Pomiary stężeń zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych:

8. Wyniki pomiarów

8.4 Pomiary stężeń zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych:

Podczas analizy danych przedstawionych na wykresach i w załącznikach należy pamiętać, że składają się one z dwóch nie do końca kompatybilnych ze sobą zestawów danych. W przypadku ścieków surowych kwestia ta miała znaczenie drugorzędne. W przypadku ścieków oczyszczonych najistotniejszą różnicą jest skupienie się w ramach badań własnych na reaktorach nr 3 i 4, podczas gdy laboratorium akredytowane analizowało ścieki oczyszczone pobrane z wszystkich 4 reaktorów. Różnica ta mogła mieć wpływ na zaobserwowaną efektywność usuwania zanieczyszczeń ze ścieków w szczególności azotu ogólnego.

Dla wszystkich trzech głównych rodzajów zanieczyszczeń (ChZT, Nog, BZT5) zaobserwowano podobną dynamikę zmian efektywności usuwania w 2017 roku. Przy czym zaobserwowane wahania/spadek efektywności usuwania zanieczyszczeń w okresie letniej serii pomiarowej dotyczą reaktorów nr 3 i 4 (brak danych porównawczych dla reaktorów nr 1 i 2 z tego samego okresu). Z tego względu zdecydowano się na przedstawienie wyników pomiarów efektywności usuwania zanieczyszczeń wielotorowo:

__* w sposób uogólniony dla całego obiektu w roku 2017 (wszystkie dostępne dane), _** uogólniony z wyłączeniem letniego okresu pomiarowego,

*** tylko dane własne – uśrednione oraz z podziałem na okresy pomiarowe letni i zimowy.

Pomiar stężeń zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych zbiorczo oznaczanych wskaźnikiem ChZT oraz obliczoną efektywność usuwania tych zanieczyszczeń w roku 2017 przedstawiono na rys. 8-8. Średnia roczna efektywność usuwania ChZT ze ścieków wyniosła 96,3%*, przy zakresie 84,9-99,7%*.

Przekłada się to na stężenia ChZT w zakresie 164,0-21,0 mgO2/l* przy średniej 71,1 mgO2/l.

Wykluczenie okresu anomalnej pracy SBRów 3 i 4 ukazuje wyraźnie lepszy zakres efektywności usuwania ChZT przez badaną oczyszczalnie: 96,1-98,7%**, przy średniej efektywności 98,0%**. W wartościach bezwzględnych oznacza to zakres 69,1-21,0 mgO2/l**, przy średniej 46,6 mgO2/l**. Efektywność usuwania ChZT przez reaktory 3 i 4 uśredniona dla całego roku wyniosła 95.2%*** mieszcząc się w zakresie 98,3-84,9%***. W wartościach bezwzględnych 164,0-33,1 mgO2/l*** przy średniej 85,6 mgO2/l. W trakcie letniej serii pomiarowej zaobserwowano istotny spadek stabilności procesów usuwania ChZT ze ścieków przez reaktory nr 3 i 4. Stężenie ChZT w ściekach surowych wynosiło średnio 115,5 mgO2/l***

przy skrajnych wartościach 164,0-79,6 mgO2/l*** co oznacza efektywność usuwania na średnim poziomie 93,3%*** przy skrajnych wartościach w przedziale 98,1-84,9%***. W trakcie zimowej serii pomiarowej SBRy nr 3 i 4 utrzymywały wysoką efektywność usuwania ChZT: 96,1-98,3%***, przy średniej 97,4%.

W wartościach bezwzględnych oznacza to średnie stężenie ChZT na poziomie 52,8 mgO2/l***, przy zakresie 69,1-33,1 mgO2/l***. Wartości te, są wyraźnie lepsze i bardziej stabilne, nawet pomimo nieznacznego spadku wydajności usuwania ChZT pod koniec listopada 2017 r.

Rys. 8-8 Zmienność stężenia wraz ze stopniem redukcji ChZT w ściekach oczyszczonych 2017r.

Zarejestrowane stężenia zanieczyszczeń w ściekach surowych zbiorczo oznaczanych wskaźnikiem BZT5

układają się w podobny sposób jak w przypadku ChZT. Zaburzenia zaobserwowane w letnim okresie pomiarowym zarówno w wartościach względnych jak i bezwzględnych są mniejsze niż w przypadku ChZT, są jednak zauważalne. Średnia efektywność usuwania BZT5 w roku 2017 utrzymywała się na poziomie 98,4%*, nie spadając nigdy poniżej 94,2%*, momentami osiągając ~100%*. W wartościach bezwzględnych oznacza to średnie zapotrzebowanie na tlen na poziomie 20 mgO2/l* oraz przedział wartości 1-62 mgO2/l*.

Wykluczenie letniego okresu, powoduje wzrost zaobserwowanej średniej wydajności do poziomu 99,0%**, przy minimalnej efektywności równej 96,0%**, a maksymalnej niezmiennie ~100%**. W wartościach bezwzględnych oznacza to średnie zapotrzebowanie na tlen rzędu 11 mgO2/l** przy zakresie 30 - 1 mgO2/l**. Biorąc pod uwagę dane zebrane w trakcie pomiarów własnych, średnia efektywność badanych reaktorów w roku 2017 wyniosła 97,8% przy wartościach skrajnych 94,2-99,5%***.

W wartościach bezwzględnych 62-11 mgO2/l***, przy średniej na poziomie 28 mgO2/l***. W okresie letnim zarejestrowane wartości są wyraźnie gorsze niż wartości zarejestrowane w okresie zimowym.

