Prezentace aplikace PowerPoint - webzdarmaSložení a vlastnosti šedé až šedohnědé zbarvení,...

Odpadní vody a jejich složení Martin Pivokonský

4. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod

Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Tel.: 221 951 909 E-mail: [email protected]

Druhy vod 1) podle původu

přírodní odpadní

splaškové průmyslové městské (směs splaškových a průmyslových vod)

Mezi odpadní vody patří i průsakové vody z odkališť nebo skládek odpadů.

2) podle výskytu

atmosférické podzemní povrchové

3) podle použití

voda pitná voda provozní voda odpadní

Důlní vody – všechny podzemní, povrchové a srážkové vody, které vnikly do hlubinných nebo povrchových důlních prostorů, a to až do jejich spojení s jinými stálými podzemními nebo povrchovými vodami.

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 4. přednáška – Odpadní vody a jejich složení

Znečištění vody = taková změna fyzikálních, chemických a biologických vlastností vody, která omezuje nebo znemožňuje její použití k danému účelu

Odpadní voda (OV)

voda použitá v obytných, průmyslových, zemědělských, zdravotnických a jiných stavbách, zařízeních, nebo dopravních prostředcích, pokud mají po použití změněnou jakost (složení nebo teplotu)

průsakové vody z odkališť a skládek odpadu

Odpadní voda NENÍ:

voda z drenážních systémů odvodňovaných zemědělských pozemků voda užitá na plavidlech, u které se zvýšila pouze teplota

nepoužitá minerální voda z přírodního léčivého zdroje

3 hlavní skupiny OV

1. splaškové – voda z domácností a hygienických zařízení, objektů společného stravování, ubytování apod.

2. průmyslové – vody použité a znečištěné při výrobním procesu (včetně vod chladících), odpadní voda ze zemědělství

3. městské – směs splašků a průmyslových odpadních vod

Odpadní vody


Složení odpadní vody [%]

Pivokonský, PřF UK, 2016/17

6

36

38 42 58

20

38

20

Čištěné splaškové vody

320 mil. m3

Odpadní vody vypouštěné

do kanalizace 519 mil. m3

Nečištěné odpadní vody + nečištěné srážkové vody

22 + 38 = 60 mil. m3

Čištěné srážkové vody

344 mil. m3

Čištěné průmyslové a ostatní vody

176 mil. m3

Průmyslové a ostatní vody

179 mil. m3

Splaškové vody 340 mil. m3

Srážkové vody 382 mil. m3

Odpadní vody vypouštěné

do toků celkem 901 mil. m3

4. přednáška – Odpadní vody a jejich složení

Charakter znečišťujících látek

Rozmanitý charakter znečišťujících látek – různé principy jejich odstraňování (technologická linka čištění)

Pozn. Stanovení organických látek viz doporučená literatura!

Odpadní

vody


Označení skupiny Znečišťující látky Příklady

1 rozpuštěné

1.1 - organické

1.1.1 - biologicky rozložitelné cukry, mastné kys.

1.1.2 - biologicky nerozložitelné azobarviva

1.2 - anorganické NH4+, PO4

3-

2 nerozpuštěné

2.1 - organické

2.1.1 - biologicky rozložitelné škrob, bakterie

2.1.2 - biologicky nerozložitelné papír, plasty

2.1.3 - usaditelné celulóza

2.1.4 - neusaditelné

2.1.4.1 - koloidní bakterie

2.1.4.2 - plovoucí papír

2.2 - anorganické

2.2.1 - usaditelné písek, hlína

2.2.2 - neusaditelné brusný prach


Tab. Procesy čištění OV a skupiny znečišťujících látek, pro jejichž odstranění se daný proces nejčastěji používá

Pozn. Stanovení organických látek viz doporučená literatura!

