PROCES FERROX - ZMIANA AGRESYWNEGO CHARAKTERU ŒCIEKÓW ORAZ ELIMINACJA UCI LIWOŒCI ZAPACHOWYCH WYWO ANYCH PRZEZ POWSTA Y W ŒCIEKACH SIARKOWODÓR

Transkrypt

1 PROCES FERROX - ZMIANA AGRESYWNEGO CHARAKTERU ŒCIEKÓW ORAZ ELIMINACJA UCI LIWOŒCI ZAPACHOWYCH WYWO ANYCH PRZEZ POWSTA Y W ŒCIEKACH SIARKOWODÓR Autor: Arkadiusz Uberna KEMIPOL Police Prezentujemy opracowanie wykonane na podstawie doœwiadczeñ z szeregu zrealizowanych ju wdro eñ procesu Ferrox, s³u ¹cego do eliminacji uci¹ liwoœci wywo³anych przez zagniwanie œcieków w systemach kanalizacyjnych I. WSTÊP Czêstym problemem pojawiaj¹cym siê w systemach kanalizacyjnych jest zagniwanie œcieków. Jest to proces anaerobowego rozk³adu substancji organicznych do amoniaku, amin, siarkowodoru, siarkowych zwi¹zków organicznych (tiofen, merkaptan) i innych. Z uwagi na swój charakter zwi¹zkiem dominuj¹cym i najbardziej uci¹ liwym jest siarkowodór. Dlatego efektywnoœæ PROCESU FERROX jest mierzona skutecznoœci¹ eliminacji siarkowodoru w systemach kanalizacyjnych. Negatywny wp³yw siarkowodoru nale y rozwa yæ pod k¹tem oddzia³ywania na zdrowie cz³owieka oraz agresywnego wp³ywu na elementy konstrukcyjne kana³ów œciekowych. Nale y równie wspomnieæ, i obecnoœæ H 2 S w œciekach oddzia³ywuje niekorzystnie na procesy biologicznego oczyszczania œcieków. W sposób pogl¹dowy zagro enie dla cz³owieka wynikaj¹ce z obecnoœci w otoczeniu siarkowodoru zosta³o przedstawione na Rys.1. Z punktu widzenia administratora i eksploatatora systemu kanalizacji œciekowej istotna jest wartoœæ NDS (Najwy sze Dopuszczalne Stê enie) siarkowodoru. Stê enie to wynosi 10 ppm dla 8-godzinnego dobowego czasu pracy, co zosta³o okreœlone w Rozporz¹dzeniu Ministra Pracy i Polityki Socjalnej w sprawie najwy szych dopuszczalnych stê eñ i natê eñ czynników szkodliwych dla zdrowia w œrodowisku pracy. Oczywistym jest tu obowi¹zkowe u ywanie odpowiednich zabezpieczeñ dla pracowników eksploatacji sieci kanalizacyjnej. Ewentualna akceptacja podwy szonego stê enia siarkowodoru dla obs³ugi sieci, wyposa onej w odpowiedni sprzêt zabezpieczaj¹cy, nie mo e jednak nie uwzglêdniaæ jego wp³ywu na osoby postronne, które takiego zabezpieczenia nie maj¹. 145

2 Rys.1 Obecnoœæ okreœlonych stê eñ siarkowodoru w kana³ach œciekowych czêsto powoduje jego emisjê do otoczenia, co w efekcie jest przyczyn¹ powstawania uci¹ liwoœci zapachowych. Ci¹g³e przebywanie w takim otoczeniu, czy to w pracy, czy to w domu, jest doznaniem nieprzyjemnym i niezdrowym. Wp³yw siarkowodoru na elementy konstrukcyjne, z których wykonane s¹ kana³y œciekowe to efekt reakcji chemicznych, w wyniku których tworzy siê agresywny kwas siarkowy o stê eniu nawet do kilku procent. Substratem ca³ej reakcji jest siarkowodór, uwalniany ze œcieków. Rys

