Oczyszczanie ścieków projekt zajęcia VI Prowadzący: Justyna Machi Stanisław Miodoński
Plan zajęć 1. Ustalenie gabarytów KOCz 2. Dobór wyposażenia KOCz 3. Wyznaczenie wymaganej wydajności stacji dmuchaw 4. Dobór dyfuzorów drobnopęcherzykowych do rozprowadzania powietrza w komorach tlenowych układu. 5. Dobór osadników wtórnych radialnych
Ustalenie gabarytów bloku technologicznego
Projektujemy komory AN AX OX
dwa bloki AN AN AX AX OX OX
po dwa ciągi AN AN AN AN AX AX AX AX L L:A=6:1 OX OX OX OX A
OX/AX Układ cyrkulacyjny dwa bloki AN AN L L:A=6-10:1 A
Wytyczne do wyznaczania gabarytów komór głębokość czynna komór 5,0 m długość i szerokość komór musi być podzielna przez 3 moduł budowlany 3,0 m wyznaczamy wymiary jednego ciągu wymiary całości są wielokrotnością wymiarów ciągu szerokości KB oraz KDENIT-NIT - równe komory powinny być dłuższe niż szersze dla komór DENIT-NIT w 1 ciągu stosunek długości do szerokości L:A = 6:1 Dla komór Cyrkulacyjnych w 1 bloku stosunek długości do szerokości L:A 6-10:1
Dane do wyznaczenia gabarytów komór - przykład Dane wyjsciowe: V DENIT + V NIT = 18069 m 3 V V DENIT DENIT V NIT V KB = 4781 m 3 0,5
Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Wyznaczenie powierzchni komór w jednym ciągu: - komory anoksyczno-tlenowe: F 1 4 - komora beztlenowa: F DENIT KB 1 4 F NIT V H KB 1 4 V DENIT 4781 5,0 V H NIT 239 m 2 1 4 18069 5,0 903,5 m 2
Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Jeżeli L:A = 6:1, to: F DENIT + F NIT = L A = 6A A = 6 A 2 Zatem: FDENIT FNIT 903,5 A 12, 3 m 6 6 Z uwagi na moduł budowlany przyjęto szerokość ciągu: A = 12 m Długość komór: Przyjęto: L = 75 m L F F A,5 12 DENIT NIT 903 75, 3 m
Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Szerokość KB musi być równa szerokości komór DENIT-NIT: A = 12 m Długość komory KB: L F 239 KB 19, A 12 9 Z uwagi na moduł budowlany przyjęto: 21 m m
Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Przyjęto wymiary 1 ciągu: Komora beztlenowa: szerokość 12 m i długość 21 m powierzchnia 252 m 2 i objętość 1260 m 3 Komory DENIT-NIT: szerokość 12 m i długość 75 m powierzchnia 900 m 2 i objętość 4500 m 3
Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Całkowite wymiary komór osadu czynnego: Komory beztlenowe: - powierzchnia: F KB = 1008 m 2 - objętość: V KB = 5040 m 3 Komory anoksyczno-tlenowe: - powierzchni: F DENIT-NIT = 3600 m 2 - objętości: V DENIT-NIT = 18000 m 3
Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Skoro: V V DENIT DENIT V NIT 0,5 To przy jednakowej szerokości i głębokości: LDENIT 0,5 L DENIT L NIT Zatem: L DENIT = L NIT = 0,5 75 m = 37,5 m F DENIT = F NIT = 0,5 3600 m 2 = 1800 m 2 V DENIT = V NIT = 0,5 18000 m 3 = 9000 m 3
Wyznaczenie gabarytów komór - przykład Sprawdzenie czasów przetrzymania Z tym sobie Państwo poradzą sami
Dobór mieszadeł Dlaczego instalujemy mieszadła?
