Dualny system oczyszczania ścieków komunalnych w Gorlicach

Transkrypt

1 DOI: / Dualny system oczyszczania ścieków komunalnych w Gorlicach Dual system of wastewater treatment in the Gorlice WWTP Adam Masłoń* ) Słowa kluczowe: oczyszczanie ścieków, osad czynny, złoże biologiczne Streszczenie Oczyszczalnia ścieków komunalnych w Gorlicach (woj. podkarpackie) jest oczyszczalnią mechaniczno-biologiczną z podwyższonym usuwaniem związków biogennych. Układ technologiczny oczyszczania ścieków realizowany jest w oparciu o kraty gęste, piaskownik poziomy, osadnik Imhoffa, złoża biologiczne, reaktor BIOCOMPACT z komorą stabilizacji osadu nadmiernego oraz osadniki wtórne typ Rex. Biologiczne oczyszczanie ścieków w oczyszczalni ścieków oparte jest na złożach biologicznych i osadzie czynnym w dwóch niezależnych ciągach technologicznych. Aktualnie do obiektu dopływają ścieki w ilości ok. 6 m 3 /d, stanowiąc średnio ok. 4% przepustowości projektowanej w porze deszczowej. Wielkość oczyszczalni wyrażona równoważną liczbą mieszkańców, kształtuje się na poziomie ok 25 RLM. W rozpatrywanym okresie ( r.) oczyszczalnia zapewniała właściwą skuteczność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków, względem wymagań określonych w pozwoleniu wodnoprawnym. Odnotowano jedynie znikome przekroczenia wartości granicznych ustalonych w pozwoleniu wodnoprawnym w przypadku azotu ogólnego. Jakość ścieków oczyszczonych wskazuje, że praca oczyszczalni ścieków w Gorlicach jest prawidłowa oraz stabilna. Analiza wyników wykazała w latach średnią efektywność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków, która dla poszczególnych wskaźników wyniosła: 98,1±1,9%, ChZT 93,9±5,3%, Z og 98,3±2,5%, 73,9±13,6 %. 85,6±16,8%. Potwierdzeniem poprawnej eksploatacji oczyszczalni w Gorlicach jest analiza parametrów niezawodnościowych i uzyskanie zadowalających wyników WN i P SW. Keywords: wastewater treatment, activated sludge, trickling filter Abstract Municipal wastewater treatment plant in Gorlice (Subcarpathian Voivodeship) is a mechanical-biological treatment plant with increased removal of nutrients. Technological system of the WWTP is carried out based on the following devices: screens, a horizontal grit, the Imhoff tank, trickling filter, an activated sludge reactor the BIOCOMPACT reactor and secondary clarifiers Rex type. Biological wastewater treatment in the WWTP in Gorlice is based on trickling filters and activated sludge reactor in two independent processing lines. Current flow of wastewater is approx. 6 m 3 /d, representing on average approx. 4% of the designed capacity during rainy season. Size of WWTP expressed equivalent number of inhabitants stands at around 25 PE. In the period , the effectiveness of treatment provide proper removal of impurities from wastewater in relation to the requirements defined in the water-legal permit. There has been only minimal limit values laid down in the water-legal permit for the total nitrogen. The quality of effluent indicates that the work of the Gorlice WWTP is correct and stable. Analysis of the results showed in the average efficiency of pollutants removal: BOD 5 98,1 ± 1,9%, COD 93,9 ± 5,3%, TSS 98,3 ± 2,5%, TN 73,9 ± 13,6%. TP 85,6 ± 16,8%. Correct operation of the WWTP in Gorlice was confirmed by analysis of the reliability parameters of WN and P SW. 1. Wprowadzenie * ) Dr inż. Adam Masłoń, Katedra Inżynierii i Chemii Środowiska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury, Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 6, Rzeszów, amaslon@prz.edu.pl Oczyszczanie ścieków komunalnych stanowi jeden z fundamentalnych elementów ochrony środowiska wodnego. Ekspansja ludzkiej działalności pogłębia problem poprawy jakości wód