Oczyszczanie Ścieków

Oczyszczanie

Ścieków

WYKŁAD 2

Oczyszczanie

Ścieków

Biocenoza znajdująca się w wodach naturalnych może wykorzystywać zanieczyszczenia w ściekach i w ramach procesów metabolicznych

przekształcać je do prostych zwykle nieorganicznych związków. W normalnych warunkach powinny być to głównie procesy tlenowe.

Z powyższego wynika że aby taki proces był możliwy w wodach musimy mieć tlen.

Procesy samooczyszczania wód

Informacje podstawowe

Procesy samooczyszczania wód

Rozpuszczalność tlenu w wodzie

Procesy samooczyszczania wód

Graniczna rozpuszczalność tlenu

Procesy samooczyszczania wód

Populacja ludzkości

Założenia

• Średni przepływ w Odrze: 574m³/s

• Przyjmując że ChZT ścieków surowych to 650gO₂/m³

• Zakładamy równomierne wprowadzanie ścieków do rzeki i brak stref beztlenowych,

• Brak ścieków przemysłowych

• Brak spływów powierzchniowych

• Brak wpływu rolnictwa

• Stężenie tlenu w rzece uwzględniając dodatkowe napowietrzanie z tytułu burzliwego przepływu 8gO₂/m³

• Średnie zużycie wody przez jednego mieszańca 0,15m³/d

Procesy samooczyszczania wód

Ile ludzi może korzystać z rzeki Odry – eksperyment uproszczony

Obliczenia

• Przepływ dobowy: 574m³/s ^. 86 400s=49 593 600m³/d

• Dostępny tlen: 495 936 00m³/d ^. 8gO₂/m³= 396 748 800gO₂/d

• Możliwa samooczyszczenia:

396 748 800gO₂/d / 650gO₂/m³ = 610 382,8m³/d

• Liczba ludzi: 610 382,8m³/d / 0,15m³/d = 4 069 219 ludzi

• Uwzględniając realny dopływ ścieków z Wrocławia:

140 000m³/d / 610 382,8m³/d = 22,9%

Wrocław pochłaniał by prawie 23% wszystkich właściwości samooczyszczania rzeki Odry

Procesy samooczyszczania wód

Ile ludzi może korzystać z rzeki Odry – eksperyment uproszczony

Na podstawie wiedzy z poprzednich zajęć wyznacz jakie jest ChZT 1l oranżady. Jaka ilość wody rzecznej będzie potrzebna od oczyszczenia 1m

oranżady? Przyjmij następujące

założenia:

• Zawartość cukru w 100ml to 9g

• Stężenie tlenu w rzece to 5gO

/m

Do opracowania w domu

W sytuacji kiedy następuje przekroczenie możliwości

samooczyszczania się wód pojawia się problem, z ich poprawnym

(normalnym) funkcjonowaniem. Kiedy przedostanie się zanieczyszczeń spowoduje drastyczny spadek tlenu pojawią się problemy z

funkcjonowaniem organizmów żywych. Jeżeli w ramach zrzutu

ścieków do wody dostanie się znaczą ilość związków azotu i fosforu niezbędnych do przyrostu mikroorganizmów może dojść do

niekontrolowanego ich przyrostu i zaburzenia funkcjonowania zbiornika wodnego. Taka sytuację nazywamy eutrofizacją.

https://youtu.be/6LAT1gLMPu4 - wersja graficzna

Wpływ ścieków na wody naturalne

Informacje podstawowe

Wpływ ścieków na wody naturalne

Eutrofizacja

Niekontrolowany zrzut związków

biogennych – azotu i fosforu

Wzrost stężenia azotu

i fosforu w zbiorniku

wodnym

Niekontrolowany przyrost glonów wykorzystujących

azot i fosfor w wodzie

Nadmierny przyrost glonów blokuje

rozpraszanie promieniowania słonecznego w wodzie

Obumieranie roślin realizujących

fotosyntezę i produkujących tlen Obumieranie glonów po

wykorzystaniu nadmiarowych ilości

azotu i fosforu Rozkład obumarłych

glonów przez bakterie – powrót związków

biogennych do środowiska

Nadmiarowe zużycie tlenu przy rozkładzie

związków

organicznych z glonów przez bakterie

Zużycie tlenu w wodzie pojawienie

się warunków beztlenowych (anoksycznych)

Wymieranie wszystkich organizmów tlenowych w

tym organizmów wyższych (ryby)

Wpływ ścieków na wody naturalne

Eutrofizacja

https://youtu.be/LJHKQlqVd1U

Można by przypuszczać, że wpływ azotu i fosforu na proces eutrofizacji jest

porównywalny. Takie przekonanie wynika z tego że oba pierwiastki (jak i kilak innych) są niezbędne do wzrostu mikroorganizmów. Azot w przeciwieństwie do fosforu występuję w

atmosferze, wieloletnie badania w kompleksie jezior w Kanadzie dowiodły, że czynnikiem limitującym jest fosfor. W przypadku

dostępności fosforu niektóre mikroorganizmy są wstanie wykorzystywać azot z powietrza do wzrostu. W przypadku braku dostępności

fosforu a nadmiaru azotu eutrofizacja nie zajdzie lub jej dynamika będzie znacznie niższa.

