Graniczne obciążenia błony złóż biologicznych

____________ZESZYTY NAUKOWE P O L IT E C H N IK I Ś L Ą S K IE J

N r 2 0 I n ż y n i e r i a S a n i t a r n a z . 1 ^{1 9 6 0}

U .G A Ń C Z A R C Z Y K i 3. GRABOWSKA

G R A N IC ZN E O B C IĄ Ż E N IA BŁONY ZŁÓŻ B IO L O G IC ZN Y C H

P r o c e s o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w m e to d ą z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h z w i ą z a n y j e s t n i e r o z ł ą c z n i e z w ł a ś c i w o ś c i a m i t z w , " b ł o n y b i o l o g i c z n e j " p o k r y w a j ą c e j r o z w i n i ę t ą p o w i e r z c h n i ę w y p e ł ­ n i e n i a t y c h u r z ą d z e ń , I l o ś c i b ł o n y b i o l o g i c z n e j w z ł o ż a c h

( 1) z a l e ż ą od w a ru n k ó w i c h p r a c y , p r z y c z y m i l o ś c i a k t y w ­ n e j f i z j o l o g i c z n i e b ł o n y o g r a n i c z o n e s ą d o p r o w a d z e n ie m t l e n u , k t ó r y w n ik a w b ł o n ę w y ł ą c z n i e n a d r o d z e d y f u z j i i j a k w y k a z a ł y b a d a n i a S c h u lz e g o ( 2 ) n i e s i ę g a g ł ę b i e j n i ż n a 2 mm.

O p i e r a j ą c s i ę n a o d p o w ie d n ic h a n a l o g i a c h z b a r d z i e j j u ż r o z p r a c o w a n y m p r o c e s e m b i o l o g i c z n e g o o c z y s z c z a n i a ś c i e k ó w m e to d ą o s a d u c z y n n e g o , p r z y p u s z c z a ć m o ż n a , ż e o b c i ą ż e n i a je d n o s t k o w y c h p o w i e r z c h n i b ł o n y b i o l o g i c z n e j z ł ó ż ł a d u n k i e m z a n i e c z y s z c z e ń w y r a ż o n y m w BZT,. o k r e ś l a j ą w z n a c z n y m s t o p n i u w y n i k i o m a w ia n e g o o c z y s z c z a n i a ( 3 ) . Se w z g lę d u n a z m n i e j s z a j ą c e s i ę z a n i e c z y s z c z e n i e ś c ie k ó w p r z y p r z e p ł y w i e p r z e z z ł o ż a i w z w i ą z k u z ty m d o p ro w a ­ d z a n i e z m n i e j s z a j ą c y c h s i ę ła d u n k ó w z a n i e c z y s z c z e ń n a b ł o n ę b i o l o g i c z n ą p o k r y w a j ą c ą n i ż s z e c z ę ś c i w y p e ł n i e n i a z ł ó ż , u r z ą d z e n i a t e r o z p a t r y w a ć m ożna w a n a l o g i i do w i e ­ l o s t o p n i o w e g o u k ł a d u o s a d u c z y n n e g o .

D o ty c h c z a s o w a z n a jo m o ś ć c h a r a k t e r y s t y k i f i z j o l o g i c z ­ n e j b ł o n y b i o l o g i c z n e j w w a r u n k a c h p r a c y z ł ó ż , j e s t wy­

r a ź n i e n i e z a d o w a l a j ą c a . Z a z w y c z a j t y l k o d a n e t e c h n o l o ­ g i c z n e o k r e ś l a j ą c e d z i a ł a n i e p o s z c z e g ó l n y c h r o d z a jó w z ł ó ż , p o z w a l a j ą p o ś r e d n i o z o i i e n t o w a ć s i ę w s to s o w a n y c h o b c i ą ­ ż e n i a c h p o w i e r z c h n i b ł o n y i w y w o ła n y c h ty m s k u t k a c h , Wy­

j ą t e k s t a n o w i ą t u w y ł ą c z n i e t a k i e s z c z e g ó l n e r o z w i ą z a n i a z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h j a k n a p o w i e t r z a n e z ł o ż a z a t o p i o n e ( 4 ) ( 5 ) i o s t a t n i e k o n s t r u k c j e H a r t m a n n ’ a (6) i ( 7 ) °

S to s o w a n e w n a p o w i e t r z a n y c h z ł o ż a c h z a t o p i o n y c h o b c i ą ­ ż e n i a p o w i e r z c h n i b jja n y wg W i l f o r d 'a i C o n lo n ^ a ( 5 ) w y­

n o s z ą 2 4 , 5 g B Z T _ /m . d d l a u z y s k a n i a p e ł n e g o b i o l o ­ g i c z n e g o o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w i 4 9 g B Z T ^ /m . d p r z y

18 J . G a ń c z a r c z y k i J . O r a b o w s k a

c z ę ś c io w y m b i o l o g i c z n y m o c z y s z c z a n i U o - R ó w n o c z e ś n i e d o p ro ­ w a d z a s i ę do t y c h u r z ą d z e ń o k o ł o 1 2 m s p r ę ż o n e g o p o w ie « t r z a n a 1 m o c z y s z c z a n y c h ś c ie k ó w »

O p ra c o w a n e p r z e z H a r tm a n n "a ( 7 ) z a l e ż n o ś c i m a te m a ty c z ne d l a d z i a ł a n i a o b r o t o w y c h z ł ó ż z a n u r z a n y c h , d o t y c z ą r ó w n i e ż p r z y p a d k ó w c a ł k o w i c i e n i e t y p o w y c h d l a k o n w e n c jo « n a l n y c h ty p ó w z ł ó ż i o d z n a c z a j ą s i ę p r z e s a d n ą i w y i d e a l i z o w a n ą i n t e r p r e t a c j ą m a t e m a t y c z n ą , t y p o w ą d l a p r a c s z k o = ł y p r o f0 P 5 p e l * a .

