Najważniejsze wskaźniki zanieczyszczeń :

ChZT – chemiczne zapotrzebowanie na tlen – ile tlenu trzeba, żeby utlenić wszystko co się da w ściekach,

BZT – ile tlenu potrzebują bakterie, aby utlenić to, co mogą utlenić.

Małe BZT a duże ChZT – ścieki nie dadzą się oczyścić biologicznie – zawierają zanieczyszczenia, których bakterie nie potrafią rozkładać, różnica między ChZT a BZT. Zawsze : ChZT > BZT !!

Aby ścieki mogły być skutecznie oczyszczane biologicznie –stosunek BZT/Chzt musi wynosić około 1/1,5 – ½

Chemiczne Zapotrzebowanie Tlenu (ChZT) - umowne pojęcie oznaczające ilość tlenu (mg/dm³), pobranego z utleniaczy (np. dichromiany (Cr2O72-), jodany (V) (IO3-), manganiany (VII) (MnO4-)) na utlenienie związków organicznych i niektórych nieorganicznych (np. siarczanów(IV), siarczków, żelaza(II)) do najwyższego stopnia utlenienia. Stosowane jako miara zanieczyszczeń w wodzie i ściekach.

ChZT –z ang. COD – chemical oxygene demand – miara zawartości utlenialnych substancji. Ilość tlenu z utleniacza zużyta na chemiczne utlenienie zanieczyszczeń w ściekach. H2SO4 w temp. 148 st. C, wyraŻone w mg O2 / litr ścieku

BZTn (Biochemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) - to umowny wskaźnik określający biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, czyli ilość tlenu wymaganą do utlenienia związków organicznych przez mikroorganizmy (bakterie aerobowe). Wartość tę uzyskuje się w wyniku pomiaru zużycia tlenu przez badaną próbkę wody lub ścieków w ciągu 5 lub 20 dni (Oznaczając to odpowiedni BZT5 lub BZT20). Pośrednio określa się w ten sposób stężenie substancji organicznej podatnej na biodegradację. BZTn jest wskaźnikiem czystości wody i jakości oczyszczanych ścieków: im wyższa wartość BZTn tym większe zanieczyszczenie (ilość związków organicznych). Z przyczyn praktycznych częściej stosowane jest BZT5.

BZT5 – z ang. BOD –biological oxygene demand, miara zawartości sucstancji biologicznie

rozkładalnych. Jest to ilość tlenu, zuŻyta na biochemiczne utlenienie zanieczyszczeń w ciągu 5 dni w

temperaturze 20 st. C, wyraŻona w mg/l ścieku

To, ile danej substancji może się znaleźć w ściekach, ustala się na podstawie następujących parametrów:

- toksyczności

- braku podatności na rozkład w środowisku (ang. persistance)

- mobilność

- łatwość kontroli

- zdolność do bioakumulacji

- „chemia”

Hałas i ciepło to także zanieczyszczenia środowiska!!!

Podział zanieczyszczeń środowiska:

- energetyczne:

- promieniowanie

- hałas

- ciepło

- chemiczne

- sztuczne – trudniej rozkładane przez mikroorganizmy

- CFC’s Chlorofluorowęglowodory

- DDT Dichlorodifenylotrichloroetan, środek owadobójczy

- BCP Bifenyle i związki rtęci

- Plastik

- Szkło - jedyne z tych obojętne

- herbicydy, pestycydy – toksyczne w niskich stężeniach, o ile metale ciężkie mogą być

wydalane z organizmu, ksenobiotyki często akumulują się w tkance tłuszczowej

- naturalnie występujące

- CO2

- Azotany - są niezbędne (esential)

- Ołów - nie jest niezbędny (nonesential)

- biologiczne:

-czynniki zakaźne

- organizmy chorobotwórcze dostające się do środowiska przaz niewłaściwe postępowanie z odpadami zwierzęcymi i ludzkimi np. bakterie typu E. Coli (ich ilość w ściekach określa się przez pomiar tzw. Miana Coli)

- organiczne – pochodzenia biologicznego – duże BZT

np. Pulpa papiernicza - Stymulują rozkład a zatem powodują:

- zwiększenie konsumpcji O2

- deficyt tlenu

- nieorganiczne

- wydzielane naturalnie

- metale, które są bardzo toksyczne w niewielkich stężeniach

przemysł wydobywczy przyspiesza ich emisję

akumulują się w łańcuchu pokarmowym – nie są rozkładane, jedyna metoda ich

usuwania to zatężanie i usuwanie po zatężeniu

- kwasy i zasady

- półprodukty przemysłowe

- kwaśne wody drenażowe z kopalni

unieszkodliwianie:

• mieszanie ścieków kwaśnych i zasadowych

• rozcieńczanie

Źródła zanieczyszczeń środowiska:

- punktowe:

