„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
1
POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA W KIELCACH
WYDZIAŁ BUDOWNICTWA LĄDOWEGO
INŻYNIERIA SANITARNA
KATEDRA TECHNOLOGII WODY I ŚCIEKÓW
PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA
ANALIZA ILOŚCIOWA I JAKOŚCIOWA OSADÓW
Z WYBRANYCH OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW TYPU
„LEMNA” ORAZ MOŻLIWOŚCI ICH
WYKORZYSTANIA
OPIEKUN PRACY:
OPRACOWAŁ:
PROF. PŚK DR HAB.INŻ.
INŻ. DANIEL TEREBIŃSKI
FRANCISZEK CZYŻYK
Kielce, 2001
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
2
Autor pracy pragnie podziękować
Panu prof. PŚK dr hab. inż. Franciszkowi Czyżykowi
oraz
Panu prof. PŚK dr hab. inż. Mikołajowi Sikorskiemu
za pomoc w usystematyzowaniu myśli i wiedzy
a także
Panu mgr inż. Aleksandrowi Widuchowi, Prezesowi Zarządu
Przedsiębiorstwa „WIDUCH HYDROLEMNA” S.A.
za wsparcie finansowe w realizacji analiz osadu, które były niezbędne do
napisania tej pracy oraz umożliwienie zdobywania doświadczenia w
eksploatacji obiektów, o których traktuje ta praca.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
3
Spis treści
Wstęp. ............................................................................ 5
Charakterystyka technologii „Lemna”. ......................... 6
Część mechaniczna .................................................................. 6
Część biologiczna ..................................................................... 9
Staw napowietrzany ........................................................... 9
System nitryfikacji ............................................................ 11
Komora koagulacji ........................................................... 13
Staw doczyszczający Lemna ............................................. 14
Gospodarka osadowa w systemie „Lemna” .............................. 18
Sposoby zmniejszania objętości, unieszkodliwiania i
likwidacji osadów ściekowych. ............................................ 21
Fermentacja metanowa. ......................................................... 21
Tlenowa stabilizacja osadów. .................................................. 23
Chemiczna stabilizacja osadów. .............................................. 31
Zagęszczanie i odwadnianie osadów ....................................... 31
Suszenie osadów. ................................................................... 32
Pasteryzacja osadów. ............................................................. 33
Kompostowanie osadów. ........................................................ 33
Zgazowanie osadów. .............................................................. 40
Spalanie osadów. ................................................................... 41
Wykorzystanie osadów. ....................................................... 42
Rekultywacja nieużytków i zagłębień terenowych. .......... 42
Wykorzystanie osadów w rolnictwie, leśnictwie i
ogrodnictwie. ............................................................................... 43
Charakterystyka wybranych obiektów: ...................... 44
Kochcice ................................................................................ 44
Charakterystyczne parametry technologiczne .................... 44
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
4
Opis działania systemu ..................................................... 45
Charakterystyka realizacji inwestycji ................................. 46
Wręczyca Wielka .................................................................... 47
Charakterystyczne parametry technologiczne .................... 47
Opis działania systemu ..................................................... 48
Charakterystyka realizacji inwestycji ................................. 49
Chmielnik Rzeszowski ............................................................. 49
Charakterystyczne parametry technologiczne .................... 49
Opis działania systemu ..................................................... 51
Charakterystyka realizacji inwestycji ................................. 51
Zakres i metodyka badań osadów ściekowych. .......... 52
Metodyka poboru osadów ściekowych. .................................... 52
Zakres badań osadów. ............................................................ 59
Laboratoria badające osad. ..................................................... 60
Wyniki badań osadów.................................................. 62
Kochcice. ............................................................................... 62
Staw napowietrzany ......................................................... 62
Staw Lemna ..................................................................... 67
Wręczyca Wielka. ................................................................... 71
Chmielnik Rzeszowski ............................................................. 76
Możliwości zagospodarowania badanych osadów. ..... 83
Kochcice ................................................................................ 83
Staw napowietrzany ......................................................... 83
Staw Lemna ..................................................................... 84
Wręczyca Wielka .................................................................... 85
Chmielnik Rzeszowski ............................................................. 86
Podsumowanie. ........................................................... 87
Literatura. .................................................................... 89
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
5
1. Wstęp.
Celem pracy jest analiza osadów dennych z oczyszczalni
ścieków systemu „Lemna” oraz możliwość ich końcowej przeróbki
lub wykorzystania w warunkach polskich i zgodnie z polskim
prawem.
Część pierwsza pracy poświęcona jest opisowi technologii
„Lemna” oraz stosowanych w tym systemie rozwiązań
technicznych. Znajdują się tu informacje na temat mechanizmów
działania oczyszczalni, schemat technologiczny z opisem
poszczególnych
rozwiązań
technologicznych
stosowanych
w oczyszczalniach tego typu, przekrój poprzeczny przez staw
Lemna.
W części drugiej opisane zostały dostępne sposoby
postępowania z osadami ściekowymi, tj. metody stabilizacji,
zmniejszania objętości, higienizacji i zagospodarowania osadów.
W części trzeciej scharakteryzowane zostały wybrane
oczyszczalnie Lemna, których osady stanowiły podstawę do
napisania tej pracy.
W części czwartej opisano wyniki analiz osadów z wybranych
oczyszczalni i zaproponowano sposób postępowania z nimi dla
każdej z oczyszczalni.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
6
2. Charakterystyka technologii „Lemna”.
2.1. Część mechaniczna
Oczyszczalnia składa się z kraty gęstej, piaskownika oraz
punktu zlewnego ścieków dowożonych. W obrębie kraty gęstej
następuje separacja dopływających części stałych o wielkości
powyżej 1 cm. W piaskowniku następuje sedymentacja mineralnych
zawiesin ziarnistych.
Stosowane są różne rozwiązania konstrukcyjne elementów
części mechanicznej:
- kraty ręczne (m.in. Wręczyca Wielka, Boronów, Kochcice),
- kraty
mechaniczne schodkowe (Chmielnik Rzeszowski,
Gomunice),
- kraty mechaniczne koszowe (Dobrodzień, Świerklaniec).
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
7
Zdjęcie 1. Krata mechaniczna koszowa
(Świerklaniec)
- piaskowniki pionowe szczelinowe (Świerklaniec),
- piaskowniki radialne (Gomunice).
- piaskowniki
poziome dwukomorowe (Wręczyca Wielka,
Boronów),
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
8
- punkty zlewne z kratą gęstą (Świerklaniec, Gomunice,
Dobrodzień),
- punkty zlewne automatyczne z pomiarem pH i identyfikacją
przewoźnika (Zaniemyśl).
Ponadto w części mechanicznej, jeżeli nie można uzyskać
grawitacyjnego przepływu ścieków, często stosowane są
przepompownie ścieków.
Urządzenia części mechanicznej, w zależności od wielkości
i rodzaju mogą być zautomatyzowane lub obsługiwane ręcznie.
Jednak ze względu na koszty wyposażenia oczyszczalni ścieków
Zdjęcie 2. Piaskownik dwukomorowy poziomy
(Dobrodzień)
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
9
systemu Lemna w urządzenia automatyczne, przy stosunkowo
niedużym koszcie całej inwestycji, najczęściej wybierane są
urządzenia najtańsze i najprostsze (kraty ręczne, piaskowniki
poziome dwukomorowe, punkty zlewne bez odświeżania ścieków
dowożonych).
2.2. Część biologiczna
2.2.1. Staw napowietrzany
W stawie tym zachodzą procesy redukcji zanieczyszczeń
organicznych (zawiesina ogólna, BZT
5
, ChZT) oraz wstępny
proces
utleniania
związków
azotowych
(amonifikacja
i nitryfikacja).[13]
Zdjęcie 3. Punkt zlewny z kratą koszową (Boronów)
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
10
Długi czas zatrzymania ścieków (ok. 10 - 20 dób) oraz duży
wiek osadu czynnego powoduje, że osad nadmierny przyrasta
w bardzo małej ilości.
Staw napowietrzany jest wydzielony na kilka komór (cel) za
pomocą przegród hydraulicznych z oknem przelewowym.
Zastosowanie tych przegród ma na celu maksymalne wydłużenie
drogi przepływu ścieków przez staw napowietrzany, a co za tym
idzie, jak najdłuższe poddawanie ich procesowi oczyszczania
w środowisku tlenowym.
Tlen do stawu napowietrzanego jest dostarczany z dmuchaw
poprzez przewody powietrzne do przydennego systemu
dyfuzorów.
System napowietrzania dyfuzorowego spełnia także drugą,
nie mniej ważną rolę – powoduje bowiem dokładne wymieszanie
ścieków z zawiesiną biologiczną.
Zdjęcie 5. Staw napowietrzany (Miedźna)
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
11
Firma Hydro-Lemna S.A. j.v. – właściciel technologii Lemna
w Polsce coraz częściej, ze względu na dostarczanie na
oczyszczalnie typu Lemna dużej ilości ścieków dowożonych oraz
ścieków przemysłowych (z przetwórstwa owocowo-warzywnego,
garbarni i masarni), stosuje komory szybkiego mieszania
o zintensyfikowanym napowietrzaniu.
Komora szybkiego mieszania w systemie Lemna, to I cela
stawu napowietrzanego wyposażona w bardzo dużą ilość
dyfuzorów oraz aeratory napowietrzające. Ścieki o bardzo dużym
ładunku zanieczyszczeń wpływające do komory szybkiego
mieszania, są intensywnie napowietrzane i mieszane. Ma to na
celu jak najszybsze pozbycie się możliwie największego ładunku
zanieczyszczeń ze ścieków, po to, aby nie zakłócał on poprawnej
nitryfikacji w kolejnych celach. Po stawie napowietrzanym ścieki
przepływają najczęściej do nitryfikatora (na niektórych
oczyszczalniach, najczęściej zbudowanych przed 1995 rokiem,
nitryfikatory nie były wykorzystywane, na przykład w Kochcicach,
Rossosze, Wręczycy Wielkiej).
2.2.2. System nitryfikacji
Reaktory nitryfikacyjne są wykonywane w postaci
napowietrzanych zatapialnych złóż biologicznych, zanurzonych
w ściekach. Złoża nitryfikacyjne mają bardzo dużą powierzchnię
rozwinięcia (150 – 250 m
2
/ 1m
3
wkładu), celem maksymalnego
zintensyfikowania procesu nitryfikacji (bardzo duża powierzchni
kontaktu mikroflory bakteryjnej -
Nitrosomonas, Nitrobacter
ze
ściekami).
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
12
Reaktory instaluje się w obrębie stawów, wydzielając je za
pomocą przegród hydraulicznych (m.in. Kochcice) lub
w odrębnych komorach żelbetowych zlokalizowanych pomiędzy
stawem napowietrzanym i stawem Lemna.
Komora ma za zadanie dodatkową intensyfikację procesu
nitryfikacji
częściowo
zachodzącego
już
w
stawie
napowietrzanym.
Na rozwiniętej powierzchni złóż biologicznych, na których
dominują bakterie nitryfikacyjne następuje utlenianie związków
amonowych do azotanów według poniższego schematu reakcji:
3
2
4
NO
N
NO
N
NH
N
Tak uzdatnione ścieki ulegają procesowi denitryfikacji w stawie
Lemna, w wyniku czego zostaje uwolniony do atmosfery wolny
azot cząsteczkowy w formie gazowej, co w rezultacie daje
końcową redukcję form azotowych z układu oczyszczania.[13]
Zdjęcie 6. Komora nitryfikatora (Dobrodzień)
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
13
2.2.3. Komora koagulacji
Do redukcji stężenia fosforu w okresie niskich temperatur
zimowych stosuje się koagulant, którym jest najczęściej
krystaliczny siarczan glinowy Al
2
(SO
4
)
3
x 12 H
2
O. Czasami
stosowany jest także PIX (uwodniony siarczan żelaza Fe(SO
4
) x
6H
2
O). Siarczan glinu podawany jest do ścieków w formie suchej.
W komorze koagulacji następuje dokładne wymieszanie siarczanu
glinu ze ściekami (na dnie komory zamontowany jest dyfuzor,
który umożliwia wymieszanie koagulantu ze ściekami), dzięki
czemu następuje proces koagulacji związków fosforanowych.
W stosunku do typowych procesów koagulacji, stosowana
dawka siarczanu glinu, ze względu na długi czas zatrzymania jest
Zdjęcie 7. Dozownik koagulanta (Przyrów)
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
14
niewielka, a co się z tym wiąże koszty procesu są znikome i ilość
wytrącanego osadu niewielka.
Ścieki z komory koagulacji przepływają następnie do stawu
doczyszczającego Lemna.
2.2.4. Staw doczyszczający Lemna
W stawie doczyszczającym Lemna przebiegają dalsze procesy
redukcji związków organicznych i biogennych na drodze
biologicznych reakcji beztlenowo-tlenowych oraz bioakumulacji
zanieczyszczeń do biomasy rzęsy wodnej porastającej zwierciadło
ścieków.
Staw Lemna, podobnie jak staw napowietrzany, podzielony
jest na cele za pomocą przegród hydraulicznych, które wydłużają
Zdjęcie 8. Staw doczyszczający Lemna podczas wegetacji rzęsy wodnej
(Pawonków)
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
15
czas przetrzymania ścieków w obrębie stawu zwykle powyżej 20
dób oraz pozwalają na pełne wykorzystanie pojemności stawów
do
procesów
oczyszczania.
Cała
powierzchnia
stawu
doczyszczającego pokryta jest barierami pływającymi służącymi
do stabilizacji rzęsy wodnej na powierzchni stawu i utrzymania
równomiernej grubości kożucha roślinnego. Kożuch ten tworzy
barierę i izoluje środowisko wodne od dopływu promieni
słonecznych (procesy fotosyntezy i rozwój glonów), od falowania
i dyfuzji powietrza do środowiska wodnego.
Wytworzony przez rzęsę i ustabilizowany przez bariery kożuch
umożliwia utrzymanie trzech stref w kolumnie stawu wodnego,
tj.:
- strefy natlenionej (aerobowej) – powstałej na skutek
produkcji tlenu przez samą rzęsę wodną,
- strefy niedotlenionej (anoksycznej) – powstałej na skutek
kontaktu strefy tlenowej i beztlenowej,
Zdjęcie 9. Staw doczyszczający Lemna w okresie zimowym (Miedźna)
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
16
- strefy beztlenowej (anaerobowej) – powstałej na skutek
przebiegu procesów rozkładu zanieczyszczeń organicznych
przy deficycie tlenowym.
Rzęsa wodna w stawie doczyszczającym nie pełni jedynie
funkcji asymilatora biologicznego zanieczyszczeń, ale głównie
pełni funkcję naturalnego biologicznego izolatora i stymulatora
środowiska wodnego stawu od otaczającego środowiska
atmosferycznego w okresie letnim.[13]
W okresie braku rzęsy wodnej (zima i wczesna wiosna)
bariery pływające i lód uniemożliwiają mieszanie ścieku i dzięki
temu nadal utrzymywane są 3 strefy w kolumnie stawu, choć nie
są one tak wyraźne jak z kożuchem roślinnym.