Odpadní

vody


Procesy (zařízení) Odstraňované látky

Mechanické procesy

- cezení (česle) 2.1.2; 2.1.4.2

- usazování (usazovací nádrž) 2.1.3; 2.2.1

- centrifugace (centrifugy) 2.1.2; 2.2.1

- flotace (flotační nádrže) 2.1.3; 2.2.1

- filtrace (pískové filtry, síta)

Chemické a fyzikálně chemické procesy

- čiření (koagulace) a srážení 1.1.2.; 1.2; 2.2

- neutralizace 1.2

- oxidace a redukce 1.1.2; 2.1

- sorpční procesy (aktivní uhlí) 1.1.2; 1.2

- iontová výměna 1.2

- odpařování, spalování 1.1.2

- destilace, stripování 1.1.2; 1.2

- membránové procesy 2.1; 2.2

Biologické procesy aerobní a anaerobní

- biologické filtry 1.1.1; 1.2 (N); 2.1.1

- aktivační proces, proces s granulovanou biomasou 1.1.1; 1.2 (N, P); 2.1.1

- stabilizační nádrže a laguny 1.1.1; 1.2; 2.1.1


Specifické množství OV – množství OV připadající na jednoho obyvatele nebo na jednotku charakterizující určitý výrobní proces, vztažené na jednotku času

Populační ekvivalent – míra znečištění vyprodukovaná jedním obyvatelem zpravidla za jeden den nejčastěji 60 g BSK5/osoba/den; 55 g NL (nerozpuštěné látky)/osoba/den

Ekvivalentní počet obyvatel – fiktivní počet obyvatel, který by vyprodukoval dané znečištění

Odpadní vody


Zvlášť nebezpečné závadné látky z hlediska OV (povolení vodoprávního orgánu pro vypouštění do kanalizace):

Hg, Cd, hexychlorcyklohexan, tetrachlormethan, DDT, pentachlorfenol, aldrin, dieldrin, endrin, isodrin, hexachlorbenzen, hexachlorbutadien, trichlormethan, 1,2-dichlorethan, trichlorethen, tetrachlorethen, trichlorbenzen

Kanalizační řád – souhrn podmínek schválených pro řízení provozu veřejné kanalizace (popis odkanalizovaného území, technický popis stokové sítě, údaje o ČOV, seznam látek, které nesmějí vniknout do kanalizace, způsob a četnost měření, způsob kontroly)

Poplatky za vypouštění OV do povrchových vod (CHSKCr, RAS, NL, Pcelk , celkový Nanorg.) – Vyhláška MŽP č. 123/2012 Sb. (dříve 110/2005)

Povolování vypouštění městských odpadních vod do vod povrchových – Nařízení vlády č. 401/2015 Sb. (dříve 229/2007), kterým se stanoví ukazatele a hodnoty přípustného znečištění povrchových a odpadních vod

Odpadní vody


Ukazatel Přípustná hodnota Maximální hodnota

CHSKCr 75 mg l-1 resp. 125 mg l-1

BSK5 15 mg l-1 resp. 30 mg l-1

NL 20 mg l-1 resp. 40 mg l-1

Ncelk 10 mg l-1 resp. 20 mg l-1

Pcelk 1 mg l-1 resp. 3 mg l-1

Pozn. Hodnoty pro ČOV nad 100 000 EO


Splaškové odpadní vody

Množství OV na 1 obyv. ≈ specifická spotřeba vody na 1 obyv.: 150-500 /obyv./den (horní hranice pro městské OV)

Původ znečišťujících látek

hlavní podíl moč a fekálie (80 % org. látky ) zbytky živočišné a rostlinné potravy z kuchyní používání namáčecích, pracích a čistících prostředků

Složení a vlastnosti

šedé až šedohnědé zbarvení, silně zakalené teplota 5-20 °C, pH 6,8-7,5

Tab. Městské OV - Populační ekvivalent (množství látek/osoba/den [g])


