Profil zmian stężenia ortofosforanów podczas oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych

• Autorzy: Piaskowski K. , Ćwikałowska M.

Warianty tytułu

EN

Profile of orthophosphates concentration changes during sewage and sludge treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie znajomości profilu zmian stężenia związków biogennych w oczyszczalniach ścieków stanowi istotny warunek ich projektowania. Wykorzystywanie zintegrowanych układów do usuwania ze ścieków związków azotu oraz fosforu wprowadziło znaczące zmiany w projektowaniu i eksploatacji tzw. gospodarki osadowej oczyszczalni. Dane statystyczne wskazują, że na 207 ankietowanych polskich oczyszczalni ścieków blisko 83% stosuje proces osadu czynnego i 80% z tych obiektów pracuje w systemie pełnego lub częściowego biologicznego usuwania związków biogennych - tzw. układy wysokoefektywnego usuwania fosforu (enhanced biological phosphorus removal) [1]. Uzyskując wyższą skuteczność oczyszczania ścieków, jednocześnie zwiększa się ilość osadów kierowanych do unieszkodliwiania oraz zmienia ich parametry jakościowe, wynikające m.in. z dużej akumulacji fosforu w komórkach bakterii. Podczas unieszkodliwiania osadów w warunkach beztlenowych (fermentacja metanowa), nawet 60% fosforu usuniętego ze ścieków może zostać wtórnie uwolniona podczas hydrolizy polifosforanów do cieczy osadowej. Stężenie fosforu wzrasta w bardzo szerokim zakresie, na co ma wpływ duża zmienność jakościowa osadów oraz problemy z utrzymaniem stabilności procesów ich unieszkodliwiania. Przykładowy zakres stężenia fosforu w oczyszczalni ścieków w Białymstoku wynosił od 20 do 435 mg Pog/L w cieczy osadowej z zagęszczaczy grawitacyjnych, natomiast z komór fermentacji od 18 do 590 mg Pog/dm3 [2÷3]. Ciecz osadowa ponadto charakteryzuje się wysoką zawartością związków organicznych, zawiesin ogólnych trudno opadających i koloidalnych, gazów rozpuszczonych (metan, amoniak, CO2, H2S), metali ciężkich i tłuszczów oraz amoniaku, którego stężenie może osiągnąć nawet kilkaset gramów na metr sześcienny. W cieczy pofermentacyjnej stwierdza się ponadto duże stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (LKT), węglanów oraz kationów potasu i magnezu [4÷5]. Rosnąca ilość uwalnianego fosforu w cieczy osadowej, przy równie dużym stężeniu azotu amonowego oraz udziale jonów magnezu stanowi także źródło wytrącającego się twardego osadu fosforanu amonowo-magnezowego MgNH4PO4ź6H2O, czyli struwitu [6]. Powszechnym sposobem oczyszczania cieczy osadowej, powstającej podczas przeróbki osadów jest jej zawracanie do oczyszczalni ścieków. Pod względem ilościowym wody osadowe stanowią jedynie kilkuprocentowy udział w ogólnym bilansie ilościowym ścieków. Jednakże ładunek zanieczyszczeń, szczególnie związków biogennych, jaki jest w ten sposób zawracany może dochodzić nawet do kilkudziesięciu procent ogólnego ładunku dopływającego do oczyszczalni. Nieregularne, okresowe oraz zmienne jakościowo dopływy, wynikające z cykliczności oraz różnej efektywności pracy urządzeń gospodarki osadowej mogą stanowić problem dla stabilności pracy oczyszczalni oraz jej eksploatacji. Szczególnie ujawnia się to przy braku monitoringu związków fosforu podczas poszczególnych faz oczyszczania ścieków i przeróbki osadów [7]. W prezentowanym artykule autorzy przedstawili profil zmian stężenia ortofosforanów podczas oczyszczania ścieków oraz unieszkodliwiania osadów ściekowych miejskiej oczyszczalni "Jamno", ze szczególnym uwzględnieniem wód osadowych.

