Jolanta Moszczyńska Ocena skuteczności usuwania bakterii nitkowatych...

Transkrypt

1 OCENA SKUTECZNOŚCI USUWANIA BAKTERII NITKOWATYCH Z OSADU CZYNNEGO PRZY ZASTOSOWANIU KOAGULANTA FERCAT 106 (PIX-u MODYFIKOWANEGO POLIMEREM) NA PODSTAWIE DOŚWIADCZEŃ Z OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW DLA MIASTA LUBINA Autor: Jolanta Moszczyńska MPWiK Spółka z o.o., ul. Rzeźnicza 1, Lubin WSTĘP Miejska Oczyszczalnia ścieków w Lubinie zaprojektowana w roku 1971 obejmująca stopień mechaniczny oraz złoża biologiczne w drugim stopniu, miała zapewnić wymagany stopień oczyszczania ścieków do roku W takiej sytuacji należało podjąć decyzję o zastąpieniu starej oczyszczalni nową, spełniającą aktualne wymogi prawa polskiego i Unii Europejskiej. W roku 2001 oddano do eksploatacji Oczyszczalnię ścieków dla miasta Lubina zaprojektowaną w oparciu o technologię pięciofazowego osadu czynnego Bardenpho. Blok technologiczny składa się z następujących segmentów: a) komór beztlenowych, b) komór anoksycznych I, c) komór tlenowych I, d) komór anoksycznych II, e) komory reaeracji. Na rysunku nr 1 przedstawiono schemat bloku biologicznego. 67

2 Komora anaerobowa 2. Komora anoksyczna I 3. Komora oksydacyjna 4. Komora anoksyczna II 5. Komora reaeracji 6. Osadnik wtórny Rys. 1. Schemat części biologicznej z 5-fazowym osadem czynnym Bardenpho OPIS TECHNOLOGII OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW W LUBINIE Oczyszczalnia ścieków w Lubinie jest nowoczesną wysokosprawną oczyszczalnią, w której prowadzi się proces mechaniczno - biologicznego oczyszczania ścieków. W stopniu mechanicznym usuwane są ciała stałe pływające i wleczone na kratach oraz usuwana jest zawiesina ziarnista (piasek, żużel, koksik) w piaskowniku. Wydzielone na kratach skratki poddawane są procesowi dezynfekcji za pomocą wapna chlorowanego. Piasek po separacji od ścieków w separatorze oczyszcza się ze związków organicznych w płuczce piasku. W stopniu biologicznym prowadzi się procesy mineralizacji związków organicznych, amonifikacji azotu organicznego, nitryfikacji azotu amonowego oraz denitryfikacji azotanów. W oczyszczalni realizuje się procesy biologicznej wzmożonej defosfatacji poprzez wprowadzanie mikroorganizmów w stres beztlenowo-tlenowy. Po bloku biologicznym, mieszanina oczyszczonych ścieków i osadu czynnego doprowadzana jest do osadników wtórnych, w których następuje oddzielenie osadu czynnego od oczyszczonych ścieków. Oczyszczone ścieki odprowadzane są do rzeki Zimnicy. Gospodarka osadowa Oczyszczalni ścieków bazuje na konwencjonalnej fermentacji psychrofilnej realizowanej w Otwartych Komorach Fermentacyjnych. Ustabilizowane osady po grawitacyjnym i mechanicznym zagęszczeniu poddaje się odwadnianiu na prasie taśmowej. W Oczyszczalni wdrożono system automatycznego monitorowania i sterowania urządzeniami technologicznymi z wykorzystaniem komputera.

3 Na rysunku nr 2 przedstawiono schemat technologiczny oczyszczania ścieków w Lubinie. 69

4 Projektowana przepustowość Oczyszczalni ścieków m 3 /d Średniodobowa ilość ścieków doprowadzanych do Oczyszczalni w okresie 12 miesięcy zmieniała się od 7154 m 3 /d do m 3 /d. Średniodobowe natężenie przepływu ścieków z tego okresu wynosiło: Q śrd = m 3 /d i stanowiło około 60 % nominalnego natężenia przepływu. W ostatnich latach zaobserwowano znaczny wzrost stężenia ścieków surowych. Jest to zjawisko powszechnie znane ze względu na znaczący spadek zużycia wody przez mieszkańców. Wzrost stężenia ścieków surowych dopływających do Oczyszczalni wymusza utrzymywanie wyższego stężenia osadu czynnego w komorach bloku biologicznego w celu utrzymywania skutecznego oczyszczania ścieków. Tabela nr 1 przedstawia skuteczność usuwania zanieczyszczeń w Oczyszczalni ścieków w Lubinie. Tabela nr 1. Skuteczność usuwania zanieczyszczeń w Oczyszczalni ścieków dla miasta Lubina 70

