INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS Nr 2/I/2012, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddziaá w Krakowie, s. 75–85
Komisja Technicznej Infrastruktury Wsi
Piotr Bugajski , Grzegorz Kaczor
WPàYW WYBRANYCH CZYNNIKÓW
NA TEMPERATURĉ ĝCIEKÓW
W BIOREAKTORZE PRZEPàYWOWYM
____________
INFLUENCE OF CHOSEN FACTORS
ON SEWAGE TEMPERATURE
IN THE FLOW OF BIOLOGICAL REACTOR
Streszczenie
Badania miaáy na celu okreĞlenie wpáywu temperatury Ğcieków dopáywają-cych z kanalizacji oraz wpáywu temperatury powietrza atmosferycznego na tempe-raturĊ Ğcieków w otwartym – przepáywowym reaktorze biologicznym. Do badaĔ wytypowano maáy system kanalizacyjny, wraz z oczyszczalnią Ğcieków, zakwali-fikowany do grupy systemów do 2000 RLM, zlokalizowany na terenie gminy wiejskiej w województwie maáopolskim. W okresie badaĔ do analizowanego sys-temu kanalizacyjnego odprowadzano Ğcieki z 250 budynków. ĝredni dobowy przepáyw Ğcieków w badanym roku wynosiá 115 m3·d-1. Badania objĊáy okres
12 miesiĊcy od 1 stycznia do 31 grudnia 2010 roku. Aby wykazaü wpáyw oma-wianych czynników na temperaturĊ Ğcieków w bioreaktorze posáuĪono siĊ analizą regresji wielokrotnej, która pozwala liczbowo okreĞliü wpáyw poszczególnych zmiennych niezaleĪnych, którymi są temperatura Ğcieków w kanalizacji oraz tem-peratura powietrza atmosferycznego na zmienną zaleĪną, którą jest temtem-peratura Ğcieków w bioreaktorze. W rocznym okresie badaĔ stwierdzono duĪą zmiennoĞü Ğredniej dobowej temperatury Ğcieków odpáywających z kanalizacji oraz Ğredniej dobowej temperatury powietrza atmosferycznego. ĝrednia dobowa temperatura Ğcieków dopáywających do reaktora wyniosáa 11,0oC. NajniĪsza odnotowana
tem-peratura Ğcieków dopáywających wynosiáa 4,9 oC, natomiast najwyĪsza 20,5oC.
W badanym roku Ğrednia dobowa temperatura powietrza atmosferycznego wynio-sáa 8,3oC. Na podstawie wyników korelacji cząstkowej stwierdzono, iĪ wiĊkszy
wpáyw na temperaturĊ Ğcieków w bioreaktorze miaáa temperatura Ğcieków dopáy-wających z kanalizacji niĪ temperatura powietrza. Wspóáczynnik korelacji cząst-kowej dla temperatury Ğcieków surowych wyniósá Rc=0,95, natomiast dla
tempe-ratury powietrza atmosferycznego Rc=0,73. ĝrednia dobowa temperatura Ğcieków
w bioreaktorze w okresie rocznych pomiarów wyniosáa 12,2oC, natomiast
ampli-tuda jej zmian wahaáa siĊ od 5,3 do 20,5oC. W badanym okresie wynoszącym 365
dni tylko w 15 przypadkach stwierdzono wystĊpowanie temperatury Ğcieków w bioreaktorze wyĪszej od 18oC, czyli temperatury okreĞlonej w literaturze jako
optymalnej dla prawidáowego metabolizmu mikroorganizmów osadu czynnego. Przedstawione wyniki badaĔ, dotyczące zakresu zmian temperatury Ğcieków w maáym wiejskim systemie kanalizacyjnym, zaliczanym do grupy do 2000 RLM, odbiegają od charakterystyki temperatury, opisywanej w literaturze, dotyczącej duĪych miejskich systemów odprowadzania i unieszkodliwia Ğcieków zaliczanych do grupy obiektów powyĪej 100 000 RLM.
