INTENSYFIKACJA PROCESU DENITRYFIKACJI ŚCIEKÓW NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI W TYROWIE

Podobne dokumenty
Wprowadzenie. Danuta WOCHOWSKA Jerzy JEZNACH

Włodzimierz MIERNIK Dariusz MŁYŃSKI

Praktyczne aspekty dawkowania alternatywnych. od badań laboratoryjnych do zastosowań w skali technicznej

Usuwanie azotu ze ścieków komunalnych z wykorzystaniem zewnętrznego źródła węgla organicznego

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

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

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

NOWE KIERUNKI ROZWOJU TECHNOLOGII USUWANIA AZOTU W KOMUNALNYCH OCZYSZCZALNIACH ŚCIEKÓW

OCENA DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW TYPU SBR W STERKOWCU-ZAJAZIE

BADANIA PODATNOŚCI ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU CUKIERNICZEGO NA OCZYSZCZANIE METODĄ OSADU CZYNNEGO

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

BADANIA TECHNOLOGICZNE OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Z PRZEMYSŁU CUKIERNICZEGO METODĄ OSADU CZYNNEGO

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW PRZEMYSŁOWYCH O DUŻEJ ZAWARTOŚCI OLEJÓW NA ZŁOŻU BIOLOGICZNYM

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

MODYFIKACJA TREŚCI SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

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

REDUKCJA FOSFORU OGÓLNEGO W ŚCIEKACH Z MAŁYCH PRZYDOMOWYCH OCZYSZCZALNI

Uwarunkowania prawne obejmujące zagadnienia dotyczące wprowadzania ścieków komunalnych do środowiska

OCENA SKUTECZNOŚCI USUWANIA ZANIECZYSZCZEŃ W OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W TARNOWIE

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

Oczyszczanie ścieków miejskich w Bydgoszczy

MODEL OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW JAKO NARZĘDZIE DO OPTYMALIZACJI PROCESÓW BIOLOGICZNYCH

Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Złotoryi część III

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

WPŁYW RODZAJU ZEWNĘTRZNEGO ŹRÓDŁA WĘGLA ORGANICZNEGO NA SZYBKOŚĆ DENITRYFIKACJI

DOŚWIADCZENIA Z PROWADZENIA PROCESU DENITRYFIKACJI KOŃCOWEJ NA REAKTORACH Z RUCHOMYMI ZŁOŻAMI BIOLOGICZNYMI (MBBR) NA OCZYSZCZALNI KLAGSHAMN

Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego 2014 t. 69 nr 2-4

Validation of the operations of municipal wastewater treatment plant in Piaseczno

Zobowiązania Rzeczypospolitej Polskiej wynikające z Traktatu Akcesyjnego

Koncepcja przebudowy i rozbudowy

Obieg związków organicznych i form azotu w oczyszczalni ścieków z reaktorem przepływowym

POZYSKIWANIE OSADU NADMIERNEGO W STANDARDOWYM UKŁADZIE STEROWANIA OCZYSZCZALNIĄ ŚCIEKÓW

GRAF oczyszczalnie ścieków. one2clean

WYNIKI BADAŃ PODATNOŚCI ŚCIEKÓW NA ROZKŁAD BIOLOGICZNY FRAKCJE ChZT NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W RYBNIKU

Biologiczne oczyszczanie ścieków

OCENA NIEZAWODNOŚCI DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW DLA GMINY TUCHÓW

Optymalizacja zużycia energii na Oczyszczalni Ścieków Klimzowiec. Opracował: Piotr Banaszek

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

Wspomaganie procesu denitryfikacji preparatem Brenntaplus VP1 jako zewnętrznym źródłem węgla

EFEKTYWNOŚĆ PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W KOŁACZYCACH

OCENA MOŻLIWOŚCI OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Z ZAKŁADU PRZEMYSŁU CUKIERNICZEGO

ANALIZA SKUTECZNOŚCI DZIAŁANIA OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW KUJAWY

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

Osad nadmierny Jak się go pozbyć?

Ankieta dotycząca gospodarki wodno-ściekowej w 2006 r.

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

Wymagania dla przydomowych oczyszczalni ścieków w aspekcie środowiskowym

Katarzyna Ignatowicz, Łukasz Nowicki, Monika Puchlik Katedra Technologii

SKUTECZNOŚĆ OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI DLA MIASTA KRYNICA-ZDRÓJ

Oczyszczanie ścieków w reaktorach BPR z całkowitą redukcją osadu nadmiernego

UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE WYDZIAŁ NAUK O ŚRODOWISKU

Mariusz Pepliński, Ryszard Lidzbarski Chemiczne wspomaganie usuwania...