3 Wspomnieæ tu nale y o szybkoœci korozji kana³ów œciekowych, któr¹ szacuje siê na 0,5 10,0 mm/rok. Brak przeciwdzia³ania, a wiêc eliminowania siarkowodoru, w takim przypadku doprowadziæ mo e do zniszczenia konstrukcji kana³ów œciekowych. Opisany proces korozji siarczanowej przedstawia rys nr 2. II. PROCES FERROX-ZAPOBIEGANIE I ELIMINACJA UCI LI- WOŒCI WYWO ANYCH GNICIEM ŒCIEKÓW W SYSTEMACH KANALIZACJI ŒCIEKOWEJ. Firma Kemipol bazuj¹c na wieloletnim doœwiadczeniu w zakresie procesów biologiczno-chemicznego oczyszczania œcieków oraz na podstawie dostêpnych jej informacji opracowa³a skuteczny proces eliminacji uci¹ liwoœci wywo³anych przez zagniwanie œcieków w systemach kanalizacji œciekowej. Sk³adowymi procesu s¹: - Wspólna z klientem analiza systemu kanalizacji œciekowej, w tym pomiar stê enia H 2 S - Dobór optymalnego produktu o ustalonej charakterystyce chemicznej - Próbny okres dozowania produktu do œcieków z jednoczesnym pomiarem siarkowodoru w wybranych punktach kontrolnych - Optymalizacja procesu w celu osi¹gniêcia wymaganych efektów, przy jednoczesnej minimalizacji jego kosztów. Pomiar stê enia H 2 S jest wskaÿnikiem, o który oparto ocenê efektywnoœci przebiegu procesu Ferrox. Na podstawie posiadanych doœwiadczeñ mo na stwierdziæ, e zapobieganie tworzeniu oraz eliminacja siarkowodoru s¹ równowa ne usuniêciu uci¹ liwoœci wywo³anych przez zagniwaj¹ce œcieki. Proces Ferrox pozwala rozwi¹zaæ opisany problem zarówno od strony chemicznej, jak i technicznej. Zwi¹zki chemiczne, u ywane w procesie Ferrox, to zestaw starannie przygotowanych reagentów, które z jednej strony zapobiegaj¹, a z drugiej usuwaj¹ ze œcieków powsta³y ju siarkowodór. Reagenty te nie wp³ywaj¹ na zmianê charakteru œcieków, a powoduj¹ jedynie, e œcieki dop³ywaj¹ce do oczyszczalni, nie docieraj¹ tam, jako œrodowisko anaerobowe. Natomiast fakt utrzymania œcieków jako œrodowiska co najmniej anoksycznego, czyli bez uaktywnionych procesów gnilnych, pozwala na unikniêcie ujemnego wp³ywu na osad czynny - powstawanie siarkowych bakterii nitkowatych (Beggiatoa, Thiohrtix). Uzupe³nieniem dla stosowanych reagentów jest optymalnie dobierany z uwzglêdnieniem indywidualnych potrzeb ka dego klienta - eksploatatora sieci, system dozowania reagentów wraz z systemem pomiarowym mierz¹cym efektywnoœæ procesu. 147

4 Dostarczany przez Kemipol system dozowania jest w tym przypadku projektowany tak, aby sw¹ elastycznoœci¹ obejmowa³ maksymalny zakres skrajnych zachowañ sieci. Mo e on byæ sprzê ony z wieloma danymi - parametrami œcieków (H 2 S, temp., itp.), tak aby w sposób optymalny sterowaæ dawk¹. Poni ej zobrazowano dwa ró ne przyk³ady zastosowania procesu Ferrox w powi¹zaniu z opisem sposobu prowadzenia procesu Ferrox oraz uzyskiwanymi efektami: Przedstawione dwa przyk³ady zastosowania procesu Ferrox bazuj¹ na dwóch istniej¹cych w rzeczywistoœci aplikacjach, których danych szczegó³owych autor nie zamieszcza z uwagi na trwaj¹cy proces optymalizacji i planowan¹ w zwi¹zku z tym prezentacj¹ ka dej z nich z osobna po zakoñczeniu prac. Przyk³ad 1. Redukcja agresywnego charakteru œcieków i w efekcie zapobie enie korozji siarczanowej Przep³yw œcieków: Q = 200 m 3 /d D³ugoœæ odcinka t³ocznego kana³u œciekowego: Stê enie H 2 S w komorze rozprê nej Bez stosowania procesu Ferrox: L = 6 km C = ppm Rys. 3. Stê enie siarkowodoru w komorze rozprê nej przed zastosowaniem procesu Ferrox 148

5 Dawka Produktu Ferrox: D = 270 g/m 3 Stê enie H 2 S w komorze rozprê nej Po zastosowaniu procesu Ferrox: C = ppm Rys. 4. Stê enie siarkowodoru w komorze rozprê nej po zastosowaniu procesu Ferrox Opis przebiegu wdro enia aplikacji dla Przyk³adu 1: Oddany do eksploatacji ruroci¹g t³oczny charakteryzowa³ siê stosunkowo niskimi przep³ywami dobowymi i co za tym idzie d³ugim czasem retencji œcieków. W wyniki pojawienia siê objawów korozji siarczanowej eksploatator zdecydowa³ siê na podjêcie dzia³añ, w celu jej powstrzymania. Rys 4. ilustruje spadek stê enia siarkowodoru do wartoœci poni ej 100 ppm wobec wczeœniejszych stê eñ osi¹gaj¹cych w peakach nawet 1000 ppm. O ile w tym przypadku mo na mówiæ o wysokim stopniu redukcji czynnika usuwanego, to nie wyklucza on ewentualnych potrzeb optymalizacji procesu, które mog¹ tu obj¹æ nastêpuj¹ce czynnoœci: sprzê enie dozowania produktu Ferrox z trybem pracy pompy œcieków; tj. dozowanie produktu wtedy, kiedy pracuje pompa œcieków z bezpoœrednim podaniem produktu do kana³u t³ocznego, zamiast do studni zbieraj¹cej œcieki, poszukiwanie innej, bardziej skutecznej kompozycji produktu Ferrox. UWAGA: sprzeda produktu Ferrox, firma Kemipol realizuje w oparciu o sk³ad produktu skomponowany pod k¹tem danego obiektu kanalizacyjnego. 149