C e le m n i n i e j s z e j p r a c y j e s t o k r e ś l e n i e do j a k i c h o b c i ą ż e ń b ł o n y b i o l o g i c z n e j d o c h o d z i s i ę w w a r u n k a c h z b l i ż o n y c h do s p o t y k a n y c h w p o w s z e c h n ie s to s o w a n y c h z ł o ­ ż a c h b i o l o g i c z n y c h p r z y :

a ) p e łn y m b i o l o g i c z n y m o c z y s z c z e n i u ś c ie k ó w ( o b n i ż k a B ZT_ w i ę k s z a od 9 0 % ) ,

b ) i c h c z ę ś c io w y m b i o l o g i c z n y m o c z y s z c z a n i u , o r a z c ) p r z y j a k i c h o b c i ą ż e n i a c h b ł o n y u s t a j ą p r o c e s y

b i o l o g i c z n e g o o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w »

P o w y ż s z e o b c i ą ż e n i a b ł o n y b i o l o g i c z n e j n a z w a n o t u o b c i ą ­ ż e n i a m i g r a n i c z n y m i »

C z e ś ć d o ś w i a d c z a ln a

W n i n i e j s z e j p r a c y p o s łu g iw a n o s i ę p o p r z e d n i o o p i s a ­ nym (8) m o d e le m z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h o p a r t y m n a z a s a d z i e r u r o b r o t o w y c h .

P r z e p r o w a d z o n e d o ś w i a d c z e n i a p o l e g a ł y n a p r ó b a c h o c z y s z c z a n i a n a ty m m o d e lu tz w » " s y n t e t y c z n y c h " ś c ie k ó w m i e j s k i c h , s k ł a d a j ą c y c h s i ę z r o z t w o r ó w p e p t o n u i m ocz­

n i k a o r a z m e c h a n i c z n i e o c z y s z c z o n y c h ś c ie k ó w m i e j s k i c h d o p ł y w a j ą c y c h n a o c z y s z c z a l n i ę w G l i w i c a c h .

C h a r a k t e r y s t y k ę ś c ie k ó w s y n t e t y c z n y c h p r z e d s t a w i o n o w t a b. 1 a c h a r a k t e r y s t y k ę m e c h a n i c z n i e o c z y s z c z o n y c h

ś c ie k ó w m i e j s k i c h p o d a w a n o p r z y p o s z c z e g ó l n y c h s e r i a c h w y n ik ó w i c h b i o l o g i c z n e g o o c z y s z c z a n i a »

Z a w a r t e w n i n i e j s z e j p r a c y o z n a c z e n i a a n a l i t y c z n e w y k o n y w a n o wg m e t o d y k i " S t a n d a r d M e t h o d s " ( 9 ) , z ty m ,

ż e o z n a c z e n i a u t l e n i a l n o ś c i w y k o n y w a n o m e to d ą n a d m a n g a - n ia n o w ą .

D o ś w i a d c z e n i a p r o w a d z o n o w t e n s p o s ó b , ż e do w p r a c o - w a n y c h m o d e l i z ł ó ż d o p r o w a d z a n o o k r e ś l o n e i l o ś c i ś c i e ­ k ó w , r o z p o c z y n a j ą c od n a j m n i e j s z y c h d a w e k . P r z y k a ż d e j

♦

T a b e l a 2

P r z e b i e g o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w s y n t e t y c z n y c h n a m o d e la c h z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h

L p ,

O b c i ą ż e - n i e h y d r a u l m o d e lu

I

* b ł o n y b i o l o

0 ł p ł y v/ z m o d e l L i 2 ł ó ż U t l e n i a l -

n o ś ć B Z T C

> A z o t y n y A z o t a n y A m oniak PH T e m p e r a t u r a " a g n i w a l n o ś ó

l / d g B Z i L / n / y d m g / l 0 2 m g / l 0 2 m g / l N m g / l N m g / l N °C d o b y

1 2 ... 3 . . 4 _____ 5 6 7 ⁸ 9 1 0 1 1

1 2 , 4 0 4 , 6 8 , 1 4 , 6 0 , 7 0 3 , 8 0 0 ,3 6 7 , 7 ^{1 9 , 0} > 1 0 , 0

2 4 , 2 5 ^{8 , 2} 1 0 , 9 8 , 5 3 , 3 o 1 , 8 0 4 , 5 0 8 , 0 1 8 , 0 > 1 0 , 0

3 5 , 5 0 1 0 , 6 9 , 0 1 5 , 1 2 , 5 0 1 , 1 6 1 4 ,3 0 7 , 8 1 6 , 0 > 1 0 , 0

4 ^{8 , 0 0} 1 5 , 4 1 0 , 5 1 7 , 7 ^{3 , 1 0 2 , 1 0} 7 , 7 4 7 , 8 1 9 , 0 > 1 0 , 0

