POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

TECHNOLOGIA UZDATNIANIA WODY I OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW METODĄ OSADU CZYNNEGO

SPRAWOZDANIE NR 5

Wykonali:

Karolina Szwagierek ISIW 4

Cezary Bednarczyk ISIW 4

Rafał Dziuba ISIW 4

Rafał Maj ISIW 4

Warszawa, 13.11.2008r.

1. Wstęp teoretyczny:

Proces oczyszczania ścieków osadem czynnym polega na usuwaniu zanieczyszczeń ze ścieków przez napowietrzenie ich w odpowiednich zbiornikach, zwanych komorami napowietrzenia, zawierających osad czynny, a 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. Zasada usuwania 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 czy zespół organizmów 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 itp.)

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.

Dla ustalenia efektu oczyszczania ścieków w modelu zakres naszych badań obejmował:

- oznaczenie odczynu,

- oznaczenie ChZT,

- oznaczenie zasadowości ogólnej,

- oznaczenie zawartości azotu azotanowego,

- oznaczenie zawartości azotu azotynowego,

- oznaczenie zawartości azotu amonowego.

3. Wyniki otrzymane w doświadczeniu:

Oznaczenie	Jednostka	Ścieki surowe	Ścieki oczyszczone	% redukcji
pH	—	7,43	6,81	—
ChZT	mg O2/dm^3	288	83,2	71 %
N-NH4+	mg NH4+/dm^3	47,0	0,8	—
N-NO2	mg NO2/dm^3	0,09	0,8	—
N-NO3	mg NO3/dm^3	1,22	50,32	—
N-NTK	mg N/ dm^3	72,0	6,0	92 %
N-organiczny	mg N/ dm^3	25,0	5,2	79 %
N-ogólny	mg N/ dm^3	73,36	57,92	21 %
Zasadowość ogólna	mval/l	10,5	0,7	—

4. Obliczenia wskaźników:

V = 10 l = 0,01 m³

Q = 0,28 ml/s = 0,024 m³/d

G = 0,02922 kg

- Obciążenie osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych:

- Obciążenie komory osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń organicznych:

- Stężenie osadu czynnego:

- Indeks osadu:

Bilans azotu:

Amonifikacja

Nitryfikacja

Denitryfikacja

5. 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 (288 mg O₂/dm³) w odniesieniu do wartości dopuszczalnych przez Rozporządzenie Ministra Środowiska.

Po przeprowadzeniu oczyszczania zaobserwowano spadek wartości ChZT do 83,2 mg O₂/dm³, co stanowi redukcję w wysokości 71% 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 79 %, co stanowi o tym, że zaszedł proces amonifikacji, choć nie pełny, ponieważ 21 % azotu organicznego nie uległa utlenieniu,

- niewielka ilość azotu amonowego po oczyszczeniu ścieków świadczy o tym, że proces nitryfikacji zaszedł w dość dobrym stopniu - wskaźnik nitryfikacji: W_nitr = 66 ^{mg N-NH}4/_dm3, dość duży przyrost stężenia azotu azotanowego i niewielkie stężenie azotu azotanowego oznacza, że nitryfikacja zaszła skutecznie.

- wysoki poziom pozostałego azotu ogólnego (57,92 ^{mg N}/_dm3) w porównaniu z jego stężeniem na wejściu do reaktora (73,36 ^{mg N}/_dm3 - zaledwie 21 % redukcji), co stanowi o słabej wydajności denitryfikacji.

Omówienie parametrów technicznych

Obciążenie komory ładunkiem zanieczyszczeń organicznych wyniosło

Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń organicznych wyniosło
.

Stężenie osadu w komorze wyniosło
.

Indeks Osadu jest równy
.

6. 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 57,9 ^{mg N}/_dm3, co nie spełnia nawet najmniej rygorystycznego 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 (21 %) 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 oczyścić.

---