Übung Kläranlagenbemessung

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Übung Kläranlagenbemessung"

Jasper Götz Krämer
vor 6 Jahren
Abrufe

Übung Kläranlagenbemessung 1. Eingangsgrößen Fließschema einer Kläranlage Vorgaben Abbildung 1: Fließschema zur Berechnung einer Kläranlage Anschlusswert 15.

1 Übung Kläranlagenbemessung 1. Eingangsgrößen Fließschema einer Kläranlage Vorgaben Abbildung 1: Fließschema zur Berechnung einer Kläranlage Anschlusswert [E] Abwasseranfall w S,d 130 [L/(E d)] Zufluss Jahresmittel Q S,aM Trockenwetterzufluss Q T [L/s] [L/s] Fremdwasserzufluss Q F,aM 0,15 [L/(s ha)] Einzugsgebiet A 100 [ha] Regenwetterzufluss Q M [m³/h] BSB 5 60 [g/(e d)] TKN 11 [g/(e d)] ges. P 1,8 [g/(e d)] Übung Kläranlagenbemessung - 1 -

Berechnung des Abwasseranfalls a) Maximaler Trockenwetterzufluss Q T b) Regenwetterzufluss Q T,aM = Q H,aM +Q G,aM +Q I,aM +Q F,aM = Q S,aM +Q F,aM Q G,aM = Q I,aM = 0 Q S,aM = Q F,aM = Abbildung

2 Berechnung des Abwasseranfalls a) Maximaler Trockenwetterzufluss Q T b) Regenwetterzufluss Q T,aM = Q H,aM +Q G,aM +Q I,aM +Q F,aM = Q S,aM +Q F,aM Q G,aM = Q I,aM = 0 Q S,aM = Q F,aM = Abbildung 2: Ermittlung des Divisor X max und Spitzenfaktor f Sp,S abgelesen: x max = f Sp,S = a) Maximaler Trockenwetterzufluss Q T = b) Regenwetterzufluss (Mischwasser) Q R = Übung Kläranlagenbemessung - 2 -

3 2. Mechanische Reinigung 2.1 Rechen Aufgabe des Rechens: Rückhalt von groben Feststoffen (Holz, Plastik, Toilettenartikel, Korken,etc.) Vorgaben zur Berechnung: Ausführung: maschinell geräumter Gegenstrom-Stabrechen mit rechteckigem Stabquerschnitt (Spaltweite Sp = 10 mm, Stabdicke St = 5 mm, Neigungswinkel gegen die Horizontale: 75 ) Fließgeschwindigkeit: Mindestfließgeschwindigkeit im aufgeweiteten Gesamtquerschnitt bei Q T : v min = 0,5 m/s Zulaufgerinne: Rechteckgerinne mit flacher Sohle; b g = 0,4 m a) Höhenverlust des unbelegten Rechenrostes b) Kammerbreite der Rechenkammer und die Stabanzahl des einzubauenden Rechens c) Nachweis der minimalen Fließgeschwindigkeit bei Q t und einer Füllhöhe von 0,1 m im aufgeweiteten Querschnitt Übung Kläranlagenbemessung - 3 -

4 a) Höhenverlust des unbelegten Rechens Formel nach KIRSCHMER [1928] St [m] größte Stabdicke entgegen der Strömung Sp [m] geringste lichte Stabweite v²/2g [m] Geschwindigkeitshöhe vor dem Rechen [ ] Neigungswinkel des Rostes gegen Horizontale [-] Formfaktor des Rechenstabprofils Abbildung 3: Formfaktoren der jeweiligen Rechenstabprofile β = (rechteckiger Stabquerschnitt) h = Anmerkung: bei v = 2,0 m/s h = 18,9 cm (unbelegt!!!) b) Kammerbreite und Stabanzahl Kammerbreite der Rechenkammer KB = Stabanzahl n [-] Stabanzahl KB [mm] Kammerbreite b g [mm] Gerinnebreite St [mm] Stabdicke Sp [mm Spaltweite n = alternativ: b g = 400 mm freier Querschnitt 400 mm Stäbe: KB = 39 5 mm mm = 595 mm = 59,5 cm Übung Kläranlagenbemessung - 4 -

5 c) Mindestfließgeschwindigkeit v min Anmerkung: Richtwert für die Bemessung: 0,7 m/s v 1,2 m/s 2.2 Belüfteter Sandfang Aufgabe des Sandfangs: Rückhalt von schweren mineralischen Sinkstoffen (Kies, Sand, etc.) Vorgaben zur Berechnung: Aufenthaltszeit bei TW t S,T : > 20 min Aufenthaltszeit bei RW t S,R : > 10 min Querschnittsfläche A S, quer : 1 m² A S,quer 7 m² Länge des Sandfanges L S : 30 m L S 60 m Maße der Belüftungskammer: Breite / Tiefe > 0,8 (zzgl. Freibord: 0,5 m) a) Mindestvolumen des Sandfanges bei Trocken- und Regenwetter b) Wahl des Querschnittes und Berechnung der Sandfanglänge c) Berechnung der Breite und Tiefe der Belüftungskammer a) Mindestvolumen des Sandfanges bei TW / RW Mindestvolumen bei Trockenwetter (t T > 20 min = 1/3 h) Mindestvolumen bei Regenwetter (t R > 10 min = 1/6 h) gewählt: V s = Übung Kläranlagenbemessung - 5 -

