OCENA SKUTECZNOŚCI HYDROFITOWEGO SYSTEMU DOCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI W SIERPCU

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2007 z. 519: 167-177 OCENA SKUTECZNOŚCI HYDROFITOWEGO SYSTEMU DOCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI W SIERPCU Danuta Lipińska 1, Jerzy Jeznach 2 1 Instytut Przemysłu Skórzanego w Łodzi 2 Katedra Kształtowania Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wstęp Oczyszczanie i doczyszczanie ścieków miejskich zawierających znaczący udział ścieków przemysłu rolno-spoŝywczego, stanowi jeden z waŝnych problemów inŝynierii środowiska. Dotychczas stosowano wiele metod w Polsce i na świecie, próbując rozwiązać ten problem, ale niewątpliwie, nie udało się opracować uniwersalnej, powszechnie akceptowanej metody. Systemy hydrofitowe mogą być alternatywnym i skutecznym rozwiązaniem. Są to obiekty łatwe w eksploatacji i bardzo efektywne w usuwaniu substancji organicznej i związków azotu ze względu na równoczesny przebieg procesów tlenowych i beztlenowych [OBARSKA-PEMPKOWIAK 2002]. Systemy hydrofitowe nie były dotychczas wykorzystywane do doczyszczania ścieków z browaru. Ścieki te są wysoko obciąŝone substancją organiczną podatną na rozkład biologiczny, wykazują duŝą skłonność do szybkiego zagniwania i wytwarzania w wyniku fermentacji kwasów organicznych. Teoretycznie zakłada się, Ŝe dla efektywnej pracy oczyszczalni miejskiej przyjmującej ścieki przemysłu browarniczego ilość ścieków ze słodowni i browaru nie powinna przekraczać więcej niŝ 3-5% ogólnej ilości ścieków bytowo-gospodarczych doprowadzanych do tej oczyszczalni. Natomiast w przypadku Miejskiej Oczyszczalni Ścieków w Sierpcu udział ścieków z browaru dochodzi do 50% w okresie wzmoŝonej produkcji piwa. Analiza funkcjonowania oczyszczalni w latach 2001-2004 oraz badania dotyczące charakterystyki chemicznej ścieków wykazały znaczną zmienność składu i ilości ścieków doprowadzanych i odprowadzanych z oczyszczalni [WOCHOWSKA, JEZNACH 2003, 2004]. Stwierdzono, Ŝe metody konwencjonalne stosowane w oczyszczalni w Sierpcu, w warunkach dynamicznego obciąŝenia ilościowego i jakościowego ściekami z browaru, nie mogą stanowić ostatecznego rozwiązania problemu oczyszczania ścieków. Istnieje konieczność zastosowania dodatkowego układu doczyszczania. W tym celu wybudowano eksperymentalną oczyszczalnię hydrofitową, doczyszczającą średnio około jedną tysięczną część ścieków oczyszczanych na oczyszczalni komunalnej. Przeprowadzono badania, których celem była ocena skuteczności hydrofitowego systemu doczyszczania ścieków komunalnych, na przykładzie oczyszczalni w Sierpcu [LIPIŃSKA 2005]. Materiał i metody Dla osiągnięcia postawionych celów pracy badawczej przyjęto hybrydowy system hydrofitowy z podpowierzchniowym przepływem ścieków (typu VSB). Ścieki

