Περιβαλλοντική Μηχανική. Λύση Ασκήσεων Αθήνα,

Transcript

1 Περιβαλλοντική Μηχανική Λύση Ασκήσεων Αθήνα,

2 Εξισορρόπηση παροχής Εξισορρόπηση συγκέντρωσης 2

3 Μεθοδολογία λύσης ασκήσεων για Εξισορρόπηση παροχήςσυγκέντρωσης Βήμα 1 ο : Ορισμός της περιοδικότητας του φαινομένου και της χρονικής στιγμής t=0. Βήμα 2 ο : Επιλέγω χρονικά διαστήματα Δt με κριτήριο το σταθερό χωρίς να έχουν απαραίτητα την ίδια διάρκεια. Βήμα 3 ο : Κατάρτιση πίνακα (α) n- =. Δt Δt (β) = Δt 3

4 Βήμα 3 ο (συνέχεια): Κατάρτιση πίνακα (γ) tot,n- = Σ n- (δ) out, = Δt (ε) tot,out- = Σ οut- (στ) Δ = tot,n- tot,out- (ζ) (η) C = 1 C + Δt Δt + C + Δt f 1 1 = από όταν η δεξαμενή είναι άδεια Cf Δt + C 1 ή (2.1.5) C = Δt (2.1.6) 4

5 Χρόνος (h) Δt (h) (m 3 /h) n- tot,n- Πίνακας out- tot,out- Δ C (mg/l) Δt Σ n- Σ out- totn- - totout- (2.1.3) C (2.1.5) 1 Δt 1 ή (2.1.6) Δ mn 0 0 Δt Δt Δ max δεξαμενής = = 1 ( Δt ) = 1 Δt ή 0 Δt (t)dt 0 Δt dt (2.1.2) δεξαμεν ής = Δmn + Δ Δmn 0 και Δmax 0 max (2.1.7) = 1 + Δt (2.1.3) 5

6 Άσκηση 1 Από μία μονάδα βιολογικής επεξεργασίας έχουμε τα εξής δεδομένα. Βρείτε τον απαιτούμενο όγκο δεξαμενής της εξισορρόπησης παροχής. t (h) (m 3 /s) t (h) (m 3 /s) 0-1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,35 6

7 Λύση Βήμα 1 ο : Περιοδικότητα φαινομένου: 24h, t = 0 Βήμα 2 ο : Δt = 1h Βήμα 3 ο : Κατάρτιση πίνακα σύμφωνα με τις ακόλουθες σχέσεις (α) n- =. Δt (β) Δt = Δt (γ) tot,n- = Σ n- (δ) out, = Δt (ε) tot,out- = Σ οut- (στ) Δ = tot,n- tot,out- (ζ) από όταν η δεξαμενή είναι άδεια = 1 + Δt 7

8 t (h) Δt (h) (m 3 /s) (m 3 /h) 1 1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , n tot,n out- tot,out Δ = m 24 3 = δεξαμενής = 4104 m 3 h 8

9 Γραφική Λύση Αθροιστικός Όγκος tot-n tot-out t (h) 9

10 Άσκηση 2 Μια εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών αποβλήτων δέχεται και απόβλητα από μια βιομηχανία που λειτουργεί από τις 8 πμ μέχρι τις 4 μμ από Δευτέρα έως και Παρασκευή. Οι παροχές και οι συστάσεις των αποβλήτων δίδονται ως εξής: Αστικά απόβλητα Βιομηχανικά απόβλητα 5000 m 3 /d 50 m 3 /h BOD 5 (g/m 3 ) ph 7,1 4,9 10

11 Ερωτήματα Να υπολογισθούν τα χαρακτηριστικά των αποβλήτων στην είσοδο της εγκατάστασης επεξεργασίας. Να υπολογισθεί η διακύμανση στο χρόνο παραμονής των αποβλήτων στην εγκατάσταση επεξεργασίας αν δεν υπάρχει δεξαμενή εξισορρόπησης ροής. Να υπολογισθεί ο απαιτούμενος όγκος δεξαμενής εξισορρόπησης, η μέση παροχή εξόδου και η συγκέντρωση εξόδου ως προς BOD 5. 11

12 1. Χαρακτηριστικά αποβλήτων Χρονικές περίοδοι - 8 π.μ. 4 μ.μ. Δευτέρα Παρασκευή Βιομηχανικά + Αστικά απόβλητα - 4 μ.μ. 8 π.μ. τις καθημερινές Αστικά απόβλητα - 4 μ.μ. 8 π.μ. Παρασκευή Δευτέρα Αστικά απόβλητα 12

13 1. Χαρακτηριστικά αποβλήτων Αστικά απόβλητα (m 3 /d) 5000 BOD 5 (g/m 3 ) 200 ph 7,1 13

14 1. Χαρακτηριστικά αποβλήτων Βιομηχανικά + Αστικά απόβλητα Νόμος της αραίωσης αστικά + βιομηχανικά = τελ. αστικά C αστικά +. βιομηχανικά C βιομηχανικά =. τελ C τελ τελ (m 3 /d) 258,33 C τελ = BOD 5 (g/m 3 ) 354,84 ph 5,6 Προσοχή στις μονάδες! Ισοζύγιο [Η + ] 14

15 Χρόνος παραμονής θ = 1. Αστικά απόβλητα θ = αστικά 2. Διακύμανση χρόνου παραμονής αστικά 2. Βιομηχανικά + Αστικά απόβλητα θ = αστικά+ βιομηχανικά τελ Διακύμανση = θ θ αστικ ά αστικά τελ = = = αστικά+ βιομηχανικά τελ αστικά 1,24 15

16 3. Σχεδιασμός Δεξαμενής Εξισορρόπησης t (h) Δt (h) (m 3 /h) n- tot,n- out- tot,out- Δ , , , , , , , , , , = 220,24 m / h δεξαμενής = 762 m 3 16

17 Γραφική Λύση Αθροιστικός όγκος tot-n tot-out t (h) 17

18 t (h) Δt (h) (m 3 /h) C f BOD (g/m 3 ) C out, (g/m 3 ) , ,84 354, , ,00 212, , ,84 347, , ,00 216, , ,84 341, , ,00 219, , ,84 335, , ,00 222, , ,84 330, , ,00 207,07 18 Ξεκινάω το σχεδιασμό από όταν η δεξαμενή είναι άδεια.

19 Γραφική Απεικόνιση C (mg/l) 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 Cout Cn t (h) 19