czynniki wpływające na charakterystyke osadu _pokaz slajdów
Transcript of czynniki wpływające na charakterystyke osadu _pokaz slajdów
dr inż. Łucja Fukas-Płonkamgr inż. Marcin Janik
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
Politechnika ŚląskaInstytut Inżynierii Wody i ŚciekówZakład Wodociągów i Kanalizacjiul. Konarskiego 1844-100 Gliwice44-100 Gliwicetel./fax. 32-2372173e-mail: [email protected]
Spis omawianych zagadnień
Struktura wykładuSpis omawianych zagadnień
1. Rodzaje osadów
2. Ilości osadów2. Ilości osadów
3. Charakterystyka osadów
4. Jakość osadów4. Jakość osadów
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
1. Rodzaje osadów1. Rodzaje osadów
Osady ściekowe powstają w wyniku sedymentacji zawartej w ściekach Osady ściekowe powstają w wyniku sedymentacji zawartej w ściekach zawiesiny, składającej się z substancji mineralnych i organicznych oraz komórek przyrastającej masy mikroorganizmów.
Osady ściekowe są układami o złożonej strukturze oraz zróżnicowanych parametrach, zależnych od przyjętej technologii oczyszczania.
Biorąc pod uwagę charakter i miejsce powstawania w ciągu technologicznym, osady można podzielić na trzy rodzaje:
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
1. Rodzaje osadów
Osady wstępne
1. Rodzaje osadów
Osady wstępne
Osady wstępne powstają w wyniku sedymentacji w osadnikach wstępnych łatwoopadalnych zawiesin zawartych w ściekach surowych lub też strącanego chemicznie fosforu i zawiesin. lub też strącanego chemicznie fosforu i zawiesin.
Charakteryzują się dużą zawartością zawiesiny mineralnej (stanowiącej 25-40% s.m.), substancji organicznej (60-75% s.m.) oraz 25-40% s.m.), substancji organicznej (60-75% s.m.) oraz mikroorganizmów chorobotwórczych.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
1. Rodzaje osadów
Osady z procesów biologicznego oczyszczania (osady nadmierne)
1. Rodzaje osadów
Osady z procesów biologicznego oczyszczania (osady nadmierne)
Ze względu na technologię oczyszczania wyróżnia się osady ze złóż biologicznych oraz osady nadmierne z procesów oczyszczania metodą osadu czynnego. osadu czynnego.
Najpowszechniej stosowana metoda osadu czynnego daje osad charakteryzujący się znaczną zawartością substancji organicznej charakteryzujący się znaczną zawartością substancji organicznej (60-75 % s.m.). Osad taki składa się z zawiesiny mikroorganizmów skupionych w drobne kłaczki oraz trudnoopadalnej zawiesiny mineralnej. mineralnej.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
1. Rodzaje osadów
Osady z procesów chemicznego oczyszczania
1. Rodzaje osadów
Chemiczne oczyszczanie stosowane jest głównie w technologiach wymagających wysokiego stopnia oczyszczenia ścieków, szczególnie wymagających wysokiego stopnia oczyszczenia ścieków, szczególnie w przypadku konieczności uzyskania niskich stężeń fosforu i zawiesiny w odpływie z oczyszczalni.
Technologia chemicznego oczyszczania opiera się na stosowaniu procesu koagulacji (wytrącanie koloidów w postaci zawiesin kłaczkowatych pod wpływem czynników chemicznych lub fizycznych). wpływem czynników chemicznych lub fizycznych).
W chemicznych procesach oczyszczania dla uzyskania kłaczków osadu nieodzowne jest stosowanie substancji chemicznych - soli żelaza, soli nieodzowne jest stosowanie substancji chemicznych - soli żelaza, soli glinu, wodorotlenku wapnia.
