UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Přírodovědecká fakulta Optimalizace dávkování Fe 2 (SO 4 ) 3 na vybraných pobočných čistírnách odpadních vod (PČOV) hl. m. Praha Praha 2014
Prohlášení
Poděkování
Abstrakt Klíčová slova
Abstract This bachelor thesis focuses on the optimization of the dosage of the precipitant Fe 2 (SO 4 ) 3 in selected wastewater treatment plant branches. Three such branches, connected to the integrated sewerage system and equipped for stormwater management practices, were observed. The goal of this thesis was to limit the dosage of iron sulfate during periods of heavy rainfall. Restriction in the dosing was implemented by deactivating the iron sulfate pump at times when the hydrodynamic vortex separator was in use. Annual savings for the individual wastewater treatment plants amount to the range of Keywords
Obsah
Seznam zkratek a symbolů ADP ATP BAT BSK5 ČR EO ES CHSKCr Ks m limit MŽP Namon. Ncelk. NL p limit Panorg. Pcelk, PHB Pnerozp. Porg. Prozp. NV PVK adenosindifosfát adenosintrifosfát nejlepší dostupné technologie biochemická spotřeba kyslíku 5 ti denní Česká republika ekvivalent obyvatel Evropské společenství chemická spotřeba kyslíku stanovena dichromanem draselným součin rozpustnosti maximální koncentrace (nepřekročitelná) Ministerstvo životního prostředí dusík amoniakální dusík celkový nerozpuštěné látky přípustná koncentrace (překročitelná) fosfor anorganický fosfor celkový kyselina polyβhydroxymáselná fosfor nerozpuštěný fosfor organický fosfor rozpuštěný nařízení vlády Pražské vodovody a kanalizace
1 Teoretická část 1.1 Formy výskytu P ve vodách
1.2 Zdroje a význam P 1.3 Odpadní vody
1.4 Principy odstraňování fosforu z odpadních vod
1.4.1 Odstraňování fosforu chemickým srážením
Sloučenina log Ks Sloučenina log Ks AlPO 4 21 Fe 3(PO 4) 2 33 CaHPO 4 6,6 FeNH 4PO 4 13 Ca 3(PO 4) 2 25 FePO 4 22 Ca 5(PO 4) 3OH 57 Mg 3(PO 4) 2 13 Ca 4H(PO 4) 3 47 MgNH 4PO 4 12,6 Ca 5(PO 4) 3F 60 PbHPO 4 11,4 Cd 3(PO 4) 2 32,6 Pb 3(PO 4) 2 41,2 Cu 3(PO 4) 2 37 Zn 3(PO 4) 2 32
1.4.2 Biologické odstraňování fosforu
2 Legislativa
Citlivá oblast. Kategorie ČOV CHSK Cr BSK 5 NL N NH 4 P celk. 2001 10 000 EO p m p m p m průměr m průměr m nař. vl. 61/2003Sb. 120 170 25 50 30 60 15 30 3 8 BAT 70 120 18 25 20 30 8 15 2 5 p jsou hodnoty koncentrací, které smí být překročeny v četnosti stanovené vyhláškou m jsou nepřekročitelné hodnoty koncentrací průměr jsou aritmetické průměry koncentrací za kalendářní rok
3 Cíl práce
4 Experimentální část 4.1 Použitá metoda vzorkování 4.1.1 Metody stanovení v laboratoři
5 Výsledky a diskuze 5.1 Popis technologických linek ČOV 5.1.1 Charakter čistírny A
5.1.2 Charakter čistírny B
5.1.3 Charakter čistírny C
5.2 Emisní limity konkrétních ČOV ČOV Pcelk. (mg/l) Pcelk.(mg/l) (reálné EO v 2013) Průměr m A (5 468 EO) 2 5 B (5 017 EO) 1,7 4 C (5 755 EO) 2 5 ČOV Pcelk. (přítok), (mg/l) Pcelk. (odtok), (mg/l) Pcelk. (přítok), (mg/l) Pcelk. (odtok), (mg/l) (reálné EO v 2013) průměr 2013 průměr 2013 průměr 2014 průměr 2014 A (5 468 EO) 4,62 0,73 5,8 1,49 B (5 017 EO) 3,28 0,89 4,91 1,62 C (5 755 EO) 6,61 0,78 7,32 1,78
