Ile osadu produkuje oczyszczalnia ścieków?

Szybka odpowiedź: Miejskie oczyszczalnie wytwarzają około 70–90 g suchej masy na osobę na dobę. Oczyszczalnie przemysłowe różnią się znacznie bardziej, ponieważ osad chemiczny z koagulacji często przewyższa osad biologiczny. Wymiaruj na podstawie suchej masy na dobę, a następnie przelicz na objętość osadu odwodnionego — nigdy na podstawie przepływu dopływającego.

Przepływ nie mówi ci prawie nic

Dwie oczyszczalnie przetwarzające tę samą liczbę metrów sześciennych na dobę mogą wytwarzać ilości osadu różniące się kilkukrotnie. Przepływ determinuje wielkość pomp i rurociągów. Ilość osadu wynika z ładunku substancji stałych i organicznych, które dopływają, plus wszelkich chemikaliów dozowanych w celu ich usunięcia.

Więc pytanie musi zostać przebudowane jako trzy oddzielne liczby:

1. Sucha masa na dzień — biologiczne plus chemiczne, w kg s.m./d
2. Suchość ciasta — jaki procent tego ciasta stanowią ciała stałe po odwodnieniu
3. Objętość ciasta — co faktycznie płacisz za przechowywanie, transport i utylizację

Miejskie: zacznij od ludzi

Dla ścieków bytowych najbardziej niezawodnym punktem wyjścia są jednostkowe ładunki projektowe na mieszkańca. Wytyczne projektowe Minnesota Pollution Control Agency stosują 0,20 lb TSS (91 g) i 0,17 lb BOD₅ (77 g) na osobę na dzień jako minima projektowe.

Przetwarzając je przez wychwyt pierwotny i wydajność wtórną daje w przybliżeniu 70–90 g suchej masy na osobę dziennie łącznie, w podziale około 60/40 między osadem wstępnym a osadem czynnym nadmiernym. Zakład obsługujący 50 000 osób wytwarza zatem rzędu 3,5–4,5 ton suchej masy na dobę.

Dwa zastrzeżenia dotyczące danych na mieszkańca. Zakładają one prawdziwie bytowe ścieki — zrzuty przemysłowe do kanalizacji natychmiast łamią to założenie. A publikowane dane krajowe nie są porównywalne między regionami, ponieważ jedne dzielą przez populację podłączoną do sieci, a inne przez populację ogółem.

Przemysłowo: zacznij od wsadu, następnie dodaj chemikalia

Nie istnieje żadna skrócona metoda na ścieki przemysłowe w przeliczeniu na mieszkańca. Ciała stałe pochodzenia biologicznego powstają z ładunku organicznego, który został faktycznie usunięty, a wydajność zależy w dużym stopniu od tego, jak długo osad pozostaje w systemie.

Wiek osadu to cała historia. Szkolenie operatorów Pennsylvania DEP podaje czasy retencji osadu wynoszące 3,5–10 dni dla konwencjonalnego osadu czynnego przeciwko 20–30 dni dla wydłużonego napowietrzaniaDłuższy czas retencji oznacza, że więcej biomasy ulega rozkładowi endogennemu, dlatego przedłużone napowietrzanie wytwarza około jednej drugiej do jednej trzeciej mniej stałych odpadów na kg usuniętego BZT.

Jako kontrola na poziomie operatora, szkolenie Michigan EGLE dotyczące osadu czynnego wykorzystuje 0,7 lb substancji stałych na lb usuniętego BOD W przeliczeniu na całkowite zawiesiny stałe dla konwencjonalnej eksploatacji. Należy traktować to jako kontrolę zdrowego rozsądku wartości projektowej, a nie jako samą wartość projektową — jest to krótki czas retencji, podstawa TSS i obejmuje obojętne ciała stałe wprowadzane wraz ze ściekami dopływowymi.

Osad chemiczny jest tym, który zaskakuje ludzi

Tu właśnie przemysłowe szacunki zawodzą. Koagulant nie znika — wytrąca się i przechodzi do osadu.

