kierunki postepowania z osadami Nieznany

dr in

. Łucja Fukas-Płonka

Politechnika

ska

Wydział In

ynierii

rodowiska i Energetyki

Instytut In

ynierii Wody i

cieków

Kierunki post

powania z osadami

ciekowymi

1. Wst

Produkcja osadu w oczyszczalni zale

y od zawarto

ci w

ciekach zawiesin oraz

ęż

enia substancji organicznej. W całym procesie produkcji osadów, zale

nie od

przyj

tej technologii oczyszczania

cieków uzyskuje si

od 0,5 do 1,2 kg s.m. osadu

biologicznego na 1 kg usuni

tego BZT

. Nale

y do tego doda

osady powstałe z

sedymentacji zawiesin oraz produkty chemicznego str

cania, co daje w sumie ilo

ść

osadów przekraczaj

1,5 kg s.m. osadu na 1 kg usuni

tego BZT

. Rozpatruj

produkcj

suchej masy osadu surowego mo

na powiedzie

e ilo

ci osadów z

osadnika wst

pnego i wtórnego s

porównywalne. Jedynie przy zastosowaniu

str

cania wst

pnego wyst

puje pod tym wzgl

dem zauwa

alna ró

nica, gdy

uzyskuje si

znacznie wi

ksz

ilo

ść

osadu wst

pnego. Osady wst

pne i wtórne

ró

znacznie od siebie bior

c pod uwag

zarówno ich skład j ak i uwodnienie,

które dla osadów wst

pnych wynosi 93 – 98%, a dla osadów nadmiernych 98,5 –

99,7%.
Podane warto

ci uwodnienia daj

w efekcie bardzo du

e ró

nice w obj

ci osadu

produkowanego w ci

gu doby (osadu nadmiernego powstaje obj

ciowo

kilkakrotnie wi

cej). Obj

ść

osadu zmniejsza si

po kolejnych procesach maj

cych

na celu maksymalne jego odwodnienie. Działanie takie zdeterminowane jest
konieczno

minimalizowania wysokich kosztów ostatecznego unieszkodliwiania

osadów.
Bilans masy ładunków zanieczyszcze

pozwala zaplanowa

gospodark

ciekow

na oczyszczalni i jest podstaw

, do efektywnego prowadzenia procesów

oczyszczania oraz wpływu na ograniczenie ilo

ci produkowanego osadu.

Prawidłowe funkcjonowanie ci

gu oczyszczania

cieków zale

ne jest od przyj

tej

technologii przeróbki osadów. Zdrowa współzale

ść

tych dwóch ci

gów daje

obsłudze oczyszczalni mo

liwo

ść

wpływu zarówno na jako

ść

cieków oczyszczonych

jaki ilo

ść

produkowanych osadów. Czynnikami wpływaj

cymi na ilo

ść

wytwarzanego

osadu s

: rodzaj i ilo

ść

stosowanych koagulantów nieorganicznych, regulacja wieku

osadu, wpływ zmian temperatury w zale

ci od pory roku, zmiana wła

ciwo

osadów po procesach przygotowania i przeróbki osadów.
Wybór optymalnego ci

gu przeróbki osadów stwarza wiele problemów zarówno

projektantom jaki inwestorom. Wybór technologii powinna poprzedza

wnikliwa

analiza techniczne – ekonomiczna, uwzgl

dniaj

ca takie czynniki jak:

−

wielko

ść

i charakter zlewni, któr

obsługuje oczyszczalnia,

−

rodzaj kanalizacji,

−

wielko

ść

oczyszczalni,

−

ilo

ść

i skład dopływaj

cych

cieków,

−

technologia oczyszczania

cieków,

−

ilo

ść

i skład powstaj

cych osadów,

−

stopie

niezawodno

ci instalacji,

−

ywotno

ść

instalacji,

−

warunki gwarancji i dost

pno

ść

serwisu na rynku polskim,

−

elastyczno

ść

rozwi

, stopie

zautomatyzowania,

−

koszty inwestycyjne,

−

koszty eksploatacyjne z uwzgl

dnieniem kosztów utylizacji osadu.

