WYKORZYSTANIE ZŁOŻA RUCHOMEGO DO OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Z TERENÓW WIEJSKICH TREATMENT OF RURAL SEWAGE WITH USE OF MOVING BED BIOFILM

Podobne dokumenty
OCENA DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW TYPU SBR W STERKOWCU-ZAJAZIE

ANALIZA SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW KUJAWY

OCENA SKUTECZNOŚCI USUWANIA ZANIECZYSZCZEŃ W OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W TARNOWIE

Włodzimierz MIERNIK Dariusz MŁYŃSKI

BADANIA PODATNOŚCI ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU CUKIERNICZEGO NA OCZYSZCZANIE METODĄ OSADU CZYNNEGO

OCENA FUNKCJONOWANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W DYNOWIE THE EVALUATION OF WASTEWATER TREATMENT PLANT IN DYNÓW

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW PRZEMYSŁOWYCH O DUŻEJ ZAWARTOŚCI OLEJÓW NA ZŁOŻU BIOLOGICZNYM

Zobowiązania Rzeczypospolitej Polskiej wynikające z Traktatu Akcesyjnego

BADANIA TECHNOLOGICZNE OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Z PRZEMYSŁU CUKIERNICZEGO METODĄ OSADU CZYNNEGO

ELIMINACJA ZANIECZYSZCZEŃ ZE ŚCIEKÓW KOMUNALNYCH W OCZYSZCZALNI W DĄBROWIE TARNOWSKIEJ

ANALIZA EFEKTYWNOŚCI USUWANIA ZANIECZYSZCZEŃ ZE ŚCIEKÓW W OCZYSZCZALNI W WOLI DALSZEJ K/ŁAŃCUTA

SKUTECZNOŚĆ ZMNIEJSZENIA ZANIECZYSZCZEŃ ŚCIEKÓW W OCZYSZCZALNI KUJAWY EFFECTIVENESS OF SEWAGE POLLUTANTS REDUCTION IN KUJAWY SEWAGE TREATMENT PLANT

13. Funkcjonalność miasta w aspekcie skutecznego oczyszczania ścieków na przykładzie miasta Krakowa

Ocena pracy oczyszczalni ścieków w Bielsku-Białej w latach An evaluation of sewage treatment plant in Bielsko-Biała in the years

dr inż. Katarzyna Umiejewska inż. Aleksandra Bachanek inż. Ilona Niewęgłowska mgr inż. Grzegorz Koczkodaj

UNIESZKODLIWIANIE ŚCIEKÓW Z OBIEKTÓW UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ NA TERENACH NIEZURBANIZOWANYCH

yszczalni w Szebniach

Wprowadzenie. Danuta WOCHOWSKA Jerzy JEZNACH

OCENA DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W HACZOWIE PRZED I PO MODERNIZACJI

EFEKTYWNOŚĆ PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W KOŁACZYCACH

OCENA SKUTECZNOŚCI OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW W OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W NOWYM SĄCZU-WIELOPOLU

STĘŻENIA ZANIECZYSZCZEŃ W ŚCIEKACH ODPROWADZANYCH Z WIEJSKICH SYSTEMÓW KANALIZACYJNYCH WOJEWÓDZTWA MAŁOPOLSKIEGO

Oczyszczanie ścieków w reaktorach BPR z całkowitą redukcją osadu nadmiernego

ANALIZA ZMNIEJSZANIA WYBRANYCH ZANIECZYSZCZEŃ W ŚCIEKACH BYTOWYCH NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI W NOWYM ŻMIGRODZIE

ANALIZA NIEZAWODNOŚCI FUNKCJONOWANIA OCZYSZCZALNI BIOBLOK PS-50 Z ZASTOSOWANIEM METODY WEIBULLA

Budowa i eksploatacja oczyszczalni ściek. cieków w Cukrowni Cerekiew. Cerekiew S.A.

Osad nadmierny Jak się go pozbyć?

OCENA SKUTECZNOŚCI PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W JAŚLE EVAULATION OF EFFICENCY OF SEWAGE TREATMENT PLANT IN JASŁO

OCENA NIEZAWODNOŚCI DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW DLA GMINY TUCHÓW

OCENA EFEKTYWNOŚCI WSPÓŁOCZYSZCZANIA W BIOREAKTORZE SBR ODCIEKÓW ZE SKŁADOWISKA KOMUNALNEGO ORAZ ICH WPŁYWU NA MIKROORGANIZMY OSADU CZYNNEGO

OCENA MOŻLIWOŚCI OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU PRZEMYSŁU CUKIERNICZEGO

GRAF oczyszczalnie ścieków. one2clean

SKUTECZNOŚĆ OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI DLA MIASTA KRYNICA-ZDRÓJ

3.10 Czyszczenie i konserwacja kanalizacji Kontrola odprowadzania ścieków rzemieślniczo-przemysłowych (podczyszczanie ścieków)

Uwarunkowania prawne obejmujące zagadnienia dotyczące wprowadzania ścieków komunalnych do środowiska