powierzchniowych, wobec czego konieczne staje się odprowadzanie ścieków odpowiednio oczyszczonych. Na efekt usuwania zanieczyszczeń ze ścieków w poszczególnych procesach technologicznych wpływa wiele czynników fizycznych, mechanicznych, czy biochemicznych. Do zapewnienia sprawnego oczyszczania ścieków i ekonomicznej eksploatacji oczyszczalni ścieków, konieczne jest odpowiednie wyposażenie techniczne obiektu. Odpowiednie dopasowanie poszczególnych elementów składowych systemu oczyszczania ścieków determinuje zakładany efekt usuwania ze ścieków substancji organicznych, związków biogennych i zawiesiny ogólnej. Zasadnicza część oczyszczalni ścieków, czyli biologiczny stopień usuwania zanieczyszczeń ze ścieków, oparty zazwyczaj jest na systemach z osadem czynnym (wielofazowy osad czynny) bądź na złożach biologicznych. Spotykane są również rozwiązania hybrydowe, wykorzystujące połączenie zawieszonej biomasy (osad czynny) i błony biologicznej w jednym reaktorze tzw. systemy MBBR (moving bed biofilm reactor) [9]. Nie mniej jednak powszechnie wykorzystywane są wielofazowe systemy osadu czynnego, pozwalające na wysokosprawne zintegrowane usuwanie węgla, azotu i fosforu ze ścieków. Osadniki Imhoffa oraz złoża biologiczne, które przez dziesiątki lat stanowiły fundament oczyszczalni ścieków komunalnych w Polsce, uznawane są obecnie za obiekty reliktowe. Rozwój technologii oczyszczania ścieków na przestrzeni lat spowodował, że obiekty te są modernizowane i zastępowane klasycznymi osadnikami wstęp- GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA sierpień

2 nymi i komorami osadu czynnego [14]. Niemniej jednak funkcjonują liczne obiekty, w których nadal osadniki Imhoffa i złoża biologiczne są utrzymywane w stanie ciągłej eksploatacji [8]. Aktualnie osadniki Imhoffa i złoża biologiczne stosowane są sporadycznie i raczej w małych bądź lokalnych i przydomowych systemach oczyszczania ścieków. Heidrich [5] postuluje z kolei wykorzystanie złóż biologicznych w obiektach o wielkości 15 RLM. Celem artykułu jest ocena efektywności usuwania zanieczyszczeń ze ścieków w oczyszczalni w Gorlicach, której biologiczne oczyszczanie ścieków oparte jest na złożach biologicznych i osadzie czynnym w dwóch niezależnych ciągach technologicznych. 2. Charakterystyka oczyszczalni ścieków w Gorlicach Fot. 1. Oczyszczalnia ścieków w Gorlicach [4] Fot. 1. Wastwater treatment plant in Gorlice Rys. 1. Schemat technologiczny oczyszczalni ścieków w Gorlicach [7, 12] Fig. 1. Technological scheme of the Gorlice WWTP Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków zlokalizowana jest we wschodniej części miasta, przy obwodnicy Gorlic (Fot. 1). Oczyszczalnię zaprojektowano i wybudowano w latach osiemdziesiątych. Uruchomiona została w 1991 r., a następnie w 25 r. została poddana modernizacji. Projektowana średniodobowa przepustowość w okresie bezdeszczowym stanowi Q śrd = 175 m 3 /d i Q maxd = m 3 /d, z kolei w okresie deszczowym Q śrd = 15 m 3 /d. Równoważna liczba mieszkańców została określona na poziomie RLM = 875. Odbiornikiem ścieków oczyszczonych jest rzeka Ropa w km 33+1 [1, 7]. Do oczyszczalni doprowadzane są ścieki komunalne z terenu Gorlic oraz z części gmin Gorlice i Sękowa oraz ścieki ogólne z zakładów produkcyjno-usługowych (poza ściekami z Rafinerii Gorlice). Dodatkowo do kanalizacji dopływają też okresowo wody opadowe w ilości ok. 4 m 3 /d. Ponadto do oczyszczalni dowożone są ścieki z terenów nieobjętych systemem kanalizacji sanitarnej, zarówno z Gorlic, jak i gmin ościennych [7]. Ciąg technologiczny oczyszczalni ścieków realizowany jest w oparciu o następujące urządzenia: kraty gęste, piaskownik poziomy, osadnik Imhoffa, złoża biologiczne, reaktor BIOCOMPACT z komorą stabilizacji