Berechnung der Abwasserdurchflussrate
Die Bestimmung der Abwasserdurchflussmenge ist der erste Schritt bei der Gestaltung der Abwasserbehandlung. Eine häufig verwendete Formel ist:
Q=A×Qp×Qd
Wo:
Q=Abwasserdurchflussmenge (m³/d)
Eine =-Designpopulation
Qp= Täglicher häuslicher Abwasserabfluss pro Kopf (L/d·Person)
Qd= Täglicher Abwassereinleitungskoeffizient
Berechnung der Schadstoffbelastung im Abwasser
Die Schadstoffbelastung ist ein kritischer Parameter bei der Abwasserbehandlung. Es kann wie folgt berechnet werden:
L=Q×C
Wo:
L=Schadstoffbelastung (kg/d)
Q=Abwasserdurchflussmenge (m³/d)
C= Schadstoffkonzentration (mg/L)
Berechnung des Volumens einer Kläranlage
Das Volumen einer Abwasserbehandlungsanlage ist ein wesentlicher Konstruktions- und Betriebsparameter:
V=Q×t
Wo:
V= Volumen der Anlage (m³)
Q=Abwasserdurchflussmenge (m³/d)
t= Verweilzeit des Abwassers innerhalb der Anlage (d)
Berechnung der Belüftungsrate
Die Belüftung ist ein Schlüsselprozess in der biologischen Abwasserreinigung. Die Belüftungsrate wird bestimmt mit:
A=Q×H×SAE
Wo:
A=Belüftungsrate (m³/min)
Q=Abwasserdurchflussmenge (m³/d)
H= Wassertiefe des Belebungsbeckens (m)
SAE=Standard-Belüftungseffizienz
Berechnung der Schlammproduktion
Die Schlammbildung ist ein natürliches Nebenprodukt der Abwasserbehandlung. Seine Menge kann geschätzt werden mit:
M=Q×Y
Wo:
M= Schlammproduktion (kg/d)
Q=Abwasserdurchflussmenge (m³/d)
Y= Schlammproduktionskoeffizient
Berechnungen für das Barscreen-Design
I. Allgemeine Richtlinien
1. Balkenlücke
Der Gitterspalt vor den Pumpen sollte den Pumpenanforderungen entsprechen.
Vor der Aufbereitungsanlage sollte der Siebspalt 40 mm nicht überschreiten:
25–40 mm für manuelle Reinigung
16–25 mm für maschinelle Reinigung
In großen Anlagen können Grob- und Feinsiebe (50–100 mm für Grobsiebe) verwendet werden.
In sehr großen Anlagen können drei Siebe installiert sein: grob, mittel und fein.
Wenn der Abstand zwischen den Pumpen-sieben kleiner oder gleich 25 mm ist, sind keine zusätzlichen Siebe erforderlich.
2. Vorführungen
Das Screening-Volumen variiert je nach Standortbedingungen. In Ermangelung lokaler Daten:
Stabsiebspalt 16–25 mm: 0,05–0,10 m³/1000 m³ Abwasser
Siebabstand 30–50 mm: 0,01–0,03 m³/1000 m³ Abwasser
Feuchtigkeitsgehalt: ~80 %
Schüttdichte: ~960 kg/m³
Large screens (>0,2 m³/Tag) sollten mechanisch gereinigt werden.
3. Andere Designparameter
Strömungsgeschwindigkeit durch Siebe: 0,6–1,0 m/s
Kanalgeschwindigkeit stromaufwärts: 0,4–0,9 m/s
Bildschirmneigungswinkel: 45 Grad – 75 Grad (kleinere Winkel erfordern weniger Aufwand, aber mehr Platz)
Mechanische Siebantriebe sollten im Innenbereich oder geschützt untergebracht werden
Schirmkonstruktionen erfordern eine ausreichende Belüftung
Für die Wartung und den Abtransport des Rechenguts werden Hebezeuge empfohlen
Berechnung der Kohlenstoffquelle für die Denitrifikation
1. Auswahl der Kohlenstoffquelle
Für die Denitrifikation ist eine externe Kohlenstoffquelle erforderlich, die wie folgt klassifiziert werden kann:
Schnelle Kohlenstoffquellen:Methanol, Essigsäure, Natriumacetat (schnelle Denitrifikation)
Langsame Kohlenstoffquellen:Stärke, Protein, Glukose
Zellulare Materialien
Aufgrund höherer Denitrifikationsraten werden im Allgemeinen schnelle Kohlenstoffquellen bevorzugt.