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzony z terenu Gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

MULTI BIOSYSTEM MBS. Nowoczesne technologie oczyszczania ścieków przemysłowych Multi BioSystem MBS

OCENA PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W ŻYWCU PO WYKONANEJ ROZBUDOWIE I MODERNIZACJI

Wymagania dla przydomowych oczyszczalni ścieków w aspekcie środowiskowym

Inżynieria Ekologiczna Nr 24, (2350 mgo 2. /dm 3 ), ChZT (2990 mgo 2. /dm 3 ) i azotanów V (54,5 mgn-no 3-

USUWANIE ZWIĄZKÓW BIOGENNYCH W PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW TYPU TURBOJET I BIOCOMPACT

Acta 12 (2) 2012.indd :41:15. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 12 (2) 2013,

Nauka Przyroda Technologie

Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi część III

Założenia obciążeń: Rozkład organicznych zw. węgla Nitryfikacja Denitryfikacja Symultaniczne strącanie fosforu. Komora osadu czynnego Osadnik wtórny

Nauka Przyroda Technologie

MOŻLIWOŚCI ZWIĘKSZENIA EFEKTYWNOŚCI USUWANIA ZE ŚCIEKÓW AZOTU I FOSFORU W OCZYSZCZALNI W ŁOPUSZNEJ

OCENA PRZEMIAN ZWIĄZKÓW WĘGLA, AZOTU I FOSFORU PODCZAS OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW KOMUNALNYCH

OCENA PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W WADOWICACH PRZED MODERNIZACJĄ THE ASSESSMENT OF WORKING SEWAGE TREATMENT PLANT AT WADOWICE BEFORE THE MODERNIZATION

ŁADUNKI ZANIECZYSZCZEŃ CHARAKTERYZUJĄCE ŚCIEKI POCHODZĄCE Z BUDYNKÓW SZKOLNYCH NA TERENACH WIEJSKICH

Ładunek odprowadzony z Gdańska został porównany z ładunkiem zanieczyszczeń wnoszonych do Zatoki Wisłą.

(nr telefonu) Burmistrz Nowogrodźca ul. Rynek Nowogrodziec. ZGŁOSZENIE eksploatacji przydomowej oczyszczalni ścieków

OCENA NIEZAWODNOŚCI USUWANIA ZWIĄZKÓW BIOGENNYCH W OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW METODĄ WEIBULLA

Oczyszczanie ścieków miejskich w Bydgoszczy

Rozwinięciem powyższej technologii jest Technologia BioSBR/CFSBR - technologia EKOWATER brak konkurencji

Niskonakładowa i bezreagentowa metoda oczyszczania odcieków z przeróbki osadów w oczyszczalniach mleczarskich

Charakterystyka ścieków mleczarskich oraz procesy i urządzenia stosowane do ich oczyszczania. dr inż. Katarzyna Umiejewska

PROGRAM FUNKCJONALNO-UŻYTKOWY ZADANIA INWESTYCYJNEGO PN. BUDOWA PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW ROZPROSZONYCH NA TERENIE GMINY

Validation of the operations of municipal wastewater treatment plant in Piaseczno

Ankieta dotycząca gospodarki wodno-ściekowej w 2006 r.

Nowelizacja ustawy Prawo Wodne

POZYSKIWANIE OSADU NADMIERNEGO W STANDARDOWYM UKŁADZIE STEROWANIA OCZYSZCZALNIĄ ŚCIEKÓW

BIOREAKTOR LABORATORYJNY TYPU SBR DO BADANIA WŁAŚCIWOŚCI OSADU CZYNNEGO I PROCESÓW OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

ILOŚCI OSADÓW POCHODZĄCYCH Z WIEJSKICH OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW I KIERUNKI ICH UNIESZKODLIWIANIA

SKUTECZNOŚĆ I STABILNOŚĆ PROCESÓW OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW BYTOWYCH W OCZYSZCZALNI Z REAKTOREM SBR

REALIZACJA KRAJOWEGO PROGRAMU OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW KOMUNALNYCH NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW CZAJKA

Wpływ azotynów i zewnętrznych źródeł węgla na efektywność usuwania azotu w procesie nitryfikacji denitryfikacji w reaktorze SBR

Biologiczne oczyszczanie ścieków komunalnych z zastosowaniem technologii MBS

BIOCHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE TLENU

DELEGATURA W PRZEMYŚLU

Oczyszczanie Ścieków

Zgłoszenie. Instalacji przydomowej biologicznej oczyszczalni ścieków ze studnią chłonną WZÓR

WPŁYW TEMPERATURY NA EFEKTYWNOŚĆ PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W BIAŁYMSTOKU

WSTĘPNE DOŚWIADCZENIA Z EKSPLOATACJI ZMODERNIZOWANEJ MAŁEJ OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW Z FILTREM ŻWIROWYM