168 D. Lipińska, J. Jeznach przepływały w układzie szeregowym kaskadowym z poletek o przepływie pionowym (poletka górne) na poletka o przepływie poziomym (poletka dolne). System był zbudowany z czterech równolegle ułoŝonych względem siebie takich kaskad, z których pierwsze dwie były zalewane w sposób ciągły, a dwie pozostałe - okresowy [WOCHOWSKA, JEZNACH 2003, 2004]. Układ złóŝ doświadczalnego systemu hydrofitowego prezentuje rysunek 1. Badania skuteczności doczyszczania ścieków prowadzono w latach 2002-2004, z podziałem na okresy: wiosna - lato- jesień - wczesna zima. Materiał badawczy stanowiły próby ścieków oraz materiału roślinnego i filtracyjnego. Przeprowadzone badania obejmowały analizy fizyczno-chemiczne. W kaŝdej podstawowej serii badań wykonano sześć następujących oznaczeń dla dziewięciu pobranych prób: ph, BZT 5, ChZT, zawiesiny ogólnej, fosforu ogólnego, azotu ogólnego w wodach dopływających do poletek górnych i dolnych oraz wypływających z poletek dolnych w studzience. Dodatkowo wykonano kilka serii badań podstawowych form azotu: amonowego, azotanowego. Do wykonania analiz wykorzystano system analiz fotometrycznych, składający się z uniwersalnego fotometru filtrowego do analiz wody i ścieków, testów probówkowych i standardowych, zestawu odczynników i termostatu. Pomiary BZT 5 prowadzono z zastosowaniem automatycznych systemów rejestracji zuŝycia tlenu, metodą respirometryczną. Metoda pomiarowa dla zawiesiny ogólnej polegała na filtracji próbki przez sączek, a następnie jego suszenie oraz waŝenie. Do pomiarów ph uŝyto pehametru. Skuteczność doczyszczania ścieków określono w oparciu o wielkości zmian stęŝeń zanieczyszczeń oraz na podstawie procentowego obniŝenia stęŝeń i ładunków zanieczyszczeń w ściekach dostarczanych do systemu oraz odpowiadających im stęŝeń i ładunków zanieczyszczeń w ściekach odprowadzanych z systemu. Badano skuteczność doczyszczania ścieków przez cały system hydrofitowy, a takŝe porównano skuteczność ciągłego i okresowego podawania ścieków. Oceniono równieŝ efektywność pracy poletek o przepływie pionowym i poziomym, pracę systemu w róŝnych porach roku oraz wpływ ilościowej i jakościowej dynamiki dopływu ścieków z browaru na skuteczność hydrofitowego systemu doczyszczania ścieków. Zakresem badań objęto takŝe odczyn doczyszczanych ścieków. W całym okresie badawczym stosowano jednakowe dobowe obciąŝenie hydrauliczne złóŝ ściekami, prowadząc systematyczne pomiary ilości ścieków dostarczanych na obiekt doświadczalny oraz kontrolę systemu zasilającego. W 2004 r. średnia wartość BZT 5 w ściekach dopływających z oczyszczalni do systemu hydrofitowego wyniosła 43,3 mg O 2 dm -3. Przyjmując średni przepływ przez obiekt w 2004 roku w wysokości 3,21 m 3 doba -1, to wielkość doświadczalnego systemu hydrofitowego, liczona na podstawie RLM (liczba równowaŝnych mieszkańców) wyniosła 2,3 RLM. PoniewaŜ powierzchnia złóŝ systemu wynosiła 24 m 2, to jednostkowa powierzchnia złoŝa na jednego mieszkańca była równa 10,4 m 2. Czas zatrzymania ścieków w złoŝu wyniósł średnio 3 doby, przy średnim obciąŝeniu hydraulicznym systemu równym 0,13 m 3 m -2 doba -1. PoniewaŜ wskaźnikiem dobrej pracy poletek w oczyszczalni hydrofitowej moŝe być struktura przestrzennego rozmieszczenia i wielkość pędów trzciny, dlatego w ciągu kaŝdego sezonu prowadzono obserwację roślin na poletkach. Wyniki i dyskusja Wyniki przeprowadzonych analiz chemicznych ścieków dopływających do systemu oraz odpływających z systemu przedstawiono w tabeli 1. Dla uzyskanych w kaŝdym badaniu czterech pomiarów na odpływie obliczono cztery podstawowe parametry statystyczne (wartość minimalną, maksymalną, średnią arytmetyczną

