Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

Laboratorium z Technologii Ścieków

„Osad czynny”

Wykonali:

Zuzanna Paź

Magdalena Sawa

Marta Wardzińska

Bartosz Jóźwiak

Data wykonania ćwiczenia: 26. 11. 2012 r.

Data oddania sprawozdania: 10. 12. 2012 r.

1. Wstęp teoretyczny:

Proces oczyszczania ścieków osadem czynnym polega na usuwaniu zanieczyszczeń ze ścieków przez napowietrzenie ich w odpowiednich zbiornikach (komorach napowietrzenia). Zawierają one osad czynny. Następnie oddzieleniu oczyszczonych ścieków od osadu czynnego w osadnikach wtórnych. Osad czynny stanowi kłaczkowate zawiesiny o bardzo rozwiniętej powierzchni. Składa się głównie z bakterii zooglealnych oraz z pierwotniaków i ewentualnie grzybów i glonów. Usuwanie substancji organicznych ze ścieków przy oczyszczaniu osadem czynnym polega na absorbowaniu tych substancji na powierzchni kłaczków. Część substancji organicznych ulega utlenieniu, część jest asymilowana w postaci przyrostu osadu czynnego, a z kolei część osadu czynnego ulega autooksydacji. Osad czynny, jak każdy żywy organizm wymaga odpowiednich warunków do swego rozwoju. Podstawowymi warunkami są: obecność tlenu oraz substancji pożywkowych. Ponadto środowisko powinno mieć odpowiedni odczyn i nie zawierać substancji toksycznych dla mikroorganizmów osadu czynnego (np. cyjanki, sole metali, fenole, detergenty)

2. Cel i zakres badań:

Celem badań nad oczyszczaniem ścieków osadem czynnym jest określenie stopnia usuwania związków organicznych oraz związków azotowych z oczyszczanych ścieków. W zakres badania wchodzi również pomiar i obliczenie na podstawie dokonanych pomiarów parametrów pracy komory napowietrzania z osadem czynnym, a mianowicie:

• obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych,

• obciążenie komory osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych,

• stężenie osadu czynnego,

• indeks osadu.

Zakres badań obejmował:

• oznaczenie odczynu pH,

• oznaczenie ChZT,

• oznaczenie zasadowości,

• oznaczenie zawartości azotu azotanowego,

• oznaczenie zawartości azotu azotynowego,

• oznaczenie zawartości azotu amonowego.

3. Wyniki:

	Jednostka	Ścieki surowe [S]	Ścieki oczyszczone [O]	% redukcji
Odczyn	pH	6,43	6,28	-
ChZT	mgO2/l	296	32,2	89%
N-NO3^-	mg/l	0,0	50	-
N-NO2^-	mg/l	0,36	4,4	-
N-NH4	mg/l	44	0,3	-
Zasadowość	mval/l	7,8	0,8	-
N-NTK	mg/l	59	0,3	99%
Norg	mg/l	15	0	100%
Nog	mg/l	59,36	54,7	8%

4. Obliczenia wskaźników:

V = =

Q = 0,07 ml/s = 0,06048 m³/d

• Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych:

• Obciążenie komory osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych:

• Stężenie osadu czynnego:

• Indeks osadu:

5. Bilans azotu:

Amonifikacja:

Nitryfikacja:

Denitryfikacja:

6. Analiza wyników:

Badane wskaźniki dopływających ścieków do komory osadu czynnego były znacznie przekroczone w stosunku do wartości zawartych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska, dlatego też zostały poddane oczyszczaniu. Po wysokości wskaźnika ChZT w doprowadzanych ściekach można przypuszczać, iż ścieki były już wstępnie oczyszczane, ponieważ wskaźnik ten jest przekroczony około dwukrotnie (296 mg O₂/dm³) w odniesieniu do wartości dopuszczalnych przez Rozporządzenie Ministra Środowiska.

Po przeprowadzeniu oczyszczania zaobserwowano spadek wartości ChZT do 32,2 mg O₂/dm³, co stanowi redukcję w wysokości 89% tego wskaźnika i mieści się w granicy dopuszczalnych wielkości dla każdej z wymienionych wielkości oczyszczalni.

Z analizy wskaźników azotu w ściekach surowych i oczyszczonych zaobserwowano:

– spadek stężenia azotu organicznego o 100 %, co stanowi o tym, że zaszedł pełny proces amonifikacji, bo cały azot organiczny uległ utlenieniu.

– niewielka ilość azotu amonowego po oczyszczeniu ścieków świadczy o tym, że proces nitryfikacji zaszedł w dość dobrym stopniu – wskaźnik nitryfikacji: W_nitr = 58,7 ^{mg N-NH}4/_dm3, dość duży przyrost stężenia azotu azotanowego oznacza, że nitryfikacja zaszła skutecznie.

– wysoki poziom pozostałego azotu ogólnego (54,7 ^{mg N}/_dm3) w porównaniu z jego stężeniem na wejściu do reaktora (59,36 ^{mg N}/_dm3 – tylko 8 % redukcji), co stanowi o słabej wydajności denitryfikacji.

7. Wnioski:

Na podstawie przeprowadzonych badań wnioskuje się, że komora osadu czynnego jest dobrze dobrana do doprowadzonych ścieków pod względem amonifikacji i nitryfikacji. Jednak stopień denitryfikacji jest zdecydowanie zbyt niski, żeby spełniać wymogi stawiane w Rozporządzeniu Ministra Środowiska. Stężenie azotu ogólnego po oczyszczeniu wynosi 54,7^{mg N}/_dm³, co nie spełnia wymogu zapisanego w Rozporządzeniu Ministra Środowiska, który mówi o maksymalnym dopuszczalnym stężeniu azotu ogólnego o wartości 30 ^{mg N}/_dm³ (przy RLM poniżej 2000) . Również % redukcji jest zbyt niski (8 %) w porównaniu do stawianych wymogów (min. 35% redukcji przy RLM w przedziale 10000÷14999, aby pozwolić na odprowadzenie ścieków do środowiska bez uwzględnienia maksymalnego dopuszczalnego stężenia).

Na tej podstawie wnioskuje się, że ścieki po przepuszczeniu przez komorę osadu czynnego nie nadają się do bezpośredniego odprowadzenia do środowiska i należy je dalej oczyszczać.