Spildevand-Formelsamling

Transkript

1 Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri Spildevand-Formelsamling Undervisningsministeriet. Februar, Materialet er udviklet for Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri og revideret i samarbejde med Ulla Andrup Jensen og Erik Lomstein, AARHUS TECH. Materialet kan frit viderebearbejdes med angivelse af følgende tekst: Dette materiale indeholder en bearbejdning af undervisningsmateriale for Spildevand - Formelsamling, Februar, 2011 udviklet for Undervisningsministeriet af Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri

2 Forord Denne formelsamling er udviklet til brug for Efteruddannelsesudvalget for bygge/anlæg og industri (BAI, med støtte fra Undervisningsministeriet. Dette undervisningsmateriale er udarbejdet for at understøtte målet i følgende uddannelser: 44940, Spildevand - anvendelse af renseprincipper Spildevand - betjening af SRO-anlæg/ IT og pumper Spildevand- udførelse af spildevandsanalyser Spildevand- drift af biologiske anlæg Spildevand- drift af kemiske anlæg Spildevand- slambehandling. Målgruppe Uddannelserne henvender sig til personer der har eller ønsker beskæftigelse inden for spildevandsområdet. Kompendiet Udvalget takker faglærere, der har medvirket i udarbejdelsen af dette materiale. Herudover takker vi branchen for ideer til og konstruktiv kritik af materialet.

3 Formelsamling Døgnbelastning Hvor meget omsætteligt organisk materiale der tilføres anlægget pr. døgn BI 5 i indløbsvandet ganges med døgnvandmængden. Resultat i kg/døgn Glødetab Den organiske del af prøven. Udrådnet/stabiliseret slam har normalt et mindre glødetab end primær og aktiv slam. En kendt mængde udtørret slam udglødes ved 550 ºC i én time i glødeovn. Massetabet er glødetabet. Hydraulisk kantbelastning Hvor meget vand der forlader tanken pr meter udløbskant. En for høj kantbelastning kan medføre slamfugt. Den tilførte vandmængde divideres med overløbskantens længde. Hydraulisk opholdstid (Vandalder) Hvor længe vandet i gennemsnit opholder sig i en tank. Jo større hydraulisk opholdstid i biotanken, desto længere tid har bakterierne til at omsætte forureningen. Den tilførte vandmængde divideres med tankens volumen. Resultat i timer. Hydraulisk overfladebelastning (HOB) Hvor meget vand en tank belastes med i forhold til dens overfladeareal. Resultatet opgives i meter/time og viser hvor hurtigt vandet bevæger sig fra bund til overflade i tanken. HOB i en efterklaringstank skal derfor være mindre end slammets bundfældningshastighed, hvis slamfflugt skal undgås. Den tilførte vandmængde divideres med tankens overfladeareal. Resultat i meter/time. Slamalder (SA)

4 Slammets gennemsnitlige opholdstid for en slampartikel i beluftningstanken. Resultat i døgn. Nitrifikation kræver en slamalder på mindst 5 døgn om sommeren og mindst 20 døgn om vinteren. Denifikation kræver endnu højere slamalder. Den samlede slammængde i biotanken (slammassen), divideres med den mængde slam, som forsvinder pr døgn, dels som overskudsslam der afvandes og deles som SS i udløbsvandet. Vbio x SSbio SA = Vos x SSos Q x SSudløb V os = volumen af overskudsslam V bio = volumen i biotanken Q = flow (mængde/tid) Slambelastning (SB) Hvor mange kg organisk stof hvert kg slam i anlægget skal omsættes hvert døgn. Den ideelle slambelastning afhænger af temperaturen, idet slammets evne til at omsætte organisk stof er temperaturafhængig. Ved vandtemperaturer omkring 10 ºC er en slambelastning på ca. 0,1 udmærket. Døgnbelastning divideres med slammassen (kg BOD pr. kg SS pr døgn) Q x CBOD SB = Vbio x SSbio C = koncentrationen, Q = flow (mængde/tid), V bio = volumen i biotanken Slammassen Hvor meget aktivt slam biotanken indeholder SS i biotanken ganges med biotankens volumen. Resultat i kg Slamoverfladbelastning (SOB) Hvor meget SS der tilføres bundfældningstanken pr time pr kvadratmeter overfladeareal. Anvendes til dimensionering af bundfældningstanke.

