V
POLSKO-AMERYKANSKIE
SYMPOZJUM
NA TEMAT
OCZYSZCZANIA SCIEKOW I
USUWANIA OSADOW SCIEKOWYCH
10-12 lutego 1976
Centrum Badan Srodowiska
Cincinnati, Ohio
Tom
Do not remove. This document
should be retained in the EPA
Region 5 Library Collection.
AGENCJA OCHRONY SRODOWISKA STANOW ZJEDNOCZONYCH AP
BIURQ BAD Aft I ROZWOJU
ZAKLAD BADAN SRODOWISKA KOMUNALNEGO
CINCINNATI, OHIO 45268
-------
-------
POLSKQ-AMBRYKA&SKIB SYMPOZJUM
, .HA TEMAI
OCZYSZCZABIA !§CIBK6w I USUWANIA OSAD6W SciBKOWYCH
10-12 lutego 1976
Centrum Badan Srodowlaka
Cincinnati, Ohio
Tom I
AGBHCJA OCHROHY SRODOWISKA STAH6W ZJBDNOCZONYCH AP
BI0RO BADAN I ROZWOJU
ZAKUD BADAN SRODOWISKA KOMUHALMBQO
CISCIHHATI, OHIO 45268
Envirorwantal Protection Agency
Region v• • " /
230 Go-,., : - -;; s;
«. Ilii;.ii3 6060«t .i
-------
-------
>
«.
SFIS
Strona
Przedmowa 1
Stanisiaw Haware: Badania w dziedzinie
oczyszczania 6ciek<5w w Polsce .. . 3
Joseph B. Parrell: Nowe kierunki w praktyce
przerdbki i usuwania oeaddw sciekowych
«r Stanacb Zjednoczonych AP 15
J6zef Cebula: Kompostowanie osad6w sciekowych
i odpaddw staiych 27
Janusz Zakrzewski: Wpiyw osad6w pokoagulacyjnych
i w6d z piukania filtrdw na proces oczyszczania
s'cieko'w miejskich i przerabiania osaddw 51
Jan Suechka: Pizyczno-chemiczne metody oczyszczania
sciekdw mieszanych - hutniczych i komunalnych ... 67
Robert W. Dunlap, Francis Clay McMichael:
Por6wnywanie alternatywnych strategii usuwania
^ciekdw koksowniczycb ...... 81
J. David Bye: Oczyszczanie Łciek6w garbarskich . . . 109
Jan Suscbka: Rozwdj technologii oczyszczania
^ciekdw w zakiadach wi<5kienniczych ......... 131
John J. Porter: Metody oczyszczania ^ciekow
w!6kienniczych prowadza.ce do odzysku wody
i chemikaliow 151
Jerzy Kurbiel, Thomas N. Sargent: Usuwanie
substancji refrakcyjnych ze sciekdw tekstylnych . . 173
Thomas N. Sargent: Studia badawczo-rozwojowe
w odniesieniu do Łciek<5w tekstylnych, prowadzone
przez Agencjf Ochrony Srodowiska Standw Zjedno-
czonych ..... 191
Jan R. Dojlido: Badania biodegradacji
i toksycznos'ci substancji organicznych,
wyst^puj^cych w soiekach przemyslowych . . 195
-------
Strona
Robert L. Bunchi Koncepcje, kryteria i pomiary
zdolno6ci do biologicznego rozkiadu 225
Apolinary L. Kowal.-Andrzej Biiyk: Odnowa wody
ze 6ciek6w biologicznie oczyszozonych ........ 241
Carl A. Brunner: VTtorne wykorzystenie w6d
w Stanach Zjednoczonych 261
Streszczenie calosci materiatdw z Polsko-
-Ameryka6skiego Sympozjum na temat oczyszczania
sciekdw i usuwania osad6w sciekowych . 271
List a uczestnikow 273
-------
PRZEDMOWA
ffciqz wzraetaja.ce komunalne i przemyslowe zapotrzebowa-
nie wody w Polskiej Rzeczypospolitej Ludowej i w Stanach
Zjednoczonych AF coraz dobitniej uzasadnia potrzebe. kontrol-
nych badan zanieczyszczen wody oraz stopnia zmniejszania
si§ jej zaeobow. W obu krajach problem ten zostat uznany za
wazna. spraw§ og6lnokrajow^, w zwia,zku z czym s^ w aich po-
dejmowane coraz powazniejeze zamierzenia badawcze w zakresie
ocayezczania ^ciek6w, utylizacji osadow i powt6rnego wyko-
rzystania wody.
Od rofcu 1972 Agencja Ochrony Srodowiska USA prowadzi
szeroko zaprogramowane badania w tej dziedzinie wsp6lnie
z polakim Ministerstwem Adtninistracji, Gospodarki Terenowej
i Ochrony Srodowiska oraz z Ministerstwem Solniotwa. Sympo-
zjum uwydatniio wagf wspolnych, mi§dzynarodowyoh badan, kt6-
re stanowia. jednocze^nie fragmenty plandw badawczyoh kazdego
kraju, eiuz^c ukierunkowaniu ogdlnoswiatowej uwagi na tak
dzis aktualne i skomplikowane problemy ochrony srodowiska.
Wsp61ne, poleko-amerykanskie Sympozjum na temat oczysz-
czania sciekdw i usuwania oaad6w sciekowych, ktdre odbyio
ei§ w CinciBnati, Ohio, w dniach od 10 do 12 lutego 1976 r,,
stalo sie. forum wymiany informacji technicznej midday pol-
skimi i amerykanskimi naukowcami oraz inzynieratni, wykonujq-
cymi wspdlne projekty. Oprdcz uczestnikdw polekich oraz am«-
rykanskich, zatrudnionycb w Agencji Ochrony Srodowiska USA,
w Sympozjum wzi^li r6wniez udziai naukowcy z akademickich
i przemysiowych osrodkow Stan6w Zjednoczonych - Uniweraytetu
Cincinnati, Uniwereytetu Carnegie-Mellon, Dniwersytetu Clem-
son oraz Amerykanskiego Instytutu Zelaza i Stali.
-------
DyskUBje ekupialy si§ na siedmiu projektach dotyczqcych
problenuSw wodnych, o iqcznej wartosci okoio 1,4 miliona do-
Iar6w, kt6re e^ prowadzone w Polece w ramach Specjalnego
Programu Walut Zagranicznych. Projekty te obejmuj^ badania
sciek6w przemysiowych z przemysi6w: cifzkiego, wiokiennicze-
go i ek6rzanego, technologic biologicznego i fizyko-chemicz-
nego oczyszczania sciekdw, utylizacje osad6w oraz powtdrne
wykorzystanie wody ze Łciek6vr oczyszczonych.
-------
BADANIA W DZIEDZINIB OCZYSZCZANIA SCIEK&W
W POLSOB
Stanisiaw Nawara
Departament Ochrony Srodowiska
Ministerstwa Administracji Gospodarki
Terenowej i Ochrony Srodowiska
Warszawa, Polska
STRBSZCZBNIB
Szybki gospodarczy rozwoj Polski wymaga dziaialnosci
odpowiednich instytucji ochrony srodowiska oraz naukowych
programow dziatalnosci w tym zakreeie. W celu rozwia,zania
licznych zwia.zanych z tym problemow powoiano, Ministerstwo
Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Srodowiska.