Dla usunięcia związków fosforu stosuje się chemiczne strącanie przy pomocy soli żelaza, soli glinu lub wodorotlenku wapnia.pomocy soli żelaza, soli glinu lub wodorotlenku wapnia.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
1. Rodzaje osadów
Miejsca powstawania osadów w oczyszczalni ścieków
1. Rodzaje osadów
Jednostopniowy układ biologicznego oczyszczania metodą osadu czynnego metodą osadu czynnego z denitryfikacją i biologiczno-chemicznym usuwaniem fosforu.usuwaniem fosforu.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
2. Ilości osadów
Ilość osadu wstępnego
2. Ilości osadów
- w osadniku wstępnym następuje usunięcie ładunków zanieczyszczeń w ilości około 60% zawiesiny - odpowiada to masie osadu wstępnego.
Masa wytworzonego osadu w przeliczeniu na równoważnego mieszkańca:
Ł os.wst. = 40-45 g s.m./ M dŁ os.wst. = 40-45 g s.m./ M d
Ilość osadu nadmiernego - odpowiada masie osadu z:- biologicznego usuwania węgla, azotu, fosforu, - biologicznego usuwania węgla, azotu, fosforu, - chemicznego strącania fosforu,- zawiesiny nierozkładalnej zawartej w ściekach oczyszczonych.
Masa wytworzonego osadu nadmiernego w przeliczeniu na mieszkańca wynosi:
Ł os.nadm. = 40-65 g s.m./ M d
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
2. Ilości osadów
Osady wstępne i wtórne różnią się znacznie od siebie uwodnieniem, które
2. Ilości osadów
dla osadów wstępnych wynosi 93-98%, a dla osadów nadmiernych 98,5-99,7% - daje to w efekcie bardzo duże różnice w objętości osadu produkowanego w ciągu doby.produkowanego w ciągu doby.
Objętość osadu V zależy od zawartej w nim masy substancji stałych i
uwodnienia:3100Guwodnienia:
gdzie:
]3[mW)(100
osρ
100GV
−
=
gdzie:G – sucha masa substancji stałych w osadzie [kg],ρ – gęstość osadu [kg/m3],W – uwodnienie osadu [%]W – uwodnienie osadu [%]
Jednostkowa objętość osadów (w przeliczeniu na mieszkańca) wynosi:V os.wst. = 1 – 1,5 l/MdV os.wst. = 1 – 1,5 l/MdV os.nadm. = 4 – 20 l/Md
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
2. Ilości osadów
Jeżeli uwodnienie osadu przekracza ok. 70% to zmiany objętości osadu
2. Ilości osadów
można określić z zależności:
]3[mW100-0
W100-
0V
1V = ][m
1W100-0
V1V =
gdzie:V0 - początkowa objętość osadu [m3],V1 - końcowa objętość osadu [m3],V1 - końcowa objętość osadu [m3],W0 - początkowe uwodnienie osadu [%]W1 – końcowe uwodnienie osadu [%]
Ilość osadów odwodnionych – opuszczających oczyszczalnię:Ilość osadów odwodnionych – opuszczających oczyszczalnię:
V os.odw. = 4 – 5 l/Md (osad o uwodnieniu ok. 20%)
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
2. Ilości osadów
Względna zmiana objętości osadu przy zmianie jego uwodnienia:
2. Ilości osadów
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów3. Charakterystyka osadów
Opracowując metody oraz dobór urządzeń przeróbki osadów bierze się pod uwagę szereg parametrów określających ich właściwości określających ich właściwości
� fizyczne, � chemiczne,� chemiczne,� biologiczne.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Parametry fizyczne:
3. Charakterystyka osadów
Parametry fizyczne:
Stężenie suchej masy (s.m.) [ % lub kg/m3 ]
Stężenie suchej masy, wyrażane w procentach, zależy od ilości wody zawartej w masie osadu. Podczas przeróbki osadów dąży się do uzyskania coraz większego stężenia suchej masy.uzyskania coraz większego stężenia suchej masy.