2. Berechnung der Kohlenstoffquellendosierung
a) Stickstoffbilanz
Der Gesamtstickstoff des Zuflusses besteht hauptsächlich aus Ammoniak und organischem Stickstoff, während der Gesamtstickstoff des Abflusses hauptsächlich Nitrat und organischen Stickstoff enthält. Während der Behandlung ist Stickstoff entweder:
Durch Denitrifikation in die Atmosphäre freigesetzt
Wird in Belebtschlamm aufgenommen
Verbleibt im Abwasser, um die Einleitungsnormen zu erfüllen
Der im Schlamm assimilierte Stickstoff beträgt:
Nsludge=0.05×(Si−Se)
Dabei sind Si und Se die BSB₅-Konzentrationen im Zu- und Abfluss (mg/L).
Datenblatt zu Berechnungsformeln und Entwurfsparametern für die Abwasserbehandlung
| Parameter | Symbol | Einheit | Formel / Notizen |
|---|---|---|---|
| Abwasserdurchflussmenge | Q | m³/d | Q=A × Qp × Qd |
| Designpopulation | A | Personen | - |
| Tägliches Abwasser pro Kopf | Qp | L/d·Person | - |
| Täglicher Abflusskoeffizient | Qd | - | - |
| Parameter | Symbol | Einheit | Formel |
|---|---|---|---|
| Schadstoffbelastung | L | kg/d | L = Q × C |
| Schadstoffkonzentration | C | mg/L | - |
| Abwasserdurchflussmenge | Q | m³/d | - |
| Parameter | Symbol | Einheit | Formel |
|---|---|---|---|
| Anlagenvolumen | V | m³ | V = Q × t |
| Abwasserdurchflussmenge | Q | m³/d | - |
| Verweilzeit | t | d | - |
| Parameter | Symbol | Einheit | Formel |
|---|---|---|---|
| Belüftungsrate | A | m³/min | A=Q × H × SAE |
| Wassertiefe | H | m | - |
| Belüftungseffizienz | SAE | - | - |
| Parameter | Symbol | Einheit | Formel |
|---|---|---|---|
| Schlammproduktion | M | kg/d | M = Q × Y |
| Schlammproduktionskoeffizient | Y | - | - |
| Abwasserdurchflussmenge | Q | m³/d | - |
| Parameter | Wert/Bereich | Notizen |
|---|---|---|
| Balkenabstand (manuell) | 25–40 mm | Vor dem System |
| Stabspalt (mechanisch) | 16–25 mm | Vor dem System |
| Grober Siebspalt | 50–100 mm | Optional, große Pflanzen |
| Strömungsgeschwindigkeit durch das Sieb | 0.6–1.0 m/s | - |
| Kanalgeschwindigkeit stromaufwärts | 0.4–0.9 m/s | - |
| Bildschirmneigung | 45 Grad –75 Grad | Kleinerer Winkel → weniger Kraftaufwand, größerer Platzbedarf |
| Screenings Feuchtigkeit | 80% | - |
| Schüttdichte | 960 kg/m³ | - |
| Bildschirmreinigung | Manuell / mechanisch |
Based on daily volume (>0,2 m³ → mechanisch) |
| Parameter | Symbol | Einheit | Formel / Notizen |
|---|---|---|---|
| Stickstoff im Schlamm (Assimilation) | N_Schlamm | mg/L | N_sludge=0.05 × (Si - Se) |
| Nitratstickstoff wird durch Denitrifikation entfernt | NO3⁻-N | mg/L | NO3⁻-N=Kde × Si |
| Denitrifikationsparameter | Kde | kg NO3⁻-N/kg BSB5 | 0,35 (theoretisch 1/2,86) |
| Externer Kohlenstoff-Stickstoff-Bedarf | N | mg/L | N=Ni - Kde × Si - 0.05 × (Si - Se) |
| Einfluss BSB5 | Si | mg/L | - |
| Abwasser-BSB5 | Se | mg/L | - |
| Zufließender Gesamtstickstoff | Ni | mg/L | - |
Hinweise zur Kohlenstoffquelle:
Schnelle Quellen:Methanol, Ethanol, Essigsäure, Natriumacetat (bevorzugt)
Langsame Quellen:Stärke, Glukose, Protein
Zellmaterialien:Optionale, langsamere Denitrifikation
Nutzungshinweise
Alle Formeln basieren auf Designparametern und theoretischen Berechnungen.
Für den tatsächlichen Anlagenbetrieb sollten lokale Messungen und Überwachungsdaten herangezogen werden.
Bei der Gestaltung des Stabsiebs und der Belüftung sollten die standortspezifischen{0}hydraulischen Bedingungen berücksichtigt werden.