5 ^{1 0 , 0 0} 1 9 , 3 1 1 , 3 2 7 , 9 1 , 1 6 1 , 8 0 8 ,5 0 7 , 9 ^{2 0 , 0 1}*1 0 , 0

6 1 3 , 7 0 2 6 , 4 ^{1 3 , 2} 3 8 , 6 3 , 0 0 1 , 8 0 1 1 , 0 0 7 , 7 ^{2 0 , 0} > 1 0 , 0

7 1 6 , 0 0 3 0 , 9 1 4 , 5 4 0 , 3 1 , 5 0 0 , 8 0 1 3 ,3 0 7 , 8 ^{1 9 , 0} > 1 0 , 0

8 2 1 , 5 0 4 1 , 5 * 1 7 , 8 6 5 , 1 2 , 0 3 0 , 8 1 1 4 ,7 0 7 , 8 1 9 , 0 > 1 0 , 0

9 ^{3 2 , 1 0} 6 2 , 0 2 7 , 9 9 7 , 5 1 , 9 1 0 , 5 6 1 5 ,9 0 7 , 7 ^{2 0 , 0} > 1 0 , 0

1 0 3 6 , 7 0 7 0 , 8 2 9 , 0 1 3 6 , 4 3 , 1 0 0 , 5 3 -1 8 , 0 6 7 , 7 ^{2 0 , 0 1 0 , 0}

t 1 4 2 , 8 0 8 2 , 6 3 2 , 6 2 0 0 , 8 2 , 0 3 0 , 4 0 1 9 , 3 0 7 , 8 ^{1 9 , 0} . 8 , 0

1 2 4 5 , 5 0 8 7 , 8 3 4 , 7 ^{3 0 6 , 1} 1 , 9 3 0 , 3 0 2 2 , 3 0 7 , 8 1 8 , 0 7 , 0

13 5 2 , 4 0 1 0 1 , 1 4 2 , 2 3 5 6 , 2 1 , 7 0 0 , 3 6 1 9 , 3 0 7 , 8 1 8 , 0 5 , 0

1 4 5 9 , 8 0 1 1 5 , 4 5 1 , 3 3 8 8 , 3 1 , 5 3 0 , 4 6 1 9 ,6 0 7 , 7 ^{1 9 , 0} 4 , 0

1 5 ^{6 7 , 2 0} 1 2 9 , 7 5 7 , 4 ^{4 0 6 , 8} 0 , 9 6 0 , 3 3 ^{1 8 , 6 0} 7 , 7 ^{2 0 , 0} 2 , 5

1 6 7 2 , 0 0 1 3 9 , 0 5 3 , 8 4 1 8 , 1 1 , 0 0 0 , 3 5 1 9 , 6 0 7 , 8 2 0 , 0 1 , 0

1 7 ^{8 4 , 0 0} 1 6 2 , 1 6 2 , 1 4 3 7 , 2 ^{0 , 8 0} 0 , 3 0 1 7 , 0 0 7 , 7 ^{2 0 , 0 1 , 0}

1 8 9 6 , 0 0 1 8 5 , 3 6 5 , 9 ^{4 6 1 , 8 0 , 5 6 0 , 1 1} 1 6 , 0 0 7 , 6 ^{2 0 , 0} 0 , 7 5

P r z e b i e g o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w m i e j s k i c h n a m o d e la c h z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h

T a b e l a 3

Lp„

O b c i ą ż e n i e h y d r a u l o m o d e lu

O b c i ą ż e n i e p c w * b ł o n y b i o l o g a

...

O d p ł y w z m o d e l i z ł ó ż

U t l e n i a ł -

n o śó

__ ...

.

Z ag n iw & ,1 - n o ś ó

l / d g B Z T5/ m 2 / d m g / l 0 2 m g / l 0 2 m g / l N m g / l N m g / l N °C de b y

1 2

3 .

. . ...

...

...

...

...

1 6 , 5 9 , 1 d o p ło

o d p ł a

6 7 , 0 1 3 , 1

3 0 6 , 6 3 1 , 9

ś l a d y 2 , 2 5

0 , 0 0 1 0 , 4 1

4® 5 0 0 , 8 0

7 , 4 7 , 7

1 3 , 0 1 8 , 0

0 , 0 8

> 1 0 , 0 0

2 1 2 , 0 1 5 , 6 d o p ł .

© d p ł .

6 2 , 2 6 , 5

2 9 7 , 6 5 1 , 2

0 , 0 0 5 1 , 8 0

0 , 0 4 0 , 5 0

1 2 , 0 0 5 , 5 0

7 , 4 7 , 7

1 7 , 0 1 8 , 0

0 , 1 3

>1 0 , 0 0

3 2 8 * 8 4 2 , 3 d o p ł .

o d p ł .

7 3 , 5 3 2 , 7

3 1 8 , 6 8 0 , 6

0 , 0 1 1 , 4 0

0 , 0 4 0 , 6 6

1 2 , 0 0 1 0 , 1 6

7 , 4 7 , 7

1 7 , 0 1 8 , 0

0 , 1 3 1 0 , 0 0

4 3 8 , 7 5 ^{6 4 , 2} d o p ł .

o d p ł .