Analiz

techniczno — ekonomiczn

nale

y przeprowadzi

dla całego ci

gu przeróbki

osadów, a nie tylko dla pojedynczych jej elementów, cz

sto bowiem wy

sze nakłady

na jeden z procesów daj

oszcz

dno

ci w procesach s

siednich lub kolejnych, np.

wysoki koszt zakupu prasy do wysokoci

nieniowego odwadniania mo

e si

zwróci

w kosztach eksploatacyjnych suszenia, transportu i składowania produktu
ko

cowego. Ze wzgl

du na wysokie koszty przeróbki osadów w małych

oczyszczalniach

cieków, zagadnienie to powinno by

rozwi

zane dla grupy

siaduj

cych ze sob

oczyszczalni.

Celem prowadzenia procesów przeróbki osadów jest uzyskanie osadu o takich
parametrach (wła

ciwo

ciach), które umo

liwiaj

jego dalsze bezpieczne

zagospodarowanie, ewentualnie ostateczne unieszkodliwienie.
Dlatego te

kryterium decyduj

cym o doborze i kolejno

ci zastosowania

poszczególnych procesów technologicznych powinien by

przewidziany i mo

liwy do

zastosowania w konkretnych warunkach prawnych, technicznych, ekonomicznych i
socjologicznych sposób ostatecznego unieszkodliwienia osadów. Równocze

nie

nale

y bra

pod uwag

e dobór technologii i urz

dze

do przeróbki osadów b

dzie

miał istotny wpływ na technologi

i eksploatacj

gu oczyszczania

cieków.

2. Charakterystyka osadów

ciekowych

Ilo

ść

i jako

ść

powstaj

cych na oczyszczalni osadów

ciekowych jest zmienna,

przy czym do głównych czynników powoduj

cych zró

nicowanie ich wła

ciwo

nale

żą

rodzaj

cieków dopływaj

cych na oczyszczalni

wielko

ść

ładunku zanieczyszcze

sposób oczyszczania

cieków i stosowane parametry technologiczne, w tym

szczególnie wiek osadu, obci

ąż

enie osadu ładunkiem zanieczyszcze

wyst

powanie osadnika wst

pnego,

sposób przeróbki osadów.

Osady powstaj

ce na oczyszczalni

cieków mo

emy podzieli

na:

osad wst

pny – to zawiesina wytr

cona w osadniku wst

pnym,

osad nadmierny – z procesów biologicznego oczyszczania

cieków czyli

nadmiar osadu czynnego lub błony biologicznej usuwanej w osadnikach
wtórnych,

osad pokoagulacyjny (chemiczny) – z procesów chemicznego oczyszczania

cieków w zale

ci od sposobu i miejsca dawkowania koagulantu, usuwany

jest wspólnie z osadem wst

pnym lub nadmiernym,

osad mieszany – osad wst

pny, nadmierny i pokoagulacyjny.

Nie ma typowych osadów

ciekowych, w ka

dej oczyszczalni powstaj

osady o

odmiennych wła

ciwo

ciach fizyko – chemicznych. Wspóln

cech

wszystkich

osadów

ciekowych jest ich wysokie uwodnienie 99 – 95%, du

a zawarto

ść

zwi

zków organicznych, łatwo

ść

zagniwania, wyst

powanie zwi

zków biogennych

(azot, fosfor), zwi

zków specyficznych, zwi

zków chorobotwórczych (bakterie,

wirusy, grzyby, jaja paso

ytów).

Wyst

puj

ce w osadzie zwi

zki organiczne zale

żą

od rodzaju osadu. W osadzie

wst

pnym i pokoagulacyjnym to przede wszystkim martwa masa organiczna, która

łatwo ulega rozkładowi w warunkach tlenowych i beztlenowych. Osad nadmierny
charakteryzuje si

jednorodn

kłaczkowat

struktur

, w której dominuj

ywe

mikroorganizmy oraz zaabsorbowane martwe cz

stki organiczne i koloidy, które nie

zostały zatrzymane w osadniku wst

pnym. Wraz ze wzrostem wieku osadu udział

martwej masy organicznej w osadzie nadmiernym maleje. Jak ju

wspomniano

osady charakteryzuj

wysokim uwodnieniem [4].

