Badania przydatności alkalicznych materiałów filtracyjnych do usuwania fosforanów z biologicznie oczyszczonych ścieków bytowych

Jucherski, A.; Nastawny, M.; Walczowski, A.; Jóźwiakowski, K.; Gajewska, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Badania przydatności alkalicznych materiałów filtracyjnych do usuwania fosforanów z biologicznie oczyszczonych ścieków bytowych

Autorzy

Jucherski A. , Nastawny M. , Walczowski A. , Jóźwiakowski K. , Gajewska M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Suitability studies of alkaline filtration materials for phosphates removal from biologically treated domestic sewage

Języki publikacji

Abstrakty

Do usuwania ortofosforanów(V) z biologicznie oczyszczonych ścieków bytowych zastosowano trzy materiały filtracyjne o charakterze alkalicznym. Jeden z tych materiałów, o cechach typowego granulatu wapiennego (zawartość wapnia około 50%), został wyłączony z badań już po 35 tygodniach eksploatacji filtru, ponieważ powodował silną kolmatację złoża, uniemożliwiającą jego dalszą eksploatację. Badania dwóch pozostałych materiałów, zawierających mniejszą ilość wapnia (15–20%), prowadzono bez zakłóceń przez 96 tygodni. Średnia skuteczność usuwania fosforanów z użyciem obu tych materiałów przy prędkości filtracji 0,6 m/d wynosiła 80÷90%, natomiast przy prędkości filtracji 1,2 m/d odpowiednio 50÷55%. Usuwanie fosforanów ze ścieków na alkalicznych złożach filtracyjnych było efektem ich chemicznego strącania w postaci apatytów na powierzchni ziaren złóż. Jednakże takie materiały filtracyjne mogą być stosowane do usuwania fosforanów (np. w przydomowych oczyszczalniach ścieków) pod warunkiem, że wartość pH ścieków w odpływie z filtru nie wzrośnie powyżej 8,5.

Three different alkaline filtration materials were selected for orthophosphates(V) removal from biologically treated domestic sewage. As early as 35 weeks after starting filter operation one of the materials with typical granular limestone characteristics (calcium content of about 50%) was excluded from the test due to high bed clogging that inhibited its further exploitation. Tests of the two other materials with substantially lower calcium content continued uninterrupted throughout the 96-week research period. An average efficacy of phosphates removal for both materials was 80–90% at filtration rate of 0.6 m/d and 50–55% – at the rate of 1.2 m/d. Phosphates removal from sewage with the alkaline filter beds resulted from chemical precipitation of apatite deposits on the surface of filter material grains. However, such filtration materials could be applied to removal of phosphates (e.g. in household sewage treatment systems) provided that the sewage pH in the filter effluent did not exceed 8.5.

Słowa kluczowe

ścieki bytowe oczyszczanie ścieków filtracja złoże alkaliczne usuwanie fosforu wytrącanie osadu

domestic sewage sewage treatment filtration alkaline bed phosphorus removal precipitation

Wydawca

Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski

Czasopismo

Ochrona Środowiska

Rocznik

2017

Tom

Vol. 39, nr 1

Strony

33--38

Opis fizyczny

Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jucherski A.

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Górskie Centrum Badań i Wdrożeń w Tyliczu, ul. K. Pułaskiego 25 a, 33-383 Tylicz

autor

Nastawny M.

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Górskie Centrum Badań i Wdrożeń w Tyliczu, ul. K. Pułaskiego 25 a, 33-383 Tylicz

autor

Walczowski A.

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Górskie Centrum Badań i Wdrożeń w Tyliczu, ul. K. Pułaskiego 25 a, 33-383 Tylicz

autor

Jóźwiakowski K.

krzysztof.jozwiakowski@up.lublin.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, ul. S. Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin

autor

Gajewska M.

Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Technologii Wody i Ścieków, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

