SKUTECZNOŚĆ ZWALCZANIA BAKTERII NITKOWATYCH TYPU N021 I MICROTHRIX PARVICELLA PRZY ZASTOSOWANIU KOAGULANTU PAX-18 NA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W ŚWIEBODZINIE Autor: Zofia Menzel ZWKiUK Sp. z o.o. w Świebodzinie WSTĘP Oczyszczalnia Ścieków w Świebodzinie jest oczyszczalnią mechaniczno - biologiczną pracującą według technologii niskoobciążonego osadu czynnego z chemicznym usuwaniem związków fosforu. Budowę oczyszczalni rozpoczęto w 1978r. i była to przez wiele lat główna inwestycja w mieście. Ostatecznie budowę jej zakończono 1995r. oddając do użytku WKF. W roku 2003 przeprowadzono modernizację oczyszczalni pod kątem przeróbki osadów. Ścieki z kanalizacji sanitarnej całego miasta doprowadzane są grawitacyjnie do centralnej przepompowni ścieków. Stąd prowadzi się pompowanie ścieków na odcinku 1km na urządzenia oczyszczalni. Odrębnym źródłem ścieków są ścieki z Zakładów Drobiarskich ELDROB. Są one podczyszczane na urządzeniach zakładowych, a następnie grawitacyjnie spływają do przepompowni znajdującej się na terenie oczyszczalni. Trzecim źródłem ścieków jest sieć 7 wiejskich przepompowni na terenie gminy, które dostarczają ścieki bezpośrednio na urządzenia oczyszczalni. URZĄDZENIA OCZYSZCZALNI - krata łukowa typu Rotomat firmy Huber; - komora zbiorcza piaskownika gdzie następuje mieszanie ścieków z ubojni drobiu i z miasta; - piaskownik podłużny o długości 21m, o przekroju trapezowym z prostokątną kinetą w dolnej części; - przepływomierz elektroniczny Cerlic sterowany zwężką Venturi'ego; - instalacja PIX-113 składająca się ze zbiornika magazynowego o poj. 27m 3 i pompki dawkującej. PIX-113 dawkowany jest wstępnie za piaskownikiem w dawce 90g/m 3 i wtórnie za komorami osadu czynnego w dawce 20g/m 3 ; - osadniki wstępne typu radialnego o średnicy 20m i głębokości 3m. obecnie pracuje jeden osadnik - czas przetrzymania 3,5h, obciążenie hydrauliczne 0,78m 3 /m 2 h; 58
59
- komory osadu czynnego - wykonano je jako trzy prostokątne zbiorniki o głębokości 5m i objętości czynnej 1570m 3. Ze względu na znacznie mniejszą od projektowanej ilość ścieków obecnie pracują dwie komory. Komory wyposażone są w system napowietrzania drobnopęcherzykowego; - dwa osadniki wtórne radialne o średnicy 25m, głębokości 3m i objętości czynnej 1290m 3 ; - przepływomierz elektroniczny sterowany zwężką Venturi'ego; Przeróbka osadów - zagęszczacz okrągły grawitacyjny; - wydzielona komora fermentacyjna zamknięta szt.1; - prasa odwadniająca typ VX-8 - Vanex; - laguny osadowe szt.3; Bilans ilości odprowadzanych ścieków sporządzono na podstawie wskazań przepływomierza zamontowanego na kanale odpływowym ścieków z oczyszczalni. Wynosił on średnio - rok 2002-5351 m 3 /d - rok 2003-5201 m 3 /d - rok 2004-5191 m 3 /d (I półrocze) Przepływ przez oczyszczalnię jest bardzo nierównomierny. Ze względu na znaczny udział (15%) ścieków z zakładu ELDROB istnieje duża dobowa i tygodniowa nierównomierność dopływu ścieków surowych tak pod względem ilości jak i ładunku zanieczyszczeń. Ścieki oczyszczone zrzucane są do rzeki Struga Świebodzińska. PARAMETRY ŚCIEKÓW SUROWYCH 60