Dziaialnosc na rzecz oohrony srodowiska w Polsce obejmu-
>je obecnie ochrong powietrza, wod i ziemi oraz zapobieganie
haiasom. Ochrona wod zostaia zorganizowana w roku 1954.
Mniej wifcej 80 prooent ioh zanieczyszczenia pochodzi
z 2800 zakiadow przemysiowych i 600 miast. Obecnie okolo
60 procent sciekow i wod zrzutowych jest przetwarzanych.
Badania w zakresie ochrony wod s^ kierowane przez Insty-
tut Ksztaitowania Srodowiska, a przeprowadzane przez specja-
lizuja,ce sig instytucje, podlegie poszczegolnym minister-
stwom. We wspoinnianym instytucie opracowuje sif standardy,
normy Jakosci wod i programy dziaiania przeciw ioh zanie-
czyszczeniom. Programy te opracowano perspektywicznie az po
rok 1985.
Program polepszenia jakosci wod obejmuje: 1/ produkcjf
urz^dzen do przetwarzania wod i sciekdw, 2/ optymalizacje.
powtornego uzycia wody w zakladach przemystowych, 3/ popie-
ranie produkcji detergent6w, srodkow przeciw szkodnikom
i innych chemikalii - biologicznie czynnych, 4/ ulepszanie
metod przetwarzania danych i informacji w omawianej dziedzi-
nie.
Szczegolnq uwagg poswi§ca sie problemowi oczyszczania
sciekow i jakosci wody w maiych miastach i obiektach tu-
rystycznych. Podkreslenia wymaga rdwniez udziai Polski
w dzialaniach na rzecz ochrony Morza Baityckiego przed za-
nieczyszczaniem jego wod, zgodnie z ustaleniami konferencji
panstw baityckich w Helsinkach, w roku 1974.
-------
THE RESEARCH WORKS OH SEWAGE TREATMENT IH POLAND
ABSTRACT
The rapidly accelerating and economic development in
Poland requires adequate institutional arrangements and
scientific programs to deal with environmental protection.
To solve the many environmental problems, the Polish Parlia-
ment has organized a governmental unit in the form of the
Ministry of Administration, Local Economy and Environment
Protection.
Activities now encompass protection of the air, water,
and soil as well as noise prevention. Water protection has
been organized since 1954. The voivodship offices across the
country have an important role in water pollution control.
Adequate laws, regulations, and enforcement are in place to
protect the waters of Poland.
About 80 percent of the water pollution in Poland comes
from 2800 industries and 600 towns. The largest industries
are chemical, mining and power, and food and wood. Present-
ly, about 60 percent of all wastewaters are treated.
Research for water protection is coordinated by the
Research Institute on Environmental Development /RIED/ and
specialized institutes in individual ministries conduct the
research projects. The RIED determines the standards, water
quality norms, water classification, and anti-pollution
programs. A plan has been made through 1985.
Present water quality improvement programs include
1/ production of water and wastewater treatment equipment,
2/ optimizing water reuse in industry, 3/ encouraging the
production of detergents, pesticides, and the like that are
biodegradable, and 4Y improving treatment methods, instru-
mentation and information. Particular attention is being
given to treatment from small towns and tourist facilities.
Advanced treatment processes are also under study to achieve
the high quality water needed in some area.
Protection of the Baltic Sea was agreed to in the 1974
Helsinki Convention. Poland is talcing steps to meet the re-
quirements for keeping the Baltic Sea clean.
-------
WSTgP
W okresie przyspieszonego spoleczno-ekonomicznego rozwo-
ju Polski problemy ochrony srodowiska uznane zostaiy za
szczegolnie wazna. dziedzing, wymagaja,ca, zardwno zorganizowa-
nia odpowiednich instytucji oraz wypracowania form dziala-
nia, jak i uksztaitowania wlasciwego stosunku spoiecznego do
tych zagadnien. Wyrazem tych da,zen bylo m.in. powoianie
przez Sejm Polskiej Rzeczypospolitej Ludowej wlasciwego dla
wsporanianych problemow organu administracji paiistwowej w po-
staci Ministerstwa Administracji, Gospodarki Tereaowej
i Ochrony Srodowiska.
W odniesieniu do zagadnien ochrony srodowiska Minister-
stwo objgio swym zakresem dzialania przede wszystkim proble-
ray z zakresu ochrony wdd i powietrza atmosferycznego przed
zanieczyszczeniem, unieszkodliwiania odpadow, walki z haia-
sem i wibracj^ oraz ochrony i rekultywacji gleb, przewidujqc
rozciagni§cie swej dzialalnosci na inne problemy srodowiska
w miarg nasilania si§ stopnia ich wystgpowania.
Sposrdd wymienionych elementow Srodowiska na^lepiej jest
rozpoznana problematyka ochrony wod powierzchniowych przed
zanieczyszczeniem, ktora najwczesniej, bo juz w 1954 roku
/z chwil^ powolania Panstwowej Inspefccji Ochrony Wdd/ zosta-
la ujeta w ramy zorganizowanej dziaialnoSci administracyj-
nej. Zostalo to podyktowane gldwnie stwierdzonq potrzeb^ za-
chowania rownowagi wodno-gospodarczego bilansu kraju, w ktd-
rym jakosc wod, z uwagi na szczupiosc ich zasobow oraz nie-
rdwnomierne ich rozmieszczenie na obszarze kraju i zmiennosd
w czasie, odgrywa podstawow^ rol§ w swietle postgpuj^cego
wzrostu zapotrzebowania na wod§ odpowiedniej jakoSci przez
ludnosc, przemysl i rolnictwo.
-------
1. ORGANIZACJA WLADZ ADMUSISTRACJI PANSTWOWEJ
W Ministerstwie Administracji, Gospodarki Terenowej
i Ochrony Srodowiska zagadnieniami ochrony wod przed zanie-
czyszczeniem zajmuje Big Departament Ochrony Srodowiska,
ktdry koordynuje i kierunkuje caloksztait dzialalnosci w tym
zakresie. W terenie dziaialnosc w zakresie ochrony wod przed
zanieczyszczeniem jest prowadzona przez wlasciwe dla spraw
gospodarki przestrzennej i ochrony srodowiska wydziaiy urz§-
dow wojewodzkioh. Wydziaiy te dysponujq osrodkami badan
i kontroli srodowiska, prowadza.cymi m.in. laboratoryjnq kon-
trolf jakosci wod i sciekow.
2. PRAWNE ZASADY OCHRONY W6D PRZciD ZANIECZYSZCZEHIBM
Prawne podstawy dziaiania w zakresie ochrony wod przed
zanieczyszczeniem, reguluja.ce uprawnienia uzytkownikdw wod,
ustala ustawa "Prawo wodne" oraz wydane na jej podstawie
akty wykonawcze. Przepisy te ustalaj^ m.in. dopuszczalne
normy zanieczyszczenia wod oraz warunki wprowadzania sciekow
do wody, ziemi i kanalizacji miejskiej. Okreslajq one jedno-
czesnie zasady wymierzania kar pienie.znych za szkodliwe za-
nieczyszczanie wod oraz tryb ich scia^gania.