Wpływ ścieków na wody naturalne

Wpływ azotu i fosforu

Przeczytać: Eutrofizacja Morza Bałtyckiego - Curt Forsberg Uniwersytet w Uppsali

Do opracowania w domu

W Polsce dla określenia jak dobrze ścieki muszą być oczyszczone stosuje się

kryterium stężeń uzależnione od wielkości oczyszczalni. Poza drobnymi wyjątkami nie ma znaczenia do jakiego (wielkościowo) odbiornika trafiają ścieki.

Aktualne rozporządzenie dotyczące jakości ścieków to:

ROZPORZĄDZENIEMINISTRA GOSPODARKI MORSKIEJ IŻEGLUGI ŚRÓDLĄDOWEJ1Z dnia 15 lipca 2019

W sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego oraz warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków, a także przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do

wód lub do urządzeń wodnych Jak określić wielość oczyszczalni ścieków?

Co to jest RLM?

Wymagania stawiane ściekom oczyszczonym

Informacje podstawowe

Alternatywnym sposobem dla kryterium stężeń jest stosowane w niektórych krajach kryterium rozcieńczenia. Nie ma deklarowanych w przepisach parametrów ścieków oczyszczonych a jedynie informacja o ile może nastąpić wzrost stężenia

zanieczyszczeń w odbiorniku po zrzucie ścieków w porównaniu do wartości powyżej zrzutu.

Przykład: Ścieki odpływające z Wrocławskiej Oczyszczalni Ścieków (WOŚ) są czystsze niż woda w Odrze co oznacza, żę Odra poniżej zrzutu ścieków jest czystsza niż

powyżej. W przypadku gdyby w Polsce funkcjonowało kryterium rozcieńczenia Wrocław mógłby zrzucać znacznie gorsze parametry ścieków niż ma obecnie

Wymagania stawiane ściekom oczyszczonym

Alternatywa

Zalety:

• Zabezpieczenie odbiorników ścieków niezależnie od wielkości – wymusza wysoki stopień oczyszczenia w

miejscach gdzie rzeki są bardzo czyste

Wady:

• Różne parametry dla miast położonych dalej w dół rzeki

• Brak nacisku na poprawę jakości ścieków i poprawę jakości wód

Na postawie rozporządzenia W sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska

wodnego, ustal jaki parametry musi spełniać oczyszczalnia w twoim mieście (gminie)

Osoby z Wrocławia wybierają do analizy miasta z województw (to samo co za ostatnim razem):

• Lubelskiego,

• Podlaskiego,

• Podkarpackiego.

Do opracowania w domu

Ciąg osadowy

Ciąg ściekowy

Elementy oczyszczania ścieków

Podział blokowy

Kanalizacja

Oczyszczanie

mechaniczne Zagęszczanie

Odbiornik lub ponowne

wykorzystanie ścieków Oczyszczanie

biologiczne Usuwanie

N i P

Odnowa wody

Stabilizacja Odwadnianie

Suszenie Spalanie Osady

Ciecz osadowa

Rolnictwo

Koszty inwestycyjne / eksploatacyjne Skomplikowanie instalacji Efekty oczyszczania ścieków

Elementy oczyszczania ścieków

Opis

Procesy Fizyczne Biologiczno-chemiczne Biologiczno-

chemiczne Fizyczno chemiczne Co jest usuwane Zawiesiny

Zanieczyszczenia

rozpuszczone, koloidy, drobne zawiesiny

Związki

biogenne (N i P)

Zanieczyszczenia rozpuszczone, 100%

zawiesin, mikro zanieczyszczenia Nazwa

inżynierska

Oczyszczanie mechaniczne

Oczyszczanie biologiczne lub

biologiczno-chemiczne

Podwyższone usuwanie biogenów

Odnowa wody

Sprawność

usuwania C_org Niska 30% Średnia/wysoka 90% Wysoka 98% B. wysoka 99,9%

Kanalizacja I II III IV (III)

• W jaki sposób zrzut azotu i fosforu w ściekach przyczynia się do degradacji środowiska wodnego?

• Związki organiczne – co się dzieje gdy dostają się do środowiska ze ściekami oczyszczonymi?

• Dlaczego to fosfor jest kluczowym pierwiastkiem limitującym przyrost alg?

• Przygotuj schematyczne rysunki skutków zanieczyszczenia wód ściekami

• Jak zmienia się rozpuszczalność tlenu w wodach

• Co to jest RLM?

• Jakie są pozostałe parametry RLM poza BZT5

• Jakie skutki niosło by ze sobą wybudowanie biologicznej oczyszczalni bez części mechanicznej?

• Dlaczego w procesie odnowy wody nie stosuje się procesów biologicznych?

• Dlaczego w nie realizuje się procesów odnowy wody po oczyszczaniu ścieków?

Odpowiedź uzasadnij.

Pytania do wykładu 2