GOSPODARKA WODNO-ŚCIEKOWA

1. GOSPODARKA WODNO-ŚCIEKOWA

2. Chris Park, The Environment. Principles and Applications

3. RODZAJE ŚCIEKÓW . • ścieki bytowo-gospodarcze • ścieki przemysłowe (technologiczne) • ścieki opadowe • ścieki (miejskie) komunalne • wody infiltracyjne

5. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • BZT [mg O2/dm3] • Parametr ten określa ilość tlenu potrzebną mikroorganizmom (głównie bakteriom heterotroficznym) do utlenienia biologicznie rozkładalnych substancji organicznych zawartych w ściekach w temperaturze 20 0C, w ciemności po określonym czasie inkubacji • standardowo oznaczamy wielkość zużycia tlenu po 5 dniach inkubacji (maksymalnie po 20 dniach) • podczas utleniania substancji organicznych zachodzi także nitryfikacja azotu amonowego zawartego w tych związkach, co powoduje wzrost zużycia tlenu - dlatego czasami oznacza się BZT z dodatkiem inhibitorów nitryfikacji • przetrzymywanie w ciemności przeciwdziała wytwarzaniu tlenu w badanej próbce w wyniku procesu fotosyntezy

6. ZASADA OZNACZANIA BZT5

8. TYPOWY PRZEBIEG ZMIAN BZT

9. TYPOWY PRZEBIEG ZMIAN BZT

11. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • ChZT [mg O2/dm3] • Parametr ten określa ilość tlenu zużywanego do utlenienia związków organicznych i niektórych nieorganicznych (siarczki, azotyny, amoniak) dostarczanego w postaci silnego związku utleniającego • w praktyce jako utleniacz stosowany jest dwuchromian potasu (ChZTCr) lub nadmanganian potasu (ChZTMn lub utlenialność) • ilość utlenionych związków zależy od siły utleniacza, i dlatego wyższe wartości uzyskujemy dla ChZTCr (90-100% węgla organicznego) niż dla ChZTMn (50-80% węgla organicznego) • Wartość ChZTCr jest zawsze większa od BZT5 (a nawet BZT20) • Czas wykonania tego oznaczenia jest krótszy od 2 godzin ale wymaga mineralizacji

12. PODZIAŁ ChZT NA FRAKCJE

14. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Sucha pozostałość [mg/dm3] • Parametr ten określa całkowitą ilość zanieczyszczeń zawartych w ściekach. Jest to masa zanieczyszczeń pozostałych po odparowaniu próbki i wysuszeniu jej w temperaturze 105 0C • Wyróżniamy także pojęcie strata po prażeniu (substancje, które utleniły się do związków lotnych podczas prażenia w temperaturze 600 0C) i pozostałość po prażeniu (ta część suchej pozostałości, która pozostała po prażeniu)

15. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Zawiesiny ogólne [mg/dm3] • Parametr ten określa ilość zanieczyszczeń które można oddzielić od ścieków w wyniku filtracji przez membrany (sączki) o określonej średnicy porów (najczęściej 0,45 m) • Wyróżniamy także pojęcie zawiesiny lotne (substancje, które utleniły się do związków lotnych podczas prażenia w temperaturze 600 0C) i mineralne (ta część zawiesin, która pozostała po prażeniu)

16. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Substancje rozpuszczone [mg/dm3] • Parametr ten określa masę zanieczyszczeń rozpuszczonych, zarówno mineralnych jak i organicznych zawartych w ściekach. Jest to ta część zanieczyszczeń, która przepływa przez membrany (sączki) stosowane do oznaczania zawiesiny ogólnej • Wyróżniamy także pojęcie substancje rozpuszczone lotne (substancje, które utleniły się do związków lotnych podczas prażenia w temperaturze 600 0C) i mineralne (ta część substancji rozpuszczonych, które pozostały po prażeniu)

17. ZASADA OZNACZANIA ZAWIESIN

18. Zależności pomiędzy suchą pozostałością, substancjami rozpuszczonymi i zawiesinami

19. ZASADA OZNACZANIA ZAWIESIN ŁATWOOPADAJĄCYCH

20. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Ekstrakt eterowy [mg/dm3] • Parametr ten określa masę zanieczyszczeń, które rozpuszczają się w eterze naftowym (rozpuszczalnik organiczny). Parametr ten jest miarą zawartości w ściekach substancji tłuszczowych i olei mineralnych (substancji ropopochodnych) • Zasada oznaczenia polega na zapewnieniu kontaktu ścieków z rozpuszczalnikiem, następnie oddzieleniu rozpuszczalnika od ścieków, jego odparowania i zważenia masy substancji, które się w nim rozpuściły • Jako rozpuszczalnik bywa stosowany także chloroform, eter izopropylowy, chlorek metylenu

21. ZASADA OZNACZANIA EKSTRAKTU ETEROWEGO

22. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Odczyn [pH] • Parametr ten określa stężenie jonów wodorowych w ściekach, podawane jako ujemny logarytm o podstawie 10 z wartości ich rzeczywistego stężenia. • Odczyn jest kwaśny, gdy pH < 7 • Odczyn jest obojętny, gdy pH = 7 • Odczyn jest zasadowy, gdy pH > 7 • Oznaczenie odczyny wykonywane jest za pomocą elektrod do pH, współpracujących z pH-metrem, lub dowolnym miernikiem mV

23. Przenośny pH-metr firmy DrLange

24. PODSTAWOWE WSKAŹNIKI JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Stężenie wybranych rodzajów zanieczyszczeń • [mg X/dm3] • Zawartość typowych anionów, np. chlorków, fluorków, siarczanów, fosforanów, azotanów • Zawartość typowych kationów, np. amonu, sodu, potasu • Ilość metali podstawowych, np. żelazo, mangan • Ilość metali niebezpiecznych (metale ciężkie), np. rtęć, ołów, miedz, cynk, kadm • Ilość nieorganicznych substancji niebezpiecznych, np. cyjanki, rodanki, chlor • Ilość organicznych substancji niebezpiecznych, np. fenole, insektodydy, benzo(a)piren, związki powierzchniowo czynne