Dobór mieszadeł Mieszadła instalujemy w komorach beztlenowych oraz anoksycznych oraz w komorach cyrkulacyjnych Jednostkowe zapotrzebowanie mocy 7 W/m 3 Dana komora (np. KB) w każdym z ciągów musi być wyposażona w taką samą liczbę mieszadeł Minimalna liczba mieszadeł to 2/komorę Każdy typ mieszadła powinien mieć jeden egzemplarz rezerwowy
Dobór mieszadeł - przykład Wymagana moc mieszadeł dla KB w jednym ciągu: 3 W 5040 m 7 8, 8 3 m 1 4 kw Wymagana moc mieszadeł dla KDENIT w jednym ciągu: 3 W 9000 m 7 15, 8 3 m 1 4 kw
Dobór mieszadeł - przykład Dla KB w 1 ciągu dobrano: - 2 mieszadła Flygt SR 4430-24F o mocy 4,4 kw - moc całkowita mieszadeł to 8,8 kw, przy wymaganej mocy minimalnej 8,8 kw Dla KB w czterech ciągach: dobrano 8+1 mieszadeł
Dobór mieszadeł - przykład Dla KDENIT w 1 ciągu dobrano: - 4 mieszadła Flygt SR 4430-24F o mocy 4,4 kw - moc całkowita mieszadeł to 17,6 kw, przy wymaganej mocy minimalnej 15,8 kw Dla KDENIT w czterech ciągach: dobrano 16+1 mieszadeł
Dobór mieszadeł - przykład Ze względu na dobór takich samych mieszadeł do komór anaerobowych i anoksycznych należy zakupić 25 mieszadeł Flygt SR 4430 24F (24 pracujące + 1 rezerwowe). Inni producenci mieszadeł: - Wilo - ABS - Redor
Dobór pomp recyrkulacji beta Po co jest recyrkulacja beta?
Dobór pomp recyrkulacji beta Każdy z ciągów posiada dwa kanały recyrkulacyjne: po lewej i po prawej stronie. Ile mamy kanałów? AN AX Zakładamy wysokość podnoszenia pomp na 0,8-1,0 m H 2 0 OX
Dobór pomp recyrkulacji beta - przykład Dane wyjściowe: - Recyrkulacja β: R β = 354% - Q maxh = 476 dm 3 /s - Ciecz nadosadowa: 3% Q 1,03Qmax h R 1,034763,54 3 217 dm 8 8 1 / s
Dobór pomp recyrkulacji beta - przykład Przy założonej wymaganej wysokości podnoszenia 0,8 m dobrano: 9 pomp Flyght PP 4650 (8 pracujących + 1 rezerwowa) o kącie nachylenia łopatek 7º.
Wyznaczenie wymaganej wydajności stacji dmuchaw Q p gr ZO 2, h 0,280 Zapotrzebowanie na tlen: -maksymalne -nominalne Współczynnik powierzchni granicznej Przyjmujemy: 0,5 Sprawność systemu napowietrzania Poprawka ze względu na zasolenie ścieków Ilość tlenu [kg] w 1 m 3 powietrza
Wyznaczenie wymaganej wydajności stacji dmuchaw Dane wyjściowe: max. godzinowe zapotrzebowanie tlenu dla 20 o C: ZO 2, h = 695 kg O 2 /h średniodobowe zapotrzebowanie tlenu dla 20 o C: ZO 2 = 500 kg O 2 /h współczynnik powierzchni granicznej: α gr = 0,5-0,8
Sprawność systemu napowietrzania Jednostkowa sprawność systemu napowietrzania dla nowych dyfuzorów: 5-10 %/m (15-28 g O 2 /Nm 3 m) Przyjmujemy jednostkową sprawność systemu napowietrzania: η = 6 %/m sł. wody Przy wysokości warstwy ścieków nad rusztem napowietrzającym wynoszącej 4,5 m, sprawność systemu napowietrzania wynosi: 4,5 m 6 %/m = 27 % Co ta wartość oznacza??
