Zastosowanie systemów hydrofitowych w gospodarce komunalnej Magdalena Gajewska, Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska
Plan prezentacji Definicja i zasada pracy systemów hydrofitowych Zastosowanie Koszty Republika Czeska, oczyszczanie wody basenowej, Foto M. Gajewska Austria, złoża pionowe dla 300RLM, Foto M. Gajewska
Oczyszczalnie hydrofitowe systemy, których praca naśladuje warunki hydrauliczne i siedliskowe naturalnych ekosystemów bagiennych Hydrofitowa metoda oczyszczania - proces biologiczny z udziałem różnorodnych mikroorganizmów, zasiedlonych w rozwiniętym systemie korzeni i kłączy roślin wodnych i wodolubnych Złoża pionowe we Francji, foto M. Gajewska Wetland Forum, 08.09.2016
BIOCHEMICZNE Usuwanie doprowadzonych zanieczyszczeń w różnorodnych procesach jednostkowych Sedymentacja Filtracja Sorpcja FIZYCZNE Procesy biochemiczne w szerokim zakresie potencjału utleniającoredukującego Pobór przez rośliny i mikroorganizmy
Korzyści z zastosowania systemów hydrofitowych: odporność na zmiany obciążeń hydraulicznych konkurencyjne koszty w stosunku do tradycyjnych rozwiązań naturalny wygląd umożliwiający łatwe wkomponowanie w krajobraz nie powstają wtórne osady ściekowe skuteczne usuwanie zawiesiny ogólnej i substancji organicznej możliwość usuwania związków biogennych i refrakcyjnych prosta obsługa i eksploatacja w okresie letnim transpiracja wody 4-8 mm H 2 O/d
Wady zastosowania systemów hydrofitowych: 1. Wymagana duża powierzchnia ALE systemy francuskie to tylko 2,0 m 2 /RLM złoża natleniane 0,7 m 2 /RLM 2. Długi okres wpracowania?! 3. Projektowanie systemów oparte na rzetelnej wiedzy, Eksploatacja zgodna z projektem i zasadami
SYSTEMY HYDROFITOWE Z przepływem podpowierzchniowym SSF Z przepływem powierzchniowym FWS Z poziomym przepływem SSHF Z pionowym przepływem SSVF SYSTEMY HYBRYDOWE!!!
Systemy hydrofitowe stosowane są w gospodarce komunalnej do: Oczyszczania różnego rodzaju ścieków (bytowych, przemysłowych, opadowych) Podczyszczania i renaturalizacji ścieków w celu ponownego ich wykorzystania Odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych Oczyszczania ścieków o niekorzystnym składzie np. odcieki ze składowisk odpadów Usuwania ze ścieków zanieczyszczeń specyficznych w tym mikrozanieczyszczeń organicznych (farmaceutyki, hormony, WWA)
W wielu krajach Europy wdrożone zostały zalecenia dot. oczyszczania ścieków w systemach hydrofitowych Francja sekwencyjne złoża pionowe do oczyszczania ścieków surowych Dania wytyczne z 2005 roku (Brix i Johansen, 2005) dot. stosowania złóż VSSF dla mniej niż 30 RLM Austria Őnorm 2505, Niemcy DWA-A262 Schemat indywidualnego systemu do oczyszczania ścieków z zastosowaniem pojedynczego złoża pionowego w Danii (Brix & Johansen2005).
