Richtlijnen voor het dimensioneren van ronde nabezinktanks voor actiefslibinstallaties

Transcriptie

1 Rchtljnen voor het dmensoneren van ronde nabeznktanks voor acteslbnstallates. Inledng Bj het zuveren van avalwater n een acte slbnstallate speelt de nabeznktank een belangrjke rol. De bologsche zuverng van avalwater vndt plaats n een mengsel van avalwater en acte slb n de beluchtngsrumte, waarna het acte slb n de nabeznktank weer gescheden moet worden van het gezuverde avalwater. Omdat n Nederland de nabeznktank meestal de laatste stap s n het behandelngsproces, zal het net goed unctoneren van de nabeznktank het lozen van slb op het oppervlaktewater als drect gevolg hebben. IR. J.. STOFK.OPER DHV Raadgevend Ingeneursbureau * IR. C. C. M. TRENTELMN DHV Raadgevend Ingeneursbureau De meeste nabeznktanks n Nederland zjn gedmensoneerd op bass van een aantal vustregels. De ervarng wjst echter ut dat nogal wat nabeznktanks mn o meer requent grote hoeveelheden slb met het eluent verlezen en dat derhalve deze vustregels net geschkt zjn voor het dmensoneren van nabeznktanks. In het butenland zjn enkele modellen ontwkkeld, waarmee het beznkproces n nabeznktanks kan worden beschreven en op bass waarvan tevens dmensonerngsrchtljnen voor nabeznktanks zjn opgesteld. Deze rchtljnen zjn echter zo verschllend van opzet dat een onderlnge vergeljkng en toetsng net zonder meer mogeljk s. ls onderdeel van het STOR project 4.2hydraulsche en technologsche aspecten van nabeznktanks, s daarom een praktjkonderzoek utgevoerd naar de werkng van ronde nabeznktanks voor acte slbnstallates. De utkomsten van dt onderzoek hebben geled tot de ormulerng van neuwe dmensonerngsrchtljnen voor ronde nabeznktanks. lvorens deze rchtljnen te beschrjven zjn n hoodstuk 2. van dt artkel de bestaande dmensonerngsrchtljnen, de * Thans werkzaam bj Drectoraat Generaal Internatonale Samenwerkng, Guné Bssau. TVrchtljn, de sold lux theore en het WRCrckenmodel beschreven en onderlng vergeleken. Vervolgens s n hoodstuk 3 de opzet van het praktjkonderzoek beschreven. De resultaten van het onderzoek zjn n hoodstuk 4 weergegeven en zjn vergeleken met de herboven genoemde bestaande rchtljnen. Omdat deze net geheel voldoen onder Nederlandse omstandgheden s een neuwe rchtljn ontwkkeld welke n hoodstuk 5 s beschreven. Ter aslutng s n hoodstuk 6 een tweetal dmensonerngsvoorbcelden utgewerkt. 2. Procesbeschrjvng 2.. Het nabcznkproces n grote ljnen De belangrjkste uncte van de nabeznktank n een acte slbnstallate s het scheden van het gerengde avalwater van het acte slb. Daarnaast zal n de nabeznktank het slb engszns moeten worden ngedkt om door terugvoerng van dt slb naar de beluchtngsrumte aldaar een voldoend hoge slbconcentrate te kunnen handhaven. Tenslotte moet n de nabeznktank slb gebuerd kunnen worden om te voorkomen, dat slb over de overstortrand van de nabeznktank gaat wanneer bj verhoogde wateraanvoer slb ut de beluchtngsrumte naar de nabeznktank wordt utgespoeld. Het scheden van slb en water vndt plaats n de zogenaamde schedngszone, een laag van 0,3 à 0,5 m dkte, de zch horzontaal utspredt over de gehele tankdoorsnede. Het slb wordt vervolgens ngedkt n een ndkzone. Deze ndkzone s een slblaag de zch op de bodem van de tank bevndt. De hoogste drogestoconcentrate wordt dan ook op de bodem van de tank gemeten. Tenslotte moet er slb n de nabeznktank gebuerd kunnen worden. Bj verhoogde avalwateraanvoer neemt de drogestotoevoer vanut de beluchtngsrumte naar de nabeznktank toe. De retourslbconcentrate neemt echter mnder snel toe, zodat er een onbalans ontstaat en slb n de nabeznktank achterbljt. Herdoor vormt zch een buerzone, een laag slb de zch tussen de schedngszone en de ndkzone bevndt. Het kenmerk van deze laag s dat de drogestoconcentrate ern overal even groot s. Zo kan de nhoud van de nabeznktank opgebouwd gedacht worden ut een opeenstapelng van een aantal verschllende zones, van onder naar boven: de ndkzone, een eventuele buerzone, de schedngszone en daar bovenop de nog net genoemde waterzone, waarn de astromng van eluent naar de eluentgoot plaatsvndt. Vrjwel altjd kan n de nabeznktank Slbvolume VSv (mll] * b. Toelaatbare oppervlaktebelastng voor horzontaal doorstroomde nabeznktanks als juncte van het slbvolume n de beluchtngsrumte volgens de TV [5, 6]. een zeer dudeljke overgang tussen het slb en de waterlaag worden onderscheden, de zogenaamde slbspegel. Deze algemene procesbeschrjvng kan n verschllende vormen n rekenmethoden o mathematsche modellen worden teruggevonden. De belangrjkste zjn de door het WestDutse TVFachausschuss 2.5 'bsetzverahren' [5, 6] en de door het Brtse Water Research Center [4] ontwkkelde rekenmethoden en de sold lux o zone settlng theore. Deze dre modellen spelen een belangrjke rol n het onderhavge onderzoek en zjn heronder nader toegelcht De TV rchtljn De dmensonerng van nabeznktanks volgens de TVrchtljn verloopt als volgt. Eerst wordt de oppervlakte van de nabeznktank vastgesteld. Dt gebeurt met behulp van ab., waarn voor horzontaal doorstroomde nabeznktanks de toelaatbare oppervlaktebelastng (q ) ahankeljk van het slbvolume (VS V ) s weergegeven. Het slbvolume s het produkt van slbndex en drogestoconcentrate n de aanvoer van de nabeznktank: VS V = G a. I sv () Hern s: G a = de drogestoconcentrate n de aanvoer van de nabeznktank [kgm 3 ] I KV = de slbndex, bepaald volgens DIN en NEN normen [mlg] De slbndex s het volume n ml dat gram acte slb na 30 mnuten beznken n een maatcylnder van nneemt. Het beznkselvolume van het slb dent bj deze bepalng ml te bedragen, eventueel te bereken door verdunnng met eluent. Bj het vaststellen van de ljn n ab. s een toelaatbare drogestoconcentrate van 30 mgl n het eluent als crterum gebrukt. De ljn heet bj benaderng de