OCENA SKUTECZNOŚCI HYDROFITOWEGO SYSTEMU DOCZYSZCZANIA... 169 i odchylenie standardowe). StęŜenia podstawowych zanieczyszczeń w ściekach systemu hydrofitowego w latach 2002-2004 Tabela 1; Table 1 Concentrations of main pollutants in the wastewater of the constructed wetland system in 2002-2004 Parametr Parameter Data pomiaru Day of research Dopływ Inflow Odpływ; Outflow MIN MAX średnia arytmetyczna average odchylenie standardowe standard deviation 1 2 3 4 5 6 7 BZT 5 OD 5 (mgo 2 dm -3 ) ChZT; COD (mg O 2 dm -3 ) Fosfor ogólny Total phosphorus (mg P dm -3 ) 25 VI 02 70 13 19 17,3 2,87 03 IX 02 31 5 14 10,8 4,27 14 XI 02 31 5 9 6,3 1,89 30 VII 03 28 4 5 4,5 0,58 28 VII 03 49 6 8 7,3 0,96 30 IX 03 38 6 9 7,3 1,5 23 VI 04 70 2 3 2,8 0,5 29 IX 04 32 2 5 3 1,41 21 X 04 46 2 3 2,3 0,5 25 VI 02 106 29 36 33 3,16 03 IX 02 54 28 45 35,3 7,27 30 VII 03 76 20 29 23 4,24 28 VIII 03 68 37 52 46 6,68 30 IX 03 80 12 20 15 3,56 23 VI 04 144 31 42 35 4,97 29 IX 04 84 24 37 29,3 5,74 21 X 04 108 19 26 21 3,37 25 VI 02 2 0,6 0,7 0,6 0,02 03 IX 02 0,6 0,2 0,3 0,3 0,03 14 XI 02 0,6 0,2 0,4 0,3 0,09 30 VII 03 1,3 0,3 0,4 0,4 0,04 28 VIII 03 1,5 0,6 0,9 0,7 0,14 30 IX 03 0,9 0,2 0,3 0,2 0,04 23 VI 04 2,1 0,1 0,1 0,1 0,02 29 IX 04 0,5 0,1 0,2 0,1 0,02 21 X 04 0,6 0,1 0,2 0,2 0,03 1 2 3 4 5 6 7 Azot ogólny Total nitrogen (mg N dm -3 ) 25 VI 02 23,3 15,6 18 17,1 1,07 03 IX 02 17,5 5,2 15 10,1 4,92 30 VII 03 11,5 6 6,6 6,3 0,28 28 VIII 03 13 8,7 10,3 9,7 0,68

170 D. Lipińska, J. Jeznach Zawiesina ogólna Suspended solids (mg dm -3 ) 30 IX 03 11,4 7,8 9 8,2 0,54 23 VI 04 18,4 8,1 9,7 8,9 0,73 29 IX 04 6,6 3,9 6,9 5,3 1,44 21 X 04 4,2 2,1 5 3,6 1,32 25 VI 02 38,8 12,8 18 15,3 2,34 14 XI 02 18 8,6 10,8 10 0,96 30 VII 03 51,6 3,5 12,5 8,8 3,9 28 VIII 03 28,9 7,2 14,4 10,8 3,23 30 IX 03 32,7 3,7 6,8 5,5 1,57 23 VI 04 58,8 6,8 10,2 8,5 1,36 29 IX 04 36,5 3,8 6,6 4,6 1,31 21 X 04 48,7 2,2 4,1 3,1 1,01 Dopływ do systemu; Inflow A1 VF CW Przepływ stały Constant flow A2 VF CW Przepływ stały Constant flow A3 VF CW Przepływ okresowy/ Periodical flow A4 VF CW Przepływ okresowy/ Periodical flow B1 HF CW Przepływ stały Constant flow B2 HF CW Przepływ stały Constant flow B3 HF CW Przepływ okresowy/ Periodical flow B4 HF CW Przepływ okresowy/ Periodical flow Odpływ z systemu; Outflow Rys 1. Układ poletek doświadczalnych systemu hydrofitowego Fig. 1. The structure of the experimental plots of the constructed wetland system W trzecim roku pracy systemu średnie stęŝenia fosforu ogólnego, azotu azotanowego(v), zawiesiny ogólnej oraz wielkości ph w ściekach doczyszczonych przez system hydrofitowy pozwoliły zaklasyfikować te ścieki do I klasy jakości wód