System Francuski
Oczyszczalnia hydrofitowa do wód opadowych : oczyszczania ścieków deszczowych w miejscu ich powstawania, stworzenie pojemności retencyjnej spłaszczenie i zmniejszenie fali odprowadzanej wody opadowej skuteczne usuwanie zanieczyszczeń w tym zawiesin 2012 2015
Badania i aplikacje w Polsce Metoda hydrofitowa: w indywidualnym gospodarstwie domowym w oczyszczaniu odcieków o wysokich stężeniach zanieczyszczeń w oczyszczaniu ścieków deszczowych W odwadnianiu i stabilizacji osadów ściekowych
Oczyszczalnie przydomowe poniżej 50LM przepływ < 5 m 3 /d, [Jóźwiakowski, 2012] Parameter Inflow [mg dm -3 ] Effluent [mg dm - 3 ] Efficiency [%] Zawiesina og 311 10,7 96,5 BZT 5 498 2,9 99,4 ChZT 934 12,7 98,6 N og 94 20 78,7 P og 18,2 0,6 96,7
Konfiguracje systemów przydomowych zastosowanych w Gminie Stężyca Projekt NORWAT
% % % Efektywność usuwania zanieczyszczeń w przydomowych oczyszczalniach, Stężyca [Obarska Pempkowiak i in., 2015] 100 Materia organiczna, ChZT 2010-2011 2012-2013 80 60 40 100 80 Azot ogólny 2010-2011 2012-2013 20 0 I II III configuration 60 40 20 100 Fosfor ogólny 2010-2011 2012-2013 0 I II III configuration 80 60 40 20 0 I II III configuration
Skuteczność usuwania w sezonie wegetacyjnym i poza wegetacyjnym, Gajewska &Obarska-Pempkowiak, 2011, 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 % w egetacyjny i po w egetacyjny Zaw.og ChZTcr BZT5 Pog Nog N-NH4+ Norg
Kryteria wyboru małych oczyszczalni ścieków wg Mucha i Mikosz, 2009
Porównanie różnych rozwiązań stosowanych w oczyszczalniach przydomowych, Gajewska i in., 2016 Facility Investment costs Operation costs The efficiency of pollutants removal Primary septic tank Secondary septic tanks DRENAZ FILTR PIASKOW OSAD CZYNN ZŁOŻA ZRASZANE OCZYSZCZA LNIA HYDROFITO WA OH, STSTEM FRANCUSK low low high high high high low low high high low low low mean high high high high + + + + + - - - + + - -
ANALIZA EKONOMICZNA DLA MIEJSCOWOŚCI 180 RLM, Gajewska i in., 2016 Opcja l- konwencjonalna oczyszczalnia z siecią kanalizacyjną (grawitacyjna i ciśnieniową) Opcja II- przydomowe oczyszczalnie ścieków w technologii hydrofitowej (SS VFI-SS V F II- System francuski) Opcja III- zbiorniki szczelne Output data used for calculation Option l Option II Option III Number of people (pe) 180 180 180 Number of households 41 41 41 Number of sewer connections 41 0 0 Number of people connected to sewerage system 180 0 0 Number of pumping units 1 0 0 Number of septic tanks 0 0 41 The length of gravitational network [m] 2560 0 0 The length of pressurized network [m] 500 0 0 Number of local wastewater treatment plant 1 0 0
PODSUMOWANIE KOSZTÓW INWESTYCYJNYCH I EKSPLOATACYJNYCH ANALIZOWANYCH TRZECH OPCJI, Gajewska i in., 2016 Option Koszty inwestycyjne na RLM [PLN] Koszty inwestycyjna na gospodarstwo domowe[pln] Koszty eksploatacji na mieszkańca [PLN] Koszty eksploatacyjne na 1m 3 ścieków [PLN] Option l 6441.67 28 280.49 619.77 21.23 Option II 2050-3189 9000-14000 63.21 2.17 Option III 2 277.78 10000.00 832.50 28.51
PODSUMOWANIE W wyniku zastosowania systemów hydrofitowych są zapewnione następujące efekty: 1.Efekt rzeczowy powstają obiekty 2.Efekt ekologiczny systemy zapewnią wieloletnią ochronę środowiska i przyczynią się do znacznego ograniczenia emisji zanieczyszczeń, w tym ograniczenia emisji CO 2 3.Efekty krajobrazowe obiekty dobrze wkomponowane w krajobraz stosowane rodzime gatunki roślin, m.in..: manna mielec, trzcina pospolita i wierzba 4.Efekty ekonomiczne znacznie tańsze w eksploatacji 5.Efekty edukacyjne ścieżki dydaktyczne, wiedza użytkowników
Wniosek Systemy hydrofitowe stanowią alternatywne, zrównoważone rozwiązania dla konwencjonalnych systemów ochrony wód i oczyszczania ścieków stosowanych w gospodarce komunalnej
Wetland Forum, 08.09.2016
Wetland Forum, 08.09.2016
Wetland Forum, 08.09.2016