2 HXM5) 982, nr vorm van een hyperbool, met andere woorden het produkt van het slbvolume en de bjbehorende toelaatbare oppervlaktebelastng, q, heet een tameljk constante waarde. Dt produkt wordt gedeneerd als de slbvolumebelastng (vs ). vs = q. VS V (2) De toelaatbare slbvolumebelastng beweegt zch tussen 300 en 400 l(m 2. h). Deze belastng mag bj dwa net worden overschreden. Inden vermnderng van eluentkwaltet tjdens rwa net s toegestaan, dan zal ab. ook bj rwa gelden. Omdat bj rwa een deel van het acte slb n de nabeznktank wordt gebuerd zal de slbconcentrate n de aanvoer van de nabeznktank en daarmee het slbvolume dalen. Hermee wordt bj de dmensonerng van de nabeznktank wel rekenng gehouden. De grootte van het retourslbdebet wordt vastgesteld ut de massabalans over de nabeznktank. q r. G rs = (q + q,.). G a [kgh] (3) waarn: q = het aanvoerdebet naar de nabeznktank [m 3 h] q r = het retourslbdebet [m 3 h] G,. s = de drogestoconcentrate n het retourslb [kgm 3 ] De n het retourslb berekbare drogesto concentrate hangt a van de ndkegenschappen van het slb, welke gekarakterseerd worden door de slbndex. De omstandgheden waaronder ndkkng plaatsvndt n de nabeznktank zjn net dezelde als de tjdens de slbndex bepalng, zodat een drogestoconcentrate van 000I SV, welke na 30 mnuten wordt berekt n een maatcylnder, net gebrukt kan worden. Op bass van bedrjservarngen wordt de maxmaal berekbare retourslbconcentrate tjdens dwa, G,. s. max berekend ut: 200 [kgm 3 ] (4) L Metngen hebben aangetoond, dat G rs max, bj rwa hogere waarden aanneemt. Dt wordt toegeschreven aan de verhoogde drogesto aanvoer tjdens regen, waardoor het acte slb betere beznkegenschappen krjgt. Tjdens rwa geldt: 200 tj rs,max "t~ ^ [kgm 3 (5) Nadat de oppervlakte s bepaald, worden de nhouden en depten van de verschllende zones vastgesteld. De vereste gemddelde depte s de som van de volgende laagdkten: h = ndkzone ho = schedngszone h; = waterzone h = buerzone De hoogte van de ndkzone wordt berekend met: G l. L In [m] (6) 000 De hoogte van de schedngszone (ho) wordt gesteld op 0,8 à,0 m. Bj buerzones groter dan,0 m mag de hoogte van de schedngszone bj rwa tot 0,5 m worden beperkt. De waterzone (ha) moet tenmnste 0,5 m hoog zjn. De dmensonerng van de buerzone (lu) verloopt als volgt. Bj rwa wordt een hoeveelhed drogesto ut de beluchtngsrumte verdrongen, geljk aan G a. V t en n de nabeznktank gebuerd met een concentrate van 500 De hoogte van de buerzone s dan: h, = waarn: G,. V at. I SÏ 500. G., = de aname van de drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte [kgm 3 ] V at = de nhoud van de beluchtngsrumte [m 3 ] [m] (7) n, t = de oppervlakte van de nabeznktank [m 2 ] De aname van de drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte tjdens rwa kan op twee maneren worden bepaald, nl. door de keuze van het retourslbdebet o door de toelaatbare hydraulsche oppervlaktebelastng van de nabeznktank tjdens rwa. Wordt utgegaan van het retourslbdebet bj rwa, dan kan met de berekbare retourslbconcentrate ut de drogestobalans (3) het slbgehalte n de beluchtngsrumte (G a ) worden berekend bj rwa. Het verschl tussen G a bj dwa en G a bj rwa moet n de nabeznktank gebuerd worden. Tn plaats van een retourslbdebet bj rwa aan te nemen, kan ook een maxmale toelaatbare oppervlaktebelastng worden gekozen. Het verschl tussen het maxmaal toelaatbare slbgehalte n de beluchtngsrumte bj deze oppervlaktebelastng, a te lezen ut ab. en G a bj dwa moet gebuerd worden. Om het zuverngsrendement tjdens rwa te waarborgen s als randvoorwaarde gesteld dat het drogestogehalte n de beluchtngsrumte met net meer dan 30 % o,3 kgm 3 mag teruglopen. De totale gemddelde depte van de tank (net de kantdepte) mag n geen geval mnder dan m bedragen. De TVrchtljn maakt geen ondersched tussen ronde en rechthoekge tanks De sold luxtheore o zone settlngtheore 'Zone settlng' kan worden waargenomen tjdens beznkng, waarbj een dudeljke schedng tussen 'helder' water en beznkend slb (slbspegel) optreedt. Dt s bj acte slb het geval, omdat de slbvlokken de zch just onder de slbspegel bevnden alle dezelde beznksnelhed hebben door de vormng van onderlng samenhangende slbagglomeraten. Wanneer een deel van de nabeznktank wordt beschouwd, nl. een zul met een depte geljk aan de van de nabeznktank, dan s op elke wllekeurge hoogte n de zul het drogestotransport (n kg drogesto (m 2. h)) naar beneden ten gevolge van de zwaartekracht geljk aan het produkt van de daar heersende concentrate en slbbeznksnelhed: v sib. G [kg(m 2, h)] In de nabeznktank vndt bovenden nog transport naar beneden plaats ten gevolge van het retourslbdebet. Dt drogestotransport s geljk aan het produkt van de slbconcentrate en het retourslbdebet dat n de zul naar beneden stroomt: (q r. G) Ilbt [kg(m 2. h)] In dt model wordt er vanutgegaan dat de beznksnelhed van het slb alleen een uncte s van de drogestoconcentrate: v sb = V (G) en dat de nvloed van de retourslbstroom over het gehele tankoppervlak geljkeljk verdeeld s. Het totale vertcale drogestotransport s dan: g = R. q. G + v slb. G [kg(m 2. h)] (8) waarn: g = het vertcale drogestotransport, dt s de drogesto belastng R = de retourslbverhoudng [q,.q] [] q [kg(m 2.h)] = de oppervlaktebelastng [m 3 (m 2.h)] v s]b = beznksnelhed van het slb [mh]

3 mass< transp >rt t.g.v. zwaa tekrac t massa ranspo t t.g.v. slïbret Durdeb et I maxmale 'lux IJL t 2 « J droge sto concentrate G (kgrn^)._». aanvoerconcentrate Ga ' droge sto concentrate G kgm^} * droge sto concentrate G (g0 IlbretOJcon ^ centrals Gr b. 2 Grasche weergave van de sold luxtheore [4. Deze methode s grasch weergegeven n ab. 2. In het lnkerveld van ab. 2 s de lneare beznksnelhed van een bepaald slb utgezet als uncte van de drogestoconcentrate. Het mddelste veld n deze ab. geet het massatransport als gevolg van de zwaartekracht en retourslbdebet azonderljk weer. In het rechtervlak s de sommate van bede componenten aangegeven. Het vertcaal drogestotransport door de buerzone s tjdens de gehele perode van overbelastng geljk aan g L Het WRCrekenmodel [4] Het Water Research Center gebrukt de sold luxtheore als bass voor haar rekenmethode, waarbj de lneare beznksnelhed evenwel net explcet als parameter wordt gebrukt. De slbbeznkbaarhed wordt utgedrukt n een slbndex. Het verband tussen de ndex en de toelaatbare drogestobelastng (g L ) s emprsch bepaald. De herbj gehanteerde slbndex (SSVI^s) wordt gemeten n gestandaardseerde beznkclnders (50 cm hoogte en 0 cm nwendge dameter) waarn een stel roerstaven langzaam ( omwentelng per Zolang er evenwcht heerst n de nabeznktank, gaat er door edere laag (met concentrate G) evenveel slbdrogesto als er aangevoerd wordt. Wanneer het drogestotransport toeneemt, dan zal op een zeker moment n een laag de maxmaal toelaatbare drogestobelastng worden berekt. Dt s de laag, waarn de drogestoconcentrate geljk s aan G L, overeenkomend met punt b n het rechterveld van ab. 2. Bj verdere toename van het drogestotransport zal n deze laag drogesto achterbljven, en wel net zoveel als het verschl tussen de aangevoerde hoeveelhed en het maxmaal berekbare transport bedraagt. Deze laag neemt daardoor n dkte toe. De slbconcentrate n de laag bljt constant en s geljk aan G L. ldus wordt het ontstaan van een buerzone verklaard met als kenmerk een constante drogestoconcentrate. Zolang de aangevoerde hoeveelhed slb (de drogestobelastng) groter s dan het maxmale drogestotransport door de buerzone, bljt de slbspegel stjgen. b. 3 Nomogram ter bepalng van de toelaatbare drogestobelastng c.q. maxmale slbndex volgens het WRC geroerde sljbdchtheds ndex (%) (mh) M 70 slbretourdebet ~ 60 per m geroerde gemeten bj d.s. slbvolume concentrate van 3,5 kgrrw ndex (mlg) n WRC standaard bezmkapparaat g drogestobelast ± 20% ng (kgm^.hï " _ Q + Qr totale aanvoerdebet per m2 " ~ drogestoco centrate van de aeratetank (kgm3)