Sáowa kluczowe: temperatura Ğcieków, korelacja cząstkowa, kanalizacja, biore-aktor
Summary
The aim of the research was defining influence temperature of the sewage flow from sewage system and the temperature of the atmospheric air on tempera-ture sewage in open biological reactor of flow. To research one chose the small sewerage system with the sewage treatment plant serving to 2000 PE (Population
Equivalents) situated on the village-commune in the malopolska voivodeship.
Within a period of research the sewerage accompanied sewage from 250 build-ings. The average flow of sewage in the investigated year was from 110 to 120 m3·d-1. The research embraced the period of 12 months from 1 January to
31 December the year 2010. To describe this relationship used of the multiple re-gression of analysis. In the period of research ascertained the large variability of the average temperature of sewage flow from sewage system and large variability of average of the temperature of the atmospheric air. The average of mean daily temperature of sewage flow was 11.0 oC. The lowest of temperature of sewage
flow was 4.9 oC and the highest was 20.5 oC. In the investigated year of mean
daily of the temperature of the atmospheric air was 8.3 oC. The research of
con-cerning of multiple regression of analysis proved, that the greater influence on the temperature of sewage in biological reactor has the temperature of sewage flow from sewage system. The coefficient of correlation for these variable carried Rc=0.95. The .instead smaller relationship was noted of influence of the
tempera-ture of the atmospheric air on the temperatempera-ture of sewage in biological reactor. The coefficient of correlation for these dependence carried Rc=0.73. The average
of mean daily temperature of sewage in biological reactor in 2010 year was 12.2 oC, and the amplitude of changes was from 5.3 to 20.5 oC. In the investigated
period of 365 days only in 15 days mean daily temperature in biological reactor was above 18 oC. The described result of research of concerning sizes and the
range of changes of the temperature of sewage in small villages sewage system in the group to 2000 PE can differ from the information in the literature concerning large municipal sewage systems above 100 000 PE.
Key words: sewage temperature, multiple regression, sewage system, biological
WSTĉP
Temperatura jest jednym podstawowych czynników wpáywających na przebieg procesów biologicznego unieszkodliwiania zanieczyszczeĔ w oczysz-czalniach Ğcieków. Optymalna temperatura Ğcieków w bioreaktorach z osadem czynnym, która zapewnia wysoką efektywnoĞü procesów biologicznych wynosi od 18 do 22oC. ObniĪenie temperatury poniĪej podanego zakresu powoduje
spa-dek intensywnoĞci procesów nitryfikacji, zachodzących w komorach bioreaktora [Elmitwalli i in. 1999, Barnard i in. 2000, Bojanowska , PepliĔski 2002, Bugaj-ski ,Kaczor 2008, BugajBugaj-ski 2011, DymaczewBugaj-ski i in. 2011].