Rys.1. Rodzaje wody zawartej w osadzie

ciekowym

Woda w osadzie wyst

puje w postaci (rys.1.):

wody wolnej, mi

dzy cz

steczkowej, któr

łatwo oddzieli

od cz

stek osadu w

procesie zag

szczania i filtracji,

wody półzwi

zanej – tj. wody wewn

trz kłaczków osadu,

wody kapilarnej, zwi

zanej w cz

steczkach osadu siłami adhezji i kohezji,

woda zwi

zanej fizycznie tj. wody higroskopijnej i koloidalnej, któr

steczkami osadu wi

ążą

siły napi

cia powierzchniowego (bardzo trudna do

oddzielenia),

Wody biologicznie zwi

zanej, która wyst

puje w komórkach mikroorganizmów

lub w formie biokoloidów otaczaj

cych komórki i tworz

ce kłaczki osadu

czynnego.

Podatno

ść

osadów na odwadnianie oraz mo

liwy do uzyskania graniczny stopie

odwodnienia zale

y od proporcji wyst

puj

cych w osadzie poszczególnych rodzajów

wód. Struktura osadu decyduje o uwodnieniu mi

dzycz

steczkowym, za

natura

stek o ilo

ci i stopniu zwi

zania wody biologicznej, adhezyjnej, adsorpcyjnej itp..

Mikroorganizmy wi

ążą

bardzo du

e ilo

ci wody, która zostaje uwolniona dopiero po

ich obumarciu. Zró

nicowanie i ilo

ciowe oznaczenie poszczególnych rodzajów

cieczy osadowej jest bardzo trudne i nie zostało dotychczas jednoznacznie
okre

lone. Proces przeróbki osadów składa si

z operacji jednostkowych tworz

cych

g technologiczny dopasowany do sposobu ich ostatecznego zagospodarowania.

3. Metody i sposoby przeróbki osadów

ciekowych

Zasadniczym celem przeróbki osadów jest osi

gni

cie nast

puj

cych efektów:

zmniejszenia obj

ci osadów i usuni

cia z nich wody,

stabilizacji osadów (stabilizacja osadów

ciekowych polega na zmniejszeniu

zagniwalno

ci oraz zlikwidowaniu nieprzyjemnych zapachów poprzez

zredukowanie ilo

ci substancji organicznej zawartej w osadzie),

higienizacji osadów (higienizacja obejmuje procesy, w wyniku których
nast

puje usuni

cie z osadu organizmów chorobotwórczych i uzyskanie

produktu bezpiecznego sanitarnie),

przygotowania osadów do ostatecznej formy zagospodarowania.

Optymalny ci

g przeróbki osadów powinien spełnia

nast

puj

ce warunki:

musi odpowiada

wymogom techniczno – technologicznym oczyszczalni,

najta

szym w kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych,

prostym w obsłudze,

zapewni

bezpiecze

stwo załodze (poprzez stosowanie technologii nie

wymagaj

cej bezpo

redniego kontaktu z osadem oraz zapewnienie

wysokosprawnych systemów wentylacji wyposa

onych w systemy

dezodoryzacji powietrza),

harmonizowa

z otoczeniem poprzez estetyk

rozwi

architektonicznych

oraz ich funkcjonalno

ść

zapewni

koszt przeróbki rosn

cy wolniej od kosztów inflacji,

odpowiada

wymaganiom zasady zrównowa

onego rozwoju,

uwzgl

dnia

liwo

ść

ostatecznego wykorzystania osadów na terenach

przyległych do oczyszczalni.

Powy

sze warunki sprawiaj

e dobór ci

gu operacji jednostkowych nie jest łatwy.