Sprawność systemu napowietrzania - przykład 7 %/m sprawności 18,06% O 2 2 m od rusztu 7 %/m zawartości tlenu czyli 21% 7%= 1,47 % (19,95 go 2 ) 19,53% O 2 1 m od rusztu W atmosferze 21 % O 2
Poprawka ze względu na zasolenie ścieków Obecne w ściekach substancje rozpuszczone zmniejszają sprawność systemu napowietrzania: CR 1 0,01 1000 CR - stężenie ciał rozpuszczonych g/m 3 3000 1 0,01 1000 0,97
Obliczenie wydajności stacji dmuchawprzykład Wymagana maksymalna wydajność stacji dmuchaw: Q p 695 3 18622 Nm 0,5 0,270,970,280 / h Uwaga!! Tutaj w projekcie jest błąd!podana jest wartość 0,280 Wymagana nominalna wydajność stacji dmuchaw: Q p 500 3 13397 Nm 0,5 0,270,970,280 / h
Wymagany spręż dmuchaw ΔH = H g + H dyf + H inst. w + H rur gdzie: H g wysokość słupa cieczy nad rusztem napowietrzającym, m H 2 O H dyf wysokość strat na dyfuzorach, m H 2 O, przyjęto 0,6 m H 2 O H inst. w wysokość strat na instalacji wewnątrz reaktora, m H 2 O, przyjęto 0,4 m H 2 O H rur wysokość strat na instalacji doprowadz. powietrze ze stacji dmuchaw do reaktora, m H 2 O, przyjęto 0,7 m H 2 O
Wymagany spręż dmuchaw-przykład ΔH = 4,5 + 0,6 + 0,4 + 0,7 = 6,2 m H 2 O = = 620 mbar
Dobór dmuchaw Dobrano 4 dmuchawy przepływowe (3 pracujące + 1 rezerwowa) HV TURBO KA 5 (Q = 6318 m 3 /h) o poborze mocy 120 kw i głośności 87 db(a) Można dobrać dowolną dmuchawę, dmuchawy dobieramy na maksymalne zapotrzebowanie powietrza (oczywiście pamiętamy o sprężu dmuchaw). Powinny być 2-4 dmuchawy pracujące! Firmy produkujące dmuchawy to np.: HV TURBO LUTOS SPOMASZ OSTRÓW
Dobór dyfuzorów drobnopęcherzykowych - przykład W każdej z komór tlenowych zostanie zamontowanych 576 dyfuzorów ceramicznych talerzowych ENVICON EKS firmy ENVICON (w całym układzie 2304 dyfuzory). Obciążenie powietrzem wybranych dyfuzorów wynosi: Nominalne: Maksymalne: 13397 3 5,81 Nm / h 2304 18622 3 8,08 Nm / h 2304 (nominalnie 5-6 Nm 3 /h) (maksymalnie do 10 Nm 3 /h) W każdej z komór tlenowych dyfuzory rozmieszczone będą w 12 rzędach po 48 dyfuzorów. Odległości między rzędami wynoszą 1,00 m a miedzy dyfuzorami w każdym z rzędów 0,77 m
Dobór dyfuzorów drobnopęcherzykowych - przykład Ilość rzędów powinna być równa szerokości komory tlenowo-anoksycznej (chcemy zapewnić rozłożenie dyfuzorów na całej szerokości): A = 12 m, czyli 12 rzędów dyfuzorów Odległość między dyfuzorami w rzędzie powinna być taka, aby dyfuzory dokładnie wypełniały komorę tlenową. Długość komory tlenowej L NIT = 37,5 m UWAGA!! Należy zachować rozsądek - nie rozmieszczamy dyfuzorów co np. 109,3 cm tylko dlatego, że wtedy wypełniają idealnie komorę! Rozmieszczamy je wtedy co 105 cm.
Ciekawostka-przykłady dyfuzorów Dyfuzor dyskowy średniopęcherzykowy Dyfuzor dyskowy drobnopęcherzykowy
Ciekawostka-przykłady dyfuzorów Dyfuzor rurowy drobnopęcherzykowy Dyfuzor panelowy grubopęcherzykowy
DOBÓR OSADNIKÓW WTÓRNYCH RADIALNYCH
DOBÓR OSADNIKÓW WTÓRNYCH RADIALNYCH Osadniki wtórne dobiera się na maksymalne dobowe natężenie przepływu ścieków Q max d. Dane wyjściowe: - Przepływ maksymalny dobowy: Q max d = 31481 m 3 /d = 1312 m 3 /h - Czas przetrzymania w osadniku: T = 6 h
Parametry osadników wtórnych Q max d z uwzględnieniem wód nadosadowych: Q max d = 1,03 x 1312 m 3 /h = 1351 m 3 /h Wymagana pojemność czynna osadników wynosi: V = Q max d x T = 1351 m 3 /h x 6 h = 8106 m 3 Z uwagi na konieczność dokonywania remontów osadników projektuje się co najmniej 2 osadniki pracujące równolegle.
Parametry osadników wtórnych Dla dwóch osadników: Dla trzech osadników: V 8106 V1 4053 2 2 V 8106 V1 2702 3 3 Dla czterech osadników: V 8106 V1 2027 4 4 m m m 3 3 3
Parametry osadników wtórnych Sprawdzenie dobranych osadników wstępnych pod względem obciążenia hydraulicznego i czasu przetrzymania ścieków dla: Q Q Q nom max d min d 1,031009 1,031312 m 1,03706,3 3 m m / h 1039 3 3 / h 727 m 3 / h 1351 m m 3 / h 3 / h / h