Wiele maáych oczyszczalni Ğcieków, stosowanych na terenach wiejskich w Polsce, zaliczanych do grupy obiektów do 2000 RLM posiada ukáad techno-logiczny „zapoĪyczony” z krajów o klimacie znacznie cieplejszym. Technologia oczyszczania Ğcieków, która sprawdza siĊ w warunkach ciepáego klimatu moĪe nie osiągaü wymaganych efektów w warunkach, gdzie Ğrednia roczna temperatu-ra powietrza jest znacznie niĪsza. W warunkach klimatycznych Polski okres, gdy temperatura Ğcieków w kanalizacji, a tym samym w bioreaktorach, jest niĪ-sza od 12ºC moĪe wynosiü od 3 do nawet 5 miesiĊcy w ciągu roku, w zaleĪnoĞci od regionu kraju. Szczególnie na poáudniu kraju (w regionach górskich i podgór-skich) okres zimowy jest znacznie dáuĪszy w porównaniu do regionów zachod-nich lub póánocnych [Kaczor 2008, Bugajski , Kaczor 2011, Paweáek , Bugajski 2011, Bugajski 2012]. CzĊsto badania temperatury Ğcieków w kanalizacji i bio-reaktorach przedstawiane w literaturze, dotyczą duĪych miejskich systemów kanalizacyjnych, zaliczanych do grupy obiektów powyĪej 100 000 RLM [Brze-ziĔska 2011, Dymaczewski i in. 2011]. Zwykle takie systemy są dobrze monito-rowane i opomiamonito-rowane ,w przeciwieĔstwie do maáych wiejskich systemów, gdzie ze wzglĊdu na ograniczenia kosztów tego typu pomiarów siĊ nie wykonuje lub wykonuje siĊ je sporadycznie. Maáe, wiejskie systemy kanalizacyjne róĪnią siĊ swą specyfiką pod wieloma wzglĊdami ,w porównaniu do duĪych systemów kanalizacyjnych w aglomeracjach miejskich. DáugoĞü sieci, natĊĪenie przepáywu Ğcieków páynących, duĪa nierównomiernoĞü ich przepáywu, mniejsze Ğrednice przewodów to gáówne róĪnice pomiĊdzy systemami kanalizacyjnymi duĪymi (miejskimi), a maáymi (wiejskimi). Nie uwzglĊdnianie tych róĪnic przy projek-towaniu oczyszczalni Ğcieków, a zwáaszcza czĊĞci biologicznych, przynosi w okresie eksploatacji obiektów wiele problemów. Bardzo czĊsto maáe, wiejskie oczyszczalnie Ğcieków, obsáugujące do 2000 RLM są zaprojektowane i wykona-ne zgodnie z wytycznymi dla duĪych oczyszczalni z uwzglĊdnieniem róĪnic tylko w iloĞci dopáywających Ğcieków. Nie uwzglĊdniane są takie czynniki, jak stĊĪenie zanieczyszczeĔ w Ğciekach oraz temperatura Ğcieków w kanalizacji. Mając na uwadze to, Īe na terenach wiejskich w najbliĪszych kilkunastu latach bĊdzie powstawaáa duĪa iloĞü oczyszczalni Ğcieków, naleĪy uwzglĊdniaü specy-fikĊ maáych systemów kanalizacyjnych tak , aby unikaü problemów w okresie
ich eksploatacji. Informacje zawarte w niniejszym artykule poszerzają wiedzĊ na temat wielkoĞci, zakresu zmian i czasu trwania temperatury Ğcieków w typowym maáym – wiejskim systemie kanalizacyjnym obsáugującym do 2000 RLM.
CEL, METODYKA ORAZ ZAKRES BADAē
Celem badaĔ byáo okreĞlenie wpáywu temperatury Ğcieków dopáywających z kanalizacji oraz wpáywu temperatury powietrza atmosferycznego, na tempe-raturĊ Ğcieków w otwartym przepáywowym reaktorze biologicznym. Badania prowadzono przez okres 12 miesiĊcy, od 1 stycznia do 31 grudnia 2010 roku. Aby wykazaü wpáyw opisanych czynników na temperaturĊ Ğcieków w bioreak-torze posáuĪono siĊ statystyczną analizą regresji wielokrotnej, która pozwala liczbowo okreĞliü wpáyw poszczególnych zmiennych niezaleĪnych, którymi są temperatura Ğcieków w kanalizacji i temperatura powietrza na zmienną zaleĪną, którą jest temperatura Ğcieków w bioreaktorze. W analizie statystycznej, przy okreĞlaniu siáy badanych związków, posáuĪono siĊ skalą wg Stanisza [1998].