W stawie doczyszczającym (65% – 70% objętości) dominują
procesy beztlenowego rozkładu zanieczyszczeń. Mimo tego obiekt
nie jest uciążliwy zapachowo, z uwagi na wcześniejsze znaczne
zmineralizowanie substancji organicznych oraz przebiegający
proces fotosyntezy przy zwierciadle ścieków. Wytworzona w ten
sposób przyzwieciadlana strefa tlenowa w połączeniu z kożuchem
roślinnym utrudnia wymianę gazów zredukowanych (np.: H
2
S),
uciążliwych zapachowo dla otoczenia.
Bardzo istotnym dla procesu oczyszczania w okresie letnim
jest utrzymanie odpowiedniej gęstości i kondycji rzęsy wodnej.
Dla utrzymania stosunkowo młodej populacji rzęsy wodnej,
wykazującej maksymalną zdolność absorpcyjną zanieczyszczeń
biogennych, konieczny jest okresowy zbiór rzęsy. W Polsce
częstotliwość zbioru rzęsy wynosi 1 do 4 razy w roku.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
17
Denitryfikacja
Sedymentacja
Osady
Strącanie
Nitryfikacja
Pobór przez rośliny
NO
3
-
NH
4
+
PO
4
3-
N
2
N
2
O NO
Strefa
tlenowa
Strefa
beztlenowa
Strefa
anoksyczna
Kwasy organiczne,
alkohole
Związki organiczne
CO
2
+NH
3
+H
2
S+CH
4
Stabilizacja
beztlenowa
CO
2
CH
4
H
2
H
2
S
H
2
SO
4
Rozkład
tlenowy
CO
2
CO
2
NH
4
+
PO
4
3-
BZT
Lemna
Procesy zachodzące w trakcie oczyszczania ścieków w stawie Lemna
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
18
2.3. Gospodarka osadowa w systemie „Lemna”
Ważną zaletą technologii Lemna jest brak codziennych problemów
z zagospodarowaniem osadów ściekowych w trakcie eksploatacji
oczyszczalni tego typu, ponieważ w układzie technologicznym brak jest
ciągu technologicznego usuwania i przeróbki osadów. Związane jest to
z wprowadzeniem procesów symultanicznej tlenowej mineralizacji
osadów w stawie napowietrzanym (ciągłe mieszanie poprzez
doprowadzenia powietrza przez system dyfuzorów) oraz procesów
stabilizacji beztlenowej o długim czasie zatrzymania w stawie
doczyszczającym Lemna. Powoduje to pełną mineralizację i stabilizację
osadów na oczyszczalni i minimalizuje ich powstawanie. Warstwa
osadu w stawie napowietrzanym jest kilkakrotnie większa (około 5 - 8
razy) w stosunku do stawu Lemna z racji:
- zwiększonego
obciążenia
pierwszego
stawu
ładunkiem
zanieczyszczeń (zwiększony przyrost organizmów oczyszczających
ścieki);
- dopływających zawiesin (brak w układzie technologicznym
osadnika wstępnego).
Raz na 10 – 15 lat, zgodnie z technologią, należy usunąć osad
zgromadzony na dnie stawów. Jednak zmineralizowany lub
ustabilizowany osad nawet wtedy nie jest usuwany całkowicie.
Doświadczenia amerykańskie i polskie ze stawami napowietrzanymi
i osadowymi wskazują, że niewielka warstwa osadowa na dnie stawu
rzędu 10 do 20 centymetrów ma mały lub nie ma wpływu na działanie
układu oczyszczania ścieków. Taka warstwa osadu pełni bardzo ważną
funkcję technologiczną zupełnie inną niż w tradycyjnych stawach
ściekowych. W wyniku szybko postępującej mineralizacji wytrącanych
osadów (rzędu 40
70%) po czasie kilku lat tworzy swoiste złoże
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
19
flotacyjne w kolumnie wodnej stawu napowietrzanego. Cząsteczki,
które stanowią wypełnienie tego złoża są właśnie cząsteczkami
wcześniej zmineralizowanego osadu nadmiernego zawieszonymi przez
system napowietrzania w przestrzeni wodnej stawu. Tworzy się
mineralny szkielet i rozwinięta powierzchnia właściwa dla porostu
bakterii, przez co znacznie wzrasta aktywność biologiczna oczyszczania
w stawie napowietrzanym. Zatem, osad może być usuwany w miarę
potrzeby, ale nie musi być usuwany całkowicie.[13]
W obliczeniach technologicznych stawów oczyszczalni Lemna
przyjęta jest rezerwa objętości na odkład osadów dennych. Zazwyczaj
rezerwa na odkład osadów wynosi do 0,5m. Warstwa osadu, przy
której konieczne jest jego usunięcie wynosi ok. 50 - 70 cm. W oparciu
o dostępne dane z obiektów eksploatowanych w Polsce oraz prognozę
przyrostu osadu, taka ilość osadu w stawie napowietrzanym wytworzy
się po ok. 10 latach na oczyszczalni w pełni dociążonej ładunkiem
zanieczyszczeń.
Zawartość wody w osadzie na dnie stawu wynosi: w warstwie
powierzchniowej ok. 98% - 97%, a w dennej 90% - 93%.
Ilość związków organicznych w osadzie z dna stawów wynosi
około 30% -40%. Jednak są to wartości dla osadów zalegających parę
lat
w
stawach,
systematycznie
napowietrzanych.
Osad
w oczyszczalniach przeciążanych, w których występuje deficyt tlenowy
w stawie napowietrzanym, może mieć niższą ilość związków
mineralnych.
W przypadku stabilizacji osadu w stawach uzyskuje się niższe koszty
jednostkowe gospodarki osadowej niż przy innych rozwiązaniach.
Wynika to ze:
- zmniejszenia czasu pracy ludzi i urządzeń, potrzebnego do
jednorazowego usunięcia całej ilości osadu,
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
20
- obniżenia kosztów wywozu osadu przy jednorazowym wywozie
całej jego ilości,
- zmniejszenia kosztów inwestycyjnych,
- obniżenie kosztów analiz osadu dla potrzeb jego wykorzystania
wykonywanych w tym przypadku jednorazowo,
- obniżenie kosztów samej stabilizacji osadu - proces stabilizacji
osadu w stawach jest mniej energochłonny ze względu na
naturalny przebieg procesu rozciągniętego w długim okresie
czasu,
- kilkakrotnie większego stopnia mineralizacji przy 10 letniej
stabilizacji osadu w stawach.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
21
3. Sposoby
zmniejszania
objętości,
unieszkodliwiania
i likwidacji osadów ściekowych.
3.1. Fermentacja metanowa.
Proces beztlenowej stabilizacji zastosowany po raz pierwszy
w przeróbce osadów przed 80 laty. Obecnie jest on stosowany
przeważnie jako proces mezofilowy (tzn. w temperaturze 36°C)
w warunkach całkowitego wymieszania na oczyszczalniach miejskich
o przepływie ścieków przekraczającym 20000 m
3
/d. W pełni efektywne
wykorzystanie biogazu staje się możliwe przy przepływach powyżej
50000 m
3
/d. Beztlenowa stabilizacja mezofilna (35°C) nie jest
wystarczająco skuteczna w usuwaniu patogenów, tj. Salmonelli i jaj
Ascaris, projektant musi być bardzo ostrożny w zalecaniu tego procesu
w jego konwencjonalnej konfiguracji. W procesie różne grupy bakterii
wykorzystujące jako substrat substancje produkowane przez grupę
poprzedzającą: bakterie produkujące kwasy oczekują na zakończenie
procesu hydrolizy; bakterie metanogenne oczekują na wytworzenie
octanów i wodoru, które to substancje są bezpośrednimi prekursorami
produkowanego metanu i dwutlenku węgla. Jeżeli choć jedna z tych
grup bakterii nie spełni swojej roli nastąpi zakłócenie działania całego
systemu. Szybkości poszczególnych etapów są różne i szybka
akumulacja produktów końcowych jednego z nich może powodować
inhibicję innych etapów. Przykładowo akumulacja gazowego wodoru
spowoduje zahamowanie działalności bakterii produkujących kwasy.
Na szczęście wodór jest preferowanym źródłem energii dla bakterii
metanowych i jest szybko zużywany - pod warunkiem ze bakterie
metanowe wykorzystujące wodór nie podlegają inhibicji spowodowanej
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
22
jakąś substancja toksyczną. A zatem pomiar stężenia wodoru w gazie
może być dobrym wskaźnikiem nadchodzących zakłóceń procesu -
poziom stężenia H
2
wzrasta na długo przed zauważeniem przez
operatora znaczącego spadku w objętości produkowanego biogazu.
Fermentacja beztlenowa zachodzi w siedmiu procesach cząstkowych:
- hydroliza złożonej materii organicznej;
- fermentacja aminokwasów;
- beztlenowe utlenianie długołańcuchowych kwasów tłuszczowych
i alkoholi;
- beztlenowe utlenianie produktów pośrednich;
- produkcja octanów z CO
2
i H
2
;
- przetworzenie octanów w metan;
- przetworzenie CO
2
i H
2
w metan.
Najważniejszymi czynnikami decydującymi o powodzeniu
stabilizacji beztlenowej są: czas zatrzymania; temperatura i jej
odpowiednia kontrola; właściwe mieszanie; odpowiedni stosunek
zasadowości do kwasowości i odpowiednie pH; nieobecność lub
neutralizacja substancji toksycznych; stabilna jakość dopływu
i odpowiednia podaż substancji pożywkowych, szczególnie
rozpuszczonych (chelatowanych) mikroelementów: żelaza, niklu,
kobaltu i selenu. Utrzymywanie tych parametrów poniżej optymalnych
wartości projektowych doprowadzi do mniejszej niż optymalna
efektywności działania komory fermentacyjnej.[8]
Najbardziej typową konfiguracją stabilizacji beztlenowej jest
system jedno lub dwustopniowy. W systemie dwustopniowym pierwszy
reaktor jest mieszany i ogrzewany do 35 - 37
o
C. Następnie po okresie
aktywnej fermentacji osad jest przepompowywany do drugiej komory -
nieogrzewanej i niemieszanej, gdzie następuje separacja części stałych
i uwalnianie gazu.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
23
3.2. Tlenowa stabilizacja osadów.
Tlenowa stabilizacja jest procesem biologicznym, wykorzystującym
procesy endogenne mikroorganizmów, tj. samoutlenienia biomasy
w warunkach „głodu” substratowego.
W czasie tlenowej stabilizacji następują w osadzie zmiany w zawartości
cieczy (wody), zmiany w zawartości i własnościach ciał stałych
(cząstek osadu) oraz zmiany w ilości rozpuszczonych gazów.
Tlenowa stabilizacja prowadzona jest zazwyczaj w wydzielonych
otwartych lub zamkniętych komorach z doprowadzeniem powietrza
albo tlenu technicznego. Wyróżniamy następujące cztery rodzaje
tlenowej stabilizacji osadu:
- klasyczna tlenowa stabilizacja osadu (KTSO),
- autotermiczna termofilowa stabilizacja tlenowa (ATST),
- wstępna autotermiczna termofilowa stabilizacja tlenowa
(WATST).
- stabilizacja
symultaniczna,
prowadzona
równolegle
z oczyszczaniem ścieków w procesie osadu czynnego.
Tlenowa stabilizacja osadów prowadzona może być w układach
jednostopniowym lub wielostopniowym. W układach wielostopniowych
można prowadzić ten sam proces w szeregowo połączonych
reaktorach lub też łączyć razem procesy tlenowe i beztlenowe
stabilizacji osadów np. WATST o czasie przetrzymania około 1 doby w
stopniu pierwszym i mezofilową fermentację metanową w stopniu
drugim.
Symultaniczna
tlenowa
stabilizacja
jest
akceptowalna
w oczyszczalniach z usuwaniem węgla lub usuwaniem węgla
i nitryfikacją. Jednakże w procesie tym, wymagane długie wieki osadu
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
24
sprzyjają
występowaniu bakterii nitkowatych oraz bakterii
wytwarzających substancje powierzchniowo czynne (pienienie), co
utrudnia eksploatację komór osadu czynnego. Proces ten jest
nieuzasadniony w wielofazowym procesie osadu czynnego
(zintegrowane usuwanie C,N i P).
Wybór metody biologicznej stabilizacji osadu zależy od wielkości
oczyszczalni oraz kosztów jej stabilizacji. Dla małych oczyszczalni
korzystniejsza jest tlenowa stabilizacja Dla oczyszczalni średnich
i dużych korzystniejsza jest fermentacja metanowa.
W czasie tlenowej stabilizacji następuje ubytek masy organicznej
osadu. Przy bardzo długim czasie napowietrzania osadu w reaktorze
ustala się w komorze stan równowagi dynamicznej pomiędzy
obumierającą biomasą a przyrastającą biomasą mikroorganizmów.
Podstawowe parametry technologiczne procesu tlenowej
stabilizacji to: rodzaj osadu (wstępny, wtórny, mieszany), szybkość
ubytku biologicznie rozkładalnej suchej masy organicznej, zawartość
ciał stałych w doprowadzanym osadzie, zapotrzebowanie tlenu na
utlenienie związków organicznych, zawartość tlenu rozpuszczonego
w reaktorze, odczyn (pH), temperatura, właściwa szybkość zużycia
tlenu oraz wiek osadu.
W ostatnich latach rozwijany jest wydzielony proces termofilowej
tlenowej stabilizacji osadu W procesie tym wykorzystuje się naturalne
samoogrzanie osadu (analogia do kompostowania) w warunkach
tlenowych do temperatury od 50 do 70 °C. Termofilowa stabilizacja
bywa określana także mianem "ciekłego kompostowania". Badania
Fuchs'a (EPA 1990) wykazują, że termofilowa tlenowa stabilizacja
wymaga doprowadzenia osadu o zawartości suchej masy organicznej
nie mniejszej, niż 2,5%, co zapewnia samoogrzanie osadu. Zaletą tego
procesu jest skrócenie czasu stabilizacji oraz temperaturowa
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
25
(naturalna) higienizacja (pasteryzacja) osadu. Wadami tego procesu są
wysokie koszty dostarczania tlenu, silne pienienie w komorze oraz
możliwość wystąpienia uciążliwości zapachowej. Wymaga to często
budowy instalacji do oczyszczania gazów odlotowych.[8]
Symultaniczna tlenowa stabilizacja osadu
Tlenowa symultaniczna stabilizacja osadu przebiega równolegle
z usuwaniem zanieczyszczeń w komorze osadu czynnego. W procesie
symultanicznym trudne jest jednoznaczne określenie warunków
stabilności osadu. Na podstawie badań oczyszczalni pracujących
w skali technicznej oraz badań stabilizacji osadu nadmiernego
w wydzielonych komorach tlenowej stabilizacji przyjmuje się, że dla
symultanicznej
tlenowej
stabilizacji
podstawową
wielkością
charakteryzującą stabilność osadu jest iloczyn wieku osadu
i temperatury. Wg danych amerykańskich przyjmuje się, że wartość
tego iloczynu winna być większa od 300 (°C*d), Autorzy uważają, że
dla warunków polskich bezpieczne jest przyjmowanie wartości tego
iloczynu w wielkości większej od 300 (°C*d). Wartość tego iloczynu
jest podstawą do wymiarowania komór osadu czynnego
z symultaniczną stabilizacją osadu, gdyż z jej wartości wyznacza się
wymagany wiek osadu.