Stechiometryczna podłoga jest prosta. Ałun przekształcający się w wodorotlenek glinu daje około 0,26 kg suchych substancji stałych na kg ałunu; przekształcenie chlorku żelaza(III) w wodorotlenek żelaza(III) daje około 0,66 kg na kg FeCl3To są wartości minimalne: uwzględniają wyłącznie wodorotlenek, a nie współstrącony fosforan, zaadsorbowane substancje organiczne ani zatrzymane w osadzie substancje stałe ze ścieków dopływowych.

Zmierzone wartości potwierdzają rząd wielkości. Badanie z 2016 roku w Odsalanie i uzdatnianie wody zmierzony 0,40–0,82 mg osadu na mg FeCl₃ dawkowane w ściekach tlenowych i beztlenowych. Praktyczny zakres projektowy 0,4–0,8 kg DS na kg FeCl₃ jest uzasadniony.

Przeprowadź porównanie, a wniosek staje się oczywisty. Przy 80 mg/L chlorku żelaza(III) wytwarzasz około 53 mg/L substancji stałych pochodzenia chemicznego. Stopień biologiczny usuwający 200 mg/L BZT przy obserwowanym współczynniku wydajności 0,3 wytwarza około 60 mg/L. Przy tej dawce oba są już tego samego rzędu wielkości — a dawki przemysłowe często są znacznie wyższe.

To samo badanie z 2016 roku wykazało, że powyżej około 80 mg/L FeCl₃ stosunek substancji lotnych do ogółu substancji stałych spada do około 0,5. Osad staje się w połowie mineralny. Ma to podwójne znaczenie: mineralny osad jest cięższy i odwadnia się inaczej niż osad biologiczny.

Od suchych ciał stałych do objętości placka

Sucha masa na dobę to liczba inżynierska. Objętość placka to liczba, na podstawie której wystawiana jest faktura.

Konwersja jest następująca:

Objętość placka (m³/d) = sucha masa (kg/d) ÷ [ gęstość nasypowa placka (kg/m³) × udział części stałych ]

Gęstość nasypowa placka filtracyjnego przyjmuje się zwykle w zakresie 1 050–1 250 kg/m³, przy czym dla placka kondycjonowanego wapnem lub żelazem o wysokiej zawartości składników mineralnych bliżej górnej granicy. Przyjmując 1 100 kg/m³, jedna tona suchych substancji stałych zajmuje około:

• 4,5 m³ przy 20% suchej masy
• 3,6 m³ przy 25%
• 3,0 m³ przy 30%
• 2,6 m³ przy 35%

Przeniesienie ciasta z 20% do 30% suchej masy zmniejsza objętość transportu o około jedną trzecią przy tej samej masie suchej masy. Tam, gdzie utylizacja jest rozliczana objętościowo, jest to komercyjne uzasadnienie filtracji ciśnieniowej wyrażone arytmetycznie, a nie jako twierdzenie.

Jaką suchość ciasta można faktycznie osiągnąć

Arkusz informacyjny amerykańskiej EPA dotyczący pras filtracyjnych z płytami wgłębnymi podaje zawartość substancji stałych w placku na poziomie 45–50% dla osadu wstępnego oraz nadmiernego osadu czynnego, a w przypadku osadu trzeciorzędowego poddanego obróbce wapnem – do 55%.

Przeczytaj uwagę dotyczącą kondycjonowania, zanim zaplanujesz działania w oparciu o te liczby. Ten sam dokument określa 10–30% wapna i 5–7,5% chlorku żelazawego w przeliczeniu na suchą masę, aby je osiągnąć. Wapno i żelazo trafiają do placka jako masa obojętna, więc część tego wysokiego procentu to dodane ciała stałe, a nie usunięta woda. Z kondycjonowanie polimerowe, to samo źródło podaje około 45% dla osadów wstępnych i 35% dla osadów wstępnych plus osadu czynnego.

Dla porównania, karta informacyjna EPA dotycząca pras taśmowych podaje 20–35% dla surowego osadu wstępnego z osadem czynnym oraz 12–22% dla beztlenowo przefermentowanego osadu czynnego. Różnica między filtracją taśmową a ciśnieniową jest realna i największa w przypadku osadów, które odwadniają się najgorzej.

Jeszcze jedno godne cytowania zdanie, które warto znać: arkusz informacyjny EPA stwierdza, że prasy filtracyjne z płytami wgłębnymi są opłacalne dla oczyszczalni poniżej około 4 MGD (około 15 000 m³/d).