5 Den tilførte mængde SS divideres med bundfældningstankens areal. Slamvolumen ( SV30) Hvor meget slammet fylder efter en halv times bundfældning. 1 liter aktivt slam hældes i cylinderglas og henstår i ½ time, hvorefter slamspejlet aflæses. Resultat i ml/l Slamvolumen indeks (SVI) Hvor mange milliliter ét gram slam fylder efter en halv times bundfældning. Slamvolumen-indekset skal helst ligge under 100ml/g. Højere tal kan give problemer i efterklaring. Slamvolumen (SV30) divideres med suspenderet stof (SS) Resultat i ml/g Suspenderet stof (SS) SS i biotanken viser hvor koncentreret det aktive slam er, (slamkoncentration) og giver et fingerpeg om, hvor megen forurening anlægget kan fjerne. SS i udløb viser, hvor meget fast stof der udledes fra anlægget. SS kan måles direkte med SS-måler eller i laboratoriet ved filtrering, tørring og vejning af slammet i en kendt mængde spildevand. Opgives i gram/liter eller kg/kubikmeter. Tørstof: (TS) Spildevandets indhold af SS + opløste salte og mineraler. Bruges mest i forbindelse med slamafvanding, hvor en kendt mængde afvandet slam tørres og vejes, så tørstofprocenten kan beregnes. En kendt mængde spildevand eller slam tørres i varmeskab (fire timer ved 105 C) og vejes. Resultat i gram/liter eller kg/kubikmeter. Ordlforklaring: Aerob Proces, som foregår med Ilt til stede Aktivt slam levende bakterier og mikroorganismer, som kan omsætte organisk stof og fjerne kvælstof og fosfor.

6 Alkalinitet Alkaliniteten er et mål, hvor meget syre der skal tilsættes vand, for at ph værdien sænkes til en vis værdi. Høj alkalinitet meget syre, lav alkalinitet lidt syre. Alternerende anlæg Anlæg med vekseldrift. Vekslen mellem beluftning og omrøring uden beluftning. Aluminiumsulfat Fældningskemikalie til fosforfjernelse Ammoniak NH 3, giftig gasart som ved neutral ph i vand omdannes til ammonium (NH 4 + ) Ammonium NH 4 +, kvælstofholdig forbindelse, som fremkommer ved nedbrydning af proteiner. Om dannes til nitrat (NO 3 - ) af bakterier under iltrige forhold. Omdannes til ammoniak (NH 3 ) ved høj ph. Anerob Proces, som foregår uden tilstedeværelse af ilt og nitrat. Anoxisk Proces, som foregår uden fri ilt til stede. Nitrat til stede Atom grundstof, der er opbygget af en komprimeret kerne, som indeholder protoner og neutroner. Uden om kernen svirrer elektroner rundt og danner en slags sky. Protonerne er positivt ladede, neutronerne er neutralt ladede og elektronerne er negativt ladede. For et givet grundstof kan antallet af neutroner godt variere, men antallet af protoner svarer altid til antallet af elektroner, sådan at atomet er elektrisk neutralt. AUR Slammets nitrifikationshastighed. et mål for slams evne til at nitrificere. ( evnen til at omdanne ammonium til nitrat) BI 5 Biologisk iltforbrug over 5 døgn. viser hvor meget omsætteligt organisk stof, der er i spildevandet. BI 5 (mod) Ændret udgave af BI 5. ved tilsætning af et stof hæmmer omsætningen af ammonium til nitrat, undgås at der bruges ilt til denne proces. prøven viser derfor nøjagtigt, hvor meget organisk stof der er i vandet. Bio-Denitro Anlægstype med biologisk kvælstoffjernelse. Biogas Metan, sumpgas (CH 4 ), en ugiftig, eksplosiv gasart, som dannes når organisk stof omsættes uden ilt. Biofilm Lag af mikroorganismer, som sidder på overfladen af rislefiltre og biotromler. Biologisk fosforfjernelse Fosforbakterierne er tilpasset til at leve under svingende iltforhold. Ved hjælp af den energi de får, ved at afgive fosfor, kan de