Symultaniczna tlenowa stabilizacja wymaga w okresie zimy (niskie
temperatury) wieku osadu w granicach od 25 do 35 d. Rzutuje to na
konieczność stosowania komór osadu czynnego o znacznej pojemności
wynoszącej od 0,2 do 0,3 m
3
/M. W konsekwencji ta metoda stabilizacji
opłacalna jest dla małych oczyszczalni o przepustowości do 500 m
3
/d
ścieków.[8]
Symultaniczna tlenowa stabilizacja osadu jest niekorzystna
w wielofazowym procesie osadu czynnego, tj. w układach
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
26
technologicznych do zintegrowanego usuwania węgla, azotu i fosforu.
W układach tych konieczna jest w czasie eksploatacji, zmiana .wartości
wieku osadu, szczególnie w części tlenowej odpowiedzialnej za proces
nitryfikacji (zwiększenie WO w okresie zimy) oraz defosfatacji
i denitryfikacji, które wymagają krótkiego WO. Wymagane duże
wartości WO do symultanicznej stabilizacji są częściowo sprzeczne
z wymaganiami technologicznymi wartości WO dla układów
zintegrowanych. Innymi słowy, w układach zintegrowanych występuje
sprzeczność pomiędzy wymaganym wiekiem dla stabilizacji osadów
a wiekiem osadu (WO) dla procesu technologicznych. Nie zaleca się
symultanicznej tlenowej stabilizacji dla zintegrowanego wielofazowego
procesu osadu czynnego.
Wydzielona klasyczna tlenowa stabilizacja osadu (KTSO)
Wydzielona klasyczna stabilizacja tlenowa realizowana jest
w oddzielnych otwartych napowietrzanych zbiornikach osadu,
w których temperatura zależy od temperatury otoczenia. Zasilanie, tj.
osad surowy oraz osad ustabilizowany doprowadzany i usuwany jest
raz lub kilka razy na dobę lub też doprowadzany i usuwany w sposób
ciągły.
Komora tlenowej stabilizacji wyposażona musi być w system
napowietrzający. Najczęściej do napowietrzania stosuje się sprężone
powietrze, strumienicowe systemy mieszająco - napowietrzające lub
aspiratory (mieszadło z pustym wałem zasysające powietrze). Przy
sprężonym powietrzu stosuje się ruszty średniopęcherzykowe lub
membranowe (elastomerowe) dyfuzory drobnopęcherzykowe.
Wydzielona komora tlenowej stabilizacji posiadać musi także
system do okresowego usuwania wody nadosadowej, którą
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
27
odprowadza się po wyłączeniu systemu napowietrzania oraz po
zagęszczeniu osadu-
Podstawowe czynniki wpływające na efekt stabilizacji oraz higienizację
osadu w KTSO to:
- czas przetrzymania i temperatura,
- zasadowość i odczyn (pH),
- rodzaj osadu
Czas przetrzymania zależy od temperatury i rodzaju osadu.
Podstawą do wyznaczania czasu przetrzymania jest wymagana wartość
ubytku oraz szybkość ubytku suchej masy organicznej lub biologicznie
rozkładalnej suchej masy organicznej. Przyjmuje się, że zadawalający
efekt stabilizacji zapewnia ubytek co najmniej 38% suchej masy
organicznej osadu.
W ostatnich latach wprowadza się modyfikację KTSO polegającą
na wykorzystaniu procesu denitryfikacji do usuwania azotanów z cieczy
nadosadowej. Uzyskuje się to poprzez porcjowe wprowadzanie osadu
surowego oraz nieciągłe napowietrzanie komory. Po kilkugodzinnym
napowietrzaniu komory i obniżeniu się odczynu (pH) w wyniku
nitryfikacji, zatrzymuje się napowietrzanie oraz włącza mieszanie
osadu. W tej fazie procesu doprowadza się nową porcję osadu
surowego, który umożliwia denitryfikację azotanów zawartych w cieczy
nadosadowej oraz powoduje podwyższenie odczynu, między innymi
i przez powstawanie azotu amonowego z surowego osadu - KTSO nie
zapewnia zadawalającej higienizacji osadu. Ilość bakterii typu
Salmonella sp. jest rzędu 100000 szt./kg s.m. a jaj Ascaris rzędu 100
szt./kg
s.m.
Pozostała
po
stabilizacji
ilość
organizmów
chorobotwórczych uniemożliwia jego rolnicze wykorzystanie. Możliwe
jest natomiast jego wykorzystanie do celów nierolniczych, tj.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
28
zastosowania przyrodniczego lub do iniekcji doglebowej (rekultywacja
nieużytków).[8]
Wydzielona autotermiczna termofilowa stabilizacja osadu
(ATST)
Termofilowa tlenowa stabilizacja określana jest także mianem
„ciekłego kompostowania” lub „mokrego kompostowania”. Produktami
biochemicznego tlenowego utleniania związków organicznych osadu są
niskoenergetyczne produkty jak CO
2
, H
2
O oraz amoniak.
Podstawową zaletą tego procesu jest stosunkowo krótki czas
stabilizacji oraz pełna higienizacja osadu. Proces ATST wymaga
doprowadzania osadu zagęszczonego o zawartości ciał stałych powyżej
3% lub powyżej 2,5 % organicznych ciał stałych lub też ChZT osadu
winno być większe od 40 kgO
2
/m
3
. Optymalna zawartość związków
organicznych w doprowadzanym osadzie wynosi od 2,5% do 5,0%,
Przy dostatecznym dostarczaniu tlenu zachodzi samorzutne ogrzanie
do temperatury 55 - 80 °C. Możliwe jest chłodzenie osadu w komorze
do temperatury 60-65 °C, co pozwala na znaczny odzysk ciepła.
Autotermiczną termofilową stabilizację osadu prowadzi się w co
najmniej dwóch szeregowo połączonych reaktorach.
Reaktory do ATST budowane są ze stropem stałym (komory
zamknięte) oraz muszą być ocieplone, w celu minimalizacji z nich strat
ciepła. Wysokie temperatury w reaktorach powodują, że
rozpuszczalność tlenu jest mniejsza niż w procesie klasycznym. Stąd
też reaktory pracują z niewielkim nadciśnieniem. Do napowietrzania
stosuje się aspiratory (zapewniające równocześnie i mieszanie
komory), iniektory Venturi, sprężone powietrze lub czysty tlen.
Doprowadzanie tlenu powinno być ciągłe a minimalny okres
doprowadzania to 20 godz./d. Dobre wymieszanie osadu w komorach
jest bardzo ważne i w większych komorach ATST stosuje się
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
29
dodatkowe centralne mieszacze osadu. W komorach obserwuje się
silne pienienie osadu, co wymaga instalowania w nich urządzeń do
rozbijania piany.
Powietrze odprowadzane z komór zawiera związki uciążliwe
zapachowe, w tym znaczne ilości amoniaku w ilości od 300 do 500 mg
NH
3
/m
3
usuwanego powietrza. Emisji amoniaku sprzyja odczyn
w komorze w wartości pH około 8,0. Emisja zanieczyszczeń uciążliwych
zapachowe związana jest także z temperaturą. Przy temperaturach
powyżej 70 °C występuje zwiększenie emisji innych odorów oprócz
amoniaku. Powietrze odprowadzane z ATST oczyszczane jest
w scrubberach z sorpcją amoniaku w wodzie lub sorpcją
w rozcieńczonych kwasach. Po usunięciu amoniaku pozostałe
zanieczyszczenia usuwane są w biofiltrach, które charakteryzują się
dość długim okresem efektywnej pracy. W reaktorach ATST nie
zachodzi proces nitryfikacji, co powoduje, że nie ma spadku wartości
odczynu (pH) osadu.
Podstawowe parametry technologiczne procesu ATST:
- doprowadzenie: osady surowe (duża ilość łatworozkładalnej
substancji organicznej), wstępne, wtórne lub mieszane
o zawartości ciał stałych powyżej 3%, optimum: 5-7%,
- czas przetrzymania (sumaryczny): 5 - 6 d,
- temperatura i odczyn: reaktor I: 35 - 50 °C, pH> 7,2, reaktor
II: 50-65 °C„ pH < 8,0,
- ilość doprowadzanego powietrza: 4 m
3
/m
3
pojemności czynnej
komory,
- moc zainstalowana: 85 - 105 W/m
3
pojemności czynnej
komory,
- zużycie energii; 9-15 kWh/m
3
doprowadzanego osadu,
- możliwość odzysku energii cieplnej: 20 - 30 kWh/ m
3
osadu,
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
30
- sposób zasilania: porcjowy lub ciągły, zależnie od wielkości
oczyszczalni.
Proces ATST zapewnia dla osadów surowych ubytek powyżej 40%
masy organicznej, jeżeli iloczyn czasu przetrzymania i temperatury Jest
większy od 400°C*d.
Proces ATST zapewnia pełną higienizację osadu tj. zwartość jaj Ascaris
poniżej wymaganych 10 szt/kg s.m. oraz prawie całkowitą eliminację
bakterii Escherichia Coli i Salmonella.
Schłodzone osady po procesie ATST odwadniają się dość dobrze
w procesach mechanicznych (prasy filtracyjno-taśmowe, wirówki), ale
przy ich równoczesnym kondycjonowaniu polielektrolitami.[8]
Wstępna autotermiczna termofilowa stabilizacja tlenowa (WATST)
Wstępna autotermiczna termofilowa stabilizacja tlenowa
stosowana jest jako pierwszy stopień, przed mezofilową fermentacją
metanową jako stopniem drugim. W reaktorze WATST (z reguły tylko
jeden) czas przetrzymania wynosi od 12 do 24 godzin. Doprowadzane
osady surowe w większości przypadków ogrzewanie w wymiennikach
ciepła do temperatury rzędu 60-65
o
C. W reaktorach tych ogranicza się
ilość wprowadzanego powietrza, aby nie mineralizować powstających
lotnych kwasów tłuszczowych LKT. W reaktorach WATST moc
zainstalowana jest rzędu 100 W/m, a ilość dostarczanego powietrza
rzędu 1 m
3
/m
3
komory *godzinę.
Wytwarzane w tym reaktorze LKT potęgują efekt dezynfekcji
patogenów. Instalacja WATST powoduje dezynfekcję osadu
(higienizacja) oraz zwiększa uzysk biogazu i stopień stabilizacji osadu
w drugim stopniu tj. w procesie mezofilowej fermentacji (36° C).[8]
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
31
3.3. Chemiczna stabilizacja osadów.
Polega na wapnowaniu lub chlorowaniu osadów za pomocą
gazowego chloru, co zapewnia wystarczającą higienizację osadów.
Skuteczna higienizacja wapnem wymaga zastosowania dawki ok. 50 –
60 g Ca(OH)
2
na 1 kg osadów o uwodnieniu 80%. Do stabilizacji
używa się natomiast CaO w ilościach 0,41 – 0,85 kg/kg s.m. osadu,
w zależności od temperatury, która powinna być utrzymana przez
minimum 0,5 h na poziomie 55
o
C – 70
o
C, przy zachowaniu pH
12,5
[6]. Chemiczna higienizacja i stabilizacja osadów jest częściowym
rozwiązaniem problemu osadów ściekowych, ponieważ konieczne jest
dalsze zagospodarowanie osadów ustabilizowanych.
3.4. Zagęszczanie i odwadnianie osadów
Zagęszczanie jest zwykle pierwszym stopniem odwadniania.
Zadaniem zagęszczania osadów jest przede wszystkim zmniejszenie
objętości osadów, czyli pojemności oraz przepustowości kolejnych
urządzeń do jego przeróbki. Stosowane są powszechnie metody
zagęszczania grawitacyjnego (osadniki i zbiorniki do zagęszczania
osadów) i dynamicznego (zagęszczacze flotacyjne). Kolejnym stopniem
odwadniania jest zwykle odwadnianie naturalne (na poletkach) lub,
coraz częściej, odwadnianie mechaniczne.
Odwadnianie mechaniczne można podzielić na statyczne
i dynamiczne.
Do sposobów statycznych zalicza się odwadnianie przy pomocy filtrów
próżniowych i pras filtracyjnych. Do odwadniania dynamicznego używa
się wirówek i sit. W większości dobrze zaprojektowanych instalacji do
mechanicznego odwadniania osadów można osiągnąć osad
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
32
o uwodnieniu 60 – 75%, co oznacza zmniejszenie objętości osadu,
który musi zostać składowany lub wykorzystany o kilkanaście do
kilkudziesięciu razy. Coraz częściej, celem zwiększenia efektywności
układów do odwadniania osadów stosuje się koagulację. Higienizacja
osadów odwodnionych polega na chlorowaniu ich po odwodnieniu
i przechowywaniu pod wiatami od 15 do 45 dni.[1]
3.5. Suszenie osadów.
Wysokotemperaturowe
suszenie polega na wytworzeniu
z mechanicznie odwodnionego osadu trwałego, pasteryzowanego
granulatu o uwodnieniu poniżej 10%, który może być wykorzystany
jako granulowany nawóz organiczny lub paliwo, szczególnie do
opalania pieców cementowych oraz do spalania w paleniskach
pyłowych w elektrowniach i elektrociepłowniach.[1]
Istnieje wiele rozwiązań technicznych w zakresie suszenia osadów
oraz stosowanych do tego celu urządzeń. Istnieją dwa podstawowe
typu suszarek: konwekcyjne (bezprzeponowe), w których gazy stykają
się bezpośrednio z osadem oraz przeponowe (kontaktowe), w których
czynnik grzejny jest oddzielony od osadu za pomocą ścianki wykonanej
z z dobrego przewodnika temperatury.
Suszenie osadu ma na celu:
- całkowitą lub częściową eliminację wody związanej w osadzie,
celem zmniejszenia objętości osadu,
- zwiększenie wartości opałowej osadu przeznaczonego do
spalenia,
- stabilizację oraz higienizację osadu,
- polepszenie właściwości osadu przeznaczonego do rozsiania
przez maszyny rolnicze.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
33
Czynnikami ograniczającymi upowszechnienie się tego typu rozwiązań
w Polsce jest:
- koszt inwestycji,
- energochłonność,
- wysokie koszty eksploatacji,
- zanieczyszczenia powietrza,
- niebezpieczeństwa pożaru i wybuchu.