Pomiar temperatury Ğcieków w kanalizacji oraz w bioreaktorze wykonano za pomocą elektronicznych czujników temperatury z wbudowanym rejestrato-rem danych typu Nautilus 85 firmy ACR. Czujniki Nautilus 85 posiadają obu-dowĊ ze stali nierdzewnej, co umoĪliwia staáy pomiar temperatury Ğcieków bez-poĞrednio w kolektorze. Zakres pomiarowy czujnika zawiera siĊ w przedziale od –40 do +85ºC, dokáadnoĞü pomiaru ±0,2ºC. Czujnik posiada wáasne Ĩródáo za-silania i wbudowaną pamiĊü 32kB, która umoĪliwia archiwizowanie danych z okresu rocznego, przy interwale próbkowania co 15 minut. Czujniki umieszczo-no w kinecie studzienki kanalizacyjnej przed oczyszczalnią i w komorze biore-aktora. Dodatkowo na terenie badanego systemu kanalizacyjnego zostaá zain-stalowany czujnik z rejestratorem do ciągáego pomiaru temperatury powietrza atmosferycznego typu Smartbutton firmy ACR. Rejestrator ten ma zakres po-miarowy od –40 do +85ºC, z dokáadnoĞcią pomiaru do 0,2ºC. Czujnik posiada wáasne zasilanie w energiĊ oraz wbudowaną pamiĊü, która umoĪliwia archiwi-zowanie danych z okoáo 3 miesiĊcy, przy interwale próbkowania co 60 minut. TemperaturĊ Ğcieków w kanalizacji i w bioreaktorze mierzono w sposób ciągáy z interwaáem 0,5 godzinnym (48 pomiarów w ciągu doby), a temperaturĊ po-wietrza atmosferycznego z interwaáem 1 godzinnym (24 pomiary w ciągu doby). Wszystkie czujniki przed rozpoczĊciem badaĔ wytarowano.
CHARAKTERYSTYKA BADANEGO SYSTEMU KANALIZACYJNEGO
Do badaĔ wytypowano system kanalizacyjny zlokalizowany na terenie gminy wiejskiej w województwie maáopolskim. DáugoĞü sieci kanalizacyjnej w systemie rozdzielczym na terenie gminy wynosi 4900 metrów. Sieü
kanaliza-cyjna wykonana jest z rur PCV. ĝrednice przewodów wynoszą od 200 do 315 mm. Analizowany system kanalizacyjny funkcjonuje w systemie grawita-cyjnym, bez przepompowni Ğcieków. Do kanalizacji podáączone jest aktualnie 250 budynków. ĝcieki dopáywają do oczyszczalni Ğcieków, w której procesy oczyszczania oparte są na indywidualnym rozwiązaniu technologicznym zarów-no w czĊĞci mechanicznej, jak równieĪ biologicznej. Projektowana przepustowoĞü hydrauliczna oczyszczalni wynosi 225 m3·d-1. W okresie prowadzonych badaĔ dopáyw rzeczywisty Ğcieków wahaá siĊ w przedziale od 110 do 120 m3·d-1. Zatem moĪna stwierdziü, Īe w okresie badaĔ oczyszczalnia byáa niedociąĪona hydraulicznie o 50%. Analizowany bioreaktor to radialny, Īelbetowy zbiornik w ksztaácie walca, z wbudowanym w centralnej czĊĞci osadnikiem wtórnym. Bioreaktor funkcjonuje w ukáadzie przepáywowym i umiejscowiony jest caáko-wicie pod powierzchnią terenu. ĝrednica bioreaktora wynosi 9 metrów, a gáĊbo-koĞü caákowita 7 metrów.