Musi by

oparty na do

wiadczeniach z analizy pracuj

cych układów oraz wynika

wszechstronnej wiedzy. Przy projektowaniu technologii przeróbki osadów warto
kierowa

kilkoma podstawowymi zasadami podanymi przez prof. Oleszkiewicza

w poradniku omawiaj

cym współczesn

gospodark

osadami [5]. Wskazówki te

pomagaj

w łatwy sposób uzyska

ej podane optymalne efekty, a brzmi

nast

puj

co:

nie ma typowych osadów – gdy

prowadzi to do pogorszenia wła

ciwo

osadów (uwalnianie fosfory, zmniejszenie sprawno

ci odwadniania); wyj

tek

stanowi zatrzymanie osadu w zag

szczaczach dla wyprodukowania lotnych

kwasów tłuszczowych (LKT),

nie ł

czy si

osadów – mieszanie osadów wst

pnych i nadmiernych zmniejsza

ich odwadnialno

ść

, ujemnie wpływa na proces stabilizacji beztlenowej (osad

nadmierny

le fermentuje ze wzgl

du na obecno

ść

flory bakteryjnej

przystosowanej do warunków tlenowych, zmniejszaj

c ilo

ść

produkowanego

metanu),

nie zawraca si

osadów – aby nie wprowadza

z powrotem do ci

oczyszczania

cieków zawiesiny, zwi

zków azotu i fosforu,

nale

y dba

o czysto

ść

osadów – chodzi tutaj o zabezpieczenie urz

dze

przed uszkodzeniami i zatykaniem spowodowanym przez piasek,

wir, kapsle,

tłuszcze oraz szczególnie przez szmaty i włosy; nale

y równie

zabezpieczy

przerabiane osady przed wtórnym zaka

eniem przez organizmy

chorobotwórcze.

Kieruj

c si

podanymi wy

ej zasadami mo

na zaprojektowa

nowoczesny i

skuteczny ci

g przeróbki osadów, który w du

ych oczyszczalniach

cieków składa

z elementów uło

onych w nast

puj

cej kolejno

ci:

zag

szczanie osadów – prowadzone osobno dla osadów wst

pnych i

nadmiernych,

stabilizacja biologiczna osadów zag

szczonych,

zmniejszenie obj

ci osadów przez ich odwadnianie i suszenie,

ostateczne unieszkodliwianie osadów.

W ostatnich latach coraz wi

cej uwagi po

ca si

metodom ograniczaj

cym

ilo

ść

osadów wyprowadzanych z oczyszczalni

cieków do

rodowiska oraz

zwi

kszaj

cych efektywno

ść

znanych i stosowanych od dawna metod przeróbki

osadów. Do nowych rozwi

nale

y zaliczy

: dezintegracj

osadu, ozonowanie

osadu nadmiernego oraz suszenie.

Zmniejszenie obj

ci osadów

ciekowych nale

y do podstawowych zada

przeróbki osadów. Polega ono na obni

eniu zawarto

ci wody w osadzie, a

realizowane jest w procesach zag

szczania, odwadniania i suszenia.

Na rys.2. została pokazana zmiana obj

ci osadu przy wzro

cie zawarto

suchej masy. Fakt istotnej zmiany obj

ci osadu podczas usuwania z niego wody

wolnej zmusza projektanta do zwrócenia szczególnej uwagi na procesy
zag

szczania i odwadniania, gdy

wła

nie te procesy i ich efektywno

ść

dzie mie

powa

ne skutki ekonomiczne.