Przydomowe oczyszczalnie biologiczne

Spółdzielnia Mleczarska MLEKOVITA Wysokie Mazowieckie UL. Ludowa 122

Odbiór i oczyszczanie ścieków

WPŁYW TEMPERATURY NA EFEKTYWNOŚĆ PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W BIAŁYMSTOKU

Analiza zmian udziału frakcji ChZT w procesie denitryfikacji z zewnętrznym źródłem węgla

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

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

Technological efficiency of the wastewater treatment plant in Krosno

Opłaty za przekroczenie warunków wprowadzania ścieków przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych

Charakterystyka konwencjonalnych i alternatywnych źródeł węgla wykorzystanych do konwencjonalnego pomiaru szybkości denitryfikacji

Opłaty za przekroczenie warunków wprowadzania ścieków przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych

INDYWIDUALNE SYSTEMY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW A OCHRONA WÓD PODZIEMNYCH

D E C Y Z J A. o k r e ś l a m

TECHNOLOGIA EW-COMP BIOCOMP

Jolanta Moszczyńska Ocena skuteczności usuwania bakterii nitkowatych...

WSPOMAGANIE PROCESU DENITRYFIKACJI W BIOLOGICZNYM ZŁOŻU OBROTOWYM POPRZEZ ZASTOSOWANIE KWASU CYTRYNOWEGO

1. Regulamin bezpieczeństwa i higieny pracy Pierwsza pomoc w nagłych wypadkach Literatura... 12

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

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

Dyrektywa 91/271/EWG dotycząca oczyszczania ścieków komunalnych, a prawo polskie

4,30 4,64 4,35 4,70 4,35 4,70

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

Weryfikacja eksploatacyjna danych wyjściowych do modelowania procesów usuwania związków biogennych

OCENA EFEKTYWNOŚCI PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W SIEMIATYCZACH

GOSPODARKA WODNO- OLSZTYN MIASTO TŁO PRZEDSIĘWZIĘCIA ŚCIEKOWA. województwo warmińsko-mazurskie

Wanda Wołyńska Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Oddział Cukrownictwa. IBPRS Oddział Cukrownictwa Łódź, czerwiec 2013r.

ELIMINACJA ZANIECZYSZCZEŃ ZE ŚCIEKÓW KOMUNALNYCH W OCZYSZCZALNI W DĄBROWIE TARNOWSKIEJ

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

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

ANALIZA PRACY OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W SOKOŁOWIE MAŁOPOLSKIM

OCZYSZCZALNIE 1/6 BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA. Zastosowanie. Opis budowy i zasady działania. Napowietrzanie

DYNAMICZNA SYMULACJA KOMPUTEROWA BIOLOGICZNEGO USUWANIA ZWIĄZKÓW BIOGENNYCH NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W ZAMOŚCIU

OBLICZENIA TECHNOLOGICZNE

Oferta na przydomowe oczyszczalnie ścieków

Evaluation of the effectiveness of wastewater treatment plant in Jasło under different hydraulic loading

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

PLANOWANY/OSIĄGNIĘTY EFEKT EKOLOGICZNY

UNIESZKODLIWIANIE ŚCIEKÓW Z OBIEKTÓW UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ NA TERENACH NIEZURBANIZOWANYCH

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

POZYSKIWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPLNEJ Z ODPADÓW POCUKROWNICZYCH

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

Utylizacja osadów ściekowych

PL B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 C02F 3/ BUP 13/ WUP 07/00

EWELINA PŁUCIENNIK-KOROPCZUK *, MAGDALENA WOJCIECH ** ANALIZA STATYSTYCZNEJ ZMIENNOŚCI SKŁADU ŚCIE- KÓW W MECHANICZNO-BIOLOGICZNEJ OCZYSZCZALNI

ZOFIA SADECKA *, SYLWIA MYSZOGRAJ *, ALEKSANDRA SIECIECHOWICZ *, MONIKA SUCHOWSKA-KISIELEWICZ *, JANUSZ WAŚ **, TOMASZ MUSIAŁOWICZ **

SZYBKOŚĆ USUWANIA ZWIĄZKÓW AZOTU I FOSFORU PODCZAS FAZ PROCESOWYCH REAKTORA SBR

Koncepcja modernizacji oczyszczalni ścieków w Głubczycach maj 2011

Kompleksowa oczyszczalnia ścieków

Transkrypt:

DOROTA KULIKOWSKA, ADAM DRZEWICKI **, MAŁGORZATA TOMCZYKOWSKA *** INTENSYFIKACJA PROCESU DENITRYFIKACJI ŚCIEKÓW NA PRZYKŁADZIE OCZYSZCZALNI W TYROWIE IMPROVEMENT OF WASTEWATER DENITRIFICATION AT THE TYROWO TREATMENT PLANT S t r e s z c z e n i e A b s t r a c t W artykule badano wpływ zwiększenia stopnia recyrkulacji wewnętrznej na efektywność denitryfikacji i stęŝenia azotu azotanowego w ściekach oczyszczonych. Badania prowadzono w skali technicznej, w oczyszczalni ścieków miejskich w Tyrowie k. Ostródy, pracującej w układzie z denitryfikacją wstępną. Wykazano, Ŝe wzrost stopnia recyrkulacji wewnętrznej z 530 do 800%, przez zastosowanie dodatkowej recyrkulacji wewnętrznej, spowodował 1,4-krotne obniŝenie stęŝenia azotanów w ściekach oczyszczonych. Średnie stęŝenie azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych, przy zwiększonej recyrkulacji, kształtowało się średnio na poziomie 9 10 mg/dm 3. Słowa kluczowe: usuwanie azotu, denitryfikacja, stopień recyrkulacji wewnętrznej The increase of internal recirculation rate on denitrification efficiency and nitrate nitrogen concentration in treated wastewater was studied. The experiment was conducted in a full-scale wastewater treatment plant with primary denitrification, in Tyrowo near Ostróda. It was shown that increase of internal recirculation ratio from 530 to 800% (as a result of a use of additional internal recirculation) caused 1.4-fold decrease of nitrate nitrogen concentration in treated wastewater. Concentration of total nitrogen in treated wastewater was on the level of 9 10 mg/dm 3 (on average). Keywords: nitrogen removal, denitrification, internal recirculation rate Dr inŝ. Dorota Kulikowska, Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, Wydział Ochrony Środowiska i Rybactwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie. ** Dr inŝ. Adam Drzewicki, Katedra Ekologii Stosowanej, Wydział Ochrony Środowiska i Rybactwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie. *** Mgr inŝ. Małgorzata Tomczykowska, Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji, Ostróda.

112 1. Wstęp Efektywne usuwanie związków azotu jest jednym z głównych problemów oczyszczania ścieków. Obecnie, wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych odprowadzanych do odbiornika są regulowane rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie naleŝy spełniać przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 137, poz. 1984). Zgodnie z ww. rozporządzeniem, w przypadku oczyszczalni powyŝej 100 000 RLM, stęŝenie azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych nie powinno przekraczać 10 mg/dm 3. Zaostrzanie norm dotyczących dopuszczalnego stęŝenia związków azotowych w ściekach odprowadzanych do wód powierzchniowych i gruntu stymuluje podejmowanie działań związanych z optymalizacją rozwiązań technologicznych w istniejących oczyszczalniach w celu intensyfikacji procesów usuwania azotu. W wielu przypadkach uzyskanie normatywnego stęŝenia azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych jest limitowane niedostateczną efektywnością denitryfikacji i co się z tym wiąŝe dość wysokim stęŝeniem azotu azotanowego w odpływie. Osiągnięcie wysokiej efektywności denitryfikacji moŝe być limitowane ilością łatwoprzyswajalnych związków organicznych w ściekach surowych. Jak podają Łomotowski, Szpindor [2] oraz Henze [3] zapotrzebowanie na węgiel organiczny do procesu denitryfikacji wynosi odpowiednio 3,5 g BZT 5 /g N oraz 5 10 g ChZT/g N NO3. W ściekach miejskich jego ilość jest zazwyczaj wystarczająca do uzyskania całkowitej redukcji azotu azotanowego. W przypadku niekorzystnej, dla usuwania azotu, proporcji C/N moŝna do komór osadu czynnego wprowadzać ścieki o wyŝszej zawartości zawiesin (skrócić czas zatrzymania w osadnikach wstępnych lub w ogóle je pominąć) [4], wprowadzić zewnętrzne źródło węgla [5 7], a wody nadosadowe, zawierające wysokie stęŝenie azotu, oczyszczać w tzw. bocznym ciągu technologicznym. JeŜeli stęŝenie związków organicznych nie jest czynnikiem limitującym, maksymalna wydajność denitryfikacji zaleŝy od stopnia recyrkulacji wewnętrznej. W układach z denitryfikacją wstępną, recyrkulację wewnętrzną stosuje się w celu doprowadzenia azotanów z komory nitryfikacji do komory denitryfikacji. Zbyt niski stopień recyrkulacji powoduje zmniejszenie ładunku azotanów doprowadzonych do komory beztlenowej i w konsekwencji wpływa na obniŝenie sprawności denitryfikacji. Zwiększenie stopnia recyrkulacji powoduje wzrost ilości recyrkulowanych azotanów, co wpływa korzystnie na efektywność usuwania azotu. NaleŜy mieć jednak na uwadze, Ŝe wraz ze wzrostem stopnia recyrkulacji skróceniu ulega rzeczywisty czas zatrzymania ścieków w komorze denitryfikacji. Ponadto, przy duŝym stopniu recyrkulacji wzrasta ilość tlenu doprowadzonego do komory anoksycznej wraz z recyrkulatem, a obecność tlenu w komorze moŝe wpływać hamująco na proces denitryfikacji. W niniejszym artykule podjęto próbę intensyfikacji procesu usuwania azotu ogólnego ze ścieków przez zastosowanie dodatkowej recyrkulacji wewnętrznej. Określono wpływ zwiększenia stopnia recyrkulacji na efektywność denitryfikacji i stęŝenie azotu azotanowego w ściekach oczyszczonych oraz moŝliwość uzyskania normatywnych wartości azotu ogólnego.

