Zmiany frakcji ChZT w procesie oczyszczania ścieków komunalnych
advertisement
mgr inż. Joanna Struk-Sokołowska Temat rozprawy doktorskiej „Zmiany frakcji ChZT w procesie oczyszczania ścieków komunalnych i mleczarskich w oczyszczalni typu SBR” Streszczenie Analiza dotychczasowego stanu wiedzy wykazała, że brakuje danych dotyczących zmian parametrów ilościowo – jakościowych ścieków komunalnych z określonym udziałem ścieków mleczarskich podczas faz oczyszczania w komorze SBR. Brak jest również wyników dotyczących frakcjonowania związków organicznych za pomocą ChZT w tego rodzaju ściekach oraz zmian poszczególnych frakcji, umożliwiających szczegółową kontrolę procesu oczyszczania w celu uzyskania wysokiej efektywności usuwania związków organicznych i biogennych. Przeprowadzenie badań poprzedziła analiza procesu współoczyszczania ścieków komunalnych i mleczarskich w północno – wschodniej Polsce. Określono charakterystykę produkcji zakładów przetwórstwa mleka, odprowadzających ścieki mleczarskie do oczyszczalni komunalnych oraz ilości i ładunki ścieków mleczarskich i komunalnych. Celem naukowym było określenie zmian ilościowych i jakościowych związków organicznych w ściekach komunalnych z różnym udziałem ścieków mleczarskich w czasie procesu oczyszczania w reaktorach sekwencyjnych. Do oceny zmian wykorzystano frakcje ChZT uwzględniające biodegradowalność zanieczyszczeń (SS, XS) oraz zanieczyszczenia nie ulegające biologicznemu rozkładowi (SI, XI). Pozwoliło to ustalić parametry prowadzenia procesu oczyszczania tego rodzaju ścieków. Badania realizowane były w dwóch etapach. W ramach pierwszego etapu badań (w latach 2008 – 2011) określono parametry ścieków po kolejnych stopniach oczyszczania w trzech oczyszczalniach stosujących technologię SBR, z rzeczywistym udziałem ścieków mleczarskich. Dodatkowo wybrano oczyszczalnię o tej samej technologii, do której nie dopływają ścieki z przemysłu spożywczego, która była obiektem kontrolnym. Określono efektywność (całkowitą i częściową) usuwania związków organicznych i biogennych ze ścieków, zależności pomiędzy wskaźnikami zanieczyszczeń w ściekach surowych i po poszczególnych etapach oczyszczania oraz wartości i udziały procentowe frakcji ChZT. Drugi etap badań (w latach 2012 – 2013) dotyczył współoczyszczania ścieków komunalnych i mleczarskich w laboratoryjnym modelu komór SBR, gdzie udział ścieków mleczarskich był ściśle kontrolowany. Wzięto pod uwagę, nie tylko udział ścieków mleczarskich w ściekach komunalnych, ale także określono wpływ wstępnego napowietrzania ścieków mleczarskich przed doprowadzeniem do oczyszczalni komunalnej, na procesy oczyszczania. Z przeprowadzonej analizy wynika, że udział procentowy ścieków mleczarskich w strumieniu ścieków dopływających do oczyszczalni komunalnych (obiekty rzeczywiste) był zróżnicowany, w zakresie od 10 do 17%. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że ścieki komunalne z udziałem ścieków mleczarskich są podatne na biologiczny rozkład, czego dowodem jest iloraz ChZT/BZT5 < 1,9. Wyniki drugiego etapu badań składu ścieków komunalnych z udziałem ścieków mleczarskich (w zakresie od 5 do 100%), obejmujące podstawowe wskaźniki fizyczno – chemiczne, jak i frakcje ChZT dowodzą, że wstępne napowietrzanie ścieków mleczarskich przed doprowadzeniem do oczyszczalni komunalnej nie wpływa na efektywność procesu oczyszczania, natomiast wpływa na udziały poszczególnych frakcji ChZT. Na podstawie badań efektywności oczyszczania ścieków komunalnych w zależności od udziału ścieków mleczarskich określono optymalny udział ścieków mleczarskich w ściekach komunalnych, zapewniający stabilność procesów biologicznego oczyszczania, wynoszący 30%. Obliczono szybkości zmian poszczególnych substancji w ściekach podczas faz procesowych SBR. Wynika z tego, że szybkość usuwania frakcji biodegradowalnych (SS i XS) w czasie fazy napełniania reaktora była największa, zarówno w odniesieniu do czasu trwania fazy jak i do stężenia osadu czynnego w komorze. W ciągu pierwszych 150 minut fazy napowietrzania usuwane były związki organiczne wyrażone przez frakcje biodegradowalne (najintensywniej frakcja SS). W czasie kolejnych 150 minut tej fazy usuwane były jedynie rozpuszczone substancje organiczne łatwo biodegradowalne (SS), dochodziło jednak do wzrostu udziału frakcji substancji nierozpuszczalnych (XS i XI). Szybkość usuwania substancji organicznych charakteryzowanych przez poszczególne frakcje ChZT w czasie fazy sedymentacji była zdecydowanie mniejsza niż podczas faz mieszania i napowietrzania, natomiast podczas dekantacji ścieków była znacznie mniejsza. W ściekach oczyszczonych udziały frakcji nierozpuszczalnych substancji organicznych wolno biodegradowalnych XS zależały od udziału ścieków mleczarskich w ściekach komunalnych. Zależności tej nie odnotowano w przypadku frakcji rozpuszczalnych substancji organicznych łatwo biodegradowalnych SS. Wyniki badań nad efektywnością oczyszczania ścieków komunalnych z udziałem ścieków mleczarskich w reaktorach sekwencyjnych oraz wyznaczone parametry procesu można wykorzystać przy modyfikacji procesu oczyszczania tych ścieków, a także podczas modernizacji podczyszczalni oraz oczyszczalni ścieków mleczarskich i odprowadzaniu ścieków mleczarskich do oczyszczalni komunalnych.