4 H 2 0(5) 982, nr mnuut) ronddraat. Na 30 mnuten wordt het beznkselvolume agelezen (verder overeenkomstg NENnorm). De genoemde relate tussen de geroerde slbndex en de toelaatbare drogestobelastng s weergegeven n het lnker deel van ab. 3. Het rechter deel van deze ab. geet de toelaatbare drogestobelastng weer als produkt van deze totale hydraulsche oppervlaktebelastng (ncluse retourslb) en de drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte ( + R). q. G a. De retourslbstroom s volgens de sold luxtheore dus van grote nvloed. Het WRC stelt dat met haar berekenngswjze de toelaatbare drogestobelastng bnnen 20 % nauwkeurg kan worden voorspeld Dscusse De bovenbeschreven modellen en rekenmethoden zjn onderlng net vergeljkbaar en net drect toepasbaar voor het ontwerpen van nabeznktanks onder Nederlandse omstandgheden. De vergeljkng wordt door het volgende bemoeljkt: De TVrchtljn s gebaseerd op de slbndex bepaald volgens DIN. Het WRC rekenmodel gaat daarentegen ut van de geroerde ndex. Expermenteel s aangetoond dat er geen eendudg verband tussen bede ndces bestaat, waardoor omrekenng van de ene naar de andere rchtljn net mogeljk s. De WRCrchtljn s gebaseerd op de sold luxtheore. Deze theore kent de retourslbverhoudng een grote rol toe. Verhogng van de retourslbverhoudng resulteert volgens de sold luxtheore n een grotere capactet van de nabeznktank. In de TVrchtljn s deze verhoudng van ondergeschkt belang. Volgens de TV kan bj verhogng van de retourslbcapactet just een slechtere eluentkwaltet worden verkregen. Dt wordt toegeschreven aan de extra turbulente de deze debetsverhogng veroorzaakt, m.a.w. verhogng van het retourslbdebet kan averechts werken. In de TVrchtljn speelt de depte van de nabeznktank een grote rol. Bj de sold luxtheore en bj de WRCrchtljn s de depte buten de ontwerprchtljnen gehouden. De omstandgheden waaronder nabeznktanks n Nederland moeten unctoneren wjken soms aanzenljk a van de n Engeland o Dutsland: In Nederland gelden eluentesen te allen tjde, dus ook bj rwa. In Dutsland daarentegen worden dergeljke esen vaak alleen gesteld voor dwa omstandgheden. Tjdens rwa mag het eluent verslechteren van bjv. 30 mg drogestol bj dwa tot 60 mg drogestol tjdens rwa. Het RWC beschrjt de eluentesen anders: 'geenslboverde rand'. Herbj s net nader aangegeven, hoeveel mg drogesto het eluent mag bevatten. De rwadwaverhoudng s voor Nederlandse rwz's vaak aanmerkeljk hoger dan de, welke bj de TVrekenmethode als utgangspunt wordt gehanteerd. Verder worden er n Nederland relate grote beluchtngsrumten gebouwd (lage slbbelastng). Geen van de modellen en rekenmethoden geet voldoende nzcht n de procesdynamca. Heraan s toch behoete omdat daarmee aangegeven kan worden hoe lang een stuate van overbelastng mag duren, alvorens dt tot slboverstortng zal leden. Dt alles heet ertoe geled om n STORverband door mddel van daartoe ngerchte proeven op praktjkschaal de dre rekenmethoden te evalueren en de toepassngsmogeljkheden voor Nederlandse omstandgheden aan te geven. TBEL I Gegevens van de nabeznktanks en de procescondtes tjdens de proeven. rwz lmelo peldoorn NBT peldoorn NBT 5 Beverwjk Deventer NBT 3 Deventer NBT 4 Echten Geten Goor Haa rem Schalkwj k Hapert Harderwjk groot Harderwjk klen Helmond Helmond 2 Hocnsbroek Huzen Hulst Joure Oss **** Raalte Rjen ***** Rjssen UdenVeghel Wjk bj Duurstede _ _ + _ V m3(m2.h) 0.92,02,02 0, ,49 0,79 0,50 0,49 0,36,50 0,75 0,68 0,44 0,68.0 0,64 0,90 0,48 0,460,82 0,74 0,59 0,73,7 0,90 * De tekens achter betekens: de naam van de proe hebben de vc lgende + de proe heet tot slboverstort geled (geen evenwcht) de proe s met een evenwcht geëndgd aan het ende van de proe was nog geen evenwcht aan het ende van de proe R 0,28 0,83 0,93 0,68 0,5 0,5 0,9 0,67,02 0,54 0,33 0,66 0,70 0,39 0,36,0 0,8 0,33,27 0,48,36 0,5 0,2,2 0,69 0,46 0,39 Oppervlaktebelastng Retourverhoudng Drogestoconcentrate vd aanvoer** G a kgm ;ï,9 0, , ,3 2,6 5, ,5 5,2 5,2 3, 4.0 4,6 0,6 4,9,95,9 3,7 2,53,8 2,3 3,4 3,3 *** c,!.v mlg Slbndex q + q r SSVI35 mlg 70 _ (200) (50) (80) (80) 50 (300) Drogestobelastng *** kg(m2.h) ,0 2,2.7 4,2 4, ,4 6. S ,7 0,0 0, ,5 2.57,4 3,9 2,65,8 2,8 5,8 4. I l(m2.h) 70 X Nabeznktank Slbvolumebelastng dameter m 40 43,3 43, , , ,9 47, ,3 4,8 4,5 45, ,6 kantdepte m 2.5 2, ,5 2,5.5.5,5 2.0, , ,5 2,25,5,5 " O ter vp rtrplukncr mpt d WRPrphtln p n dp sold l ïythpnrp 0 verschllende metngen (4 keer + en 6 keer ) 4 verschllende metngen (6 keer +, 3 keer en 5 keer )

5 Praktjkonderzoek 3.. Proe programma Het praktjkonderzoek aan ronde nabeznktanks s n twee asen utgevoerd. Eerst s op twee zuverngsnrchtngen (Rjen, Oss) een vrj utgebred onderzoek verrcht. De meetresultaten van deze twee nrchtngen hebben geled tot een voorstel voor een neuwe ontwerprchtljn voor ronde nabeznktanks. Vervolgens s deze voorgestelde rchtljn gevereerd door praktjkmetngen aan de nabeznktanks van 9 andere nrchtngen. Het totaal van onderzoeksresultaten heet geled tot de n dt artkel beschreven rchtljnen. Bj de keuze van de nabeznktanks zjn de volgende randvoorwaarden gehanteerd: De nabeznktank s rond. De dameter s groter dan 30 m, omdat aangenomen wordt, dat bj klene nabeznktanks het stromngspatroon anders kan zjn en de nvloed van de nlaatzone groter s dan bj grote tanks. De nabeznktanks zjn volgens de n Nederland gebrukeljke bouwwjze gebouwd. Nader gespecceerd, betekent dt een kantdepte van,5 tot 2,5 m, een bodemhellng van : 2 alopend naar het mdden toe, een centrale nlooptrommel, een eluentgoot rondom de tank en slbrumng door een slbschraper. De aanvoer naar de nrchtng moet gedurende een aantal (ca. 8) uren constant bljven. Tjdens de nabeznktankproeven s een aantal metngen verrcht waardoor de proeresultaten kunnen worden