7 optage organisk stof under iltfrie forhold. når ilt igen er tilstede, omsætter bakterierne det organiske stof. En del af den energi, som de får herved. bruger de til at fylde sig op med fosfor, for at være klar til at klare sig under iltfrie forhold. Ved biologisk fosforfjernelse fjerner man bakterierne, når de netop har fyldt sig op med fosfor, d.v.s. når slammet er blevet beluftet. Biologisk kvælstoffjernelse Når bakterier nedbryder proteiner frigives ammonium. Er der ilt tilstede, omdanner andre bakterier ammonium til nitrat. Atter andre bakterier kan omdanne nitrat til frit kvælstof, hvis de bliver fodret med letomsætteligt organisk stof under forhold, hvor der ikke er ilt tilstede. Frit kvælstof er en gasart, som bobler ud af spildevandet. Ilt + bakterier Ilt + bakterier Organisk stof + bakterier Protein -> Ammonium (NH 4 + ) -> Nitrat (NO 3 - ) -> Frit kvælstof (N 2 ) Forbrænding Nitrifikation Denitrifikation BOD Biologisk iltforbrug. Et udtryk for, hvor meget omsætteligt organisk stof, der er i spildevandet. Bly Giftigt tungmetal Brint - har den kemiske betegnelse H som gas H 2, brint indgår i organiske forbindelser. Koncentratione af H+ -ionen bestemmer ph i en væske. Cadmium Giftigt tungmetal Carbon se kulstof Centrifuge Ved hjælp af centrifuge kan man gøre masseforskellen mellem vand og slam større og derfor skille de to ad meget hurtigere ved almindelig bundfældning. COD kemisk iltforbrug. Ved hjælp af kemikalier laves en vådforbrændning af det organiske stof i spildevandet. Iltforbruget viser, hvor meget organisk stof spildevandet indeholdt. Ved kemisk forbrænding nedbrydes også organisk stof, som ikke er biologisk nedbrydeligt. Derfor er COD værdier altid højere end de tilsvarende BOD værdier

8 Colibakterier bakterier som stammer fra dyrs fordøjelsessystemer. bakterierne er sjældent sygdomsfremkaldende i sig selv, men da de er nemme at påvise, bruges de til at påvise om det vand der undersøges, har været i kontakt med menneskers eller dyrs afføring. C/N forhold Forholdet mellem kulstof og kvælstof i spildevandet er afgørende for, hvor godt bakterierne i slammet har det. Hvis C/N forholdet kommer under 10, fungerer denitrifikationen ikke tilfredsstillende. C/N forholdet kan hæves, ved at tilsætte melasse eller træsprit (methanol). CST måling et CST apparat måler hastigheden, hvormed vand slam afvander. Bruges til at indstille polymerdoseringen til slamafvandingen. Dekantervand det vand, som løber fra en slamkoncentreringstank. Denitrifikation den biologiske proces, hvorved nitrat (NO 3 - ) omdannes til gasarten frit kvælstof (N 2 ) Desinfekation Proces der slår bakterier ihjel Efterfældning - Kemisk eller fysisk fældning af fosfor og suspenderet stof i spildevandet, efter hovedrensning. Efterklaring Bundfældning af fast stof i det rensede spildevand Eutrofiering Ekstra tilførelse af næringssalte til naturlige vandløb og søer. Fedtfang Bygværk hvor fedt og olie skummes af overfladen på råspildevand Ferrichlorid Jernklorid, (FeC1 3 ), Fældningskemikalier. Ferrosulfat Jernsulfat ( FeSO 4 ), Fældningskemikalier. Filterhud Se biofilm Flokkulering Udfældning af fast stof i spildevandet. Flow Vandgennemstrømning pr. tid Flydeslam Flydeslam er slam, som af en eller grund er lettere end vand. For høj slamalder, for lang opholdstid i efterklaringen eller højt indhold af trådformede bakterier er mulige forklaringer. Forklaring Bundfældning af fast stof i råspildevand. Fosfor Grundstof som i spildevand hovedsagligt forekommer som fosfat (PO 4 3- ) eller bundet til organisk stof. Det meste fosfor i spildevandet stammer fra