REDUKCJA FOSFORU OGÓLNEGO W ŚCIEKACH Z MAŁYCH PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNI

WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ ODPROWADZANYCH Z UBOJNI TRZODY CHLEWNEJ ORAZ MASARNI NA JAKOŚĆ ŚCIEKÓW DOPŁYWAJĄCYCH DO OCZYSZCZALNI

Ładunek zanieczyszczeń odprowadzonych do Zatoki Gdańskiej, za pośrednictwem cieków i kolektorów ścieków, z terenu Gminy Gdańsk w roku 2011

dr Karol Trojanowicz Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie Instytut Politechniczny Zakład Inżynierii Środowiska

Koncepcja przebudowy i rozbudowy

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzany z terenu gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

ANALIZA FUNKCJONOWANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W PRZYSIEKACH (POWIAT JASIELSKI) PRZY WYKORZYSTANIU WYBRANYCH METOD STATYSTYCZNYCH

OBLICZENIA TECHNOLOGICZNE

WPŁYW CZASU EKSPLOATACJI NA EFEKTY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW W OCZYSZCZALNI TYPU LEMNA

WPŁYW CZASU NAPOWIETRZANIA NA PRACĘ

Beata Wiśniewska-Kadżajan*, Kazimierz Jankowski*, Jacek Sosnowski*

Eco Tabs TM INNOWACYJNA TECHNOLOGIA DLA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W ŚWIETLE RAMOWEJ DYREKTYWY WODNEJ I DYREKTYWY ŚCIEKOWEJ. Natura Leczy Naturę

WPŁYW WIELKOŚCI DOPŁYWU WÓD OPADOWYCH NA SKŁAD ŚCIEKÓW SUROWYCH W MAŁYM SYSTEMIE KANALIZACYJNYM

Bilans ścieków, osadów i odcieków w zmodernizowanej oczyszczalni ścieków mleczarskich S.M. Mlekovita

Nauka Przyroda Technologie

WPŁYW ŚCIEKÓW MLECZARSKICH NA EFEKTYWNOŚĆ OCZYSZCZANIA ODCIEKÓW W BIOREAKTORZE MEMBRANOWYM

WYZNACZENIE OBSZARU I GRANIC AGLOMERACJI DOBRZEŃ WIELKI zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska, z dnia 1 lipca 2010r.

Suwałki dnia, r.

ZMIANY STĘŻENIA FOSFORU OGÓLNEGO W ŚCIEKACH OCZYSZCZONYCH ODPŁYWAJĄCYCH Z OCZYSZCZALNI ROŚLINNO-GLEBOWEJ PO NAWODNIENIU

ŚCIEKI PO HYDROLIZIE JAKO DODATKOWE ŹRÓDŁO WĘGLA DLA BAKTERII DENITRYFIKACYJNYCH W OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW CUKROWNICZYCH

Mariusz Pepliński, Ryszard Lidzbarski Chemiczne wspomaganie usuwania...

Ocena jakości wód powierzchniowych rzeki transgranicznej Wisznia

4. Ładunek zanieczyszczeń odprowadzony z terenu Gminy Gdańsk do Zatoki Gdańskiej

OCENA SKUTECZNOŚCI ORAZ STABILNOŚCI PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W ZABAJCE

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW I WÓD TECHNOLOGICZNYCH Z RÓŻNYCH GAŁĘZI PRZEMYSŁU Z ZASTOSOWANIEM ZAAWANSOWANYCH TECHNOLOGII: BIOLOGICZNEJ I ULTRAFILTRACJI

Transkrypt:

INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS Wykorzystanie złoża ruchomego... Nr 2/2010, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddział w Krakowie, s. 65 74 Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi Agnieszka Cupak, Andrzej Wałęga WYKORZYSTANIE ZŁOŻA RUCHOMEGO DO OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Z TERENÓW WIEJSKICH TREATMENT OF RURAL SEWAGE WITH USE OF MOVING BED BIOFILM Streszczenie Wybór technologii oczyszczania ścieków opiera się przede wszystkim na gwarancji uzyskania jakości ścieków oczyszczonych zgodnie z wymaganiami określonymi w przepisach prawnych, ale także pod kątem kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. W przypadku terenów wiejskich, zastosowana technologia oczyszczania powinna się charakteryzować elastycznością, czyli możliwością dostosowywania się układu technologicznego do zmieniającego się natężenia dopływających ścieków, tak aby nie pogorszyć jakości oczyszczanych ścieków. W artykule określono możliwość wykorzystania hybrydowego przepływowego reaktora ze złożem ruchomym do oczyszczania ścieków pochodzących z terenów wiejskich. Objętość reaktora wyznaczono jako iloraz dopływających ładunków zanieczyszczeń organicznych i całkowitego obciążenia objętości komory ładunkiem zanieczyszczeń organicznych. Materiał źródłowy stanowiły wyniki analiz fizykochemicznych ścieków surowych i oczyszczonych, pochodzące z oczyszczalni ścieków w Węgrzcach Wielkich. Okres badawczy obejmował lata 2000 2007. Przeprowadzone badania wykazały, że przedmiotowa oczyszczalnia ścieków pracowała z obniżoną efektywnością w odniesieniu do BZT 5 i zawiesiny ogólnej. W przypadku substancji biogennych obserwowano redukcję fosforu ogólnego wynoszącą 32% i azotu amonowego na poziomie 54%. Przeprowadzone obliczenia objętości reaktora biologicznego wykazały, że wraz ze wzrostem stężenia osadu czynnego maleje objętość reaktora, a wzrost procentowego udziału wypełnienia w bioreaktorze wpływa korzystnie na redukcję jego objętości w stosunku do klasycznego osadu czynnego. Słowa kluczowe: ścieki, złoże ruchome, osad czynny 65