vergeleken met de TVrchtljn, de sold luxtheore en het WRCrekenmodel en waardoor tevens nzcht n de procesdynamca werd verkregen. De volgende bepalngen zjn telkens gedaan: hydraulsche belastng (q en q r ) beznkbaarhed van het slb (I sv, SSVI35) drogestoconcentrates van aanvoer en retourslb drogestoverdelng n de tank (proelen) slbspegelhoogte Verloop van een proe Iedere proe begnt n prncpe met een nabeznktank waarn vrjwel geen slb aanwezg s, het slb bevndt zch n de beluchtngsrumte. Deze stuate wordt berekt door gedurende enge uren de roolwateraanvoer te onderbreken en alleen de retourslbstroom gaande te houden. Herdoor wordt tevens avalwater n het roolstelsel gebuerd om zodoende tjdens de proe voldoende lang over avalwater te kunnen beschkken. De proe begnt op het moment dat de aanvoerpompen worden gestart. Kort daarna stroomt het eluent over de overstortrand van de nabeznktank. anvankeljk s er een groot verschl tussen de aangevoerde slbhoeveelhed ( (q + q r ). G.,) en de agevoerde hoeveelhed (q r. G),., doordat bj het begn van de proe de drogestoconcentrates van aanvoer en retourslb nagenoeg geljk zjn. Deze bede concentrates gaan tjdens de proe uteenlopen. Er ontstaat een dudeljk ondersched tussen een slblaag op de bodem van de nabeznktank en een waterlaag erboven, gescheden door de slbspegel. In het begn lgt er alleen wat slb n het mdden van de tank. Na het starten van de proe wordt eerst de kegel met slb gevuld. Zodra de gehele dwarsdoorsnede van de tank met slb s bedekt, komt de slbspegel horzontaal te lggen en bljt dt ook gedurende het verdere verloop van de proe. De drogestoconcentrate van het retourslb bljt toenemen, zolang de slbspegel stjgt. Doordat slb n de nabeznktank wordt gebuerd, daalt de drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte en dus ook n de aanvoer van de nabeznktank. In sommge gevallen s deze dalng aanzenljk K40%). In het geval dat de nabeznktank net wordt overbelast ontstaat er een evenwchtsstuate. De slbspegel komt tot stlstand, n de regel dcht n de buurt van de kantdepte en de drogestoconcentrates n het retourslb en n de beluchtngsrumte veranderen nauweljks meer, ze ab. 4. b. 4 Voorbeeld van het verloop van een proe, de tot evenwcht heet geled. 0 0,4 De proe wordt beëndgd, wanneer gedurende enkele uren geen veranderng meer s opgetreden n de slbspegelhoogte en de drogestoconcentrates. Inden de nabeznktank wel wordt overbelast, zal de slbspegel bljven stjgen met een snelhed de, ahankeljk van de mate van overbelastng, kan oplopen tot meer dan 50 cmuur, ze ab. 5. Deze proeven zjn gestopt op het moment dat slb over de rand van de eluentgoot begnt te stromen. Enkele proeven moesten eerder worden beëndgd omdat er te weng avalwater was om nog langer een constant debet over de nabeznktank te kunnen handhaven. Bj de meeste proeven de aldus zjn onderbroken, was het wel mogeljk aan te geven o, bj voortdurng van de proe, deze wel o net tot slboverstort geled zou hebben. Voor de beschrjvng van de drogestoverdelng n de nabeznktank moet ondersched gemaakt worden tussen de proeven waarbj de slbspegel bljt stjgen tot het slb over de overstortrand van de nabeznktank gaat (geen evenwcht) en de proeven waarbj de slbspegel vana een zeker moment net verder stjgt (wel evenwcht). In het laatste geval bevndt de slbspegel zch n het algemeen op een hoogte van maxmaal ca. 0,3 m boven de kantdepte. Onder de slbspegel neemt de drogestoconcentrate toe n de rchtng van de bodem van de tank. De concentrate op de bodem van de tank s altjd groter dan de retourslbconcentrate. Opvallend s de dudeljke horzontale gelaagdhed van de slbzone behoudens dchtbj de nloopconstructe. In het geval dat geen evenwchtstuate wordt berekt, ontstaat er een buerzone met een constante drogestoconcentrate. Net alleen s de concentrate n deze laag S eluent slbspegelhoogte In tabel I zjn de ametngen van de onderzochte nabeznktanks en de belangrjkste parameters van de n totaal 47 proeven verzameld. V a V* * ' r a Î k o tjd (h)*

6 H..O (5) 982, nr ' 0,4 4 ' 0,8 2 2, o E g I",6 S 8 o; m 6. 2,4 ~ 4 S g «. " 2,8 g O 2 ' s start»<» n U ' > ^.d" " Ä <," «J JD rï n* r<o»«r * 9 retourslb aanvoer _TL eluent D slbspegelhoogte IS Ü S 9 jd (hl ] 4 stop,. < > a s t, k b. 5 Voorbeeld van het verloop van een proe de met slboverstort s geëndgd. overal dezelde, zj verandert ook net n de loop van de tjd. De dkte van de schedngszone s over de gehele tankoppervlakte nagenoeg constant en bedraagt 0,3 à 0,5 m. De ndkzone heet ook een tameljk constante dkte van ca. 0,5 m. Schematsch s de drogestoverdelng n ab. 6 weergegeven. De eluentkwaltet verandert n de loop van een proe (ook bj stjgende slbspegel) nauweljks. Vana het moment dat de slbspegel tot op mnder dan ca. 20 cm van de onderkant van de eluentgoot s gestegen, kan plotselng slb gaan overstorten en de drogestoconcentrate n het eluent tot enkele honderden mgl oplopen. 4. Resutatcn In dt hoodstuk zjn de resultaten van de nabeznktankproeven vergeleken met de eerdergenoemde theoreën en ontwerprchtljnen. Vervolgens s ngegaan op enkele belangrjke aspecten welke ook zjn terug te vnden n de rchtljnen de n hoodstuk 5 zjn beschreven. Het gaat herbj om de retourslbverhoudng, het bueren van slb n de nabeznktank, de stjgsnelhed van de slbspegel en de kantdepte van de nabeznktank. 4.. Vergeljkng met de TVrchtljn Ut de proeven s gebleken, dat de hydraulsche oppervlaktebelastng, het drogestogehalte van de aanvoer naar de nabeznktank en de slbndex, geheel n overeenstemmng met de TVrchtljn, de belang b. 6 Drogestoverdelng n de nabeznktank. > > O = 600 ' I 400 ç 200 s rjkste parameters zjn. De parameter waarn oppervlaktebelastng, drogestoconcentrate en slbndex zjn verengd, s de slbvolumebelastng, volgens vs = q v G a. I, y. In ab. 7 s van edere proe aangegeven o deze met slboverstort (X) o n evenwcht (#) s geëndgd. De proeven waarbj aan het end nog geen evenwcht was berekt, zjn met een aangedud. Het aangegeven slbvolume heet telkens betrekkng op de stuate aan het ende van de proe. Bj de plaatsng van de punten s dus al rekenng gehouden met de aname van de slbconcentrate n de beluchtngsrumte door buerng van slb n de nabeznktank. Ut deze graek bljkt dat de TVrchtljn n grote ljnen met de meetresultaten overeenkomt, zj het dat bj de hogere slbvolumna de lggng van de TVljn zou mogen worden verschoven. Ut de metngen bljkt tevens dat net met één waarde voor de toelaatbare slbvolumebelastng kan worden volstaan, mmers de ljn