6 4 , 3 3 2 , 7

3 5 6 , 8 1 4 3 , 4

0 , 2 0 1 , 4 6

0 , 0 2 2 , 0 3

1 5 , 0 0 1 0 , 3 0

7 , 5 7 , 8

1 ® # 0 1 8 , 0

0 , 1 6 7 , 0 0

5 ^{4 8 * 2} 7 5 , 3 d o p ł .

o d p ł .

6 1 , 2 3 8 , 3

3 2 1 , 6 1 8 3 , 8

0 , 2 5 1 , 0 3

0 , 0 1 1 , 6 0

1 6 , 0 0 1 1 , 0 0

7 , 5 7 , 8

1 8 , 0 1 8 , 0

0 , 1 3 6 , 0 0

6 5 3 , 2 7 8 , 0 d o p ł .

o d p ł , '

6 8 , 0 4 6 , 5

3 2 1 , 2 2 0 9 , 1

0 , 4 0 1 , 4 6

0 , 0 2 1 , 3 0

2 1 , 3 0 1 8 , 8 0

7 , 5 7 , 8

2 0 , 0 2 2 , 0

0 , 0 8 2 , 0 0

7 5 5 , 8 8 7 , 0 d o p ł .

o d p ł .

7 4 . 8 6 7 . 9

3 3 8 , 1 3 0 9 , 6

0 , 2 0 0 , 6 6

0 , 0 3 0 , 5 3

2 3 , 1 0 1 6 , 0 0

7 , 5 7 , 8

2 0 , 0 1 9 , 0

0 , 1 3 1 , 5 0

8 6 5 , 6 9 1 , 8 d o p ł ,

o d p ł .

6 5 , 2 6 5 , 0

3 1 2 , 1 3 0 8 , 7

0 , 2 5 0 , 9 0

0 , 0 1 6 0 , 3 3

1 5 , 0 0 1 8 , 3 0

7 , 5 7 , 7

1 8 , 0 2 0 , 0

0 , 0 8 1 , 0 0

9 ^{7 2 , 0} 9 3 , 6 d o p ł ,

O d p ł ,

6 5 , 7 6 6 , 0

2 9 5 , 2 2 9 9 , 6

0 , 1 0 1 , 0 0

ś l a d y 0 , 3 3

1 8 , 0 0 1 8 , 6 0

7 . 6 7 . 7

1 6 , 0 1 8 , 0

0 , 1 3 1 , 0 0

1 0 7 6 , 3 1 1 4 , 6 d o p ł ,

o d p ł .

6 8 , 8 7 1 , 6

3 2 1 , 6 3 6 1 , 2

0 , 1 0 0 , 7 1

0 , 0 0 0 , 2 0

1 8 , 0 0 1 9 , 1 0

7 , 5 7 , 8

1 8 , 0 2 0 , 0

0 , 0 8 0 , 7 5

G r a n i c z n e o b c i ą ż e n i a b ł o n y z ł ó ż ...___________ 1 5

T a b e l a 1 C h a r a k t e r y s t y k a ś c ie k ó w s y n t e t y c z n y c h

Z a w a r t o ś ć p e p t o n u 1 5 0 m g / l

Z a w a r t o ś ć m o c z n ik a 5 0 m g / l

U t l e n i a l n c ś ć 5 7 m g / l 0 „

B ZT^ 4 1 7 m g / l 0 2

Z a w a r t o ś ć a z o t u o g ó ln e g o 9 8 m g / l N

pH 7 , 3

w a r t o ś c i o b c i ą ż e n i a m o d e lu p r o w a d z o n o p r o c e s do u z y s k a ­ n i a s t a n u r ó w n o w a g i t j . d o u s t a l e n i a w s k a ź n ik ó w a n a l i ­

t y c z n y c h o d p ły w u . N a s t ę p n i e p o d w y ż s z a n o o b c i ą ż e n i e m ode­

l u .

U z y s k a n e w y n i k i b a d a ć p o d a n o w t a b . 2 i 3 .

O m ó w ie n ie w y n ik ó w

O d n o s z e n ie w y n ik ó w o c z y s z c z a n i a ś c i e k ó w n a z ł o ż a c h b i o l o g i c z n y c h do r o z w i n i ę t y c h w t y c h u r z ą d z e n i a c h p o ­ w i e r z c h n i b ł o n y b i o l o g i c z n e j , a c z k o l w i e k z g o d n e z p r z e ­

s ł a n k a m i w y m ie n io n y m i n a w s t ę p i e n i n i e j s z e j p r a c y , m oże b y ć k w e s t io n o w a n e z i n n y c h p u n k tó w w i d z e n i a . P r z e d e w s z y s t k i m p r a k t y c z n a s t r o n a t a k i e g o u j ę c i a b u d z i s z e r e g w ą t p l i w o ś c i , g d y ż i s t n i e j ą p o w a ż n e t r u d n o ś c i p r z y o k r e ­