- zrzut z danego miejsca bezpośrednio do cieków wodnych

- z rur drenarskich i wylotów kanałów ściekowych

- niepunktowe

- spływ zanieczyszczeń z gospodarstw rolnych i hodowlanych, trawników

- spływ zanieczyszczeń do cieków wodnych

- tereny zabudowane, drogi, parkingi

- mobilne – tankowce, cysterny

Żródła ścieków organicznych to :

- przemysł i gospodarstwa domowe

- spływy z gospodarstw rolnych, ogrodów i trawników

Osady i zanieczyszczenia termalne :

- naturalne osady w jeziorach i rzekach

o działalność człowieka doprowadziła do erozji

o osady wypełniają jeziora

- zanieczyszczenia termalne

o systemy chłodzące w elektrowniach

o zakłady przemysłowe

o zwiększenie ładunku osadów

o zmniejszona produkcja O2

o organizmy nie są czasem w stanie znieść zmiany temperatury

Skład ścieków bytowo – gospodarczych:

- substancje nieorganiczne – sole amonowe, fosforany, chlorki

- substancje organiczne – w formie rozpuszczonej oraz koloidów, zawiesin, emulsji : białka,

aminokwasy, fosfolipidy, sacharydy, tłuszcze i oleje

- mikroorganizmy – wirusy, bakterie chorobotwórcze, jaja pasożytów

Skład ścieków przemysłowych – zależy od rodzaju produkcji zakładu.

Wody dołowe – zawierają duże ilości rozpuszczonych soli

Szczególnie niebezpiecznymi zanieczyszczeniami są pestycydy (rolnictwo) , środki powierzchniowo

czynne,węglowodory ropopochodne, fenole, PCB’s, sole metali ciężkich.

Skład wód deszczowych:

- deszcz w atmosferze absorbuje gazy – SO2, NOx

- rózne substancje zanieczyszczające z dachów, chodników, ulic

- BZT5 – 15-30 mg/dm3; zawiesiny – 200 – 250 mg/dm3

- po okresie suszy – spływy z kanałów deszczowych są bardziej zanieczyszczone (większe

stężenie zanieczyszczeń, ale mniej spływów

- Odprowadzane kanalizacją

Wskaźniki zanieczyszczeń:

- Parametry fizyczne i fizykochemiczne:

barwa, mętność, zapach, pH, temp, absorbcja UV, przewodność elektrolityczna

- aniony – SO4 2-, Cl-, NO2 -, PO4 3-

- kationy – Fe 2+/3+, Ca 2+, Mg 2+, Cu 2+, NH4 +

- paramery sumaryczne materii i jej przemian

o substancje nierozpuszczalne (opadające, nieopadające, odsączalne) [mg/l]

o substancje rozpuszczone, oznaczane metodami pośrednimi – ChZT, BZT

Parametry i wskaźniki zanieczyszczeń:

- odczyn pH

- BZT5

- ChZT

- St zawiesin ogólnych

- St azotu, amoniaku, azotanów

- St. organicznych związków azotu

- St. związków fosforu

- St. substancji powierzchniowo czynnych

Inne wskaźniki:

- Azot ogólny (TKN – total kjeldahl nitrogen)

Azot ogólny, azot Kjeldahla — w terminologii hydrochemicznej postać azotu dająca się oznaczyć przy użyciu metody Kjeldahla. Jest to azot wchodzący w skład związków amonowych oraz azotowych związków organicznych, które łatwo przekształcić w związki amonowe. W tabelach obejmujących ten parametr, w razie braku jego bezpośredniego pomiaru, jest sumą azotu amonowego i azotu organicznego (zawartego w aminokwasach, moczniku, pirydynach, aminach i in.) Wbrew nazwie ogólny nie jest to całkowita ilość azotu obecna w badanym materiale. Nie obejmuje on azotu występującego w postaci wolnej, azotynów, azotanów, azydków, azozwiązków, oksymów, hydroazonów, azyn, nitryli i semikarbazonów. Może to prowadzić do nieporozumień, gdyż w niektórych publikacjach nazwa azot ogólny oznacza sumę wszystkich postaci azotu. Ponieważ azot amonowy występujący w wodzie i glebie często ma pochodzenie organiczne, parametr ten może wskazywać źródło zanieczyszczeń.

- Fosfor całkowity, ortofosforany

- Węgiel całkowity organiczny – TOC – total organic carbon

- Kwasy organiczne

Ładunek zanieczyszczeń – ilość danego zanieczyszczenia w badanej ilości ścieków kg/litr

Wskaźniki zanieczyszczeń – np. st. Azotu * dobowa ilość ścieków

Oznaczanie BZT:

1) ścieki do butelki, ze szlifem, żeby zapewnić szczelność ( żeby nie dostawał się do niej tlen z

otoczenia)

2) mierzymy stężenie tlenu

3) do ciemnego pomieszczenia na 5 dni

4) mierzymy stężenie tlenu

różnica 2) – 4) = BZT5

ChZT jest zawsze >= BZT !!!