Za szkodliwe - w swietle przepisow - zanieczyszczenie
w6d rozumie si§ wywolanie w nich takich zraian fizycznych,
chemicznych, biologicznych lub innych, ktdre sprawiaj^, ze
wody nie nadaja. si§ do wykorzystania na potrzeby ludnosci
lub gospodarki narodowej oraz powoduj^ szkodliwe zmiany
w srodowisku. Zaklady odprowadzaj^ce scieki do wody, ziemi
lub kanalizacji miejskiej zobowia_zane s^ do budowy oraz
wlasciwej eksploatacji i utrzymania odpowiednich urz^dzeri do
oczyszczania sciekow.
Zakiady nowo budowane i rozbudowywane maja, obowi^zek
uruchamiania takich urz^dzen rownoczesnie z uruchamianiem
-------
produkcji. W odniesieniu do zakladow istnieja.cych, a raaja.cych
zaleglosci w tym zakresie, ustawa okresla ostateczny termin
budowy wymaganych urza.dzen. Odprowadzanie sciekow do wod,
ziemi i kanalizacji wymaga pozwolenia wodno-prawnego, ktore
wydaje kompetentny terenowy organ administracji paristwowej.
Stwierdzone w wyniku kontroli przekroczenia przez dany za-
kiad ustalonych w pozwoleniu warunkdw odprowadzania scie-
kow podlega sankcjom prawnym.
Przepisy ustawy "Prawo wodne" wprowadzaj^ zasad§ odplat-
nosci za pobor wody oraz wprowadzanie sciekow do wod i do
ziemi. Stwarza ona jednoczesnie podstawg do wydzielenia
niektorych wod jako tzw. vfody szczegolnie ohronione przed
zanieczyszczeniem przez zakaz ivprowadzania do nich sciekow
oraz podstawe do okreslenia zakresu i zasad tej ochrony.
3. ^RODLA ZMIECZYS2CZMIA WOD
Podstawowymi zrodlami zanieczyszczenia wod powierzch-
niowych w Polsce sa, zaklady przemysiowe i gospodarka komu-
nalna. Z og6lnej liczby zakiadow odprowadzaj^cych scieki
bezposrednio do wod powierzchniowych lub za posrednictwem
kanalizacji miejskiej, istotny wplyw na zanieczyszczanie wod
wywiera okolo 2800 zakladow przemysiowych i 600 miast skana-
lizowanych. Odprowadzaj^ one iqcznie ok. BCfo ogolnej ilosci
wytwarzanych sciekow, w zwia_zku z czym stanowiq podstawovvy
przedmiot dzialania organow ochrony srodowiska.
Najwyzszy udzial w zanieczyszczeniu wod maja. miasta oraz
zaklady: przemyslu chemicznego, gornictwa i energetyki,
przerayslu ciezkiego, przemyslu epozywczego /ze wzglgdu na
kampanijnosc produkcji szeregu branz tego przemyslu/ oraz
przemyslu drzewnego. Stopien obecnego wyposazenia zakladow
i miast w oczyszczalnie sciekow pozwala na oczyszczanie
w rdznyra stopniu ok. 60$ ogdlnej ilosci wytwarzanych i wyma-
gaj^cych oczyszczania sciekow.
-------
4. WAUKOWO-BADAWCZE I TECHNICZNE ZAPLfciC&i OCHRONY V/6D
Prsce naukowo-badawcze w dziedzinie ochrony wod przed
zanieczyszczeniem sa. prowadzone w instytutach branzowych po-
szczegdlnych resortdw przemysiowych oraz w utworzonym w roku
1974 Instytucie Ksztaltowania Srodowiska, ktdry koordynuje
caloksztalt badaii w zakresie ochrony srodowiska w Polsce.
Koordynacyjna dziaJalnosc tego Instytutu dotyczy giownie
programw i planow prac naukowo-badBwczych poszczegolnych
jednostek naukowych, zajmujqcych si§ w kraju t^. problematy-
k^. Do zadari instytutow branzowych nalez^ przede wszystkim
prace w zakresie technologii oczyszczania i unieszkodliwia-
nia wytwarzanych przez poszczegolne branze zanieczyszczen.
Zagadnienia natury ogolnej, dotyczqce ta.in. ustalania stan-
dardow normatywow jakosci wod oraz metod klasyfikacji i oce-
ny ich czystosci, a takze programdw ochrony wod przed zanie-
czyszczeniem sa, opracowywane na potrzeby ogolnokrajowe r6w-
niez przez Instytut Ksztaitowania Srodowiska.
Sposrod dotychczasowych osia^nigc w dziedzinie doskona-
lenia metod i urz^dzeri do oczyszczania sciekdw oraz opraco-
wania i wdrozenia nowych technologii oczyszczania godne
szozegolnej uwagi s^ nastepuj^ce:
- udoskonalenie metod i urzqdzeri do odzysku w ok. 90& fenoli
zawartych w wytwarzanych sciekach oraz metod biologicznego
i fizyczno-chemicznego doczyszczania w wysokim stopniu
sciekow fenolowych,
- opracowanie i wdrozenie metod biologicznego oczyszczania
sciekdw z produkcji celulozy siarczanowej,
- opracowanie termicznej i hydrotechnicznej metody unie-
szkodliwiania zasolonych wod kopalnianych,
- opracowanie i wdrozenie metody biologicznego oczyszczania
sciekdw mleczarskich w rowach biologicznych,
-------
- opracowsnie i wdrozenie metody usuwania siarkowodoru z wdd
dolowych kopalri siarki.
5. KIERUKKI DALSZ/CH PRAC
Gwarancje. szerokiego rozwoju prac badawczych i wdroze-
niowych w dziedzinie ochrony wdd stanowi zaliczenie proble-
matyki ksztaitowania i wykorzystania zasobdw wodnych do gru-
py problemow rza.dowych, wymagaj^cych stopniowego rozwia,zania
do roku 1985. Zatwierdzony do realizacji program prac badaw-
czo-rozwojowych w tym zakresie, w czgsci dotyczqcej poprawy
jakosci wod uwzgl^dnia kierunki badan prowadz^ce do:
- uruchotnienia seryjnej produkcji urz^dzeri i aparatury do
oczyszczania sciekdw, unieszkodliwiania osadovv sciekowych
oraz uzdatniania wod,
- optymalizacji1 gospodarki wodno-sciekowej w zakladach prze-
myslowych /stosowanie obiegow zamknigtych oraz bezscieko-
wych i oszczfdzaja.cych wod§ technologii produkcji/,
- opracowsnia technologii wytwarzania latwo rozkiadalnych
pestycydow, detergentow itp. srodkow chemicznych, stosowa-
nych w rolnictwie, przemysle i w gospodarstwach domowych.
- opracovvania wysoko efektywnych technologii oczyszczania
sciekow i unieszkodliwiania osadow sciekowych, uzdatniania
wody i odzysku wody ze sciekow oraz odsalania doiowych wod
kopalnisnych,
- uruchomienia przerayslowych raetod budowy oczyszczalni scie-
kow, uj§<5, stacji uzdatniania wody i przepompowni,
- opracowania i uruchomienia seryjnej produkcji urzqdzen do
poraiaru, przesyiania i przetwarzania informacji na potrze-
by gospodarowania wod^ oraz sterowania procesami technolo-
gicznymi w stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach
sciekdw,
-------
- rozbudowy systemu pomiarowych i sygnalizacyjnych urza,dzeii
sluzby hydrologiczno-meteorologicznej oraz budowy systemu
automatycznej kontroli jakosci wod powierzchniowych,
- zorgan!zowania krajowego banku informacji w zakresie ilos-
ciowego i jakosciowego gospodarowania wod%.