OCENA SKUTECZNOŚCI HYDROFITOWEGO SYSTEMU DOCZYSZCZANIA... 171 powierzchniowych. Natomiast średnie stęŝenie azotu ogólnego oraz wartość BZT 5 umoŝliwiło zaklasyfikowanie doczyszczonych ścieków w II klasie jakości wód powierzchniowych [ROZPORZĄDZENIE 2004b]. W doczyszczonych ściekach praktycznie nie odnotowano juŝ zawartości azotu amonowego oraz azotanowego(iii). Doczyszczone ścieki nie stanowiły więc Ŝadnego zagroŝenia dla środowiska, do którego były odprowadzane. Stwierdzono wysoką stabilność stęŝeń zanieczyszczeń w ściekach doczyszczonych w róŝnych porach roku (wiosna, lato, jesień, wczesna zima), takŝe w okresach zwiększonych obciąŝeń zanieczyszczeniami ścieków dopływających do oczyszczalni w Sierpcu. Uzyskane wyniki badań pozwoliły stwierdzić, Ŝe stęŝenia zanieczyszczeń w ściekach na dopływie do systemu w latach 2002-2004 wzrastały, oprócz azotu ogólnego. Szczególny wzrost stęŝeń zaobserwowano w 2004 roku w stosunku do 2003 roku w odniesieniu do substancji organicznych i zawiesiny ogólnej. Natomiast stęŝenia zanieczyszczeń na odpływie systematycznie malały wraz z kaŝdym kolejnym rokiem pracy systemu. Wprawdzie w 2003 roku na odpływie odnotowano wyŝsze stęŝenia fosforu ogólnego niŝ w 2002, to jednak w tym właśnie roku równieŝ znacznie wzrosło, w porównaniu z pozostałymi sezonami, stęŝenie tego wskaźnika na dopływie do systemu. StęŜenia wszystkich zanieczyszczeń w ściekach odprowadzanych z poletek doświadczalnych były niŝsze w 2004 roku w stosunku do lat ubiegłych i spełniały normy przyjęte przez Ministra Środowiska [ROZPORZĄDZENIE... 2004a]. Skuteczność doczyszczania w systemie hydrofitowym w stosunku do wszystkich zanieczyszczeń (wyraŝona procentowym obniŝeniem ich stęŝeń) wzrastała z kaŝdym rokiem pracy systemu. W ciągu całego okresu badawczego otrzymano coraz większą skuteczność doczyszczania ścieków w odniesieniu do wskaźników tlenowych, największą dla BZT 5 nieco niŝszą dla ChZT. W zakresie eliminacji substancji pokarmowych, fosfor ogólny był usuwany ze ścieków z większą skutecznością niŝ azot ogólny. Stosunkowo wysoką skuteczność doczyszczania uzyskano takŝe w przypadku zawiesiny ogólnej (tab. 2). Tabela 2; Table 2 Parametr Parameter Skuteczność doczyszczania ścieków przez system hydrofitowy (w %) The efficiency of the municipal wastewater extra-purification in the constructed wetland system (in %) Data pomiaru Day of research MIN MAX Średnia arytmetyczna Average Odchylenie standardowe Standard deviation 1 2 3 4 5 6 BZT 5 BOD 5 25 VI 02 72,9 81,4 75,7 3,9 03 IX 02 54,8 83,9 65,3 13,8 14 XI 02 71,0 83,9 79,8 6,1 30 VII 03 82,1 85,7 83,9 2,1 28 VIII 03 83,7 87,8 85,2 2,0 30 IX 03 76,3 84,2 80,9 3,9 23 VI 04 95,7 97,1 96,1 0,7 29 IX 04 84,4 93,8 90,6 4,4 21 X 04 93,5 95,7 95,1 1,1 1 2 3 4 5 6 ChZT COD 25 VI 02 66,0 72,6 68,9 3,0