W okresie letnim odnotowano średnią efektywność usuwania BZT5 na poziomie 97,2%***

przy wartościach granicznych 94,2-99,5%*** (62-13 mgO2/l***, średnia 37 mgO2/l***) w okresie zimowym odpowiednio 99,3-96,0%*** przy średniej 98,4% (30-11 mgO2/l***, średnia 17 mgO2/l***).

Podobnie jak w przypadku ChZT efektywność usuwania BZT5 ze ścieków nieznacznie zmalała pod koniec listopada.

2017.02.08 2017.03.20 2017.04.19 2017.05.22 2017.06.27 2017.07.04 2017.07.06 2017.07.10 2017.07.12 2017.07.17 2017.07.19 2017.07.24 2017.07.26 2017.07.31 2017.08.02 2017.08.09 2017.08.30 2017.09.27 2017.10.18 2017.11.14 2017.11.20 2017.11.22 2017.11.27 2017.11.29 2017.12.04 2017.12.05 2017.12.06 2017.12.11 2017.12.13 2017.12.18 2017.12.20

Stężenie [mg/l] ChZT w ściekach oczyszczonych

Stężenie ChZT

Efektywność usuwania Wymagany stopień redukcji ChZT

Rys. 8-9 Zmienność stężenia BZT5 w ściekach oczyszczonych wraz ze stopniem redukcji w 2017r.

Zarejestrowane stężenia azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych przedstawione na rys. 8-9 najwyraźniej ukazują zmienną efektywność usuwania zanieczyszczeń przez reaktory nr 3 i 4. Ze względu na wrażliwy charakter procesów biologicznego usuwania azotu, obniżenie wydajności procesów oczyszczania ścieków w letnim okresie pomiarowym, jest najbardziej widoczne w przypadku zarejestrowanych stężeń azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych. Średnia roczna wydajność usuwania azotu wynosi co prawda 82,9%*

mieszcząc się tym samym w ministerialnych wytycznych. Jednakże zakres efektywności procesów usuwania azotu jest bardzo duży: 42,0-96,9%* od wartości znacznie poniżej krajowych norm do wartości wyraźnie powyżej wymaganego przepisami zakresu (70-80% wg Rozp. Min. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi… 16.12.2014r.). Nie uwzględnienie letniego okresu pomiarowego skutkuje znacznie lepszymi wartościami, wciąż jednak stabilność procesów jest wyraźnie mniejsza niż w przypadku ChZT czy BZT5. Średnia efektywność usuwania azotu, bez uwzględnienia letniego okresu pomiarowego wynosi 92,1%, przy skrajnych wartościach efektywności 96,9-83,5%**. W wartościach bezwzględnych odpowiednio 28,5-9,8 mgNog/l**, przy średniej na poziomie 16,2 mgNog/l**. Dane zebrane w ramach badań własnych ukazują znaczące różnice w efektywności usuwania azotu ogólnego ze ścieków przez SBRy nr 3 i 4 w okresach letnim i zimowym. Średnia efektywność usuwania azotu w okresie letnim wynosiła 66%***, mieszcząc się w zakresie 42,0-82,9%***. W wartościach bezwzględnych oznacza to przedział stężeń 30,9-79,4 mgNog/l***, przy średniej na poziomie 56,6 mgNog/l***. W okresie zimowym efektywność usuwania azotu wyraźnie wzrosła. Średnia

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

0 10 20 30 40 50 60 70

Stężenie [mg/l] BZT5 w ściekach oczyszczonych

Stężenie BZT5 Efektywność usuwania

- wymagany stopień redukcji stężenia BZT5

74 efektywność wyniosła 90,0%***, przy wartościach skrajnych 94,3-83,5%***, co w wartościach bezwzględnych oznacza odpowiednio 15,0-28,5 mgNog/l***, przy średniej rzędu 20,8 mgNog/l***.

Średnia wydajność obliczona na podstawie obu okresów pomiarowych wyniosła 77,4%*** (42,0-94,3%***), w wartościach bezwzględnych oznacza to średnią zawartość azotu w ściekach oczyszczonych przez reaktory 3 i 4 na poziomie 39,6 mgNog/l*** (79,4-15,0 mgNog/l***). Podobnie jak w przypadku ChZT i BZT5, również efektywność usuwania azotu pod koniec listopada 2017 r. uległa obniżeniu, spadek ten jednak nie był tak znaczący jak zaburzenia efektywności zarejestrowane w letnim okresie pomiarowym.

Rys. 8-10 Zmienność stężenia wraz ze stopniem redukcji Nog w ściekach oczyszczonych w 2017r.

Szczegółowe omówienie, potencjalnych przyczyn tak wyraźnego obniżenia efektywności usuwania przez obiekt zanieczyszczeń podatnych na biologiczne procesy oczyszczania znajduje się we wnioskach (rozdz. 11). Wydaje się jednakże, że jest to wypadkowa kilku czynników, gdzie istotną rolę odegrało przesunięcie w czasie remontu turbin mieszająco-napowietrzających w badanych reaktorach i czynności związane z całą procedurą remontową (w tym osuszenie reaktorów), a także czynnik ludzki (niedostateczny nadzór nad sekwencją procesów w badanych reaktorach w okresie letnim – patrz rozdz. 8.5).

0.0%

Stężenie [mg/l] ChZT w ściekach oczyszczonych

Stężenie Nog

- wymagany stopień redukcji Nog

W dokumencie POLITECHNIKA KRAKOWSKA. im. Tadeusza Kościuszki. Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki. Katedra Technologii Środowiskowych ROZPRAWA DOKTORSKA (Stron 71-75)