2. Metodyka badań 113 2.1. Obiekt badawczy Badania prowadzono w skali technicznej, w oczyszczalni ścieków miejskich w Tyrowie, w Przedsiębiorstwie Wodociągów i Kanalizacji w Ostródzie, o przepustowości ok. 7000 m 3 /d, pracującej w układzie z denitryfikacją wstępną. Schemat technologiczny oczyszczalni przedstawiono na rys. 1. Rys. 1. Uproszczony schemat technologiczny oczyszczalni ścieków PWiK Ostróda. HK hala krat; PW piaskownik wirowy; KR komora rozdziału; ZBA zbiornik awaryjny; ZBW zbiornik wyrównawczy; KDF komora defosfatacji; KAPOR komora predenitryfikacji; KD komora denitryfikacji; KN komora nitryfikacji; OW osadnik wtórny Fig. 1. Technological scheme of wastewater treatment plant in Ostróda. HK grates; PW grit chamber; KR distribution chamber; ZBA emergency container; ZBW storage container; KDF delosfatation chamber; KAPOR predenitrification chamber; KD denitrification chamber; KN nitrification chamber; OW secondary clarifiers 2.2. ZałoŜenia eksperymentu W ciągu technologicznym oczyszczalni w Tyrowie pracują 4 komory denitryfikacji (A, B, C, D) i 4 komory nitryfikacji (A, B, C, D). Badaniami objęto ciągi technologiczne komory A i B. Pomiędzy komorami A zastosowano dodatkową recyrkulację wewnętrzną (rys. 2), recyrkulacja pomiędzy komorami B pozostała bez zmian (układ kontrolny). W komorach zamontowane są 4 mieszadła tłoczne FLYGT typu PP4630.410SP, pracujące z maksymalną wydajnością rzeczywistą równą 400 m 3 /h. Stopień recyrkulacji waha się w zaleŝności od natęŝenia przepływu ścieków surowych Q w przedziale od 300 do 600%, dla średniego Q wynoszącego ok. 300 m 3 /h 530%. Łączna wydajność recyrkulacji wynosi 1600 m 3 /h. Stopień recyrkulacji wewnętrznej przy takiej wydajności pomp nie zapewnia jednak usuwania azotanów na poziomie, który gwarantowałby ewentualne przejście na nowe pozwolenie wodno-prawne. Przyczyną jest zbyt mała wydajność mieszadeł pompowych oraz zmienność stopnia recyrkulacji w czasie w zaleŝności od zmian wielkości dopływu ścieków (skutkuje to brakiem moŝliwości utrzymywania stopnia recyrkulacji na stałym niezmienionym poziomie). W przeprowadzonych badaniach zwiększono stopień recyrkulacji