Przytoczony, zakrojony na szeroka. skale program prac
b§dzie w cia_gu najblizszych pieciu lat okreslal konstrukcje.
planow prac instytutow branzowyoh poszczegolnych resortow
gospodarczych oraz Instytutu Ksztaitowania Łrodowiska jako
ogolnokrajowego koordynatora badan w omawianym zakresie oraz
prac osrodkow zaplecza technicznego. Wsrod tych ostatnich
wiodqcym w produkcji urzqdzeii do ochrony wod jest Zjednocze-
nie Zaplecza Technicznego Gospodarki Komunalnej w Poznaniu,
podlegle Ministerstwu Administracji, Gospodarki Terenowej
i Ochrony Srodowiska.
Zjednoczenie to, nadzoruj^ce Przedsi§biorstwo Wieloza-
kladowe "PoWoGaz" w Poznaniu /ktore obejmuje Pabrykg Apara —
tury i Urzqdzen Komunalnych w Poznaniu, Pniewach i Pile/
uruchomiio Juz m.in. produkcje malych oczyszczalni sciekdw
o konstrukcji stalowej typu "Bioblok". Oczyszczalnie te
sa, przeznaczone do peinego biologicznego oczyszczania scie-
kow w ilosci 100 do 800 ra na dobg. Mog^ bye stosowane
szczegdlnie w odniesieniu do maiych jednostek osadniczych,
szkdl, szpitali, hoteli, moteli, osrodkow rekreacyjnych, do-
mow wczasowych, obiektow socjalnych w zakiadach przemysio-
wych i innych. Oczyszczanie sciekow odbywa si§ w tych urza.-
dzeniach metodq nisko obci^zonego osadu czynnego.
Z dalszym rozwojem tej produkcji wi^ze sig w Polsce moz-
liwosc wykonania zadan w zakresie zaspokojenia potrzeb wyni-
kaj^cych z planowanego rozwoju bazy wypoczynkowej, turys-
tycznej oraz programu kanalizacji maiych osiedli i wsi.
Przedsiebiorstwo "PoWoGaz" specjalizuje si§ ponadto w pro-
dukcji aparatury pomiarowo-kontrolnej i urzqdzen do uzdat-
-------
niania wody, aparatury poraiarowo-kontrolnej do oczyszczania
sciekow, aparatury wodocia^gowe j , miernikow oplat za usiugi
komunalne itp.
6. POTRZEBY W ZAKRESIK OCZYSZCZANIA SCIKKOW
Zaiozenia perspektywicznych programow ochrony wod vv
Polsce przewiduja^, ze przywrocenie czystoaci wod do stanu
odpowiadaja^cego wymaganiom uzytkownikow powinno nastqpic ok.
roku 1990. Zaiozenia te okreslajq wigc skal§ zadan do reali-
zscji w okresie najblizszych pi§tnastu lat. Zadania te zo-
zreslizowane przez:
- wyposazenie wszystkich zrodel zanieczyszczenia zgodnie
z obowiqzuj^cymi zasadami prawa w odpowiednie urza.dzenia
do oczyszczania sciekow,
- wprowadzenie ostrego rezitnu w gospodarowaniu wod^ w prze-
mysle,
- prowadzenie prawidlowej eksploatacji wybudowanych oczysz-
czalni sciekow.
Wyrnaga to obok wielorailiardowych nakiadow inwestycyj-
nych takze zapewnienia odpowiednich warunkow tecimicznych
dla ich racjonalnego v?ydatkowania. Szczegdlnie istotnego
znaczenia nabiera zagadnienie przygotowania wysokoefektyw-
nych, opanowanych pod wzglgdem technologicznym metod oczyez-
czania sciekow. Prognozy czystosci wod w odniesieniu do
okresu perspektywicznego wykazuj^ bowiem, ze przy zaiozo-
nyra przestrzenno-gospodarczym rozwoju Polski, w stosunku do
niektorych rzek w calosci lub ich odcinkow osia^gniecie wyraa-
ganego stanu czystosci v/dd raoze si§ okazac niemozliive przy
stosowaniu konwencjonalnych metod oczyszczania mechaniczno-
-biologicznego, zapewniaj^cych redukcjg zanieczyszczeii w
granicach ok. 9Q/o.
-------
W zwia,zku z tyra kierunki dslszych prac b§d$ uwzglednialy
w szerszym zakresie wykorzystanie prooes6w i raetod fizyczno-
-chemicznych, pozwalaja,cych na unieszkodliwianie w wysokim
stopniu substancji refrakcyjnych, t;J. produkt6w procesow
wchodza^cych w zakres trzeciego stopnia oczyszczania sciekow
oraz procesow odnowy wody. Jest to uzasadnione potrzeba,
uwzgledniania w efektach oczyszczania w coraz wyzszym
stopniu taklch czynnikow zanieczyazczenia jak: charakteryzu-
j^ce substancje biogenne, zwia_zki powierzcbniowo czynne, che-
miczne srodki ochrony roslin, nawozy sztuczne i inne specy-
ficzne czynniki, ktore w raiarg upiywu czasu bfdq ograniczaiy
mozliwosci gospodarczego wykorzystania wdd.
Adaptacja wielu sposrod wspomnianych procesow do po-
trzeb oczyszczania sciekow jest obecnie opracowywana przez
jednostki badawcze. Niektore metody zostaiy juz wdrozone na
skalf techniczn%. Dla przykladu: proces destylacji zostai
zastosowany przy opracowaniu przez Glowny Instytut Gdrnictwa
termicznej metody odsalania stgzonych solanek. Metoda ta zo-
staia przebadana w skali poltechnicznej w zakladzie doswiad-
czalnym kopalni w§gla kamiennego "Dgbiejisko" , gdzie nastgp-
nie zostai wybudowany pierwszy zakiad odsalania wod dolowych
w skali technicznej, o produkcji ok. 270 ton soli na dobe.
Prowadzone s^ rdwniez badania w odniesieniu do procesow od-
wroconej osmozy i elektrodializy do odsalania wod srednio
zasolonych.
Realizowane s% - jeszcze wprawdaie nieliczne w skali ca-
•tego kraju - oczyszczalnie, w ktorych technologii oczyszcza-
nia zastosowano procesy chemicznego str^cania. Dotyczy to
giownie oczyszczalni, 2 ktorych scieki odprowadzane sq do
rzek i zbiornikow wykorzystywanych do zaopatrzenia ludnosci
w wodg. Prowadzone sq ponadto prace nad zastosowaniera w
oczyszczaniu wod procesow sorpcji i wymiany jonowej.
Podjety program z zakresu metod wysoko efektywnych jest
rowniez wynikiem zobowi^zsn wynikaj^oych ze wspolpracy mie-
12
-------
dzynarodowe;}, szczegolnie ze wspoipracy Polski 2 innymi pari-
stwami nadbaltyckimi. Podpisana w Helsinkach w roku 1974
konwencja o ochronie morskiego srodowiska obszaru Morza Bal-
tyckiego prowadzi do ograniczenia lub zaprzestania odprowa-
dzania do Baltyku zanieczyszczeri uznanych za substancje
szkodliwe, takich jak: zwia.zki me tali ci§zkich /w tytn rtfd
i kadmu/, fenole i ioh pochodne, zwia_zki biogenne, wielo-
piersoieniowe w^glowodory aromatyczne, oleje i odpady prze-
mysiu petrochemicznego oraz wiele innych, ktorych eliminacja
ze sciekow wymaga metod oczyszczania o wysokiej efektyw-
noaci.