n ab. 7 zou dan een hyperbool zjn. Volgens de TV zal het toestaan van een ets hogere belastng dan de n ab. 7 aangegeven grensljn leden tot eluent met een wat hogere drogestoconcentrate, bjv. 60 mgl n plaats van 30 mgl. Een geledeljke toename van de drogestoconcentrate n het eluent als gevolg van overbelastng van de nabeznktank s echter net waargenomen. Integendeel, ut de her gepresenteerde metngen s gebleken dat een stuate van overbelastng resulteert n het stjgen van de slbspegel n de nabeznktank slbspyqe waterzone schedngs t buerzone ndkzone en utendeljk endgt n het overstorten van slb. De drogestoconcentrate n het eluent bljt zeer laag, tot het moment waarop het overstorten begnt. Dan neemt de drogestoconcentrate sprongsgewjs toe tot vele honderden mgl. Wel s geconstateerd, dat bj hoger belaste acte slbnstallates waarbj de nhoud van de beluchtngsrumte klen s ten opzchte van de van de nabeznktank de drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte sterk kan anemen door buerng van slb n de nabeznktank. Waargenomen s, dat n de stuates de drogestoconcentrate n het eluent toeneemt, net als gevolg van het overstorten van slb, maar door verles van klene slbvlokjes, hetgeen wordt toegeschreven aan de mnder goede locculate van slb n de nabeznktank bj lage droge stoconcentrates (< 2 kgm 3 ). Het kezen van een belastng van de nabeznktank hoger dan de TVrchtljn aangeet zal alleen resulteren n een wat hogere drogestoconcentrate n het eluent, zolang het ut de beluchtngsrumte utgespoelde slb n de nabeznktank kan worden gebuerd De WRCrchtljn De WRCrchtljn geet het verband aan tussen de geroerde slbndex en de drogestobelastng op de nabeznktank, waarbj nog net geen slboverstortng wordt veroorzaakt. Deze rchtljn s getoetst door bj de toegepaste drogestobelastngen de maxmaal toelaatbare slbndexen te berekenen en b. 7 De TVrchtljn[5, 6 en de aloop van de proeven als uncte van de oppervlaktebelastng en het slbvolume.,5.4,2,0 0,8 06 J < CT S 0,4 0,2 M * * < 2 S a O 0 ) S bvolume VSy (ml) " X IX TVr htljr "Y XX y* <» a a ; B ««x Slboverstort O Evenwcht noggeeneven X XX vent X 0 00

7 'S 20 S 'jö j 40 S 8 20 o 0» 3' > 000 >000 >000 > 300 t t IIgeen slboverstort l<. ' Y^ H > t» «r *» ) ^ * ' > > y H* Lh À, y s v J»;. X slboverstort tt evenwcht geen evenwcht H ton betrouwbare waarde wel slboverstort Gemeten slbndex SSVI3 5 (mlg) * b. S Vergeljkng tussen de volgens hel WRC toelaatbare slbndex en de gemeten slbndex (SSVl 3,j. deze waarde te vergeljken met de gemeten geroerde slbndexen en met het al o net optreden van slboverstortng. De resultaten zjn weergegeven n ab. 8. In deze guur geet eder punt één proe weer. Boven de getrokken ljn n ab. 8 s de toelaatbare SSVI groter dan de gemeten waarde. Belastngsstuates n dt veld mogen dus net tot het overstorten van slb leden. Onder de getrokken ljn s de toelaatbare SSVI klener dan de gemeten waarde. In dt gebed moet dus rekenng wordengehouden met slboverstortngen. Volgens het WRC kan met het nomogram de toelaatbare belastng tot op ± 20 % nauwkeurg bepaald worden. Wordt deze nauwkeurghedsgrens omgerekend n de toelaatbare slbndexen, dan zjn de grenzen + 33 % en 2 %. Van rum de helt van alle proeven s een juste 'voorspellng' gedaan. Ca. één tende s out 'voorspeld', de rest van de proeven lgt bnnen de nauwkeurghedsgrenzen zodat de 'voorspellng' net kan worden gevereerd. Gezen de vrj grote marges waarmee gerekend wordt, wordt deze methode mnder geschkt geacht als ontwerprchtljn. drogestobelastng van de nabeznktank mee te voorspellen. Bj bede nrchtngen werd daartoe de lneare beznksnelhed van het slb bepaald als uncte van de drogestoconcentrate. Met deze lneare beznksnelhedsunctes en de toegepaste retourslbdebeten bljken volgens de sold luxtheore toelaatbare hydraulsche belastngen op de nabeznktanks slechts een racte te zjn van de n de praktjk gemeten hydraulsche belastngen. Op grond hervan s geconcludeerd dat deze methode mnder geschkt s voor het dmensoneren van nabeznktanks De retourslbverhoudng De proeven te Rjen hebben aangetoond dat de retourslbcapactet slechts een gernge nvloed heet op het al dan net bereken van een evenwchtstuate n de nabeznktank, dus op de capactet van de tank. De bj een nventarsate 2 verzamelde gegevens laten zen dat het waarschjnljk van de slbndex ahangt o verhogng van het retourslbdebet de capactet van de tank vergroot o just verklent. Wanneer bj een zuverngsnrchtng met goed beznkbaar slb tjdens rwa de retourvjzels op 'hoog toeren' worden gezet kan het moment van slboverstortng worden utgesteld o zels helemaal worden voorkomen. Is sprake van slecht beznkbaar slb, dan s just een klen retourdebet gunstg om het moment van slboverstortng ut te stellen. De extra hydraulsche belastng van het grote retourdebet verstoort dan het beznkproces kenneljk zo sterk, dat de theoretsche capactetstoename meer dan tenet wordt gedaan. Tussen goed en slecht beznkbaar slb lgt een vrj breed overgangsgebed (00 < I sv < 200 mlg) Buerng van drogesto n de nabeznktank Het volume van de slbzone n de nabeznktank wordt bepaald door de hoeveelhed slb en de drogestoconcentrate van dt slb n de nabeznktank. Een groot deel van dt slb bevndt zch n de buerzone. Volgens Merkel [7] heerst daar de knkpuntconcentrate (G c = 480I sv kgm«). b. 9 De gemeten drogestoconcentrate n de buerzone (G,) vergeleken met de knkpuntconcentrate van Merkel (G ) De sold luxtheore ls kwaltateve procesbeschrjvng voldoet de sold luxtheore goed. Het geet een goed nzcht n de relate tussen de drogestobelastng, de slbbeznkbaarhed en de stjgng van de slbspegel en geet een goede verklarng voor het ontstaan van een buerzone. Voor de metngen te Rjen en Oss s de theore tevens gebrukt om er de toelaatbare