ś l e n i u o m a w ia n y c h w i e l k o ś c i w z ł o ż a c h o z a s t o s o w a n iu t e c h n i c z n y m . R o z w i n i ę t a p o w i e r z c h n i a b ł o n y w t a k i c h u r z ą d z e n i a c h m oże r ó ż n i ć s i ę z n a c z n i e od p o w i e r z c h n i

z a s t o s o w a n e g o w y p e ł n i e n i a z ł ó ż a w a r u n k i j e j n a t l e n i a n i a i o b c i ą ż e n i a ś c i e k a m i m ogą b y ć b a r d z o z m ie n n e n a w e t w t y c h s am y ch u r z ą d z e n i a c h ,

W o p is y w a n y c h t u b a d a n i a c h p o s ł u g i w a n o s i ę m o d e le m z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h o o k r e ś l o n e j ś c i ś l e p o w i e r z c h n i b ł o ­ n y h i o l o g i c z n e j , s to s u n k o w o r ó w n o m i e r n i e o b c i ą ż o n e j ś c i e k a m i i n a t l e n i a n e j w s p o s ó b r ó w n o m ie r n y i d o s t a t e c z ­ n y . P o r ó w n a n ie t a k i e g o m o d e lu z u r z ą d z e n i a m i t e c h n i c z ­ n y m i wym aga z a s t o s o w a n i a o d p o w ie d n ic h w s p ó ł c z y n n i k ó w , c o j u ż z o s t a ł o p o d a n e w p o p r z e d n i e j p r a c y a u t o r ó w (8) . B a d a n ie p r o c e s ó w o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w w n i n i e j s z y c h w y i d e a l i z o w a n y c h w a r u n k a c h , p r o w a d z i j e d n a k n i e w ą t p l i ­ w i e d o p o z n a n i a m e c h a n iz m u o d p o w ie d n ic h z j a w i s k , k t ó r e

z a p e w n e n i e r ó ż n i ą s i ę w s p o s ó b z a s a d n i c z y od m a ją c y c h m i e j s c e w u r z ą d z e n i a c h t e c h n i c z n y c h .

2 0 J . G a ń c z a r c z y k i J . G r a b o w s k a

W y k o n a n e b a d a n i a d o p r o w a d z i ł y d o o k r e ś l e n i a o b c i ą - ż e ń b ł o n y b i o l o g i c z n e j m o d e lu , do k t ó r y c h u z y s k u j e s i ę p e ł n e b i o l o g i c z n e o c z y s z c z a n i e ś c ie k ó w i i c h c z ę ś c i o ­ we o c z y s z c z e n i e o r a z p r z y k t ó r y c h n a s t ę p u j e z a n i k e f e k ­ tó w o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w i n a s t ę p n i e n a w e t w z r o s t s t o p ­ n i a z a n i e c z y s z c z e n i a ś c ie k ó w d o p r o w a d z a n y c h do m o d e l i , c o t ł u m a c z y ć m o żn a c z ę ś c io w y m r o z k ł a d e m b ł o n y b i o l o g i c z ­ n e j . D a n e t e , n a z w a n e t u g r a n i c z n y m i o b c i ą ż e n i a m i b ł o n y b i o l o g i c z n e j , z e s t a w i o n o w t a b , 4 .

T a b e l a 4 Z e s t a w i e n i e w i e l k o ś c i g r a n i c z n y c h o b c i ą ż e ń

b ł o n y b i o l o g i c z n e j m o d e l i z ł ó ż

L p . S t o p i e ń o c z y s z c z a n i a Ś c i e k i

s y n t e t y c z n e m i e j s k i e

1. p e ł n e o c z y s z c z a n i e b i o l o g i c z n e

d o 3 0 g B Z T 5/

/m2 . d

do 1 0 g B Z T r / /m2 . d

2. c z ę ś c i o w e o c z y s z c z a n i e b i o l o g i c z n e

d o 8 3 " d o 7 8 "

3 . z a n i k e f e k t ó w o c z y s z c z a n i a

od 1 3 0 " od 9 2 "

4 . r o z k ł a d b ł o n y b i o l o ­ g i c z n e j

od 1 3 9 " od 9 3 , 6 "

R ó ż n i c e p o w y ż s z y c h w i e l k o ś c i d l a ś c ie k ó w " s y n t e t y c z ­ n y c h " i ś c ie k ó w m i e j s k i c h w G l i w i c a c h , p r o w a d z ą do pew ­ n e j o c e n y t y c h ś c ie k ó w m i e j s k i c h z p u n k t u w i d z e n i a m o ż l i ­ w o ś c i i c h o c z y s z c z a n i a . W y d a je s i ę , ż e w t e n s p o s ó b m oż­

n a d o p r o w a d z ić d o o p r a c o w a n i a w z g l ę d n i e p r o s t e j m e t o d y k i b a d a ń n a d " o e z y s z c z a l n o ś c i ą " r ó ż n y c h ś c ie k ó w m i e j s k i c h i p r z e m y s ło w y c h n a d r o d z e a n a l o g i c z n y c h p o m ia r ó w .