114 wewnętrznej w ciągu technologicznym A. Recyrkulację w ciągu technologicznym B pozostawiono bez zmian jako obiekt pełniący funkcję komory odniesienia. Zwiększenie recyrkulacji wewnętrznej uzyskano przez zamontowanie w komorze nitryfikacji w ciągu A pompy KSB typu KRTF 100-250/114 UG-260 o stałej wydajności maksymalnej 200 m 3 /h, zawracającej strumień ścieków zawierający azotany na początek komory denitryfikacji A. Rurociąg dodatkowej recyrkulacji o średnicy 300 mm wykonany z PE został ułoŝony Rys. 2. Schemat instalacji komór nitryfikacji i denitryfikacji z dwiema recyrkulacjami wewnętrznymi (stałą i dodatkową) Fig. 2. Scheme of nitrification and denitrification chambers with two internal recirculations (stable and additional) Fot. 1. Rurociąg dodatkowej recyrkulacji poprowadzony wzdłuŝ komór nitryfikacji i denitryfikacji Photo 1. Additional recirculation pipeline along nitrification and denitrification chambers

115 na zewnątrz komór osadu (rys. 2, fot. 1). W ten sposób zwiększono wydajność recyrkulacji wewnętrznej na ciągu A do wartości 600 m 3 /h, co pozwoliło na uzyskanie stopnia recyrkulacji wewnętrznej na poziomie 800%. To doświadczenie umoŝliwiło porównanie efektywności redukcji azotanów w komorze B (bez dodatkowej recyrkulacji) i w komorze A (z dodatkową recyrkulacją wewnętrzną). Badania prowadzono w dwóch terminach w okresie zimowym (na przełomie listopada i grudnia) oraz wiosenno-letnim (na przełomie maja i czerwca). Podczas badań zawartość tlenu w komorach denitryfikacji utrzymywała się na poziomie od 0,11 do 0,15 mg O 2 /dm 3, co dowodzi, Ŝe wraz z recyrkulacją wewnętrzną do komór denitryfikacji nie dostawała się nadmierna ilość tlenu mogąca zahamować proces redukcji azotanów. 2.3. Metody analityczne W ściekach surowych i oczyszczonych analizowano: stęŝenie substancji organicznych ChZT metodą dwuchromianową (PN-74/C-04578/03), azot ogólny metodą destylacji (PN-81/C-04527), stęŝenie substancji organicznych BZT 5 metodą elektrochemiczną, azot amonowy (spektrofotometria UV/VIS, analizator EPOLL 20), azot azotanowy (spektrofotometria UV/VIS, analizator EPOLL 20), fosfor ogólny (spektrofotometria UV/VIS, analizator EPOLL 20), zawiesiny ogólne metodą wagową (PN-EN 872). Próbki ścieków pobierane do analiz stanowiły próbki średniodobowe, zlewane z 12 próbek pobieranych w ciągu 24 godzin w odstępach 2-godzinnych wprost proporcjonalnie do natęŝenia przepływu ścieków oczyszczonych. W czasie trwania doświadczenia z dodatkową recyrkulacją wewnętrzną próbki ścieków do analizy pobierano codziennie po komorach nitryfikacji poszczególnych ciągów technologicznych A i B (próby chwilowe). 3. Omówienie wyników badań i dyskusja Zgodnie z rozporządzeniem z 2006 roku o wartości dopuszczalnych stęŝeń wskaźników zanieczyszczeń lub wymaganym stopniu ich redukcji decyduje wielkość oczyszczalni, a dokładnie wartość RLM. Wartość RLM dla oczyszczalni w Tyrowie wynosi ok. 120 000 i jest 1,3-krotnie wyŝsza od wartości projektowej (92 000). Zgodnie z załącznikiem nr 1 do rozporządzenia najwyŝsze dopuszczalne wartości wskaźników dla wielkości oczyszczalni o RLM powyŝej 100 000 wynoszą: BZT 5 15 mg/dm 3, ChZT 125 mg/dm 3, zawiesiny ogólne 35 mg/dm 3, azot ogólny 10 mg/dm 3, fosfor ogólny 1 mg/dm 3. PowyŜsze wielkości parametrów znalazłyby się w nowym pozwoleniu wodno-prawnym na odprowadzanie ścieków oczyszczonych do odbiornika. Obecnie, oczyszczalnia w Tyrowie posiada pozwolenie wodno-prawne na odprowadzanie ścieków oczyszczonych do odbiornika wydane w dniu 16.08.2002 r., na podstawie rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z 5 listopada 1991 r. w sprawie klasyfikacji wód oraz warunków, jakim powinny odpowia-