Agnieszka Cupak, Andrzej Wałęga Summary Choose the sewage treatment technology is based on warranty of treated sewage quality according to requirements define in law rules, but also taking into account with investment and exploitation costs. In case of rural areas, chosen treatment technology should be characterized by elasticity, in other words possibility of adapt a technological structure to changeable of inflowing sewage, so that not to worsen quality of treated sewage. In the article was defined possibility of use hybrid flux reactor with moving biofilm to from rural areas. Volume of reactor was calculated as a quotient of inflowing organic contaminants load and total load of organic contaminants on volume of chamber. The source material was results of physical and chemical analysis raw and treated sewage from treatment plant in Węgrzce Wielkie. The analyzed period include year from 2000 to 2007. The calculation showed that the treatment plant worked with lower effectiveness in case of BOD 5 and total suspend solid. In case of biogenic compounds were observed reduction of total phosphorus in 32% and ammonium nitrogen in 54%. The calculations of volume biological reactor showed that along with increase of activated sludge concentration the volume of reactor decrease, and increase of percentage participation filler in bioreactor influence favorably on volume s reduction in relation to classical activated sludge. Key words: sewage, moving bed biofilm, activated sludge WSTĘP Wysokie tempo rozwoju wiejskich systemów zaopatrzenia w wodę, związane z sukcesywnym zwiększaniem się na wsi liczby mieszkańców oraz z coraz wyższym standardem wyposażenia w urządzenia sanitarne, powoduje stały wzrost ilości odprowadzanych ścieków z wiejskich jednostek osadniczych. Stwarza to konieczność modernizacji już istniejących lub budowy nowych systemów kanalizacji i oczyszczania ścieków na tych terenach. Zgodnie z zapisami w Traktacie Akcesyjnym, Polska do 31 grudnia 2015 r. musi spełnić wymogi dyrektywy unijnej dotyczące systemów zbierania oraz oczyszczania ścieków komunalnych, w odniesieniu do wszystkich aglomeracji. Szczegółowy zakres zadań, który umożliwi realizację postanowień Traktatu został określony w Krajowym Programie Oczyszczania Ścieków Komunalnych. Ustalenia tego programu zakładają, że do 2015 r. na terenie Polski powinno zostać zmodernizowanych, rozbudowanych lub/i wybudowanych około 1110 oczyszczalni ścieków [Błaszczyk, Gromiec 2006]. Ze względu na charakter ścieków odprowadzanych z ośrodków wiejskich występują znaczne trudności w utrzymaniu właściwego stopnia ich oczyszczania, głównie z uwagi na związki biogenne. Dlatego też, na tych obszarach preferowane są oczyszczalnie, charakteryzujące się znaczną odpornością na wahania przepływu i ładunku zanieczyszczeń w odprowadzanych ściekach, niską kapita- 66