25. BADANIA JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Pobór prób do badań - monitoring • Sposób poboru prób: • Próbka uśredniona proporcjonalnie do przepływu • Próbka uśredniona proporcjonalnie do czasu • Próba chwilowa • Miejsce wykonania analiz: • Pomiary i oznaczenia on-line • Oznaczenia w laboratorium zakładowym lub zewnętrznym

27. BADANIA JAKOŚCI ŚCIEKÓW • Zakres analiz • BZT5 • ChZT • Zawiesina ogólna, substancje rozpuszczone (sucha pozostałość) • Związki azotu (amoniak, azotany, azotyny, azot organiczny, azot Kiejdahla, azot ogólny) • Związki fosforu (fosforany, fosfor ogólny) • Ekstrakt eterowy • Odczyn • Temperatura • Chlorki i siarczany • Metale ciężkie • Badania biologiczne i mikrobiologiczne

28. POMIAR GĘSTOŚCI (STĘŻENIA OSADU)

30. Ilość ścieków • Ilość wytwarzanych ścieków, niezależnie od ich rodzaju, określa się jako przepływ, tj. objętość ścieków powstającą w jednostce czasu [m3/d, m3/h, m3/s] • Standardowo posługujemy się przepływami charakterystycznymi: • - miarodajnymi (obliczeniowymi) Qśredni dobowy , Qśredni godzinowy • - ekstremalnymi Qmaksymalny dobowy , Qmaksymalny godzinowy

31. Przepływy miarodajne • Przepływ średni dobowy określany jest na podstawie wskazań liczników wody, lub na podstawie obliczeń opartych o wskaźniki jednostkowe • Przepływ średni godzinowy obliczamy ze wzoru • Qśrh = Qśrd/miarodajny czas dopływu ścieków [m3/h] • czas ten wynosi: • 24 godziny – dla dużych miast • 16-20 godzin dla miast o średniej wielkości • 10-12 godzin dla małych miejscowości lub dla ośrodków rekreacyjnych • dla zakładów przemysłowych przyjmujemy rzeczywisty czas odprowadzania ścieków

32. Przepływy ekstremalne • Przepływ maksymalny dobowy obliczamy następująco • Qmaxd = Qśrd * Nd [m3/d] • gdzie Nd współczynnik nierównomierności dobowej dopływu ścieków (rozbioru wody) - przyjmowany z tabel i wytycznych • Przepływ maksymalny godzinowy obliczamy ze wzoru • Qmaxh = Qśrh * Nd*Nh [m3/h] • gdzie Nh współczynnik nierównomierności godzinowej dopływu ścieków (rozbioru wody) - przyjmowany z tabel i wytycznych

33. POMIAR PRZEPŁYWU W KANALE OTWARTYM

34. POMIAR PRZEPŁYWU W KOLEKTORZE SANITARNYM

35. POMIAR PRZEPŁYWU W KOLEKTORZE CIŚNIENIOWYM

37. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE Zapotrzebowanie na wodę i współczynniki nierównomierności rozbioru wody (wytyczne MAGTOS, 1978 r.)

38. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE • I klasa - budynki wielorodzinne wyposażone w łazienki, toalety, z centralną dostawą ciepłej wody i siecią kanalizacyjną • II klasa - j.w., ale ciepła woda wytwarzana indywidualnie, podłączone do ogólnej sieci kanalizacyjnej • III klasa - budynki jednorodzinne, z indywidualnym wytwarzaniem wody ale podłączone do ogólnej sieci kanalizacyjnej • IV klasa - budownictwo z kanalizacją lokalną (zbiorniki bezodpływowe) • V klasa - mieszkania z niepełnym wyposażeniem sanitarnym.

39. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE Przeciętne normy zużycia wody na jednego mieszkańca w gospodarstwach domowych (R.M.I. z dnia 14 stycznia 2002 r. Dz. U. Nr 8, poz. 70)

40. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE

41. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE Jednostkowe zapotrzebowanie na wodę dla celów bytowo-gospodarczych pracowników zakładów przemysłowych

42. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE Przeciętne normy zużycia wody w zakładach przemysłowych(Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. Dz. U. Nr 8, poz. 70)

43. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE Jednostkowe ładunki zanieczyszczeń

44. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE • Jednostkowe ładunki zanieczyszczeń (Łjed) • BZT5 = 54-60 g O2/(M*d) • ChZTCr = 100-120 g O2/(M*d) • Zaw. og. = 50-65 g/(M*d) • Nog. = 8-15 g N/(M*d) • Pog. = 1,5-3,5 g P/(M*d)

45. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE • Stężenia zanieczyszczeń (C) obliczamy znając • dobowy ładunek zanieczyszczeń (Ł) • przepływ miarodajny (Qśrd) • C = Ł / Qśrd • Ładunek zanieczyszczeń obliczamy znając • ładunki jednostkowe (Łjed) • ilość mieszkańców (M) lub użytkowników (MR) • Ł = Łjed * M

46. ŚCIEKI BYTOWO-GOSPODARCZE Stężenia zanieczyszczeń w ściekach bytowo-gospodarczych

48. ŚCIEKI PRZEMYSŁOWE Zapotrzebowanie wody dla wybranych zakładów przemysłowych

49. ŚCIEKI PRZEMYSŁOWE Dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń w wodach chłodniczych

50. ŚCIEKI PRZEMYSŁOWE Jednostkowe ładunki zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych