ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ. Πίνακας Περιεχοµένων

Transcript

1 ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Πίνακας Περιεχοµένων 2. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ ΓΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΙΣΟ ΟΥ-ΠΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Πιεζοθραυστικό φρεάτιο άφιξης Eσχάρωση Εξάµµωση Λιποσυλλογή Παράκαµψη-Μετρητής παροχής Μεριστής βιολογικής επεξεργασίας ΜΟΝΑ ΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Εισαγωγή Περιγραφή Βιολογικών ιεργασιών ΜΟΝΑ Α ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΠΟΦΩΣΦΟΡΩΣΗΣ Γενικά εξαµενές Αποφωσφόρωσης Υπολογισµός Αφαιρούµενου Φωσφόρου ΜΟΝΑ Α ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ Εισαγωγή Κριτήρια Σχεδιασµού Λειτουργία της Γραµµής Α Φάσης α. εξαµενή Αερισµού β. Παραγωγή Ιλύος... 2 γ. Νιτροποίηση δ. Απονιτροποίηση ε. Ηλικία Ιλύος, Θ c στ. Ανακυκλοφορία Ιλύος ζ. Ανακυκλοφορία Μικτού Υγρού η. Χαρακτηριστικά Συστήµατος Βιολογικής Επεξεργασίας- Α φάσης θ. Υπολογισµός Aπαιτούµενου Oξυγόνου ι. Σύστηµα Υποβρύχιου Αερισµού ΕΞΑΜΕΝΕΣ ΤΕΛΙΚΗΣ ΚΑΘΙΖΗΣΗΣ Περιγραφή εξαµενής Καθίζησης Λειτουργία Α Φάσης Αντλιοστάσια Απόρριψης Περίσσειας Ιλύος Φρεάτια Συλλογής Αφρών ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΕΚΡΟΗΣ Γενικά περί απολύµανσης Μέτρηση παροχής εξαµενή Χλωρίωσης οσοµέτρηση χλωρίου Αποχλωρίωση ΙΑΘΕΣΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΩΝ ΕΚΡΟΩΝ εξαµενή Μεταερισµού ιάθεση καθαρών στον αποδέκτη... 4 ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 1

2 2.8. Εγκατάσταση Βιοµηχανικού Νερού Επαναχρησιµοποίηση µε Άρδευση ΠΑΧΥΝΣΗ ΑΠΟΘΗΚΗ ΙΛΥΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΑΧΥΝΣΗ - ΑΦΥ ΑΤΩΣΗ ΙΛΥΟΣ Μονάδα Φυγοκεντρικού ιαχωριστή Υπολογισµός Φυγοκεντρικού ιαχωριστή Παρασκευή και δοσοµέτρηση πολυµερών Αντλιοστάσιο στραγγισµάτων ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ Εργασίες Προ της Εκκινήσεως Καθηµερινές Εργασίες Εβδοµαδιαίες Εργασίες εκαπενθήµερες Εργασίες Τριµηνιαίες Εργασίες Ετήσιες Εργασίες Μέτρα ασφάλειας για τη λειτουργία της εγκατάστασης ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 2

3 2. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλυτικά οι υγειονολογικοί υπολογισµοί της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Λυµάτων (ΕΕΛ) Μεγάλων Καλυβίων, βάσει των οποίων προέκυψε η διαστασιολόγηση των επιµέρους µονάδων. Οι υγειονολογικοί υπολογισµοί πραγµατοποιούνται µε βάση τη διεθνή και Ελληνική βιβλιογραφία και εµπειρία. Αναλυτικότερα οι υγειονολογικοί υπολογισµοί που παρουσιάζονται αφορούν: την Α Φάση λειτουργίας του έργου µε περίοδο σχεδιασµού την 20ετία (αφορά την αρχική ΕΕΛ Μεγάλων Καλυβίων,.200 ΙΑ) τη Β Φάση λειτουργίας του έργου µε περίοδο σχεδιασµού τη 40ετία (αφορά την επέκταση της ΕΕΛ για ΙΑ) ΕΡΓΑ ΕΙΣΟ ΟΥ-ΠΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Τα έργα εισόδου της κυρίως εγκατάστασης περιλαµβάνουν το φρεάτιο άφιξης µε πιεζοθραυστική διάταξη, την εσχάρωση, την µονάδα εξάµµωσης και λιποσυλλογής και το φρεάτιο µερισµού της παροχής. Τα έργα εισόδου, θα σχεδιασθούν για την Β φάση µε παροχή αιχµής της 40ετίας των 140 m /h ή 8,9 l/s Πιεζοθραυστικό φρεάτιο άφιξης Στο πιεζοθραυστικό φρεάτιο άφιξης θα καταλήγει ο καταθλιπτικός αγωγός του τελικού αντλιοστασίου αποχέτευσης. Το φρεάτιο αυτό θα είναι αεριζόµενο µε υποβρύχιο σύστηµα αερισµού και θα έχει επαρκή χωρητικότητα, τουλάχιστον 2,0 m και να παρέχει χρόνο παραµονής τουλάχιστον 0 sec στην αιχµή. Έτσι, επιλέγονται ενδεικτικές διαστάσεις 1,5 x 1,5 m και ωφέλιµο βάθος 1,50 m που δίνει όγκο,2 m. Επιπλέον, το φρεάτιο αυτό θα φέρει πιεζοθραυστική διάταξη, για µείωση της ταχύτητας των λυµάτων προς τα κανάλια της εσχάρωσης, µε τη µορφή τοιχίου, ή εµβαπτισµού του αγωγού στα υγρά Eσχάρωση Η εγκατάσταση εσχάρωσης θα αποτελείται από µηχανική εσχάρα τοξωτή ή τύπου τυµπάνου µε περιστρεφόµενο βραχίονα καθαρισµού, τοποθετηµένη σε ορθογωνικό κανάλι σχεδιασµένο για τις παροχές της τελικής φάσης, υπολογισµένων έτσι ώστε η ταχύτητα ροής ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 1

4 στο κανάλι να µην είναι µικρότερη των 0, m/s (αποφυγή αποθέσεων) και η ταχύτητα διέλευσης µέσω των ράβδων όχι µεγαλύτερη των 1,2 m/s (αποφυγή παράσυρσης εσχαρισµάτων). Η µονάδα εσχάρωσης µπορεί να είναι προκατασκευασµένη από πιστοποιηµένο κατασκευαστή σε παρόµοιες µονάδες. Σε παράλληλο παρακαµπτήριο κανάλι (bypass) θα τοποθετηθεί απλή ευθεία εσχάρα χειροκίνητα καθαριζόµενη, υπό γωνία 60 ο προς τον οριζόντιο άξονα. Έτσι σε περιπτώσεις δυσλειτουργίας, ελέγχου ή επιθεώρησης, της αυτόµατης εσχάρωσης παρέχεται η δυνατότητα εκτροπής της ροής προς τη χειροκαθαριζόµενη εσχάρα. Η ρύθµιση της πορείας της ροής των λυµάτων εντός του καναλιού, θα επιτυγχάνεται µε τη τοποθέτηση ή αποµάκρυνση θυροφραγµάτων. Η αυτόµατη εσχάρα θα είναι τοξωτή ή τύπου τυµπάνου µε κυκλικές τοξωτές ράβδους από ανοξείδωτο χάλυβα που διαµορφώνουν ένα κυκλικό καλάθι εσχάρωσης µε διάκενα 6-10 mm. Ο καθαρισµός των ράβδων για την αφαίρεση των στερεών θα γίνεται µέσω περιστροφικού βραχίονα που φέρει οδοντωτή διάταξη και µεταφέρει τα εσχαρίσµατα σε ειδική χοάνη. Από εκεί µε κεκλιµένο κοχλία απάγονται τα εσχαρίσµατα και παράλληλα συµπιέζονται για την µείωση του όγκου. Στο επάνω άκρο του κοχλία θα υπάρχει χοάνη απόρριψης των εσχαρισµάτων, τα οποία θα αποθηκεύονται σε πλαστικό ή µεταλλικό δοχείο αποθήκευσης όγκου 1,1 m και θα αποµακρύνονται µαζί µε τα άλλα υποπροϊόντα επεξεργασίας. Η κίνηση του βραχίονα καθαρισµού και κοχλία θα γίνεται µέσω αυτοµατισµού λειτουργίας µε βάση τη διαφορική στάθµη υγρών ανάντη και κατάντη της εσχάρας. Η ταχύτητα των λυµάτων δια µέσου των διακένων θα πρέπει να είναι µικρότερη από 1m/s. Τα εσχαρίσµατα από την αυτόµατη εσχάρα, συλλέγονται µε διάταξη µεταφοράς και αποτίθενται στους κάδους αποκοµιδής των εσχαρισµάτων. Η διάταξη εσχάρωσης, θα εξοπλιστεί µε αυτοµατισµούς ώστε να εργάζεται µόνο κατά τη παροχή λυµάτων από το κεντρικό αντλιοστάσιο µεταφοράς λυµάτων αλλά και µε σύστηµα ενεργοποίησης συναγερµού, σε περιπτώσεις δυσλειτουργίας της µονάδας και συνεχούς ανόδου της στάθµης λυµάτων. Θυροφράγµατα στην είσοδο και την έξοδο του καναλιού της αυτόµατης εσχάρωσης παρέχουν τη δυνατότητα ευελιξίας και αποµόνωσής του σε περίπτωση ανάγκης. Τα θυροφράγµατα είναι αφαιρετού τύπου, ορθογωνικής διατοµής και εφαρµόζουν εντός πακτωµένων πλαισίων στα τοιχία των καναλιών. Οι διαστάσεις των θυροφραγµάτων είναι ίσες µε τις διαστάσεις των καναλιών και φέρουν κατάλληλη χειρολαβή τοποθέτησης ή αποµάκρυνσής τους, στην άνω πλευρά τους. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 2

5 Η απλή εσχάρα θα είναι ανοξείδωτη µε ευθύγραµµες ράβδους µε διάκενα mm, τοποθετηµένη σε παράλληλο κανάλι όπου θα υπερχειλίζουν τα υγρά σε περίπτωση ανάγκης. Το πλάτος των καναλιών εσχάρωσης υπολογίζεται από τον τύπο: e + s q d 1 b = x x e u ρ y 1-n και το βάθος του καναλιού από τον τύπο: B 2y όπου b = πλάτος καναλιού σε m e = διάκενα µεταξύ των ράβδων σε mm (10 mm) s = πάχος ράβδων σε mm (6 mm) q d = παροχή αιχµής σε m /s (0,09 m /s) u ρ = ταχύτητα υγρών ανάµεσα στις ράβδους σε m/s (1,2) y = µέγιστο βάθος ροής υγρών στην εσχάρα σε m (0,10 m) B = βάθος καναλιού σε m n = ποσοστό έµφραξης % (15%) και b = 0,57 m Επιλέγουµε πλάτος καναλιού 0,60 m ενώ βάθος Β = 1,00 m Ποσότητα εσχαρισµάτων : Από τη βιβλιογραφία, η µέση ποσότητα εσχαρισµάτων ανέρχεται σε 0 l/1000 m λυµάτων. Σε συνθήκες αιχµής λειτουργίας της εγκατάστασης της 40ετίας, η ποσότητα των εσχαρισµάτων θα είναι: 0,00 x = 42,2 l/d Τα εσχαρίσµατα θα συγκεντρώνονται σε κάλαθο στράγγισης και από εκεί σε δοχείο αποθήκευσης και θα αποκοµίζονται περιοδικά για διάθεση στο χώρο διάθεσης απορριµµάτων του ήµου. Αν χρησιµοποιηθεί ένας κάδος των 1100 l τότε ο ελάχιστος χρόνος αποθήκευσης θα είναι περίπου 26 ηµέρες Εξάµµωση Μετά την εσχάρωση τα υγρά θα οδηγούνται στη µονάδα εξάµµωσης-λιποσυλλογής η οποία µπορεί επίσης να είναι και προκατασκευασµένη από πιστοποιηµένο κατασκευαστή. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα

6 Η αφαίρεση της άµµου από τα λύµατα είναι απαραίτητη γιατί η παρουσία της δηµιουργεί προβλήµατα στην λειτουργία της εγκατάστασης όπως, εναπόθεση φερτών υλικών στον πυθµένα αγωγών και δεξαµενών, φράξιµο σωληνώσεων, αυξηµένες διαβρώσεις αγωγών, αντλιών, κλπ. Ο χρόνος παραµονής των λυµάτων, η διατοµή του εξαµµωτή και η διάταξη του συστήµατος αερισµού, πρέπει να είναι τέτοια ώστε η ταχύτητα µέσα στον εξαµµωτή να µην υπερβαίνει τα 0, m/s, ταχύτητα κατά την οποία καθιζάνουν άµµος, χαλίκια και άλλα ανόργανα στερεά µεγέθους άνω των 0,2 mm. Η διάχυση αέρα στον εξαµµωτή σε συνδυασµό µε την κατάλληλη κλίση των πρανών, διευκολύνει την καθίζηση της άµµου και την αποκόλληση των προσκολληµένων οργανικών στους κόκκους της άµµου. Ο τρόπος αυτός εξασφαλίζει το πλύσιµο της άµµου, τη µη καθίζηση οργανικών, τον προαερισµό των λυµάτων και την απουσία οσµών. Η εγκατάσταση εξάµµωσης σχεδιάζεται για ελάχιστο χρόνο παραµονής 8,0 λεπτών στη µέγιστη παροχή σχεδιασµού της 40-ετίας των 140 m /h. Για το χρόνο αυτό σύµφωνα µε το διάγραµµα Kalbskopf έχουµε αποµάκρυνση του 90% των σωµατιδίων άµµου µε διάµετρο 0,20-0,25 mm. 140,0 Απαιτούµενος όγκος εξαµµωτή : x 8,0 = 18,7 m 60 Επιλέγεται αεριζόµενος εξαµµωτής ορθογωνικής κάτοψης µε κεκλιµένα τοιχώµατα πυθµένα που δηµιουργούν στο κάτω µέρος χοάνη για τη συλλογή της άµµου µε τις ακόλουθες ενδεικτικές διαστάσεις: Πλάτος : 1,80 m µε Βάθος υγρών : 1,80 m Μήκος : 6,00 m Έτσι, προκύπτει ωφέλιµος όγκος εξαµµωτή 6,00 x 1,80 x 1,80 = 19,4 m και οι χρόνοι παραµονής είναι: Παροχή αιχµής 40ετίας : 8,7 λεπτά Μέση παροχή 20ετίας : 16,7 λεπτά Λόγος µήκους προς πλάτος : 6,0 / 1,8 =, (επιθυµητές τιµές -5 ώστε να επιτυγχάνονται οι επιθυµητές συνθήκες ροής) Λόγω του µικρού µεγέθους της δεξαµενής η απαιτούµενη παροχή αέρα ορίζεται ως : ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 4

7 1,50 Νm /h/m δεξαµενής x 19,4 m = 29,2 Nm /h Επιλέγεται ζεύγος φυσητήρων (ο ένας εφεδρικός), παροχής τουλάχιστον 40 Νm /h σε µανοµετρικό 00 mbar, ο οποίος εκτός από τον αερισµό του εξαµµωτή, θα χρησιµοποιείται και για να αερίζεται το φρεάτιο άφιξης και για τις αεραντλίες άµµου. Ο αέρας θα παρέχεται από διαχυτήρες χονδρής φυσαλίδας ή διάτρητους σωλήνες τοποθετηµένους στο ένα πλευρό της δεξαµενής, σε βάθος 1,60 m. 29,2 Nm /h Απαιτούµενος αριθµός διαχυτήρων: = 6 τεµάχια 5 Nm /τεµ.h Το σύστηµα διάχυσης θα αποτελείται από κατακόρυφο σωλήνα µε δικλείδα αποµόνωσης και οριζόντιο σωλήνα µε διαχυτήρες σε βάθος υγρών περίπου 1,70 m. Η άµµος θα καθιζάνει στο πυθµένα της δεξαµενής που είναι διαµορφωµένος σε µορφή καναλιού ή δίδυµου κώνου, ενώ η αφαίρεσή της θα γίνεται είτε µε αντλία φερόµενη από παλινδροµική γέφυρα ή µε αεραντλίες/αντλίες που θα αναρροφούν µέσα από τους κώνους αντίστοιχα και θα την οδηγούν σε κεκλιµένο κοχλία διαχωρισµού και ανύψωσης της άµµου. που θα την αδειάζει από το ανάντη άκρο σε κάδο αποκοµιδής. Στον πυθµένα της δεξαµενής θα υπάρχει βάνα εκκένωσης και καθαρισµού της δεξαµενής. Η ποσότητα της άµµου δίνεται βιβλιογραφικά σαν 0 lt/1000 m λυµάτων µε ποσοστό υγρασίας 50%. Η ηµερήσια ποσότητα άµµου µε ποσοστό υγρασίας 50% για την παροχή σχεδιασµού είναι: Συνθήκες 20-ετίας 0,00 x 704 = 21,1 lt/d Συνθήκες 40-ετίας 0,00 x = 42,2 lt/d Στην αιχµή σχεδιασµού (40-ετίας) και σε µέση υγρασία 98% η µέγιστη ωριαία ποσότητα αµµόλασπης θα είναι: 0,0x140x50% x = 105,0 lt/h 100 (100-98) και για τη συλλογή της επαρκεί ζεύγος αεραντλιών άµµου, παροχής µέχρι 105/5 x60/1000 = 1,26 m /h (έστω 2,0 m /h) για πεντάλεπτη λειτουργία της αντλίας ανά ώρα. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 5

8 Τέλος η άµµος θα αποκοµίζεται περιοδικά για τελική διάθεση µαζί µε τα εσχαρίσµατα και τα άλλα υποπροϊόντα της εγκατάστασης. Τα υγρά πλύσης της άµµου και τα υπερχειλίσµατα εφ όσον υπάρχουν θα οδηγούνται στο δίκτυο στραγγιδίων. Ολες οι εγκαταστάσεις φρεατίου άφιξης, εσχάρωσης, εξάµµωσης-λιποσυλλογής µαζί µε τον εξοπλισµό, τους κάδους αποθήκευσης των εσχαρισµάτων και της άµµου καθώς και οι ηλεκτρικοί πίνακες της µονάδας θα στεγαστούν εντός κτιρίου επαρκών διαστάσεων. Το δάπεδο θα είναι διαµορφωµένο σε βιοµηχανικού τύπου, θα φέρει συρόµενη πόρτα εισόδου, παράθυρα φωτισµού, και κατάλληλα ανοίγµατα προς την εσχάρωση και τον εξαµµωτή για την εκκένωση των παραπροϊόντων. Στο κτίριο θα υπάρχει εγκατεστηµένο σύστηµα εξαερισµού και απόσµησης τύπου διαβρεχόµενου φίλτρου µε οργανικό διάλυµα. ή εναλλακτικά µε κλίνες προσρόφησης επαρκούς δυναµικότητας για τουλάχιστον 10 εναλλαγές αέρα/ώρα Λιποσυλλογή Στη δεξαµενή της εξάµµωσης θα ενσωµατωθεί και παράπλευρη δεξαµενή λιποσυλλογής. Αυτή θα αποτελείται από πλευρική επιµήκη ζώνη ηρεµίας στον εξαµµωτή, ιδίου µήκους, ενδεικτικά 6,0 m και πλάτους 1,00 m. Η ζώνη θα είναι σε υποβρύχια επικοινωνία µέσω ανοίγµατος µε το κυρίως τµήµα του εξαµµωτή. Τα λίπη, έλαια και άλλες επιπλέουσες ουσίες υποβοηθούµενα από τις µικρές φυσαλίδες αέρα που διοχετεύονται στον εξαµµωτή, ανέρχονται στην πλευρική αυτή ζώνη ηρεµίας του λιποσυλλέκτη από κατάλληλο σύστηµα επιφανειακού εξαφρισµού τα λίπη θα οδηγούνται προς το άκρο της δεξαµενής εντός φρεατίου λιπών. Από το φρεάτιο αυτό, µε ειδική κοχλιοειδή αντλία αφαιρούνται τα λίπη και αποτίθενται σε κάδο αποκοµιδής ή εναλλακτικά οδηγούνται προς τον κοχλία εσχαρισµάτων προκειµένου να υποστούν συµπίεση µαζί µε τα εσχαρίσµατα και να αποτεθούν στον κάδο εσχαρισµάτων Παράκαµψη-Μετρητής παροχής Μετά την εξάµµωση τα υγρά θα εισέρχονται σε φρεάτιο εξόδου που θα διαθέτει και παράπλευρο φρεάτιο παράκαµψης το οποίο θα αποµονώνεται µε χειροκίνητο θυρόφραγµα. Από το φρεάτιο παράκαµψης θα ξεκινά και ο παρακαµπτήριος αγωγός της εγκατάστασης που θα καταλήγει στο φρεάτιο εξόδου της χλωρίωσης (αντλιοστάσιο) προκειµένου τα υγρά να οδηγηθούν προς τον αποδέκτη. Μετά το φρεάτιο εξόδου της εξάµµωσης τα υγρά θα οδηγούνται µε σωληνωτό υπόγειο αγωγό προς το αντλιοστάσιο ανύψωσης λυµάτων, ενώ επί του αγωγού θα γίνεται και η µέτρηση της εισερχόµενης παροχής. Ετσι επί του αγωγού σε κατάλληλη θέση θα εγκατασταθεί ηλεκτροµαγνητικός µετρητής παροχής διαµέτρου τουλάχιστον D250 εντός ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 6

9 φρεατίου ο οποίος θα µετρά την συνολική παροχή εισόδου. Το µήκος του αγωγού θα πρέπει να είναι επαρκές για την εξοµάλυνση της παροχής και την ακριβή µέτρησή της σύµφωνα µε τις απαιτήσεις του µετρητή παροχής Υποδοχή-Προεπεξεργασία βοθρολυµάτων Η εγκατάσταση υποδοχής βοθρολυµάτων θα αποτελείται από ένα στόµιο εκκένωσης, την λιθοπαγίδα εντός φρεατίου, την δεξαµενή προαερισµού και εξισορρόπησης των υγρών και το αντλιοστάσιο ανύψωσης των βοθρολυµάτων προς τα έργα εισόδου της εγκατάστασης. Τα βυτιοφόρα θα εκκενώνουν τα βοθρολύµατα µε αγωγό εκκένωσης που θα προσαρµόζεται σε ταχυσύνδεσµο. Θα προβλεφθεί επαρκής υψοµετρική διαφορά κατά την εκκένωση, έτσι ώστε αυτή να γίνεται ευχερώς µε βαρύτητα. Ο αγωγός τροφοδότησης θα φέρει ταχυσύνδεσµο µε ηλεκτροκίνητη ρυθµιστική δικλείδα, καθώς και σφαιρική δικλείδα για δειγµατοληψία. Μετά το στόµιο υποδοχής τα βοθρολύµατα θα οδηγούνται σε λιθοπαγίδα αποτελούµενη από τύµπανο µε µεταλλικό καλάθι εσχάρας για συγκράτηση των λίθων και άλλων µεγάλων ταµαχίων. Στη συνέχεια τα υγρά θα οδηγούνται σε δεξαµενή συγκέντρωσης και προαερισµού, όπου θα γίνεται εξισορρόπηση και οµογενοποίηση της παροχής και προαερισµό µε διάχυτο αέρα, ώστε να επιτευχθεί αεροβιοποίησή τους για την αποφυγή έκλυσης οσµών. Τέλος, θα αντλούνται σταδιακά και σε µικρές ποσότητες προς την εγκατάσταση επεξεργασίας λυµάτων όπου θα αραιώνονται επαρκώς µε τα νωπά αστικά λύµατα. Συγκεκριµένα, από τη δεξαµενή συγκέντρωσης τα βοθρολύµατα θα οδηγούνται µε καταθλιπτικό αγωγό στα έργα εισόδου της ΕΕΛ (φρεάτιο εισόδου, εσχαρισµός, και εξάµµωση-λιποσυλλογή) και από εκεί θα περνούν στις δεξαµενή αερισµού όπου υφίστανται βιολογική επεξεργασία. Η δεξαµενή προαερισµού βοθρολυµάτων θα αερίζεται εντατικά από δίκτυο διαχυτήρων χονδρής φυσαλλίδας διατεταγµένων οµοιόµορφα επί του πυθµένα είτε πλευρικά. Ο αέρας θα παρέχεται από δύο φυσητήρες (ο ένας εφεδρικός), παροχής αέρα όχι κατώτερης του 1,5 µ αέρα /µ δεξαµενής λόγω υψηλής σηπτικότητας. Στο άκρο εξόδου της δεξαµενής προαερισµού θα εγκατασταθεί εντός φρεατίου, αντλιοστάσιο σταθερής παροχής, µε ζεύγος υποβρύχιων αντλιών (η µία εφεδρική), κατάλληλης δυναµικότητας και µανοµετρικού, που θα διοχετεύουν τα προαερισµένα βοθρολύµατα στο φρεάτιο άφιξης των αστικών λυµάτων όπου θα ακολουθούν τα στάδια επεξεργασίας των λυµάτων. Υπολογισµοί ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 7

10 Η εγκατάσταση θα σχεδιασθεί για µέγιστη ηµερήσια ποσότητα βοθρολυµάτων 0 µ /ηµ. εχόµενοι χρόνο παραµονής των βοθρολυµάτων τουλάχιστον 24 ωρών, ο ωφέλιµος όγκος της υπολογίζεται σε 0 µ. Στη δεξαµενή θα πρέπει να υπάρχει πάντοτε βάθος υγρών 0,5 µ. Ετσι η δεξαµενή θα είναι µονοθάλαµη, κλειστή άνωθεν µε ενδεικτικές διαστάσεις κάτοψης,00 x 4,50 x,00 µ βάθος υγρών, ήτοι συνολικό όγκο 40,5 m και ωφέλιµο όγκο,7 m. Ο διάχυτος αερισµός της δεξαµενής θα παρέχεται µέσω διαχυτήρων χονδρής φυσαλίδας οµοιόµορφα κατανεµηµένων επί του πυθµένα. Εκτιµάται ότι θα απαιτηθούν συνολικά περίπου 0 διαχυτήρες διατεταγµένοι σε 6 σειρές από 5 διαχυτήρες σε κάθε σειρά. Σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία απαιτείται περίπου για την ανάδευση και τον αερισµό της δεξαµενής τουλάχιστον 1 µ αέρα/µ δεξαµενής, και έτσι επιλέγεται 1,2 µ αέρα/µ δεξαµενής για µεγαλύτερη εφεδρεία, δηλαδή συνολικά 50 µ /ώρα αέρα σε µανοµετρικό 50 mbar. Ο αέρας θα παρέχεται από δύο φυσητήρες αέρα λοβοειδούς τύπου εκ των οποίων ο ένας εφεδρικός. Στην έξοδο της δεξαµενής και εντός υποτυπώδους φρεατίου θα εγκατασταθεί αντλιοστάσιο αποτελούµενο από ζεύγος υποβρύχιων αντλιών για την ανύψωση των βοθρολυµάτων προς το πιεζοθραυστικό φρεάτιο άφιξης των λυµάτων, απ όπου στη συνέχεια θα υφίστανται κοινή επεξεργασία µε τα αστικά λύµατα. Το αντλιοστάσιο θα έχει δυναµικότητα τουλάχιστον 12 µ /ώρα σε µανοµετρικό περίπου 12,0 µ Αντλιοστάσιο ανύψωσης Η ανύψωση των λυµάτων προς το φρεάτιο µερισµού της βιολογικής βαθµίδας, θα γίνεται µέσω υπόγειου αντλιοστασίου, που κατασκευαζεται ανάντη του µεριστού προς την βιολογική βαθµίδα και έχει σκοπό την ανύψωση των λυµάτων στο αναγκαίο ύψος ώστε η ροή των υγρών µέχρι την έξοδο να γίνεται µε βαρύτητα και να µην απαιτείται σηµαντικό βάθος στις µονάδες επεξεργασίας. Στο αντλιοστάσιο θα εγκατασταθούν δύο όµοιες αντλίες δυναµικότητας (παροχής 80 m /h και µανοµετρικού περίπου 10,0 m), για την Α φάση και µία η µελλοντικά για τη Β φάση δυναµικότητας παροχής 80 m /h στο κατάλληλο µανοµετρικό. Ο ωφέλιµος όγκος του αντλιοστασίου, είναι διαστασιολογηµένος κατάλληλα, ώστε οι ενάρξεις των αντλιών να µην υπερβαίνουν τις 10/ώρα, αριθµός ο οποίος θεωρείται ασφαλής για την µακροχρόνια λειτουργική και αποδοτική ικανότητα των αντλιών. Οι διαστάσεις του αντλιοστασίου εσωτερικά είναι 2,00 m (µήκος), 2,80 m (πλάτος) και συνολικό βάθος υγρών τουλάχιστον 1,0 m. Ο ρυθµιστικός όγκος του αντλιοστασίου είναι 2,00 x 2,80 x 1,0 = 7,0 m. Εσωτερικά ο υγρός θάλαµος του αντλιοστασίου θα είναι ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 8

11 διθάλαµος µε τη παρεµβολή ενδιάµεσου τοιχείου και βυθισµένο θυρόφραγµα αποµόνωσης για την ευχερή αποµόνωση του κάθε θαλάµου για συντήρηση. Κάθε αντλία διαθέτει ανεξάρτητο κατακόρυφο καταθλιπτικό αγωγό από ανοξείδωτο χάλυβα ονοµαστικής διαµέτρου Φ150. Η λειτουργία των αντλιών εναλλάσσεται κυκλικά και αυτόµατα µε σκοπό την οµοιόµορφη φθορά τους, ενώ επιπροσθέτως διακόπτες στάθµης, ελέγχουν τις εκκινήσεις-στάσεις των αντλιών. Η όλη λειτουργία των αντλιών ελέγχεται από τοπικό πίνακα τοποθετηµένο πλευρικά του αντλιοστασίου ή εντός του κτιρίου προεπεξεργασίας Μεριστής βιολογικής επεξεργασίας Στη συνέχεια τα λύµατα θα εισέρχονται στο µεριστή παροχής προκειµένου να διανεµηθούν προς τις µονάδες βιολογικής επεξεργασίας. Ο µεριστής θα διαθέτει 2 διαµερίσµατα εκ των οποίων το ένα θα είναι ενεργό κατά την αρχική φάση λειτουργίας της µίας δεξαµενής βιολογικής επεξεργασίας στην 20ετία, ενώ το 2 ο θα είναι η αναµονή για την µελλοντική επέκταση στην 40ετία µε την προσθήκη δεύτερης µονάδας βιολογικής επεξεργασίας. Το φρεάτιο µερισµού περιλαµβάνει το θάλαµο ηρεµίας, όπου επικρατούν συνθήκες εξοµάλυνσης της ροής των λυµάτων και δύο κατάντη φρεάτια φόρτισης των δεξαµενών βιολογικού αντιδραστήρα. Κάθε φρεάτιο εξυπηρετεί µία γραµµή επεξεργασίας, δηλαδή την υφιστάµενη γραµµή επεξεργασίας, τη γραµµή επέκτασης της Α Φάσης λειτουργίας του έργου και τη µελλοντική γραµµής επέκτασης της Β Φάσης. Στο θάλαµο ηρεµίας θα καταλήγει ο αγωγός ανακυκλοφορίας ιλύος από τα αντίστοιχα αντλιοστάσια ανακυκλοφορίας ιλύος. Αναφορικά µε την ογκοµέτρηση του θαλάµου ηρεµίας για χρόνο παραµονής περίπου min για το άθροισµα της συνολικής παροχής αιχµής της Β Φάσης (140 m /h) και της παροχής επανακυκλοφορίας της ιλύος στις συνθήκες αιχµής απαιτείται φρεάτιο ωφέλιµου όγκου τουλάχιστον 7 m. Επιλέγεται θάλαµος διαστάσεων 2,70m x 1,40m όπου µε βάθος υγρών 4,00 m προκύπτει ωφέλιµος όγκος 2,70x1,40x4,00 = 15,1 m. οπότε ο χρόνος παραµονής για την Α φάση είναι 1,0 min και για τη Β φάση είναι 6,50 min. Η έξοδος από το θάλαµο ηρεµίας/µερισµού θα γίνεται µέσω υπερχειλιστών λεπτής στέψης προς τις γραµµές βιολογικής επεξεργασίας. Οι υπερχειλιστές θα έχουν µήκος 1,25 m ο καθένας. Όσον αφορά την υπερχείλιση της µελλοντικής Β Φάσης, θα κατασκευαστεί προσωρινό τοιχίο αποµόνωσης από άοπλο σκυρόδεµα. Από τα φρεάτια φόρτισης γίνεται η τροφοδοσία της βιολογικής βαθµίδας µέσω υπόγειου αγωγού, για την αποµόνωση του οποίου προβλέπεται η τοποθέτηση χειροκίνητου ανοξείδωτου θυροφράγµατος. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 9

12 2. ΜΟΝΑ ΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Εισαγωγή Το σύστηµα της βιολογικής βαθµίδας αποτελείται από δύο (2) παράλληλες γραµµές για την Α Φάση και Β Φάση σχεδιασµού αντίστοιχα. Κάθε γραµµή επεξεργασίας περιλαµβάνει: Αναερόβια εξαµενή (Βιοεπιλογής µικροοργανισµών αποµάκρυνσης Φωσφόρου) Ανοξική εξαµενή Απονιτροποίησης (Προ-απονιτροποίηση) εξαµενή Αερισµού εξαµενή Τελικής Καθίζησης Αντλιοστάσιο Ανακυκλοφορίας Ανάµικτου Υγρού Αντλιοστάσιο Ανακυκλοφορίας και Περίσσειας Ιλύος Οι βασικές βιολογικές διεργασίες του συστήµατος που λαµβάνουν χώρα σε κάθε γραµµή βιολογικής επεξεργασίας είναι: Η µικροβιακή οξείδωση του οργανικού φορτίου Η διεργασία της νιτροποίησης Η διεργασία της απονιτροποίησης Η διεργασία της βιολογικής αποµάκρυνσης φωσφόρου Περιγραφή Βιολογικών ιεργασιών Η βιολογική οξείδωση του οργανικού φορτίου συντελείται κυρίως στις αερόβιες δεξαµενές του αερισµού και περιγράφεται από ένα πλήθος βιοχηµικών αντιδράσεων στις οποίες συµµετέχουν διάφορες κατηγορίες και είδη κυρίως ετεροτροφικών βακτηριδίων. Ο µηχανισµός της χρησιµοποίησης της οργανικής τροφής από την ετεροτροφική βιοµάζα περιγράφεται ως εξής: οι διάφορες οργανικές ενώσεις είτε βιοαπορροφούνται άµεσα από τους µικροοργανισµούς, περνώντας την κυτταρική µεµβράνη (εύκολα βιοδιασπάσιµο COD, διαλυτή φάση), είτε αποθηκεύονται πάνω στην κάψα του κυττάρου για να χρησιµοποιηθούν αργότερα αφού υδρολυθούν, µέσω εξωκυτταρικών ενζύµων, σε εύκολα βιοδιασπάσιµη τροφή (ταχέως και βραδέως υδρολύσιµo COD, κολλοειδή - αιωρούµενα). Οι βασικές µεταβολικές διεργασίες που συντελούνται στο βιολογικό αντιδραστήρα είναι η οξείδωση, η σύνθεση και η αυτοοξείδωση (ενδογενής αναπνοή). Αναλυτικότερα: ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 10

13 Οξείδωση καλείται η µετατροπή της οργανικής ύλης σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό για την παραγωγή ενέργειας που απαιτείται για τη σύνθεση. Σύνθεση καλείται η διαδικασία αναπαραγωγής των µικροοργανισµών (νέα βιοµάζα) µε την παράλληλη κατανάλωση ενέργειας. Αυτοοξείδωση καλείται η µετατροπή τµήµατος της βιοµάζας σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό µε σκοπό την παραγωγή ενέργειας για συντήρηση των κυττάρων όταν υπάρχει έλλειψη τροφής. Οι παραπάνω βιολογικές διεργασίες περιγράφονται στοιχειοµετρικά από τις παρακάτω αντιδράσεις: Το µίγµα µικροοργανισµών και λυµάτων που καλείται ανάµικτο υγρό (MLSS) διαχωρίζεται στη δεξαµενή τελικής καθίζησης ( ΤΚ). Ένα τµήµα της ιλύος που καθιζάνει στη ΤΚ ανακυκλοφορεί στο βιολογικό αντιδραστήρα, ενώ η πλεονάζουσα ιλύς (περίσσεια) αποµακρύνεται προς τη γραµµή εξεργασίας ιλύος. Έτσι επιτυγχάνεται και η ρύθµιση της συγκέντρωσης MLSS στη βιολογική βαθµίδα. Οι περισσότερες εγκαταστάσεις βιολογικής επεξεργασίας αστικών λυµάτων (συστήµατα ενεργού ιλύος), σχεδιάζονται βάσει απλών µαθηµατικών µοντέλων που χαρακτηρίζονται από απλουστευµένες προσεγγίσεις των βιολογικών διαδικασιών, περιορισµένο αριθµό σταθερών και χρήση καθολικών παραµέτρων, που έχουν προκύψει βέβαια από µακροχρόνιες έρευνες και παρατηρήσεις πεδίου. Οι κύριες απλουστευτικές παραδοχές που αποτελούν το υπόβαθρο των συνήθως χρησιµοποιούµενων απλών εµπειρικών µεθόδων σχεδιασµού, είναι οι ακόλουθες: Η µέτρηση των οργανικών υλών γίνεται µε καθολικές παραµέτρους, όπως το BOD 5, το COD και τα αιωρούµενα στερεά. εν γίνεται επιµερισµός ή διαχωρισµός της βιοµάζας σε διάφορες κατηγορίες µικροοργανισµών, βάσει των επί µέρους διεργασιών (διάσπαση C, νιτροποίηση, απονιτροποίηση, αποφωσφόρωση). ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 11

14 Η ταχύτητα χρησιµοποίησης της τροφής θεωρείται ανάλογη της ολικής µάζας των µικροοργανισµών και εξαρτώµενη από την αποµένουσα τροφή (κινητικές διαφόρων τάξεων). Φαινόµενα όπως η λύση και ο θάνατος των µικροοργανισµών καθώς και η ενδογενής αναπνοή δεν λαµβάνονται συνήθως υπ' όψιν, αλλά συµπεριλαµβάνονται στον ενιαίο όρο της φθοράς της βιοµάζας. Οι διαδικασίες παραγωγής και φθοράς της βιοµάζας θεωρούνται ανεξάρτητες της σύνθεσης των λυµάτων και της ιλύος. Κάποια µαθηµατικά µοντέλα προσοµοίωσης συστηµάτων µε αποµάκρυνση θρεπτικών (Ν&Ρ), που έχουν δηµιουργηθεί τα τελευταία χρόνια µάλλον έχουν εφαρµογή στην εποπτεία και τον έλεγχο της λειτουργίας µιας εγκατάστασης, αφού για τη ρύθµισή τους (calibration) απαιτείται η γνώση πολλών παραµέτρων και δεδοµένων που τουλάχιστον κατά τη φάση σχεδιασµού µιας ΕΕΛ τις πλείστες περιπτώσεις δεν είναι διαθέσιµες. Νιτροποίηση καλείται η βιολογική οξείδωση του αµµωνιακού αζώτου σε νιτρικό άζωτο. Στη διεργασία της νιτροποίησης συµµετέχουν αερόβιοι αυτοτροφικοί µικροοργανισµοί που παράγουν την απαιτούµενη ενέργεια σύνθεσης από ανόργανες ενώσεις, σε αντίθεση µε τα ετεροτροφικά βακτηρίδια. Τα κύρια είδη της νιτροποιητικής βιοµάζας είναι τα Nitrosomonas και Nitrobacter sp. Οι βιοχηµικές αντιδράσεις που περιγράφουν την διεργασία, η οποία πραγµατοποιείται σε δύο στάδια είναι: Η σύνθεση της νέας βιοµάζας που συντελείται παράλληλα µε την νιτροποίηση περιγράφεται από την αντίδραση: Το κρίσιµο σηµείο της διεργασίας που καθορίζει και το σχεδιασµό της αερόβιας ζώνης είναι η ταχύτητα ανάπτυξης των νιτροποιητικών βακτηριδίων, που παρουσιάζεται χαµηλή σε σχέση µε τις ταχύτητες ανάπτυξης των ετεροτροφικών βακτηριδίων. Η ταχύτητα ανάπτυξης των νιτροποιητών επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες όπως η συγκέντρωση ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 12

15 της περιοριστικής τροφής (αµµωνιακό άζωτο), η συγκέντρωση του διαλυµένου οξυγόνου, η θερµοκρασία, το ph και η παρουσία τοξικών ουσιών στα λύµατα: Συγκεντρώσεις DO στον αερόβιο αντιδραστήρα µεγαλύτερες από 1,5mg/l παρέχουν ασφαλή και συνεχή νιτροποίηση. Η θερµοκρασία, όπως και στις περισσότερες βιοχηµικές διεργασίες, έχει σηµαντική επίδραση στη ταχύτητα νιτροποίησης και αποτελεί κρίσιµη παράµετρο για το σχεδιασµό. Η βέλτιστη περιοχή τιµών του ph για τους νιτροποιητές είναι από 7,2 µέχρι 8,8 που σηµαίνει ότι η επίδραση του ph σε αµιγώς αστικά λύµατα είναι αµελητέα. Οι νιτροποιητές είναι οι πλέον ευαίσθητοι µικροοργανισµοί και επηρεάζονται αρνητικά από πλήθος οργανικών ή ανόργανων τοξικών ουσιών που µπορεί να περιέχουν τα λύµατα. Πολλές έρευνες έχουν δείξει ευαισθησία της νιτροποιητικής βιοµάζας παρουσία τοξικών ουσιών σε συγκεντρώσεις φορές µικρότερες απ αυτές που επηρεάζουν την ετεροτροφική βιοµάζα. Επειδή συνήθως κατά τη φάση σχεδιασµού µίας ΕΕΛ δεν είναι εφικτό να πραγµατοποιηθούν µετρήσεις της τοξικότητας των λυµάτων, είναι σκόπιµο κατά το σχεδιασµό να λαµβάνεται ένας συντελεστής ασφαλείας, για τον απαιτούµενο χρόνο παραµονής των νιτροποιητών, της τάξης του %. Φαινόµενα τοξικών εισροών στα αποχετευτικά δίκτυα, σύµφωνα µε την εγχώρια και διεθνή εµπειρία παρατηρούνται συχνά, που σηµαίνει ότι η παραδοχή αµιγών αστικών λυµάτων πρέπει χρησιµοποιείται µε προσοχή. Απονιτροποίηση καλείται η βιολογική αναγωγή, σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου, του νιτρικού αζώτου σε αέριο άζωτο ή οξείδια του αζώτου (Ν 2, Ν 2 Ο ή ΝΟ). Η διεργασία µπορεί να πραγµατοποιηθεί από µεγάλο αριθµό ετεροτροφικών βακτηριδίων που είναι σε θέση να οξειδώνουν την οργανική µορφή χρησιµοποιώντας το οξυγόνο που περιέχεται στα νιτρικά. Η διεργασία περιγράφεται από τις ίδιες βιοχηµικές αντιδράσεις µε την αερόβια αναπνοή µε τη διαφορά ότι ο τελικός αποδέκτης ηλεκτρονίων είναι το νιτρικό άζωτο. Η στοιχειοµετρική αντίδραση (για την περίπτωση που η οργανική τροφή είναι η µεθανόλη) είναι: Η σύνθεση της βιοµάζας δίνεται από την αντίδραση : ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 1

16 Για τον σχεδιασµό ενός συστήµατος µε απονιτροποίηση, εφαρµόζονται κυρίως τρεις µεθοδολογίες: Σύµφωνα µε την πρώτη µεθοδολογία (σύστηµα µετα-απονιτροποίησης), που είναι και η σπανιότερα εφαρµοζόµενη, η διεργασία συντελείται µετά τον αερισµό, όταν έχει εξαντληθεί το προσφερόµενο οξυγόνο και αφού έχει ολοκληρωθεί η νιτροποίηση του αµµωνιακού αζώτου. Στην περίπτωση αυτή, λόγω της αποµάκρυνσης του οργανικού φορτίου στον αερισµό, είναι αναγκαία η προσθήκη οργανικής τροφής µε τη µορφή χηµικών (συνήθως µεθανόλη). Στη δεύτερη µεθοδολογία σχεδιασµού (σύστηµα προ-απονιτροποίησης) η διαδικασία της απονιτροποίησης συντελείται πριν από τον αερισµό, οπότε χρησιµοποιείται σαν τροφή το νωπό οργανικό φορτίο, ενώ το νιτροποιηµένο άζωτο οδηγείται στη δεξαµενή συνήθως µέσω εσωτερικής ανακυκλοφορίας από τις δεξαµενές αερισµού. Στην τρίτη µεθοδολογία σχεδιασµού (συστήµατα εναλλασσόµενων συνθηκών) πραγµατοποιείται εναλλαγή των συνθηκών στον ίδιο αντιδραστήρα και έτσι επιτυγχάνεται διαδοχική νιτροποίηση - απονιτροποίηση. Τα συνηθέστερα συστήµατα τέτοιου τύπου είναι τα συστήµατα διακοπτόµενου αερισµού ή διαδοχικών κύκλων διεργασιών (Οξειδωτικές τάφροι, Carrousel, Sequensing batch reactors, κλπ). Όπως και στις άλλες διεργασίες η κύρια παράµετρος για το σχεδιασµό ενός συστήµατος µε απονιτροποίηση είναι η ταχύτητα ανάπτυξης των απονιτροποιητικών βακτηριδίων. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα απονιτροποίησης είναι η σύσταση των λυµάτων, η θερµοκρασία, η συγκέντρωση του νιτρικού αζώτου και του διαλυµένου οξυγόνου και το ph, παράγοντες που λαµβάνονται υπ όψιν κατά το σχεδιασµό των ΕΕΛ: Η ταχύτητα απονιτροποίησης εξαρτάται σηµαντικά από το βαθµό βιοδιασπασιµότητας των διαφόρων οργανικών ενώσεων που περιέχουν τα λύµατα. Οι υψηλές ταχύτητες απονιτροποίησης παρατηρούνται όταν η χρησιµοποιούµενη τροφή είναι εύκολα βιοδιασπάσιµη (πτητικά λιπαρά οξέα, αµινοξέα, υδατάνθρακες και αλκοόλες) οπότε καταναλώνεται άµεσα από την ετεροτροφική βιοµάζα ενώ σηµαντικά χαµηλότερες ταχύτητες παρατηρούνται όταν πλέον η διαθέσιµη τροφή είναι δύσκολα βιοδιασπάσιµη (πολύπλοκες µεγαλοµοριακές κολλοειδείς ή σωµατιδιακές ενώσεις) οπότε απαιτείται η ενζυµατική υδρόλυση της. Η ελάχιστη ταχύτητα απονιτροποίησης παρατηρείται σε συνθήκες έλλειψης τροφής που αντιστοιχεί στην ανοξική ενδογενή αναπνοή (ενδογενής απονιτροποίηση). Η σύσταση των λυµάτων µπορεί να προσδιοριστεί µε εφαρµογή διαφόρων µεθόδων χαρακτηρισµού των λυµάτων που αφορούν µετρήσεις της αερόβιας ή ανοξικής ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 14

17 ταχύτητας αναπνοής OUR ή NUR, ρυθµός κατανάλωσης οξυγόνου ή νιτρικών αντίστοιχα. Ελλείψει τέτοιων δεδοµένων πρέπει ο σχεδιασµός να πραγµατοποιείται µε προσοχή, λαµβάνοντας υπ όψιν παράγοντες όπως ο χρόνος παραµονής των λυµάτων στο αποχετευτικό δίκτυο, το είδος των κύριων αγωγών µεταφοράς (καταθλιπτικοί ή βαρύτητας). Ανάλογα µε το χρόνο παραµονής των λυµάτων στο δίκτυο και κυρίως τους θερινούς µήνες έχουν παρατηρηθεί σηµαντικά µειωµένες συγκεντρώσεις εύκολα βιοδιασπάσιµων οργανικών στην είσοδο ΕΕΛ, λόγω της βιοδιάσπασης κατά τη µεταφορά µέσω του biofilm που δηµιουργείται στα τοιχώµατα των αγωγών του δικτύου. Σύµφωνα µε τη διεθνή βιβλιογραφία η απονιτροποίηση πραγµατοποιείται, µε διαφορετικές βέβαια ταχύτητες, στο διάστηµα τιµών θερµοκρασίας 0-50 ο C. Για την επίδραση της θερµοκρασίας στη διεργασία υπάρχουν διάφορες εµπειρικές σχέσεις που χρησιµοποιούνται συνήθως στο σχεδιασµό των ΕΕΛ. Η απονιτροποίηση έχει ευνοϊκή επίδραση και ουσιαστικά παρέχει τη δυνατότητα ρύθµισης του ph στη βιολογική βαθµίδα, αφού κατά τη διεργασία παράγεται αλκαλικότητα (2,9-,0 mgcaco ανά mg απονιτροποιούµενου αζώτου). Έτσι επιτυγχάνεται ανύψωση του ph και επαναφορά µέρους της αλκαλικότητας που καταναλώνεται στη διεργασία της νιτροποίησης. Η παρουσία διαλυµένου οξυγόνου έχει ανασταλτική δράση στη διαδικασία παραγωγής κάποιων κρίσιµων για την απονιτροποίηση ενζύµων. Έτσι σε ταυτόχρονη παρουσία DO και νιτρικών η αερόβια αναπνοή «προτιµάται» από τους περισσότερους ετεροτροφικούς µικροοργανισµούς, οπότε η ταχύτητα απονιτροποίησης ελαττώνεται σηµαντικά. Στην πράξη συγκεντρώσεις DO µικρότερες των 0,5 mg/l παρέχουν ασφάλεια στη διεργασία. 2.4 ΜΟΝΑ Α ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΠΟΦΩΣΦΟΡΩΣΗΣ Γενικά Η µέθοδος της βιολογικής αποµάκρυνσης φωσφόρου έχει ευρεία εφαρµογή κυρίως την τελευταία 25ετία σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυµάτων. Σε σχέση µε τις χηµικές µεθόδους αποµάκρυνσης, παρουσιάζεται ελκυστικότερη, κυρίως για τους παρακάτω λόγους: Έχει µικρότερο επενδυτικό και λειτουργικό κόστος (κατάργηση µονάδας κροκιδωτικών, µείωση δυναµικότητας γραµµής επεξεργασίας ιλύος). Απλουστεύει την όλη διεργασία αφού αποφεύγονται διαδικασίες όπως η παρασκευή και δοσοµέτρηση των χηµικών. Πραγµατοποιείται ταυτόχρονη αποµάκρυνση µέρους του οργανικού φορτίου. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 15

18 Τα επεξεργασµένα λύµατα δεν έχουν υποκίτρινη χροιά η οποία παρατηρείται µετά την χηµική επεξεργασία κυρίως λόγω των διαλυµένων ιόντων και του χαµηλού ph. Οι παραπάνω παρατηρήσεις έχουν οδηγήσει στον περιορισµό εφαρµογής της χηµικής αποφωσφόρωσης, η οποία χρησιµοποιείται πλέον, για την περαιτέρω αποµάκρυνση του εναποµείναντος φωσφόρου (συγκεντρώσεις εκροής 2 mg/l). Οι κυριότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τη διεργασία της βιολογικής αποφωσφόρωσης συνοψίζονται παρακάτω: Η σύσταση των λυµάτων και ειδικότερα το ποσοστό της εύκολα βιοδιασπάσιµης οργανικής τροφής. Λόγω της έλλειψης τέτοιων µετρήσεων στη φάση σχεδιασµού µιας ΕΕΛ, λαµβάνεται ως προϋπόθεση για την οµαλή και συστηµατική αποµάκρυνση φωσφόρου µε συγκεντρώσεις εκροής 1- mg/l, απαίτηση λόγου BOD 5 : TP H ύπαρξη αερόβιων ή ανοξικών αποδεκτών ηλεκτρονίων (DO ή N-NΟx) στην αναερόβια ζώνη έχει αρνητική επίδραση στο βαθµό αποµάκρυνσης φωσφόρου. Έτσι πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στο σύστηµα ανάδευσης (οµαλή ανάδευση), στις αντλίες επανακυκλοφορίας ιλύος (µη χρήση κοχλιών, χαµηλες στροφές λειτουργίας), καθώς και στην ελαχιστοποίηση της συγκέντρωσης του νιτροποιηµένου αζώτου στην ιλύ επανακυκλοφορίας. Για την πλήρη αποµάκρυνση του νιτροποιηµένου αζώτου που περιέχει η ιλύς επανακυκλοφορίας συνίσταται η διαµερισµατοποίηση της αναερόβιας ζώνης (compartmentalization), ώστε το πρώτο διαµέρισµα να λειτουργεί ουσιαστικά ως προανοξική ζώνη, αφού βέβαια έχει γίνει πρόβλεψη για τον απαραίτητο καθαρά αναερόβιο χρόνο παραµονής στα υπόλοιπα διαµερίσµατα. Από την άλλη πλευρά για την αποφυγή της επαναδιαλυτοποίησης του φωσφόρου στα στραγγίδια από τη γραµµή επεξεργασίας ιλύος κρίνεται σκόπιµο να εφαρµόζονται συστήµατα µηχανικής πάχυνσης µικρού χρόνου παραµονής (in line unit operation) και να αποφεύγονται συστήµατα πάχυνσης βαρύτητας που ενέχουν τον κίνδυνο της επαναφοράς διαλυτού φωσφόρου στο σύστηµα µέσω του δικτύου στραγγιδίων. Οι µεταβολές της θερµοκρασίας. Γενικά η διεργασία της βιολογικής αποµάκρυνσης φωσφόρου δεν επηρεάζεται σηµαντικά από τις διάφορες θερµοκρασιακές µεταβολές. Τα poly-p βακτηρίδια µάλλον χαρακτηρίζονται ως ψυχρόφιλα αφού παρουσιάζουν µεγαλύτερους ρυθµούς ανάπτυξης σε χαµηλές θερµοκρασίες σε σχέση µε τα υπόλοιπα είδη ετεροτροφικών µικροοργανισµών. Η βέλτιστη περιοχή τιµών του ph για την ανάπτυξη των poly-p βακτηριδίων είναι το διάστηµα 6,6-7,4. Έτσι, στα τυπικά συστήµατα επεξεργασίας αστικών λυµάτων το ph δεν ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 16

19 παρουσιάζει κάποια αρνητική επιρροή στην απόδοση της αποµάκρυνσης του φωσφόρου. Εξαίρεση ίσως αποτελούν εγκαταστάσεις µε πλήρη νιτροποίηση, χωρίς απονιτροποίηση, µε λύµατα χαµηλών τιµών αλκαλικότητας, όπου απαιτείται ρύθµιση του ph που επιτυγχάνεται µε την προσθήκη ανοξικής ζώνης στο σύστηµα. Η βιολογική αποµάκρυνση φωσφόρου δεν επηρεάζεται σηµαντικά από την ηλικία της βιολογικής ιλύος (SRT) αφού έχουν αναφερθεί υψηλοί βαθµοί αποµάκρυνσης για αερόβια SRT στο διάστηµα 5-0 ηµερών. Παρά την πλούσια ερευνητική δραστηριότητα στο θέµα της βιολογικής αποµάκρυνσης φωσφόρου, δεν έχει µέχρι σήµερα διερευνηθεί η διεργασία σε βαθµό που να είναι εφικτή η κατάστρωση κάποιων µαθηµατικών σχέσεων για το σχεδιασµό και τη διαστασιολόγηση των αναερόβιων δεξαµενών. Ο κρισιµότερος παράγοντας για τη διαστασιολόγηση ενός αναερόβιου αντιδραστήρα είναι η σύσταση των προς επεξεργασία λυµάτων και ειδικότερα το ποσοστό της εύκολα βιοδιασπάσιµης οργανικής τροφής που περιέχουν. Βάσει των διαθέσιµων στοιχείων και της διεθνούς εµπειρίας από τη λειτουργία εγκαταστάσεων ή πιλοτικών µονάδων βιολογικής αποµάκρυνσης φωσφόρου, ο σχεδιασµός των αναερόβιων δεξαµενών πραγµατοποιείται λαµβάνοντας υδραυλικό χρόνο παραµονής 1- ώρες (µε συνηθέστερη τιµή τη 1,0 ώρα) για το σύνολο της παροχής (είσοδος + επανακυκλοφορία ιλύος) εξαµενές Αποφωσφόρωσης Για τη βιολογική αποµάκρυνση φωσφόρου προτείνεται η κατασκευή µίας δεξαµενής αναερόβιων συνθηκών ανά γραµµή βιολογικής επεξεργασίας, για την βιοεπιλογή των ετεροτροφικών οργανισµών που δεσµεύουν περισσότερο φώσφορο κατά την κατάντη αερόβια οξείδωση του οργανικού φορτίου. ηλαδή, στην Α Φάση προτείνεται να κατασκευαστεί µία δεξαµενή και στη Β φάση µία ακόµη. Ο σχεδιασµός της αναερόβιας δεξαµενής θα πρέπει να εξασφαλίζει τη µεγιστοποίηση της διαδροµής του υγρού, ώστε να δηµιουργούνται συνθήκες πλήρους εµβολοειδούς ροής (plug flow reactor), ενώ επίσης θα πρέπει να διασφαλίζεται και η λειτουργία του συστήµατος σε πλήρη απουσία οξυγόνου. Η έξοδος από τη µονάδα γίνεται µέσω υποβρύχιας οπής διαστάσεων περίπου 1,00m x 1,00m µε θυρόφραγµα ελέγχου της ροής, απ όπου τα λύµατα οδηγούνται προς την επόµενη µονάδα απονιτροποίησης. Στα εσωτερικά σηµεία σύνδεσης του πυθµένα της κάθε δεξαµενής µε τα πλευρικά τοιχώµατα δηµιουργείται γωνία 15 o (φάλτσο), ώστε να αποφεύγονται οι αποθέσεις στερεών. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 17