Zanim jednak osady zostan

poddane wymienionym procesom, musz

odpowiednio przygotowane przez szereg zabiegów okre

lanych mianem

kondycjonowania. Ich celem jest zmiana wła

ciwo

ci osadu pozwalaj

ca na szybsze

i bardziej skuteczne usuni

cie z niego wody. Daje to w efekcie uwolnienie cz

ęś

wody zwi

zanej, obni

c w ten sposób całkowity nakład energii potrzebnej do jej

usuni

cia.
Uzyskanie zadowalaj

cego efektu zag

szczania osadu nadmiernego wymaga

zastosowania urz

dze

mechanicznych. Wła

ciwo

ci fizyczne osadu nadmiernego

oraz uwalnianie si

z osadu azotu wskutek denitryfikacji w zag

szczaczach

uniemo

liwia grawitacyjne jego zag

szczanie. Natomiast zag

szczanie mechaniczne

musi by

wspomagane flokulacj

osadu przy u

yciu polielektrolitów, co powoduje

powstawanie du

ych kłaczków osadów, posiadaj

cych liczne pory i mikropory. Osad

nadmierny ma konsystencj

półpłynn

Rys.2. Zmiana obj

ci osadu podczas jego przeróbki

Niezale

nie od rozwi

konstrukcyjnych zag

szczacza, cało

ść

instalacji składa

z zag

szczacza, urz

dzenia do roztwarzania i dozowania polielektrolitu, pompy

tłocz

cej osad do zag

szczacza, urz

dzenia do mieszania osadu z polielektrolitem

(reaktory szybkiego i wolnego mieszania), pompy osadu zag

szczonego, wanny do

odbioru filtratu (filtrat mo

e by

wykorzystany jako woda technologiczna) oraz

urz

dzenia automatyki i sterowania.

Główne korzy

ci wynikaj

ce ze stosowania mechanicznego zag

szczania osadów

to:

odci

ąż

enie hydrauliczne ci

gu przeróbki osadu,

zmniejszenie obj

ci osadu w komorach stabilizacji osadu,

oszcz

dno

ci energetyczne na ogrzewaniu komór fermentacyjnych,

uzyskanie wi

kszej produkcji biogazu,

zmniejszenie ilo

ci odcieków podczas odwadniania osadu – redukcja

wtórnego obci

ąż

enia ci

gu oczyszczania

cieków zwi

zkami biogennymi,

Koncentracja suchej masy w osadzie nadmiernym zag

szczonym mo

e wynosi

w zale

ci od zastosowanego urz

dzenia i polielektrolitu od 3 do 8% s.m.. Stopie

rozdziału faz jest znacznie wy

szy w urz

dzeniach posiadaj

cych przegrod

filtracyjn

. Ko

cowy efekt zag

szczania i stopie

rozdziału faz przy zag

szczaniu

mechanicznym tego samego rodzaju osadu, praktycznie nie zale

y od jako

produkowanego osadu, czyli jest niezale

ny od zaburze

w pracy ci

oczyszczania

cieków (np. puchni

cia osadu czynnego). Znacznemu wzrostowi

indeksu osadu nie musi towarzyszy

pogorszenie jako

ci odcieku, ani zmniejszenie

koncentracji suchej masy w osadzie zag

szczonym, je

eli odpowiednio skoryguje si

dawk

polimeru i parametry ruchowe urz

dzenia.

Graniczna warto

ść

uwodnienia, przy której osad zmienia swoj

konsystencj

płynn

na półpłynn

(charakterystyczn

dla osadów zag

szczonych) uzale

niona jest od

wła

ciwo

ci osadów takich jak:

proporcje mi

dzy wod

woln

, a wod

zwi

zan

w osadzie,

wielko

ść

i budowa cz

stek osadu,

udział w suchej masie zwi

zków organicznych i mineralnych,

ęż

enie polielektrolitu,

pH osadu.

Wysokie zag

szczenie osadu nadmiernego, do st

ęż

enia powy

ej 4,5%, wpływa

niekorzystnie na własno

ci reologiczne osadu powoduj

trudno

ci w transporcie hydraulicznym – wzrost oporów przepływu osadu,

sze nakłady energetyczne na pompowanie osadów oraz wi

ksze zu

ycie

urz

dze

niepełne wymieszanie osadu w komorach stabilizacji utrudniaj

ce rozkład w

procesach stabilizacji du

ych i zbitych flokuł osadu – w efekcie mniejsza

wydajno

ść

procesu stabilizacji.

Stosowanie mechanicznego zag

szczania osadu nadmiernego jako procesu

celowego przed stabilizacj

posiada zatem aspekty niekorzystne, których jednak

na unikn

ąć

stosuj

c kolejne nowe procesy obróbki osadów takie jak

homogenizacja i dezintegracja [6].