ANALIZA WYNIKÓW BADAē
W rocznym okresie prowadzonych badaĔ stwierdzono duĪą zmiennoĞü Ğredniej dobowej temperatury Ğcieków dopáywających do reaktora z sytemu kanalizacyjnego oraz duĪą zmiennoĞü Ğredniej dobowej temperatury powietrza atmosferycznego. ĝrednia dobowa temperatura Ğcieków surowych w roku 2010 wyniosáa 11,0oC. NajniĪszą temperaturĊ Ğcieków surowych, która wynosiáa
4,9oC, odnotowano w poáowie marca, natomiast najwyĪszą 20,5oC pod koniec
drugiej dekady lipca. Amplituda wahaĔ temperatury Ğcieków dopáywających do reaktora wyniosáa 15,5oC. Miesiącami, w których Ğrednia dobowa temperatura
Ğcieków nie przekraczaáa 8,0oC byáy styczeĔ, luty, marzec, kwiecieĔ oraz
grudzieĔ. NajwyĪszą temperaturĊ Ğcieki osiągaáy w lipcu, sierpniu i wrzeĞniu. W miesiącach tych temperatura Ğcieków dopáywających zawieraáa siĊ w prze-dziale od 15,2 do 16,8 oC.
ĝrednia dobowa temperatura powietrza atmosferycznego w roku 2010 na terenie zlewni kanalizacyjnej wyniosáa 8,3oC. Jest to temperatura zbieĪna z
po-dawaną w literaturze, odpowiadającą klimatowi umiarkowanemu, przejĞciowe-mu w jakim znajduje siĊ Polska. Najzimniejszymi miesiącami ze Ğrednią dobową temperaturą powietrza poniĪej 0oC byáy styczeĔ (-6,3oC), luty (-1,9oC) i
gru-dzieĔ (-4,8oC). NajwyĪsze temperatury powietrza wystąpiáy w miesiącach
let-nich: czerwiec, lipiec i sierpieĔ. W miesiącach tych Ğrednia dobowa temperatura powietrza wahaáa siĊ od 18,4 do 21,8oC. WielkoĞü oraz zakres zmian Ğredniej
dobowej temperatury Ğcieków w kanalizacji oraz temperatury powietrza atmos-ferycznego na tle Ğredniej dobowej temperatury Ğcieków w bioreaktorze przed-stawiono na rysunku 1.
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 2010-01-01 2010-01-11 2010-01-21 2010-01-31 2010-02-10 2010-02-20 2010-03-02 2010-03-12 2010-03-22 2010-04-01 2010-04-11 2010-04-21 2010-05-01 2010-05-11 2010-05-21 2010-05-31 2010-06-10 2010-06-20 2010-06-30 2010-07-10 2010-07-20 2010-07-30 2010-08-09 2010-08-19 2010-08-29 2010-09-08 2010-09-18 2010-09-28 2010-10-08 2010-10-18 2010-10-28 2010-11-07 2010-11-17 2010-11-27 2010-12-07 2010-12-17 2010-12-27 T emp er at u ra Ğci ek ó w [ oC] -20,0 -15,0 -10,0 -5,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 Te m p er at ur a po w ie tr za [ oC]
Temp. powietrza Temp. Ğcieków w biorektorze Temp. Ğcieków w kanalizacji
Rysunek 1. ZmiennoĞü Ğredniej dobowej temperatury Ğcieków w bioreaktorze i
kanali-zacji na tle Ğredniej dobowej temperatury powietrza atmosferycznego w 2010 roku
Figure 1. The variability of average main daily temperature of sewage in biological
reactor and in sewage system of average main daily temperature of atmospheric air in 2010 year
Wykorzystując dane obejmujące Ğrednie dobowe temperatury Ğcieków w kanalizacji oraz Ğrednie dobowe temperatury powietrza atmosferycznego wyko-nano statystyczną analizĊ korelacji cząstkowej, której celem byáo zbadanie wiel-koĞci wpáywu tych dwóch zmiennych niezaleĪnych na temperaturĊ Ğcieków w bioreaktorze. Na podstawie wyników analizy korelacji stwierdzono, iĪ wiĊk-szy wpáyw na temperaturĊ Ğcieków w bioreaktorze miaáa temperatura Ğcieków dopáywających z kanalizacji (Rc=0,95) niĪ temperatura powietrza (Rc=0,73).