6 b) Sandfanglänge Wahl des Querschnittes: A S,quer = 3 m² gewählt: L S = c) Breite und Tiefe der Belüftungskammer T S = gewählt: T S = (+0,5 m Freibord) B s > 0,8 T S = gewählt: B S = 2.3 Vorklärung Aufgabe der Vorklärung: Rückhalt von suspendierter Organika Theoretische Zusammenhänge: Sinkzeit: Fließzeit: Abbildung 4: Theoretische Zusammenhänge in der Vorklärung Bedingung: eingesetzt daraus folgt: q A : Oberflächenbeschickung Übung Kläranlagenbemessung - 6 -

7 Vorgaben zur Berechnung Oberflächenbeschickung q A (bei TW): 3 m/h Eliminationsgrad für BSB 5 η BSB5 : 30 % Tabelle 1: Einwohnerspezifische Frachten in g/(e d) Parameter Rohabwasser [g/(e*d)] Durchflusszeit t R in der Vorklärung 0,75-1 h η [%] 1,5-2 h η [%] 2,5 h η [%] BSB CSB TS N P 1, a) Oberfläche des Vorklärbeckens b) Volumen des Vorklärbeckens a) Berechnung: Oberfläche des Vorklärbeckens gewählt: Becken m (Breite) x m (Länge) A VK = m² b) Berechnung: Volumens des Vorklärbeckens η BSB5 = 30 % 30 % von 60 g/(e d) = t VK,T (bei η BSB5 = 30 %) aus Tabelle 1: t VK,T = gewählt: Becken m (Breite) x m (Länge) x m (Tiefe) V VK = m³ Übung Kläranlagenbemessung - 7 -

8 3. Biologische Reinigung 3.1 Belebungsbecken Aufgabe des Belebungsbeckens: Eliminierung von CSB, Stickstoff und Phosphor Theoretische Zusammenhänge: Fracht: Raumbelastung B R : Schlammbelastung B TS : Raumbeschickung q R : Schlammalter t TS : Abbildung 5: BSB 5-Abbau in Abhängigkeit der Schlammbelastung Übung Kläranlagenbemessung - 8 -

9 Vorgaben zur Berechnung: Anlagengröße EW Verfahren Belebtschlammverfahren mit Nitrifikation Trockensubstanzgehalt TS BB 4 g/l a) Konzentration von C, N und P im Zulauf des Belebungsbeckens b) Zulässige Schlammbelastung bei sicherer Nitrifikation c) Volumen des Belebungsbeckens d) Zugehöriges Schlammalter a) Berechnung: Konzentrationen von C, N und P im Zulauf Q T = Ermittlung der Frachten: (Anmerkung: reduzierte Werte Vorklärung!!!) BSB 5 -Konzentration: TKN-Konzentration: P-Konzentration: b) Ablesen der zulässigen Schlammbelastung (sichere Nitrifikation) Ablesewert aus Abbildung 5: B TS = Übung Kläranlagenbemessung - 9 -

10 c) Berechnung: Volumens des Belebungsbeckens (V BB ) gewählt: V BB = d) Ablesen: zugehöriges Schlammalter Ablesewert aus Abbildung 5: t TS = 3.2 Nachklärbecken Aufgabe des Nachklärbeckens: Abtrennung der Belebtschlammflocken vom Wasser und deren Rückführung in das Belebungsbecken Begrifflichkeiten: Schlammvolumen SV: Schlammindex ISV: entspricht dem Volumen in ml, welches der Schlamm nach einer 30-minütiger Absetzzeit in einem 1 L Standzylinder einnimmt [ml/l] entspricht dem Volumen in ml, welches 1 g Trockensubstanz des Schlammes einnimmt [ml/g] Feststoffoberflächenbeschickung: entspricht gedanklich der Masse Feststoff, mit der die Oberfläche des Nachklärbeckens unter Einhaltung der geforderten Ablaufqualität (hins. Feststoffabtrieb) maximal beschickt werden darf. Schlammvolumenbeschickung: entspricht gedanklich dem Volumen Schlamm, mit der die Oberfläche des Nachklärbeckens unter Einhaltung der geforderten Ablaufqualität (hins. Feststoffabtrieb) maximal beschickt werden darf Übung Kläranlagenbemessung

11 Bemessungshinweise: Bemessung auf TS BB : 3-5 g/l Feststoffrückhalt der Nachklärbecken sinkt im Lastfall Bemessung auf Q R (RW) Durchmesser der Nachklärbecken D NK : 20 m < D NK < 50 m Vorgaben zur Berechnung: Schlammindex ISV: 150 ml/g max. Schlammvolumenbeschickung q SV : 500 L/(m² h) a) Schlammvolumen SV b) Durchmesser der Nachklärbecken a) Berechnung: Schlammvolumen b) Berechnung: Durchmesser der Nachklärbecken A NB = Gewählt: 2 Nachklärbecken A NB = r = D = Übung Kläranlagenbemessung

Ähnliche Dokumente

Schmutzfrachten im Zulauf

$Schmutzfrachten im Zulauf$ - - Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schulz Schmutzfrachten im Zulauf Aus dem der Kläranlage täglich zufließenden häuslichen und gewerblichen Abwasser und den darin enthaltenen Schmutzstoffen können die Tagesschmutzfrachten