Stężenie suchej masy organicznej (s.m.o.) [ % lub kg/m3 ]
Stężenie suchej masy organicznej, wyrażone w procentach suchej masy, określa zawartość substancji organicznej w osadzie. Jej ilość maleje w czasie przeróbki, której celem jest zmineralizowanie jak największej ilości organicznej masy osadu ściekowego.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Rozmiary i charakter kłaczków osadu
3. Charakterystyka osadów
Rozmiary i charakter kłaczków osadu
Od tego parametru zależy zdolność cząstki osadu do aglomerowania, sedymentacji i odwadniania. sedymentacji i odwadniania. Na zwiększenie rozmiarów kłaczków znacząco wpływa dodanie do osadu polimeru, poprawiającego jego zdolność do odwadniania.
Kłaczkowata struktura osadu pogarsza jego parametry hydrauliczne
Gęstość objętościowa osadów
Gęstość objętościowa osadu w postaci ciekłej: 1,003 – 1,054 kg/m3
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Woda w osadzie występuje w postaci:
3. Charakterystyka osadów
� wody wolnej, międzycząsteczkowej, którą łatwo oddzielić od cząstek osadu w procesie zagęszczania i filtracji,
� wody półzwiązanej – tj. wody wewnątrz kłaczków osadu,
� wody kapilarnej, związanej w cząsteczkach osadu siłami adhezji i kohezji,
� wody związanej fizycznie tj. wody higroskopijnej i koloidalnej, którą z cząsteczkami osadu wiążą siły napięcia powierzchniowego (bardzo trudna do oddzielenia),trudna do oddzielenia),
� wody związanej biologicznie, która występuje w komórkach mikroorganizmów lub w formie biokoloidów otaczających komórki i mikroorganizmów lub w formie biokoloidów otaczających komórki i tworzące kłaczki osadu czynnego.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów3. Charakterystyka osadów
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Wspólną cechą wszystkich osadów ściekowych jest wysokie uwodnienie i znaczna zawartość związków organicznych.
3. Charakterystyka osadów
uwodnienie i znaczna zawartość związków organicznych.
Proporcje między zawartością martwej i żywej masy organicznej są jednym z czynników decydujących o możliwym do uzyskania stopniu jednym z czynników decydujących o możliwym do uzyskania stopniu odwodnienia osadu.
Badanie procesów odwadniania:Badanie procesów odwadniania:
W fazie początkowej odwadniania odciekiem jest ciecz uwalniana z osadów przed podłączeniem ciecz uwalniana z osadów przed podłączeniem podciśnienia (faza rozbiegu)
I faza filtracji to usuwanie wody wolnej z placka
osadu. W tej fazie punkty wykresu zaczynają osadu. W tej fazie punkty wykresu zaczynają
równomiernie oddalać się od osi V
II faza filtracji - punkty pomiarowe gwałtownie II faza filtracji - punkty pomiarowe gwałtownie
odbiegają od osi V, zmieniając kierunek
przebiegu. W tej fazie zaczyna być usuwana
woda półzwiązana
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Opór właściwy
3. Charakterystyka osadów
Opór filtracji jest najczęściej stosowanym parametrem opisującym względną odwadnialność osadu i stanowi ilościową miarę filtrowalności osadu przy stałym ciśnieniu.osadu przy stałym ciśnieniu.
Im mniejszy – tym lepiej!
Ściśliwość
Ściśliwość oznacza podatność osadu na odkształcenie i zdolność do zmniejszania wolnych przestrzeni osadu pod wpływem przyłożonego ciśnienia. Znajomość ściśliwości osadu pozwala dobrać sposoby jego ciśnienia. Znajomość ściśliwości osadu pozwala dobrać sposoby jego odwadniania.
Im większa odporność na ściskanie – tym lepiej!Im większa odporność na ściskanie – tym lepiej!
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Własności reologiczne - lepkość
3. Charakterystyka osadów
Osady ściekowe wykazują charakter cieczy nienewtonowskiej, płyną dopiero po przyłożeniu sił powodujących naprężenia. dopiero po przyłożeniu sił powodujących naprężenia. Prędkość przepływu maleje wraz z przyrostem suchej masy osadu.
Właściwość ta ma znaczący wpływ na dobór pomp, rurociągów i Właściwość ta ma znaczący wpływ na dobór pomp, rurociągów i armatury, a przede wszystkim na zużycie energii w procesie przeróbki. Lepkość osadów zmniejsza się po procesach ich stabilizacji.