C h a r a k t e r y s t y c z n y d l a d z i a ł a n i a b ł o n y b i o l o g i c z n e j z a n i k e f e k t ó w o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w po p r z e k r o c z e n i u o k r e ś l o n y c h o b c i ą ż e ń p r z e d s t a w i o n o n a r y s . l o S f o r m u ł o ­ w a n ie t e j w i e l k o ś c i m oże m ie ć z a s a d n i c z y w p ły w n a o c e n ę z j a w i s k o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w n a z ł o ż a c h b i o l o g i c z n y c h . P r o w a d z i c n o b o w ie m p o ś r e d n i o d o o k r e ś l e n i a m a k s y m a ln e j w y s o k o ś c i z ł ó ż j a k o u r z ą d z e ń c z y n n y c h b i o l o g i c z n i e . P o z ­

G r a n i c z n e o b c i ą ż e n i a b ł o n y z ł ó ż » „ o 21

w a l a t a k ż e u z a s a d n i ć c e lo w o ś ć s t o p n io w e g o d o p r o w a d z a n ia ś c ie k ó w do z ł ó ż w ie ż o w y c h wg i d e i E0Z a c z y ń s k ie g o « ,

D l a p r z y p a d k ó w n i s k i c h z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h , w k t ó r y c h r o z k ł a d o b c i ą ż e ń b ł o n y n i e p o w i n i e n b y ć z b y t z n a c z n y , m o żn a p r z e p r o w a d z i ć p o r ó w n a n ie u z y s k a n y c h o b c i ą ż e ń b ł o ­ n y z w y n ik a m i o d p o w i e d n i c h o b c i ą ż e ń o b j ę t o ś c i z ł ó ż ł a ­ d u n k ie m z a n i e c z y s z c z e ń , p r z y u p r o s z c z o n y m z a ł o ż e n i u , ż e

1 m o b j ę t o ś c i p r z e c i ę t n y c h z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h r o z w i j a o k o ł o 1 0 0 m p o w i e r z c h n i b ł o n y b i o l o g i c z n e j0 T e n s p o s ó b i n t e r p r e t a c j i w y n ik ó w d o ś w i a d c z a l n y c h p r z e d s t a w i o n o n a r y s » 2» Na r y s u n k u ty m d l a p o r ó w n a n ia p o d a n o r ó w n i e ż tzw<>

k r z y w ą R u m p f* a (1 0) , o k r e ś l a j ą c ą n a p o d s t a w i e d a n y c h s t a t y s t y c z n y c h d z i a ł a n i e t e c h n i c z n y c h z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h « ,

D an e p r z e d s t a w i o n e n a r y s 02 p o z w a l a j ą j e s z c z e d a l e j p r z e p r o w a d z i ć o c e n ę w i e l k o ś c i z a w a r t y c h w t a b » 4 » R ó ż n i c e m ię d z y k r z y w ą R u m p f "a a p r z e b i e g i e m o c z y s z c z a n i a ś c i e ­ ków m i e j s k i c h , m im o s z e r e g u i s t o t n y c h z a s t r z e ż e ń t y c z ą ­ c y c h p i e r w s z e g o u j ę c i a , o k r e ś l a j ą w y ż s z ą s p r a w n o ś ć m ode­

l u , n i ż z ł ó ż w s k a l i t e c h n i c z n e j0 J e s z c z e b a r d z i e j k o ­ r z y s t n e w y n i k i o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w " s y n t e t y c z n y c h " p o d ­ k r e ś l a j ą w p ły w s p e c y f i c z n y " j a k o ś c i " ś c ie k ó w n a p r z e b i e g i c h o c z y s z c z a n i a »

P r z e d s t a w i o n y w n i n i e j s z e j p r a c y k i e r u n e k b a d a ń n ad o c z y s z c z a n i e m ś c ie k ó w m e to d ą z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h b ę d z i e d a l e j k o n ty n u o w a n y »

Z e s t a w i e n i e w y n ik ó w

1» P o s ł u g u j ą c s i ę m o d e la m i z ł ó ż b i o l o g i c z n y c h o p i s a n y ­ m i w p o p r z e d n i e j p r a c y , p r z e p r o w a d z o n o b a d a n i a n a d o c z y s z c z a n i e m t ą m e to d ą tz w » " s y n t e t y c z n y c h " ś c i e ­ ków m i e j s k i c h , z ł o ż o n y c h z r o z t w o r ó w p e p t o n u i m o cz­

n i k a o r a z m e c h a n i c z n i e o c z y s z c z o n y c h ś c ie k ó w m i e j ­ s k i c h d o p ł y w a j ą c y c h n a o c z y s z c z a l n i ę w G l i w i c a c h » 2 , P e ł n e b i o l o g i c z n e o c z y s z c z a n i e p o w y ż s z y c h ś c ie k ó w

( o b n i ż k a B ZT^ w i ę k s z a o d 9 0%) u z y s k i w a n o do g r a n i c z ­ n y c h o j j c i ą ż e n b ł o n y b i o l o g i c z n e j r ó w n y c h ok» 3 0 g B Z T ,./n i . d w p r z y p a d k u ś c ie k ó w ,, s y n t e t y c z n y c h i d o o b c i ą ż e ń r ó w n y c h ok» 1 0 g B Z T - /m » d p r z y ś c i e k a c h m i e j s k i c h o