3.6. Pasteryzacja osadów.
Pasteryzację stosuje się głównie w celu redukcji bakterii
i unieszkodliwiania jaj i przetrwalników robaków w osadach płynnych.
Proces pasteryzacji może być stosowany zarówno dla osadów
surowych, jak i przefermentowanych.
Proces pasteryzacji jest prowadzony przez 20 – 30 minut
w temperaturze 70 – 80
O
C [7].
Coraz częściej stosuje się rozwiązania, które pozwalają na
pasteryzację osadów połączoną z jego odwadnianiem. Jednak, ze
względu na wysoką cenę instalacji, a przede wszystkim przez wzgląd
na wysokie koszty eksploatacji urządzeń związane z wysoką
energochłonnością procesu, pasteryzacja nie jest powszechnie
i chętnie stosowanym procesem końcowej obróbki osadów.
3.7. Kompostowanie osadów.
Kompostowanie jest stosowane od kilkudziesięciu lat na skalę
przemysłową, jako proces przeróbki i unieszkodliwiania odpadów
organicznych
(pochodzenia
komunalnego,
przemysłowego
i rolniczego), w celu ich przygotowania do przyrodniczego
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
34
zagospodarowania lub bezpiecznego dla środowiska usuwania na
składowiska.
Charakterystycznymi cechami tego procesu są:
- biochemiczny charakter przemian substancji organicznej
(mineralizacji i humifikacji), przy dominującym udziale bakterii
oraz mniejszym udziale grzybów i promieniowców,
- tlenowe warunki w masie kompostowej,
- termofilowy zakres temperatur w pierwszym okresie procesu,
wynikający z egzotermicznej reakcji utleniania węgla
organicznego,
- występowanie surowców i produktów w fazie stałej (emisje do
środowiska występują w fazie gazowej oraz ciekłej).
W zasadzie należałoby zróżnicować nazewnictwo tlenowych
procesów stabilizacji substancji organicznej w fazie stałej, używając
nazwy kompostowanie, wówczas gdy głównym celem procesu jest
wytworzenie wysokowartościowego nawozu organicznego kompostu)
oraz nazwy biodegradacja w warunkach tlenowych, jeśli celem procesu
jest wyłącznie przetworzenie odpadów organicznych w materiał
stabilny, nieuciążliwy dla otoczenia i możliwy do bezpiecznego
składowania, nieprzydatny jednak, z powodu nadmiernych zawartości
składników szkodliwych, do przyrodniczego zagospodarowania.[11]
Biodegradacja substancji organicznej stosowana jest jako
kontrolowany proces unieszkodliwiania odpadów przede wszystkim na
tzw.
składowiskach
tlenowych
(kompostowych)
oraz
w kompostowniach mieszanych odpadów komunalnych (bez
selektywnej zbiórki frakcji biologicznej do kompostowania).
Produkcja wysokowartościowego kompostu, zawierającego małe ilości
szkodliwych substancji (organicznych i nieorganicznych) jest możliwa
wówczas, gdy kompostuje się selektywnie gromadzone odpady
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
35
przemysłu rolno-spożywczego, odpady rolnicze, a także pochodzące
z selektywnej zbiórki organiczne frakcje odpadów komunalnych
(odpadów kuchennych, ogrodowych, zielonych, frakcji mokrej).
Podczas
kompostowania
osadów
ściekowych
z
miast
uprzemysłowionych, wyprodukowanie kompostu o małej zawartości
metali ciężkich jest bardzo trudne (o ile w ogóle możliwe), gdyż takie
osady zawierają już stosunkowo wysokie ilości metali ciężkich
(w porównaniu do innych odpadów organicznych). Z tego względu, do
oceny jakości osadów i produkowanych z nich kompostów stosuje się
inne kryteria (bardziej liberalne) niż dla kompostów z odpadów
komunalnych (zwłaszcza kompostów wyprodukowanych z biofrakcji lub
odpadów zielonych). Głównymi czynnikami wpływającymi na szybkość
i efektywność kompostowania są:
- temperatura (optimum 55°C z uwagi na maksymalną szybkość
procesu, 65° C dla higienizacji),
- wilgotność (40-70 %, optimum 60-65 %o w przypadku
kompostowania osadów),
- odczyn (pH od 4,5 do 9,5 ; optimum 6,5),
- C/N (optimum 20-30),
- C/P (optimum 100),
- efektywne mieszanie i napowietrzanie (0,6 - 1,9 m'
powietrza/kg smo na dobę),
- odpowiednie rozdrobnienie cząstek (20 - 40 mm),
- odpowiednia struktura masy kompostowej, określona dwoma
zasadniczymi parametrami tj.: objętością wolnych przestrzeni
powietrznych (nie mniejszą niż 30 %) oraz gęstością nasypową
(nie większą niż 500-600 kg/m
3
).
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
36
Specyficzne cechy fizyczne i chemiczne osadów, takie jak:
- wysokie uwodnienie (od 80 do 70 % po mechanicznym
odwadnianiu),
- zwarta struktura, mała objętość por zajętych przez powietrze,
niestabilna struktura, skłonność do zbrylania,
- wysoka zawartość azotu w stosunku do węgla organicznego
(C/N poniżej 10),
- uciążliwość odorowa, zwłaszcza podczas kompostowania
osadów surowych,
wymagają odpowiedniego podejścia do projektowania oraz
eksploatacji kompostowni. Konsekwencją tych cech, jest:
- dodawanie
do osadów materiałów strukturotwórczych
i korygujących nadmierną wilgotność,
- ewentualna korekta zawartości węgla organicznego w osadzie
(zwłaszcza
przefermentowanym)
przez
dodatek
łatworozkładalnych odpadów organicznych, jeśli materiały
strukturotwórcze nie stanowią jednocześnie dodatkowego
źródła węgla organicznego,
- konieczność
dobrego
mieszania
składników
masy
kompostowej, dla uzyskania jej jednorodnego składu i luźnej
struktury.
Jako materiał strukturotwórczy stosuje się najczęściej odpady
drzewne, korę, wióry, rozdrobnione gałęzie, dla zmniejszenia
zapotrzebowania na te odpady praktykowana jest recyrkulacja
kompostu, dodatkowym źródłem węgla mogą być ponadto drobne
odpady drzewne (pyły, trociny), które również zapewniają korektę
wilgotności masy kompostowej. Typowa proporcja masowa:
osad/materiał strukturotwórczy wynosi 0,7/0,3. Proporcja objętościowa
tych składników wynosi na ogół ok. 1 : 1.[11]
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
37
Higienizacja materiału wyjściowego w procesie kompostowania
następuje w wyniku oddziaływania czterech czynników:
- wzrostu temperatury,
- czasu,
- bakteriostatycznego działania antybiotyków produkowanych
przez grzyby i promieniowce, zwłaszcza w fazie humifikacji
(dojrzewania),
- właściwości materiału.
Najbardziej radykalne i skuteczne jest oddziaływanie wysokiej
temperatury, pozostałe dwa czynniki mają jednak podstawowe
znaczenie w przypadku kompostowania materiałów o mniejszej
początkowej zawartości łatworozkładalnej substancji organicznej,
niewystarczającej do uzyskania wysokiego efektu termicznego. Taka
sytuacja występuje na ogół podczas kompostowania osadów
przefermentowanych,
zawierających
mniejszą
ilość
trudniej
rozkładalnej (w porównaniu do osadów surowych) frakcji organicznej
(smo stanowi ok. 50 % sm).
Przefermentowany i pasteryzowany (np. ciepłem odpadowym
z
generatorów
energii
elektrycznej
napędzanych
gazem
fermentacyjnym) oraz odwodniony osad jest produktem handlowym
spełniającym wymagania rolniczego wykorzystania (przy założeniu, że
spełnia on także wymagania dotyczące zawartości metali ciężkich).
Jest jednak materiałem wilgotnym, trudnym do stosowania
w rolnictwie do nawożenia, ma zbitą strukturę, jego zapach może być
okresowo uciążliwy. Kompostowanie tego materiału, już bez wysokiego
efektu termicznego, pozwoli na uzyskanie produktu dojrzałego,
zhumifikowanego, całkowicie stabilnego, o zapachu ziemi i luźnej
strukturze ułatwiającej stosowanie do nawożenia. Taki produkt ma
również
zastosowanie
do
przygotowywania
preparatów
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
38
glebotwórczych, ziemi ogrodniczej itp. W tym przypadku praktykowane
jest kompostowanie osadów wyłącznie w pryzmach napowietrzanych w
sposób wymuszony lub przez przerzucanie materiału.
Jakość produktu kompostowania jest wypadkową:
- bilansu masowego mieszaniny kompostowej,
- udziału
odpadów strukturotwórczych i stanowiących
dodatkowe źródło węgla organicznego w stosunku do masy
osadu,
- stopnia
biodegradacji substancji organicznej zawartej
w osadzie i pozostałych materiałach,
- skuteczności oddzielenia materiału strukturotwórczego od
kompostu,
- składu
fiz.-chem. i mikrobiologicznego wyjściowych
składników masy kompostowej.
Technologia kompostowania, determinuje przebieg i intensywność
określonych przemian fizyko-chemicznych i biologicznych tych
materiałów. Do zasadniczych przemian masy kompostowej podczas
kompostowania należy zaliczyć:
- ubytek
substancji organicznej oraz całkowitej masy
materiału,
- przemiany postaci związków azotu w wyniku procesów
dezaminacji i amonifikacji organicznych połączeń azotu oraz
nitryfikacji azotu amonowego,
- ubytek części azotu amonowego w wyniku desorpcji do
powietrza atmosferycznego,
- przemiana
postaci substancji organicznej z łatwo
rozkładalnych połączeń w połączenia stabilne oraz trudno
rozkładalne typu związków humusowych, podatnych na
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
39
dalsze powolne przemiany (humifikacja oraz mineralizacja)
w gruncie, do którego zostaną wprowadzone,
- zatężanie substancji nieorganicznych, względny wzrost
zawartości substancji szkodliwych i niepodatnych na
biodegradację (np. metali ciężkich oraz związków
organicznych, typu WWA, PCB i innych) w zmniejszonej
(w wyniku biodegradacji) masie osadu,
- zmniejszanie
zawartości tzw. pierwotnych patogenów
zawartych w osadach (bakterii chorobotwórczych, jaj
pasożytów przewodu pokarmowego) przy
możliwej
intensyfikacji rozwoju w kompostach tzw. patogenów
wtórnych, w tym zwłaszcza grzybów potencjalnie
chorobotwórczych dla człowieka.
Kryteria oceny jakości kompostu obejmują cztery zasadnicze
grupy parametrów:
- zanieczyszczenia typu mechanicznego (kamienie, szkło), nie
występujące na ogół w kompostach z osadów,
- makroskładniki, jak: ogólną i rozkładalną substancję
organiczną, substancje nawozowe N,P,K (komposty z osadów
są z reguły zasobne w te składniki),
- składniki niebezpieczne, jak: metale ciężkie oraz związki
organiczne, głównie typu chlorowcopochodnych,
- wskaźniki
mikrobiologiczne
(miano
coli,
bakterie
chorobotwórcze z rodzaju Salmonella, jaja pasożytów).
Dwie ostatnie grupy parametrów mają zasadnicze znaczenie dla
oceny jakości kompostów z osadów ściekowych.
Przeprowadzone w latach osiemdziesiątych badania osadów
ściekowych wykazały zróżnicowanie zawartości metali ciężkich
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
40
w osadach wynikające z wielkości oczyszczalni, pochodzenia osadów
(wstępne, wtórne, mieszane) i regionu, w którym zlokalizowana jest
oczyszczalnia. Generalnym wnioskiem z tych badań było stwierdzenie,
że najmniej metali ciężkich zawierają osady wtórne, z oczyszczalni
ścieków w małych miastach, zlokalizowanych na obszarach słabo
uprzemysłowionych. Z takich osadów można uzyskiwać komposty
o najlepszej jakości.[8]
Materiały strukturotwórcze i odpady stanowiące dodatkowe źródło
węgla organicznego zawierają z reguły wielokrotnie mniej metali
ciężkich niż osady ściekowe, ograniczając względny wzrost zawartości
metali w produkcie końcowym.
3.8. Zgazowanie osadów.
Zgazowaniem nazywamy przemianę paliwa stałego w gazowe.
Proces ten polega na niepełnym spalaniu paliwa w atmosferze
powietrza i pary wodnej. Przetłaczając powietrze nasycone parą wodną
przez rozżarzone paliwo, otrzymujemy gaz generatorowy. Gaz jest
wykorzystywany do generowania prądu zasilającego instalację. Jest to
jedna z metod, którą zastosowano do unieszkodliwiania osadów już na
początku bieżącego stulecia. Zgodnie z badaniami laboratoryjnymi
metoda ta daje dobre wyniki. W Polsce uruchomiono już instalację
zmodyfikowanego zgazowania osadów w Makowie Podhalańskim.
Realne podstawy ma zgazowanie fluidyzacyjne, szczególnie dla
odpadów przemysłowych i nietypowych osadów. Mało realne wydaje
się natomiast wytlewanie (odgazowanie), gdyż otrzymane półprodukty
wymagają dalszej, często skomplikowanej przeróbki.[1]
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
41
3.9. Spalanie osadów.
Najbardziej radykalną metodą unieszkodliwiania osadów
ściekowych jest ich spalanie. Metoda ta jest szczególnie atrakcyjna,
gdy unieszkodliwienia wymagają osady nienadające się do
zagospodarowania do celów nierolniczych lub do rekultywacji oraz, gdy
jest ograniczona możliwość ich składowania. Osady przed
wprowadzeniem do instalacji spalania wymagają wstępnej obróbki
obejmującej odwodnienie i suszenie. Spalanie zapewnia, dzięki
eliminacji składników organicznych, maksymalne zmniejszenie
objętości osadów. Pozostałością po spalaniu osadów są gazy
spalinowe, żużel oraz popiół.[1]
Każda instalacja do termicznego unieszkodliwiania osadów powinna
zapewnić:
- całkowite spalenie substancji palnych,
- uzyskanie żużla pozbawionego substancji toksycznych
rozpuszczalnych w wodzie,
- oczyszczanie spalin w stopniu wystarczającym do spełnienia
aktualnych norm,
- bezpieczne składowanie i przeróbkę produktów spalania,
- wykorzystanie energii zawartej w osadzie oraz optymalne
gospodarowanie paliwem dodatkowym,
- bezpieczną pracę.
Oczywiście do spalania osadów są wykorzystywane nie tylko
dedykowane do tego celu ciągi technologiczne. Do spalania osadów
często są wykorzystywane także:
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
42
- spalarnie odpadów miejskich, gdzie unieszkodliwiane są
osady o uwodnieniu 55% – 65%, w temperaturze 750
o
C –
850
o
C,
- spalanie w kotłach pyłowych opalanych węglem, gdzie osad
jest spalany łącznie z węglem brunatnym lub kamiennym.