1. W. JAROSIŃSKI: Ocena możliwości i warunków osiągnięcia celów redukcyjnych HELCOM dla azotu i fosforu. II Bałtycki Okrągły Stół, 13 maja 2014 r., IMGW, Warszawa 2014.
2. A. JAGUSIEWICZ, L. DYGAS-CIOŁKOWSKA: Przyczyny eutrofizacji Morza Bałtyckiego na podstawie danych Państwowego Monitoringu Środowiska. GIOŚ, Warszawa 2014.
3. Z. BROGOWSKI, W. KWASOWSKI: Sorpcja fosforanów przez część mineralną i organiczną gleby. Roczniki Gleboznawcze 2009, t. 60, nr 1, ss. 12–21.
4. V. SMIL: Phosphorus in the environment: Natural flows and human interferences. Annual review of energy and the environment 2000, Vol. 25, No. 1, pp. 53–88.
5. A. N. SHARPLEY, T. DANIEL, T. SIMS, J. LEMUNYON, R. STEVENS, R. PARRY: Agricultural phosphorus and eutrophication, 2nd ed. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, Washington 2003.
6. L. JOHANSSON WESTHOLM: Substrates for phosphorus removal – potential benefits for on-site wastewater treatment? Water Research 2006, Vol. 40, No. 1. pp. 23–36.
7. C. VOHLA, M. KÕIV, H. J. BAVOR, F. CHAZARENC, Ü. MANDER: Filter material for phosphorous removal from wastewater in treatment wetlands – a review. Ecological Engineering 2011, Vol. 37, No. 1, pp. 70–89.
8. P. MOLLE, A. LIÉNARD, A. GRASMICK, A. IWEMA, A. KABBABI: Apatite as an interesting seed to remove phosphorus from wastewater in constructed wetlands. Water Science and Technology 2005, Vol. 51, No. 9, pp. 193–203.
9. L. ZHANG, S. HONGB, J. HEB, F. GANB, Y. HOC: Adsorption characteristic studies of phosphorus onto laterite. Desalination and Water Treatment 2011, Vol. 25, No. 1–3, pp. 98–105.
10. A. KARCZMARCZYK, A. BUS: Testing of reactive materials for phosphorus removal from water and wastewater – comparative study. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW. Land Reclamation 2014, Vol. 46, No. 1, pp. 57–67.
11. M. del BUBBA, C. A. ARIAS, H. BRIX: Phosphorus adsorption maximum of sands for use as media in subsurface flow constructed reed beds as measured by the Langmuir isotherm. Water Research 2003, Vol. 37, No. 14, pp. 3390–3400.
12. D. XU, J. XU, J. WU, A. MUHAMMAD: Studies on the phosphorus sorption capacity of substrates used in constructed wetland systems. Chemosphere 2006, Vol. 63, No. 2, pp. 344–352.
13. V. CUCARELLA, T. ZALESKI, R. MAZUREK: Phosphorus sorption capacity of different types of opoka. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW. Land Reclamation 2007, Vol. 38, pp. 11–18.
14. Z. BROGOWSKI, G. RENMAN: Characterization of opoka as a basis for its use in wastewater treatment. Polish Journal of Environmental Studies 2004, Vol. 13, No. 1, pp. 15–20.
15. K. JÓŹWIAKOWSKI, M. GAJEWSKA, A. PYTKA, M. MARZEC, M. GIZIŃSKA-GÓRNA, A. JUCHERSKI, A. WALCZOWSKI, M. NASTAWNY, A. KAMIŃSKA, S. BARAN: Influence of the particle size of carbonate-siliceous rock on the efficiency of phosphorous removal from domestic wastewater. Ecological Engineering 2017, Vol. 98, pp. 290–296.
16. M. NASTAWNY, A. JUCHERSKI, A. WALCZOWSKI, K. JÓŹWIAKOWSKI, A. PYTKA, M. GIZIŃSKA-GÓRNA, M. MARZEC, M. GAJEWSKA, A. MARCZUK, J. ZARAJCZYK: Wstępna ocena przydatności wybranych adsorbentów mineralnych do usuwania fosforu ze ścieków bytowych. Przemysł Chemiczny 2015, nr 10, ss. 1762–1766.
17. K. SAKADEVAN, H. J. BAVOR: Phosphate adsorption characteristics of soils, slags and zeolite to be used as substrates in constructed wetland systems. Water Research 1998, Vol. 32, No. 2, pp. 393–399.
18. M. E. KVARNSTRÖM, C. A. L. MOREL, T. KROGSTAD: Plant-availability of phosphorus in filter substrates derived from small-scale wastewater treatment systems. Ecological Engineering 2004, Vol. 22, No. 1, pp. 1–15.
19. I. HERRMANN: Filter beds for on-site wastewater treatment. Towards more reliable estimations of phosphorus retention. Doctoral Thesis. Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Luleå University of Technology. Sweden, Luleå 2014.
20. J. P. GUSTAFSSON, A. RENMAN, G. RENMAN, K. POLL: Phosphate removal by mineral-based sorbents used in filters for small-scale wastewater treatment. Water Research 2008, Vol. 42, No. 1, pp. 189–197.
21. A. RENMAN, G. RENMAN: Long-term phosphate removal by the calcium-silicate material Polonite in wastewater filtration systems. Chemosphere 2010, Vol. 79, pp. 659–664.
22. A. N. SHILTON, I. ELMETRI, A. DRIZO, S. PRATT, R. G. HAVERKAMP, S. C. BILBY: Phosphorus removal by an "active" slag filter – a decade of full scale experience. Water Research 2006, Vol. 40, No. 1, pp. 113–118.
23. HELCOM Recommendation 28E/6. Adopted 15 November 2007. On-site wastewater treatment of single family homes, small businesses and settlements up to 300 Person Equivalents (P.E.).
24. Polonite Information (www.avloppscenter.se/shop/11994/art2/25924702-145faf-Polonite_info.pdf).
25. C. LARSSON: Fosforfällor i Trollhättans kommun. En undersökning av endskilda avloppsanläggningar med fosforafälla. Rapport 2015 (www.avloppscenter.se/shop/ 11994/art86/34969686-a45b51-undersokning-av-enskilda-avloppsanlaggningar-med-fosforfalla-i-trollhattans-kommun.pdf).
26. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dziennik Ustaw RP 2014, poz. 1800.
27. A. HEISTAD, A. M. PARUCH, L. VRÅLE, K. ÁDÁM, P. D. JENSSEN: A high performance compact filter system treating domestic wastewater. Ecological Engineering 2006, Vol. 28, No. 4, pp. 374–379.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-cbf02814-2b7e-4f8a-9d81-d0dd8a3e7051