116 dać ścieki wprowadzane do wód lub ziemi (Dz. U. Nr 116, poz. 505). Pozwolenie to waŝne jest do 31 grudnia 2012 r. Rzeczywiste wartości podstawowych wskaźników zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych są znacznie niŝsze od tych zawartych w obecnie obowiązującym pozwoleniu, nie spełniają natomiast rygorystycznej normy dotyczącej zawartości azotu ogólnego z nowego rozporządzenia (tab. 1). Zgodnie z rozporządzeniem z 2006 r. wymagane stęŝenie azotu ogólnego wynosi 10 mg/dm 3, a więc jest trzykrotnie niŝsze w stosunku do wartości obecnie obowiązującej. T a b e l a 1 Porównanie wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych z wartościami zawartymi w obowiązującym pozwoleniu wodno-prawnym i rozporządzeniu z 2006 r. Wskaźniki zanieczyszczeń Wartości wskaźników w ściekach oczyszczonych średnia max min. Dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń * Dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń ** Odczyn [ph] 7,2 7,5 7,1 6,5 9,5 Zawiesiny ogólne [mg/dm 3 ] 16,0 25,0 12,0 40,0 35,0 BZT 5 [mg/dm 3 ] 8,0 13,0 5,0 15,0 15,0 ChZT [mg/dm 3 ] 48,0 78,0 32,0 100,0 125,0 Azot amonowy [mg/dm 3 ] 0,6 2,0 0,06 6,0 Azot organiczny [mg/dm 3 ] 0,9 1,8 0,6 Azot azotanowy [mg/dm 3 ] 14,0 18,5 8,0 Azot ogólny [mg/dm 3 ] 16,0 20,1 13,0 30,0 10,0 Fosfor ogólny [mg/dm 3 ] 1,2 1,41 0,33 1,5 1,0 * Określone w obowiązującym obecnie pozwoleniu wodno-prawnym. ** Określone w rozporządzeniu z 2006 r. Na podstawie analizy poszczególnych form azotu w ściekach oczyszczonych (tab. 1) moŝna stwierdzić, Ŝe stęŝenie azotu amonowego i organicznego nie przekracza 1 mg/dm 3, a dominująca formą jest azot azotanowy, co świadczy o niedostatecznie wysokim stopniu denitryfikacji. Nawet minimalny wymagany procent redukcji azotu jest niŝszy od wartości zawartej w rozporządzeniu z 2006 r. (tab. 2). Procent redukcji zanieczyszczeń na oczyszczalni w Tyrowie oraz wymagane, minimalne procenty redukcji zanieczyszczeń określone dla tej oczyszczalni zgodnie z rozporządzeniem z 2006 r. T a b e l a 2 Wymagany, minimalny % Wskaźniki zanieczyszczeń Rzeczywisty % redukcji zanieczyszczeń * redukcji zanieczyszczeń Zawiesiny ogólne [mg/dm 3 ] 98,0 90,0 BZT 5 [mg/dm 3 ] 99,0 90,0 ChZT [mg/dm 3 ] 96,0 75,0 Azot ogólny [mg/dm 3 ] 82,0 85,0 Fosfor ogólny [mg/dm 3 ] 97,0 90,0 * Rzeczywisty procent redukcji jest wartością średnią z 4 miesięcy z okresu przed wprowadzeniem dodatkowej recyrkulacji wewnętrznej.