Spalanie z węglem kamiennym wymaga osadu wysuszonego
do 90% s.m., a z węglem brunatnym jedynie 25% - 30%
s.m. Osad może zastąpić 3% - 10% paliwa podstawowego,
- piece cementowe, gdzie osad wysuszony (90% s.m.) spalany
jest w temperaturze 1800
o
C – 2000
o
C wraz z mieszanką
cementową. Produkty spalenia zostają związane w klinkierze
cementowym,
- instalacje
do przygotowania mieszanek asfaltowych,
cegielniach, wapiennikach, gdzie wprowadzany jest osad
o uwodnieniu 5% - 20%. Produkty spalania wiązane są
w produkt wyjściowy, tj. mieszankę asfaltową, bądź w
produkty budowlane i wykorzystywane w przemyśle
budowlanym.
- spalarnie dwustopniowe wykorzystujące proces pirolizy
w pierwszym etapie przeróbki. [7]
3.10.
Wykorzystanie osadów.
3.10.1. Rekultywacja nieużytków i zagłębień terenowych.
Starym, niestosowanym już rozwiązaniem umożliwiającym
pozbycie się osadów ściekowych, jest wypełnienie zagłębień
terenowych i innych nieużytków. Rozwiązanie to stosowane było
w miejscach, gdzie istniały odpowiednie warunki terenowe.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
43
Do niedawna stosowane było także wtryskiwanie osadu do gruntu
i wypełnianie podziemnych wyrobisk. Było to jednak rozwiązanie
bardzo kosztowne, stosowane w przypadku osadów specyficznych,
np.: radioaktywnych, toksycznych pochodzenia przemysłowego.
Sposoby te powodowały zanieczyszczenie gruntów i wód podziemnych
substancjami toksycznymi i zostały wycofane i zakazane.
W przypadku miast nadbrzeżnych i portowych coraz więcej
oczyszczalni stosuje zatapianie osadów w morzu, w odległości od
kilkunastu do kilkudziesięciu km od lądu. Jest to przeważnie osad
przefermentowany. Ten sposób usuwania osadu jest jednak bardzo
krytycznie oceniany. [7]
3.10.2. Wykorzystanie
osadów
w
rolnictwie,
leśnictwie
i ogrodnictwie.
Osad w postaci biochemicznie stabilnej wykorzystuje się
najczęściej w rolnictwie, leśnictwie i ogrodnictwie. Wykorzystanie
osadów jako nawozu jest zjawiskiem bardzo pożądanym, ze względu
na wysoką wartość nawozową osadów.
Jednak osady wykorzystywane w ten sposób muszą spełniać
bardzo rygorystyczne normy bakteriologiczne i zawartości metali
ciężkich, dlatego obecnie coraz częściej osady, które mają zostać użyte
w rolnictwie, leśnictwie i ogrodnictwie są najpierw kompostowane lub
pasteryzowane. Normy te określa w Polsce Dz.U. 72 poz. 813 z dnia
11.08.1999.
Także gleba, która ma być wzbogacana osadami ściekowymi, musi
spełniać normy zawarte w w/w Rozporządzeniu.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
44
4. Charakterystyka wybranych obiektów:
4.1. Kochcice
4.1.1. Charakterystyczne parametry technologiczne
a) Projektowe wskaźniki zanieczyszczeń
Parametr
Jednostka
Ścieki
dopływające
Ścieki
oczyszczone
BZT
5
mgO
2
/dm
3
450,0
30,0
Zawiesina ogólna
mg/dm
3
390,0
50,0
Azot ogólny
mgN/dm
3
50,0
30,0
Azot amonowy
mgN
NH4
/dm
3
14,0
6,0
Fosfor ogólny
mgP/dm
3
9,0
5,0
b) Projektowe natężenie przepływu Q
dśr
= 650,0 m
3
/d
c) Rzeczywiste wskaźniki zanieczyszczeń (z 40 analiz zleconych
przez Hydro-Lemna S.A. j.v. w dniach 10-07-1992 do 12-11-
1997)
Parametr
Jednostka
Ścieki
dopływające
Ścieki
oczyszczone
BZT
5
mgO
2
/dm
3
187,57
11,45
Zawiesina ogólna
mg/dm
3
546,75
17,10
Azot ogólny
mgN/dm
3
54,27
14,44
Azot amonowy
mgN
NH4
/dm
3
30,96
5,95
Fosfor ogólny
mgP/dm
3
9,16
3,59
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
45
d) Rzeczywiste natężenie przepływu (w w/w okresie czasu)
Q
dśr
= 436,48 m
3
/d
e) Układ technologiczny:
kanalizacja
krata ręczna gęsta
piaskownik poziomy
dwukomorowy
przepompownia
staw napowietrzany
komora koagulacji
staw Lemna
urządzenie do pomiaru
natężenie przepływu
odbiornik (rów melioracyjny)
f) Wymiary charakterystyczne:
- powierzchnia całkowita w ogrodzeniu
- 2,40 ha,
- powierzchnia stawu napowietrzanego
- 0,31 ha,
- głębokość czynna stawu napowietrzanego - 2,50 m,
- objętość stawu napowietrzanego
-
- powierzchnia stawu Lemna
- 0,74 ha,
- głębokość czynna stawu Lemna
- 3,00 m,
- objętość stawu Lemna
-
4.1.2. Opis działania systemu
Ścieki dopływają na oczyszczalnię poprzez system
kanalizacji półrozdzielczej. Dominująca część miejscowości jest
przyłączona poprzez adaptację systemu kanalizacji deszczowej na
kanalizację ogólnospławną. Na oczyszczalni ścieki są pompowane
po części mechanicznej na staw napowietrzany, skąd przepływają
grawitacyjnie przez komorę koagulacji do stawu Lemna i dalej do
odbiornika.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
46
W trakcie realizacji oczyszczalni, na końcu kolektora
ogólnospławnego wykonano separator, od którego ścieki bytowo-
gospodarcze płyną w kierunku oczyszczalni nowo wykonanym
kolektorem sanitarnym PVC 315. W roku 1993 rozbudowano sieć
kanalizacyjną, zwiększając udział kolektorów rozdzielczych
w
systemie
kanalizacyjnym.
Oprócz
ścieków
bytowo-
gospodarczych z miejscowości, na oczyszczalnię skierowano także
ścieki technologiczne z gorzelni rolniczej. W roku 1995, w związku
z bardzo dużym obciążeniem oczyszczalni, przewyższającym
założenia projektowe zamontowano złoże nitryfikacyjne w stawie
napowietrzanym. Złoże odgrodzono od stawu barierą pływającą z
polietylenu o dużej gęstości (HDPE).[14]
4.1.3. Charakterystyka realizacji inwestycji
Inwestorem bezpośrednim inwestycji jest Urząd Gminy
w Kochanowicach, a inwestorem zastępczym WZMiUW
w Częstochowie. Realizację obiektu rozpoczęto w końcu kwietnia
1992r., a zakończono w końcu lipca 1992r.
Generalnym Wykonawcą inwestycji było Przedsiębiorstwo
„HYDRO” z Kielc, a wykonawcą robót ziemnych „BUSKOPOL”
z Buska Zdroju przy współudziale Rejonowego Przedsiębiorstwa
Melioracyjnego S.A. z Lublińca. Montaż komponentów Lemna
został wykonany pod nadzorem pracowników Lemna International
Corporation. Koszt realizacji inwestycji w obrębie ogrodzenia
wyniósł 579 000,00 PLN. [14]
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
47
4.2. Wręczyca Wielka
4.2.1. Charakterystyczne parametry technologiczne
a) Projektowe wskaźniki zanieczyszczeń
Parametr
Jednostka
Ścieki
dopływające
Ścieki
oczyszczone
BZT
5
mgO
2
/dm
3
300,0
30,0
Zawiesina ogólna
mg/dm
3
300,0
50,0
Azot ogólny
mgN/dm
3
50,0
30,0
Azot amonowy
mgN
NH4
/dm
3
-
6,0
Fosfor ogólny
mgP/dm
3
10,0
5,0
b) Projektowe natężenie przepływu Q
dśr
= 433,0 m
3
/d
c) Rzeczywiste wskaźniki zanieczyszczeń (z 25 analiz zleconych
przez Hydro-Lemna S.A. j.v. w okresie 22-12-1994 do 16-05-
2001)
Parametr
Jednostka
Ścieki
dopływające
Ścieki
oczyszczone
BZT
5
mgO
2
/dm
3
179,15
7,42
Zawiesina ogólna
mg/dm
3
319,58
14,78
Azot ogólny
mgN/dm
3
56,0
17,70
Azot amonowy
mgN
NH4
/dm
3
25,63
5,86
Fosfor ogólny
mgP/dm
3
8,56
3,61
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
48
g) Rzeczywiste natężenie przepływu (w w/w okresie czasu)
Q
dśr
= 441,72 m
3
/d
d) Układ technologiczny:
Punkt zlewny ścieków dowożonych
kanalizacja
krata ręczna gęsta
piaskownik poziomy
dwukomorowy
staw napowietrzany
komora koagulacji
staw Lemna
urządzenie do pomiaru natężenie przepływu
odbiornik (rów melioracyjny)
e) Wymiary charakterystyczne:
- powierzchnia stawu napowietrzanego
- 0,60 ha,
- głębokość czynna stawu napowietrzanego - 2,95 m,
- objętość stawu napowietrzanego
- 14455 m
3
,
- powierzchnia stawu Lemna
- 0,51 ha,
- głębokość czynna stawu Lemna
- 2,90 m,
- objętość stawu Lemna
- 11781 m
3
.
4.2.2. Opis działania systemu
Ścieki dopływają na oczyszczalnię poprzez system
kanalizacji ogólnospławnej z Wręczycy Wielkiej i Wręczycy Małej.
Część ścieków, z części niezkanalizowanej jest dowożona do
oczyszczalni taborem asenizacyjnym. Do oczyszczalni ścieki są
pompowane z miejscowości. Ścieki wpływają do części
mechanicznej, po czym płyną grawitacyjnie na staw
napowietrzany, przez komorę koagulacji, staw Lemna i dalej do
odbiornika.[15]
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
49
4.2.3. Charakterystyka realizacji inwestycji
Inwestorem bezpośrednim inwestycji jest Urząd Gminy we
Wręczycy Wielkiej. Realizację obiektu rozpoczęto w końcu 1993r.,
a zakończono w październiku 1994r.
Generalnym Wykonawcą inwestycji było Przedsiębiorstwo
„HYDRO” z Kielc, Rejonowe Przedsiębiorstwo Melioracyjne S.A.
z Lublińca. Montaż komponentów Lemna został wykonany pod
nadzorem pracowników Lemna International Corporation. Koszt
realizacji inwestycji w obrębie ogrodzenia wyniósł 1404900,00
PLN. [15]
4.3. Chmielnik Rzeszowski
4.3.1. Charakterystyczne parametry technologiczne
a) projektowe wskaźniki zanieczyszczeń
Parametr
Jednostka
Ścieki
dopływające
Ścieki
oczyszczone
BZT
5
mgO
2
/dm
3
425,0
30,0
Zawiesina ogólna
mg/dm
3
416,0
50,0
Azot ogólny
mgN/dm
3
69,0
30,0
Azot amonowy
mgN
NH4
/dm
3
39,0
6,0
Fosfor ogólny
mgP/dm
3
13,0
5,0
b) Projektowe natężenie przepływu Q
dśr
= 480,0 m
3
/d
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
50
c) Rzeczywiste natężenie przepływu (z 11 analiz zleconych przez
Hydro-Lemna S.A. j.v. w okresie 30-06-1998 do 03-08-2000)
Parametr
Jednostka
Ścieki
dopływające
Ścieki
oczyszczone
BZT
5
mgO
2
/dm
3
218,75
12,93
Zawiesina ogólna
mg/dm
3
409,88
15,91
Azot ogólny
mgN/dm
3
49,63
19,63
Azot amonowy
mgN
NH4
/dm
3
32,96
5,62
Fosfor ogólny
mgP/dm
3
9,8
4,99
h) Rzeczywiste natężenie przepływu (w w/w okresie czasu)
Q
dśr
= 462,53 m
3
/d
d) Układ technologiczny:
Punkt zlewny ścieków dowożonych
kanalizacja
przepompownia
komora rozprężna
krata
ręczna gęsta
piaskownik poziomy dwukomorowy
staw
napowietrzany
nitryfikator
komora koagulacji
staw
Lemna
urządzenie do pomiaru natężenie przepływu
odbiornik (rów melioracyjny)
e) Wymiary charakterystyczne:
- powierzchnia całkowita w ogrodzeniu
- 2,11 ha,
- powierzchnia stawu napowietrzanego
- 0,474 ha,
- głębokość czynna stawu napowietrzanego - 3,10 m,
- objętość stawu napowietrzanego
- 10075 m
3
,
- powierzchnia stawu Lemna
- 0,565 ha,
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
51
- głębokość czynna stawu Lemna
- 2,80 m,
- objętość stawu Lemna
- 10742 m
3
.
4.3.2. Opis działania systemu
Ścieki dopływają na oczyszczalnię poprzez system
kanalizacji sanitarnej z miejscowości Chmielnik, Zabratówka, Wola
Rafałowska, Błędowa Tyczyńska. Część ścieków, z części
niezkanalizowanej jest dowożona do oczyszczalni taborem
asenizacyjnym. Ścieki są pompowane do części mechanicznej, po
czym płyną grawitacyjnie na staw napowietrzany z wydzieloną
komorą nitryfikacji, przez komorę koagulacji, staw Lemna i dalej
do odbiornika.[16]
4.3.3. Charakterystyka realizacji inwestycji
Inwestorem bezpośrednim inwestycji jest Urząd Gminy
w Chmielniku Rzeszowskim. Realizację obiektu rozpoczęto w roku
1995, a zakończono w 1996r.
Generalnym Wykonawcą inwestycji było Przedsiębiorstwo
„HYDRO-LEMNA” S.A. z Kielc, a Podwykonawcą robót ziemnych
Przedsiębiorstwo „BUSKOPOL” z Buska Zdrój. Koszt realizacji
inwestycji w obrębie ogrodzenia wyniósł 1494514,56 PLN. [16]
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
52
5. Zakres i metodyka badań osadów ściekowych.
5.1. Metodyka poboru osadów ściekowych.
Próby osadu zostały pobrane w 30 miejscach, według procedury
określonej w Dz.U. nr. 72 poz. 813 z dnia 11.08.1999r.
Celem poboru osadu o parametrach odpowiadających osadowi
zalegającemu na dnie stawów skonstruowano sondę do poboru prób
i do pomiaru wysokości słupa osadu w wybranych punktach na
powierzchni stawów.