Odporność na ścinanie
Parametr wyrażony jest w N/m2. Im wyższa jego wartość, tym lepiej. Od Parametr wyrażony jest w N/m2. Im wyższa jego wartość, tym lepiej. Od parametru tego zależy wydajność procesów odwadniania oraz możliwości deponowania na składowisku lub tymczasowo na poletkach osadowych.Im większa – tym lepiej !Im większa – tym lepiej !
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Czas ssania kapilarnego – CSK
3. Charakterystyka osadów
Metoda pomiaru filtrowalności. Pomiar czasu rozprzestrzeniania się cieczy odsączonej z próby osadu Pomiar czasu rozprzestrzeniania się cieczy odsączonej z próby osadu na wyznaczonej powierzchni – określany jest mianem czasu ssania kapilarnego.
Ładunek elektryczny – potencjał Zeta
Ładunek elektryczny obrazuje wielkość sił odpychania cząstek. Ładunek elektryczny obrazuje wielkość sił odpychania cząstek. Osady ściekowe generalnie mają ładunek ujemny (-10 do -20mV).Sposobem na wywołanie efektu łączenia się cząstek koloidalnych w osadach jest zmniejszenie potencjału (redukcja sił odpychania). osadach jest zmniejszenie potencjału (redukcja sił odpychania). Poprzez dodanie chemikaliów redukuje się ładunek do punktu izoelektrycznego.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Ciepło spalania i wartość opałowa
3. Charakterystyka osadów
Ciepło spalania określa ilość energii, jaką można uzyskać ze spalenia 1kg SM osadu. Wartość zależna jest od zawartości i rodzaju związków organicznych zawartych w osadzie.Ciepło spalania osadów ściekowych jest znaczne i wynosi ok. 16-21 MJ/kg s.m. dla osadów surowych i ok. 9-15 MJ/kg s.m. w ok. 16-21 MJ/kg s.m. dla osadów surowych i ok. 9-15 MJ/kg s.m. w przypadku osadów ustabilizowanych.
Wartość opałowa oznacza ilość energii, jaką można uzyskać z 1 kg Wartość opałowa oznacza ilość energii, jaką można uzyskać z 1 kg osadu uwodnionego.Wilgotność osadów i niska zawartość substancji organicznej potrafi zmniejszyć jego wartość opałową do 2-3 MJ/kg. Uwodniony osad ma zmniejszyć jego wartość opałową do 2-3 MJ/kg. Uwodniony osad ma ujemną wartość opałową.Badania wykazały, że całkowite spalenie osadu bez dodatku paliwa możliwe jest przy wartości opałowej rzędu 8 MJ/kg osadu.możliwe jest przy wartości opałowej rzędu 8 MJ/kg osadu.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Zależność wartości opałowej
3. Charakterystyka osadów
Zależność wartości opałowej od ciepła spalania i wilgotności osadu
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Parametry chemiczne:
3. Charakterystyka osadów
Odczyn pH
Odczyn surowych osadów ściekowych zależy od odczynu ścieków oraz rodzaju procesów, jakim były one poddane. Zazwyczaj jest on bliski obojętnemu. obojętnemu. Ze względu na dużą zawartość łatwo zagniwającej substancji organicznej i obecność mikroorganizmów - odczyn staje się w krótkim czasie kwaśny. czasie kwaśny.
Wartość odczynu może zmieniać się procesach przeróbki osadów, szczególnie w podczas stabilizacji i higienizacji osadów, gdzie szczególnie w podczas stabilizacji i higienizacji osadów, gdzie wykorzystywany jest wpływ odczynu na zmianę zawartości i rodzaju mikroorganizmów żyjących w osadzie ściekowym.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Zasadowość
3. Charakterystyka osadów
Zasadowość określa zawartość związków alkalicznych rozpuszczonych w cieczy osadowej. Wartość zasadowości podawana jest najczęściej w cieczy osadowej. Wartość zasadowości podawana jest najczęściej w mgCaCO3/dm3.W osadach zawarte są związki buforowe mające zdolność do neutralizacji kwasów. Ma to duże znaczenie w utrzymaniu lekko neutralizacji kwasów. Ma to duże znaczenie w utrzymaniu lekko alkalicznego odczynu podczas fermentacji osadów.Osady surowe mają niską zasadowość. Wzrasta ona dla osadów przefermentowanych.przefermentowanych.