8 H 2 0 (5) 982, tr Deze waarde wordt ook n de TVrchtljn gehanteerd voor de berekenng van de hoogte van de buerzone (agerond op 500I sv ). De tjdens de proeven gemeten drogestoconcentrates n de buerzone zjn vergeleken met de corresponderende berekende waarden van de knkpuntsconcentrate G c (ze ab. 9). Ut deze ab. 9 bljkt dat de knkpuntconcentrate een velge benaderng s. Gemddeld lgt de gemeten concentrate,2 kgm 3 hoger De kantdepte en de stjgsnelhed van de slbspegel Wanneer een bepaalde hydraulsche belastng wordt ngesteld, kan een evenwchtstuate ontstaan, o de slbspegel zal als gevolg van overbelastng bljven stjgen tot het slb over de overlooprand van de nabeznktank stroomt. Tjdens het stjgen van de slbspegel wordt slb n de nabeznktank gebuerd. Herdoor nemen de drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte en daarmee ook de drogesto en slbvolumebelastng op de nabeznktank a. ls de nabeznktank maar dep genoeg s, zou de drogestobelastng en de slbvolumebelastng op de nabeznktank zover kunnen anemen dat er geen sprake meer s van overbelastng en een evenwchtstuate ontstaat. De hoogte van de slbspegel n deze evenwchtstuate zal worden bepaald door de hoeveelhed slb de moet worden gebuerd en de concentrate waarmee dt gebeurt. De slbspegel zou dus op edere wllekeurge hoogte tot stlstand kunnen komen. Bj de proeven de tot evenwcht hebben geled s de slbspegel evenwel vrjwel noot meer dan tot 0,3 m boven de kantdepte gestegen. Steeg de slbspegel wel verder dan deze 0,3 m, dan ledde dt onherroepeljk tot slboverstort. De proeresultaten wjzen dus net op het bestaan van een marge n de belastng van de nabeznktank, waarbj de slbspegel net op 0.3 m, maar op een wat grotere astand van de bodem tot stlstand komt, althans bj de onderzochte kantdepten. In hoeverre n depe nabeznktanks, bjv. 4 m, dt wel het geval zou kunnen zjn, s net bekend. Tanks met een kantdepte > 2,5 m waren net beschkbaar. Bj het ontwerpen van nabeznktanks met een kantdepte van,52,5 m s het evenwel just om ervan ut te gaan, dat de slbspegel owel op ca. 0,3 m van de kantdepte tot stlstand komt, owel dat de slbspegel zal bljven stjgen en slboverstortng zal plaatsvnden. Hoelang een zekere overbelastng kan aanhouden, voordat slb overstort, hangt a van de kantdepte en van de stjgsnelhed van de slbspegel. t t E»«36 24 I 2 " a öoo 800 slbvolumebelastng VS l(rn 2.h) _^ b. 0 De stjgsnelhed van de slbspegel as uncte van de slbvolumebelastng. In ab. 0 s deze stjgsnelhed weergegeven n relate tot de slbvolumebelastng. De stjgsnelhed bljkt bj overbelastng al snel tot 0,5 mh te kunnen oplopen. Dat betekent dat een extra tankdepte van 0,5 m het moment van slboverstortng ca. uur kan utstellen. Bj de gebrukeljke ledgngstjden n Nederland bedt dt extra uur weng soelaas. Met een engszns depere tank kan dan ook net worden voorkomen dat overstortng van slb plaatsvndt, wel zal de duur van een overstortng worden verkort. 5. Rchtljnen voor het ontwerpen van ronde nabeznktanks 5.. Inledng In dt hoodstuk zjn rchtljnen opgesteld voor het ontwerpen van ronde nabeznktanks van acte slbnstallates. Deze rchtljnen zjn gebaseerd op de resultaten van de expermenten aan ronde nabeznktanks, de volgens de n Nederland gebrukeljke wjze zjn geconstrueerd. Dat wl zeggen: de tanks hebben een centrale nlooptrommel, een centrale retourslbalaat, perere alaat van eluent, bodemhellng : 2 en slbrumng door schrapers. De dameter van de tanks waaraan gemeten s vareerde van 30 tot 47,9 m. De rchtljnen hebben betrekkng op: de benodgde oppervlakte de mesbelastng de kantdepte de retourslbverhoudng De benodgde oppervlakte Voor het vaststellen van het oppervlak van de nabeznktank wordt de slbvolumebelastng vs als maat gebrukt. Dt s het Produkt van de oppervlaktebelastng (q ) en het slbvolume VS V ). Dt laatste s op haar beurt het produkt van de drogestoconcentrate van de aanvoer naar de nabeznktank (G a ) en de slbndex (I sv ). Voor de dmensonerng s de stuate bj het maxmale debet, waarbj de nabeznktank nog goed moet unctoneren, maatgevend. De toelaatbare slbvolumebelastng s, zoals n ab. s weergegeven, ahankeljk van het slbvolume. Voor het slbvolume (VS V ) moet de waarde gekozen worden, welke n de evenwchtsstuate tjdens rwa optreedt. Een deel van de totale slbhoeveelhed s dan n de nabeznktank gebuerd, de aanvoer van de nabeznktank s mnder geconcentreerd en derhalve s het slbvolume (VS V ) lager dan bj dwa. Een schattng van de aname van G a tjdens rwa s gebaseerd op de volgende aannamen.. Bj dwa s de hoeveelhed slb n de nabeznktank te verwaarlozen. 2. De gemddelde concentrate van het gebuerde slb n de nabeznktank s ahankeljk van de slbndex en wordt berekend met de volgende ormule: G c = 480I ev [kgxm«] (9) Inden G a groter s dan G c, wordt gebuerd met de concentrate G a. 3. De slbspegel s tjdens de rwaevenwchtstuate hoogstens 0,3 m boven de kantdepte gestegen. De hoeveelhed slb de tjdens rwa gebuerd kan worden, wordt berekend door b. ',5,4,2 ',o 0,8 ' 0, E (T. S 0,4 0,2 t S Q 0 ( De toelaa tbare sïbvolwn ebelastng. V y vs = 300l(m 2.h) V v^ VS=3.VSv + 200l(mï.hl vs = 400l(m 2.h) Slbvolume VSV (mll) *

9 352 de nhoud van de tank onder de slbspegel te vermengvuldgen met de drogestoconcentrate volgens (9). Deze toelaatbare slbhoeveelhed bedraagt: TD s. x = 4. ^D2 (6. D. tgn + 0,3). G c [kg] (0) de gebuerd kan worden n de nabeznktank D = dameter nabeznktank [m] tg«= bodemhellng (n het algemeen 2) De gebuerde hoeveelhed voldoet aan de ormule: [kg] TD s =V at. (G a. dwu G e. rwa ) [kg] () Bj de berekenng van de hoeveelhed slb de n de nabeznktank wordt gebuerd s utgegaan van eenzelde slbconcentrate voor de gehele slblaag. Dt s uteraard een vereenvoudgng van de werkeljkhed. Het ljkt echter, gezen de varates en onzekerheden, net znvol om de drogestoverdelng nauwkeurger, dat wl zeggen n verschllende lagen opgebouwd, te specceren. Door de concentrate van het gebuerde slb volgens (9) te berekenen wordt een velge aanname gedaan, de redeljk betrouwbaar s en de praktjk net te veel geweld aandoet. Het bueren van slb n de nabeznktank s gebonden aan twee restrctes:. De drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte mag net klener dan 2 kgm 3 worden om te voorkomen dat als gevolg van mnder goede locculate, veel klene slbvlokjes met het eluent worden verloren. 