Wykorzystanie złoża ruchomego... łochłonnością, niezawodnością działania, wysokim stopniem oczyszczania oraz prostotą wykonania i eksploatacji [Krzanowski, Wałęga 2006]. Powszechnie przyjmuje się, że zastosowanie złoża ruchomego pozwala na utrzymanie wysokiej efektywności oczyszczania ścieków w warunkach zwiększonego ładunku związków organicznych w dopływie, przy tej samej objętości reaktora. Celem pracy jest ocena możliwości wykorzystania złoża ruchomego do oczyszczania ścieków z terenów wiejskich. Uwaga autorów skupia się na możliwości ograniczenia objętości zbiorników w klasycznej oczyszczalni z osadem czynnym poprzez zastosowanie wypełnienia w postaci złoża ruchomego. MATERIAŁY ŹRÓDŁOWE I METODY OBLICZENIOWE Materiał źródłowy stanowiły wyniki badań fizykochemicznych ścieków surowych i oczyszczonych pochodzące z oczyszczalni ścieków zlokalizowanej z miejscowości Węgrzce Wielkie, zaprojektowanej na podstawie szwedzkiej technologii TMB. Analizy wykonane zostały w laboratorium pomiarowobadawczym w Myślenicach, w latach 2000 2007, i obejmowały następujące wskaźniki zanieczyszczeń: BZT 5, ChZT, zawiesinę ogólną, odczyn, azot azotanowy, azot amonowy, azot ogólny Kiejdahla, fosfor ogólny, fosforany. Dla wymienionych wskaźników, zarówno w ściekach surowych, jak i oczyszczonych, obliczono podstawowe charakterystyki statystyczne: wartość średnią, minimum, maksimum, odchylenie standardowe i współczynnik zmienności. Skuteczność pracy oczyszczalni oceniono z wykorzystaniem wskaźników ogólnej sprawności oczyszczalni i sprawności technologicznej oczyszczalni (P SW ) [Andraka, Dzienis 2003]. Wykorzystując objętość ścieków, ładunek oraz koncentrację zanieczyszczeń w ściekach surowych pochodzących z przedmiotowej oczyszczalni ścieków, opierając się na wytycznych ATV-A131P, dokonano obliczeń bioreaktora z osadem czynnym. Przyjęto, że w oczyszczalni realizowany będzie proces usuwania węgla organicznego i nitryfikacja azotu amonowego. Objętość przepływowego hybrydowego reaktora ze złożem ruchomym wyznaczono jako iloraz ładunku zanieczyszczeń organicznych dopływających do reaktora biologicznego i całkowitego obciążenia objętości komory ładunkiem zanieczyszczeń organicznych, stanowiącego sumę obciążenia objętości osadu czynnego i obciążenia objętości złoża ruchomego, opierając się na metodyce podawanej przez Heidricha i in. [2008]: Obciążenie objętości osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych. Wartości założone: Stężenie osadu czynnego w reaktorze biologicznym X SM [ kg s. m.. m -3 ]. Obliczenia wykonano dla X SM = 2,0; 2,5; 2,86; 3,0; 3,2; 3,5; kg.. m -3 67

Agnieszka Cupak, Andrzej Wałęga Wiek osadu czynnego (WO) w zależności od wymagań stawianych ściekom oczyszczonym. Przyrost osadu czynnego w zależności od wartości (WO) oraz relacji pomiędzy stężeniem zawiesiny ogólnej i wartości BZT 5 ścieków dopływających do reaktora biologicznego. Na podstawie założonych wielkości obliczono: Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych: A OCz = 1/ m.. WO [kgbzt 5 kg s. m. -1. d -1 ] (1) gdzie: A OCz obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych [kgbzt 5 kg s. m. -1. d -1 ],. m przyrost osadu czynnego [kg s.m.. kg BZT -1 5 ], WO wiek osadu czynnego [d]. uwzględniając wyznaczoną wartość A OCz oraz założoną wartość X SM, określono obciążenie objętości osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych: A OC = A. OC X SM [kgbzt. 5 m. -3. d -1 ] (2) gdzie: A OC obciążenie objętości osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych [kgbzt. 5 m. -3. d -1 ], X SM stężenie osadu czynnego w reaktorze biologicznym [kg. m -3 ]. Obciążenie objętości złoża ruchomego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych. Wartości założone: Obciążenie powierzchni złoża ruchomego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych (BZT 5 ) A FZR w zależności od założonego calu oczyszczania ścieków. Czynna powierzchnia właściwa złoża Fw [m 2. m -3 ] Procentowy udział objętości złoża ruchomego w reaktorze biologicznym V % (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30) Na podstawie założonych wielkości obliczono: Rzeczywistą powierzchnię złoża F RZ czyli powierzchnię elementów wypełnienia, wyrażoną w m 2, rozmieszczoną równomiernie w 1 m 3 komory reaktora biologicznego. F RZ = F w V % / 100 [m 2. m -3 komory] (3) gdzie: F RZ rzeczywista powierzchnia złoża ruchomego [m 2. m -3 komory], F w czynna powierzchnia złoża ruchomego [m 2. m -3 ], przyjęto F w =800 m 2 m -3, V % procentowy udział objętości złoża w reaktorze biologicznym [%]. 68