Bo Chzt „zawiera w sobie” zarówno związki podatne na rozkład biologiczny jak i nie podatne. Jeśli

ścieki mają być oczyszczane biologicznie, najlepiej, żeby BZT było jak największe.

o BZT :

- dobrze działająca oczyszczalnia –usuwa ok. 95% BZT

- RZEKA SAMA MOŻE PORADZIĆ SOBIE Z BZT < 8 mg/l

- BZT mierzy się w specjalnych BZT butalkach

- Ścieki do usuwania BZT powinny być odpowiednio napowietrzone

Proces samooczyszczania rzeki zależy od rozpuszczalności tlenu w rzece.

Deficyt tlenu – szybkość zużywania tlenu jest większa niż szybkość jego rozpuszczania (dyfuzji)

Bakterie metabolizują materię organiczną w procesach anabolicznych lub katabolicznych, w każdym

procesie tlen jest zużywany, toteż tlen jest często czynnikiem limitującym podczas oczyszczania

ścieków.

Skutek wysokiego BZT – deficyt tlenu w czasie. Tlen jest dostarczany do ścieków metodą dyfuzji ale

jego pierwotny poziom może nie być odnowiony

Bakterie metabolizują materię organiczną w procesach anabolicznych (przyrost biomasy) lub katabolicznych ( uzyskiwanie energii ) - w każdym procesie tlen jest zużywany - dlatego, wzorst organizmów powoduje deficyt tlenu :/

BZT 5 dla niektórych zanieczyszczeń:

- czysta woda - < 2 mgO2/l

- ściek mocno zanieczyszczony - >10 mg O2/l

- 4mg/l – można zrzucać do rzeki

BZT ścieków komunalnych – do 500

BZT ścieków z rzeźni – ok 7000

Odcieki z wysypisk – ok 20000

PIWO ma BZT = 70 000 mg/l

Gdy BZT5 < 20 mg O2/l –ściek może zostać zrzucony do rzeki, o ile zostanie zmieszany z wodą w rzece w stosunku 8/1

Oczyszczanie ścieków – usuwanie ze ścieków zawartych w nich zanieczyszczeń. Osiągnięcie max stopnia oczyszczenia jest możliwe przez zastosowanie następujących po sobie prostych

procesów fizycznych , chemicznych i biologicznych. Zespół urządzeń i obiektów, służących do

oczyszczania ścieków nosi nazwę oczyszczalni ścieków.

I stopień :

oczyszczanie mechaniczne, usuwanie opadających ciał stałych, supernatant ma wysokie BZT, usuwa się zanieczyszczenia stałe, które mogły by zniszczyć pompy:

- szmaty, kawałki papieru – na sitach, kratownicach

- żwir, piasek – w piaskownikach

- bardzo drobne cząstki (drobniejsze od piasku) – osadniki

II stopień :

Zanieczyszczenia są metabolizowane przez bakterie. W miarę przechodzenia przez zraszane złoże

biologiczne lub zbiornik osadu czynnego.

III stopień : usuwanie zawiesin, pozostałości zw. nieorganicznych jako IV etap może też być użyte : techniki membranowe, koagulacja, flotacja – to jest już zwykła odnowa wody. Wtedy V – etapem jest dezynfekcja.

IV –dezynfekcja

Podczas metabolizowania zanieczyszczeń przez bakterie, powstaje osad czynny, którego część jest

zawracana do bioreaktora a część – tzw. osad nadmierny jest odrzucana. Osad nadmierny następnie się

odwadnia, poddaje fermentacji sprzężonej z produkcją biogazu, ponownie odwadnia, następnie można

go wywieść na wysypisko, spalić lub wykorzystać do wyrównywania terenu.

Co usuwają poszczególne etapy :

I etap:

- większe ciała pływające – kraty, sita

- ciężkie zawiesiny ziarniste (piasek, żwir) - piaskowniki

- tłuszcze, oleje - odtłuszczacze

- drobne zawiesiny – osadniki

Odtłuszczacze i osadniki to czasem jedno urządzenie – tłuszcze wypływają na powierzchnię a osad zbiera się na dole.

II etap : oczyszczanie biologiczne III etap : usuwanie biogennych substancji mineralnych (zw. nieorganiczncyh) –(głównie chodzi o fosforany i azotany). Gdy w ściekach są azotany i fosforany – oczyszczanie biologiczne, gdy same fosforany – chemiczne

IV etap – odnowa wody – umoŻliwienie jej powtórnego wykorzystania:

- koagulacja

- filtracja

- odwrócona osmoza

Etap końcowy – dezynfekcja

Podział oczyszczalni scieków:

- miejskie

- grupowe

- osiedlowe

- domowe

- przemysłowe