koncentrace látky v (mg/l) přítok (l/s) 5.2.1 Realizovaná opatření na ČOV A ČOV Dešťové stavy [mg/l] Bezdeštné stavy [mg/l] (reálné EO v 2013) Namon. Ncelk. Pcelk. CHSK Namon. Ncelk. Pcelk. CHSK A (5 468 EO) 13,7 19,26 2,28 187,25 24,76 34,67 4,75 261,67 Uvedené koncentrace vycházejí z odběru děleného vzorku. Na obrázcích 3 a 4 jsou znázorněny koncentrace sledovaných parametrů jednotlivých odběrů. 8 6 4 2 0 ČOV A koncentrace fosforu v přítoku (24 h) dešťový stav Pcelk Qmax,hod celkový přítok 0 5 10 15 20 25 čas (hod) 300 250 200 150 100 50 0
koncentrace látky (mg/l) přítok (l/s) 8 6 4 2 0 ČOV A koncentrace fosforu v přítoku (24 h) bezdeštný stav 0 0 5 10 15 20 25 čas (hod) Pcelk celkový přítok Qmax,hod 90 80 70 60 50 40 30 20 10
5.3 Princip měření a způsob výpočtu
Průtok [l/s] 5.3.1 Výpočty ČOV A 400 Průtok vírovým separátorem v období 17.5. 18.5. 2014 350 300 250 200 150 100 50 0 0 10 20 30 40 50 Čas [hod]
Dávka Fe 2(SO 4) 3 3 050 ml/h = 73,2 l/den Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Vírový odtok ON * Dávka = 10,11 * 73,2 = 740,1 l Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Množství síranu železitého uspořené v [l] za měřené období ČOV A Měřené období Vírový odtok ON Dávka Fe 2(SO 4) 3 Úspora Fe 2(SO 4) 3 (5468 EO) 7. 11. 2013 28. 7. 2014 [den] [l/den] [l/období] 10,11 73,2 740,1 5.3.2 Výpočty ČOV B Dávka Fe 2(SO 4) 3 1 250 ml/h = 30,0 l/den Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Vírový odtok ON * Dávka = 15,35 * 30,0 = 460,5 l Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Množství síranu železitého uspořené v [l] za měřené období
Dávka Fe 2(SO 4) 3 3 500 ml/h = 84,0 l/den Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Vírový odtok ON * Dávka = 0,99 * 84,0 = 83,16 l Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Množství síranu železitého uspořené v [l] za měřené období ČOV B Měřené období Vírový odtok ON Dávka Fe 2(SO 4) 3 Úspora Fe 2(SO 4) 3 (5017EO) [den] [l/den] [l/období] I. 30.06.2013 11.02.2014 15,35 30 460,5 II. 11.02.2014 30.06.2014 0,99 84 83,16 Úspora celkem: 543,66 5.3.3 Výpočty ČOV C Dávka Fe 2(SO 4) 3 7 515 ml/h = 180,36 l/den Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Vírový odtok ON * Dávka = 4,83 * 180,36 = 871,14 l Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Množství síranu železitého uspořené v [l] za měřené období
Dávka Fe 2(SO 4) 3 7 515 ml/h = 180,36 l/den Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Vírový odtok ON * Dávka = 2,54 * 180,36 = 458,12 l Úspora Fe 2(SO 4) 3 = Množství síranu železitého uspořené v [l] za měřené období ČOV C Měřené období Vírový odtok ON Dávka Fe 2(SO 4) 3 Úspora Fe 2(SO 4) 3 (5755 EO) [den] [l/den] [l/období] I. 01.1.2013 30.6.2013 4,83 180,36 871,14 II. 22.1.2014 23.7.2014 2,54 180,36 458,12 Úspora celkem: 1329,26 5.4 Diskuze výsledků ČOV Délka sledovaného období Úspora srážedla Úspora srážedla [dny] [l] [l/rok] A 264 740 1 023 B 365 544 544 C 364 1329 1 333
Úspora srážedla [l/rok] 1 600 Úspora srážedla ČOV 1 400 1 200 1 000 800 600 ČOV A ČOV B ČOV C 400 200 0
6 Závěr
7 Seznam literatury ;
; Vodní hospodářství; svazek 5/2012, ročník 62, str. 164 167 ;