Konstrukcja, części składowe i sposób poboru prób pokazano na
rysunkach poniżej.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
53
SONDA DO POMIARU ILOŚCI OSADU I POBORU PRÓB – SCHEMAT BUDOWY
Zawór
kulowy
Złączka
PCV
Linka stalowa
w kołnierzu
gumowym
Cylinder z
pleksiglasu
Otwór do
odprowadzania
wód
nadosadowych
Rękojeść
aluminiowa
Złączka PCV z
oczkiem
prowadzącym
linkę stalową
Główka rękojeści
PCV
z oczkiem
prowadzącym
linkę
Zabezpieczenie
linki stalowej
Podziałka
co 1 cm
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
54
Około 1 godzinę przed poborem prób i pomiarem wysokości osadu
na oczyszczalni wyłączono dmuchawy. W ten sposób zapewniono
czas na sedymentację osadu zawieszonego w ściekach podczas pracy
dmuchaw.
Próby pobierano z łódki płaskodennej, zanurzając powoli sondę
z otwartym zaworem w ściekach aż do wyczucia oporu folii
uszczelniającej dno stawów. Następnie zamykano zawór i powoli
wyciągano sondę na powierzchnię, gdzie odczytywano wysokość
słupa osadu i wlewano osad do słoja. Po zakończeniu poboru próby
osadu zlano do czterech słojów o pojemności 1 dm
3
, po dwa słoje dla
każdego z laboratoriów, które miały badać osad. Do każdego słoja
wlano 30 ml osadu z każdej pobranej i wymieszanej próby.
Wyjątkiem był pobór prób na oczyszczalni ścieków we Wręczycy
Wielkiej, gdzie próby pobrano ze stawu po ówczesnym spompowaniu
wód nadosadowych.
Poniżej pokazano graficznie sposób poboru prób do analizy.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
55
SONDA DO POMIARU ILOŚCI OSADU I POBORU PRÓB
– ZMONTOWANA I PRZYGOTOWANA DO PRACY
Sondę należy zanurzać powoli do momentu
wyczucia dna
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
56
SONDA DO POMIARU ILOŚCI OSADU I POBORU PRÓB
– SPOSÓB ZAMYKANIA ZAWORU
Kiedy sonda stoi na dnie należy zamknąć
zawór kulowy silnym pociągnięciem linki
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
57
SONDA DO POMIARU ILOŚCI OSADU I POBORU PRÓB
ZAWÓR ZAMKNIĘTY
Sondę należy wyjmować ze ścieków powoli,
aby nie wzburzyć wód nadosadowych
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
58
Teraz należy odczytać wysokość warstwy
osadu (można rozróżnić strefę osadu
zagęszczonego i strefę zagęszczania). Można
także pobrać próbę osadu do analizy, należy
jednak zwrócić uwagę na to, aby do
naczynia na próbę wpuścić tylko część, w
której znajduje się osad. Umożliwi to
dokładne odczytanie zawartości suchej masy
w osadzie.
SONDA DO POMIARU ILOŚCI OSADU I POBORU PRÓB
- GOTOWA DO POMIARU I POBORU PRÓB
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
59
5.2. Zakres badań osadów.
Zakres badań fizyko-chemicznych wykonywanych na potrzeby tej
pracy, obejmował następujący zakres:
- pH - Rtęć
- Fosfor ogólny - Sód
- P
2
O
5
- Potas
- Nikiel - Magnez
- Miedź - Wapń
- Chrom ogólny - OWO
- Kadm - Siarczany
- Ołów - Chlorki
- Cynk - Azot ogólny
- Azot organiczny - Azot organiczny
- Azot azotanowy - Azot amonowy
- BZT
5
- CHZT
- Sucha masa - Uwodnienie
- Zawartość subst. organ. – Zawartość subst.miner.
Zakres badań biologiczno-sanitarnych obejmował wykonanych na
potrzeby tej pracy, obejmował następujący zakres:
- obecność bakterii z grupy Salmonella,
- obecność żywych jaj pasożytów przewodu pokarmowego
ludzi i zwierząt (Ascaris sp, Trichuris sp, Toxocara sp.)[2]
Ponadto w pracy wykorzystano wyniki analiz będące w posiadaniu
firmy WIDUCH HYDROLEMNA S.A. wykonane przez Katedrę
Technologii Ścieków i Biologii Sanitarnej Instytutu Ochrony
Środowiska w Warszawie, obejmujące następujący zakres:
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
60
Badania fizykochemiczne osadu:
- barwa,
- ołów,
- zapach,
- kadm,
- pH,
- cynk,
- suchą masę osadu,
- chrom,
- uwodnienie,
- nikiel,
- zawartość substancji mineralnych,
- azot ogólny,
- zawartość substancji organicznych, - fosfor ogólny.
Badania bakteriologiczne osadu:
- miano coli typu kałowego,
- obecność bakterii z grupy Salmonella,
- obecność żywych jaj pasożytów przewodu pokarmowego ludzi
i zwierząt ( Ascaris sp, Trichuris sp, Toxocara sp. )
5.3. Laboratoria badające osad.
Laboratoria, w których były wykonywane badania osadu na
potrzeby tej pracy to:
- Laboratorium Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej
w Kielcach, gdzie były wykonywane analizy bakteriologiczne
osadów z oczyszczalni ścieków Lemna we Wręczycy Wielkiej
i w Chmielniku Rzeszowskiego.
- Laboratorium Katedry Technologii Wody i Ścieków Wydziału
Budownictwa Lądowego Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach,
gdzie były wykonywane badania fizykochemiczne osadów
z oczyszczalni ścieków Lemna we Wręczycy Wielkiej i w
Chmielniku Rzeszowskim.
Ponadto w pracy wykorzystano wyniki analiz będące w posiadaniu
firmy WIDUCH HYDROLEMNA S.A. wykonane przez Katedrę
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
61
Technologii Ścieków i Biologii Sanitarnej Instytutu Ochrony
Środowiska w Warszawie.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
62
6. Wyniki badań osadów.
6.1. Kochcice.
6.1.1. Staw napowietrzany
Cel i zakres zadania.
Celem pracy były badania fizyko-chemiczne i biologiczno-sanitarne
25 próbek osadów ze stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków
typu Lemna w Kochcicach.
Próbki zostały zlane w 3 próby (po jednej dla każdej z cel)
i przewiezione do Instytutu Ochrony Środowiska.
Próby osadu zostały pobrane w 25 miejscach wg. procedury określonej
w DZ.U. nr. 72 poz. 813.
Metodyka badań.
Próby zostały pobrane ze stawu napowietrzanego za pomocą
sondy pomiarowej. Poniżej pokazano miejsca poboru prób osadu ze
stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków w Kochcicach.
Oznaczenia fizyko-chemiczne wykonane zostały przez Laboratorium
Instytutu Ochrony Środowiska w Warszawie wg. obowiązujących
Polskich Norm.
Oznaczenie bakterii z grupy Salmonella wykonano wg. PN-64/A-
04023. Oznaczenie żywych jaj pasożytów przewodu pokarmowego
wykonano wg. zmodyfikowanej metody Meyera, Millera i Kaneshiro
przez Laboratorium Instytutu Ochrony Środowiska.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
63
Wyniki badań.
Na podstawie pomiarów osadów ściekowych w trakcie bieżącej
eksploatacji stawu szacunkowo określono grubość warstwy zalegania
osadu na stawie napowietrzanym:
I cela - 0,20 – 0,25 m
II cela
- 0,18 – 0,20 m
III cela
- 0,15 – 0,18 m
Szacunkowa objętość osadu wynosiła :
I cela
= 246 - 307 m
3
II cela
= 215 - 239 m
3
III cela
= 101 – 121 m
3
Ogółem: = 526 – 667 m
3
Pobrane próby osadów z poszczególnych cel różnią się znacznie pod
względem uwodnienia:
I cela
= 65,7 %
II cela
= 89,0 %
III cela
= 94,1 %
Na podstawie szacunkowych wyników można określić następujące
parametry pracy oczyszczalni.
Oczyszczalnia ścieków pracując - odbierając ścieki świeżowodne,
jak i dowożone taborem asenizacyjnym, a także przemysłowe
gorzelniane w ilości Qd
śr
= 436,68 m
3
/d przez okres 5 lat eksploatacji
zgromadziła na stawie napowietrzanym 526,0 – 667,0 m
3
osadu, co
daje 105,2 – 133,4 m
3
/rok eksploatacji obiektu.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
64
Osad ściekowy wystąpił w największej ilości w I celi stawu
napowietrzanego. Najmniejsza jego ilość wystąpiła w III celi.
Sucha masa osadu zgromadzonego na dnie stawu podczas 5 – letniej
eksploatacji wyniosła:
I cela
= 84,38 – 105,30 ton
II cela
= 23,65 – 26,29 ton
III cela
= 5,96 – 7,14 ton
Razem
= 113,99 – 138,73 ton
Sucha masa osadu wyniosła
I cela
- 34,3 %, tj. 343,0 g/kg
II cela
- 11,0 %, tj. 110,0 g/kg
III cela
- 5,9 %, tj. 59,0 g/kg
Charakterystyka fizyko-chemiczna i biologiczno-sanitarna osadów.
W załączniku podano charakterystykę osadów pochodzących z dna
stawu napowietrzania. Osad pobrany w postaci 25 próbek
charakteryzował się barwą ciemno-brunatno-szarą o zapachu
specyficznie gnilnym.
Odczyn pH (6,90) może wskazywać, iż w osadzie panują warunki
beztlenowe.[3]
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
65
KOCHCICE
Miejsce poboru prób osadu z dna stawu Lemna
2
1
3
dopływ
ściekó
w
odpływ
ściekó
w
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
66
Osad nie zawiera dużej ilości związków biogennych (formy azotu,
fosfor og.). Ze względu na dużą zawartość cynku i kadmu osad może
być wykorzystany jedynie do uprawy roślin przeznaczonych do
produkcji kompostu oraz do roślinnego utrwalania powierzchni
gruntów.
Porównywanie ilości metali ciężkich w osadach z oczyszczalni ścieków
w Kochcicach z parametrami dopuszczalnymi dla osadów ściekowych
wykorzystywanych na cele nieprzemysłowe (Dz.U. Nr. 72. poz.813
zał.nr.1).
Metale
ilość metali ciężkich w mg/kg suchej masy osadu nie większe niż:
przy stosowaniu osadów
w rolnictwie, do
rekultywacji
gruntów na
potrzeby rolnicze
oraz do
kompostowania
do rekultywacji
gruntów na
potrzeby
nierolnicze
do uprawy roślin
przeznaczonych do
produkcji kompostu
oraz do roślinnego
utrwalania
powierzchni gruntów
analiza osadów
ściekowych w Kochcicach
Cela I Cela II Cela III
1. Ołów(Pb)
500
1000
1500
37,8
87,2
337,1
2. Kadm (Cd) 10
25
50
4,2
9,1
32,2
3. Chrom (Cr) 500
1000
2500
13,9
30,9
84,7
4. Miedź (Cu) 800
1200
2000
34,2
88,1
225,7
5. Nikiel (Ni)
100
200
500
11,0
29,0
77,9
6. Cynk (Zn)
2500
3500
5000
558,5 1568,0 3525,3
Obecność żywych jaj przedstawicieli fauny pasożytniczej sprawia, że
osady mogą być zagospodarowane na cele nierolnicze oraz do
rekultywacji gruntów na cele rolnicze.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
67
Wyniki analiz bakteriologicznych i helmintologicznych osadów
z oczyszczalni ścieków w Kochcicach
Wynik
l.p.
Wskaźnik
J.M.
Próba 1
Próba 2
Próba 3
1.
Salmonella
obecność
brak
brak
brak
2.
Miano coli
-
10
-6
10
-5
10
-5
Jaja pasożytów przewodu pokarmowego
3.
Ascaris sp.
szt./kg s.m.
0
0
85
4.
Trichuris sp.
szt./kg s.m.
0
0
17
5.
Toxocara sp.
szt./kg s.m.
0
0
0
6.
Wskaźnik ATT
-
0
0
102
Wniosek:
Stężenia cynku i kadmu dla osadów znajdujących się w III celi
zostały przekroczone, w związku z tym osad nie nadaje się
w niezmienionej formie do rolniczego wykorzystania, a tylko do uprawy
roślin przeznaczonych do produkcji kompostu i do roślinnego
utrwalania powierzchni gruntów.
6.1.2. Staw Lemna
Cel i zakres zadania.
Celem pracy były badania fizyko-chemiczne i biologiczno-sanitarne
6 próbek osadów ze stawu Lemna oczyszczalni ścieków typu Lemna
w Kochcicach.
Próbki zostały pobrane w dniu 02.06.1997 i dostarczone do Instytutu
Ochrony Środowiska w Warszawie przez Hydro-Lemna S.A. j.v.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
68
Metodyka badań.
Próby zostały pobrane ze stawu LEMNA za pomocą sondy
pomiarowej. Poniżej pokazano rozmieszczenie osadu na stawie LEMNA
wraz wysokością zalegania osadu w cm. Oznaczenia fizyko-chemiczne
wykonane zostały przez Laboratorium Instytutu Ochrony Środowiska w
Kielcach wg. obowiązujących Polskich Norm.
Oznaczenie bakterii z grupy Salmonella wykonano wg. wytycznych
PN-64/A-04023. Oznaczenie żywych jaj pasożytów przewodu
pokarmowego wykonano wg. zmodyfikowanej metody Meyera, Millera
i Kaneshiro przez Laboratorium Instytutu Ochrony Środowiska.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
69
Rozmieszczenie punktów poboru osadów w stawie Lemna na oczyszczalni ścieków
systemu „Lemna” w Kochcicach
5
6
2
odpływ
ścieków
dopływ
ścieków
4
1
3
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
70
Charakterystyka fizyko-chemiczna i biologiczno-sanitarna osadów.
Poniżej podano charakterystykę osadów pochodzących z dna stawu
napowietrzania. Osad pobrany w postaci 6 próbek charakteryzował się barwą
ciemno-brunatno-szarą.
Należy zwrócić uwagę na duże różnice w uwodnieniu próbek – 27,1% -
95,2%, przy czym próbka o najmniejszym uwodnieniu była najbardziej
zmineralizowaną próbką. Można przypuszczać, że próbka ta zawierała dużą
ilość zawiesiny mineralnej (piasku). Osad nie zawiera dużej ilości związków
biogennych ( formy azotu, fosfor og.).[4]
W stosunku do parametrów podanych w załączniku nr 1 Dz.U. 72 poz.
813 z 31.08.1999 dla rolniczego wykorzystania osadu, dwie z prób osadu
wykazują minimalne przekroczenia stężenia kadmu, co wyklucza możliwość
rolniczego wykorzystania osadów.
W osadzie nie wykryto bakterii z grupy Salmonella oraz żywych jaj pasożytów
przewodu pokarmowego.
