POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

TECHNOLOGIA UZDATNIANIA WODY I OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

ZŁOŻE BIOLOGICZNE

SPRAWOZDANIE NR 6

Wykonali:

Karolina Szwagierek ISIW 4

Rafał Maj ISIW 4

Cezary Bednarczyk ISIW 4

Rafał Dziuba ISIW 4

Warszawa, 20.11.2008r.

1. Wstęp teoretyczny:

Oczyszczanie ścieków na złożu biologicznym polega na przepuszczeniu ścieków przez wypełnienie złoża. Na tym wypełnieniu rozwijają się mikroorganizmy takie jak bakterie, grzyby, glony, pierwotniaki i organizmy wyższe. Absorbują one, w obecności O₂ substancje organiczne rozpuszczone w ściekach i zużywają je do swoich procesów życiowych lub do budowy nowych generacji mikroorganizmów. W ten sposób część substancji utleniana jest do: CO₂, NO₃, itp. Część przetwarzana jest na energię, a część wchodzi w skład komórek mikroorganizmów.

Podstawą podziału są następujące parametry techniczne:

• obciążenie hydrauliczne powierzchni złoża
  ,

• obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń
  ,

• efekt oczyszczania [%].

2. Cel i zakres badań:

Ćwiczenie polegało na zbadaniu efektu oczyszczania ścieków na złożu biologicznym. W tym celu przepuszczono próbką ścieków przez złoże. Efekt oceniono na podstawie szeregu oznaczeń wykonanych zarówno w ściekach surowych, jak i oczyszczonych.

Wykonano następujące oznaczenia:

• odczyn (pH),

• azot amonowy,

• azot azotynowy,

• azot azotanowy,

• utlenialność,

• chemiczne zapotrzebowanie tlenu.

3. Wyniki otrzymane w doświadczeniu:

Tabela 1. Zestawienie wyników badań efektu oczyszczania ścieków na złożu.

L.p.	Oznaczenia	Jednostki	Ścieki
			Surowe	Oczyszczone
1	Odczyn	-	8,1	7,9
2	Zasadowość	mval / l	7,5	5,2
3	Azot ogólny	mg / l	68,2	19,1
		% zmniejszenie N og	%	-	72,1
4	Azot organiczny	mg / l	20,0	1,0
5	% zmniejszenie N org	%	-	95
		Azot amonowy	mg NH+4 / dm3	46,00	0,26
	6	% zmniejszenie N am	%	-	99,4
		Azot azotynowy	mg NO2 / dm3	0,12	0,80
7	Azot azotanowy	mg NO3 / dm3	2,08	16,99
8	ChZT	mg O2 / dm3	248,0	56,0
		% zmniejszenie ChZT	%	-	77,42

4. Obliczenia parametrów technologicznych złoża biologicznego

Obliczenia parametrów technologicznych dokonano na podstawie wielkości ChZT oraz znajomości przepływu i wymiarów złoża :

• wysokość biologicznego złoża H = 132 cm = 1,32 m

• średnica wewnętrzna modelu d = 8 cm = 0,08 m

• powierzchnia złoża
  

• natężenie przepływu ścieków przez złoże
  

a). Obciążenie hydrauliczne

b). Obciążenie wypełnienia złoża ładunkiem zanieczyszczeń organicznych:

c). Bilans Azotu

1. Wydajność amonifikacji

2. Wydajność nitryfikacji

3. Wydajność denitryfikacji

Stopień redukcji Azotu ogólnego

5. Analiza wyników:

W otrzymanych wynikach widać wyraźny spadek wskaźnika ChZT .W naszym wypadku doszło do redukcji ChZT z 248 mg O₂ / dm³ w ściekach surowych do 56 mg O₂ / dm³ w ściekach oczyszczonych. Stopień redukcji wskaźnika wyniósł 77%. Zmniejszenie chemicznego zapotrzebowania tlenu wskazuje na bardzo dobrą redukcję związków organicznych. Tak znaczący spadek spowodowany jest zużyciem tlenu zawartego w ściekach przez bakterie na skutek przemiany występujących związków organicznych w CO₂ i H₂O.

Podczas procesu oczyszczania na złożu zawartość azotu amonowego zmalała aż o 95 % co wskazuje, że zaszedł bardzo zaawansowany proces amonifikacji. Zawartość azotanów i azotynów wskazuje również na obecność procesów nitryfikacji (warunki tlenowe) i denitryfikacji (warunki atoksyczne). Oba procesy były efektywne, jednak nie zaszły w pełni o czym świadczy obecność azotynów i azotanów w ściekach oczyszczonych.

Otrzymano wysoki stopień redukcji azotu ogólnego wynoszący 72,1 %.

Odnosząc się do rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie najwyższych dopuszczalnych wskaźników, uzyskane wartości ChZT i azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych spełniają warunki.

6. Wnioski:

Analiza ścieków surowych wskazuje na konieczność ich oczyszczania przed wprowadzeniem do odbiornika. W ćwiczeniu badaliśmy efektywność oczyszczania ścieków na złożu biologicznym i na podstawie powyższej analizy wyników wnioskuje się, że :

1. Obciążenie hydrauliczne złoża wynoszące 0,108 m³/m²h wskazuje, że złoże laboratoryjne jest złożem niskoobciążonym (zraszane).

2. Błona biologiczna jest dobrze rozwinięta o czym świadczy znaczny spadek zasadowości (z 7,5mval/l do 5,2mval/l) oraz mała zawartość azotu amonowego w oczyszczonych ściekach. Oznacza to również obecność dużej liczby bakterii autotroficznych odpowiedzialnych za przemiany azotu amonowego do postaci azotynów i azotanów (p. nitryfikacji).

3. Zmniejszenie chemicznego zapotrzebowania tlenu wskazuje na bardzo dobrą redukcję związków organicznych, a co za tym idzie o dobrze rozwiniętej błonie biologicznej.

4. Wg rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. (Dz.U nr.137 poz 284):

• wskaźnik ChZT waha się od 150 mg O₂/l dla oczyszczalni do 2000 RLM, a dla oczyszczalni powyżej 2000 RLM wynosi 125 mg O₂/l lub min 75 % redukcji.

• zawartość azotu ogólnego powinna wynosić dla oczyszczalni:

- do 2 000 RLM 30 mg N/l i 15 mg N/l dla 2 000-14 999 RLM - przy odprowadzaniu ścieków do jezior,

- od 10 000-14 999 RLM min 35 % redukcji,

- od 15 000 - 99 000 RLM do 15 mg N/l lub min 80% redukcji,

- powyżej 100 000 RLM do 10 mg N/l lub min 85 % redukcji.

Oczyszczone ścieki spełniły kryteria zawarte w rozporządzeniu. Zarówno wartość wskaźnika ChZT (56 mg O₂/ dm³) jaki i procent jego redukcji (77,47 %) dopuszcza do odprowadzania oczyszczonych ścieków przez każdą z oczyszczalni. Jednak zbyt duża zawartość azotu ogólnego 19,1 mg N/l (72,1% redukcji) kwalifikuje nasze ścieki do oczyszczalni do 14 999 RLM (równoważnej liczbie mieszkańców).

---