2 2 J o G a ń c z a r c z y k i J ® G r a b o w s k a

3o Z n a c z n e w y n i k i c z ę ś c io w e g o b i o l o g i c z n e g o o c z y s z c z a l ­ n i a u z y s k i w a n o d l a ś c ie k ó w s y n t e t y c z n y c h d o o b c i ą ż e ń r z ę d u 0 3 g B Z T ,-/ra 0 d a w p r z y p a d k u ś c ie k ó w m i e j -

s k i c h d o o b c i ą ż e ń r z ę d u 7 8 g B Z T^ /rn ^ ® d .®

4® P r z y o b c i ą ż e n i a c h b ł o n y z n a c z n i e j s z y c h od p o d a n y c h p o w y ż e j , w y n i k i o c z y s z c z a n i a g w a ł t o w n i e m a l e j ą . , P r z y o b c i ą ż e n i a c h b ł o n y d l a ś c ie k ó w s y n t e t y c z n y c h w y ż s z y c h od 1 3 9 g B Z T c /m2 o d u z y s k i w a n o w y ż s z e B Z T5 o d p ły w u z e z ł ó ż n i ż d o p ły w u n a z ł o ż a0 P r z y p i s a ń t o m ożna c z ę ś c io w e m u r o z k ł a d o w i b ł o n y w t y c h w a ru n k a c h ® A n a l o ­ g i c z n e z j a w i s k o d l a ś c ie k ó w m i e j s k i c h z a o b s e rw o w a n o p r z y o b c i ą ż e n i a c h w y ż s z y c h od 9 3 , 6 g B Z T ^ /m ® d0 5® P o w y ż s z e g r a n i c z n e o b c i ą ż e n i a b ł o n y b i o l o g i c z n e j ,

r ó ż n e d l a p r z y p a d k u o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w s y n t e t y c z ­ n y c h i ś c ie k ó w m i e j s k i c h w G l i w i c a c h , p r o w a d z ą do o k r e ś l e n i a p o r ó w n a w c z e j c h a r a k t e r y s t y k i o c z y s z c z a n i a d a n y c h ś c ie k ó w m i e j s k i c h ®

6® O k r e ś l e n i e m a k s y m a ln y c h o b c i ą ż e ń b ł o n y b i o l o g i c z n e j , p r z y k t ó r y c h n a s t ę p u j e z a n i k e f e k t ó w o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w m oże d o p r o w a d z ić do o k r e ś l e n i a m a k s y m a ln y c h w y s o k o ś c i z ł ó ż , j a k o u r z ą d z e ń c z y n n y c h b i o l o g i c z n i e

i w y j a ś n i a c e lo w o ś ć s t o p n io w e g o d o p r o w a d z a n ia ś c i e ­ ków n a z ł o ż a w ie ż o w e ®

P IŚ M IE N N IC T W O

1® H EU K E L E K IA N , H ® s " T h e R e l a t i o n s h i p b e t w e e n A c c u m u la ­ t i o n , B i o c h e m i c a l a n d B i o l o g i c a l C h a r a c t e r i s t i c s o f F i l m a n d P u r i f i c a t i o n C a p a c i t y o f B i o f i l t e r a n d S t a n d a r d F i l t e r ® I® F i l m A c c u m u l a t i o n " , Sew® W o rk s Jo 1 1 , 2 3 ( 1 9 4 5 ) ®

20 SC H U LZE, Kos " E x p e r i m e n t a l V e r t i c a l S c r e e n T r i c k l i n g F i l t e r " , Sew In d ® W a s te s ¿ 2 » ( 1 9 5 7 )

3o GAŃCZARCZYK JoS " P r ó b a s y s t e m a t y k i s p o s o b ó w b i o l o ­ g i c z n e g o o c z y s z c z a n i a ś c ie k ó w m e to d ą o s a d u c z y n n e g o " , G a z , Woda i T e c h o S a n i t ® 3 4 , 51 ( 1 9 6 0 )

4o K ES SLER , L®H®, NORGOARD J® T ® : " O p e r a t i o n o f A rm y S e w a g e T r e a t m e n t P l a n t s " , Sew W o rk s J . 1 4 ® 1 2 2 8

( 1 9 4 2 )

G r a n i c z n e o b c i ą ż e n i a b ł o n y z ł ó ż » « 2 3

5® W IŁFO RD J » , CONLON T ® P » : " C o n t a c t A e r a t i o n S ew ag e T r e a t m e n t P l a n t s i n New J e r s e y " , S ew ® Ind ® W a s te s ® 2 2 , 8 4 5 ( 1 9 5 7 ) ®

6® P ftPEL F ® : " A b b a u l e i s t u n g u n d S a u e r s t o f f v e r b r a u c h d e r K l e i n l e b e w e l t i n B e l ü f t u n g s b e c k e n u n d T r o p f k ö r p e r n " , B er® A TV 1 0 , 1 0 ? ( 1 9 5 9 )

7® HARTMANN H » : " E n t w i c k l u n g u n d B e t r i e b v o n T a u c h t r o p f - k o r p e r a n l a g e n " , G a s = u® W a s s e r f a c h 1 0 1 . 2 8 1 ( 1 9 6 0 ) ® 8® GAŃCZARCZYK J ® , GRABOWSKA J » : " Z a s t o s o w a n i e r u r

o b r o t o w y c h j a k o l a b o r a t o r y j n y c h m o d e l i z ł ó ż b i o l o = g i c z n y c h " , G a z , W oda i T e c h n i k a S a n it ® 3 3 , 3 9 6