W celu zapewnienia realiaacji zobowi^zan wynikaj^cych
z postanowieu Konwencji, a w szczegolnosci:
- wyeliminowania lub znacznego ograniczenia bezposredniego
i posredniego zrzutu do morza substancji i materialdw wy-
mienionych w Konwencji,
- zaopatrzenia statk6w w urz^dzenia do gromadzenia lub
oczyszczania wytwarzanych zanieczyszczen oraz wyposazenia
portow w urza.dzenia do odbioru i likwidacji tych zanie-
czyszczen,
- przygotowania srodk6w technicznych i organizacyjnych, nie-
zbgdnych do likwidacji skutkow awaryjnych wylewdw ze etat-
kow do Baltyku,
- rozszerzenia prac naukowo-badawczych, zwi^zanych z ochron^
Baltyku przed zanieczyszczeniem,
- dostosowania przepisow prawnych do potrzeb wynikaj^cych
z Konwencji,
przygotowany zostal przez Zespoi Rz^dowy program ochrony
srodowiska Baltyku, ustalaj^cy w odniesieniu do poszczegdl-
nych jednostek gospodarczych i naukowych ezczegolowe zada-
nia w wymienionym zakresie, wyraagaja.ce realizacji w poszcze-
g61nych okresach planistycznych.
-13
-------
Objfte przez program zadania w zakresie prac naukowo-
-badawczych na lata 1976-1980 dotycza, w ogolnym zarysie na-
sttpuj^cej problematyki:
- metod i techniki pomiarow zanieczyszczeii,
- okreslenia stopnia zanieczyszczenia «6d morskich oraz osa-
dow dennych,
- okreslenia stopnia zakazenia zywych organizmow morskich,
- ustalenia toksycznosci substancji chemicznych,
- aamooozyszczania si§ wod Baityku,
- metod zapobiegania zanieczyszczeniom wod morskich.
14
-------
NOWE KIERUNKI W PRAKTYCE PRZER6BKI I USUWANIA
OSAD6W gCIEKOWYCH W STANACH ZJEDNOCZONYCH AP
Joseph B. Parrell
Laboratorium Badawcze Srodowiska Miejskiego
Agencja Ochrony Srodowiska
Cincinnati, Ohio, USA
STRESZCZENIE
W dotychczasowych rozwia,zaniach gospodarki osadowej de~
cydujacq rolf odgrywaiy warunki lokalizacyjne i naklady fi-
nansowe. Obecnie istotna, rol§ zaczynaja, odgrywac ozynniki
ekologiczne. Wywola to zapewne zmiany w praktyce przerobki
i usuwania osad6w.
Wyeliminowane zostanie usuwanie osad6w do oceanu lub
przynajmniej zostan^ usunigte z osaddw substancje toksyczne,
W nowych rozwi^zaniach spalarni osad6w bfd^ mueialy bye za-
etosowane urzqdzenia do pelnej kontroli emitowanych pro-
duktow s^alania. Osady wykorzystywane do oe!6w rolniczych
musz^ bye pozbawione organ!zm6w chorobotw6rczych i nie mog%
zawierac niekt6rych metali ci§zkich w wyzezych stfzeniach.
Opracowano nowe metody unieszkodliwiania i usuwania osaddw,
m.in. kompostowania osad6w z odpadkami drzewnymi, spalanie
osaddw z odpadkami staiymi, pirolizy samych osaddw i osadow
z odpadkami stalymi /copiroliza/.
Zastosowanie tych metod na wi^ksz^ skal§ oraz rozszerze-
nie ich ekutecznosci wymaga bardziej zdecydowanego dzialania
i opracowania kryteriow kontroli usuwania osad6w.
TRENDS IN SLUDGE TREATMENT AND DISPOSAL
PRACTICES IN THE UNITED STATES
ABSTRACT
Traditionally, wastewater sludge disposal practice has
been decided by location and local circumstance. An over-
riding consideration has been cost. Ecological factors are
now assuming their rightful influence. Serious attention to
ecological considerations will cause substantial change in
the practice of sludge disposal.
-------
Ocean disposal may be eliminated or, at the least,
sludge will be processed to remove harmful materials* New
incineration facilities will be obliged to use sophisticated
emission controls. If sludge is applied to agricultural
land, users must control pathogenic organisms and must limit
dose of certain metals to the soil.
New sludge disposal methods being developed are compost-
ing of sludge with woodcbips to make a high quality compost,
coincineration with solid waste, pyrolysis, and copyrolysis
with solid waste.
Disposal methods that conserve resources would see more
application if there were incentives to encourage their use.
Similarly, all means of disposal would see improvement if
there were adequate standards for measuring performance. De-
velopment of incentives and standards will improve quality
of sludge disposal.
IloŁc osaddw wytwarzanych w Stanach Zjednoczonych AP
idzie w parze z rozwojem oczyszczalni iSciekdw. Hie do por6w-
nania sa. post spy osiqgniete w technologii oczyszczania scie-
Icdw w stosunku do technologii usuwania sciekdw. Z wyja.tkiem
fermentacji metanowej inne procesy 1 urza,dzenia zostaly jak
gdyby "zapozyczone" z juz istniejqcych technologii, z wprowa-
dzeniem niewielkich zmian. Giownym problemem w oczyszczalni
sciekow bylo doskonalenie technologii oczyszczania dopiywa-
ja,cych Sciekow; osady traktoweno jako uciqzliwe zanieczysz-
czenia, ktore powinny bye usuniete z terenu oczyszczalni.
Hie ma i nie opracowano dotychczas kryteridw kontroli jakos-
ci osaddw, tak jak to jest w przypadku sciekow oczyszczo-
nych. Na szczescie sytuacja ulega saybkim zmianom, z uwagi
na lepsze zrozumienie i koniecznosc zastosowania zadowalaj%-
cych sposob6w usuwania zanieczyszczen staiych.
-------
Hie ma jednej UBiwaraalna;) metody uauwania oaaddw
-------
Dopiero niedawno zwrdcono uwage na znaczenie czynnikdw
ekologicznych. Dzis potencjsine niebezpieczenstwo zniszcze-
nia ekologii oceanu zmusza do ponownego rozwazania taklego
sposobu usuwania. Dla przykladu: w miejscowosciach poiozo-
nych na wybrzezu oceanu metode. usuwania osaddw do oceanu
uwazano za najbardziej oczywista.. W ostatnich dziesie.ciu la-
tach stosunek spoieczeristwa i rza.du do problemdw zanieczysz-
czenia i jakosci zycia diametralnie sie zmienil. Zmiana ta
znalazia ewoje odbicie, jak dotychczas, w przepisach doty-
cz^cych rolnictwa. R6zne organizacje prawne /federalne, sta-
nowe i miejscowe/ opracowujq i wprowadzaja. w zycie rdznego
rodzaju przepisy i zarz^dzenia dotycz^ce poprawy warunkdw
srodowiska. Przepisy prawne i postfpowanie ludzi stworzyly
dwa gl(5wne kryteria: "ochrona" i "zachowanie" przyrody, kt6-
re decydujq o przer<5bce i usuwaniu osaddw sciekowych.
1. OGHRONA I ZACHOWANIB ^RODOWISKA,
Kazdy wyb<5r sposobu usuwania osaddw sciekowych musi byd
szozegdlowo analizowany i ma wynikac z ochrony naszego eko-
systemu przed mozliwosci^ jego zanieczyszczenia. Obecnie
dyskutuje si§ problem ochrony mdrz i oceandw przed nieodwra-
calnymi zmianami. Morza i oceany sq w zasadzie koncowym od-
biornikiem zanieczyszczen, niezaleznie, od tego, czy odprowa-
dza si§ je po^rednio czy bezposrednio» przez rzeki. Osady sa.
zanieczyszczeniem o duzym stezeniu. Z wielu wzgl§ddw brak
obecnie konsekwencji w rozdzielaniu oczyszczonych sciekdw od
osaddw, skoro i tak obydwa te skiadniki spotykajq sie ponow-
nie w oceanie.
Musimy chronic nasze miasta przed efektami zle dzialaj^-
oych spalarni osaddw. Osady wydzielaja. bardzo intensywny,
ucia,zliwy zapach, a spaliny zawieraj^ wyzsze stezenia sub-
stancji toksycznych niz inne paliwa. Decyduj^c sig na spala-
nie osaddw musimy w pelni zapewnic kontrolg spalin i usuwa-
-------
nia ucia.zliwych popiofaSw. Spoieczenstwo oczekuje peinego
zabezpieczenis wysypisk i skiadowisk osadu. Osady nie moga_
bye sk'iadowane tarn, gdzie moga. bye zmywane przez deszcz lub
gdzie przesia.kaja.ca' woda opadowa moze zanieczy^cic wody
gruntowe. Osady nie 'moga. bye umieszczane tarn, gdzie za-
grazaja. ~czystoŁci 3rodbwiska.
Niezbgdne jest dzialanie przeciwko nieracjonalnemu i
niewiasciwemu wykorzystaaiu osadoV do nawozenia p6l. Metale
zawarte w osadzie mogq si§ w niektorych uprawach akumulowac,
patogeny moga. skazac roslitiy wolno rosn^ce^ Nieb«zpieczne
jest stosowanie oeadu w uprawach warzywnych, jezeli nie jest
on dostateoznie spasteryzowany lub zdezynfekoweny.
Rozwazaja.c zagadnienie ochrony zasobdw przyrody nalezy
iqczyc je z eliminacj^ zr<5dei ,«anieczyszczenia. Osady soie-
kowe sa. zrddlem wielu substancji biogennyoh, przede wszyst-
kim zas zawieraj^ znaczne ilosci azotu, fosforu i materii
organicznej, niezwykle uzyteczriej w rolniczym wykorzystaniu.
Dodaj^c osad do gleby, celowo wykorzystuje aig substancje
biogenne, ktdre Jednocaesnie* s^ unieszkodliwiane. Ochrona
zasobdw przyrody wymaga wykorzystania tych substancji bio-
gennych, ktdre jednoozesnie zmniejszaj^ ogo"lny deficyt fos-
foru i azotu na ziemi.
Jest rzecz^ oczywist^, ze rolnicze wykorzystanie osaddw
stwarza niebezpieczenstwo zagrozenia i musi bye pordwnywane
z efektami i korzyŁciami tego sposobu. Stq.d" tez dzialanie
w zakresie ochrony przed zanieczyszczeniem i zachowanie za-
sobdw przyrody staja. sig tutaj czasetn dziaianiami konflikto-
wymi. Oczywiscie ostrozne i zawsze przemyslane dzialanie mo-
ze miec w odniesieniu do usuwania osadu okreslone walory
ekonomiczne i nie bedzie stwarzac istotnego niebezpieczen-
stwa dla srodow'iska czy, w ostatecznosci, dla konsumentow
danych produktdw spozywczych.
-------
Ochrona aa*ob<5w prayrody zousza do przaanalizowania
atrat wyaokowartoieiowych paliw uaywanyeh w spalaniu oead(5w.
Taka analiza mote doprowadai
-------
Jak dotycbczas brak informacji, ie odprowadzane do ocea-
nu osady odpowiadaja, podanym noroom. Sugeruje si? okreslon$
kontrole. w c«lu niedopuezczenia niepozqdanycb subatancji do
kanalizacji, a pot em do osadu, ale jak dotycbczas wyniki tej
me tody /2/ nie 8% zadowalaja,oe. I wiekszosci miast podjeto
dziaianie w tym kierunku, analizujqc r(5zne rozwi^zania. Naj-
wlecej w t«J mierz« uoaynity Boston, Mowy Jork, Piladelfia,
zas w okr^gu Loa Angelea i zatoki Sao Francisco podjeto Juz
odpowiednie badania. W rejonle Los Angeles zamlerzone bada-
nia S4 s*czeg61nie ambitne 1 opiera
-------
Zaobserwowano, ze niekt<5re uprawy nie maja, naturalnych ba-
rier ochronnych przed przyjgciem zwi$kszonych ilosci takich
me tali jak miedz, cynk czy mangan, ktdre moga, powodowac ha-
mowanie wzrostu upraw. Wyniki z eksploatacji /7/ wskazuja.,
ze w praktyce rosliny toleruja, wyzsze dawki osadu, niz wyni-
ka to z zaloien. Obecnie Agencja, na podstawie wynikdw ba-
dan, zaleca wykorzystywanie osadu z rekultywacji teren6w
i w nawozeniu roslln nieuzytkowych, natomiast uzycie osadow
na terenach uprawnych wymaga jeszcze badan, dotycz^cych
gi<5wnie poznania czynnikow wpiywaj^cych na asymilacj? me tali
przez rosliny.
Oszcz§dnosc spalanych paliw nie jest tylko idea, przy-
szioiSci, ale stanowi aktualn^ potrzeb? w wielu okrggach,
gdzie zasoby gazu naturalnego sq ograhiczone, a koszty ropy
naftowej sq wysokie. W wielu miejscowosciach zamierza si?
iqczyc w^giel lub odpadki stale z osadami w celu podniesie-
nia wartosci opaiowej, umozliwiaj^cej samorzutnc spalanie
/8/. Analizuj^c z tego punktu widzenia me tody odwadniania
osaddw etwierdza sig, ze prasy filtracyjne s^ ekonomiczniej-
eze od filtrdw pr6zniowych, gdyz produkuj^ suchy brykiet
o wyzszej wartosci opaiowej, wystarczaj^cej do eamopalenia
3. NOWB MBTODY UKIESZKODIIWIAKIA OSAD6W
W centrum Badan Rolniczych Ministerstwa Rolnictwa udaio
z powodzeniem zaadaptowac znana. technologic do unie-
szkodliwiania oead<5w ^ciekowych. Kompostowanie odpadkow jest
metodq znanq, kt6ra jednak nie znalazla w Stanach Zjedno-
czonych wiekszego zastosowania. W niektdrych rejonach kraju
ilosci odpadkdw i produkowanych kompost6w byiy tak duze, ze
nastaj>iio prairie "zalanie rynku". Foza tym jakosc odpadk6w,
z uwagi na duzq zawartosc materialu nieorganicznego i two-
rzyw sztucznych, nie byia szczegdlnie dobra. W Centrum Badan
-------
•Rolniczych produkuje sif kompost z osaddw sciekowych z uzy-
ciem odpadkdw drzewnych. Produkt koricowy ma wygla,d bardzo
korzystny, znaezna, wartosc nawozowa,, a poza tym jednostkowa
ilosc produkowanych osaddwtsciekowych jest mniejsza od od-
padkdw i nie ma klopotdw ze zbytem kompostu.