4. Dezintegracja osadu zag

szczonego

Dezintegracja osadów

ciekowych polega na zniszczeniu struktury osadu dzi

zastosowaniu sił zewn

trznych. Ze wzgl

du na pochodzenie wprowadzonej do

układu energii wyró

nia si

dezintegracj

mechaniczn

, gdzie na komórki osadu

oddziałuje si

mechanicznie za pomoc

sił

cinaj

cych i zmian ci

nienia

powoduj

cych napr

ęż

enia w strukturze osadu oraz dezintegracj

niemechaniczn

, w

której wyró

nia si

metody: fizyczne (obróbka termiczna, wymra

anie, szok

osmotyczny, dekompresja, zastosowanie plazmy), biologiczne (enzymatyczna liza
komórek, autoliza), chemiczne (poddanie działaniu kwasów lub zasad, działanie
detergentami). Dotychczas najbardziej rozwini

te i zastosowane w skali technicznej

zostały metody dezintegracji mechanicznej ultrad

wiekowej oraz termiczna obróbka

osadów [7].
Proces homogenizacji mechanicznej osadu nadmiernego umo

liwia zniszczenie

struktury kłaczkowatej osadu zag

szczonego, uwolnienie wody z mikroporów oraz

uszkodzenie zooglealnych skupisk mikroorganizmów, daj

c w efekcie upłynnienie

osadu.
Oddziaływanie pola ultrad

kowego na o

rodek powoduje skutki o charakterze

mechanicznym oraz sonochemicznym. Ostre warunki (wysoka temperatura i
ci

nienie) w obszarze kawitacji tłumacz

wyst

powanie zmian własno

fizykochemicznych w nad

kawianych układach. Efektem nad

kawiania osadu

nadmiernego jest dezintegracja osadu, w której oprócz dyspersji fazy stałej osadu
uzyskuje si

zniszczenie błon komórkowych mikroorganizmów i uwolnienie do cieczy

osadowej zawartych w komórkach substratów istotnych dla dalszego
biochemicznego rozkładu zwi

zków organicznych [8]. Sonoliza komórek przebiega

intensywniej w osadzie, w którym energia ultrad

kowa nie jest tracona na rozbicie

kłaczków osadu i wzrasta ze stopniem ich rozdrobnienia. Korzystne jest wi

stosowanie dwustopniowej dezintegracji mechanicznej - homogenizacji i nast

pnie

dezintegracji ultrad

kowej [9].

Dezintegracja wyra

nie zmniejsza wielko

ść

kłaczków osadu, zwi

kszaj

c udział

stek koloidalnych, a tak

e powoduje uwolnienie materii organicznej do fazy

ciekłej. Stopie

rozbicia struktury osadu zale

y od zastosowanej metody, wło

onej

energii i wła

ciwo

ci osadu. Charakterystycznym dla procesu jest upłynnienie osadu

daj

ce popraw

zdolno

ci transportowych w ruroci

gach osadowych w oczyszczalni

cieków i zwi

kszenie efektywno

ci mieszania w komorach stabilizacji osadu.

Dezintegracj

osadu nadmiernego stosuje si

najcz

ęś

ciej w du

ych oczyszczalniach

cieków wyposa

onych w instalacj

do beztlenowej stabilizacji (fermentacji

metanowej) osadu. Korzy

ci dla tego typu obiektów s

nast

puj

ce [9]:

szy stopie

mineralizacji osadu - Ubytek substancji organicznej w

procesie stabilizacji powoduje zmniejszenie ogólnej ilo

ci osadu do dalszej

obróbki. Dobrze przefermentowany osad łatwiej si

odwadnia. W efekcie

pozwala to na: zmniejszenie zu

ycia polimerów stosowanych do

kondycjonowania osadu przed odwadnianiem, wzrost zawarto

ci suchej masy

w osadzie odwodnionym (o ok. 2-3%) i zmniejszenie ilo

ci osadu do

zagospodarowania, zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych procesu
odwadniania.

sza produkcja biogazu - Wzrost produkcji biogazu wynika z ubytku masy

organicznej i zale

y od uzyskiwanego stopnia dezintegracji oraz wła

ciwo

fizycznych osadów. Przyrost wydzielania biogazu mo

e osi

ąć

poziom

nawet do 50%, daj

c znacz

ca popraw

bilansu energetycznego całej

oczyszczalni

cieków.