( 1 9 5 9 )

9 . AMER. WATER WORKS ASS®: " S t a n d a r d M e th o d s f o r t h e E x a m i n a t i o n o f W a t e r a n d S e w a g e " , New Y o r k 1 9 5 5 1 0 , GAŃCZARCZYK J®s " O b l i c z e n i e w y s o k o = > o b c ią ż o n y c h z ł ó ż

b i o l o g i c z n y c h m e to d ą d o p u s z c z a l n y c h o b c i ą ż e ń " , G a z , W oda i T e c h n ® S a n it® ¿ 1 , 3 7 4 ( 1 9 5 7 ) ®

L i m i t i n g l o a d i n g s o f b i o l o g i c a l f i l m o n t r i c k l i n g f i l t e r s

SUMMARY

P r e v i o u s l y d e s c r i b e d m o d e l o f b i o l o g i c a l f i l t e r s w a s u s e d t o s t u d y i n g t h e p u r i f i c a t i o n p r o c e s s o f s y n t h e ~

t i c s e w a g e , c o m p o s ed w i t h p e p t o n e a n d u r e a s o l u t i o n s , a n d s e w a g e a f t e r p r i m a r y s e d i m e n t a t i o n b a s i n s i n G l i w i c e t r e a t m e n t p l a n t ®

C o m p le t e b i o l o g i c a l p u r i f i c a t i o n o f a b o v e m e n t io n e d s e w a g e s ( d e c r e a s e o f BOD m o re t h a n 9 0 p e r - c e n t ) w a s r e = s u i t e d i n t h e l o a d i n g r a n g e t o 3 0 g BOD/m « d , r e g a r “ d i n g t o s y n t h e t i c s e w a g e a n d t h e l o a d s o f 1 0 g BOD/m , d f o r t h e G l i w i c e sew age®

V a l u a b l e e f f e c t s o f p a r t i a l b i o l o g i c a l t r e a t m e n t w a s r e s u l t e d i n t h e c a s e o f s y n t h e t i c s e w a g e t o t h e l o a d i n g s o f 8 3 g BOD/m . d a n d f o r t h e G l i w i c e s e w a g e t o 7 8 g BOD/m2 . d®

2 4 J o O a r i c z a r c z y k j J . G r a b o w s k a

I n t h e r a n g e o f b i o l o g i c a l f i l m l o a d i n g s g r e a t e r t h a n a b o v e m e n t i o n e d , t h e e f f e c t s o f p u r i f i c a t i o n r a p i d l y m i­

n i m i z e , A t l o a d i n g s g r e a t e r t h a n 1 3 9 g BOD/m2 , d an d 9 3 , 6 g BOD/m2 , d f o r s y n t h e t i c s e w a g e a n d G l i w i c e s e w a g e r e s p e c t i v e l y , t h e r a w e r e r e s u l t e d g r e a t e r BOD o f t h e e f f l u e n t s t h a n t h e BOD o f t h e i n f l u e n t t o t h e b i o l o ­ g i c a l f i l t e r m o d e ls . I t c a n b e e x p l a i n e d a s t h e p a r t i a l d e c o m p o s i t i o n o f b i o l o g i c a l f i l m i n s u c h c o n d i t i o n s o f l o a d i n g .

T h e d i v e r g e n c i e s b e t w e e n t h e l i m i t i n g l o a d i n g s o f t h e b i o l o g i c a l f i l m f o r t h e s y n t h e t i c s ew a g e a n d G l i w i c e s e w a g e , l e a d t o c o m p e r a t i v e d e t e r m i n a t i o n o f t h e t r e a t i - b i l i t y o f t h e s e s e w a g e s .

S i m u l t a n e o u s l y , t h e d e t e r m i n a t i o n s o f l o a d i n g s o f t h e f i l m , a b o v e w h ic h t h e p u r i f i c a t i o n e f f e c t s r a p i d l y m i n i m i z e , may b e o f v a l n e f o r d e s i g n i n g t h e m axim um d e p t h s o f t h e f i l t e r s a c t i n g a s t r u e b i o l o g i c a l u n i t s , a n d a l s o e x p l a i n s , t h e r e s u l t s o f l o a d d i s t r i b u t i o n ( s t e p - l o a d i n g ) a t b i o l o g i c a l f i l t e r s o f c o n s i d e r a b l e d e p t h ,.

ßZ /j o c/ p/ ty u a w m y /2

340~

300

I

300

2 0 0

260~

240

2 2 0

2 0 0

2 0 0

260 -

240-

2 2 0 -

360

30 60 70 OO SO 200 S/O

OÓc/q ż e r n e p o w / e r e c A / 7 f ó / o n y ó / o / o p / c z / 7 t y ' /V y S Z 7 } / e / ß e /. / / r z p w a c //a s c / e A o o / rn se ysA ccó

<?. » » * s p / 7 / e / p c 3 / 7 y i 'A

R y s .

/

Z o / e ż n o ś ć ß Z T s o c z y s z c z o n y c h s c / e t o *

/ o S c / c { ż z / 7 2 a p o / z i c c z c /72^{? / b f o n y}

b i o l o g i c z n e j

BZÍ¿oc/pćyh/uw mgr/¿Ü¿

f i y s . 2

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