PARAMETRY ŚCIEKÓW OCZYSZCZONYCH PROBLEMY EKSPLOATACYJNE Na oczyszczalni zawsze istniał problem związany z nadmiernym rozwojem bakterii nitkowatych. Objawiało się to wysokim indeksem osadu i powstawaniem piany na komorach osadu czynnego przechodzącej do osadnika. Długi czas problem ten rozwiązywano stosując chlorowanie osadu dawką 1,5 g Cl/kg s.m. osadu, lub gdy efekty były niezadowalające zwiększając dawkę. Powodowało to najczęściej załamanie procesu nitryfikacji. Był to również czas gdy nikt za bardzo nie wnikał w przyczyny występowania nitek. Założono, że jedyną przyczyną jest nierównomierny dopływ ścieków z ubojni drobiu, które wówczas stanowiły znaczny - 30% - udział. W latach następnych procent udziału ścieków z ubojni zaczął maleć i przyczyna występowania organizmów nitkowatych przestała być tak jednoznaczna. Przełomowym czasem podejścia do problemu był rok 2002. Ustalono, że warunkiem sprzyjającym ich rozwojowi był długi wiek osadu ok. 25 dni i niskie obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń ok. 0,08kg BZT 5 /kg s.m.o. I. DAWKOWANIE PAX-18 DO ZWALCZANIA NITEK N021. OCENA BIOLOGICZNA Wykonano analizę osadu czynnego w Laboratorium Badawczo- Analitycznym EKOKLAR w Pile dn. 31.07.2002r. Stwierdzono, że badany osad posiada bardzo bogaty skład gatunkowy, co świadczy o niejednorodnych ściekach. Liczebność tych organizmów jest duża, aktywność biologiczna wysoka. Osad wykazuje cechy osadu o długim wieku. Morfologicznie osad zbudowany jest niewłaściwie. Kłaczki co prawda posiadają średnie rozmiary i właściwa strukturę, ale poprzerastane są licznymi bakteriami nitkowatymi, co osłabia właściwości sedymentacyjne i osad puchnie. Napowietrzanie jest właściwe. W badanym osadzie zaobserwowano liczne organizmy nitkowate. Stwierdzono występowanie: 61
- Typ 021N - dominujący - Sphaerotilus natans - dominujący - Typ 1701 - podporządkowany - Typ 0092 - podporządkowany - Streptococcus - podporządkowany Analiza ta pozwoliła również stwierdzić, że przyczyną występowania organizmów nitkowatych na oczyszczalni, oprócz wysokiego wieku i niskiego obciążenia, jest uderzeniowe obciążenie osadu związkami amonowymi oraz wysoki stosunek węgla do azotu i węgla do fosforu. Postanowiono do zwalczania nitek zastosować koagulant PAX - 18 w dawce ok. 3g Al +3 /kg s.m.o. Próbę rozpoczęto dn. 18.09.2002r. Ponieważ dość szybko uzyskano dobre efekty, ilość organizmów nitkowatych zmniejszyła się i obniżył się index osadu, po 6 dniach zmniejszono dawkę do ok. 2g Al +3 / kg s.m.o. Dnia 07.10.2002r. zakończono próbę, index osiągnął poziom ok. 140. Wyniki testu obrazują tabele 1, 2 i 3. Tabela 1. Sytuacja na oczyszczalni przed zastosowaniem PAX-18 *K1/K2 po 30 min.- zawiesina łatwo opadająca w komorze1 / w komorze2 **Sucha masa osadu w komorze1 / w komorze2 *** Index osadu w komorze1 / w komorze2 62
Zofia Menzel Skuteczność zwalczania bakterii nitkowatych... Tabela 2. Wyniki podczas przeprowadzania próby z PAX-18 Tabela 3. Sytuacja na oczyszczalni po zakończeniu próby. 63