EN

Knowledge of biogenic compounds concentrations change profile in sewage treatment plants utilization makes up the essential condition of the optimum work of individual stages of treatment. This is caused by application of integrated arrangements for nitrogen and phosphorus compounds removal from sewage which introduced significant changes in sludge management of plant. Statistical data show that near 83% of 207 questioned Polish sewage treatment plants applies the process of activated sludge and 80% from these objects works in the system of full or partial biological removal of biogenic compounds - so-called arrangements of highly efficient removal of phosphorus (enhanced biological phosphorus removal). This paper presents profile of orthophosphates concentration change in sewage and sludge treatment parts of sewage treatment plant "Jamno". This plant consists of three integral parts: - mechanical with installation for preliminary chemical precipitation, - biological with installation of final precipitation, - and sewage sludge processing with installation of chemical conditioning. Following media are emitted during processes of sewage sludge processing: - sedimentation water from thickeners, - eluate from centrifuges, - sedimentation water from chemical reactor Sewage from Koszalin are treated in mechanical and multistage advanced biological system with the chemical preliminary and final precipitation with PIX coagulant. Orthophosphates removal efficiency reached 98÷99%. But large part of orthophosphates were cumulated in the bacteria cells and at thickening, anaerobic digestion and dewatering of biological sludge phosphorus is released from bacteria to sedimentation waters. The return water was only 1.4% of total volume of inflowing sewage to treatment plant "Jamno". Its quality may be substantial load for treatment process because it was characterized by variability of properties and amount, high concentration of nutrients (80% of orthophosphates was in suspended solids) and irregularity of inflow. Return load of orthophosphates share in the total load was 40% and reduction this value may only by achieved by replacement of centrifuges and better operation of gravity thickener. In such case decrease of coagulant consumption is possible to achieve

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie ścieków; osady ściekowe; ortofosforany; oczyszczalnia ścieków; unieszkodliwianie osadów ściekowych

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: Tom 9
• Strony: 183--197
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Piaskowski K.

autor

Ćwikałowska M.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Dymaczewski Z., Sozański M.M. Wodociągi i kanalizacja w Polsce – tradycja i współczesność, PFOZW, Poznań – Bydgoszcz 2002.
• 2. Ho-Jae Hwang, Euiso Choi Nutrient control with other sludges in anaerobic digestions of BPR sludge, Water Science and Technology, 1998, Vol. 38, No. 1, pp. 295-302.
• 3. Boruszko D., Simson G., Wierzbicki T.L. Próby bilansowania wód osadowych powstających podczas przeróbki osadów na przykładzie oczyszczalni ścieków w Białymstoku, Mat. konf. „Osady ściekowe w praktyce”, Politechnika Częstochowska, Częstochowa-Ustroń 1998, ss. 103-110.
• 4. Pitman A.R. Management of biological nutrient removal plant sludges – change the paradigms? Water Research, 1999, Vol. 33, No. 5, pp. 1141-1146.
• 5. Poepel H.J., Jardin N. Influence of enhanced biological phosphorus removal on sludge treatment, Water Science Technology, 1993, Vol.28, No. 1, pp. 263-271.
• 6. Battistoni P., Pavan P., Prisciandaro M., Cecchi F. Struvite crystallization: a feasible and reliable way to fix phosphorus in anaerobic supernatants, Water Research, 2000, Vol. 34, No. 11, pp. 3033-3041.
• 7. Boruszko D., Dąbrowski W. Obieg związków biogennych w miejskich oczyszczalniach ścieków. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej. Białystok 2003.
• 8. Yong-Zhen Peng, Xiao-Lian Wang, Bai-Kun Li Anoxic biological phosphorus uptake and the effect of excessive aeration on biological phosphorus removal in the A2O process, Desalination, 2006, Vol. 189, No. 1-3, pp. 155-164.
• 9. Akin Beril S., Aysenur Ugurlu The effect of an anoxic zone on biological phosphorus removal by a sequential batch reactor, Bioresource Technology, 2004, Vol. 94, No. 1, pp. 1-7.
• 10. Hoi-Ping Shi, Chi-Mei Lee Combining anoxic denitrifying ability with aerobic– anoxic phosphorus-removal examinations to screen denitrifying phosphorusremoving bacteria, International Biodeterioration & Biodegradation, 2006, Vol. 57, No. 2, pp. 121-128.
• 11. Hu Z.R., Wentzel M.C., Ekama G.A. Anoxic growth of phosphate-accumulating organisms (PAOs) in biological nutrient removal activated sludge systems, Water Research, 2002, Vol. 36, No. 19, pp. 4927-4937.
• 12. Anielak A.M. Niekonwencjonalne metody usuwania substancji biogennych w bioreaktorach sekwencyjnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2006, nr 2, ss. 23-27.
• 13. Piaskowski K. Wykorzystanie osadów z uzdatniania wody podziemnej do zmniejszania uwalniania fosforu podczas przeróbki osadów ściekowych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2005, nr 12, ss. 19-24