117 Analizowane wyniki wskazują (tab. 1), Ŝe aby przejść na warunki dotyczące wprowadzania ścieków do odbiornika zawarte w nowym rozporządzeniu, naleŝałoby zwiększyć redukcję azotu ogólnego przez zwiększenie efektywności denitryfikacji. Do głównych czynników decydujących o efektywności denitryfikacji naleŝą zawartość łatwoprzyswajalnych związków organicznych, a zwłaszcza proporcja C/N w ściekach surowych, stopień recyrkulacji wewnętrznej oraz obecność tlenu w komorze denitryfikacji (denitryfikacja przebiega w warunkach anoksycznych, stąd stęŝenie tlenu nie powinno być wyŝsze niŝ 0,5 mg/dm 3 ). Dane literaturowe wskazują, Ŝe denitryfikacja zachodzi bez zakłóceń, jeŝeli stosunek ChZT/N jest na poziomie 5 10. Przy mniejszym stosunku istnieje konieczność wprowadzania do ścieków związków organicznych. Najczęściej stosowane są metanol, etanol oraz niskocząsteczkowe kwasy organiczne [8, 9, 6, 11]. W analizowanej oczyszczalni stosunek BZT 5 /N w ściekach przed osadnikiem wstępnym wynosi około 9 10, a po osadniku 5 6. W przypadku związków organicznych wyraŝonych ChZT, stosunek ChZT/N kształtuje się na poziomie odpowiednio 13 i 9,0. Porównując te wyniki z danymi literaturowymi [3], moŝna przypuszczać, Ŝe w ściekach dopływających do analizowanej oczyszczalni istnieje odpowiednia ilość związków organicznych do uzyskania całkowitej denitryfikacji. Z drugiej jednak strony wiadomo, Ŝe często odpowiedni dla denitryfikacji stosunek ChZT/N powinien być wyznaczony doświadczalnie, gdyŝ zaleŝy od stosowanej technologii oczyszczania lub charakteru ścieków. Kolejnym czynnikiem mającym istotny wpływ na efektywność denitryfikacji jest stopień recyrkulacji wewnętrznej. W oczyszczali w Tyrowie wynosi on średnio 530%. Z wyliczeń teoretycznych, przeprowadzonych na podstawie ATV A131, wynika natomiast, Ŝe przyczyną stosunkowo wysokiego stęŝenia azotanów w ściekach oczyszczonych w oczyszczalni w Tyrowie moŝe być zbyt niski stopień recyrkulacji wewnętrznej. Dlatego zastosowano dodatkową recyrkulację, co pozwoliło na uzyskanie stopnia recyrkulacji wewnętrznej na poziomie 800%. Przyjmuje się, Ŝe denitryfikacja zachodzi najszybciej w temperaturze 20 C. Choi i in. [12] wykazali, Ŝe szybkość denitryfikacji w temperaturze 5 C jest 10-krotnie niŝsza w porównaniu z wartością odnotowaną w 20 C. ObniŜenie szybkości denitryfikacji w okresie zimowym moŝe skutkować wyŝszym stęŝeniem azotanów w ściekach oczyszczonych. Biorąc to po uwagę, badania prowadzono zarówno w lecie, jak i w zimie. Dane przedstawione na rys. 3 wskazują, Ŝe w okresie zimowym stęŝenie azotu azotanowego w odpływie z komory A, w której stopień recyrkulacji wewnętrznej wynosił 800%, osiągnęło poziom średnio 7,04 mg/dm 3 i było o 37% niŝsze w porównaniu z komorą B (kontrolną) (rys. 3a). Podobnie było w okresie letnim średnie stęŝenie azotanów w odpływie z komory z dodatkową recyrkulacją wewnętrzną wynosiło 7,61 mg/dm 3, a w odpływie z komory kontrolnej 11,61 mg/dm 3 (rys. 3b). Mimo Ŝe w czasie trwania doświadczenia natęŝenie dopływu ścieków do poszczególnych komór denitryfikacji zmieniało się w szerokim zakresie od 552 m 3 /d do 2232 m 3 /d (okres zimowy) oraz od 1320 m 3 /d do 2760 m 3 /d (okres letni), nie odnotowano w tym czasie znaczącego wzrostu stęŝenia azotanów w ściekach oczyszczonych. NiŜsze stęŝenie azotanów uzyskane przy zwiększonej recyrkulacji wewnętrznej spowodowało, Ŝe niŝsze było teŝ stęŝenie azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych w analizowanych okresach stęŝenie azotu ogólnego w ciągu A wynosiło średnio 9 10 mg/dm 3 i było prawie 1,4-krotnie niŝsze w porównaniu z ciągiem technologicznym B.

118 Rys. 3. StęŜenie azotu azotanowego w ściekach oczyszczonych: a) okres zimowy, b) okres letni Fig. 3. Nitrate nitrogen concentrations in treated wastewater: a) winter, b) summer Wzrost efektywności denitryfikacji wraz ze wzrostem stopnia recyrkulacji wewnętrznej potwierdzają badania innych autorów, prowadzone w warunkach laboratoryjnych. Rodgers, Zhan [13] wykazali, Ŝe wzrost stopnia recyrkulacji wewnętrznej z 1,54 do 2,54 przyczynił się do wzrostu efektywności usuwania azotu z 77% do 82%. Badania Takai i in. [14] z zastosowaniem zewnętrznego źródła węgla udowodniły natomiast, Ŝe uzyskanie denitryfikacji na poziomie 70% moŝliwe jest przy stopniu recyrkulacji wewnętrznej wynoszącym 400%. Dane literaturowe wskazują, Ŝe innym czynnikiem wpływającym na zwiększenie efektywności usuwania azotu jest wyeliminowanie z ciągu technologicznego osadnika wstęp-