172 D. Lipińska, J. Jeznach Fosfor ogólny Total phosphorus Azot ogólny Total nitrogen Zawiesina ogólna Suspended solids 03 IX 02 16,7 48,1 34,7 13,5 30 VII 03 61,8 73,7 69,7 5,6 28 VIII 03 23,5 45,6 32,4 9,8 30 IX 03 75,0 85,0 81,3 4,4 23 VI 04 70,8 78,5 75,7 3,4 29 IX 04 56,0 71,4 65,2 6,8 21 X 04 75,9 82,4 80,6 3,1 25 VI 02 67,2 69,2 68,7 1,0 03 IX 02 52,5 63,9 57,8 4,7 14 XI 02 23,5 64,7 46,9 18,5 30 VII 03 67,9 74,8 71,9 2,9 28 VIII 03 40,0 60,0 53,3 9,4 30 IX 03 70,5 81,8 76,4 4,9 23 VI 04 93,8 95,7 94,7 1,1 29 IX 04 64,4 75,6 70,0 5,3 21 X 04 68,4 78,9 73,2 4,8 25 VI 02 22,7 33,0 26,7 4,6 03 IX 02 14,3 70,3 42,6 28,1 30 VII 03 16,7 46,1 37,2 13,7 28 VIII 03 20,8 33,1 25,8 5,2 30 IX 03 21,1 31,6 27,9 4,8 23 VI 04 16,7 56,0 44,0 18,4 29 IX 04-12,5 40,9 18,5 25,0 21 X 04-19,0 50,0 13,7 31,4 25 VI 02 53,6 67,0 60,6 6,0 14 XI 02 40,0 52,2 44,7 5,3 30 VII 03 75,8 93,3 83,0 7,6 28 VIII 03 50,1 75,1 62,6 11,2 30 IX 03 79,2 88,7 83,2 4,8 23 VI 04 82,7 88,4 85,5 2,3 29 IX 04 82,0 89,6 87,3 3,6 21 X 04 91,5 95,6 93,7 2,1 Stwierdzono wysoką skuteczność doczyszczania w systemie, takŝe w okresach zwiększonej ilości ścieków browarniczych doprowadzanych do oczyszczalni komunalnej i wzrostu obciąŝenia tych ścieków ładunkami zanieczyszczeń, które jednocześnie powodowały wzrost obciąŝenia zanieczyszczeniami ścieków dopływających do systemu hydrofitowego. Faktyczna skuteczność doczyszczania ścieków określona w oparciu o wielkości

OCENA SKUTECZNOŚCI HYDROFITOWEGO SYSTEMU DOCZYSZCZANIA... 173 zmian ładunków zanieczyszczeń wzrastała w kolejnych latach pracy systemu i była większa niŝ skuteczność doczyszczania obliczona z porównania odpowiednich stęŝeń zanieczyszczeń. Skuteczność usuwania ładunku zanieczyszczeń ze ścieków uzyskaną w poszczególnych badaniach prezentuje rysunek 2. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 średnia redukcja 3 2 Y=-4,56E-007x +0,00035x -0,023x+78,05 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 średnia redukcja 3 2 Y=-2,04E-006x +0,002x -0,34x+72,69 25.VI.02 03.IX.02 14.XI.02 30.VII.03 28.VIII.03 30.IX.03 23.VI.04 29.IX.04 21.X.04 25.VI.02 03.IX.02 30.VII.03 28.VIII.03 30.IX.03 23.VI.04 29.IX.04 21.X.04 BZT 5 ;BOD 5 ChZT;COD 100 100 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 średnia redukcja 20 średnia redukcja 10 2 Y=-0,0002x +0,13x+42,32 10 3 2 Y=-2,06E-006x +0,002x -0,33x+78,39 0 0 25.VI.02 03.IX.02 30.VII.03 28.VIII.03 30.IX.03 23.VI.04 29.IX.04 21.X.04 25.VI.02 03.IX.02 14.XI.02 30.VII.03 28.VIII.03 30.IX.03 23.VI.04 29.IX.04 21.X.04 Azot ogólny; Total nitrogen Fosfor ogólny; Total phosphorus Redukcja zawiesiny [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 średnia redukcja 4 3 2 Y=9,38x -1,17x +0,005x -0,57x +72,65 25.VI.02 14.XI.02 30.VII.03 28.VIII.03 30.IX.03 23.VI.04 29.IX.04 21.X.04 Data pomiaru Zawiesina ogólna; Suspended solids Rys. 2. Skuteczność usuwania ładunku zanieczyszczeń (BZT 5, ChZT, fosforu, azotu i zawiesiny ogólnej) ze ścieków w poszczególnych badaniach w latach 2002-2004 (w %) Fig. 2. The efficiency of the removal of the pollutions load (BOD 5, COD, phosphorus, nitrogen, suspended solids) from the wastewater in 2002-2004 (in %)