Obecnie Centrum Badan Rolniczych wepdlnie z Agencja.
Ochrony iSrodowisfca prowadzq badania kompostowania osad6w
sciekowych z oczyszczalni miejskiej Waszyngtonu, Blue
Plains. Innq metodg, kt<5ra, jak si§ wydaje, znajdzie duze
zaetoBowanie w praktyce usuwania osad6w, jest piroliza.
Opracowano proces pirolizy na bazie odpadkdw staiych, ofe-
ruj^c jako produkt koneowy wysokokaloryczne. paliwo. ff proce-
sie tym iloSc .powstajqcych spalin jest znacznie mniejsza niz
w przypadku spalania osaddw, w zwi^zku z czym koszty oczysz-
czania gazdw sa. znacznie zredukowane. Rozwaza si§ mozliwosc
dodawania odwodnionych osaddw do unieszkodliwianych odpad-
kdw. Wyniki ostatnich badan prowadzonych pod nadzorem Agen-
oji Ochrony Srodowiska /11/ wykazaly, ze koncowy produkt
pirolizy suchych osaddw jest prawie taki sam jak w przypadku
odpadkdw. Podobne badania prowadzi Union Carbide "Purox",
w ktdrego zakladach stosuje si5 w procesie pirolizy miesza-
nin? oaaddw i odpadkdw.
4. PROBIEM* PBRSPEETYWIC2KB
Jest rzecza, pewn^, ze sposoby unieszkodliwiania osaddw
Sciekowych w latach osiemdziesi^tych be,da. sif znacznie rdz-
nily od sposobdvy stosowanych - w latach szescdziesi%tych.
Usuwanie osaddw do oceanu zostanie'zasadniczo wyeliminowane
lub tez osady bfda. tak unieszkodliwiane, ze nie b§dq. stano-
wic zagrozenia dla srodowiska. W przyszloaci znajd^ zastoso-
wanie procesy unieszkodliwiania oparte na procesach spalania
i pirolizy, ale bgdzie' sig ds^zyc do wspolnego unieszkodli-
wiania osaddw z odpadkami. Zwi§kszy sif zapewne rolnicze wy-
-------
korzystanie osadow, kt6re obejmuje rownltfz wieksze miasta,
a nie tylko male miejscowosci, jak to jest dcisiaj.
W mniejszym stopniu bfdzie stosowane wywczenie osadow na
wysypiska, zardwno ze wzglfdu oa brak miejsca, jak i z uwagi
na coraz ostrzejaze normy ograniczenia do maksiotum zawar-
tosci wody w oaadaie. Hozna ttie4 nadziej«, ze poprawi sic
efektywnoao praktyki «k8ploatacji, gdyz obecnie z uwagi ha
brak odpowiednich norm Jakoiici u*uwan«go oaadu wynikl dzia-
2ania nie B$ najlepaze. Ozi^ dqly si« do wykonywania pracy
najnaiejszym koaztem, bez zwracania uwagi oa jakosi produk-
tu.
Uwagi te wekazujq wyraznia na potrzebf opracowania od-
powiednich atandarddw Jakoafti uauwania oeaddw. Maleiy zakty-
wizowad dziataola w kierunku bardaiej zdecydowanego atooowa-
nia sposobow i me tod chronia.eych zaaoby ptzyrody. Nalezy
zwr6ci<5 uwagfi aa przyklad, w kt6rym wladze ndaata, zamiast
wykorayatywa<5 oaady aciekowe w rakultywacji tereniw pog6rtii-
ozych, poiozonyoh w odlegloaci ok« 100 km, atwierdzajq, ze
taniej jest apalac ten oaad. Urudno oczywiitie zqdad od
wladz miejekich dxia2ania alttTiifltyoanegoj naleiy po prostu
stworzyd odpowiedoie prxepiay
BIBLIOQHAfU
Federal Registar 38, No. 198, Part II, 28610-28621 /Oct
15, 19737 see particularly 28618-28621.
Klein L.A., Lang M., Nash N., and Kiraohner S.L.: Sources
of Metala in Hew York City Wastewater. Presented before
N.Y. Water Poll. Contr. Assn. Jan. 21, 1974 /later pub-
lished in J.W.P.C.P./.
U.S.EPA: Sewage Sludge Incineration. EPA No. R2-72-040,
W 72 12631, Washington, B.C. /Aug. 1972A
-------
4. Federal Register, ^8, No. 111, Part II, 15406-15415
/June 11, 1973/, see particularly 15411-15415.
5. Federal Register, 39, Ho. 208, 38064-38073 /Oct 25,
1974 A
6. Federal Register, 38. No. 81, Part II, Proposed Guide-
lines for Thermal Processing and Land Disposal of Solid
Wastes.
7. Hinesly T.D.: Agricultural Benefits and Environmental
Changes Resulting from Use of Digested Sludge on Field
Crops, EPA Report, NTIS No. PB236402 /1974/.
8. Municipalities of Minneapolis-St. Paul, and Cleveland
are examples.
9. Epstein E., Willson G.B.; Composting Sewage Sludge,
pp 123-128 in "Municipal Sludge Management" /Proc. Nat.
Conf. Munic. Sludge Management, June 11-13, 1974, Pitts-
burgh/, pub. Information Transfer, Washington, D.C. 1974.
10. Epstein E., Willson G.B.: Composting Raw Sludge, pp
245-248, in "Municipal Sludge Management and Disposal
1975" /Proc. 1975 Nat. Conf. on Munic. Sludge Manage-
ment and Disposal, Aug 18-20, 1975, Anaheim/, pub. In-
formation Transfer, Rockville, Md. /1975A
11. Olexsey Robert: Pyrolysis of Sewage Sludge, pp 139-145
Abid. /.
25
-------
26
-------
ZOMPOSTOWMIE OSADdW gCIEKOWYCH
I ODPADdW STALYCH
Jozef Cebula
lustytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej
Oddziai we Wroclawiu
Wroclaw, Polska
STRESZCZEHIE
Osady s'ciekowe i odpady staly sie. juz Łr<5dlami groznyoh
zanieozyszczeri srodowiska. Szczegdlnie kiopotliwe sa, oaady
poohodzenia przemysiowego, zawiera^oe przewaznie pokazny
ladunek substancji chemicznych, nie tylko dzialaj^oe to-
ksycznie na srodowisko, ale i ograniozaj^oe rolnioze sposoby
unieszkodliwiania osadow. Do tyoh substanoji nalezq m.in.
elementy dladowe, dotychozas w niewielkim tylko stopniu po-
znane z punktu widzenia toksyoznego oddziaiywania na srodo-
wisko.
Przeprowadzone badania technologiozne wykazaiy mozliwosd
unieszkodliwiania osadow poohodzenia przemyslowego /soieki
tekstylne, garbarskie i komunalne/ przez icb. kompostowanie
wspdlnie z odpadkami staiymi, z r6*wnoczesnym ustaleniem kry-
teriow przydatnosoi kompostow osadowyob. w rolniczym wy_korzy-
staniu. Stwierdzono jednooze^nie, ze obeonosd elementow sla-
dowyoh w osadaoh czy kompostaoh powinna bye traktowana lako
podstawowe kryterium przydatnosci tych substanoji w rolni-
ozym wykorzystaniu.