Wykorzystanie złoża ruchomego... Uwzględniając założoną wartość A FZR oraz wyznaczoną wielkość F RZ, określono obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń organicznych:. A ZR = A FZR F RZ / 1000 [kgbzt. 5 m. -3. d -1 ] (4) gdzie: A ZR obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń organicznych [kgbzt 5. m. -3 d -1 ] A FZR obciążenie powierzchni złoża ruchomego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych [ kgbzt 5. m -2 d -1 ] Objętość hybrydowego reaktora określono z zależności : V R = Ł BZT5 / A C [m 3 ] (5) Ładunek związków organicznych dopływających do reaktora biologicznego Ł BZT5 obliczono przy założeniu A C = A OC + A ZR [kgbzt. 5 m -3. d -1 ] (6) gdzie: Ł BZT5 ładunek związków organicznych dopływający do reaktora biologicznego [kgbzt 5 d -1 ]. A C całkowite obciążenie objętości reaktora ładunkiem zanieczyszczeń organicznych [kgbzt. 5 m -3. d -1 ] WYNIKI Wartości BZT 5 w ściekach dopływających do oczyszczalni w Węgrzcach Wielkich zawierały się w przedziale 120,0 do 640,0 mg dm 3. Wartość średnia wskaźnika w ściekach surowych wyniosła 330,36 mgo 2 dm -3, a w oczyszczonych 70,53 mgo 2. dm -3 (tab. 1). Przeciętna redukcja wartości BZT 5 wyniosła 78,65%. Porównując wartości BZT 5 w ściekach oczyszczonych z wartością dopuszczalną wynoszącą 40mgO 2 dm -3 stwierdzono, że dla 50% próbek zostały spełnione wymagania, podczas gdy Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24.07.2006 r. [Dz.U. Nr 137, poz. 984] dopuszcza tylko jeden wynik przekraczający wartość dopuszczalną. Wartości ChZT w ściekach surowych zawierały się w przedziale 220 do 1116 mgo 2 dm -3. Wartość średnia wskaźnika dla ścieków surowych wyniosła 585,75 mgo 2 dm -3, natomiast dla oczyszczonych 136,02 mgo 2.dm -3 (zakres zmienności wyniósł odpowiednio 896 do 260 mgo. 2 dm -3 ). Przeciętna redukcja ChZT wyniosła 76,78%. Po porównaniu zawartości ChZT w ściekach oczyszczonych z wartością normową wynoszącą 150 mgo 2 dm -3 stwierdzono, że w jednej próbce nie zostały spełnione wymagania Rozporządzenia. 69

Agnieszka Cupak, Andrzej Wałęga 70 Tabela 1. Podstawowe charakterystyki statystyczne analizowanych wskaźników zanieczyszczeń Table 1. Basic statistical characteristic of analyzed pollution indicators treatme nt sewage Średnia average Minimum minimum Maximum maximum Odchylenie standardowe Standard deviation Współczynnik Zmienności Variability coefficient BZT 5 [mgo 2 dm -3 ]/BOD 5 330,36 120 640 172,72 0,52 70,53 21,6 140 42,76 0,6 ChZT [mgo 2 dm -3 ]/COD 585,75 220 1116 295,37 0,5 136,02 74 334 97,6 0,71 Zawiesina ogólna [mg dm -3 ]/total suspend solid 308 52 980 298,83 0,97 65,86 31 180 41,97 0,63 Odczyn ph/reaction 7 8,2 7,1 8 Azot azotanowy [mgn NO3 dm -3 ]/nitrate nitrogen 1,91 0,1 3,6 1,34 0,7 2,78 0,5 10 3,04 1,09 Azot amonowy [mgn NH4 dm -3 ]/ ammonium nitrogen 69,46 29,9 154 30,68 0,44 40,31 14,1 75,05 18,85 0,46 Azot ogólny Kjeldahla [mgn Kiej dm -3 ]/total Kjeldahl nitrogen 32,97 11,7 69,7 18,63 0,56 12,17 4,01 28,06 6,77 0,55 Fosfor ogólny [mg dm -3 ]/total phosphorus 11,27 7,1 16,8 9,89 0,87 8,67 3,6 14,63 4,19 0,48 Fosforany [mg dm -3 ]/phosphate phosphorus 23,82 0,3 46 15,98 0,67 15,47 1,3 31 11,63 0,75 Azot całkowity[mgn dm -3 ]/total nitrogen 106,22 69,03 223,7 93,47 0,87 53,37 26,11 86,65 37,2 0,69 Średnia koncentracja zawiesiny ogólnej w ściekach surowych wyniosła 308 mgo 2 dm -3, a w ściekach oczyszczonych 65,86 mg dm -3 (tab. 1), przeciętna redukcja wskaźnika wyniosła 79,39 %. Odnosząc uzyskane wyniki stężenia za-