9 vaskepulvere. Fosfor er et plantenæringsstof, som ødelægger den naturlige balance i vandløb og søer. Derfor er fosforudledningen fra renseanlæg belagt med en grænseværdi og en afgift. Fosfor fjernes ved hjælp af fosforoptagende bakterier, eller ved hjælp af fældningskemikalier. Glødetab den organiske del af slam, som forsvinder ved udglødning ved 550 ºC i én time. Gløderest Det der er tilbage efter udglødning af slam ved 550 ºC i én time. Grænseværdi Alle rensningsanlæg med kapacitet på 5000 PE eller derover skal overholde følgende grænseværdier: BI 5 (mod) : Total-kvælstof: Total-fosfor: 15 mg/l 8 mg/l 1,5 mg/l anlæg som udleder til recipienter, som af amtet vurderes til at være særligt følsomt, kan pålægges skærpede grænseværdier. HOB Hydraulisk overflade belastning, den tilledte spildevandsmængde i forhold til bundfældningstankens overfladeareal. Se formelafsnit. Hydraulisk opholdstid Den tid det tager for spildevandet at løbe gennem et bassin eller et anlæg. Se formelafsnit. Hydraulisk overfladebelastning se HOB Hydraulisk overbelastning For stor gennemstrømning i anlægget. Medfører ofte slamflugt og dårlig udledningstal. Hydrogen- se brint Hygiejnisering Bruges om slam, som behandles for at undgå lugtgener ved udbringning. Hygiejnisering betyder egentligt, at slammet slåes ihjel. Kan gøres ved iblanding af kalk, udtørring, kogning, udrådningd eller ved forlænget ophold i beluftet bassin. Ilt (oxygen) O 2, gasart som indgår i de fleste biologiske processer. ca. 21% af atmosfærisk luft er ilt, hvorfor de fleste iltkrævende processer på rensningsanlæg kan klares ved indblæsning af luft. Ilt er nødvendig for at en forbrænding kan foregå, også en vådforbrændning af organisk stof. Kalk Kemisk forbindelse, som findes i forskellige forbindelser ( brændt kalk, læsket kalk) bruges til ph regulering ( hæver ph)

10 Kammerfilterpresse - Harmonika lignende apparat som anvendes til slamafvanding. Med den rette polymerdosering, kan opnås tørstofprocenter på mellem 20 og 40 i det afvandede slam. Kammerfilterpresser kræver manuel tømning. Rejektvandet ledes tilbage til anlægget. Kemikalieaffald Skal afleveres til godkendt modtagestation. For gamle fældningskemikalier og ødelagt polymer ender dog ofte i spildevandet. Kemisk iltforbrug Se COD Koncentration mængde pr. volumen (f.eks kg/m 3 ) Kontaktfilter Sandfilter med tilsætning af fældningskemikalier. Kviksølv - Giftigt tungmetal, som ved almindelig temperatur og tryk er flydende. Organisk bundet kviksølv ophobes i kroppen og giver skader på nervesystemet. Kulstof Grundstof, som udgør den vigtigste bestanddel i de organiske forbindelser. Kvælstof (nitrogen) Grundstof som findes i mange forskellige kemiske forbindelser. Kvælstof er et plantenæringsstof, som påvirker balancen i naturlige vandmiljøer og er derfor omfattet af grænseværdier og afgifter for udledning. Se biologisk kvælstoffjernelse. Lagune Udgravet sø, som rensningsanlægget udleder til. I lagunen bundfælder det suspenderende stof, som ikke er bundfældet i anlæggets efterklaringstank. Lagunen fungere som en biologisk efterpolering af det rensede spildevand. Luftningstank (Be)luftningstanken (Biotanken) er det bassin, hvor den største del af omsætningen af organisk stof sker og der hvor ammonium omdannes til nitrat. Mammutpumpe Pumpe uden bevægelige dele, som fungere ved at luft blæses ind i et lodret rør, hvorved vandet presses op gennem røret. Velegnet til at pumpe vand med sten og grus. Billig i drift og vedligehold. Methan har kemisk formel CH 4 -se biogas Molekyle Kemisk forbindelse mellem grundstoffer Molforhold Alle grundstoffer har en bestem masse pr. atom. Har man derfor en vis mængde af en kemisk forbindelse og kender den nøjagtige formel for forbindelsen, kan man regne ud, hvor mange atomer eller molekyler af grundstoffet, forbindelsen indeholder. Bruges især til at udregne den korrekte dosering af fældningskemikalier. Se formelafsnit N Se kvælstof