20 Η βιοεπιλογή των αερόβιων µικροοργανισµών για τη βιολογική αφαίρεση φωσφόρου θα γίνεται σε αναερόβιες δεξαµενές αποτελούµενες από σε σειρά διαµερίσµατα για καλύτερη απόδοση, ο δε χρόνος παραµονής των υγρών θα είναι περίπου 1 ώρα στην παροχή αιχµής, συµπεριλαµβανοµένης και της ανακυκλοφορίας λάσπης. Για την Α Φάση, όγκος της δεξαµενής θα είναι : V = (70,0 m /h + 56,0 m /h) x 1,0 h = 126,20 m όπου 70,0 m /h η παροχή αιχµής και 56,0 m /h η µέγιστη παροχή ανακυκλοφορίας ιλύος. Λαµβάνοντας µέσο βάθος υγρών 4,10 m, επιλέγεται δεξαµενή ορθογωνικής κάτοψης 4,50 x 7,00 διαχωρισµένη εσωτερικά σε διαµερίσµατα (τύπου µαιάνδρου), και της οποίας ο συνολικός όγκος είναι 129 m [=(4,50x7,00x4,10)], η οποία προτάσσεται της βιολογικής επεξεργασίας (πριν το ανοξικό διαµέρισµα). Ο χρόνος παραµονής θα είναι : t = 129,1 m / (70,0 m /h + 56,0 m /h) = 1,02 h Για την Β Φάση, ο όγκος της δεξαµενής θα είναι διπλάσιος οπότε θα προστεθεί µία επί πλέον όµοια δεξαµενή 129 m Υπολογισµός Αφαιρούµενου Φωσφόρου Αναφορικά µε τη διαδικασία της βιολογικής αποµάκρυνσης του φωσφόρου επισηµαίνεται ότι τα βακτηρίδια της ενεργού ιλύος των συστηµάτων που δεν έχουν βαθµίδα βιολογικής αποµάκρυνσης του φωσφόρου περιέχουν Ρ στην δοµή τους σε ποσοστό 1%. Έτσι κατά την αποµάκρυνση της πλεονάζουσας ιλύος αποµακρύνεται το αντίστοιχο ποσοστό φωσφόρου (1%). Σε συστήµατα που περιλαµβάνουν βιολογική αποµάκρυνση του φωσφόρου βασική αρχή είναι ο εµπλουτισµός της ενεργού ιλύος µε βακτηρίδια που µπορεί να δεσµεύσουν στη δοµή τους φώσφορο σε µεγαλύτερα ποσοστά, έως και 8%. Με τον τρόπο αυτό, µε την αποµάκρυνση της πλεονάζουσας ιλύος αποµακρύνεται πολύ µεγαλύτερο ποσοστό φωσφόρου. Τα βακτηρίδια αυτά, (Βio-P bacteria) παρουσιάζουν πολύ σηµαντικά πλεονεκτήµατα γρήγορης ανάπτυξης σε σχέση µε τα άλλα, ανταγωνιστικά, αερόβια βακτήρια, όταν βρεθούν κάτω από ειδικές συνθήκες. Οι συνθήκες αυτές απαιτούν ύπαρξη οργανικού υποστρώµατος εύκολα αποικοδοµήσιµου και πλήρη απουσία οξυγόνου είτε διαλυµένου, είτε υπό δεσµευµένη µορφή (π.χ. ΝΟ -), δηλαδή αναερόβιες συνθήκες.. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 18

21 Κάτω από τις αναερόβιες συνθήκες τα Bio-P βακτηρίδια έχουν την ικανότητα να απορροφούν τις εύκολα αποικοδοµήσιµες οργανικές ενώσεις, όπως οργανικά οξέα και να τις αποθηκεύουν ενδοκυτταρικά υπό την µορφή οργανικών πολυµερών. Η ενέργεια που απαιτείται για την βιοχηµική αυτή δράση της προσρόφησης και αποθήκευσης αυτών των ουσιών παρέχεται από την υδρόλυση υψηλής ενέργειας πολυφωσφορικών ενώσεων που βρίσκονται στην δοµή των Bio-P βακτηριδίων. Έτσι στις αναερόβιες δεξαµενές παρατηρείται αύξηση της συγκέντρωσης των ορθοφωσφορικών στα λύµατα και µείωση της συγκέντρωσης των εύκολα διασπάσιµων οργανικών ενώσεων. Στη συνέχεια τα Bio-P βακτηρίδια, αφού έχουν απορροφήσει την πλειονότητα των οργανικών αυτών ενώσεων σε βάρος των άλλων ανταγωνιστικών, αερόβιων βακτηριδίων εισέρχονται στην δεξαµενή αερισµού. Κάτω από αερόβιες συνθήκες τα Bio-P βακτηρίδια παράγουν ενέργεια οξειδώνοντας τις αποθηκευµένες οργανικές ενώσεις και χρησιµοποιούν την ενέργεια αυτή για προσρόφηση και αποθήκευση ορθοφωσφορικών και για τον πολλαπλασιασµό τους (παραγωγή νέας βιοµάζας). Οι ευνοϊκές συνθήκες για υψηλή απόδοση της βιολογικής αποµάκρυνσης φωσφόρου είναι N:BOD 5 = 1:(> 5), P:BOD 5 = 1:(> 0) και συγκέντρωση οργανικών οξέων στην είσοδο > 100 mg/l (εύκολα αποικοδοµήσιµο υπόστρωµα). Οι ανωτέρω συνθήκες για τα δεδοµένα σχεδιασµού της ΕΕΛ Μεγάλων Καλυβίων είναι Ν:BOD 5 = 1:6,1, P:BOD 5 = 1:24,8 και µέγιστη συγκέντρωση οργανικών οξέων στην είσοδο ~ 80 mg/l. Θεωρώντας απόδοση αποµάκρυνσης τουλάχιστον 65,0 % (µε χρόνο παραµονής 1 hr δύναται να ανέλθει έως και 80%) και µε την αρχική συγκέντρωση φωσφόρου στα εισερχόµενα λύµατα 11,4 mg/l, προκύπτει συγκέντρωση φωσφόρου στα καθαρά 11,4-7,9 =,98 mg/l. Οι δεξαµενές θα αναδεύονται χωρίς να αερίζονται µε τη βοήθεια βυθισµένων οριζόντιων αναµικτήρων, εγκατεστηµένων από έναν για κάθε διαµέρισµα των οποίων η ισχύς θα είναι τουλάχιστον 10,0 W/m. Για κάθε φάσεις σχεδιασµού θα ισχύει: Α Φάση: Ρ = (129 m x 10,0 W/m ) / = 40 W έστω 0,75 kw 2.5 ΜΟΝΑ Α ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ Εισαγωγή Οι δεξαµενές αερισµού-απονιτροποίησης θα είναι δοµική συνέχεια των δεξαµενών αποφωσφόρωσης. Στις δεξαµενές αερισµού πραγµατοποιείται παρατεταµένος αερισµός για τη πλήρη οξείδωση του οργανικού φορτίου, τη νιτροποίηση σε αερόβιο περιβάλλον και την αερόβια σταθεροποίηση της ιλύος. Στις δεξαµενές απονιτροποίησης γίνεται αποµάκρυνση αζώτου σε ανοξικό περιβάλλον. ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 19

22 Πραγµατοποιείται ανακυκλοφορία του µικτού υγρού από το πέρας των δεξαµενών αερισµού στην είσοδο των ανοξικών δεξαµενών. Μετά την έξοδο από τις δεξαµενές αερισµού, το µικτό υγρό οδηγείται στις δεξαµενές δευτεροβάθµιας καθίζησης. Οι δεξαµενές αερισµού-απονιτροποίησης θα είναι δοµική συνέχεια των νέων δεξαµενών αποσφωσφόρωσης στην είσοδο της βιολογικής επεξεργασίας. Για τις ανάγκες της Α Φάσης θα κατασκευαστεί µία δεξαµενή, ενώ κατά την φάση επέκτασης των έργων για τη Β Φάση προβλέπεται κατασκευή άλλης µίας δεξαµενής. Οι δεξαµενές βιολογικής επεξεργασίας θα είναι ορθογωνικές και θα αποτελούνται από τα διαµερίσµατα ανοξικά και αερόβια µε ανακυκλοφορία του µικτού υγρού από το πέρας του αερόβιου θαλάµου στην είσοδο του ανοξικού διαµερίσµατος. Η έξοδος του υγρού από κάθε δεξαµενή γίνεται µε υπερχειλιστή, µε δυνατότητα ρύθµισης του ύψους της στέψης. Μετά την έξοδο από τις δεξαµενές αερισµού, το µικτό υγρό οδηγείται στις αντίστοιχες δεξαµενές δευτεροβάθµιας καθίζησης για τις Φάσεις Α και Β. Η διεργασία της νιτροποίησης απονιτροποίησης στοχεύει στην αποµείωση των αµµωνιακών που περιέχονται στα απόβλητα και εφαρµόζεται µαζί µε την βιολογική οξείδωση του οργανικού φορτίου (BOD) στα συστήµατα της ενεργού ιλύος, γιατί έχει πλεονεκτήµατα όπως υψηλό βαθµό απόδοσης, σταθερότητα και αξιοπιστία, εύκολο έλεγχο και σχετικά χαµηλό κόστος. Νιτροποίηση είναι ο όρος που χρησιµοποιείται για να περιγράψει τη βιολογική διεργασία δύο σταδίων κατά την οποία η αµµωνία µετατρέπεται (οξειδώνεται) σε νιτρικά ιόντα µε ενδιάµεση βαθµίδα τα νιτρώδη ιόντα. Απονιτροποίηση είναι ο όρος που χρησιµοποιείται για να περιγράψει τη βιολογική διεργασία κατά την οποία τα νιτρικά ιόντα µετατρέπονται σε αέριο άζωτο Κριτήρια Σχεδιασµού Απονιτροποίηση Ο όγκος των ανοξικών δεξαµενών λαµβάνεται περίπου το 0% του όγκου των δεξαµενών αερισµού ώστε να εξασφαλιστεί πλήρης απονιτροποίηση. Η βαθµίδα βιολογικής επεξεργασίας θα σχεδιασθεί για ταυτόχρονη σταθεροποίηση λάσπης, οπότε θα πρέπει η ηλικία λάσπης να είναι τουλάχιστον θ c > 20 d υπό οποιεσδήποτε συνθήκες λειτουργίας. Η ηλικία αυτή είναι επαρκής για την νιτροποίηση και σταθεροποίηση της ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 20