Látky Anorg. Org. Celkové BSK5 N P

Nerozpuštěné 15 40 55 30 1 0,2

usaditelné 10 30 40 20 1 0,2

neusaditelné 5 10 15 10 - -

Rozpuštěné 75 50 125 30 11 2,3

Celkem 90 90 180 60 12 2,5

Parametr Hodnota

BSK5 400 mg l-1

CHSKCr 800 mg l-1

Ncelk 70 mg l-1

Pcelk 15 mg l-1

celk. látky 1 200 mg l-1

RL 830 mg l-1

NL 370 mg l-1

Tab. Charakteristika splaškové OV při spotřebě vody 150 l/osoba/den





Anorganické a organické látky ve splaškových odpadních vodách

Látka Zdroj Koncentrace Specifická produkce

Anorganické látky

Chloridy převážně moč desítky mg l-1 7-9 g/osoba/den

Sloučeniny P moč, fekálie, prací prostředky, zbytky potravy

cca do 10 mg l-1 1-2 g/osoba/den

Sloučeniny N moč 12 g/osoba/den

Sloučeniny S

Organické látky

Sacharidy desítky mg l-1

Lipidy (EL) 20-200 mg l-1 15 mg l-1 EL /osoba/den

Tenzidy prací a čistící prostředky kolem 5 mg l-1

Léčiva jednotky ng l-1 až µg l-1

Organické látky jako TOC, resp. DOC

37 g/osoba/den



Tab. Průměrné hodnoty znečištění v přepočtu na jednoho obyvatele za den a v koncentračním vyjádření


Ukazatel znečištění Absolutní vyjádření Koncentrační vyjádření

NL 55 g 275 mg l-1

BSK5 60 g 300 (400) mg l-1

CHSKCr 109 (120) g 545 (800) mg l-1

TOC 40 (37) g 200 (250) mg l-1

BSK5/CHSKCr 0,55 (0,5) [-] -

TOC/CHSKCr 0,37 [-] -

BSK5/TOC 1,50 [-] -

Celkový N 12 g 60 mg l-1

Celkový P 2-4 g 10-20 mg l-1

Extrahovatelné látky 12 g 60 mg l-1



Obr. Modelová křivka kolísání denního průtoku


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Q max

Q 24

Q n

Q min

Q d

čas [h]

Q [m3 h-1]

Q max – maximální průtok

Q min – minimální průtok

Q d – denní průtok Q n – noční průtok Q 24 – průměrný

průtok


Průmyslové odpadní vody (POV)


rozmanitá skupina OV významně odlišné od splaškových OV závisí na charakteru výroby a systému vodního hospodářství každého

jednotlivého podniku charakter POV se liší i v rámci jednoho oboru v závislosti na použitých

výrobních technologií časté kolísání v koncentrací a objemů v krátkých časových intervalech Typy POV 1. technologické vody – hlavní podíl znečištění, rozmanité složení, v rámci jedné

výroby i několik druhů

2. chladící vody – voda jako chladicí médium, znečištění zvýšením teploty

3. splaškové vody – z umýváren, sociálních zařízení a jídelen podniků

4. srážkové vody z areálu podniku – dělení na kontaminované (vhodné čištění) a nekontaminované (odváděny mimo ČOV)

5. podzemní vody z hydrogeologické ochrany – chemické a petrochemické podniky



1. převážně anorganicky znečištěné odpadní vody OV převážně znečištěné anorganickými nerozpuštěnými látkami (OV z praní

uhlí, z keramického a sklářského průmyslu) OV převážně znečištěné anorganickými rozpuštěnými látkami netoxickými (OV

z výroby hnojiv, z moření železa, z výroby anorganických látek) OV převážně znečištěné anorganickými rozpuštěnými látkami toxickými (OV z

povrchové úpravy kovů, radioaktivní vody)

Způsob čištění OV: fyzikálně chemické a chemické způsoby čištění

2. převážně organicky znečištěné odpadní vody netoxické biologicky rozložitelné látky (sacharidy, bílkoviny, tuky, alifatické

kys.) netoxické biologicky obtížně rozložitelné látky (alifatické a aromatické

sloučeniny, vysokomolekulární polyglykoly, ligninsulfonany, organická barviva) toxické biologicky rozložitelné látky (fenoly, organofosforové sloučeniny,

chlorfenoly, nitrofenoly) toxické biologicky obtížně rozložitelné látky (chlorované uhlovodíky,

nitroaniliny, kationtové tenzidy)