Zawartość lotnych kwasów tłuszczowych (LKT)
Mierzona w mg CH3COOH/dm3 określa ilość lotnych kwasów organicznych zawartych w osadzie. Jest parametrem kontrolnym procesu fermentacji.procesu fermentacji.Ich ilość maleje podczas fermentacji.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Wartość nawozowa
3. Charakterystyka osadów
Substancje organiczne zawarte w osadach ściekowych są czynnikiem poprawiającym strukturę gleby przy rolniczym ich wykorzystaniu.
O glebotwórczych i nawozowych wartościach osadu decyduje jego skład:- Azot - 1,4 – 5% sm i jest zbliżone do zawartości tego pierwiastka w
gnojowicy oraz wyższe niż w oborniku- Fosfor - 0,8 – 8% sm i jest porównywalna z zawartością tego składnika w
nawozach naturalnych.nawozach naturalnych.- Potas - 0,1 – 0,6% sm - osady ściekowe są ubogie w potas, jego
zawartość z reguły jest niższa niż w oborniku i gnojowicy.
Ustabilizowane osady ściekowe charakteryzują się korzystnym stosunkiem węgla do azotu, analogicznie jak w próchnicy gleb uprawowych lub w dojrzałych kompostach:dojrzałych kompostach:
C : N = 10÷13 : 1
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Związki specjalne (substancje szkodliwe)
3. Charakterystyka osadów
� metale ciężkie;
� wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA);� wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA);
� absorbowalne organiczne związki chloru (AOX);
� polichlorowane dwufenyle (PCB);
� polichlorowane dibenzodioksyny (PCCD) i polichlorowane � polichlorowane dibenzodioksyny (PCCD) i polichlorowane
dibenzofurany (PCDF);
� substancje ropopochodne, tłuszcze;
� środki ochrony roślin (pestycydy, insektycydy), antybiotyki, hormony, � środki ochrony roślin (pestycydy, insektycydy), antybiotyki, hormony,
konserwanty i inne substancje chemiczne służące stymulacji
produkcji rolnej.
Głównym źródłem metali ciężkich i substancji toksycznych występujących w osadach są ścieki przemysłowe odprowadzane do kanalizacji miejskiejkanalizacji miejskiej
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Parametry biologiczne:
3. Charakterystyka osadów
Podatność na rozkład biologiczny
Podatność na rozkład biologiczny zależy od ilości i rodzaju substancji Podatność na rozkład biologiczny zależy od ilości i rodzaju substancji organicznej oraz warunków występujących w masie osadu – decydujących o możliwościach rozwoju mikroorganizmów. Niezbędne jest określenie, o możliwościach rozwoju mikroorganizmów. Niezbędne jest określenie, czy osad nie zawiera substancji hamujących rozkład biologiczny (związki toksyczne).
Zawartość związków organicznych w suchej masie osadu w zależności od stopnia stabilności osadu wynosi: 55 – 85% i głównie zależy od:
� składu ścieków, � stosowanej technologii ich oczyszczania � sposobu przeróbki osadów, w szczególności metody stabilizacji. � sposobu przeróbki osadów, w szczególności metody stabilizacji.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Właściwości sanitarne osadu
3. Charakterystyka osadów
Właściwości sanitarne osadu
Biomasa osadu powstającego podczas oczyszczania ścieków jest zbiorem mikroorganizmów reprezentowanych najliczniej przez bakterie, wirusy, mikroorganizmów reprezentowanych najliczniej przez bakterie, wirusy, grzyby oraz robaki pasożytnicze.
Organizmy te stanowią poważne zagrożenie dla środowiska przyrodniczego i człowieka, dlatego bardzo istotne jest zmniejszenie ich wpływu na otoczenie. wpływu na otoczenie.
