Przeróbka osadów ściekowych, ochrona środowiska, oczyszczanie ścieków

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
PRZERÓBKA OSADÓW ŚCIEKOWYCH
Przeróbka osadów ściekowych
traktowana jeszcze niedawno jako zadanie
drugorzędne w stosunku do oczyszczania ścieków szybko nabiera znaczenia
równorzędnego.
Wybudowane wcześniej oczyszczalnie oraz wiele spośród budowanych obecnie
w oparciu o wcześniej przygotowane projekty, będą zmuszone do uzupełnień i
modernizacji.
Zmiana sytuacji podyktowana jest szybko postępującą zmianą podejścia do
osadów w Państwach Unii Europejskiej, co z kolei zobowiązuje do podobnego
podejścia państwa ubiegające się o członkostwo.
Z całą pewnością osady ściekowe, w zależności od przygotowania oraz
warunków lokalnych, będą nadal stanowić odpad do składowania albo produkt do
wykorzystania.
Osady przewidziane do składowania jako odpad będą musiały podlegać daleko
idącym przetworzeniom.
Jeszcze obecnie wielu inwestorów i projektantów z trudem godzi się z
koniecznością daleko idącego odwadniania, higienizacji i stabilizacji, jako warunków
złożenia osadu na składowisku, a już trzeba brać pod uwagę nową sytuację.
W krajach Unii i Polsce istnieją akty prawne, które zakładają istnienie tylko dwóch
typów składowisk.
Pierwsze to
składowiska aktywne
dla odpadów reagujących, w tym dla
odpadów komunalnych i osadów ściekowych, a drugie to
składowiska ostateczne
,
dla odpadów nie reagujących, w tym komunalnych i osadów ściekowych, ale po ich
przetworzeniu. Oczekuje się, że wysypiska aktywne znikną już po 2005 roku, dlatego
daleko idące przetworzenie osadu ściekowego będzie nieuniknione.
Osady ściekowe jako produkt będą musiały spełniać szereg wymogów co do
formy i jakości, dlatego sugeruje się opracowanie norm jakościowych. Jeśli
wymieniony “towar” byłby zbywany poniżej kosztów wytworzenia, to i tak koszty te
mogą być mniejsze aniżeli koszty związane z przetwarzaniem osadu na nie
reaktywny odpad.
Z produkcją osadów o znormalizowanych parametrach wiążą się zmiany
organizacyjne gospodarki ściekowej już na etapie kanalizacji ogólnospławnej.
Osady, które objętościowo stanowią 3% ścieków, zawierają ponad połowę
całego ładunku zanieczyszczeń dopływających w ściekach surowych. W
oczyszczalni z biologicznym usuwaniem związków biogennych, o przepływie 10 tys.
m
3
/d uzyskuje się dziennie 2730 kg suchej masy osadu (273 m
3
/d). Strącanie
chemiczne zanieczyszczeń ścieków może zwiększyć tę ilość osadu do 3400 kg s.m. /
d (340 m
3
/d).
Zwykle nie ma większych problemów z higienizacją i usuwaniem piasku oraz
skratek z oczyszczalni np. na składowiska odpadów, ale
koszty przeróbki
pozostałych osadów stanowią
30-40% kosztów inwestycyjnych
oraz
50%
kosztów eksploatacyjnych
całej oczyszczalni.
Zwykle przystępowano do budowy oczyszczalni ścieków na podstawie
projektu, w którym przeróbka i unieszkodliwianie osadów kryła się pod napisem na
strzałce:
osad do przeróbki.
Osady ściekowe powstające w oczyszczalni (rys 1,2,3,4) muszą być
przetworzone na nieszkodliwe produkty końcowe a następnie usunięte z terenu
oczyszczalni.
OSADY ŚCIEKOWE
Osady surowe
Osady
zmineralizowane
Rys. 1. Ogólny podział osadów ściekowych.
Osady powstające w oczyszczalni muszą być przetworzone na nieszkodliwe
produkty końcowe i usunięte z terenu oczyszczalni.
Metody „magazynowania”
osadu w oczyszczalni, jaskrawo widoczne w wielu
obiektach, są rażącym przykładem bezmyślności i beztroski projektantów.
Operatorowi oczyszczalni zostawia się więc problem bardzo trudny, a najczęściej
niemożliwy do rozwiązania we własnym zakresie.
Osad wstępny
powstaje w wyniku sedymentacji łatwo opadających zawiesin
w osadniku wstępnym. Usuwa się zwykle w ten sposób prawie 60% zawiesiny
ogólnej i 30% zanieczyszczeń określanych parametrem BZT
5
. Stosowane chemiczne
wspomaganie sedymentacji wstępnej poprawia efekty usuwania BZT
5
do 60%, ale w
konsekwencji zwiększa ogólną ilość osadów powstających w oczyszczalni – niekiedy
o 30%, stąd wstępne strącanie nie jest powszechnie zalecane. Osad wstępny jest
dziś czasem cennym materiałem, z którego uzyskuje się niskocząsteczkowe kwasy
tłuszczowe zwane lotnymi (LKT). Uzyskane kwasy stanowią źródło węgla dla
mikroorganizmów podczas biologicznego oczyszczania ścieków.