Způsob čištění OV: biologické čištění na samostatné ČOV nebo společně se splašky

Další důležité netoxické ale škodlivé látky: tenzidy, oleje


ČOV průmyslových odpadních vod

Specifické rysy POV = specifické schéma ČOV

Společné znaky:

a) decentralizované čištění – proudy OV s odlišnými vlastnostmi se čistí odděleně b) větší využívání fyzikálně-chemických metod čištění

POV většinou nevhodné pro biologické čištění sofistikované separační postupy (flotace, membránová filtrace, iontová

výměna, adsorpce, extrakce) technologie měnící charakter znečištění (elektrochemické procesy, oxidace,

redukce) c) „nestandardní“ uspořádání biologického stupně – různé modifikace aerobních

procesů (biofiltry, směšovací aktivace, vícestupňová aktivace, aktivace s dávkováním adsorbentu

Vypouštění vyčištěné POV: 1. přímo do recipientu – kvalita vypouštěné vody musí splňovat požadavky platné

legislativy 2. do městské kanalizace zakončené ČOV – nižší nároky na kvalitu vypouštěné vody,

musí být splňovány požadavky kanalizačního řádu



Legislativa

Nařízení vlády č. 401/2015 Sb. (dříve 229/2007) Vypouštění odpadních vod do vod povrchových se řídí 1. požadavky na přípustnou míru jejich znečištění – emisní standardy 2. imisními standardy znečištění povrchových vod, kam jsou OV vypouštěny

Mezi základní ukazatele (vybírají se podle druhu výroby), podle kterých se posuzuje znečištění POV:

As, AOX, BSK5, Ba, Cu, Cr, Cl-, aktivní chlor, CN-, EL, Fe, F-, fenoly jednosytné, Hg, CHSKCr, Mn, NL, uhlovodíky C10-C40, N-NH4, Ncelk, Ni, pH, Pcelk, PAU (PAH), Pb, RAS, sírany, sulfidy, Zn


Kanalizace – provozně samostatný soubor staveb a zařízení zahrnující kanalizační stoky k odvádění OV a srážkových vod společně nebo OV a srážkových vod samostatně, kanalizační objekty, ČOV, jakož i stavby k čištění odpadních vod před jejich vypouštěním do kanalizace

Stoková síť – soustava trubních rozvodů a dalších zařízení sloužících k odvádění OV z jednotlivých nemovitostí a z veřejného prostranství do ČOV, případně přímo do recipientu

Odvádění odpadních vod


Zdroj: http://docplayer.cz/3669294-2-13-technicka-infrastruktura.html

Užívání kanalizace se řídí kanalizačním řádem. Provoz kanalizace se řídí provozním řádem. Oba tyto řády vznikají při výstavbě stokové sítě a schvaluje je vodoprávní úřad.

Dělení stokových sítí

a) podle způsobu odvádění srážkových vod

jednotná – odvádění splašků i srážkové vody dohromady

oddílná – odvádění splašků i srážkové vody zvlášť dva (splašková voda na ČOV, dešťová voda do sedimentačních retenčních nádrží a pak do recipientu)

splašková – odvádí pouze splaškové nebo městské OV bez dešťových dešťová – odvádí pouze dešťové OV průmyslová– odvádí průmyslové OV

b) podle hnací síly

gravitační – OV poháněna gravitační sílou, nutný dostatečný spád stoky (alespoň 0,5 %)

tlaková – nucený pohyb OV, náročné na technické provedení, ale nezávislé na terénu

vakuová kanalizace – v síti je podtlak

tlaková kanalizace – v síti je přetlak

Stokové sítě


čtyři soustavy dle místního terénu (soustavy lze kombinovat)

a) dostředivá (radiální) – v uzavřených kotlinách, zpravidla v kombinací s nějakou další soustavou; voda se nejprve shromáždí v přečerpávací stanici, odkud poté je přečerpána výtlačným potrubím do výše položených stok, odkud je odváděna do ČOV

b) vějířová (větevná) – území bez většího vodního toku, Charakteristická je kmenová stoka procházející přibližně půdorysným středem odvodňovaného území do kterého ústí hlavní sběrače jednotlivých větví

c) úchytná – ve větších městech, kde se terén mírně svažuje k většímu toku, charakteristická je nábřežní stoka vedoucí podél vodního toku do ČOV

d) pásmová – pro území které se prudce svažuje k vodnímu toku, charakteristické jsou vedlejší sběrnice vedené v různé výškové úrovni podél řeky a hlavním sběračem s velkým spádem