Stopień skażenia biologicznego osadów ściekowych jest podstawowym kryterium dopuszczającym osady do przyrodniczego wykorzystania.kryterium dopuszczającym osady do przyrodniczego wykorzystania.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów
Technologiczne cechy osadów
3. Charakterystyka osadów
Technologiczne cechy osadów
Cechy technologiczne decydują o podatności osadów do stabilizacji i ostatecznego unieszkodliwiania, są istotne z punktu widzenia ostatecznego unieszkodliwiania, są istotne z punktu widzenia projektowania procesów przeróbki osadów.
Parametrów technologicznych zalicza się:Parametrów technologicznych zalicza się:
� podatność na mineralizację (zdolność do fermentacji lub podatność na rozkład tlenowy),rozkład tlenowy),
� zdolność filtracyjną,� zdolność filtracyjną,
� wartość opałową,
� wartości nawozowe.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
3. Charakterystyka osadów3. Charakterystyka osadów
Parametr Jednostka
Rodzaj osadu
Surowy wstępny
Surowy biolo-
Źle prze-
fermento-
Średnio prze-
fermento-
Dobrze prze-
fermento-
Bardzo dobrze prze-
wstępnybiolo-giczny
fermento-wany
fermento-wany
fermento-wany
prze-fermento-wany
1 2 3 4 5 6 7 8
pH - 5-7 6-7 6,5-7 6,8-7 7,2-7,5 7,4-7,8pH - 5-7 6-7 6,5-7 6,8-7 7,2-7,5 7,4-7,8
Sucha masa (SM) %SM 5-10 4-8 4-12 4-12 4-12 4-12
Straty prażenia(SMOrg.)
%SMO 60-75 55-80 55-70 50-60 45-55 30-45(SMOrg.)
%SMO 60-75 55-80 55-70 50-60 45-55 30-45
Zasadowość mg CaCO3/dm3 500-1000 500-10001000-2500
2000-3500
3000-4500
4000-5500
Lotne kwasy mg CH3COOH 1800- 1800- 1500- 1000-Lotne kwasy tłuszczowe
mg CH3COOH /dm3
1800-3600
1800-3600
1500-4000
1000-2500
100-1000 <100
Opór właściwy filtracji
m/kg 1011-1013 1012-10135x1011-5x1012
1011-10125x1010-5x1011
1010-1011filtracji 5x10 5x10
Ciepło spalania MJ/kgSM 16-20 15-21 15-18 12,5-16 10,5-15 8-10
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
4. Jakość osadów
Kontrola jakości osadów ściekowych
4. Jakość osadów
Ilość i jakość powstających na oczyszczalni osadów ściekowych jest zmienna, przy czym do głównych czynników powodujących zmienna, przy czym do głównych czynników powodujących zróżnicowanie ich właściwości należą:
� rodzaj ścieków dopływających na oczyszczalnię,� rodzaj ścieków dopływających na oczyszczalnię,
� wielkość ładunku zanieczyszczeń,
� sposób oczyszczania ścieków i stosowane parametry technologiczne, w tym szczególnie: - wiek osadu, - wiek osadu,
- obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń,
- występowanie osadnika wstępnego,
� sposób przeróbki osadów.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
4. Jakość osadów
Nie ma typowych osadów ściekowych, w każdej oczyszczalni
powstają osady o odmiennych właściwościach fizyko–chemicznych!!
4. Jakość osadów
powstają osady o odmiennych właściwościach fizyko–chemicznych!!