osadów, osadniki wtórne typ Rex (rys. 1). W pierwszej kolejności ścieki dopływają do hali krat, w które zlokalizowane są dwie kraty gęste hakowo-taśmowe o prześwitach 6mm. Pozbawione skratek ścieki zostają skierowane do dwukomorowego piaskownika poziomego podłużnego, a pozbawione zawiesiny mineralnej spływają do pompowni, której celem jest rozdział ścieków na dwa niezależne ciągi biologicznego oczyszczania ścieków linię złóż biologicznych oraz linię osadu czynnego. W linii złóż biologicznych w komorze rozdzielczej następuje rozdział ścieków. Ścieki mogą być kierowane do osadnika Imhoffa albo bezpośrednio na złoża biologiczne (do kolejnej komory rozdzielczej przed złożami). Może nastąpić także inny rozdział strumienia, w którym część ścieków będzie skierowana do osadnika Imhoffa, a część bezpośrednio na złoża. Dzięki zasuwom w komorze można regulować natężenie dopływu ścieków do linii złóż biologicznych. W ciągu technologicznym znajduje się układ składający się z 3 złóż biologicznych ze zraszaczami obrotowymi i 3 osadników wtórnych, przy czym obecnie eksploatowane jest jedno złoże biologiczne i jeden osadnik wtórny. Osadnik Imhoffa składa się z równoległych komór przepływowych ze szczeliną w dnie, które zespolone są z komorą fermentacyjną. Objętość części fermentacyjnej osadnika wynosi ok 42 m 3, co przy docelowej dobowej ilości osadu 86 kg/d i średnim uwodnieniu 98% daje czas fermentacji ok. 1 dni. Czas przepływu ścieków przez osadnik wynosi ok. 1h. Z osadnika Imhoffa ścieki przepływają na złoże biologiczne. Obciążenie hydrauliczne złóż wynosi,8 m/h, a powierzchnia jednego złoża wynosi ok. 3m 2. Konieczna ilość ścieków dla zapewnienia optymalnego obciążenia hydraulicznego złoża biologicznego wynosi 24 m 3 /h. Obciążenie złoża ładunkiem jest równe,37 kg /m 3 d. Po złożu biologicznym ścieki dopływają do osadnika wtórnego o przepływie poziomo-pionowym typu Rex. Głębokość osadników wynosi 9m, a czas zatrzymania w osadnikach wynosi 2,4 h [7]. Drugi ciąg biologicznego oczyszczania ścieków stanowią dwa reaktory BIOCOMPACT, które składają się z komory denitryfikacji, nitryfikacji oraz z komory separacji zastępującej klasyczny osadnik wtórny wraz z recyrkulacją osadu czynnego wewnętrzną i zewnętrzną. Aktualnie w eksploatacji znajduje się jeden z reaktorów. Biologiczne oczyszczanie ścieków w reaktorze BIOCOM- PACT opiera się na technologii niskoobciążonego osadu czynnego o przedłużonym czasie napowietrzania, z biologicznym usuwaniem związków biogennych oraz sedymentacji osadu czynnego w strefie separacji. Usuwanie fosforu ze ścieków w gorlickiej oczyszczalni odbywa się na drodze biologicznej defosfatacji i sporadycznie przez strącanie chemiczne za pomocą 4% roztworu siarczanu żelaza. Koagulant dawkowany jest przed osadnikami wtórnymi w linii złóż biologicznych oraz do reaktora BIOCOMPACT. Ścieki oczyszczone odpływają z osadników wtórnych oraz reaktora BIOCOMPACT do odbiornika ścieków rzeki Ropa poprzez odcinek potoku Młynówki. Przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych w oczyszczalni w Gorlicach opiera się na tlenowej stabilizacji (osadu nad- 296 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA sierpień 215