IstotnoĞü obliczonych wspóáczynników korelacji zbadano testem t-Studenta na poziomie istotnoĞci Į=0,05. W obydwu przypadkach stwierdzono istotnoĞü ba-danych zaleĪnoĞci. Wyniki korelacji cząstkowej, statystyki badających istotnoĞü modelu oraz wartoĞci wspóáczynników determinacji zestawiono w tabeli 1. Na podstawie wyników korelacji cząstkowej opracowano model przedstawiony na rysunku 3, z którego moĪna prognozowaü wysokoĞü temperatury Ğcieków w bioreaktorze na podstawie temperatury Ğcieków w kanalizacji (oĞ rzĊdnych) i temperatury powietrza atmosferycznego (oĞ odciĊtych). Utworzony model moĪna opisaü równaniem TR = 2,568+0,1034·x+0,7973y.
Tabela 1. Wyniki analizy regresji cząstkowej wpáywu temperatury Ğcieków surowych
oraz powietrza atmosferycznego na temperaturĊ Ğcieków w bioreaktorze
Table 1. Results of the regression analysis of the multiple of the influence of the
tem-perature of sewage in the sewer system and the atmospheric air on the temtem-perature of sewage in biological reactor.
Statystyka Liczebno Ğü grupy Wspó áczynnik korelacji cz ąstkowej Wspó áczynnik
determinacji Odchylenie standardowe zmiennej ĝrednia arytmetyczna zmiennej Warto
Ğü statystyki t badaj ącej istotno Ğü R Warto Ğü testu t na poziomie α =0,05 Oznaczenie Korelacja N Rc R2 S SR t tαkr Temperatura Ğcieków w bioreaktorze 3,9 12,2 Temperatura Ğcieków w kanalizacji 365 0,95 0,55 3,7 11,0 58,88 0,00 Temperatura Ğcieków w bioreaktorze 3,9 12,2 Temperatura powietrza atmosferycznego 365 0,73 0,55 9,9 8,3 20,26 0,00
Przeprowadzone badania wykazaáy duĪe wahana Ğredniej dobowej tempe-ratury Ğcieków w analizowanym bioreaktorze. Temperatura minimalna, jaką odnotowano w okresie badaĔ wyniosáa 5,3oC, natomiast maksymalna wyniosáa
20,5oC. Amplituda zmian temperatury Ğcieków w bioreaktorze w ciągu roku
wyniosáa 15,3oC. NajniĪsze Ğrednie dobowe temperatury Ğcieków w bioreaktorze
odnotowano w styczniu, lutym oraz w marcu. W okresie tych trzech miesiĊcy temperatura Ğcieków oscylowaáa w granicach od 6,6 do 7,5oC. Od trzeciej
dy marca nastĊpuje wzrost temperatury Ğcieków, z kulminacją w trzeciej deka-dzie lipca. Od tego momentu nastĊpuje systematyczne obniĪanie siĊ temperatury Ğcieków aĪ do koĔca grudnia. ĝcieki w bioreaktorze podobnie jak Ğcieki dopáy-wające z kanalizacji mają najwyĪszą temperaturĊ w okresie czerwiec–lipiec– sierpieĔ–wrzesieĔ. W okresie tych czterech miesiĊcy Ğrednia miesiĊczna temperatura Ğcieków wahaáa siĊ od 15,1 do 17,9oC. NaleĪy zauwaĪyü, iĪ w Īadnym miesiącu Ğrednie miesiĊczne wartoĞci temperatury Ğcieków w biore-aktorze nie osiągnĊáy wartoĞci 20oC podawanej w literaturze, jako optymalnej do
procesów biologicznych zachodzących w osadzie czynnym. Odnotowano jedy-nie 9 dni w lipcu i 6 dni w sierpniu kiedy temperatura Ğcieków osiągaáa wartoĞci
powyĪej 18,0oC dochodząc do wartoĞci maksymalnej w ciągu roku tj. 20oC. Dni
w których temperatura Ğcieków osiągaáa optymalną wartoĞü dla procesów biolo-gicznych to zaledwie 4,1% dni z caáego roku. NajwiĊksze wahania Ğredniej do-bowej temperatury Ğcieków w bioreaktorze wystąpiáy w styczniu i w lipcu. W miesiącach tych róĪnica pomiĊdzy temperaturą minimalną a maksymalną wyniosáa 4,5oC. Tak duĪe wahania temperatury Ğcieków mogą powodowaü „szok termiczny” mikroorganizmów osadu czynnego. Wysokie wahania tempe-ratury Ğcieków na poziomie 3,1oC odnotowano równieĪ w marcu oraz w listopa-dzie. W pozostaáych miesiącach róĪnica miĊdzy temperaturą Ğcieków minimalną a maksymalną wynosiáa od 1,5 do 2,7oC. ZmiennoĞü Ğredniej miesiĊcznej
tempe-ratury Ğcieków w bioreaktorze wraz z wartoĞciami charakterystyczni przedsta-wiono graficznie na rysunku 2.