174 D. Lipińska, J. Jeznach Dynamika zmienności skuteczności usuwania ładunków zanieczyszczeń ze ścieków uzyskanych w kolejnych badaniach kształtuje się tak jak linie trendów na wykresach. Wielomiany trzeciego i czwartego stopnia w pełni przedstawiają zmianę efektywności doczyszczania w czasie. W kolejnych latach pracy obiektu efektywność usuwania ładunków wszystkich zanieczyszczeń systematycznie wzrastała. Szczególnie duŝy wzrost redukcji ładunku ChZT, fosforu ogólnego oraz zawiesiny ogólnej obserwowano w 2003 roku w stosunku do 2002 roku. W przypadku azotu ogólnego w 2004 roku uzyskano nieco niŝszą niŝ w 2003 roku redukcję ładunku. Ładunek substancji organicznych był usuwany ze ścieków z bardzo wysoką skutecznością, wynoszącą w 2004 roku 96,35% (w stosunku do BZT 5 ) i 84,22% (w odniesieniu do ChZT). Skuteczność usuwania ładunku fosforu ogólnego w całym systemie była w 2004 roku bardzo wysoka i wyniosła 87,54%. Ładunek azotu ogólnego był usuwany ze ścieków 2004 roku ze skutecznością równą w 56,97%. Ścieki odprowadzane z systemu w 2004 roku zawierały znikomą ilość ładunku zawiesiny ogólnej, gdyŝ skuteczność usuwania tego wskaźnika była bardzo wysoka i wyniosła 93,27%. Z przeprowadzonych badań systemu zasilającego, złóŝ systemu oraz roślinności wynika, Ŝe zbyt duŝe obciąŝenie hydrauliczne systemu hydrofitowego w jednostce czasu wpływa niekorzystnie na przebieg procesów doczyszczania ścieków. Korzystny jest ciągły i równomierny dopływ ścieków oraz okresowy - z czterokrotnym dopływem w ciągu doby w czasie 2,5 godziny w cyklu. Transpiracja dla analizowanych złóŝ trzcinowych latem wynosiła 7 mm/dobę, co oznacza wydatne zmniejszenie ilości odprowadzanych ścieków do środowiska. W czasie trzech latach pracy systemu nie zaobserwowano istotnych zmian w złoŝu systemu hydrofitowego. Celowe jest kontynuowanie wieloletnich badań dotyczących trwałości i profilu złoŝa oraz jego zachowania się w warunkach eksploatacji systemu. Wybór trzciny pospolitej jako rośliny zasiedlającej system hydrofitowy był korzystnym rozwiązaniem dla uzyskania wysokiej skuteczności doczyszczania ścieków [WOCHOWSKA, JEZNACH 2004; LIPIŃSKA 2005]. Wyniki badań pozwoliły na określenie moŝliwości zastosowania proponowanej metody doczyszczania w Sierpcu oraz podanie ogólnych parametrów technicznych i technologicznych eksploatacji hydrofitowego systemu doczyszczania ścieków obciąŝonych duŝym (w ok. 70%) ładunkiem organicznym pochodzącym z browaru. Warunki lokalne w Sierpcu pozwalają na wykorzystanie proponowanej metody na terenie miejskiej oczyszczalni. W celu efektywnego wykorzystania powierzchni (około 2 ha) oraz jego ukształtowania, proponuje się wybudowanie oczyszczalni w formie dwóch niezaleŝnych, równolegle pracujących systemów hydrofitowych, o powierzchni łącznej kwater kaŝdego systemu wynoszącej 8000 m 2 [LIPIŃSKA 2005]. Wnioski Badania prowadzone na doświadczalnym systemie hydrofitowym w Sierpcu upowaŝniają do sformułowania następujących wniosków: 1. Oczyszczalnia hydrofitowa moŝe być wykorzystywana do doczyszczania ścieków z miejskiej oczyszczalni w warunkach zmieniającego się obciąŝenia ilościowego i jakościowego dopływu. 2. Zastosowany układ kombinowany złóŝ systemu hybrydowego VSB (VF-CW i HF-CW) z kaskadą umoŝliwił efektywny przebieg procesów doczyszczania ścieków. Zastosowanie konfiguracji złóŝ ze złoŝem pionowym na początku, a

