³)
Q=Natężenie przepływu ścieków (m³/d)
t= Czas przebywania ścieków w obiekcie (d)
Obliczanie szybkości napowietrzania
Napowietrzanie jest kluczowym procesem w biologicznym oczyszczaniu ścieków. Szybkość napowietrzania określa się za pomocą:
A=Q×H×SAE
Gdzie:
A=Szybkość napowietrzania (m³/min)
Q=Natężenie przepływu ścieków (m³/d)
H= Głębokość zbiornika napowietrzającego (m)
SAE=Standardowa wydajność napowietrzania
Obliczanie produkcji osadu
Powstawanie osadu jest naturalnym produktem ubocznym oczyszczania ścieków. Jego ilość można oszacować za pomocą:
M=Q×Y
Gdzie:
M= Produkcja osadu (kg/d)
Q=Natężenie przepływu ścieków (m³/d)
Y= Współczynnik produkcji osadu
Obliczenia projektowe ekranu słupkowego
I. Ogólne wytyczne
1. Szczelina pręta
Szczelina sita prętowego przed pompami powinna odpowiadać wymaganiom pompy.
Przed oczyszczalnią odstęp sita nie powinien przekraczać 40 mm:
25–40 mm do czyszczenia ręcznego
16–25 mm do czyszczenia mechanicznego
W dużych zakładach można stosować grube i drobne sita (grube 50–100 mm).
W bardzo dużych zakładach można zainstalować trzy sita: grube, średnie i drobne.
Jeżeli szczelina-w pobliżu pompy jest mniejsza lub równa 25 mm, nie są potrzebne żadne dodatkowe ekrany.
2. Projekcje
Objętość przesiewania różni się w zależności od warunków panujących na miejscu. W przypadku braku danych lokalnych:
Szczelina kraty prętowej 16–25 mm: 0,05–0,10 m³/1000 m³ ścieków
Rozstaw sit 30–50 mm: 0,01–0,03 m³/1000 m³ ścieków
Wilgotność: ~80%
Gęstość nasypowa: ~960 kg/m3
Large screens (>0,2 m³/dzień) należy oczyścić mechanicznie.
3. Inne parametry projektowe
Prędkość przepływu przez sita: 0,6–1,0 m/s
Prędkość kanału przed kanałem: 0,4–0,9 m/s
Kąt nachylenia ekranu: 45 stopni – 75 stopni (mniejsze kąty wymagają mniej wysiłku, ale więcej miejsca)
Zasilacze ekranów mechanicznych powinny znajdować się w pomieszczeniach zamkniętych lub być chronione
Konstrukcje ekranów wymagają odpowiedniej wentylacji
Do konserwacji i usuwania skratek zaleca się użycie sprzętu dźwigowego
Obliczanie źródła węgla dla denitryfikacji
1. Wybór źródła węgla
Denitryfikacja wymaga zewnętrznego źródła węgla, które można sklasyfikować jako:
Szybkie źródła węgla:Metanol, kwas octowy, octan sodu (szybka denitryfikacja)
Powolne źródła węgla:Skrobia, białko, glukoza
Materiały komórkowe
Na ogół preferowane są szybkie źródła węgla ze względu na wyższe szybkości denitryfikacji.
2. Obliczanie dawki źródła węgla
a) Bilans azotowy
Dopływający azot całkowity składa się głównie z amoniaku i azotu organicznego, natomiast wypływający azot całkowity obejmuje głównie azotany i azot organiczny. Podczas leczenia azot jest:
Uwalniany do atmosfery poprzez denitryfikację
Zasymilowany do osadu czynnego
Pozostawanie w ściekach w celu spełnienia norm dotyczących zrzutów
Azot zasymilowany w osadzie to:
Nszlam=0.05×(Si−Se)
Gdzie Si i Se to dopływające i wypływające stężenia BZT₅ (mg/l).