Ğrednia 25%-75% zakres minimum-maksimum
styczeĔ luty marzec kwiecieĔ maj czerwiec lipiec sierpieĔ wrzesieĔ paĨdziernik listopad grudzieĔ 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 T e m per at ur a Ğ ci ek ó w w bi or e kt o rz e oC
Rysunek 2. Zakresy zmian Ğredniej dobowej temperatury Ğcieków w bioreaktorze
w poszczególnych miesiącach roku 2012
Figure 2. The size of the temperature of the monthly average of sewage
Temperatura Ğcieków w bioreaktorze = 2,568+0,1034*x+0,7973*y > 23 < 23 < 22 < 21 < 20 < 19 < 18 < 17 < 16 < 15 < 14 < 13 < 12 < 11 < 10 < 9 < 8 < 7 < 6 < 5 < 4 -20 -10 0 10 20
Temperatura pow ietrza [oC] 6 8 10 12 14 16 18 20 22 T em pe ratu ra Ğc iek ów w k anal iz ac ji [ oC]
Rysunek 3. Nomogram do prognozowania temperatury Ğcieków w bioreaktorze
na podstawie temperatury powietrza atmosferycznego oraz temperatury Ğcieków surowych w kolektorze kanalizacyjnym
Figure 3. The nomograph denominative the size of the temperature of sewage
in biological reactor on the ground temperature of the atmospheric air and the temperature of sewage in the sewage-collector
WNIOSKI
1. Na podstawie uzyskanych wyników badaĔ stwierdzono wystĊpowanie duĪych wahaĔ temperatury Ğcieków surowych dopáywających do bioreaktora. ĝrednia dobowa temperatura Ğcieków odpáywających z kanalizacji wahaáa siĊ od 4,9 do 20,5oC. ĝrednia temperatura Ğcieków surowych w analizowanym roku
2010 wyniosáa 11,0oC.
2. ĝrednia dobowa temperatura powietrza atmosferycznego w okresie ba-daĔ ulegaáa wahaniom od -19,3 do +27,8oC. ĝrednia roczna temperatura powietrza (+8,3oC) na terenie zlewni kanalizacyjnej odpowiadaáa klimatowi umiarkowane-mu, przejĞcioweumiarkowane-mu, w jakim znajduje siĊ Polska.
3. Na podstawie analizy korelacji cząstkowej wykazano, iĪ wiĊkszy wpáyw na temperaturĊ Ğcieków w bioreaktorze miaáa temperatura Ğcieków do-páywających z kanalizacji (Rc=0,95) niĪ temperatura powietrza (Rc=0,73).
4. Stwierdzono, Īe w okresie rocznym wystĊpują bardzo duĪe wahania temperatury Ğcieków w bioreaktorze, zawierające siĊ w przedziale od 5,5 do 20,5oC. ĝrednia dobowa temperatura Ğcieków w bioreaktorze, w badanym roku,
wyniosáa 12,2oC.
