Pytania na kartk3 z urządzeń do ścieków.docx

Kartkówka nr 3:

(Asia) 1. Naszkicować schemat technologiczny urządzeń gospodarki osadowej z komorami fermentacji metanowej.

(Olga) 2. Naszkicować w dwóch rzutach zagęszczacz grawitacyjny, zaznaczyć i nazwać wyposażenie technologiczne.

albo uproszczony schemat:

(Ola) 3. Naszkicować schemat komory fermentacji metanowej z mieszadłem śmigłowym, zaznaczyć i nazwać wyposażenie technologiczne.

(Patrycja) 4. Naszkicować schemat komory fermentacji metanowej z mieszadłem śrubowym, zaznaczyć i nazwać wyposażenie technologiczne.

(Magda) 5. Naszkicować schemat komory fermentacji metanowej wraz z instalacjami do odbioru biogazu oraz ogrzewania osadu.

(Aga Garlicka) 6. Wymienić i krótko scharakteryzować urządzenia do mechanicznego zagęszczania osadu.

- zagęszczacze sitowe (sita bębnowe),

- zagęszczacze taśmowe,

- prasy ślimakowe.

Zagęszczacze sitowe  –  to cylindryczne bębny obciągnięte tkaniną filtracyjną. Osad kondycjonowany dopływa do obracającego się bębna  aby nie naruszyć struktury kłaczków i przesuwany jest wzdłuż niego. Oddzielony filtrat przepływa przez tkaninę filtracyjną do zbiornika wody osadowej a dalej do głównego ciągu oczyszczania ścieków.

Zagęszczacze taśmowe  –  pracują w sposób ciągły. Osad kondycjonowany nanoszony jest równomiernie na taśmę filtracyjną,  szykany go przewarstwiają a grawitacja powoduje oddzielenie go od wody co skutkuje  zagęszczeniem osadu.

Prasy ślimakowe  –nachylenie bębna oraz obroty ślimacznicy powodują mieszanie i podnoszenie osadu połączone z jego odwadnianiem. Woda osadowa wypływa przez szczeliny w bębnie do głównego ciągu o.ś. Na końcu prasy zagęszczony osad spada do leja osadowego skąd trafia na taśmę transportera.

(Aga Miąsek) 7. Wymienić i krótko scharakteryzować urządzenia do mechanicznego odwadniania osadu.

1. Prasy śrubowe – proces odwadniania osadu zachodzi na obrotowym ślimaku o zmiennym skoku
2. Prasy filtracyjne
3. 1. Komorowe – w komorach pod wysokim ciśnieniem  do 1000kPa ( przeciętnie 500-600 kPa). Pod wpływem ciśnienia osad filtrowany jest przez tkaninowe przegrody filtracyjne umieszczone na ramach. Działanie okresowe.
   2. Taśmowe – mechaniczna filtracja pod wpływem nacisku na osad wywieranego przez dwa pasy tkaniny filtracyjnej, które są przeprowadzane przez układ walców. Działanie ciągłe.
4. Wirówki – służą do rozdzielania faz osadu i cieczy na zasadzie sedymentacji, przyspieszonej wskutek działania siły odśrodkowej.

(Zuzia) 8. Opisać zasadę działania prasy taśmowej do odwadniania osadu.

Odwadnianie osadu na prasie taśmowej polega na mechanicznej filtracji pod wpływem nacisku wywieranego na osad przez dwa pasy tkaniny filtracyjnej, które są przeprowadzone przez układ walców. Prasy działają w sposób ciągły. Na efekt odwadniania osadów wpływają naprężenie taśmy, ilość i jakość wody płuczącej, pH, zasadowość, lokalizacja mieszania osadu z polimerem, szerokość taśmy.

[w skrócie] Odwadnianie osadu na prasie taśmowej przebiega w trzech etapach :

1. mieszanie i  wstępne zagęszczanie osadu kondycjonowanego polielektrolitem,
2. osad rozprowadzany na dolnej taśmie filtracyjnej odwadnia się grawitacyjnie do uzyskania koncentracji suchej masy średnio 8-14% (strefa odwadniania grawitacyjnego),
3. uformowany placek filtracyjny osadu przechodzi stopniowo przez utworzony z dwóch tkanin klin, a następnie w miarę przesuwania się taśm osad jest poddawany działaniu zwiększającego się ciśnienia, które osiąga maksimum wartości w końcowej części prasy (strefa ściskania i ścinania).