Ilość metali ciężkich w osadach z oczyszczalni ścieków w Kochcicach
Metale
Staw Lemna
Próba 1 Próba 2 Próba 3 Próba 4 Próba 5 Próba 6
1. Ołów(Pb)
99,6
103,0
109,5
16,2
30,0
24,1
2. Kadm (Cd)
10,0
10,8
11,4
0,6
0,6
0,6
3. Chrom (Cr) 22,9
24,6
26,0
6,8
10,8
7,2
4. Nikiel (Ni)
28,1
30,1
31,9
4,0
14,2
9,0
5. Cynk (Zn)
885,2
915,7
1004,0
28,8
184,0
120,0
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
71
Wniosek:
Stężenie kadmu zostało przekroczone, co daje podstawę jedynie
do nierolniczego wykorzystania osadów ściekowych.
Podsumowanie i wnioski:
Osady ściekowe w różnych częściach stawu różniły się od siebie
stopniem uwodnienia.
Próbka średnia, składająca się z 6 próbek, posiadała średnie
uwodnienie osadu ściekowego: 74,87 %.
Poziom zanieczyszczenia osadu substancjami biogennymi jest
znikomy.
Na podstawie Rozporządzenia MOŚZNiL z dnia 31/08/99 ( Dz.U.
Nr.72, poz.813) osad z oczyszczalni ścieków typu Lemna
w Kochcicach nadaje się do wykorzystania na cele nieprzemysłowe,
z uwzględnieniem zasad wykorzystania określonych w paragrafie 2
niniejszego Rozporządzenia.
6.2. Wręczyca Wielka.
Cel i zakres zadania.
Celem pracy były badania fizyko-chemiczne i biologiczno-sanitarne
30 próbek osadów ze stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków
typu Lemna we Wręczycy Wielkiej, który został usunięty
i składowany na poletku odciekowym w odległości 50 m od stawu
napowietrzanego. Usunięcie osadów odbyło się za pomocą specjalnie
przygotowanego systemu pompowego, który zagwarantował
wybranie osadów w 90 % całej powierzchni dna bez uszkodzenia folii
zabezpieczającej.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
72
Osady ściekowe zostały poddane wstępnemu odwodnieniu na
poletku, dzięki systemowi drenażowemu tam zainstalowanemu.
Próby osadu zostały pobrane w 30 miejscach wg. procedury
określonej w DZ.U. nr. 72 poz. 813.
Metodyka badań.
Próby zostały pobrane ze stawu napowietrzanego po wstępnym
usunięciu ścieków nadosadowych ze stawu. W załączniku nr. 3
pokazano rozmieszczenie osadu na stawie napowietrzanym wraz
wysokością zalegania osadu w cm. w załączniku nr. 4 znajdują się
punkty pobrania próbek ze stawu napowietrzanego w ilości 30 szt.
Osad składowany na poletku osadowym jest osadem pochodzącym
z całej powierzchni dna stawu napowietrzanego, uwzględniając osad
ze wszystkich cel stawu. Oznaczenia fizyko-chemiczne wykonane
zostały przez Laboratorium Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach
wg. obowiązujących Polskich Norm.
Oznaczenie bakterii z grupy Salmonella wykonano wg. wytycznych
IMW w Lublinie. Oznaczenie żywych jaj pasożytów przewodu
pokarmowego wykonano wg. wytycznych IMW w Lublinie przez
Laboratorium SANEPID Kielce.
Wyniki badań.
Na podstawie pomiarów osadów ściekowych w trakcie bieżącej
eksploatacji stawu, jak również po usunięciu ścieków nadosadowych
szacunkowo określono grubość warstwy zalegania osadu na stawie
napowietrzanym:
1. I cela - 0,38 m
2. II cela - 0,16 m
3. III cela - 0,05 m
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
73
4. IV cela - 0,01 m
średnia : 0,30 m.
Szacunkowa objętość osadu wynosiła :
1. I cela = 517,28 m
3
2. II cela = 280,24 m
3
3. III cela = 31,93m
3
4. IV cela = 6,31m
3
Na podstawie szacunkowych wyników można określić następujące
parametry pracy oczyszczalni.
Oczyszczalnia ścieków pracując - odbierając ścieki świeżowodne
jak i dowożone taborem asenizacyjnym w ilości Qd
śr
= 441,72 m
3
/d
przez okres 7 lat eksploatacji zgromadziła na stawie napowietrzanym
835,76 m
3
osadu, co daje 119,39 m
3
/ rok eksploatacji obiektu.
Osad ściekowy wystąpił w największej ilości w I celi stawu
napowietrzanego w pobliżu rury wylotowej ścieków z części
mechanicznej oczyszczalni.
Ze względu na zastosowane przekrycie folii na dnie stawu, za
pomocą piasku, ilość osadu może się nieznacznie zwiększyć
w stosunku do obliczeń szacunkowych w wyniku połączenia się osadu
z piaskiem na dnie.
Ilość ta nie ma znaczenia z punktu widzenia oceny ilości osadu
pozostałej w ciągu całej eksploatacji obiektu.
Po usunięciu uwodnionego osadu ze stawu napowietrzanego oraz
po wstępnym jego odwodnieniu na poletku osadowym można
przyjąć, iż ilość osadu zgromadzonego w stawie podczas 7 – letniej
eksploatacji wyniosła:
I cela - 64,76 ton
II cela - 35,09 ton
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
74
III cela - 4,0 ton
IV cela - 0,79 ton
Razem 104,64 ton
Sucha masa osadu wyniosła - 12,52 % tj. 125,2 g / kg
Uwodnienie osadu - 87,48 % tj. 874,8 g / kg
Charakterystyka fizyko-chemiczna i biologiczno-sanitarna osadów.
W załącznikach nr 1 i nr 2 podano charakterystykę osadów
pochodzących z dna stawu napowietrzania, po ich usunięciu
i składowaniu na poletku osadowym. Osad pobrany w postaci 30
próbek charakteryzował się barwą ciemno-brunatno-szarą o zapachu
intensywnie gnilnym.
Odczyn pH (7,51) może wskazywać, iż w osadzie panują warunki
beztlenowe.
Uwodnienie osadu, po wstępnym okresie leżakowania na poletku
osadowym wyniósł średnio 87,48 %. Osad nie zawiera dużej ilości
związków biogennych (formy azotu, fosfor og.)
Podobnie przedstawia się sytuacja z obecnością bakterii z grupy
Salmonella oraz żywych jaj pasożytów przewodu pokarmowego. Ich
brak potwierdza możliwość wykorzystania w/w osadów ściekowych
na cele nieprzemysłowe, zgodnie z wymogami Rozporządzenia Min.
Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia
11/08/99r.
Próbki w sumie 30 szt. pobrane do analiz spełniały wymogi w/w
Rozporządzenia
i
stanowiły
podstawę
do
przygotowania
reprezentatywnej próby, zgodnie z paragrafem 3.5 ( Dz.U. NR.
72.poz. 813 )
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
75
Porównywanie ilości metali ciężkich w osadach z oczyszczalni ścieków we
Wręczycy Wielkiej z parametrami dopuszczalnymi dla osadów ściekowych
wykorzystywanych na cele nieprzemysłowe (Dz.U. Nr. 72. poz.813
zał.nr.1).
Metale
ilość metali ciężkich w mg/kg suchej masy osadu nie większe niż:
przy stosowaniu osadów
w rolnictwie, do
rekultywacji
gruntów na
potrzeby rolnicze
oraz do
kompostowania
do rekultywacji
gruntów na
potrzeby
nierolnicze
do uprawy roślin
przeznaczonych do
produkcji kompostu
oraz do roślinnego
utrwalania
powierzchni gruntów
analiza
osadów
ściekowych
we
Wręczycy
Wielkiej
1. Ołów(Pb)
500
1000
1500
4,37
2. Kadm (Cd)
10
25
50
1,52
3. Chrom (Cr)
500
1000
2500
4,86
4. Miedź (Cu)
800
1200
2000
1,99
5. Nikiel (Ni)
100
200
500
4,48
6. Rtęć (Hg)
5
10
25
0,01
7. Cynk (Zn)
2500
3500
5000
2,78
Wniosek:
Żaden z parametrów nie został przekroczony, co daje podstawę
do rolniczego wykorzystania osadów ściekowych.
W ciągu 7 - letniej eksploatacji oczyszczalni ścieków we Wręczycy
Wielkiej ilość osadu uwodnionego w stawie napowietrzanym
szacunkowo wynosiła: 835,76 m
3
.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
76
Osady ściekowe w różnych częściach stawu różniły się od siebie
stopniem uwodnienia.
Próbka średnia, składająca się z minimalnej ilości próbek
wynosząca 30, posiadała średnie uwodnienie osadu ściekowego:
87,48 %.
Poziom zanieczyszczenia osadu substancjami biogennymi jest
znikomy.
Ilość zgromadzonych osadów w stawie napowietrzanym po 7
letniej eksploatacji wyniosła około 104,64 ton w przeliczeniu na
suchą masę osadu, co daje ok. 15 ton / rok.
Na podstawie Rozporządzenia MOŚZNiL z dnia 31/08/99 (Dz.U.
Nr.72, poz.813) osad z oczyszczalni ścieków typu Lemna we
Wręczycy Wielkiej nadaje się do wykorzystania na cele
nieprzemysłowe, z uwzględnieniem zasad wykorzystania określonych
w paragrafie 2 niniejszego Rozporządzenia.
6.3. Chmielnik Rzeszowski
Cel i zakres zadania.
Celem pracy były badania fizyko-chemiczne i biologiczno-sanitarne
30 próbek osadów ze stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków
typu Lemna w Chmielniku Rzeszowskim.
Oczyszczalnia ścieków w Chmielniku będzie modernizowana w 2002.
Podczas modernizacji osad zalegający na dnie stawów zostanie
usunięty.
Próby osadu zostały pobrane w 30 miejscach wg. procedury
określonej w DZ.U. nr. 72 poz. 813.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
77
Metodyka badań.
Próby zostały pobrane ze stawu napowietrzanego za pomocą
sondy pomiarowej. Poniżej pokazano rozmieszczenie osadu na stawie
napowietrzanym wraz wysokością zalegania osadu w cm. Oznaczenia
fizyko-chemiczne wykonane zostały przez Laboratorium Politechniki
Świętokrzyskiej w Kielcach wg. obowiązujących Polskich Norm.
Oznaczenie bakterii z grupy Salmonella wykonano wg. wytycznych
IMW w Lublinie. Oznaczenie żywych jaj pasożytów przewodu
pokarmowego wykonano wg. wytycznych IMW w Lublinie przez
Laboratorium SANEPID Kielce.
Wyniki badań.
Na podstawie pomiarów osadów ściekowych w trakcie bieżącej
eksploatacji stawu, jak również po usunięciu ścieków nadosadowych
szacunkowo określono grubość warstwy zalegania osadu na stawie
napowietrzanym :
I cela - 0,56 m
II cela
- 0,31 m
III cela
- 0,05 m
średnia : - 0,31 m.
Szacunkowa objętość osadu wynosiła :
I cela
= 914,54 m
3
II cela
= 440,79 m
3
III cela
= 43,88 m
3
Razem:
= 1399,22 m
3
Na podstawie szacunkowych wyników można określić następujące
parametry pracy oczyszczalni.
Oczyszczalnia ścieków pracując - odbierając ścieki świeżowodne
jak i dowożone taborem asenizacyjnym w ilości Qd
śr
= 462,53 m
3
/d
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
78
przez okres 5 lat eksploatacji zgromadziła na stawie napowietrzanym
1399,22 m
3
osadu, co daje 279,84 m
3
/ rok eksploatacji obiektu.
Osad ściekowy wystąpił w największej ilości w I celi stawu
napowietrzanego w pobliżu rury wylotowej ścieków z części
mechanicznej oczyszczalni.
Ze względu na zastosowane przekrycie folii na dnie stawu,
z zastosowaniem piasku, ilość osadu może się nieznacznie zwiększyć
w stosunku do obliczeń szacunkowych w wyniku połączenia się osadu
z piaskiem na dnie.
Ilość ta nie ma znaczenia z punktu widzenia oceny ilości osadu
pozostałej w ciągu całej eksploatacji obiektu.
Można przyjąć, iż ilość osadu zgromadzonego w stawie podczas 5 –
letniej eksploatacji wyniosła:
I cela - 146,14 ton
II cela - 70,44 ton
III cela - 7,01 ton
Razem - 223,59 ton
Sucha masa osadu wyniosła
- 15,98 %, tj. 159,8 g / kg
Uwodnienie osadu - 84,02 %, tj. 840,2 g / kg
Charakterystyka fizyko-chemiczna i biologiczno-sanitarna osadów.
W załącznikach nr 1 i nr 2 podano charakterystykę osadów
pochodzących z dna stawu napowietrzania. Osad pobrany w postaci
30 próbek charakteryzował się barwą ciemno-brunatno-szarą.
Odczyn pH (7,7) może wskazywać, iż w osadzie panują warunki
beztlenowe.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
79
CHMIELNIK RZESZOWSKI
Ilość osadu zalegająca na dnie stawu napowietrzanego
Długość sondy pomiarowej – 4,00 m
0,57
0,39
0,22
0,33
0,13
0,01
0,01
0,01
0,05
0,00
0,48
0,16
0,24
0,35
0,05
0,01
0,03
0,15
0,38
0,25
0,27
0,37
0,48
0,65
0,49
0,69
0,61
0,61
0,55
0,56
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
80
Uwodnienie osadu, wyniosło średnio 84,02 %. Osad zawiera duże
ilości związków biogennych (formy azotu, fosfor og., OWO), stąd
jego właściwości nawozowe są dobre.
Podobnie przedstawia się sytuacja z obecnością bakterii z grupy
Salmonella oraz żywych jaj pasożytów przewodu pokarmowego. Ich
brak potwierdza możliwość wykorzystania w/w osadów ściekowych
na cele nieprzemysłowe, zgodnie z wymogami Rozporządzenia Min.
Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia
11/08/99r.
Zgodnie z tym Rozporządzeniem ( Dz.U. Nr. 72, poz.813), osady
ściekowe z oczyszczalni ścieków w Chmielniku mogą być
wykorzystywane:
- na potrzeby rolnicze i nierolnicze,
- do wprowadzenia wraz z nasionami roślin na powierzchnię
narażona, na erozję, w szczególności na skarpy składowisk
odpadów, wykopów, nasypów ziemnych, do roślinnego
utwardzania powierzchni gruntów,
- przy stosowaniu do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji
kompostu,
- do kompostowania osadów ściekowych.
Próbki w sumie 30 szt. pobrane do analiz spełniały wymogi
w/w Rozporządzenia i stanowiły podstawę do przygotowania
reprezentatywnej próby, zgodnie z paragrafem 3.5 ( Dz.U. NR.
72.poz. 813 )
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
81
Porównywanie ilości metali ciężkich w osadach z oczyszczalni ścieków we
Wręczycy Wielkiej z parametrami dopuszczalnymi dla osadów ściekowych
wykorzystywanych na cele nieprzemysłowe (Dz.U. Nr. 72. poz.813
zał.nr.1).