Co wysłać w celu oszacowania ilości osadu

• Obsługiwana populacja lub przepływ procesowy oraz COD/BOD i TSS w ściekach dopływowych
• Czy kanalizacja przyjmuje zrzuty przemysłowe i z jakich branż
• Rodzaj i dawka koagulantu oraz ewentualne dodanie wapna
• Wiek osadu lub tryb napowietrzania, jeśli stopień biologiczny już istnieje
• Czy osad jest poddawany fermentacji czy zagęszczaniu przed odwadnianiem
• Jak naliczane są opłaty za utylizację — według wagi czy objętości

Powiązane: ile potrzebujesz płyt filtracyjnych, Dobór prasy filtracyjnej do osadów komunalnych według liczby ludności, oraz prasa filtracyjna a prasa śrubowaPowiązany sprzęt: Komorowa prasa filtracyjna i Membranowa prasa filtracyjna.

Najczęściej zadawane pytania

Ile osadu produkuje dziennie oczyszczalnia ścieków?

Miejskie oczyszczalnie wytwarzają około 70 do 90 gramów suchej masy na osobę na dobę. Oczyszczalnia obsługująca 50 000 osób produkuje około 3,5 do 4,5 tony suchej masy dziennie. W zakładach przemysłowych wartości wahają się znacznie bardziej, ponieważ o tej liczbie decyduje dawka koagulantu i ładunek organiczny, a nie liczba ludności.

Czy mogę oszacować ilość osadu na podstawie natężenia przepływu?

Nie. Rozmiary przepływu, pompy i rurociągi, a nie ilość osadu. Dwie oczyszczalnie oczyszczające identyczne objętości mogą wytwarzać kilkukrotnie różne masy osadu w zależności od zawartości substancji stałych w ściekach dopływających, ładunku organicznego i dozowania chemikaliów. Zamiast tego oszacuj na podstawie suchej masy na dzień.

Ile osadu powstaje w wyniku działania chlorku żelaza(III)?

Około 0,4 do 0,8 kg suchej masy na kg dozowanego chlorku żelaza(III), na podstawie zmierzonych wartości. Stechiometryczna dolna granica wynosi 0,66 kg na kg, licząc tylko osad wodorotlenku. Ałun daje około 0,26 kg na kg na tej samej podstawie.

Czy osad chemiczny waży więcej niż osad biologiczny?

Często tak, w zakładach przemysłowych. Przy 80 mg/L chlorku żelazawego ciała stałe pochodzenia chemicznego są już porównywalne z ciałami stałymi pochodzenia biologicznego z usuwania 200 mg/L BZT. Powyżej tej dawki osad staje się w przybliżeniu w połowie mineralny, co zmienia zarówno jego masę, jak i zachowanie podczas odwadniania.

Jak przekształcić suche substancje stałe w objętość ciasta?

Podziel dzienną ilość suchych substancji stałych przez gęstość nasypową placka pomnożoną przez udział substancji stałych. Przyjmując 1 100 kg na metr sześcienny, jedna tona suchych substancji stałych daje około 3,0 metra sześciennego placka przy 30% suchych substancji stałych lub 4,5 metra sześciennego przy 20%.

Czy wydłużone napowietrzanie powoduje powstawanie mniejszej ilości osadu?

Tak, około jednej drugiej do jednej trzeciej konwencjonalnego osadu czynnego na kg usuniętego BOD. Powodem jest wiek osadu: wydłużone napowietrzanie trwa od 20 do 30 dni w porównaniu z 3,5 do 10 dni w konwencjonalnym, więc rozkład endogenny zużywa więcej biomasy.

Prześlij nam swoje obciążenie populacyjne lub procesowe, dawkę koagulantu i podstawę unieszkodliwiania, a my wspólnie obliczymy ilość osadu i objętość placka: poproś o wycenę osadu i sizingu.

Referencje: US EPA — Karta informacyjna dotycząca prasy filtracyjnej z płytami wgłębnymi (832-F-00-058), US EPA — Karta informacyjna dotycząca zagęszczania grawitacyjnego (832-F-03-022), Minnesota Pollution Control Agency — Wytyczne dotyczące określania przepływu projektowego i obciążenia.