[opisowo] Osad po wymieszaniu z polielektrolitem trafia do odwadniacza grawitacyjnego w pasie filtracyjnym. Dodatek koagulantu powoduje zbijanie się osadu w kłaczki i jest łatwiejsze oddzielenie się od wody. Potem osad dostaje się do pierwszej strefy ściskania, tam formuje się struktura placka osadu. W drugiej strefie osad ściskany z dwóch stron taśmą filtracyjną naprężaną przez rolki o zmniejszonej średnicy. Przez nierównoległe ustawienie walców dociskowych wytwarza się względny ruch taśmy wobec siebie, co powoduje naprężenia ściskające. Taśma płukana jest wodą pod ciśnieniem ok. 5-8 barów lub przy pomocy wyciśniętego filtratu, który przecieka przez taśmę.

(Marcin) 9. Opisać zasadę działania prasy komorowej do odwadniania osadu.

Jest to urządzenie do mechanicznego odwadniania osadu. W prasach komorowych stosuje się ciśnienie do 1500kPa (zazwyczaj 500-600kPa). Prasa komorowa składa się z szeregu ram, między którymi umieszczone są tkaninowe przegrody filtracyjne. Ramy ściskane są hydraulicznie, tak aby układ był szczelny, mimo wysokiego ciśnienia osadu, podawanego pompą do komór filtracyjnych między ramami. Urządzenie działa okresowo i jest podzielone na cykle pracy :

·         czas napełnienia

·         czas wprasowania, zależny od właściwości osadu

·         czas wyładowania.

(Konrad) 10. Opisać zasadę działania wirówki do odwadniania osadu.

[W skrócie] W wirówkach wykorzystuje się siłę odśrodkową do rozdziału fazy stałej od ciekłej. Przy zastosowaniu polielektrolitów oraz siły odśrodkowej udaje się uzyskać taką strukturę kłaczków, że oprócz sortowania wg ich wielkości, następuje rozdział obu faz co z reguły prowadzi do osiągnięcia wymaganego stopnia odwodnienia.

Wirówka może być  rozpatrywana jako osadnik, zwinięty wokół własnej osi.

W osadniku cząstki fazy stałej, które są cięższe od cieczy, poruszają się, na skutek działania siły ciężkości, na dno i tworzą na dnie osadnika warstwę osadową.  W obracającym się bębnie wirówki cząstki fazy stałej, poruszają się, na skutek działania siły odśrodkowej, w kierunku płaszcza bębna i tworzą warstwę osadową na wewnętrznej ścianie bębna wirówki. We wnętrzu bębna znajduje się ślimak transportowy do ciągłego wyprowadzania warstwy osadowej, która jest dociskana do wewnętrznej ściany bębna. Ślimak obraca się z małą różnicową prędkością obrotową względem bębna. Współfirmująca przekładnia wytwarza tę różnicową prędkość obrotową. Przez centralnie usytuowaną rurę wlotową osad zostaje wprowadzony do komory wlotowej ślimaka. Stamtąd przedostaje się on przez otwory rozdzielające znajdujące się w korpusie ślimaka, do przestrzeni klarowania. W przestrzeni klarowania osad zostaje rozdzielony na warstwę osadową i fazę ciekłą. Warstwa osadowa zostaje przetransportowana przez ślimak z jeziorka osadu do strefy stożkowej, zwanej również strefą suchą, zanim zostanie ona wyprowadzona przez otwory wychodu znajdujące się na stożkowym końcu bębna. Oczyszczona ciecz przepływa do cylindrycznego końca bębna i wypływa tam na zewnątrz przez przelewową tarczę spiętrzającą.

Zasada

- wprowadzenie materiału do odizolowania wzdłuż osi do wnętrza wirówki przez dystrybutor,

- przekazanie do przestrzeni między ścianami misy a śrubą zębatą

- proces separacji

- śruba obraca się i umożliwia przesuwanie się osadzonego materiału wzdłuż wnętrza misy do usunięcia,

- suszenie materiału

- oddzielenie cieczy od osadu w przestrzeni cylindra

- oczyszczenie i usunięcie cieczy

(Łukasz) 11. Opisać zasady doboru wielkości zbiorników biogazu.

Produkcja gazu jest nierównomierna. Zbiornik jest również potrzebny ze względu na doprowadzanie osadu surowego, odprowadzanie osadu przefermentowanego oraz eliminację związanych z tym zagrożeń.

Minimalna objętość zbiornika = 2 - krotny maksymalny dopływ osadu surowego

Przy sprzedaży gazu do gazowni = 1/5 do 1/10 dobowego odbioru gazu

Przy produkcji energii elektrycznej ¾ dobowego odbioru gazu (dobowej produkcji energii)

1 dobowy odbioru gazu (produkcja energii szczytowej).