Metale
ilość metali ciężkich w mg/kg suchej masy osadu nie większe niż:
przy stosowaniu osadów
w rolnictwie, do
rekultywacji
gruntów na
potrzeby rolnicze
oraz do
kompostowania
do rekultywacji
gruntów na
potrzeby
nierolnicze
do uprawy roślin
przeznaczonych do
produkcji kompostu
oraz do roślinnego
utrwalania
powierzchni gruntów
analiza
osadów
ściekowych
w
Chmielniku
Rzeszow.
1. Ołów(Pb)
500
1000
1500
25,70
2. Kadm (Cd)
10
25
50
0,36
3. Chrom (Cr)
500
1000
2500
4,12
4. Miedź (Cu)
800
1200
2000
1,80
5. Nikiel (Ni)
100
200
500
2,50
6. Rtęć (Hg)
5
10
25
0,01
7. Cynk (Zn)
2500
3500
5000
1321,00
Wniosek:
Żaden z parametrów nie został przekroczony, co daje podstawę
do rolniczego wykorzystania osadów ściekowych.
W ciągu 5 - letniej eksploatacji oczyszczalni ścieków w Chmielniku
Rzeszowskim ilość osadu uwodnionego w stawie napowietrzanym
szacunkowo wynosiła: 1399,22 m
3
.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
82
Osady ściekowe w różnych częściach stawu różniły się od siebie
stopniem uwodnienia.
Próbka średnia, składająca się z minimalnej ilości próbek
wynosząca 30, posiadała średnie uwodnienie osadu ściekowego:
84,02 %
Zawartość substancji biogennych jest wysoka, co sprawia, że osad
jest idealnym nawozem.
Ilość zgromadzonych osadów w stawie napowietrzanym po 5
letniej eksploatacji wyniosła około 223,59 ton w przeliczeniu na
suchą masę osadu, co daje ok. 44,72 ton/rok.
Na podstawie Rozporządzenia MOŚZNiL z dnia 31/08/99 (Dz.U.
Nr.72, poz.813) osad z oczyszczalni ścieków typu Lemna w
Chmielniku Rzeszowskim nadaje się do wykorzystania na cele
nieprzemysłowe, z uwzględnieniem zasad wykorzystania określonych
w paragrafie 2 niniejszego Rozporządzenia.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
83
7. Możliwości zagospodarowania badanych osadów.
7.1. Kochcice
7.1.1. Staw napowietrzany
Na podstawie analiz fizykochemicznych, bakteriologicznych
i helmintologicznych można stwierdzić, że denne osady ściekowe ze
stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków typu Lemna
w Kochcicach można zagospodarować na jeden z poniższych
sposobów:
- do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu,
- do roślinnego utrwalania powierzchni gruntów.
Istnieje jeszcze jedna możliwość zagospodarowania osadów. Ze
względu na to, że osady w I i II celi spełniają parametry dla osadów
stosowanych w rolnictwie i na to, że jest ich dużo więcej, niż osadów
skażonych z III celi, można spełnić rygorystyczne wymogi dla osadów
wykorzystywanych w rolnictwie poprzez ich dokładne wymieszanie.
Wtedy, co ukazują poniższe tabele, osady te będą posiadać
parametry zgodne z Dz.U. 72 poz. 813 dla wykorzystania:
- w rolnictwie,
- do rekultywacji gruntów na potrzeby rolnicze,
- do kompostowania,
- do rekultywacji gruntów na potrzeby nierolnicze,
- do roślinnego utrwalania powierzchni gruntów,
- do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
84
Norma dla
wykorzystania
Wyniki
w rolnictwie i do
l.p.
Rodzaj oznaczenia
J.M.
Próba 1 Próba 2 Próba 3 kompostowania
1.
Nikiel
mg Ni/kg s.m.
11,00
29,00
77,90
100
2.
Ołów
mg Pb/kg s.m.
37,80
87,20 227,10
500
3.
Miedź
mg Cu/kg s.m.
34,20
88,10 225,70
800
4.
Kadm
mg Cd/kg s.m.
4,20
9,10
32,20
10
5.
Cynk
mg Zn/kg s.m.
558,50 1 568,00 3 525,30
2500
6.
Chrom
mg Cr/kg s.m.
13,90
30,90
84,70
500
Średnio w Kochcicach
Wynik
[szt./kg s.m.]
l.p. Wskaźnik
J.M.
Próba 1
Próba 2
Próba 3 minimum maksimum
1. Salmonella
obecność
brak
brak
brak
brak
brak
2.
Miano coli
-
10
-6
10
-5
10
-5
10
-6
10
-6
Jaja pasożytów przewodu pokarmowego
3. Ascaris sp. szt./kg s.m.
0
0
85
4,37
4,43
4. Trichuris sp. szt./kg s.m.
0
0
17
0,87
0,89
5. Toxocara sp. szt./kg s.m.
0
0
0
0,00
0,00
6. Wskaźnik ATT
-
0
0
102
5,25
5,31
Jednak należy pamiętać, że po zmieszaniu osadów ze stawu
napowietrzanego należy powtórzyć analizę osadu, aby upewnić się,
że osad jest jednorodny i spełnia wymogi Dz.U. 72 poz. 813.
7.1.2. Staw Lemna
Na podstawie analiz fizykochemicznych, bakteriologicznych
i helmintologicznych można stwierdzić, że denne osady ściekowe ze
stawu Lemna oczyszczalni ścieków typu Lemna w Kochcicach można
zagospodarować na jeden z poniższych sposobów:
- do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu,
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
85
- do roślinnego utrwalania powierzchni gruntów,
- do rekultywacji gruntów na cele nierolnicze.
Ze względu na to, że sprawozdanie Instytutu Ochrony Środowiska
nie zawiera analizy ilościowej osadów dennych ze stawu Lemna, nie
może być brana pod uwagę poprawa właściwości osadu po jego
dokładnym zmieszaniu. Choć oczywiście jest możliwe, że podobnie
jak w przypadku osadów dennych ze stawu napowietrzanego,
działanie takie umożliwiłoby spełnienie parametrów zakładanych
w Dz.U. 72 poz. 813 dla wykorzystania osadów do celów rolniczych
oraz do kompostowania.
7.2. Wręczyca Wielka
Na podstawie analiz fizykochemicznych, bakteriologicznych
i helmintologicznych można stwierdzić, że denne osady ściekowe ze
stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków typu Lemna we
Wręczycy Wielkiej można zagospodarować na jeden z poniższych
sposobów:
- do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu,
- do roślinnego utrwalania powierzchni gruntów,
- do rekultywacji gruntów na cele nierolnicze,
- w rolnictwie,
- do rekultywacji gruntów na cele rolnicze,
- do kompostowania.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
86
7.3. Chmielnik Rzeszowski
Na podstawie analiz fizykochemicznych, bakteriologicznych
i helmintologicznych można stwierdzić, że denne osady ściekowe ze
stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków typu Lemna we
Wręczycy Wielkiej można zagospodarować na jeden z poniższych
sposobów:
- do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu,
- do roślinnego utrwalania powierzchni gruntów,
- do rekultywacji gruntów na cele nierolnicze,
- w rolnictwie,
-
do rekultywacji gruntów na cele rolnicze,
-
do kompostowania.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
87
8. Podsumowanie.
Na podstawie analiz fizykochemicznych, bakteriologicznych i
helmintologicznych można stwierdzić, że kilkuletnie osady ściekowe z
wybranych do pracy oczyszczalni ścieków typu Lemna można uznać
za mało skażone.
Analizy helmintologiczne osadów dennych z oczyszczalni ścieków
w Chmielniku, Wręczycy Wielkiej oraz ze stawu Lemna i z I, II celi
stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków w Kochcicach wykazały,
że osady te są wolne od żywych jaj pasożytów jelitowych. Jedynie
osady denne z III celi stawu napowietrzanego oczyszczalni ścieków w
Kochcicach wykazały żywe jaja pasożytów z grupy Ascaris sp.
i Trichuris sp. Jednak obliczenia wykazały, że osad denny
z poszczególnych cel oczyszczalni ścieków w Kochcicach po
zmieszaniu spełni wymogi zawarte w Dz.U. 72 poz. 813 dotyczące
rolniczego zagospodarowania osadów ściekowych.
Także analizy bakteriologiczne z wszystkich w/w obiektów nie
przekraczają parametrów zawartych w tym rozporządzeniu.
Analizy fizykochemiczne pozwalają stwierdzić, że osady ściekowe,
bogate w związki biogenne (węgiel organiczny, związki azotu
i fosforu) oraz mikroelementy (magnez, sód, potas) są idealnym
nawozem. W ten sposób powinny być wykorzystane osady
z oczyszczalni ścieków w Chmielniku i Wręczycy Wielkiej. Niestety,
przekroczenia metali ciężkich (cynk, kadm) nie pozwalają na
wykorzystanie osadów dennych z oczyszczalni ścieków w Kochcicach.
Jedynie dobre wymieszanie osadów ze stawu napowietrzanego
i ponowna analiza może umożliwić wykorzystanie tego osadu do
celów rolniczych. Jest wysoce prawdopodobne, że zmieszanie
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
88
osadów z obu stawów spowoduje, że całość osadów z oczyszczalni
Lemna w Kochcicach będzie można wykorzystać na cele rolnicze.
Niestety, wobec braku analizy ilościowej osadu ze stawu Lemna, nie
można tego stwierdzić jednoznacznie.
Podsumowując, osady z oczyszczalni ścieków typu Lemna są
bardzo czystymi osadami, o bardzo wysokiej zawartości związków
biogennych i mikroelementów. Pamiętajmy jednak, że jakość osadów
jest powodowana głównie przez jakość ścieków. A ścieki trafiające na
małe, gminne oczyszczalnie ścieków są, na ogół obciążane
minimalnymi ilościami metali ciężkich..
Także zanieczyszczenia helmintologiczne i bakteriologiczne
trafiające na takie oczyszczalnie są niewielkie. Zanieczyszczenia te są
podczas wieloletniego procesu symultanicznej stabilizacji tlenowej
(w stawie napowietrzanym) oraz fermentacji metanowej (w stawie
Lemna) rozkładane do prostych związków mineralnych.
W przyszłości osady z małych wiejskich oczyszczalni ścieków, których
osady spełniają warunki podane w Dz.U. 72 poz. 813, a których
reprezentantem są oczyszczalnie typu Lemna, powinny być
wykorzystywane do zagospodarowania w rolnictwie. Niestety,
w Polsce jest kładziony zbyt mały nacisk na takie wykorzystanie
osadów. Niestety w Polsce najczęściej są wywożone na wysypisko,
a takie postępowanie z osadami powinno być ostatecznością.
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
89
9. Literatura.
[1] Cywiński B., Gdula S., Kempa E., Kurbiel J., Płoszański H.
Oczyszczanie ścieków miejskich – podstawy technologiczne i
zasady projektowania oczyszczalni” Arkady, Warszawa 1972
[2] Dziennik Ustaw Nr 72 poz. 813 z dnia 11.08.1999r. „W
sprawie warunków, jakie muszą być spełnione przy
wykorzystaniu osadów ściekowych na cele nieprzemysłowe”.
[3] Instytut Ochrony Środowiska "Charakterystyka fizyczno-
chemiczna i sanitarno-biologiczna osadów ze stawu
napowietrzanego oczyszczalni ścieków systemu „Lemna” w
Kochcicach"
[4] Instytut Ochrony Środowiska "Analiza fizyko-chemiczna i
helmintologiczna osadów ze stawu doczyszczającego Lemna.
[5] Oleszkiewicz J. A. „Gospodarka osadami ściekowymi –
poradnik decydenta”, LEM, Kraków 1998
[6] Osmulska-Mróz B. „Lokalne systemy unieszkodliwiania
ścieków” Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1995
[7] Praca zbiorowa „Osady ściekowe – Poradnik gospodarowania
odpadami – część 15”, Warszawa 2001
[8] Praca zbiorowa „Podstawy oraz praktyka przeróbki i
zagospodarowania osadów ściekowych” LEM, Kraków 1998
[9] Praca zbiorowa Instytutu Kształtowania Środowiska
„Przyrodnicze zagospodarowanie osadów ściekowych”, PWN,
Warszawa 1988
„Analiza ilościowa i jakościowa osadów z wybranych oczyszczalni ścieków typu „Lemna”
oraz możliwości ich wykorzystania”
90
[10] Praca zbiorowa pod redakcją Hupki J. „Charakterystyka i
zagospodarowanie osadów ściekowych” – materiały z
konferencji 10 – 13 wrzesień 2000r.
[11] Praca zbiorowa pod kierownictwem Siuty J. „Przyrodniczo-
techniczne przetwarzanie osadów ściekowych na kompost”,
Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1996
[12] Polit M., Terebiński D. „Charakterystyka osadów ściekowych z
oczyszczalni ścieków Lemna we Wręczycy Wielkiej.
Możliwości jego zagospodarowania”, praca niepublikowana
[13] WIDUCH HYDROLEMNA S.A. „Materiały referencyjne”
[14] WIDUCH HYDROLEMNA S.A. „Raporty z eksploatacji
oczyszczalni ścieków w Kochcicach”
[15] WIDUCH HYDROLEMNA S.A. „Raporty z eksploatacji
oczyszczalni ścieków we Wręczycy Wielkiej”
[16] WIDUCH HYDROLEMNA S.A. „Raporty z eksploatacji
oczyszczalni ścieków w Chmielniku Rzeszowskim”
[17] Wasiak K., Siuta J. „Agrotechniczne przetwarzanie osadów
ściekowych na kompost”, Ekologia i Technika nr 3, 1993
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Elektrownia wiatrowa w systemie energetycznym Pomiary, zjawiska, ocena [PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA]
praca dyplomowa magisterska2(2)
Praca dyplomowa magisterska Emil Rdzanek
streszczenie panelu, Prace dyplomowe i magisterskie, praca dyplomowa, materiały z internetu
Praca dyplomowa wstęp+zakończenie+bibliografia, Praca magisterska, licencjacka, praca licencjacka
Magisterska praca dyplomowa zalacznik do Uchwaly 12
Szkolenie iso zetom, Prace dyplomowe i magisterskie, praca dyplomowa, materiały z internetu
ISO PPJ, Prace dyplomowe i magisterskie, praca dyplomowa, materiały z internetu, iso 9000
Praca Dyplomowa-KOBIETY W PROZIE OLGI TOKARCZUK, PRACA MAGISTERSKA INŻYNIERSKA DYPLOMOWA !!! PRACE !
Praca Dyplomowa `Relacje Bank-Przedsiŕbiorstwo`, prace doktorskie, magisterskie, prace doktorskie,
Lęk - praca dyplomowa, PRACA MAGISTERSKA INŻYNIERSKA DYPLOMOWA !!! PRACE !!!!!!
iso 7, Prace dyplomowe i magisterskie, praca dyplomowa, materiały z internetu, iso 9000
więcej podobnych podstron