Poprawa własno

ci reologicznych transportu hydraulicznego osadów -

Upłynnienie osadu zmniejsza zu

ycie energii na operacje zwi

zane z

tłoczeniem w ruroci

gach, przepływem przez wymienniki oraz mieszaniem w

komorach fermentacyjnych.

Skrócenie czasu fermentacji - Lepsza hydraulika komór stabilizacji oraz
wy

szy stopie

rozkładu substancji organicznej pozwalaj

na uzyskanie

wymaganego efektu stabilizacji w krótszym czasie, co z kolei umo

liwia

zmniejszenie czasu zatrzymania w komorach fermentacji, a tym samym na
zmniejszenie ich gabarytów, wydajno

ci pomp i innych elementów

wpływaj

cych na koszty inwestycyjne i eksploatacyjne obiektu. Dezintegracja

zapewnia wi

ksz

stabilno

ść

procesu fermentacji i lepsze parametry

higieniczne osadu.

Do wad wynikaj

cych z zastosowania dezintegracji mo

na zaliczy

problemy

zwi

zane z uwalnianiem zwi

zków biogennych z przefermentowanych osadów do

odcieków podczas ich odwadniania.

5. Ozonowanie osadu nadmiernego

Do kolejnych nowych technik pozwalaj

cych na redukcj

ilo

ci powstaj

cych w

procesie oczyszczania

cieków osadów nadmiernych jest ozonowanie. Ozon to silny

utleniacz, który powszechnie stosowany jest w procesach dezynfekcji wody i

powoduj

cy rozpad komórek. Ozon ze składnikami osadu nadmiernego reaguje w

dwojaki sposób; bezpo

redni i po

redni. Obydwie reakcje wyst

puj

jednocze

nie.

Podczas ozonowania wi

kszo

ść

mikroorganizmów osadu czynnego zostaje zabita

(niszczenia błon komórkowych) i przekształcona do rozpuszczalnych zwi

zków

organicznych podatnych na rozkład biologiczny w procesach stabilizacji. Z bada

przeprowadzonych przez Yo Liu [10] wynika,

e pocz

tkowe zu

ycie ozonu przez

osad jest bardzo wysokie i wynosi 0,3 g O

/g suchej masy organicznej. Wraz ze

wzrostem zu

ycia ozonu ro

nie podatno

ść

na rozkład biologiczny. Stosunek ChZT

rozpuszczonego do ChZT cz

steczkowego ro

nie proporcjonalnie do stopnia

rozpuszczalno

ci osadu. Wraz ze wzrostem czasu ozonowania rosn

cy stopie

rozpuszczalno

ci osadu spada, co oznacza,

e rozpuszczone zwi

zki organiczne

zostaj

utlenione szybciej ni

trudnoutleniaj

ce si

zwi

zki jak lipidy. W procesie

ozonowania zaobserwowano wzrost rozpuszczonego PO

– P., a ilo

ść

rozpuszczonego fosforu ro

nie proporcjonalnie do rozpuszczonego ChZT. Stopie

biologicznego rozkładu suchej masy organicznej w procesie fermentacji beztlenowej
dla osadu nadmiernego wst

pnie ozonowanego wzrasta z 11% do 37%. Wzrasta

równie

podatno

ść

osadów przefermentowanych na odwadnianie. Proces

ozonowania mo

na stosowa

przed stabilizacj

na ci

gu osadu nadmiernego, jak

równie

na osadzie recyrkulowanym w przypadku stosowania tzw. stabilizacji

symultanicznej. Stosowanie ozonowania osadu recyrkulowanego ogranicza przyrost
osadu nadmiernego [10,11].