2. Er mag net meer dan 30 % van de totale hoeveelhed drogesto n de nabeznktank^) worden gebuerd om het zuverngsrendement net te zeer te doen vermnderen (conorm de TVrchtljn). De berekenng van het oppervlak verloopt terate. In hoodstuk 6 zjn hervan twee rekenvoorbeelden gegeven De mesbelastng Een maxmaal toelaatbare mesbelastng van 50 m 3 (m. h) s vaak gehanteerd als utgangspunt voor de dmensonerng van de overstortlengte van de eluentgoot. Het gebruk van een dergeljk maxmum stemt zeker net overeen met hetgeen waargenomen wordt n de praktjk. Bj het lteratuuronderzoek [], bj de nventarsate [2] en bj het praktjkonderzoek [3] s de ervarng opgedaan dat een tweezjdge overstort geen betere, maar eerder een slechtere eluentkwaltet oplevert. Gebleken s nameljk, dat bj het toepassen van een euentgoot met tweezjdge overstort, n geval van overbelastng slb wordt verloren vana het moment dat de slbspegel tot ongeveer 0,2 m van de onderkant van de goot s gestegen. Omdat de helt van het eluent va de butenzjde van de goot de nabeznktank verlaat, zal als gevolg van de toegenomen sleepspannng slb worden meegenomen. Bj overbelastng vndt dan ook altjd eerst slbverles plaats va de butenrand van de goot, terwjl aan de bnnenzjde vaak nog lange tjd goed eluent wordt agelaten. Door de butenrand net te benutten, hetgeen utgetest s door deze a te plakken, bleek utstel van overstortng te worden verkregen. Het toepassen van een tweezjdge overstort geet, mogeljk tegen de verwachtng n, eerder overstortng van slb te zen. Zolang er geen sprake s van overbelastng, s de slbspegel zo ver verwjderd van de overstortrand, dat evenmn eluentkwaltetsverbeterng door toepassng van een tweezjdge overstort mag worden verwacht. anbevolen wordt daarom om n ronde nabeznktanks, ongeacht de dameter, al het eluent over één overstortrand te laten stromen, de langs de gehele omtrek van de tank lgt De kantdepte Inden de nabeznktank net wordt overbelast zal de slbspegel net verder dan ca. 0,3 m boven de kantdepte stjgen. In een dergeljke stuate zal bj een kantdepte van ca.,5 m, bj toepassng van een eenzjdge overstort, de slbspegel op voldoende velge astand van de overstortrand bljven. Bj het toepassen van een tweezjdge overstort (goot op consoles, op enge astand van de wand) wordt dezelde velghed berekt bj een kantdepte van,5 m + gootdepte, dat wl zeggen ca. 2 m. Derhalve s ook ter beperkng van de kantdepte het toepassen van een eenzjdge overstort aan te bevelen. Overwogen kan worden om bj grote nabeznktanks (bjv. 0 > 40 m) ter compensate van wndnvloeden, een wat grotere kantdepte te kezen, bjv. 2 m. Kwanttateve gegevens ter onderbouwng hervan zjn evenwel net beschkbaar De retourslbverhoudng De vereste retourslbverhoudng (R = q,.q) wordt bepaald door de beznkbaarhed van het slb en de drogestobalans over de nabeznktank. De beznkbaarhed van het slb, utgedrukt n de slbndex (I sv ), bepaalt tot hoever het retourslb kan ndkken n de nabeznktank. Het berekbare drogestogehalte n het retourslb volgt ut (4): 200 Grs.max = [kgm ] I.v Bj rwa kan deze 2 kgm 3 extra toenemen. De drogestobalans over de nabeznktank n evenwcht wordt bepaald volgens (3): q,.. G ls = (q + q r ). G a [kgh] (3) R wordt bepaald door: R (4) G a [] (2) Gr, G a Deze drogestobalans geldt zowel bj dwaals bj rwaevenwcht. Zo kan dus R bj dwa en bj rwa worden berekend door nvullng van G rs ax en G a. Herbj wordt rekenng gehouden met de buerng n de nabeznktank tjdens rwa. De nvloed van de retourslbcapactet s soms sterk awjkend van hetgeen op theoretsche bass zou worden verwacht. Soms levert vergrotng van de retourslbcapactet n de praktjk een grotere toelaatbare belastng op (overeenkomstg de sold luxtheore), maar n andere gevallen just een klenere toelaatbare belastng. Het s daarom aan te bevelen de retourcapactet regelbaar te maken. O de sturng van de retourslbcapactet drect aan het pompregem van de aanvoer moet worden gekoppeld zal n de praktjk moeten bljken. 6. Ontwerpvoorbeelden In dt hoodstuk zjn twee voorbeelden gegeven van het dmensoneren van ronde nabeznktanks, volgens de n hoodstuk 5 beschreven rchtljnen. Dt s gedaan voor twee nstallates:. eentraps laag belast acte slbnstallate 2. nstallate met oxydateslootcondtes. In bede gevallen s ervan utgegaan dat de nabeznktank bj rwa geen slb mag verlezen. Rekenvoorbeeld I, acte slbnstallate Utgangspunten acte slbnstallate e. BZVbelastng beluchtngsrumte (35 g BZV.e.).050 kgbzvd slbbelastng 0,5kgBZV (kg.ds.d) maxmale hydraulsche belastng, q 900 m 3 h drogestoconcentrate n beluchtngsrumte bj dwa, G a 3,5 kgm 3 slbndex, I sv 90 mlg

10 H 2 0 (5) 982, nr TBEL II Berekenng van de vereste oppervlakte.slbnstallate. anvoer Slb concentrate Slbvoume Oppervlaktevolume bj rwa belastng belastng VS V mll G a,rwa kgm ; 3, ,45 Gevraagd oppervlakte nabeznktank VS l(m'j.h) Berekenng nhoud beluchtngsrumte: 050kgBZVd 0,5 kg BZV(kg ds : d). 3,5 kgm 3 = 2000 m 3 Het slbvoume bj dwa bedraagt: VS v, dwa = G a.i sv = 3,5gl. 90 mlg I nv(m2. h) 0,60 0,67 0,7 0,76 = 665 mll Tjdens rwa mag maxmaal 30 % worden gebuerd zodat het slbvoume mag dalen tot mnmaal: VS v. nva = (0,3). VS v, dwa = 465 mll Het slbgehalte n de beluchtngsrumte bedraagt dan 2,5 kgm 3 en s hoger dan het gestelde mnmum van 2 kgm 3. In tabe! II s het terateproces weergegeven. Telkens s bj een gekozen slbvoume, te begnnen met 665 mll, de toelaatbare slbvolumebelastng en oppervlaktebelastng ut ab. agelezen. Vervolgens s bj deze oppervlaktebelastng het oppervlak en de dameter van de nabeznktank en de toelaatbare hoeveelhed gebuerd slb n de nabeznktank volgens (0) berekend. Het slb wordt gebuerd met G a o G c (9). Wanneer de toelaatbare buerng groter s dan de gevraagde hoeveelhed = V.,. (G a Ga. r«a)> wordt de berekenng herhaald met een lager slbvoume. De berekenng gaat door tot: de toelaatbare buerng = gevraagde buerng het slbgehalte n de beluchtngsrumte 30 % s agenomen het slbgehalte n de beluchtngsrumte 2 kgm 3 s geworden. De berekenng s her utgevoerd n stappen van 0 % n slbvoume. De toelaatbare oppervlaktebelastng s 0,76 m 3 (m 2. h). De tank heet een dameter van 38,8 m. In dt rekenvoorbeeld bljkt de maxmale buerng (30 %) maatgevend te zjn. van de nabeznktank, voorbeeld I, acte Toelaatbare Gevraagde Oppervlakte Dameter buerng buerng bt rß D m 43,7 4,4 40, 38,8 TD s, max kg TD s kg Eekenvoorbeeld 2, oxydatesloot Utgangspunten oxydatesloot e. BZVbelastng.620 kgbzvd slbbelastng 0,054 kg BZV (kg. ds. d) maxmale hydraulsche belastng, q 900 m 3 h drogestoconcentrate n beluchtngsrumte bj dwa, G a 4 kgm : slbndex, I sy 40 mlg Gevraagd oppervlakte nabeznktank Berekenng nhoud beluchtngsrumte: 620 kgbzvd V,t = 0,054 kg BZV(kg ds. d). 