Wykorzystanie złoża ruchomego... wiesiny ogólnej w ściekach oczyszczonych do wartości dopuszczalnej 50 mg dm -3 podanej w Rozporządzeniu Ministra Środowiska, stwierdzono, że w większości analizowanych próbek nie zostały spełnione wymagania. Odczyn ph ścieków warunkujący właściwy przebieg procesu nitryfikacji waha się w granicach 7,5 8,5, a denitryfikacji 6,5 7,5. W przypadku ścieków surowych, jak i oczyszczonych jego wartości mieściły się w optymalnych granicach potrzebnych do rozwoju mikroorganizmów w bioreaktorze. Stężenie azotu azotanowego w ściekach dopływających do badanej oczyszczalni nie przekraczało 4,0 mgn NO3. dm -3 przy średniej wartości równej 1,91 mgn NO3. dm -3. W wyniku procesów nitryfikacji na złożu biologicznym obserwuje się przyrost tej formy azotu w ściekach oczyszczonych. Decyduje o tym wyższa temperatura powietrza i ścieków, przy której intensywniej zachodzi proces nitryfikacji, a także odpowiednie stężenie tlenu. Najwyższa koncentracja azotu azotanowego w ściekach oczyszczonych wyniosła 10,0 mgn NO3. dm -3, zaś średnia 2,78 mgn NO3. dm -3. Przeciętna wartość stężenia azotu amonowego w ściekach surowych wyniosła 69,46 mgn NH4. dm -3 (tab. 1), natomiast w ściekach oczyszczonych 40,31 mgn NH4. dm -3. Redukcja tej formy azotu w okresie badawczym była równa 41,96%. Maksymalne stężenie azotu ogólnego Kjeldahla w ściekach surowych wyniosło 70 mgn. dm -3, natomiast w ściekach oczyszczonych 28,06 mgn. dm -3. Średnie stężenie wskaźnika w ściekach oczyszczonych wyniosło 12,17 mgn. dm -3 (tab. 1), a redukcja 63,09 %. Stężenia fosforu ogólnego w ściekach surowych charakteryzowały się niewielką zmiennością, z wyjątkiem jednego przypadku, kiedy jego koncentracja przekroczyła 16,8 mgp. dm -3. Ten incydentalny przypadek prawdopodobnie był spowodowany niekontrolowanym zrzutem ścieków do kanalizacji. Podobna sytuacja miała miejsce w przypadku ścieków oczyszczonych, w których najwyższe stężenie wyniosło 14,63 mgp. dm -3 (tab. 1). Przeciętna koncentracja analizowanego wskaźnika w ściekach oczyszczonych wyniosła 8,67 mgp. dm -3, a redukcja 23,07 %. Stężenia fosforanów w ściekach surowych, podobnie jak w przypadku fosforu ogólnego wykazywały niewielką zmienność, z wyjątkiem jednej próbki z 14.05.2001 r., kiedy koncentracja wskaźnika przekroczyła 46 mgpo 4. dm -3. Ten przypadek prawdopodobnie był spowodowany niekontrolowanym zrzutem ścieków do kanalizacji. W przypadku ścieków oczyszczonych maksymalne stężenie fosforanów wyniosło 31 mgpo 4. dm -3, zaś przeciętna koncentracja 15,47 mgpo 4. dm -3 (tab. 1). Redukcja tej formy fosforu w okresie badawczym wyniosła 35,05 %. Obliczenia pokazały, że badana oczyszczalnia pracuje z najwyższą niezawodnością w przypadku ChZT. Wyznaczona wartość wskaźnika Psw dla ChZT była równa 85,71%. W przypadku zawiesiny ogólnej, oczyszczalnia pracuje z niższą efektywnością, na poziomie 62,5%, natomiast w odniesieniu do BZT 5 42,82%. Dla analizowanej konfiguracji oczyszczalni oraz dla temperatury 12 C w komorze osadu czynnego, określono zależność objętości reaktora biologicznego od procentowego udziału objętości złoża ruchomego oraz stężenia osadu 71

Agnieszka Cupak, Andrzej Wałęga czynnego. Obliczenia miały na celu wybranie optymalnego rozwiązania, charakteryzującego się najniższą kubaturą reaktora biologicznego. Zależność objętości reaktora biologicznego od procentowego udziału wypełnienia złoża ruchomego w reaktorze biologicznym przy różnych stężeniach osadu czynnego przedstawiono na rysunku 1. Wraz ze wzrostem stężenia osadu czynnego maleje objętość reaktora biologicznego. Przy stężeniu osadu czynnego równym 2,0 kg. m -3 i 5% udziale wypełnienia, objętość reaktora wyniosła 210 m 3, a przy 30% wypełnieniu złożem 91 m 3. Dla stężenia wynoszącego 2,86 kg. m -3 i 5% udziale wypełnienia objętość reaktora wzrosła do 160 m 3. W przypadku zastosowania klasycznego bioreaktora z osadem czynnym objętość ta byłaby równa 200 m 3. Wzrost procentowego udziału wypełnienia w bioreaktorze wpływa korzystnie na redukcję jego objętości w stosunku do klasycznego osadu czynnego. Przy 10% (dla X sm = 3,5 kg m -3 ) wypełnieniu objętość bioreaktora zmniejszyła się do 133,24 m 3, a przy 30% - 79,96 m 3. Przy tym samym stężeniu osadu czynnego pojemność bioreaktora jest o 34% mniejsza od pojemności klasycznego bioreaktora z osadem czynnym. 350 Objętość reaktora biologicznego Vr [m 3 ] Volume of biological reactor 300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 Procentowy udział objętości złoża ruchomego w reaktorze biologicznym V [%] Percentage of moving bed biofilm reactor Xsm=2 kg m-3 Xsm=2,5 kg m-3 Xsm=2,86 kg m-3 Xsm=3 kg m-3 Xsm=3,2kg m-3 Xsm=3,5kg m-3 Rysunek 1. Zależności objętości reaktora biologicznego od procentowego udziału objętości złoża ruchomego w reaktorze biologicznym przy różnych stężeniach osadu czynnego Figure 1. Dependence of biological reactor volume from percentage of volume of moving bed biofilm in reactor with different concentration of activated sludge 72