6. Podsumowanie - Korzy

ci wynikaj

ce z zastosowania dodatkowej obróbki

osadu nadmiernego przed fermentacj

Dodatkowa obróbka osadów

ciekowych to opisane powy

ej procesy

homogenizacji, dezintegracji ultrad

kowej i ozonowania, których zastosowanie

przed fermentacj

intensyfikuje biochemiczny rozkład osadu i usprawnia prac

wydzielonych komór fermentacji, czego efektem s

korzy

ci wynikaj

ce z:

szej produkcji biogazu,

szego stopnia mineralizacji osadu,

poprawy własno

ci reologicznych dla transportu hydraulicznego,

skrócenia czasu fermentacji.

Zwi

kszenie produkcji biogazu, które mo

e osi

ąć

poziom nawet 50% oznacza

popraw

bilansu energetycznego komory, a tak

e całej oczyszczalni

cieków (je

obiekt posiada agregaty pr

dotwórcze, kotły na biogaz, suszarnie na biogaz itp.).

Obróbka zag

szczonych osadów nadmiernych powoduje ich ponowne

upłynnienie, co wpływa na hydraulik

ZKF-ów - tłoczenie, sprawno

ść

wymienników

ciepła, mieszanie komór.

Uzyskiwany wy

szy stopie

rozkładu substancji organicznych powoduje

zmniejszenie ilo

ci suchej masy przechodz

cej do dalszej obróbki. Osad lepiej

przefermentowany łatwiej si

odwadnia, co pozwala zmniejszy

dawki

polielektrolitów stosowanych do preparowania osadu przed procesem odwadniania
oraz zwi

kszy

wydajno

ść

procesu odwadniania, czyli zmniejszy

gabaryty

urz

dze

, a tak

e zmniejszy

koszty eksploatacyjne instalacji do odwadniania.

Lepsze odwodnienie osadu obni

a koszty procesu suszenia, który coraz cz

ęś

ciej

jest stosowany w ci

gu przeróbki osadu.

Przedstawione metody obróbki osadów nadmiernych wpływaj

równie

podniesienie stopnia higienizacji osadów.

Literatura

1. Rocznik GUS „Ochrona

rodowiska“ (2004);

2. Krajowy Plan Gospodarki Odpadami
3. Krajowy Plan Oczyszczania

cieków Komunalnych

4. Fukas-Płonka Ł., Zielewicz-Madej E.(1999): Aenderung der physikalischen

Klaerschlammeingeschaften aufgrund der Methangarung, 6. Polnisch-Deutsche
Gemeinschaftstagung „Klaerschlammbehanglung und –beseitigung“ Goerlitz,
1999.

5. Oleszkiewicz J. (1998): Gospodarka osadami

ciekowymi – Poradnik decydenta,

LEM, Kraków.

6. Fukas-Płonka Ł., Ku

K., Janik M. (2006): Charakterystyka wła

ciwo

ci fizycznych

osadów mechanicznie zag

szczonych. Sympozjum ogólnokrajowe

Hydroprezentacje IX’2006, NOT, Ustro

7. Arbeitsbericht der ATV-Arbeitgruppe 3.1.6, 2000, Klaerschlammdesintegration –

Teil 1: Verfahren und Anwendungsgebiete der mechanischen
Klaerschlammdesintegration. KA, 4/2000, 570-576.

8. Zielewicz-Madej E., 1997, The Influence of Ultrasonic Field on Fatty Acid

Production and Phosphorus Discharge in Hydrolysis of Sewage Sludge. Mat.
XLIV “Otwarte Sem. Akustyki – OSA”, Gda

sk- Jastrz

bia Góra, 691-694.

9. Zielewicz-Madej E., Fukas-Płonka Ł., 2006, Nowoczesny ci

g technologiczny

przeróbki osadów

ciekowych nadmiernych. Gospodarka odpadami

komunalnymi, Tom 2, Koszalin, 169-186.

10. Yo Liu (2003): Chemically reduced excess sludge production in the activated

sludge process. Chemosphere 50.

11. Saktaywin W., Tsuno H., Nagare H., Soyama T. (2005): Advanced sewage

treatment process with excess sludge reduction and phosphorus recovery. Wat.
Res. 39.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:

więcej podobnych podstron