3 miernego wydzielonego zarówno w komorze separacji w linii osadu czynnego, jak i osadu nadmiernego z osadników wtórnych w linii złóż biologicznych) w komorze stabilizacji zlokalizowanej w obrębie reaktora BIOCOMPACT, oraz fermentacji beztlenowej osadów wstępnych z linii złoża biologicznego. Ustabilizowane tlenowo osady nadmierne oraz osady przefermentowane z osadnika Imhoffa są odwadnianie na prasie taśmowej i higienizowane wapnem palonym. Zhigienizowany osad składowany jest pod wiatą, a następnie przekazywany do rolniczego wykorzystania, a w ostatnich dwóch latach kierowany również do kompostowania [7, 12]. 3. Metodyka oceny efektywności technologicznej oczyszczalni w Gorlicach Metodyka oceny efektywności technologicznej oczyszczalni w Gorlicach opiera się na analizie wyników badań jakościowych ścieków surowych i oczyszczonych, wykonywanych 2 razy w miesiącu, udostępnionych przez Miejskie Przedsiębiorstwo Gospodarki Komunalnej w Gorlicach z okresu od 1 stycznia 21 do 31 grudnia 213 r. Efektywność usuwania zanieczyszczeń określono w oparciu o kryterium najwyższych dopuszczalnych wartości, ChZT, zawiesiny ogólnej, azotu i fosforu ogólnego określonych przez pozwolenie wodnoprawne [1]. Z kolei procentową sprawność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków w latach określono na podstawie analizy porównawczej ścieków surowych i oczyszczonych. W niniejszym artykule uwzględniono wszystkie wyniki jakości ścieków, również z okresu, gdy temperatura w komorze osadu czynnego była niższa od 12 o C. Dodatkowe kryterium oceny efektywności oczyszczania ścieków stanowi niezawodność oczyszczalni, w odniesieniu do uzyskania wymaganej jakości odpływu względem pozwolenia wodnoprawnego. Podstawę obliczeń niezawodnościowych stanowi współczynnik niezawodności (WN), określany w postaci ilorazu średniej wartości stężenia w odpływie i wartości dopuszczalnej w odpływie z oczyszczalni [13] oraz wskaźnik technologicznej sprawności (Psw), określony na podstawie liczby wyników badań zgodnych z wartościami dopuszczalnymi z pozwolenia wodnoprawnego i ilości wszystkich wyników badań [1]. Jakościowe wymagania dla ścieków oczyszczonych w oczyszczalni w Gorlicach są porównywalne z wartościami ustalonymi w polskim ustawodawstwie dla obiektów o wielkości RLM= [11]. Zgodnie z pozwoleniem wodnoprawnym ścieki odprowadzane do odbiornika nie mogą przekraczać parametrów: 15, mg O 2 /dm 3 ; ChZT 125, mg O 2 /dm 3 ; zawiesina og. 35, mg/dm 3 ; azot og. 15, mg N/dm 3 i fosfor og. 2, mg P/dm 3 [1]. 4. Wyniki badań i dyskusja Tabela 1. Charakterystyka ilościowa ścieków dopływających do oczyszczalni ścieków w Gorlicach w latach Table 1. Quantitative characteristics of the influent wastewater to the WWTP in Q śrd [m 3 /d] Wartość średnia 6185,1 5619,6 5634,9 5877,1 5829, Mediana 5978,4 5542,8 5638,4 576,9 5699,9 Wartość minimalna 4368,3 2259,9 2841,9 46,6 2259,9 Wartość maksymalna 1284,5 9348,9 1454,6 9579,7 1454,6 Odchylenie standardowe 143, 1174,6 1146,2 143,3 1127, Współczynnik zmienności,17,21,2,18,19 Q śrd [m 3 /d] Rys. 2. Ilość ścieków doprowadzanych do oczyszczalni ścieków w latach Fig. 2. The average daily volume of wastewater flowing into the treatment plant in Obciążenie hydrauliczne oczyszczalni ścieków w okresie od 1 stycznia 21 r. do 31 grudnia 213 r. kształtowało się na zróżnicowanym poziomie od 2259,9 do 1454,6 m 3 /d, stanowiąc średnio ok. 4% przepustowości projektowanej w porze deszczowej (tab. 1). Rezerwy hydrauliczne obiektu są duże. Średnie roczne przepływy z rozpatrywanego czterolecia są oscylują na poziomie ok. 6 m 3 /d. Największe zróżnicowanie przepływów średniodobowych odnotowano w 211 r. Najwyższy przepływ w analizowanym czteroleciu wystąpił w 212 r. w porze deszczowej (wrzesień). Było to spowodowane bardzo intensywnymi opadami deszczu w regionie w tym czasie. Podobnie w czerwcu 21 r. przepływ ścieków był bardzo wysoki z powodu obfitych opadów deszczu i licznych podtopień na terenie Gorlic i okolic (rys. 2). Przepływy średniodobowe utrzymywały się najczęściej w granicach między 5 m 3 /d, a 7 m 3 /d. Sporadycznie pojawiały się dużo niższe przepływy np. w lipcu oraz październiku 211 r. podczas okresów przejściowej suszy. Przepływy wysokie, które znacznie odbiegają od średniej wartości zwykle były powodowane