5
Spis treści
WYKAZ SKRÓTÓW I OZNACZEŃ ... 8 1. WPROWADZENIE ... 11 2. ZAŁOŻENIA PRACY ... 12 2.1. Tezy pracy ... 12 2.2. Cele pracy ... 12 2.3. Zakres pracy ... 133. TEORETYCZNE PODSTAWY PRACY ... 14
3.1. Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego ... 14
3.1.1. Podstawa technologii osadu czynnego ... 14
3.1.2. Charakterystyka osadu czynnego ... 15
3.1.3. Usuwanie związków biogennych w technologii osadu czynnego ... 17
3.1.4. Wpływ czynników środowiskowych na technologię osadu czynnego ... 20
3.2. Sekwencyjne reaktory porcjowe ... 24
3.2.1. Charakterystyka ogólna technologii SBR ... 24
3.2.2. Porównanie systemów przepływowych i porcjowego działania ... 26
3.2.3. Zastosowanie sekwencyjnych reaktorów porcjowych w oczyszczaniu ścieków .... 28
3.2.4. Niekonwencjonalne rozwiązania sekwencyjnych reaktorów porcjowych ... 32
3.3. Problemy eksploatacyjne technologii osadu czynnego... 36
3.3.1. Bakterie nitkowate w osadzie czynnym ... 37
3.3.2. Pęcznienie i pienienie osadu czynnego ... 38
3.3.3. Zwalczanie bakterii nitkowatych ... 41
3.4. Wspomaganie technologii osadu czynnego ... 43
3.5. Wpływ pylistych substancji mineralnych na technologię osadu czynnego ... 44
3.5.1. Mineralne substancje pyliste w technologii osadu czynnego... 44
3.5.2. Poprawa struktury i właściwości osadu czynnego w aspekcie poprawy charakterystyki sedymentacyjnej ... 45
3.5.3. Połączenie sorpcji z biodegradacją zanieczyszczeń ... 47
3.5.4. Substancje pyliste jako mikronośniki błony biologicznej ... 51
3.5.5. Mechanizm wspomagania osadu czynnego pylistymi materiałami mineralnymi ... 53
3.6. Keramzyt - charakterystyka i właściwości ... 55
3.7. Keramzyt w technologii ścieków ... 60
6
3.7.2. Systemy z błoną biologiczną ... 62
4. METODYKA BADAŃ ... 66
4.1. Materiał badawczy ... 66
4.2. Badania właściwości fizyczno-chemicznych pylistego keramzytu ... 70
4.2.1. Uziarnienie pylistego keramzytu ... 70
4.2.2. Gęstość rzeczywista ... 70
4.2.3. Powierzchnia właściwa SBET, objętość i wielkość porów ... 70
4.2.4. Mikroskopia skaningowa ... 71
4.2.5. Skład chemiczny ... 71
4.2.6. Wymywanie pierwiastków z pylistej frakcji keramzytu, pH i przewodnictwo wyciągu wodnego ... 71
4.2.7. Pojemność sorpcyjna ... 72
4.3. Metodyka badań wpływu mineralnych substancji pylistych i koagulantów przemysłowych na właściwości sedymentacyjne osadu czynnego ... 72
4.3.1. Badania wpływu mineralnych substancji pylistych na właściwości sedymentacyjne osadu czynnego ... 73
4.3.2. Badania wpływu koagulantów przemysłowych na właściwości sedymentacyjne osadu czynnego ... 74
4.4. Metodyka badań wstępnych nad doborem dawki keramzytu pylistego celem aplikacji w reaktorze porcjowym ... 75
4.5. Metodyka badań nad oceną efektywności biologicznego oczyszczania ścieków ... 76
4.5.1. Metodyka badań w skali laboratoryjnej ... 76
4.5.2. Metodyka badań w skali technicznej ... 80
4.6. Metodyka badań fizyko-chemicznych ścieków i osadu czynnego ... 83
4.6.1. Metodyka oznaczeń jakości ścieków ... 83
4.6.2. Metodyka oznaczeń parametrów osadu czynnego ... 84
4.6.2.1. Odczyn osadu czynnego i potencjał redox ... 84
4.6.2.2. Sucha masa osadu czynnego ... 85
4.6.2.3. Indeks objętościowy Mohlmana ... 85
4.6.2.4. Rozkład wielkości kłaczków osadu czynnego ... 85
4.6.3. Metodyka testów aktywności osadu czynnego ... 85
4.6.4. Badania mikroskopowe i mikrobiologiczne osadu czynnego ... 86
4.7. Metodyka obliczeń ... 87
7
5. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA ... 90
5.1. Właściwości fizyczno-chemiczne pylistej formy keramzytu w aspekcie przydatności w technologii osadu czynnego ... 90
5.2. Analiza wpływu wybranych mineralnych substancji pylistych i koagulantów przemysłowych na właściwości sedymentacyjne osadu czynnego ... 98
5.3. Analiza porównawcza wpływu keramzytu oraz wybranych materiałów pylistych i koagulantów przemysłowych na poprawę właściwości osadu czynnego w aspekcie technologicznym i ekonomicznym ... 115
5.4. Dobór dawki pylistego keramzytu celem jego aplikacji w sekwencyjnym reaktorze porcjowym ... 122
5.5. Ocena efektywności biologicznego oczyszczania ścieków w sekwencyjnym reaktorze porcjowym wspomaganym dodatkiem pylistego keramzytu w warunkach laboratoryjnych ... 123
5.5.1. Charakterystyka osadu czynnego ... 123
5.5.2. Efektywność i stabilność usuwania węgla organicznego, azotu i fosforu w warunkach laboratoryjnych ... 130
5.6. Oczyszczanie ścieków w sekwencyjnym reaktorze porcjowym wspomaganym dodatkiem pylistego keramzytu w warunkach technicznych... 141
5.6.1. Wyniki badań rozpoznawczych ... 141
5.6.2. Charakterystyka osadu czynnego w warunkach technicznych ... 143
5.6.3. Ocena efektywności biologicznego oczyszczania ścieków w sekwencyjnym reaktorze porcjowym wspomaganym dodatkiem pylistego keramzytu w warunkach technicznych ... 151
5.7. Wpływ pylistego keramzytu na pojemność cieplną w bioreaktorze w warunkach technicznych ... 161
5.8. Analiza ekonomiczna stosowania pylistego keramzytu w aspekcie wspomagania technologii osadu czynnego ... 166
6. PODSUMOWANIE I WNIOSKI ... 168 BIBLIOGRAFIA ... 177 SPIS TABEL ... 198 SPIS RYSUNKÓW ... 199 SPIS FOTOGRAFII ... 202 SPIS ZAŁĄCZNIKÓW ... 203 ZAŁĄCZNIKI ... 204