ścieki
Oczyszczanie
mechaniczne
Osadnik
wstępny
ścieki
oczysz. mech.
Wysypisko
skratki
piasek
Osad wstępny
Obróbka
Rys. 2. Pozyskiwanie osadu wstępnego (OW) oraz innych odpadów z oczyszczania
mechanicznego.
Osad biologiczny
tzn. wtórny (nadmierny)
powstaje jako wynik
biologicznego rozkładu związków organicznych, nie usuniętych w osadniku
wstępnym – czyli ok. 70% BZT
5
ścieków surowych.
Osad nadmierny
stanowią komórki „przyrastającej” masy osadu czynnego i
pozostałej po sedymentacji wstępnej zawiesiny ogólnej. W zależności od czasu
przetrzymania osadu (tzw. wieku osadu) w procesie biologicznym wytwarza się od
0,2 do 0,8 kg suchej masy osadu (s.m.) na 1 kg usuniętego BZT
5
.
Skład osadów
jest ważny z powodu wyboru sposobu stabilizacji, możliwości
jego ostatecznego unieszkodliwiania, jest podstawą do oceny prawidłowości
przebiegu procesu stabilizacji oraz oceny stabilności osadu. Skład uzależniony jest
od rodzaju i ilości zanieczyszczeń usuwanych ze ścieków.
Oczyszczanie
biologiczne
Osadnik
wstępny
ścieki
oczysz. mech.
ścieki
oczysz. biolog.
Osad
nadmierny
Rys. 3. Pozyskiwanie osadu nadmiernego (ON) z oczyszczania biologicznego
.
ścieki
oczysz. mech.
Oczyszczanie
chemiczne
ścieki
oczysz. chem.
Osadnik
Osad
chemiczny
Rys. 4. Pozyskiwanie osadu chemicznego (OCH) w procesie chemicznego
oczyszczania.
Osady ściekowe można scharakteryzować poprzez określenie masy
wydzielanego osadu w kilogramach suchej masy na dobę (kg s.m./d), określenie
objętości wydzielonego osadu w m
3
na dobę (m
3
/d), oraz w procentach natężenia
dopływu ścieków (%).
Charakteryzowanie ilości osadu przez określenie jego objętości jest mniej
jednoznaczne od podawania suchej masy. Objętość wydzielonego osadu zależna
jest od masy osadu oraz jego uwodnienia, tj. zawartości wody w osadzie.
Uwodnienie osadu wyznacza się doświadczalnie w laboratorium poprzez wagowe
określenie masy pobranego osadu „mokrego” i masy osadu po wysuszeniu w
temperaturze 105 stopni.
Zakres analiz fizyczno-chemicznych osadów zależy od celu i potrzeb
użytkownika. Są to: temperatura, barwa, konsystencja, uwodnienie oraz chemiczne:
sucha masa, sucha masa organiczna, zawartość azotu, fosforu, potasu (N P K),
zawartość poszczególnych metali ciężkich oraz ich suma, kwasy lotne. Ponadto
wykonuje się oznaczenia biologiczne: liczba bakterii chorobotwórczych, pasożytów i
jaj pasożytów. Czasem oznacza się zawartość pestycydów, tłuszczy i białek.
Osad surowy
Osad surowy po
zagęszczeniu
Osad po fermentacji i
odwodnieniu na wirówkach
100%
objętoś
ci
99%
wody
20
%
objętoś
ci
pierwot
nej
80%
wody
usuwanej
4%
objętoś
ci
pierwot
nej
1% ciał
stałych
95%
wody
5% ciał
stałych
75%
wody
25% ciał
stałych
Rys. 5. Zmiana masy, uwodnienia i objętości osadów w procesach stabilizacji
Skład fizyczno-chemiczny osadów zależy od rodzaju i ilości ścieków
wprowadzanych do kanalizacji oraz metod ich oczyszczania. W ostatnich latach w
wielu krajach obserwuje się obniżenie zawartości metali ciężkich w osadach, gdyż
ścieki przemysłowe przed wprowadzeniem do kanalizacji ogólnospławnej muszą być
podczyszczone. Ma to ogromne znaczenie podczas wykorzystania osadów (tab. 1.)
Własności technologiczne decydują o podatności osadów do stabilizacji lub
ostatecznego unieszkodliwiania. Do nich należą: charakterystyka postaci wody
występującej w osadzie, opór właściwy osadu, podatność na odwodnienie, ciepło
spalania i wartość opałowa osadu, lepkość i charakterystyka płynięcia osadu (osad
przypomina swoją konsystencją ketczup i płynie inaczej niż woda).
Oznaczenia własności technologicznych osadów należą do grupy oznaczeń
specjalnych, praktycznie rzadko wykonywanych w eksploatacji oczyszczalni.
Istotnym parametrem jakości osadów ściekowych jest wielkość zanieczyszczeń
sanitarnych (tab. 2)
Tabela 1. Dopuszczalna zawartość metali ciężkich w osadach przeznaczonych
do rolniczego i nierolniczego wykorzystania
[ Pobierz całość w formacie PDF ]