(Iwona) 12. Opisać zasadę działania agregatu kogeneracyjnego.

Kogeneracja – proces, w którym energia z paliwa zamieniana jest w procesie technologicznym w energię elektryczną i cieplną. Sprawność ogólna przemiany energii w procesie skojarzonym jest wyższa niż przy rozdzielonym wytwarzaniu energii elektrycznej i cieplnej. Sprawność ogólna procesu skojarzonego przekracza 85%, zaś procesów rozdzielczych łącznie 57%. Kogeneracja przyczynia się do ograniczenia emisji zanieczyszczeń oraz zużycia paliw kopalnych. Kogenerację uznano za najlepszy sposób oszczędzania energii pierwotnej i zmniejszenia emisji CO2.

Agregaty kogeneracyjne wykorzystuje się tam, gdzie jest potrzebna produkcja energii elektrycznej i cieplnej jednocześnie. Agregaty kogeneracyjne to urządzenia z grupy tzw. kogeneracyjnej, czyli skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Jest to proces wysokosprawny, w którym energia wytwarzana jest z użyciem paliw takich jak gaz lub biogaz. W agregacie zastosowany jest układ odzysku ciepła, które powstaje w trakcie produkcji energii elektrycznej. Agregat kogeneracyjny zbudowany jest na bazie silnika spalinowego, który napędza trójfazowy generator synchroniczny. Ponadto układ chłodzenia agregatu kogeneracyjnego wyposażony jest w wymiennik płytowy, za pomocą, którego można podłączyć agregat do sieci ciepłowniczej. Podobny wymiennik wbudowany jest w układ wydechowy celem odzysku ciepła ze spalin. Za pośrednictwem tych wymienników płytowych ciepło odzyskane z agregatu może być wykorzystane do ogrzewania budynków lub do celów technologicznych. Podczas eksploatacji agregatu kogeneracyjnego ciepło i energia elektryczna wytwarzane są zawsze jednocześnie. Zasadę działania agregatu przedstawia poniższy rysunek:

(Emilka, Asia, Iza) 13. Obliczy objętość osadu zagęszczonego, jeżeli masa osadu surowego wynosi 100 kg, uwodnienie osadu surowego 99%. stężenie osadu zagęszczonego 6%.

BdTS,roh= 100 kg

TSm= 6%

Qschlamm=BdT,roh∙99%TSm1000kg/m3

Qschlamm=100∙99%6%1000kg/m3=1.65 m3

(Olga) 14. Obliczyć masę i objętość osadów wstępnych, jeżeli ładunek zawiesin dopływający do osadnika wstępnego = 5000 kg/d, redukcja zawiesin w osadniku = 65%, stężenie osadu wstępnego 5%.

TS ps=?

QPS=?

TS ps=5%

Bd,TS,PS =0,65∙5000=3250 kg/d

ρ= 1000kgm3

TSPS =ρ∙ TS ps100=1000∙ 5100= 50 kgm3

QPS = Bd,TS,PS TSPS = 3250 50=65 m3d

(Emilka, Asia, Iza) 15. Obliczyć masę i objętość nadmiernego osadu czynnego, jeżeli ładunek BZT5 dopływający do komór osadu czynnego =5000 kg/d, przyrost osadu = 1 g osadu/gBZT5, stężenie osadu recyrkulowanego = 0,7%.

USd=Bd,BZT5∙∆G=5000kgosadud

TSRS=0,7%=7 kg/m3

V=USdTSRS=50007=714 m3/d

(Magda) 16. Obliczyć powierzchnię i wysokość grawitacyjnego zagęszczacza osadu jeżeli: masa doprowadzanego osadu =3000 kg/d, dopuszczalne obciążenie zagęszczacz masą osadu 60 kg/m2/d, czas zagęszczania = 20h.

Bd,TS,roh= 3000 kg/d

BA= 60 kg/m2/d

tauf= 20 h = 20/24 d

Ae=?

H=?

Ae= Bd,TS,roh/BA= 3000/60=50 m2

Strefa sedymentacji H2= 1 m (przyjęto)

Strefa zgarniania osadu H3= 0,3 m (przyjęto)

Strefa konsolidacji H1= tauf*QSchlamm/Ae

QSchlamm= Bd,TS,roh*100%/TSm/1000kg/m3

TSm= TS%*0,75=8%*0,75= 6,0%

TS%=8% (przyjęto)

QSchlamm=3000*100/6/1000=50 m3/d

H1=20/24*50/50= 0,83 m

ΣH=H1+H2+H3=0,83+1+0,3= 2,13 m

...