Ocena wpływu biologicznie rozkładalnych zanieczyszczeń obecnych w ściekach na warunki tlenowe odbiornika – studium przypadku

• Autorzy: Bielski A.

Warianty tytułu

EN

Influence of bio-degradable wastewater components on oxygen conditions of the receiver – case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono metodę analizy wpływu niewłaściwie oczyszczonych ścieków na środowisko wodne potoku. Długotrwałe odprowadzanie takich ścieków powoduje trwałe zmiany właściwości osadów dennych. W celu dokonania oceny zmian, do jakich doszło w środowisku wodnym w wyniku odprowadzenia ścieków do potoku, zbadano kinetykę procesów biochemicznych zachodzących w tym środowisku. W modelu biochemicznego utleniania węglowych związków organicznych wykorzystano równania opisujące zmiany całkowitego biochemicznego zapotrzebowania na tlen oraz zmiany zawartości tlenu rozpuszczonego w czasie. Z uwagi na dostatecznie dużą prędkość przepływu wody w potoku nie stwierdzono akumulacji zawiesin pochodzących ze ścieków w osadach samego potoku, lecz akumulacja ta nastąpiła w osadach dennych rozlewisk i jeziora, do których wpada potok. Wykazano, że odprowadzanie ścieków przyczyniło się do znacznego odtlenienia wody, głównie w rozlewiskach i jeziorze. Jednocześnie osady denne miały powierzchniowe zużycie tlenu zbliżone do wartości charakterystycznych w przypadku osadów pochodzenia naturalnego, z domieszką osadów ściekowych. Za pomocą modelu matematycznego opisującego zmiany zawartości tlenu rozpuszczonego oraz związków azotu (organicznego, amonowego, azotynów i azotanów) wyznaczono powierzchniową szybkość zużycia tlenu przez osady denne, powierzchniową szybkość powstawania azotu organicznego, powierzchniową szybkość denitryfikacji, a także szybkości nitryfikacji I i II stopnia, denitryfikacji i amonifikacji. Zastosowana metoda modelowania procesów biochemicznych zachodzących w środowisku wodnym umożliwia oszacowanie parametrów kinetycznych wybranych procesów i szybkości tych procesów oraz stopnia zanieczyszczenia wody biologicznie rozkładalnymi substancjami organicznymi.

EN

A method for analyzing impact of poorly treated wastewater on aquatic environment of a watercourse was presented. Long-term discharge of such wastewater has a long-lasting impact on bottom sediment properties. In order to assess changes in water environment that result from the waste discharge, kinetics of biochemical processes was studied. In a model of biochemical oxidation of organic carbon compounds, equations describing changes in total biochemical oxygen demand as well as content variations of dissolved oxygen in time were used. A sufficiently high watercourse velocity prevented accumulation of suspended solids from the wastewater, in the watercourse sediment. The accumulation did take place in the bottom sediments of the floodplains and the lake that the watercourse flowed into. It was demonstrated that the wastewater discharge contributed to a significant water deoxygenation, mainly in the floodplains and the lake. In addition, the bottom sediments demonstrated surface oxygen consumption at the same level that was typical for natural deposits with an addition of sewage sludge. Using a mathematical model describing changes in the dissolved oxygen and nitrogen concentrations (organic nitrogen, ammonia, nitrites and nitrates), surface rate of oxygen consumption by sediments, surface rate of organic nitrogen synthesis, surface rate of denitrification as well as the rates of nitrification of the first and second degree, denitrification and ammonification were determined. The method of modeling biochemical processes in aquatic environment enables estimation of kinetic parameters of selected processes, their rate as well as a degree of water pollution with biologically degradable organic substances.

Słowa kluczowe

PL

środowisko wodne; ścieki przemysłowe; osady denne; zużycie tlenu; kinetyka utleniania

EN

aquatic environment; industrial wastewater; bottom sediments; oxidation kinetics

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 37, nr 2
• Strony: 37--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bielski A.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• 1. K.R. ABHILASH, T.V. RAVEENDRAN, V.P. LIMNA MOL, M.P. DEEPAK: Sediment oxygen demand in cochin backwaters, a tropical estuarine system in the south-west coast of India. Marine Environmental Research 2012, Vol. 79, pp. 160–166.
• 2. B.J. CROMPTON: Effect of land use on sediment oxygen demand dynamics in blackwater streams. University of Georgia, 2005.
• 3. W.-C. LIU: Measurement of sediment oxygen demand for modeling dissolved oxygen distribution in tidal Keelung River. Water and Environment Journal 2009, Vol. 23, pp. 100–109.
• 4. J.M. EILERS, R. RAYMOND: Sediment Oxygen Demand in Selected Sites of the Lost River and Klamath River. Tetra Tech Inc., Fairfax 2005.
• 5. C.A. SLAMA: Sediment oxygen demand and sediment nutrient content of reclaimed wetlands in the oil sands region of Northeastern Alberta. University of Windsor, 2010.
• 6. A. BIELSKI: Wpływ zrzutu nieoczyszczonych ścieków na środowisko wodne cieku. Inżynieria i Ochrona Środowiska 2012, t. 15, nr 2, ss. 119–142.
• 7. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych. Dz. U. nr 257, poz. 1545.
• 8. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód i do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dz. U. nr 137, poz. 984.
• 9. METCALF & EDDY: Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. McGraw Hill, 2004.
• 10. D.O. OMOLE, E.O. LONGE, A.G. MUSA: An approach to reaeration coefficient modeling in local surface water quality monitoring. Environmental Modeling and Assessment 2013, Vol. 18, No. 1, pp. 85–94.
• 11. C. FAN, W.-S. WANG, K.F.-R. LIU, T.-M. YANG: Sensitivity analysis and water quality modeling of a tidal river using a modified Streeter-Phelps equations with HEC-RAS-calculated hydraulic characteristics. Environmental Modeling and Assessment 2012, Vol. 17, No. 6, pp. 639–651.
• 12. H. WU, J. ZHANG, R. WEI, S. LIANG, C. LI, H. XIE: Nitrogen transformations and balance in constructed wetlands for slightly polluted river water treatment using different macrophytes. Environmental Science and Pollution Research 2013, Vol. 20, No. 1, pp. 443–451.
• 13. H. BU, W. MENG, Y. ZHANG: Nitrogen pollution and source identification in the Haicheng River basin in Northeast China. Science of the Total Environment 2011, Vol. 409, No. 18, pp. 3394–3402.
• 14. Państwowy Monitoring Środowiska: Wyniki badań wód powierzchniowych – rzeki, 2011 rok. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska, Katowice 2012.
• 15. M.C. DOYLE, D.D. LYNCH: Sediment oxygen demand in Lake Ewauna and Klamath River, Oregon, June 2003. U.S. Geological Survey, Reston 2005.
• 16. A.H. ZIADAT, B.W. BERDANIER: Stream depth significance during in-situ sediment oxygen demand measurements in shallow streams. Fairfield University, 2004.
• 17. M. TRIMMER, D.B. NEDWELL, D.B. SIVYER, S.J. MALCOLM: Seasonal benthic matter mineralisation measured by oxygen uptake and denitrification along a transect of the inner and outer River Thames estuary, UK. Marine Ecology Progress Series 2000, Vol. 197, pp. 103–119.