Wspólną cechą wszystkich osadów ściekowych jest:
� wysokie uwodnienie,� wysokie uwodnienie,� wysoka zawartość związków organicznych,� duża zawartość związków nawozowych,� łatwość zagniwania,� łatwość zagniwania,� skażenie biologiczne,� występowanie pierwiastków śladowych i metali ciężkich,� możliwość występowania substancji toksycznych� możliwość występowania substancji toksycznych
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
4. Jakość osadów
Zasadniczym celem przeróbki osadów jest osiągnięcie następujących efektów:
4. Jakość osadów
efektów:
� zmniejszenia objętości osadów i usunięcia z nich wody,� zmniejszenia objętości osadów i usunięcia z nich wody,� stabilizacji osadów (stabilizacja osadów ściekowych polega na
zmniejszeniu zagniwalności oraz zlikwidowaniu nieprzyjemnych zapachów poprzez zredukowanie ilości substancji organicznej zawartej zapachów poprzez zredukowanie ilości substancji organicznej zawartej w osadzie),
� higienizacji osadów (higienizacja obejmuje procesy, w wyniku których następuje usunięcie z osadu organizmów chorobotwórczych i następuje usunięcie z osadu organizmów chorobotwórczych i uzyskanie produktu bezpiecznego sanitarnie),
� przygotowania osadów do ostatecznej formy zagospodarowania.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
4. Jakość osadów
W recyklingu organicznym osadów ściekowych istotne jest dbanie o czystość osadów; konieczne jest rygorystyczne podejście do jakości
4. Jakość osadów
czystość osadów; konieczne jest rygorystyczne podejście do jakości ścieków przyjmowanych do sieci kanalizacyjnej.
Osady do rolniczego wykorzystania muszą być ustabilizowane i zhigienizowane. Wybór sposobu higienizacji – wapnowanie, kompostowanie, metody termiczne zależy w dużym stopniu od kompostowanie, metody termiczne zależy w dużym stopniu od odczynu pH podłoża terenu, na którym będzie rozprowadzany osad.
Warunkiem decydującym o możliwości ekonomicznego stosowania Warunkiem decydującym o możliwości ekonomicznego stosowania recyklingu organicznego jest występowanie w pobliżu oczyszczalni ścieków odpowiedniego areału terenów rolniczych lub terenów zdegradowanych nadających się do rekultywacji.zdegradowanych nadających się do rekultywacji.
Podstawowym kryterium zastosowania recyklingu energetycznego do unieszkodliwiania osadów jest wartość opałowa osadów zależna od ich unieszkodliwiania osadów jest wartość opałowa osadów zależna od ich uwodnienia.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
4. Jakość osadów
Instrumentem kontroli jakości ścieków trafiających do oczyszczalni ścieków – a w związku z tym również jakości produkowanych osadów
4. Jakość osadów
ścieków – a w związku z tym również jakości produkowanych osadówsą następujące przepisy:
� Ustawa z dnia 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i � Ustawa z dnia 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków (Dz.U. 2001 nr 72 poz. 747)
� Rozporządzenie Ministra Budownictwa z dnia 14 lipca 2006 r. w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych (Dz.U. 2006 nr 136 poz. 964) - określające dopuszczalne wskaźniki zanieczyszczeń w ściekach przemysłowych wprowadzanych do sieci kanalizacyjnejściekach przemysłowych wprowadzanych do sieci kanalizacyjnej
� Ustawa z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne (Dz.U. 2001 nr 115 poz. 1229)� Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 10 listopada 2005 r. w
sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, których wprowadzenie w ściekach przemysłowych do urządzeń kanalizacyjnych wymaga uzyskania pozwolenia wodnoprawnego (Dz.U. 2005 nr 233 poz. 1988) - określające substancje szczególnie szkodliwe dla środowiska wodnego, których wprowadzanie ściekach przemysłowych do kanalizacji wymaga pozwolenia wodnoprawnego
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
4. Jakość osadów
Podstawowe zasady postępowania z osadami wg prof. Oleszkiewicza:� nie przetrzymuje się osadów – prowadzi to do pogorszenia
4. Jakość osadów
� nie przetrzymuje się osadów – prowadzi to do pogorszenia właściwości osadów (uwalnianie fosfory, zmniejszenie sprawności odwadniania); wyjątek stanowi zatrzymanie osadu w zagęszczaczach odwadniania); wyjątek stanowi zatrzymanie osadu w zagęszczaczach dla wyprodukowania lotnych kwasów tłuszczowych (LKT),
� nie łączy się osadów – mieszanie osadów wstępnych i nadmiernych zmniejsza ich odwadnialność, ujemnie wpływa na proces stabilizacji zmniejsza ich odwadnialność, ujemnie wpływa na proces stabilizacji beztlenowej (osad nadmierny źle fermentuje ze względu na obecność flory bakteryjnej przystosowanej do warunków tlenowych, zmniejszając ilość produkowanego metanu),ilość produkowanego metanu),
� nie zawraca się osadów – aby nie wprowadzać z powrotem do ciągu oczyszczania ścieków zawiesiny, związków azotu i fosforu,
� należy dbać o czystość osadów – zabezpieczenie urządzeń przed � należy dbać o czystość osadów – zabezpieczenie urządzeń przed uszkodzeniami i zatykaniem spowodowanym przez piasek, żwir, kapsle, tłuszcze oraz szczególnie przez szmaty i włosy; należy również zabezpieczyć przerabiane osady przed wtórnym zakażeniem przez zabezpieczyć przerabiane osady przed wtórnym zakażeniem przez organizmy chorobotwórcze.
CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA CHARAKTERYSTYKĘ OSADU I MOŻLIWOŚCI ICH KSZTAŁTOWANIA
4. Jakość osadów4. Jakość osadów
Oprócz wymienionych przykazań należy również obowiązkowo:
� zmniejszać uwodnienie osadów w ciągu przeróbki osadów,� zmniejszyć zagniwalność osadów,� zabić organizmy chorobotwórcze w osadzie kierowanym do � zabić organizmy chorobotwórcze w osadzie kierowanym do
zagospodarowania,� przygotować osad do bezpiecznego magazynowania i transportu,� zagospodarować osad z korzyścią dla środowiska.� zagospodarować osad z korzyścią dla środowiska.
Bibliografia
Wykorzystane materiały:Wykorzystane materiały:
1. Fukas-Płonka Ł., Zielewicz-Madej E.: Zasady wyboru technologii przeróbki osadów ściekowych. Mat. Sem. Narady Proj. BPBK Katowice. Ustroń. 1995, pp.43-51.ściekowych. Mat. Sem. Narady Proj. BPBK Katowice. Ustroń. 1995, pp.43-51.
2. Fukas-Płonka Ł., Zielewicz-Madej E.: Zmiany fizykalnych osadów ściekowych wskutek fermentacji metanowej. Seminarium polsko-niemieckie ATV. Goerlitz. 1999.
3. Fukas-Płonka Ł., Zielewicz-Madej E. (2000): „Nowoczesne metody przeróbki osadów”. Materiały konferencyjne – Konferencja Naukowo-Techniczna „OSAD2000”, Gdańsk;Materiały konferencyjne – Konferencja Naukowo-Techniczna „OSAD2000”, Gdańsk;
4. Fukas-Płonka Ł., Zielewicz-Madej E.: Charakterystyka ilościowo-jakościowa osadu w zależności od przyjętej technologii oczyszczania ścieków. Mat. Sem. Szk. Przeróbka i zagospodarowanie osadów dla małych i średnich oczyszczalni ścieków. Gdańska zagospodarowanie osadów dla małych i średnich oczyszczalni ścieków. Gdańska Fundacja Wody. Gdańsk. 1998.
5. Oleszkiewicz J. (1998): Gospodarka osadami ściekowymi – Poradnik decydenta, LEM, Kraków.
6. Zielewicz-Madej E., Fukas-Płonka Ł.: Nowe techniki badań osadów ściekowych i 6. Zielewicz-Madej E., Fukas-Płonka Ł.: Nowe techniki badań osadów ściekowych i kontroli procesów przeróbki osadów. Mat. Sem. Szk. Przeróbka i zagospodarowanie osadów dla małych i średnich oczyszczalni ścieków. Gdańska Fundacja Wody. Gdańsk. 1998.1998.
dr inż. Łucja Fukas-Płonkamgr inż. Marcin Janik
DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ
Politechnika ŚląskaInstytut Inżynierii Wody i ŚciekówZakład Wodociągów i Kanalizacjiul. Konarskiego 1844-100 Gliwice44-100 Gliwicetel./fax. 32-2372173e-mail: [email protected]