Wykorzystanie złoża ruchomego... Przebieg krzywych wyznaczonych dla poszczególnych stężeń osadu czynnego (rys. 2) wskazuje, że im większy procentowy udział złoża ruchomego, tym mniejszy wpływ na pojemność reaktora ma założona wartość Xsm. Przykładowo, przy objętości wypełnienia równym 10% objętość reaktora wyniosła 150 m 3 (X sm = 2,5 kg. m -3 ) i 140 m 3 dla X sm = 3,5 kg. m -3. Dla objętości wypełnienia równego 30% wielkość reaktora byłaby równa 75 m 3 (X sm = 2,5 kg. m -3 ) oraz 70 m 3 dla X sm = 3,5 kg. m -3. Objętość reaktora biologicznego Vr [m 3 ] Volume of biological reactor 350 300 250 200 150 100 50 0 2 2,5 2,86 3 3,2 3,5 Stężenie osadu czynnego Xsm [kg. m -3 ] Concentration of activated sludge V%=0 V%=5 V%=10 V%=15 V%=20 V%=25 V%=3 Rysunek 2. Zależności objętości reaktora biologicznego od stężenia osadu czynnego przy różnych procentowych udziałach objętości złoża ruchomego Figure 2. Dependence of biological reactor volume from concentration of activated sludge with different percentage of volume of moving bed biofilm reactor WNIOSKI Na podstawie danych z pomiarów fizykochemicznych ścieków surowych i oczyszczonych w oczyszczalni w Węgrzcach Wielkich oraz przeprowadzonych obliczeń sformułowano następujące wnioski: 1. Wyniki analiz fizykochemicznych surowych i oczyszczonych ścieków wykazały obniżoną sprawność funkcjonowania oczyszczalni ścieków w Węgrzcach Wielkich. 2. W analizowanym okresie w odniesieniu do BZT 5 i zawiesiny ogólnej bazującej na niskoobciążonych złożach biologicznych obserwowano kilkukrotne przekroczenie dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń. 73

Agnieszka Cupak, Andrzej Wałęga 3. Oczyszczalnia funkcjonowała poprawnie w przypadku redukcji ChZT, którego wartości w całym okresie badawczym nie przekroczyły wartości dopuszczalnej 150 mg O 2 dm -3. 4. Oczyszczalnia w Węgrzcach Wielkich redukowała fosfor ogólny w około 32% i azot amonowy w około 54%. 5. Przeprowadzone obliczenia reaktora biologicznego wykazały, iż wraz ze wzrostem stężenia osadu czynnego maleje objętość reaktora. 6. Wraz ze wzrostem procentowego udziału złoża ruchomego w reaktorze biologicznym zmniejszeniu ulega objętość bioreaktora oraz zmniejsza się wpływ stężenia suchej masy osadu czynnego na pojemność bioreaktora. 7. Wzrost procentowego udziału wypełnienia w bioreaktorze wpływa korzystnie na redukcję jego objętości w stosunku do klasycznego osadu czynnego. BIBLIOGRAFIA Andraka D., Dzienis L. Wymagany poziom niezawodności oczyszczalni ścieków w świetle przepisów polskich i europejskich. 2003. Zesz. Nauk. Politechniki Białostockiej, seria Inżynieria Środowiska 16, s. 24 28. Błaszczyk P., Gromiec M. Krajowy Program Oczyszczania Ścieków komunalnych w odniesieniu do województwa mazowieckiego. GWiTS, 2006, s. 17 18. Heidrich Z., Żubrowska-Sudoł M., Czarkowska K., Krawczak M. Wpływ złoża ruchomego na pojemność reaktorów biologicznych dla RLM<2000. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 9, 2008, s. 63 66. Kayser R., Braunschweig. Komentarz ATV-DVWK do A131P i do A210P; Wymiarowanie jednostopniowych oczyszczalni ścieków z osadem czynnym oraz sekwencyjnych reaktorów porcjowych SBR. Seidel-Przywecki, Warszawa 2002. Krajowy Program Oczyszczania Ścieków Komunalnych. Ministerstwo Środowiska. Warszawa 2003. Krzanowski S., Wałęga A. Wykorzystanie teorii niezawodności i statystycznej kontroli jakości do oceny eksploatacyjnej wiejskich oczyszczalni ścieków. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, Kraków 2006, s. 17 37. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24.07.2006r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowisk wodnego (Dz.U. Nr 137, poz. 984). Dr inż. Agnieszka Cupak 1) Dr inż. Andrzej Wałęga 2) Katedra Inżynierii Sanitarnej i Gospodarki Wodnej Uniwersytet Rolniczy w Krakowie 30-059 Kraków al. Mickiewicza 24/28 e-mail 1) : a.cupak@ur.krakow.pl e-mail 2 ): a.walega@ur.krakow.pl Recenzent: Prof. dr hab. Jerzy Ratomski 74