wzrostem intensywności opadów, bądź długotrwałymi silnymi opadami. Wraz ze zmianami ilościowymi ścieków odnotowano także istotne zróżnicowanie w odniesieniu do jakości ścieków surowych oraz ładunków zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni (tab. 2). Najniższa wartość wskaźnika w ściekach surowych wynosiła 76,6 mg O 2 /dm 3 (wrzesień 21 r.), natomiast najwyższą wartość na poziomie 447,4 mg O 2 /dm 3 stwierdzono w maju 211 r. Graniczne wartości wskaźnika ChZT odnotowano we wrześniu 21 r. (17,5 mg O 2 /dm 3 ), a także we wrześniu 212 r. (1254,1 mg O 2 /dm 3 ). Wartości zawiesiny ogólnej w ściekach dopływających do oczyszczalni zawierają się w granicach od 11 mg/dm 3 w 21 i 211 roku do 137,5 mg/dm 3 w 212 r. Wartości związków biogennych w ściekach surowych były zróżnicowane. Okresowo pojawiały się duże wahania stężenia azotu ogólnego, przede wszystkim w miesiącach kwiecień, maj i czerwiec 211 r. Zdecydowanie niższe wartości tego wskaźnika były odnotowane w 21 r. w porównaniu z pozostałymi latami. Podobne dane zebrano w odniesieniu do fosforu ogólnego, jednakże najwyższe ilości wystąpiły w latach 212 i 213. Odnotowano również, że w okresach deszczowych stężenia związków biogennych były bardzo niskie, na poziomie < 1 mg N/dm 3 oraz <1 mg P/dm 3 (maj i czerwiec 21 r.). Zróżnicowana jakość i ilość ścieków surowych przekłada się na zmienne obciążenie substratowe oczyszczalni. Rozkład ładunków zanieczyszczeń organicznych wyrażonych wskaźnikiem oraz ChZT kształtował się na poziomie od 252,5 do 4622,4 kg O 2 /d oraz od 576,5 do 8789,5 kg O 2 /d. Ładunek zawiesiny ogólnej wynosił od 11, kg/d do 1425,5 kg/d. Natomiast zakres ładunków związków biogennych oscylował w przedziale od 63,6 do 678,6 kg N/d oraz od 1,5 do 65,5 kg P/d (tab. 3). Obciążenie oczyszczalni ścieków wyrażone równoważną liczbą mieszkańców w analizowanym czteroleciu oscylowało na poziomie od 1969 do 2842 RLM, przy średniej wartości RLM, stanowiąc około 3% poziom wartości projektowanej. GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA sierpień

4 Tabela 2. Charakterystyka ścieków surowych w latach Table 2. Influent characteristics in Wybrane statystyki ChZT Zaw. og. [mg [mg N [mg P Średnia 253,2 58,6 37,8 55,4 3,4 Minimum 32,5 74,2 21, 8,2,2 Maksimum 737,7 1345,6 178, 111,8 1,5 Mediana 253, 527,2 295, 53,8 3,3 Odch. standardowe 118, 275,1 29,4 22,1 1,54 Wsp. zmienności,47,47,78,4,45 Percentyl 15% 14,2 33,6 148,5 3,5 2, Percentyl 85% 354,1 93, 628,8 76,7 4,8 Tabela 3. Dobowe ładunki zanieczyszczeń w ściekach surowych dopływający do oczyszczalni w Gorlicach w latach (wartości średnie) Table 3. The daily pollutant loads in wastewater flowing in the Gorlice WWTP in (the average value) Ładunek zanieczyszczeń [kg O 2 /d] 1144,1 1575,5 1682,5 1569,2 1492,8 ChZT [kg O 2 /d] 2266,3 3615,6 3694,6 4153,3 3432,5 Zaw. og. [kg/d] 1771,5 227,5 2755,8 2155,2 2222,5 [kg N/d] 27,1 373,7 319, 318,5 32,3 [kg P/d] 17,1 18,7 19,8 25,1 2,2 ChZT zaw. og. [mg [mg N [mg P ,5 1,, Tabela 4. Charakterystyka statystyczna jakości ścieków oczyszczonych w latach Table 4. Statistics values of pollutants in the effluent of the Gorlice WWTP in Wybrane statystyki ChZT Zaw. og. [mg [mg N [mg P Średnia 3,54 25,7 3,7 12,,41 Minimum,6 4,72,2 5,12,6 Maksimum 14, 52, 18, 21,5 1,98 Mediana 2,8 25, 3, 11,4,23 Odch. standardowe 2,52 1,1 2,7 3,2,4 Wsp. zmienności,71,39,75,26,97 Percentyl 15% 1,6 16,1 1,6 9,1,1 Percentyl 85% 5,3 36, 5,2 15,4,8, Rys. 3. Jakość ścieków oczyszczonych w poszczególnych latach eksploatacji obiektu (wartości średnie miesięczne) Fig. 3. Quality of wastewater from WWTP in (monthly average value) Tabela 5. Efektywność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków w latach Table 5. Pollutants removal