5 OPIS DOŚWIADCZEŃ Okres wiosenny na Oczyszczalni ścieków jest bardzo szczególny ze względu na pojawiające się nagłe zmiany temperatury powietrza a tym samym temperatury ścieków. Niskie temperatury ścieków spadające nawet do 11 C (zimą) wymuszają do utrzymywania wyższego stężenia osadu czynnego, a tym samym wyższego wieku osadu w komorach bloku biologicznego w celu utrzymania parametrów ścieków oczyszczonych zgodnych z polskimi normami określonymi w pozwoleniu wodnoprawnym. Natomiast nagły wzrost temperatury powietrza, a tym samym temperatury ścieków (wiosną) dodatkowo powoduje gwałtowny przyrost biomasy osadu czynnego. Zwiększanie odprowadzania osadu nadmiernego nie może następować gwałtownie w związku z tym, do czasu osiągnięcia stężenia osadu czynnego w komorach bloku biologicznego odpowiedniego dla danej temperatury ścieków powstają sprzyjające warunki do nadmiernego rozwoju bakterii nitkowatych w biomasie osadu czynnego. BADANIE SKUTECZNOŚCI USUWANIA BAKTERII NITKOWATYCH Pojawienie się nadmiernej ilości bakterii nitkowatych w biomasie osadu czynnego wymusiło wykonanie badań w skali technicznej oceniających efektywność ich usuwania podczas dozowania nowej odmiany koagulanta żelazowego PIX modyfikowanego polimerem (firmy Kemipol o nazwie handlowej FERCAT 106). Wykonano szereg badań do efektywnej oceny środka, które zestawiono w tabelach nr 2-5. Określono skuteczność usuwania bakterii nitkowatych poprzez wykonanie szczegółowej analizy mikrobiologicznej osadu czynnego przed zastosowaniem FERCAT 106 i po zastosowaniu FERCAT 106. Analizę wykonano w Instytucie Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej. W celu zwiększenia skuteczności usuwania bakterii nitkowatych podczas stosowania koagulanta oraz w celu zmniejszenia stosowanych dawek zmieniono miejsce dozowania koagulanta z komory rozdziału ścieków przed osadnikami wtórnymi do komory reaeracji na końcu bloku biologicznego. Nowe miejsce dozowania pozwoliło na lepsze wymieszanie środka oraz na dłuższy czas kontaktu, co skutkowało znaczącym zmniejszeniem stosowanych dawek, a tym samym spadkiem zużycia koagulanta. 71

6 Tabela nr 2. Skuteczność usuwania bakterii nitkowatych z biomasy osadu czynnego przy zastosowaniu FERCAT106 na podstawie analizy mikrobiologicznej. W/w bakterie nitkowate nie występują powszechnie w biomasach osadu czynnego, nie występowała tu charakterystyczna bakteria typu Microthrix parvicella, dla której stosowanie koagulantów typu FERCAT106 lub PAX-18 jest powszechnie znane jako skuteczne. Obraz mikroskopowy osadu czynnego był bardzo niepokojący, ponieważ kłaczki osadu były bardzo mocno przerośnięte bakteriami nitkowatymi przede wszystkim trzech pierwszych gatunków, co z pewnością było przyczyną powstania piany w komorach osadu czynnego. Piana złożona z w/w bakterii nitkowatych była ciemno-brązowa dosyć zbita i złożona jakby z bardzo drobnych kuleczek. Piana była widoczna na całości bloku biologicznego. Jak widać w/w tabeli koagulant FERCAT106 jest bardzo skuteczny nawet dla bakterii nitkowatych rzadko występujących w biomasie osadu czynnego. Tabela nr 3. Opis innych parametrów określających skuteczność usuwania bakterii nitkowatych z biomasy osadu czynnego przy zastosowaniu FERCAT106. Dodatkowo chcąc zwiększyć efektywność usuwania bakterii nitkowatych podczas stosowania koagulanta zwiększono natlenianie w komorach oksydacyjnych z 2 g/m3 do 3 g/m3 w celu spowodowania efektu rozerwania kłaczków i wydostania się niepożądanych bakterii na powierzchnię oraz zmieniano niżej opisane parametry. 72

7 Tabela nr 4. Opis zmienianych parametrów podczas prowadzenia badań nad skutecznością koagulanta FERCAT106. W tabeli nr 5 zestawiono wszystkie informacje o zużyciu koagulanta i czasie stosowania. Tabela nr 5. Zużycie koagulanta podczas prowadzenia badań nad skutecznością FERCAT106 w usuwaniu bakterii nitkowatych z osadu czynnego. PODSUMOWANIE I WNIOSKI Doświadczenia z Oczyszczalni ścieków dla miasta Lubina w zakresie oceny skuteczności usuwania bakterii nitkowatych z osadu czynnego przy zastosowaniu koagulanta FERCAT106 dają pozytywny wynik. Po dwóch tygodniach dozowania zaobserwowano znaczne zmniejszenie piany oraz spadek liczebności bakterii nitkowatych w obrazie mikroskopowym, natomiast po 27 dniach dozowania koagulanta piana całkowicie zniknęła a badanie mikrobiologiczne (tabela nr 2) potwierdziło brak bakterii nitkowatych. Zaskakująca pozytywnie jest wysoka efektywność środka nie tylko dla bakterii nitkowatych powszechnie występujących w osadzie czynnym, ale również dla bakterii rzadko spotykanych takich, jakie rozwinęły się w biomasie osadu czynnego w naszej oczyszczalni. Pozytywny efekt usuwania bakterii nitkowatych uzyskano przy niewysokich dawkach od 35 do 50 g/m 3. Dozowanie koagulanta poprawiło właściwości sedymentacyjne osadu oraz jakość ścieków oczyszczonych w zakresie zawiesiny ogólnej i ChZT. 73

8 Widok ogólny Oczyszczalni ścieków w Lubinie 74 Osadniki wtórne na Oczyszczalni ścieków w Lubinie

9 Punkt dozowania koagulanta Piana na osadnikach wtórnych Piana na bloku biologicznym 75