4 kgm 3 = 7500 m 3 Het slbvoume bj dwa bedraagt: VS Vjdwa = G a.i sv = 4g.40mlg = 560 mll Tjdens rwa mag maxmaal 30 % worden gebuerd, zodat het slbvoume mag dalen tot mnmaal: VS v, ra = (0,3). VS Vjdwa = 392 mll Het slbgehalte n de beluchtngsrumte bedraagt dan 2,8 kgm 3 en s hoger dan het gestelde mnmum van 2 kgm 3. In tabel II s het terateproces op dezelde wjze als bj voorbeeld weergegeven. Het slbvoume s telkens met 5 % agenomen. De vereste oppervlaktebelastng s 0,74 m 3 (m. h). De tank krjgt een dameter van 39,4 m. In dt rekenvoorbeeld s het maxmale buerend vermogen van de nabeznktank tjdens rwa, maatgevend. Bj de herboven gepresenteerde voorbeelden s ervan utgegaan dat als gevolg van het bueren van slb n de nabeznktank. de drogestoconcentrate n de beluchtngsrumte aneemt. Bj acte slbnstallates met een relate klene verhoudng beluchtngsrumtenabeznktanknhoud zal het slbgehalte met 30 % anemen, bj oxydatesloten s dt mnder. In bede gevallen s het bueren van slb ook drect merkbaar n de aname van de drogestoconcentrate n de toevoer van de nabeznktank. Bj propstroom reactoren zal dt beeld net geheel opgaan. Welswaar wordt er slb gebuerd, maar dt zal de eerste tjd nog net leden tot een aname van de slbconcentrate n de toevoer van de nabeznktank. Voorts s ervan utgegaan, dat tjdens rwa altjd een evenwchtstuate moet worden berekt. Wanneer echter meer slb mag worden gebuerd dan de her aangehouden 30 % (bjv. bj tweetraps nstallates n de tussenbeznktank), o rwa condtes maar van korte duur zjn( korte ledgngstjden), o slboverstort met een zekere requente s toegestaan, zou een hogere slbvolume 7. Slotbeschouwng In dt artkel s een rchtljn gepresenteerd voor het ontwerpen van horzontaal doorstroomde ronde nabeznktanks voor acte slbnstallates. Deze rchtljn, de berust op een groot aantal praktjkmetngen, kan gebrukt worden voor de bepalng van het mnmaal benodgde nabeznktankoppervlak, de kantdepte, de overstortlengte (mesbelastng) en het retourslbdebet. Op een aantal belangrjke punten wjkt de her voorgestelde rchtljn a van de tot nu toe veelal n Nederland gebrukte vustregels en wel met name op de bepalng van de mesbelastng en het mnmaal benodgde nabeznktankoppervlak. Expermenten op praktjkschaal hebben TBEL III Berekenng van de vereste oppervlakte van de nabeznktank, voorbeeld 2, oxydatesloot. Slbvolume VS V mll anvoerconcentrate bj rwa G a, rwa kgm» 4 3,8 3,6 3,4 Slbvoume Oppervlakte Toelaatbare Gevraagde belastng belastng Oppervlakte Dameter buerng buerng I(m«. h) M m3(mü. 0,69 0,7 0,73 0,75 h) K* m D m 40, ,6 39, TD s, max kg TD kg

11 Legs nda:! *»» acîeslbînstallates met voorbeznkng «na»»»«, acte slbnstallates In ab. 2 zjn overgens jaargemddelden verwerkt. Een nrchtng met een gemddelde slbndex van 40 mlg zal gedurende een aanzenljk deel van de tjd een slbndex > 40 mlg hebben, hetgeen nhoudt, dat ook op een nrchtng de ontworpen s voor een slbndex van 40 mlg en n de praktjk cen gemddelde ndex van 40 mlg heet, toch ncdenteel een slboverstortng kan plaatsvnden. 0.5 V 0.2 S 0. F, 0J05 r J,«* Inden de subndex van de te ontwerpen zuverngsnrchtng net bekend s, bljt ook bj een voorzchtge aanname van de ndex, zoals de 80percentel ut ab. 2, de mogeljkhed van slboverstortng aanwezg. Bovenstaande houdt n, dat de her gepresenteerde rchtljn geen garante kan geven op het net meer overstorten van slb ut de nabeznktank. Wel kan het verklenen van de kans op slboverstortng worden vertaald n de extra nvesterngskosten voor nabeznk aclteten verdunde slbndex l sv (mlg)» b. 2 Cumulateve requenteverdelng van de slbndex van aete slbnstallates met en zonder voorbeznkng. aangetoond, mogeljk geheel tegen de verwachtng n, dat het toepassen van een 2zjdge overstort geen voordeel bedt boven een eenzjdge overstort. Integendeel, n stuates van overbelastng zullen nabeznktanks met een 2zjdge overstort eerder overstortng van slb te zen geven. Voor het bepalen van het mnmaal benodgde oppervlak van de nabeznktank kan met behulp van de rchtljn een awegng gemaakt worden tussen parameters als oppervlaktebelastng, q, en slbgehalte n de beluchtngsrumte, G a, en zal een verwachtng moeten worden utgesproken over de slbbeznkngsegenschappen. Door het kunnen maken van een awegng tussen slbgehalte en oppervlaktebelastng kan een optmalsate tussen beluehtngsrumtevolume en nabeznktankoppervlak worden doorgevoerd. De grootste onzekerhed bj het ontwerpen van nabeznktanks lgt n de keuze van de slbndex. Er treedt een grote spredng op n de gemddelde I sv bj verschllende nrchtngen en tevens kan de I sv op een nrchtng n de loop van de tjd soms aanzenljk varëren. Om eng nzcht te verkrjgen n de te verwachten slbndexen zjn van een aantal Nederlandse rwz's de jaargemddelden van de slbndex (volgens NEN) verzameld en statstsch bewerkt. Omdat verwacht mag worden dat de aanwezghed van prmar slb n het acte slb de beznkbaarhed van het laatste beïnvloedt, zjn de nrchtngen n twee groepen verdeeld, nl. nrchtngen zonder voorbeznkng (oxydatesloten en carrousels; n = 53) en nrchtngen met voorbeznkng (n = 27). In totaal zjn 24 jaargemddelden gebrukt waarvan 86 van oxydatesloten en 38 van rwz's met voorbeznkng. In ab. 2 s de requenteverdelng weergegeven. De 50percentel van de oxydatesloten lgt bj 40 mlg en van de rwz's met voorbeznkng bj 90 mlg. De 80percentelen bedragen resp. 90 en 260 mlg. (De Xpercentel s de waarde waaronder zch X % van de waarnemngen bevnden). De moeljkhed s nu, welke slbndex als utgangspunt moet worden gekozen voor de dmensonerng van de nabeznktank. Wordt de 50percentel genomen, dan zal er rekenng moeten worden gehouden dat 50 procent van de nrchtngen een gemddelde ndex heet de hoger s dan de gekozen waarde. Het kezen voor meer velghed, door bjvoorbeeld ut te gaan van een 80percentel zal tot grotere nabeznktanks en dus hogere nvesterngen leden. De n ab. 2 gepresenteerde data zjn akomstg van nrchtngen, waar geen specale voorzenngen tegen lcht slbbestrjdng zjn ngebouwd. Het verdent daarom aanbevelng om de kosten van maatregelen, gercht op de verbeterng van de slbndex, a te wegen tegen de bouw van nabeznktanks met een lage(re) hydraulsche belastng. Lteratuur. STORrapport. Hydraulsche en technologsche aspecten van het nabeznk proces.. Lteratuuronderzoek, STORrapport. Hydraulsche en technologsche aspecten van het nabeznkproces. 2. Ontwerpgegevens en bedrjservarngen van nabeznktanks van 23 roolwaterzuverngsnrchtmgen n Nederland, STORrapport. Hydraulsche en technologsche aspecten van het nabeznkproces. 3. Praktjkonderzoek aan ronde nabeznktanks, Whte. M. J. D. Settlng o actvated sludge. WRC Techncal Report, TR, me rbetsbercht des TVFachausschusses 2.5 bsetzverahren. De Bemessung. Korrespondenz bwasser, 8973, 20e jaargang: Erläuterungen und Ergänzungen zum rbetsbercht des TVFachausschusses 2.5 bsetzverahren. De Bemessungen der Nachklärbecken von Belebungsanlagen. Korrespondenz bwasser, 8976, 23e jaargang: Merkel, W. von. De Bemessung horzontal durchströmter Nachklärbecken von Belebungsanlagen. GWF Wasserbwasser 2 (97) H 2, pag Jaarverslag van de Gemeenschappeljke Technologsche Denst OostBrabant. 9. Jaarverslag van het Waterschap Regge en Dnkel.