OCENA SKUTECZNOŚCI HYDROFITOWEGO SYSTEMU DOCZYSZCZANIA... 175 następnie złoŝem poziomym zapewnia efektywne usuwanie zarówno substancji organicznej, jak i związków azotu i fosforu i wydaje się najbardziej korzystnym rozwiązaniem w doczyszczaniu ścieków w przypadku Sierpca. 3. Stwierdzono systematyczny wzrost efektywności usuwania zanieczyszczeń w okresie eksploatacji systemu. 4. Okres wegetacji, w którym system hydrofitowy wykazywał najwyŝsze moŝliwości efektywnego doczyszczania ścieków pokrywał się z okresem szczytu produkcyjnego browaru i wzrostu obciąŝenia ładunkami zanieczyszczeń. 5. Nie stwierdzono istotnych róŝnic w skuteczności doczyszczania na poletkach zalewanych ciągle i okresowo w odniesieniu do podstawowych wskaźników zanieczyszczeń. 6. Dynamika stęŝeń zanieczyszczeń w doczyszczanych ściekach była zróŝnicowana w ciągu roku i w okresie pierwszych trzech lat pracy systemu, co związane było z rozwojem trzciny i okresem wpracowywania złóŝ. 7. Brak jest wyraźnego wpływu sezonowych zmian temperatury na efektywność doczyszczania ścieków w złoŝach trzcinowych w odniesieniu do substancji organicznej wyraŝonej w ChZT i BZT 5 oraz związków azotu. 8. Jednostkowa powierzchnia hybrydowego obiektu trzcinowego wynosząca 11 m 2 /Mieszkańca RównowaŜnego umoŝliwia zaprojektowanie lokalnego obiektu doczyszczającego ścieki wysoko obciąŝone substancją organiczną odprowadzane z konwencjonalnej oczyszczalni ścieków w Sierpcu. Literatura LIPIŃSKA D. 2005. Ocena skuteczności hydrofitowego systemu doczyszczania ścieków na przykładzie oczyszczalni w Sierpcu. Wydział InŜynierii i Kształtowania Środowiska SGGW, Warszawa. Rozprawa doktorska: 131 ss. OBARSKA-PEMPKOWIAK H. 2002. Oczyszczalnie hydrofitowe. Wyd. Politechniki Gdańskiej. Gdańsk: 214 ss. ROZPORZĄDZENIE MŚ 2004a. Z 11 lutego 2004 roku w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód. Dz. U. Nr 32, poz. 283 i 284. ROZPORZĄDZENIE MŚ 2004b. Z 8 lipca 2004 roku w sprawie warunków, jakie naleŝy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dz. U. Nr 212, poz. 1798 i 1799. WOCHOWSKA D., JEZNACH J. 2003. Ocena skuteczności doczyszczania wód z miejskiej oczyszczalni ścieków. Przegląd Naukowy InŜynieria i Kształtowanie Środowiska 1(26): 61-65. WOCHOWSKA D., JEZNACH J. 2004. Skuteczność hydrofitowego systemu doczyszczania ścieków komunalnych obciąŝonych zmiennym ładunkiem dopływu z browaru. Przegląd Naukowy InŜynieria i Kształtowanie Środowiska 1(26): 100-105. WOCHOWSKA D., JEZNACH J., LIS W. 2003. Analiza parametrów techniczno-eksploata-