Wzory obliczeniowe oczyszczania ścieków i arkusz danych parametrów projektowych
| Parametr | Symbol | Jednostka | Formuła / notatki |
|---|---|---|---|
| Natężenie przepływu ścieków | Q | m³/d | Q=A × Qp × Qd |
| Populacja projektu | A | osoby | - |
| Dzienna ilość ścieków na mieszkańca | Pytanie | L/d·osoba | - |
| Dzienny współczynnik rozładowania | Qd | - | - |
| Parametr | Symbol | Jednostka | Formuła |
|---|---|---|---|
| Ładunek zanieczyszczeń | L | kg/d | L = Q × C |
| Stężenie substancji zanieczyszczających | C | mg/l | - |
| Natężenie przepływu ścieków | Q | m³/d | - |
| Parametr | Symbol | Jednostka | Formuła |
|---|---|---|---|
| Objętość obiektu | V | m³ | V = Q × t |
| Natężenie przepływu ścieków | Q | m³/d | - |
| Czas pobytu | t | d | - |
| Parametr | Symbol | Jednostka | Formuła |
|---|---|---|---|
| Szybkość napowietrzania | A | m³/min | A=Q × H × SAE |
| Głębokość wody | H | m | - |
| Wydajność napowietrzania | SAE | - | - |
| Parametr | Symbol | Jednostka | Formuła |
|---|---|---|---|
| Produkcja osadu | M | kg/d | M = Q × Y |
| Współczynnik produkcji osadu | Y | - | - |
| Natężenie przepływu ścieków | Q | m³/d | - |
| Parametr | Wartość / zakres | Notatki |
|---|---|---|
| Szczelina pręta (ręczna) | 25–40 mm | Przed systemem |
| Szczelina pręta (mechaniczna) | 16–25 mm | Przed systemem |
| Gruba szczelina ekranowa | 50–100 mm | Opcjonalnie duże rośliny |
| Prędkość przepływu przez ekran | 0.6–1.0 m/s | - |
| Prędkość kanału w górę | 0.4–0.9 m/s | - |
| Nachylenie ekranu | 45 stopni – 75 stopni | Mniejszy kąt → mniej wysiłku, większa powierzchnia |
| Przesiewanie wilgoci | 80% | - |
| Gęstość nasypowa | 960 kg/m3 | - |
| Czyszczenie ekranu | Ręczny/mechaniczny |
Based on daily volume (>0,2 m³ → mechaniczne) |
| Parametr | Symbol | Jednostka | Formuła / notatki |
|---|---|---|---|
| Azot w osadzie (asymilacja) | N_szlam | mg/l | N_sludge=0.05 × (Si - Se) |
| Azot azotanowy usunięty przez denitryfikację | NO3⁻-N | mg/l | NO3⁻-N=Kde × Si |
| Parametr denitryfikacji | Kde | kg NO3⁻-N/kg BZT5 | 0,35 (teoretycznie 1/2,86) |
| Zewnętrzne zapotrzebowanie na węgiel i azot | N | mg/l | N=Ni - Kde × Si - 0.05 × (Si - Se) |
| Wpływowy BZT5 | Si | mg/l | - |
| Ścieki BZT5 | Se | mg/l | - |
| Wpływ azotu całkowitego | Ni | mg/l | - |
Uwagi dotyczące źródła węgla:
Szybkie źródła:Metanol, etanol, kwas octowy, octan sodu (preferowany)
Powolne źródła:Skrobia, glukoza, białko
Materiały komórkowe:Opcjonalna, wolniejsza denitryfikacja
Uwagi dotyczące użytkowania
Wszystkie wzory opierają się na parametrach projektowych i obliczeniach teoretycznych.
Do rzeczywistego działania instalacji należy zastosować lokalne pomiary i dane z monitoringu.
Projekt siatki kratowej i napowietrzania powinien uwzględniać-warunki hydrauliczne specyficzne dla danego miejsca.