6 Przyk³ad 2. Eliminacja uci¹ liwoœci zapachowych, powoduj¹cych skargi okolicznych mieszkañców Przep³yw œcieków: Q = 100 m 3 /d D³ugoœæ odcinka t³ocznego kana³u œciekowego: Stê enie H2S w komorze rozprê nej Bez stosowania procesu Ferrox: L= 4 km C = ppm Rys. 5. Stê enie siarkowodoru w komorze rozprê nej przed zastosowaniem procesu Ferrox Dawka Produktu Ferrox: D = 100 g/m 3 Stê enie H 2 S w komorze rozprê nej Po zastosowaniu procesu Ferrox: C = 0-30 ppm 150

7 Rys.6. Stê enie siarkowodoru w komorze rozprê nej po zastosowaniu procesu Ferrox Opis przebiegu wdro enia aplikacji dla Przyk³adu 2: Przyk³ad 2 opisuje zastosowanie procesu Ferrox jako œrodka antyodorowego. Pod³¹czenie okolicznych wiosek do systemu kanalizacyjnego w pobliskim mieœcie, gdzie œcieki dop³ywa³y do oczyszczalni œcieków spowodowa³o powstanie uci¹ liwoœci zapachowych, które by³y zg³aszane przez osoby mieszkaj¹ce w bezpoœrednim s¹siedztwie studni rozprê nej. Ju stê enie ppm H 2 S w studni rozprê nej powodowa³o skargi mieszkañców. W efekcie zastosowania procesu Ferrox stê enie siarkowodoru zosta³o zmniejszone do kilku ppm, a co za tym idzie problem nieprzyjemnych zapachów zosta³ rozwi¹zany. W tym przypadku zastosowano dozowanie produktu bezpoœrednio do kana³u œciekowego poprzez króciec i zawór zwrotny oraz dozowanie produktu sprzê ono ze wskazaniami przep³ywomierza. Nale y te zwróciæ uwagê, e ca³y uk³ad magazynowo dozuj¹cy zosta³ schowany w studni rewizyjnej, co zabezpieczy³o go przed uszkodzeniem przez osoby postronne. Opisuj¹c proces Ferrox nie mo na zapomnieæ o bardzo wa nymj jego elemencie jakim jest monitorowanie Sk³adow¹ ka dej aplikacji procesu Ferrox jest system pomiaru stê enia siarkowodoru w sieci, a wiêc efektywnoœci ca³ej aplikacji. Pomiar mo e byæ realizowany w sposób ci¹g³y, w zale noœci od wymagañ administratora. Rejestrowane wyniki s¹ automatycznie przesy³ane systemem GPRS do serwera, sk¹d dane te w postaci wykresu s¹ dostêpne poprzez Internet. 151

8 Taki system zapewnia ka dej upowa nionej osobie w firmie stosuj¹cej proces Ferrox bie ¹c¹ kontrolê jego efektywnoœci, pozwalaj¹c jednoczeœnie na szybk¹ reakcjê w razie zmiany warunków w sieci. Przyk³adowy wygl¹d strony internetowej, jaki pojawia siê na monitorze klienta przedstawiono na Rys. 7. Na ekranie u ytkownik widzi zarejestrowane stê enie siarkowodoru z odczytem danych co 1 min oraz aktualn¹ temperaturê œcieków. Rys. 7. Wykres przedstawiaj¹cy stê enie H 2 S w komorze rozprê nej - odczyt pomiaru co 1 min. Przedstawiony proces Ferrox, którego dostawc¹ jest firma Kemipol, charakteryzuje siê wysok¹ skutecznoœci¹. Jest on dostosowywany do lokalnych warunków panuj¹cych w danym systemie kanalizacji œciekowej. Aplikacja ca³oœciowego rozwi¹zania umo liwia jego ci¹g³¹ optymalizacjê, w zale noœci od zmieniaj¹cych siê lokalnych warunków sieciowych. 152