176 D. Lipińska, J. Jeznach cyjnych miejskiej oczyszczalni ścieków w Sierpcu. Przegląd Naukowy InŜynieria i Kształtowanie Środowiska 1(26): 66-70. WOCHOWSKA D., JEZNACH J., LIS W. 2004. Analiza skuteczności oczyszczania ścieków obciąŝonych duŝym ładunkiem zanieczyszczeń browarniczych w oczyszczalni w Sierpcu. Przegląd Naukowy InŜynieria i Kształtowanie Środowiska 1(26): 106-114. Słowa kluczowe: system hydrofitowy, doczyszczanie ścieków, skuteczność usuwania zanieczyszczeń Streszczenie Artykuł przedstawia ocenę skuteczności hydrofitowego systemu doczyszczania ścieków obciąŝonych zmiennym (pod względem ilościowym i jakościowym) ładunkiem ścieków browarniczych, na przykładzie oczyszczalni w Sierpcu. Rezultaty badań uzyskane w latach 2002-2004 wskazują, Ŝe oczyszczalnia hydrofitowa słuŝąca doczyszczaniu ścieków pochodzących z komunalnych oczyszczalni ścieków obciąŝonych znacznym ładunkiem substancji organicznych jest stosunkowo efektywna metodą. Analiza wyników badań wykazała, Ŝe hybrydowy hydrofitowy system doczyszczania ścieków znacząco podwyŝsza i stabilizuje efektywność pracy oczyszczalni w Sierpcu. Skuteczność doczyszczania ścieków w systemie hydrofitowym wzrastała z kaŝdym rokiem pracy systemu. Dokonano oceny moŝliwości praktycznego zastosowania tego systemu i stwierdzono, Ŝe dla efektywnego oczyszczania ścieków w Sierpcu, minimalna powierzchnia oczyszczalni hydrofitowej powinna wynosić 2 ha. ESTIMATION OF EFFICIENCY OF THE MUNICIPAL WASTEWATER EXTRA-PURIFICATION IN THE CONSTRUCTED WETLAND SYSTEM ON THE BASIS OF THE SEWAGE TREATMENT PLANT IN SIERPC Danuta Lipińska 1, Jerzy Jeznach 2 1 Leather Research Institute, Łódź 2 Department of Environmental Improvement, Warsaw Agricultural University, Warszawa Key words: constructed wetland, wastewater extra-purification, efficiency of pollution reduction Summary The paper presents estimation of the efficiency of subsurface flow of constructed wetland system under different loads of domestic wastewater mixed with brewery effluents. The study was performed in Sierpc, Poland. The results obtained in the years 2002-2004 indicate that the constructed wetland system for wastewater extra-purification of minicipal sewage treatment plants, containing a load of organic substances, is a relatively effective method. The results of analysis indicate that the hybrid constructed wetland system increases and stabilizes the efficiency of wastewater treatment in Sierpc. The efficiency of wastewater treatment increases in the fourth year of operation as compared to the first year.

OCENA SKUTECZNOŚCI HYDROFITOWEGO SYSTEMU DOCZYSZCZANIA... 177 On the basis of evaluation of the possibilities of putting this system into practice to increase the efficiency of wastewater treatment in Sierpc and on the basis of the obtained results it can be stated that for an effective wastewater treatment in Sierpc the constructed wetland system should be built on the minimum area of 2 ha. Prof. dr hab. inŝ. Jerzy Jeznach Katedra Kształtowania Środowiska Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego ul. Nowoursynowska 166 02-787 WARSZAWA e-mail: jeznach@alpha.sggw.waw.pl