Stokové sítě



Stokové sítě


Objekty na stokové síti

vstupní (revizní) šachta

vpust

skluz (vodní dílo)

spadiště

shybka

proplachovací šachta

oddělovací komora (dříve odlehčovací komora)

větrací šachta

retenční nádrž

Oddělovací komora

Vpust

Shybka

Odvádění OV


přiváděcí stoka

zdroj odpadní vody

kanalizační stoka

kanalizační přípojka

čistírna odpadních vod

recipient

kanalizační stoky + přiváděcí stoky = STOKOVÁ SÍŤ


I. centralizované

odvedení OV z urbanizovaného území a centrální čištění vysoce účinnými technologiemi, vysoce ekonomicky a provozně náročné, jen vyspělé země

Základní charakteristiky:

shromažďování OV transport OV složitým stokovým systémem transport zajišťuje často vysoce kvalitní voda! vysoké naředění vod centrální systém čištění vysoká účinnost čištění bodové vypouštění do prostředí minimální využití nutrientů vysoká produkce problematických kalů vysoká energetická náročnost sofistikované řídící a kontrolní systémy strategická citlivost

Centralizované a decentralizované čištění OV


I. decentralizované

Hospodárnější využívání vodních zdrojů a jejich opakovatelné používání

Základní charakteristiky:

prevence – minimalizace objemu separace podle míry znečištění oddělené čištění různých proudů vod čištění v místě vzniku úsporné technologie využití a recyklace cenných látek (voda, organické látky, nutrienty)

Centralizované a decentralizované čištění OV


I. velké a střední ČOV

Městská čistírna = ČOV veřejných kanalizací (soubor objektů a zařízení k odvádění, popřípadě i zneškodňování OV a srážkových vod z obcí a sídlišť)

Technologická linka:

1. fáze: mechanické čištění – surová odpadní voda se zbavuje hrubých nerozpuštěných nečistot – lapák štěrku, česle, lapák písku, (lapák tuků), následuje primární sedimentace – usazovací nádrž

2. fáze: biologické čištění – s biomasou ve formě suspenze – aktivační nádrž, s biomasou ve formě biofilmu – bioreaktor, biofiltr, následuje separace biomasy – dosazovací nádrž

3. fáze: terciální čištění – fyzikálně chemické procesy volené podle způsobu zbytkové znečištění (odstraňování nutrientů, membránová filtrace, pískový filtr, kolony s aktivním uhlím, dočišťovací rybník)

Technologická linka ČOV


Obr. Blokové schéma technologické linky velkých a středních čistíren městských OV

Technologická linka velkých a středních ČOV


1 sdružený objekt česlí a lapáku písku 2 dešťová zdrž 3 aktivace – předřazená anaerobní nádrž 4 aktivace 5 dosazovací nádrže 6 objekt měření průtoku

7 dmychárna 8 zahuštění přebytečného kalu 9 uskladňovací nádrže pro přebytečný kal 10 odvodnění kalu 11 provozní budova

Čistírna odpadních vod (ČOV)


Čištění odpadních

vod

dosazovací nádrž

usazovací nádrž nátok na ČOV

odtok

aktivace

Technologická linka velkých a středních ČOV


II. malé ČOV

Malá čistírna = ČOV s celkovým počtem připojených do 5 000 EO

Technologická linka:

obvykle jednodušší než u velkých a středních ČOV obsahuje podobné stupně čištění a komponenty vynechána primární sedimentace a anaerobní stabilizace kalu

(neekonomické) mírnější nároky na účinnost (nepožaduje se odstraňování nutrientů) provozně spolehlivé minimální nároky na obsluhu (občasný dozor, vzdálený dispečink)