11 NH 3 Ammoniak.Se denne NH 3 -N Den del af kvælstoff som findes i ammoniak. NH ammonium positivt ladet ion NH4+-N - den del af kvælstof del som findes i ammonium Nikkel Giftigt tungmetal, som især er kendt for at udløse eksem Nitrat NO 3 -, vandopløselig kvælstofforbindelse, som kan reduceres til frit kvælstof under de rette forhold. Se biologisk kvælstoffjernelse. Plantenæringsstof. Nitrifikation den proces, hvorunder ammonium omdannes til nitrit Nitrit NO 2 -, mellemstadiet i nitrifikationen. Forekommer sjældent i større mængder i spildevand Nitrogen- se kvælstof NO 2 -N den del af kvælstoffet, som forekommer som nitrit. NUR Denitrifikatonshastigheden. den hastighed, hvormed nitrit omdannes til frit kvælstof. Online-styring ved hjælp af automatiske måleapparater og avanceret computerudstyr, er det muligt, at gøre et rensningsanlæg næsten selvkørende. On line styring har endvidereden fordel, at anlægget ofte er i stand til a t reagere på ændringer i spildevandssammensætninger, hurtigere end det tidligere var muligt. Organisk belastning udtryk fra drift af rådnetanke. angiver mængder af slam i forhold til tankens rumfang. Se formelafsnit Organisk overfladebelastning udtryk som dækker den mængde organisk stof der tilføres i forhold til arealet af det bygværk eller den rodzone det tilføres. Ormeæg æg fra indvoldsorm kan findes overalt på et rensningsanlæg og overlever selv flere måneders ophold i en rådnetank, uden at miste evnen til at klækkes. Infektion med indvoldsorm er ikke dødelig, men meget ubehageligt. Orthofosfat Det fosfor, der findes som vandopløseligt fosfat (PO 4 3- ) i spildevandet. Overskudsslam Den slam mængde, som produceres og fjernes fra anlægget hver dag. Se formelafsnit P Se fosfor Patogen Sygdomsfremkaldende

12 Perkolat Væske som siver fra affald. F.eks. fra lossepladser eller ristegods ph surhedsgrad. Skala fra 0 til 14. under 7 er surt over 7 er basisk. mikroorganismer trives bedst ved ph omkring 7 Polymerer betyder noget som er sammensat af mange led og betegner i spildevandssammenhæng de plaststoffer, som tilsættes overskudsslammet før slamafvanding. Støv fra polymerer i pulverform kan give eksem og åndedrætsbesvær Rejekt returvand fra f. eks slamafvanding vand Returslam slam som recirkuleres fra bundfældningstanken til biotanken. Sigtedybde udtryk for vandets gennemsigtighed. måles ved nedsænkning af en hvid skive i vandet. når skiven ikke kan ses længere, aflæses sigtedybden Slamalder slammets gennemsnitlige opholdstid i anlægget. Se formelafsnit Slambelastning den mængde organisk stof slammet skal omsættes pr døgn. Se formelafsnit Slamspejl Overfladen af bundfældet slam Slamvolumen Viser hvor meget slammet fylder. Se formelafsnit Slamvolumen indeks Slammets vægtfylde (massefylde). Se formelafsnit SS Suspenderet stof. Spildevandets indhold af ikke-opløste stoffer. Se formelafsnit Suspenderet stof Se SS SVI Se slamvolumen indeks Svovlbrinte H2S, Ildelugtende giftig gasart, som dannes i ubeluftet svovlholdigt spildevand. Ved høje koncentrationer kan gassen ikke lugtes. Fjernes ved beluftning eller tilsætning af fældningsjern Turbiditet Gennemsigtighed Tørstof Den del af spildevandet, som ikke forsvinder ved fordampning. Se formelafsnit

13 Henvisninger