Po zakończeniu dawkowania PAX-18 ponownie przeprowadzono badanie osadu czynnego w Pracowni Biologicznej BIOM w Pile dn.17.10.2002r. Swierdzono, że badany osad posiada brunatną barwę oraz ziemisty zapach. Jest zbudowany z kłaczków o średniej wielkości o zwartej strukturze i właściwej spójności. Mikrofauna osadu jest bardzo bogata, co świadczy o zróżnicowanym składzie napływających ścieków oraz optymalnych warunkach panujących w komorze napowietrzania. Dominują orzęski pełzające po kłaczkach obok osiadłych. Nielicznie spotyka się przedstawicieli korzenionóżek oraz wrotków. Napowietrzanie jest właściwe. Osad jest bardzo aktywny biologicznie co korzystnie wpływa na efekty pracy oczyszczalni. Z badanego osadu wyizolowano organizmy nitkowate stanowiące grupę dominującą i oznaczono ją jako organizmy sinicopodobne. Stwierdzono, że organizmy sinicopodobne nie wpłynęły negatywnie na pracę osadu i nie spowodowały jego puchnięcia. Wiosną 2003r. ponownie zauważono wzrost indexu osadu i w obrazie mikroskopowym ilość organizmów nitkowatych na poziomie 5 w skali od 0 do 5. Na komorze osadu czynnego pojawił się kożuch. II. DAWKOWANIE PAX-18 DO ZWALCZANIA MICROTHRIX PARVICELLA OCENA BIOLOGICZNA Przeprowadzono badanie osadu w Laboratorium Usług Badawczych ANALITYK w Pile dn. 16.06.2003r. Stwierdzono, że badany osad zbudowany jest z kłaczków średniej wielkości masowo poprzerastanych bakteriami nitkowatymi, co utrudnia sedymentację. Większość bakterii nitkowatych występuje wewnątrz kłaczków utrzymując właściwą spójność. Mikrofauna osadu jest bardzo różnorodna pod względem gatunkowym, jednak ilość ich jest ograniczona. Osad wykazuje cechy ustabilizowanego, aktywnego biologicznie. Stwierdzono występowanie następujących organizmów nitkowatych: 64 - Microthrix parvicella - typ dominujący - Nostocoida limicola - podporządkowany - TYP 0041 - podporządkowany - TYP 1701 - podporządkowany Test z PAX- 18 rozpoczęto 08.07.2003r. Początkowo zastosowano dawkę ok. 3g Al +3 /kg s.m.o., następnie po 7 dniach zmniejszono dawkę do ok. 2g Al +3 /kg s.m.o. Po 11 dniach zakończono dawkowanie koagulantu, uzyskując zadawalające efekty. Index osadu obniżył się z 315-311 na 127-125 i taki się utrzymywał do wiosny 2004 r. Przebieg testu obrazują tabele 4, 5 i 6.
Zofia Menzel Skuteczność zwalczania bakterii nitkowatych... Tabela 4. Sytuacja na oczyszczalni przed próbą z PAX-18 Tabela 5. Wyniki podczas próby z PAX-18 65
Tabela 6. Sytuacja na oczyszczalni po zakończeniu próby z PAX-18 Po zastosowaniu koagulantu PAX-18 index osadu obniżył się i stan taki utrzymywał się do wiosny 2004r. Można przypuszczać,że organizmy nitkowate, a przede wszystkim Microthrix parvicella, zostały wyeliminowane z osadu lub ich liczba została znacznie ograniczona. Niestety, z przyczyn obiektywnych, nie została wykonana analiza osadu czynnego po zakończeniu testu dlatego wnioski są wyciągnięte na podstawie zebranej dokumentacji własnej pracy oczyszczalni WNIOSKI: 1. Trudno ustalić jaki jest powód występowania organizmów nitkowatych na oczyszczalni w Świebodzinie gdyż pojawiają się one bardzo licznie i w bardzo zróżnicowanym składzie. 2. PAX-18 w dawce ok. 3g Al +3 /kg s.m.o. skutecznie wpłynął na redukcję TYPU N021 i Sphaertilus natans. 3. W zaproponowanej dawce PAX-18 całkowicie wyeliminował z osadu TYP 1701, TYP 0092 i Streptoccocus 4. PAX-18 w zaproponowanej dawce nie wyeliminował, ale skutecznie ograniczył rozwój Microthrix parvicella na oczyszczalni ścieków w Świebodzinie. 5. Dozowanie PAX -18 skutecznie wpłynęło na obniżenie indexu osadu i usunięcie kożucha z powierzchni komór osadu czynnego 6. Dozowanie PAX-18 w zaproponowanej dawce nie wpłynęło ujemnie na wyniki oczyszczania ścieków. 7. PAX-18 nie wywołał ujemnych skutków w mikrofaunie osadu czynnego. 66