efficiency of WWTP in Wybrane statystyki ChZT Zaw. og. ] Średnia 98,1 93,9 98,3 73,9 85,6 Minimum 89,2 63, 79,6 6,4 18,4 Maksimum 99,8 99,5 99,9 93,2 99, Mediana 98,8 95,4 98,8 77,2 93,6 Odch. standardowe 1,9 5,3 2,5 13,6 16,8 Wsp. zmienności,2,6,3,18,2 Percentyl 15% 96,6 89,6 97,2 6,4 68,8 Percentyl 85% 99,4 97,7 99,7 86,5 97,2 Zmienna charakterystyka ilościowo-jakościowa ścieków surowych determinowała sprawność oraz stabilność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków w biologicznym stopniu oczyszczalni. Parametry ścieków oczyszczonych w latach , pomijając jednorazowe przypadki, były znacznie niższe od określonych w pozwoleniu wodnoprawnym (tab. 4, rys. 3). Przekroczenia ustalonego limitu zdarzyły się incydentalnie jedynie w przypadku azotu ogólnego. W analizowanym okresie odnotowano usunięcie związków organicznych na poziomie 89,2 99,8% oraz 63, 99,5% odpowiednio w odniesieniu do i ChZT. W ściekach oczyszczonych wartości i ChZT oscylowały w przedziale,6 14, mg O 2 /dm 3 i 4,72 52, mg O 2 /dm 3. Sprawność usuwania zawiesiny ogólnej ze ścieków kształtowała się na poziomie 79,6 99,9%, pozwalając na uzyskanie zawiesiny ogólnej w odpływie na poziomie poniżej 18, mg/dm 3. Sprawność redukcji związków biogennych był wysoki, z wyjątkiem przypadków, gdy usuwanie azotu było hamowane niską temperaturą (okres zimowy) lub niskim obciążeniem osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych w okresie deszczowym (rozcieńczenie ścieków wodami opadowymi). Efektywność usuwania azotu ogólnego wynosiła 6,4 93,2%, a w ściekach oczyszczonych zawartość kształtowała się na poziomie od 5,12 do 21,5 mg N/dm 3. Odnotowana incydentalnie niska sprawność redukcji azotu ogólnego wystąpiła w maju 21 r. w okresie deszczowym, gdy stężenie azotu og. w dopływie do oczyszczalni wynosiło 8,18 mg N/dm 3, a w ściekach oczyszczonych już 7,66 mg N/dm 3. Wysoka efektywność usuwania 298 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA sierpień 215

5 ChZT Zaw. og Rys. 4. Przebieg efektywności oczyszczania ścieków w latach Fig. 4. The effectiveness of pollutants removal from wastewater in fosforu ogólnego do 99,% wynikała przede wszystkim z chemicznego strącania fosforu solami żelaza, dzięki czemu w odpływie z oczyszczalni odnotowano wartości <1,98 mg P/dm 3 Najniższy stopień redukcji fosforu ogólnego (18,4%) został odnotowany, gdy w ściekach surowych stężenie wynosiło 1,96 mg P/dm 3, a w odpływie 1,6 mg P/dm 3. (tab. 5, rys. 4). Stopień redukcji wszystkich analizowanych wskaźników z wyjątkiem azotu ogólnego oraz fosforu ogólnego był na poziomie wyższym od wytycznych podanych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska dla obiektów o wielkości RLM= [11]. W oparciu o analizę danych stwierdza się, że efektywność oczyszczalni ścieków w Gorlicach jest porównywalna do sprawności innych obiektów, zbliżonych pod względem wielkości RLM [2, 3, 6]. Przeprowadzona analiza parametrów niezawodnościowych wykazała bardzo wysoką niezawodność pracy oczyszczalni ścieków w Gorlicach. Średnia wartość WN w latach dla poszczególnych wskaźników zanieczyszczeń, z wyjątkiem azotu ogólnego, była niższa od,3 i wynosiła odpowiednio:,236; ChZT,26; zawiesina ogólna,15,,83 i,27 (rys. 5). Wyznaczone wskaźniki technologicznej sprawności wskazują, że rozpatrywana oczyszczalnia ścieków funkcjonuje prawidłowo z wysoką efektywnością, dzięki czemu spełnione zostają wymagania określone w obowiązującym pozwoleniu wodnoprawnym. Średnia wartość Psw dla poszczególnych wskaźników zanieczyszczeń w analizowanym czteroleciu kształtowała się na poziomie: 98,9%; ChZT 98,9%; zawiesiny og. 98,9%, 83,5% i 98,9% (rys. 6). WN [-] 1,,8,6,4,2, BZT5 ChZT Zaw. og. Nog Pog Rys. 5. Wartość współczynnika niezawodności dla