nego, co pozwala na zwiększenie stosunku ChZT/N w oczyszczanych ściekach, a tym samym przyczynia się do zwiększenia efektywności denitryfikacji [15]. 119 4. Podsumowanie W artykule badano wpływ stopnia recyrkulacji wewnętrznej na efektywność denitryfikacji i stęŝenie azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, Ŝe zwiększenie stopnia recyrkulacji wewnętrznej do 800% spowodowało prawie 1,4-krotne obniŝenie stęŝenia azotanów w ściekach oczyszczonych (w porównaniu z układem kontrolnym) oraz uzyskanie stęŝenia azotu ogólnego w odpływie na poziomie 9 10 mg/dm 3 zarówno w lecie, jak i w zimie. Oznacza to, Ŝe wprowadzenie dodatkowej recyrkulacji wewnętrznej przyczyniło się do zwiększenia efektywności denitryfikacji, ale w celu uzyskania niŝszego (niŝ wartość graniczna) stęŝenia azotu ogólnego naleŝy podjąć dodatkowe działania związane z intensyfikacją usuwania azotu, np. ograniczyć rolę osadnika wstępnego. L i t e r a t u r a [1] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie naleŝy spełniać przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 137, poz. 1984). [2] Ł o m o t o w s k i J., S z p i n d o r A., Nowoczesne systemy oczyszczania ścieków, Arkady, Warszawa 1999. [3] H e n z e M., Capabilities of biological nitrogen removal processes from wastewater, Wat. Sci. Technol. 23, 1991, 669-679. [4] S t y k a W., B eńko P., Intensificationof the denitrification process at the Kujawy WWTP, Cracow, Poland, IWA Specialized Conference, Nutrient Management in Wastewater Treatment Processes and Recycle Streams, 2005, 145-154. [5] N y b e r g U., A n d e r s s o n B., A s p e g r e n H., Long-term experiences with external carbon sources for nitrogen removal, Water Sci. Technol. 33, 1996, 109-116. [6] L o u z e i r o N.R., M a v i n i c D.S., O l d h a m W.K., M e i s e n d A., G a r d n e r e I.S., Methanol-induced biological nutrient removal kinetics in a full- -scale sequencing batch reactor, Water Res. 36, 2002, 2721-2732. [7] P e n g Y., M a Y., W a n g S., Denitrification potential enhancement by addition of external carbon sources in a pre-denitrification process, J. Environ. Sci. 3/9, 2007, 284-289. [8] C h r i s t e n s s o n M., L i e E., W a l e n d e r T., A comparison between ethanol and methanol as carbon sources for denitrification, Water Sci. Technol. 30/6, 1994, 83-90. [9] X u Y., Volatile fatty acids carbon source for biological denitrification, J. Environ. Sci. 8, 1996, 257-268. [10] F o g l a r L., B r i s k i F., Wastewater denitrification process the influence of methanol and kinetic analysis, Process Biochem. 39, 2003, 95-103,.

120 [11] E l e f s i n i o t i s P., L i D., The effect of temperature and carbon source on denitrification using volatile fatty acids, Biochem. Eng. Journal 28, 2006, 148-155. [12] C h o i E., R h u D., Y u n Z., L e e E., Temperature effects on biological nutrient removal system with weak municipal wastewater, Water Sci. Technol. 9/37, 1998, 219-226. [13] R o d g e r s M., Z h a n X.-M., Biological nitrogen removal using a vertically moving biofilm system, Bioresource Technol. 93, 2004, 313-319. [14] T a k a i T., H i r a t a A., Y a m a u c h i K., I n a m o r i Y., Effects of temperature and violatile fatty acids on nitrification-denitrification activity in small-scale anaerobic-aerobic recirculation biofilm process, Water Sci. Tech. 6/35, 1997, 101-108. [15] K o m o r o w s k a - K a u f m a n M., M a j c h e r e k H., The wastewater primary treatment on the biological nitrogen removal, IWA Specialized Conference, Nutrient Management in Wastewater Treatment Processes and Recycle Streams, 2005, 113-122.