Ćwiczenie nr 1: Efektywność usuwania związków organicznych oraz biogennych z odcieków z zastosowaniem złóż tarczowych.

1. Wstęp

Celem ćwiczenia jest ocena efektywności oczyszczania odcieków ze składowiska odpadów komunalnych z zastosowaniem złóż tarczowych. Usuwanie zanieczyszczeń następuje tu w wyniku ich wychwytywania z przepływających ścieków oraz przemian biochemicznych prowadzonych przez rozwijające się na powierzchni tarcz mikroorganizmy zwane błonę biologiczną. W trakcie zanurzenia powierzchni tarczy następuje adsorpcja zanieczyszczeń organicznych ze ścieków, które przepływają przez komorę przepływową. Gdy tarcza się wynurza, wówczas następuje doprowadzenie do błony tlenu i rozkład biologicznych zaabsorbowanych zanieczyszczeń.

2. Zestawienie wyników badań

Obciążenie hydrauliczne złoża.

B_AY - obciążenie hydrauliczne złoża (m³/m² h)

Q₁ - natężenie przepływu odcieków (m³/d)

A₂ - powierzchnia złoża (m²)

Obciążenie powierzchni złoża ładunkiem substancji organicznych oraz azotu.

B_A - obciążenie powierzchni tarcz ładunkiem zanieczyszczeń (kg/m² d)

Q₁ - natężenie przepływu odcieków (m³/d)

C₁ - stężenie zanieczyszczeń w odciekach (g/m³)

A_t2 - powierzchnia złoża (m²)

Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT-Cr).

a - ilość soli Mohra zużyta do miareczkowania próby kontrolnej (cm³)

b - ilość soli Mohra zużyta do miareczkowania próby właściwej (cm³)

V - objętość próbki ścieków (cm³)

n - normalność soli Mohra = 0,05

Dopływ

T₁

T₂

Amoniak (metoda bezpośredniej Nessleryzacji).

0,257 - przelicznik z krzywej wzorcowej

E - ekstynkcja

V - objętość próbki (cm³)

Zerowa

T₁

T₂

Dopływ (metoda destylacji bezpośredniej)

Azotyny

0,035 - przelicznik z krzywej wzorcowej

E - ekstynkcja

V - objętość próbki (cm³)

Dopływ

T₁

T₂

Azotany

0,23 - przelicznik z krzywej wzorcowej

E - ekstynkcja

V - objętość próbki (cm³)

Dopływ

T₁

T₂

Ortofosforany (metoda z kwasem askorbinowym).

0,282 - przelicznik z krzywej wzorcowej

E - ekstynkcja

V - objętość próbki (cm³)

Dopływ

T₁

T₂

Wskaźnik	Jednostka	Odcieki surowe	Odcieki oczyszczone 1 stopień	Odcieki oczyszczone 2 stopień
Odczyn	pH	8,47	8,02	8,10
ChZT-Cr	mgO2/dm^3	264	220	216
Ortofosforany	mgP/dm^3	2,27	0,372	0,091
Amoniak	mg N-NH4/dm^3	198,8	143,4	138,2
Azotyny	mg N-NO2/dm^3	0,119	11,9	1,4
Azotany	mg N-NO3/dm^3	0	123,05	165,6

Wskaźnik	Obciążenie powierzchni tarcz ładunkiem (kg/m^2 d)
Substancje organiczne	0,323
Amoniak	0,248

3. Wnioski.

1. Zarówno w odciekach surowych jak i w odciekach z pierwszego i drugiego stopnia oczyszczania zanotowano odczyn zasadowy (8,02-8,47). Świadczy to o zawartości wodorowęglanów wapnia i magnezu. Mają one właściwości buforujące, polegające na zobojętnieniu środowiska co ma istotne znaczenie w realizacji biochemicznych procesów oczyszczania ścieków czyli na intensywność nitryfikacji. Pozwala to na wprowadzenie ścieków do wód płynących.

2. W wyniku oczyszczania na złożach tarczowych ilość substancji organicznej zarówno na pierwszym stopniu jak i na drugim znacznie spadła w porównaniu z odciekami surowymi. Świadczy o tym spadek chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) gdzie: 1 stopień - spadek o 17%; 2 stopień - spadek o 18% a co się z tym wiąże spadek związków węgla.

3. Wraz ze zmniejszająca się ilością substancji organicznej zaobserwowano proporcjonalny spadek ilości ortofosforanów. Związki organiczne wykorzystywane są do procesów życiowych mikroorganizmów, które na drodze hydrolizy enzymatycznej uwalniają do ścieków ortofosforany. W związku z tym mała ilość substancji organicznych wpływa na niską zawartość w odciekach ortofosforanów.

4. Amoniak w ściekach jest produktem rozkładu organicznych związków azotowych. Jego zawartość jest też produktem mikroflory prowadzącej biochemiczny rozkład związków białkowych w warunkach tlenowych i beztlenowych. Porównując zawartość amoniaku w poszczególnych stopniach oczyszczania odnotowano również znaczny spadek w porównaniu z odciekami surowymi. Ma to wpływ na zasadowość odcieków a co za tym idzie na efektywność rozkładu substancji organicznej. Utlenienie 1 g NH₄-N powoduje zmniejszenie zasadowości o 7,14 g CaCO₃.

5. W oczyszczaniu na złożach tarczowych zaobserwowano wzrost azotanów w raz z kolejnymi stopniami oczyszczania. Świadczy to o najwyższym stopniu utlenienia, który można uzyskać tylko w ściekach oczyszczonych. Znajomość zawartości azotanów (V) w ściekach oczyszczonych świadczy o właściwym lub niewłaściwym przebiegu biologicznego oczyszczania (skuteczność procesu denitryfikacji).

6. Wzrost zawartości azotynów w pierwszym stopniu oczyszczania może świadczyć o niedotlenieniu odcieków, a co za tym idzie wzmożenie procesu denitryfikacji. Potwierdzeniem tego jest również obniżone pH (8,02).

- 5 -

---