Technologická linka ČOV


v případě nemožnosti napojení zdroje odpadní vody na centrální kanalizaci a ČOV:

a) žumpa, septik – není-li možné zajistit odvod vyčištěné vody

žumpa – bezodtoká nádrž, jímka určená k pravidelnému vyvážení, odpadní vodu nečistí, pouze shromažďuje

septik – kontinuálně protékán odpadní vodou, kombinace sedimentace a biologického čištění, vždy doplněn o zemní štěrkový nebo pískový filtr

b) malé domovní ČOV – je-li možné zajistit odvod vyčištěné vody

balené čistírny – strojní, kompaktně řešené; čistírny montované na místě

technologie – kořenové čistírny, zemní filtry, stabilizační nádrže

Malé čistírny odpadních vod


využívají biologické čištění – OV čištěna mikroorganismy dodávanými do nádrže, tvoří aktivovaný kal (zaočkování z jiné čistírny, nebo bakteriální přípravek)

výhoda: bezobslužné

nevýhoda: vyšší pořizovací náklady, spotřeba elektrické energie

Kombiblok

Čištění ve 24 hodinových cyklech

sekvence I – aktivace, probíhá během dne, bioreaktor provzdušňován a promícháván, konec cca ve 2 hod ráno

sekvence II – sedimentace, vločky kalu se usazují na dně nádrže, doba trvání cca 120 min

sekvence III – odčerpávání vyčištěné vody

Balené čistírny odpadních vod


Legenda: 1. nátok, 2. nátokový koš nebo česle, 3. denitrifikační prostor, 4. přepážka, 5. nitrifikační (aktivační) prostor, 6. dosazovací prostor, 7. odtokový žlab, 8. odtok, 9. recirkulace kalu, 10. provzdušňování

umělý mokřad osázený vegetací s podpovrchovým horizontálním odtokem odpadní vody s definovaným filtračním prostředím (přírodní princip půdní filtrace)

princip: založen na biochemických procesech a samočistících pochodech za účasti rostlin, schopnosti bakterií na kořenech rostlin odstraňovat organické znečištění

Mokřady s plovoucími rostlinami Mokřady se submerzními (ponořenými) rostlinami Mokřady s emerzními (vynořenými) rostlinami

S povrchovým odtokem S podpovrchovým vertikální odtokem S podpovrchovým horizontálním odtokem

rostliny: rychle rostoucí, s vysokou biomasou – rákos obecný, orobinec širokolistý, orobinec úzkolistý, orobinec úzkolistý, chrastice rákosovitá, zblochan vodní, kosatec žlutý a další

potřeba předčištění vody – septik, sedimentační nádrž, drtící kalové čerpadlo

Kořenové čistírny odpadních vod


Legenda 1. tříkomorový septik 2. rozdělovací objekt 3. umělý mokřad osázený vhodnými bažinnými rostlinami 4. kontrolní odtoková šachta 5. dočišťovací okrasný rybníček 6. odpařovací zavlažovaná plocha s porostem stromů a keřů 7. kompost nebo plocha na odvodňování kalů rostlinami



Výhody: nenarušují ráz krajiny, estetická funkce schopné čistit OV i s nízkou koncentrací organických látek odolné vůči povodním dobře se vyrovnávají s kolísáním a množství OV jsou málo náročné na obsluhu mají nižší náklady na údržbu

Výhody: mají velké nároky na plochu (5 m2/1 EO) musí mít mechanické předčištění mají nižší účinnost odstraňování živin (sloučeni N a P) čištění nelze tak snadno regulovat

Použití: čištění splaškových vod z jednotlivých domů nebo skupin domů čištění splachů z ulic, parkovišť a jiných zpevněných ploch čištění průsaků ze skládek pevného odpadu čištění OV z papíren, zemědělství



Date post:	10-Jul-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	0 times
Download:	0 times

Prezentace aplikace PowerPoint - webzdarmaSložení a vlastnosti šedé až šedohnědé zbarvení,...

Documents