5. W okresie badaĔ tylko w 15-stu dobach temperatura Ğcieków w biore-aktorze byáa wyĪsza od 18oC, czyli osiągnĊáa wartoĞü optymalną dla
metaboli-zmu mikroorganizmów osadu czynnego.
6. NajwiĊksze wahania temperatury Ğcieków w bioreaktorze wystąpiáy w styczniu i listopadzie. RóĪnica pomiĊdzy wartoĞciami minimalnymi a maksy-malnymi wyniosáa w tym okresie blisko 4,5oC.
BIBLIOGRAFIA
Barnard J. i in. Projektowanie oczyszczalni z osadem czynnym usuwających związki biogenne. Materiaáy seminarium szkoleniowego „Filozofia projektowania a eksploatacja oczyszczalni Ğcieków” LEM PROJEKT s.c. Kraków 2000r., s. 13-69.
Bojanowska I., PepliĔski M. Optymalizacja pracy oczyszczalni Ğcieków w Tczewie w zakresie
usuwania biogenów i związków wĊgla. Ochrona ĝrodowiska nr 3/2002, s. 31-36.
Bugajski P. Wpáyw temperatury Ğcieków na wielkoĞü odprowadzanych zanieczyszczeĔ z
oczysz-czalni dziaáającej w ukáadzie SBR. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich 2/2011,
s. 7-15.
Bugajski P. ZmiennoĞü temperatury Ğcieków w tranzytowym kolektorze kanalizacyjnym. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2/2012, s. 53-55.
Bugajski P., Kaczor G. Ocena dziaáania wybranych przydomowych oczyszczalni w warunkach
zimowych i letnich. Przemysá Chemiczny 5/2008, s. 424-426.
Bugajski P. Kaczor G. ZmiennoĞü temperatury Ğcieków w otwartym bioreaktorze przepáywowym. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 5/2011, s. 177-179.
BrzeziĔska A. Zmiany temperatury Ğcieków ogólnospáawnych na podstawie pomiarów on-line. InĪynieria Ekologiczna 26/2011, s. 290-302.
Dymaczewski i in. Poradnik eksploatatora oczyszczalni Ğcieków. Wydawnictwo PZITS O/Wielkopolski – PoznaĔ 2011r.
Elmitwalli TA, Zandvoort M, Zeeman G, Bruning H, Lettinga G. Low temperature treatment of
domestic sewage in upflow anaerobic sludge blanket and anaerobic hybrid reactors. Water
Sci. Technol. 1999;39(5): 177-85.
Kaczor G. Wpáyw temperatury powietrza na temperaturĊ Ğcieków w kanalizacji i reaktorze
biolo-gicznym. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich 3/2008, s. 129-137.
Paweáek J., Bugajski P. ZmiennoĞü temperatury Ğcieków w bioreaktorach maáych oczyszczalni. Monografia pod redakcją prof. Beniamina WiĊzika nt. PrzedsiĊbiorstwa wodociągowo-kanalizacyjne w warunkach zagroĪeĔ naturalnych i cywilizacyjnych. Bielsko-Biaáa 2011. s. 161-173.
W pracy wykorzystano wyniki badaĔ projektu badawczego wáasnego Nr N N305 073236, finansowanego ze Ğrodków na naukĊ, realizowanego w latach 2009-2012
Dr inĪ. Piotr Bugajski Grzegorz Kaczor Katedra InĪynierii Sanitarnej i Gospodarki Wodnej, Wydziaá InĪynierii ĝrodowiska i Geodezji Uniwersytet Rolniczy im. H.Koááątaja Al. Mickiewicza 24/28 30-059 Kraków tel. (012) 662-40-39 e-mail: p.bugajski@ur.krakow.pl rmkaczor@cyf-kr.edu.pl