23 λάσπης, ώστε να είναι δυνατή η διάθεσή της µετά από αφυδάτωση χωρίς πρόβληµα δυσοσµίας είτε σε χωµατερή είτε εναλλακτικά σαν βελτιωτικό του εδάφους. Μονάδα αερισµού Ο σχεδιασµός της µονάδας πρέπει να γίνει για τη δυσµενέστερη περίπτωση των θερινών συνθηκών λόγω αυξηµένου φορτίου, ενώ στη συνέχεια θα γίνει έλεγχος της απόδοσης για χειµερινές συνθήκες λόγω της χαµηλής θερµοκρασίας υγρών που µειώνει το ρυθµό των βιοχηµικών δράσεων. Παράλληλα η κατανάλωση οξυγόνου θα υπολογισθεί για τις θερινές συνθήκες λειτουργίας. Η θερµοκρασία των λυµάτων για χειµερινές συνθήκες λαµβάνεται 12 ο C, ενώ για θερινές συνθήκες λαµβάνεται 22 ο C Λειτουργία της Γραµµής Α Φάσης Η λειτουργία της γραµµής Α Φάσης (20-ετία) θα εξυπηρετεί,200 ΙΠ. α. εξαµενή Αερισµού Για τον υπολογισµό του όγκου της αερόβιας δεξαµενής, επιλέγεται ογκοµετρική φόρτιση V L = 0,2 Kg BOD 5 /m (0,16 0,40). Ο όγκος της αερόβιας δεξαµενής προκύπτει: V = S V L όπου: S = συνολικό BOD 5 εισερχοµένων = 192 Kg/d V L = Ογκοµετρική φόρτιση = 0,2 Kg BOD 5 /d m 192 Kg / d V = = 600 m 0,2 Kg BOD / d m 5 Επιλέγεται µία δεξαµενή αερισµού µε διαστάσεις (εσωτερικές): (Μήκος x Πλάτος x Βάθος υγρών): 20,0 m x 7,50 m x 4,1 = 615 m Ο χρόνος παραµονής των λυµάτων στη δεξαµενή αερισµού θα είναι: ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 21

24 t V 615 m = = = 0,874 d = 20,97 h Q 704 m / d ( 18 6) όπου: Q = µέγιστη ηµερήσια παροχή εισόδου = 704 m /d Η πραγµατική ογκοµετρική φόρτιση της δεξαµενής αερισµού θα είναι: V L = S V 192 Kg BOD / d = 615 m 5 = 0,12 Kg BOD5/ d m Για τον έλεγχο του λόγου τροφής προς µικροοργανισµούς επιλέγεται συγκέντρωση ολικών στερεών ανάµικτου υγρού (MLSS), X = mg/l = 4,0 Kg/m. Για ποσοστό πτητικών 70%, προκύπτουν πτητικά στερεά ανάµικτου υγρού (MLVSS), Χ V = 0,70x4.000 = mg/l. F M S = V X = 192 Kg BOD / d Kg BOD5/ d = 0, m 4,0 Kg MLSS/ m Kg MLSS ( 0,05 0,15) 5 Η ποιότητα εξόδου σε BOD 5 υπολογίζεται µε βάση τον απλοποιηµένο τύπο του Eckenfelder: S o ( S S ) X V o t e = K S Για θερινές συνθήκες λειτουργίας (22 ο C) µε συντελεστή βιοαποδοµησιµότητας Κ = 5,60 d -1 και χρόνο παραµονής t = 0,874 d, η συγκέντρωση διαλυτού ΒΟD 5 εξόδου προκύπτει όπου: S o = συγκέντρωση BOD 5 εισόδου = 27 mg/l S e = συγκέντρωση διαλυτού ΒΟD 5 εξόδου (mg/l) Χ v = MLVSS = 0,7 MLSS = 0,7 x = mg/l Κ = συντελεστής βιοαποδοµησιµότητας (22 o C) = 5,60 d -1 t = χρόνος αερισµού των λυµάτων = 0,874 d e H συγκέντρωση διαλυτού ΒΟD 5 εξόδου προκύπτει: S e So x( So Se) 27x(27 5,) = = = 5, mg/ L=,75 KgBOD5 / d K X t 5, ,874 V Για χειµερινές συνθήκες λειτουργίας (12 ο C) µε συντελεστή βιοαποδοµησιµότητας Κ = 4,00 d -1 και χρόνο παραµονής t = 0,874 d, η συγκέντρωση διαλυτού ΒΟD 5 εξόδου προκύπτει: ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 22

25 S e = S x( So Se) o K X V t 27x(27 7,4) = = 7,4 mg/ L= 5,21 KgBOD5 / d 5, ,874 Εάν θεωρηθεί µέγιστη επιτρεπόµενη συγκέντρωση αιωρούµενων στερεών στην έξοδο, SS εξόδου = 25 mg/l, µε ποσοστό 0% να συµβάλλει στο BOD, τότε προκύπτει: BOD 5 στερεών εκροής = 0,0 x SS εξόδου = 0,0 x 25 mg/l = 7,5 mg/l Συµπερασµατικά, το µέγιστο συνολικό BOD 5 καθαρών αναµένεται να είναι: 5, mg/l + 7,5 mg/l = 1,1 mg/l < 25 mg/l (θερινές συνθήκες) 7,4 mg/l + 7,5 mg/l = 14,9 mg/l < 25 mg/l (χειµερινές συνθήκες) β. Παραγωγή Ιλύος Η παραγωγή οργανικής ιλύος Χ v δίνεται από τον τύπο: Χ v = f S i + α S r - b x X v όπου: α = συντελεστής παραγωγής κυτταρικής ουσίας = 0,70 b = ρυθµός ενδογενούς διαπνοής = 0,04/d x = βιοαποδοµήσιµο ποσοστό των MLSS = 0,7 Χ v = MLVSS = 0,7 MLSS = 0,7 x = mg/l S i = VSS λυµάτων = SS i 0,7 = 18 x 0,7 = 222,7 Kg/d S r = αφαιρούµενο BOD 5 = (So-Se) Q/1000 = (27 5,) x 704 / 1000 = 188, Kg/d f = ποσοστό µη αποδοµήσιµων VSS λυµάτων, 0,0 Χ v = 0,0 x 222,7 + 0,70 x 188, - 0,04 x 0,7 x = 10,6 Kg/d Η παραγόµενη βιοµάζα είναι: α S r - b x X v = 0,70 x 188, - 0,04 x 0,7 x = 8,6 Kg/d Για τον υπολογισµό της συνολικής παραγωγής ιλύος, πρέπει να προστεθεί το ανόργανο τµήµα των εισερχοµένων στερεών και να αφαιρεθεί η ποσότητα στερεών που διαφεύγει µε τα επεξεργασµένα υγρά και συγκρατούνται στα έργα εισόδου: Χ = Χ v + a SS i - c Q - d Q ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 2

26 όπου a = το ποσοστό ανόργανων στερεών λυµάτων = 0,0 c = η µέση συγκέντρωση αιωρουµένων στερεών των καθαρών = 0,015 Kg/m d = η µέση αφαιρούµενη ποσότητα άµµου στον αµµοσυλλέκτη = 0,00 Kg/m SS i = αιωρούµενα στερεά λυµάτων = 224 Kg/d Χ v = παραγωγή οργανικής ιλύος = 10,6 Kg/d Χ = 10,6 + 0, x 224-0,015 x 704-0,00 x 704 = 166,1 Kg/d Η ποσότητα της λάσπης αυτής θα αποµακρύνεται από τη δεξαµενή τελικής καθίζησης µε αντλία. Εάν θεωρηθεί η συγκέντρωση στερεών SS καθ. = mg/l = 8 Kg/m = 0,8 % τότε ο ηµερήσιος όγκος της λάσπης που θα αποµακρύνεται θα είναι: X SS καθιςησης 166,1 Kg/ d = = 20,8 m / d 8 Kg/ m Θα εγκατασταθούν δύο (2) υποβρύχιες αντλίες περίσσειας ιλύος (1 εφεδρική) παροχής 10 m /h εκάστη για την αντιµετώπιση και των αιχµών παροχής, οπότε η ηµερήσια απόρριψη λάσπης θα γίνεται εντός διαστήµατος περίπου 2 h. γ. Νιτροποίηση Η αφαίρεση αµµωνιακού αζώτου για σύνθεση βιολογικής ιλύος (αντί της θεωρητικής τιµής 12,% περιεκτικότητας της κυτταρικής ουσίας σε άζωτο χρησιµοποιείται η τιµή 8% επειδή µέρος του αζώτου επαναδιαλυτοποιείται κατά την αποσύνθεση της βιοµάζας), υπολογίζεται από την παρακάτω σχέση, λαµβάνοντας υπόψη ότι η συνολική περιεκτικότητα των λυµάτων σε άζωτο στη φάση σχεδιασµού είναι 2 Kg/d (45,5 mg/l) και µε την παραδοχή της ακραίας περίπτωσης ότι όλο το άζωτο θα αναχθεί στη µορφή αµµωνιακού αζώτου: 0,08 α (S o -S e ) = 0,08 x 0,70 x (27-5,) = 15,0 mg/l ή 10,54 Kg N/d Το εναποµένον αµµωνιακό άζωτο προς οξείδωση είναι: N r = Ν ο 15,0 = 45,5-10,5 = 0,0 mg/l ή 21,45 Kg/d Το κλάσµα των νιτροποιητικών υπολογίζεται από την παρακάτω σχέση: ΥΓΙΕΙΝΟΛΟΓΙΚΗ ΠΡΟΜΕΛΕΤΗ Σελίδα 24