poszczególnych wskaźników zanieczyszczeń w latach Fig. 5. The technological reliability indicators in Podsumowanie Oczyszczalnia ścieków komunalnych w Gorlicach jest oczyszczalnią mechaniczno-biologiczną z podwyższonym usuwaniem związków biogennych. Aktualnie do obiektu dopływają ścieki w ilości ok. 6 m 3 /d, stanowiąc średnio ok. 4% przepustowości projektowanej w porze deszczowej. Wielkość oczyszczalni wyrażona równoważną liczbą mieszkańców kształtuje się na poziomie ok 25 RLM. W rozpatrywanym okresie ( r.) oczyszczalnia zapewniała właściwą skuteczność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków względem wymagań określonych w pozwoleniu wodnoprawnym. Odnotowano jedynie znikome przekroczenia wartości granicznych ustalonych w pozwoleniu wodnoprawnym w przypadku azotu ogólnego. Jakość ścieków oczyszczonych wskazuje, że praca oczyszczalni ścieków w Gorlicach jest prawidłowa oraz P SW [-] BZT5 ChZT Zaw. og. Nog Pog Rys. 6. Technologiczna sprawność oczyszczalni ścieków w Gorlicach w latach Fig. 6. The technological efficiency of the Gorlice WWTP in GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA sierpień

6 stabilna. Analiza wyników wykazała w latach średnią efektywność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków, która dla poszczególnych wskaźników wyniosła: 98,1±1,9%, ChZT 93,9±5,3%, Z og 98,3±2,5%, 73,9±13,6 %. 85,6±16,8%. Potwierdzeniem poprawnej eksploatacji oczyszczalni w Gorlicach jest analiza parametrów niezawodnościowych i uzyskanie zadowalających wyników WN i P SW. Oczyszczalnia ścieków komunalnych w Gorlicach stanowi wyjątkowy obiekt z technologicznego punktu widzenia, bowiem zastosowany został dualny system biologicznego oczyszczania w postaci złoża biologicznego i osadu czynnego. System dwóch niezależnych ciągów biologicznego oczyszczania ścieków, z możliwością hydraulicznej regulacji i rozdziału ścieków na dwa strumienie, pozwala na potencjalną korektę parametrów technologicznych złóż biologicznych bądź osadu czynnego, dzięki czemu jednostkowe procesy usuwania węgla, azotu i fosforu ze ścieków powinny przebiegać bez zakłóceń. Dualny układ technologiczny części biologicznej pozwala na optymalizację zarówno obciążenia hydraulicznego, jak też obciążenia substratowego bioreaktora i/lub złoża biologicznego. Ma to istotne znaczenie w przypadku dopływu dużych ilości ścieków w okresie deszczowym, dodatkowo bardzo rozcieńczonych. Złoża biologiczne w odróżnieniu od osadu czynnego wykazują mniejszą wrażliwość na zmiany składu ścieków i charakteryzują się dużą tolerancją na gwałtowne zmiany obciążenia. Obecność osadnika Imhoffa, może stanowić funkcję bufora bezpieczeństwa przy dopływie wzmożonej ilości ścieków. Mankamentem takiej regulacji może być jedynie konieczność ciągłej kontroli przepływów w oczyszczalni. Poprawa warunków hydraulicznych złoża biologicznego lub osadu czynnego pozwala również na uniknięcie problemów związanych z wypłukaniem biomasy z układu. Takie zabiegi technologiczne z pewnością minimalizują negatywne skutki zmiennego obciążenia hydrauliczno-substratowego, dzięki czemu obiekt może pracować poprawnie i niezawodnie. Modernizacja obiektu w XXI w., mimo budowy wielofazowego reaktora biologicznego, pozwoliła na zachowanie w ciągu technologicznym układu osadnik Imhoffa złoże biologiczne. Dzięki temu, urządzenia te nie podzieliły losu obiektów w oczyszczalni ścieków np. w Nowogardzie (woj. zachodniopomorskie), Dąbrowie Tarnowskiej (woj. małopolskie) lub Starachowicach (woj. świętokrzyskie), w których zły stan techniczny osadników Imhoffa i złóż biologicznych oraz ponadnormatywna jakość oczyszczonych ścieków spowodował konieczność przeprowadzenia modernizacji i zastąpienia ich nowymi reaktorami. Najczęściej osadniki Imhoffa są modernizowane w kierunku ich adaptacji na zbiorniki retencyjne, zagęszczacze grawitacyjne osadu, komory stabilizacji osadu nadmiernego, a także sekwencyjne reaktory porcjowe (np. w oczyszczalni w Miasteczku Śląskim), z kolei złoża biologiczne zraszane dostosowane są najczęściej do funkcji komory stabilizacji tlenowej osadu. Warto zaznaczyć, że oczyszczalnie ścieków komunalnych oparte na wykorzystaniu osadnika Imhoffa i złóż biologicznych zraszanych nadal funkcjonują z wysoką efektywnością, czego przykładem mogą być. obiekty np. w Leżajsku (Q śrd =115 m 3 /d, RLM) w woj. podkarpackim oraz w Oleśnie (Q śrd =24 m 3 /d, 84 RLM) w woj. opolskim. Zastosowana w gorlickiej oczyszczalni ścieków kompilacja w postaci reaktora BIOCOMPACT, osadnika Imhoffa, złoża biologicznego i prewencyjnego strącania fosforu koagulantem żelazowym pozwala na spełnienie wszystkich wymagań formalnoprawnych dla obiektu o wielkości RLM i ochronę ekosystemów wodnych przed nadmiernym zanieczyszczeniem związkami biogennymi. Efekt ekologiczny usuwania związków biogennych w ramach wdrażania dyrektywy ściekowej jest osiągnięty, a oczyszczalnia spełnia swoją funkcję w wymaganym stopniu. Piśmiennictwo [1] Decyzja Starosty Gorlickiego z dnia 16 maja 26 r. w sprawie pozwolenia wodnoprawnego dla oczyszczalni ścieków w Gorlicach. OŚ.6223/13/6. [2] Długosz J., Gawdzik J., Ocena poprawności funkcjonowania miejskiej oczyszczalni ścieków w Ostrowcu Świętokrzyskim. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 13, nr. 4, 211, s [3] Długosz J., Gawdzik J., Ocena poprawności działania oczyszczalni ścieków w Sandomierzu. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 5, 214, s [4] Geoportal. Strona internetowa: [5] Heidrich Z., Oczyszczalnie ścieków ze złożami biologicznymi dla jednostek osadniczych o wielkości RLM 15. Forum Eksploatatora, 2 (23), 26, s [6] Masłoń A., Ocena efektywności oczyszczalni ścieków w Jaśle w zmiennych warunkach hydraulicznych. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 16, nr 2, 214, s [7] Materiały informacyjne udostępnione przez Miejskie Przedsiębiorstwo Gospodarki Komunalnej Sp. z o.o. w Gorlicach [8] Piaskowski K., Hudak M., Oczyszczanie ścieków komunalnych na złożach biologicznych relikt przeszłości ciągle w eksploatacji. Forum Eksploatatora, 5 (56), 211, s [9] Podedworna J., Żubrowska-Sudoł M., Sytek K., Miejsce technologii złoża ruchomego w biologicznym oczyszczaniu ścieków. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 4, 214, s [1] Rak J., Wieczysty A., Funkcjonowanie system oczyszczalnia-odbiornik ścieków w świetle teorii niezawodności. IX Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna Problemy gospodarki wodno-ściekowej w regionach rolniczo-przemysłowych. Rajgród, 1997, s [11] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 26 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 137, poz. 984 z późniejszymi zmianami). [12] Rząca S., Ocena pracy oczyszczalni ścieków dla miasta Gorlice. Praca inżynierska (niepublikowana), 214. [13] Wałęga A., Ocena funkcjonowania oczyszczalni ścieków metodami statystycznymi, Forum Eksploatatora, 5, 29, s [14] Zdebik D., Korczak K., Optymalizacja technologii oczyszczania ścieków w aspekcie rozbudowy systemu kanalizacyjnego. Prace Naukowe GIG Górnictwo i Środowisko, 1, 21, Szanowni Autorzy, informujemy, że na stronie -statutowa/ocena-jednostek-naukowych/lista-czasopism-punktowanych/ można zapoznać się z nowym systemem kryteriów i zasad Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego dot. oceny czasopism naukowych. Informacje dotyczące wytycznych oraz lista Recenzentów znajdują się też na naszej stronie dla Autorów. 3 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA sierpień 215