ABSTRACT
Sewage sludge and solid wastes are becoming more and
more dangerous as sources of environmental contamination.
The sludges, particularly those of industrial origin, con-
tain considerable amounts of toxic chemicals, including
heavy metals. The toxic elements are harmful to the environ-
ment and, in addition, are to be considered as limiting fac-
tors in sludge disposal on a land.
Sewage sludge derived from 50 % municipal sewage and
50?C from tannery and textile industries was mixed with com-
munity solid waste to study the feasibility of composting
and agricultural utilization. At a 2 to 8% mixture of sewage
-------
sludge with the solid waste crop yields were increased. At
1056 concentration of sludge the orop yields were less. The
dose was 10 t/ha. Trace elements become a critical factor
in long-term use and may inhibit plant growth. Properly ma-
naged many of the industrial sludges not amenable to other
treatment can be used with solid wastes for composting.
WST^P
Ł>oieki nie stanowiq obeonie problemu teohnologioznego
i technicznego, poza sporadyoznymi wypadkami joiekdw przemy-
slowych. Natomiast osady Łoiekowe i odpadki stajq sie. ooraz
grofniejszymi ozynnikami zanieozyszozania srodowiska, a ra-
ojonalnyoh rozwiqzan gospodarki osadowej i odpadkowej, eli-
minujsoych te irddla zanieozyszczefi, spotyka sie. jak dotych-
ozas niewiele /7, 8, 28/. ^oieki przemyslowe zawierajq prze-
waznie pokafny ladunek substancji ohemioznyoh o dzialaniu
toksyoznym, stwarzajqoy zagrozenie dla srodowiska i ograni-
czaj^oy m.in. rolnicze sposoby unieszkodliwiania osaddw. Do
tyoh substancji nalezq m. in. elementy sladowe /metale oi^z-
kie/, dotychozas w niewielkim tylko stopniu analizowane
z punktu widzenia toksyczuego oddzialywania na ^rodowisko.
Osady tego rodzaju, najcze.s'oiej w postaoi uwodnionej,
wy wo zone sa. na wysypiska, skladowane w lagunach lub na tere-
nach nieuzytkowych. Pozostaj^c tarn w skupionej masie powodu-
j^ powazne zanieczyszczenia gleby, w<5d podziemnyoh i powie-
rzohniowyoh oraz powietrza.
Fodobnie jest prowadzona gospodarka odpadkami, kt6re
skladuje sie. w r6znych przypadkowyoh miejscach i tylko spo-
radyoznie na uporza.dkowanyoh wysypiskach /26, 27/. Na obsza-
rach szozeg6lnie chronionych /zlewnie naturalnyoh i sztucz-
nych zbiornikow wodoci$gowych, ochronne obszary uj§c wody
28
-------
dla duzyoh osrodkdw miejskich, tereny o znaoznych waloraoh
turystyczno-rekreaoyjnyoh i tereny parkdw narodowych/ elimi-
nacja tyoh zrddel zanieozyszozenia jest konieoznosoia., ktdra
zmusza do rezygnaoji z "tradyoyjnyob. metod" i przechodzenia
do nowyoh, ale niestety kosztowniejszyoh, sztuoznyoh metod
przer<5bki i unieszkodliwiania osaddw i odpadkdw /5, 6, 9/.
Stwierdzono, ze w pewnyoh warunkach mozliwe i korzystne Jest
unieszkodliwianie osadow przez kompostowanie wsp6lnie z od-
padkami stalymi /18, 19/. W takim przypadku uzyskuje si§
znaoznie lepszy nawoz humusowy niz w kompostowaniu samyoh
tylko odpadkdw stalyoh.
Wspdlna praer<5bka Jest korzystna takŁe z higieniozno-sa-
nitarnego punktu widzenia, gdyz nast§puje tu calkowite zni-
szczenie bakterii chorobotwdrczyoh, zawartyoh przede wszy-
stkim w osadach sciekowych. W procesie prawidlowego kompos-
towania ulegaj^ zniszczeuiu rdwniez nasiona chwastow.
Dotyohozasowa praktyka wsp6lnej przerdbki opierala sif
gldwnie na pol^ozeniu odpadkow stalych pochodzenia domowego
i osaddw typowo komunalnyoh /8, 17, 26, 27/. Stwierdzono
jednak, ze istnieje mozliwosc kompostowania osaddw pochodze-
nia przemyslowego wraz z odpadkami staiymi /5, 6, 18, 19,
22/. Produkt korioowy tego prooesu, tzw. kompost przemysiowy,
moze byd przez odpowiednie, umiej§tue postgpowanie, ustalone
w wyniku specjalnych badan teohnologioznyoh, z powodzeniem
oaikowioie unieszkodliwiony przez wykorzystanie do rekulty-
waoji terendw zielonyoh /parki i tereny sportowe/, stabili-
zaoji stokdw gdrskiob, hald, wysokioh nasypdw kolejowyoh
i drogowych, istniej'a,oyob. wysypisk, a pod pewnymi warunkami
rdwniez do rekultywaoji terendw lesnyoh /19, 20/.
Oprdoz korzysoi technologioznyoh, tak prowadzona wspdlna
przerdbka osaddw sciekowyob. i odpadkdw stalych pozwala jed-
noozesnie na stosowanie kompleksowych rozwi^zan gospodarki
osadowej i odpadkdw /8/. Wybdr i okreslenie technologicznycb.
-------
i teobnicznyoh warunkow prawidlowego rozwia.zania omawianego
zagadnienia nie zalez^ wyl^cznie od obarakteru i akladu obu
tych skladnikow. Istotne znaczenie i wplyw maj^ tu rdwniez
takie ozynniki, jak: rodzaj i oharakter rejorxu ohronionego,
stopieri zagrozenia ozystosoi srodowiska, gfstos<5 zaludnie-
nia, klimat oraz post§p teohniczny w danym kraju.
1. CEL I ZAKRES PRAC DO^WIADCZALNTCH
W niniejszej praoy wskazano, jaki rodzaj i zakres prao
badawozych i teobnicznyoh nalezy realizowad, aby m6o okre^-
lic mozliwosd unieszkodliwianla osadow soiekowyoh przez ich
kompostowanie z odpadkami stalymi.
Jako obiekt doswiadczalny wybrano zlewnig rzeki Gdrnej
Bystrzyoy, kt<5ra z uwagi na zbiornik wodooiqgowy "lubaohdw"
oraz nieprzeoigtne walory rekreaoyjne i turystyozne jest
traktowana jako obszar podlegaj^oy szozeg61nej ochronie /7/.
Jednym z element6w ocbrony rzeki i zlewni jest wiasoiwe roz-
wi^zanie osadowo-odpadkowej gospodarki grupowej oozyszozalni
ohemiczao-biologioznej "Bystrzyca".
Osady sciekowe z oozyszozalni s^ mieszanin^ osad6w prze-
mysiowych i tecbnologicznycb /w mieszaninie soiekow polowe
stanowi^ soieki z przemyslu wlokieuniczego i garbarskiego,
a druga, po2ow§ s'cieki komunalne. Przewaga osad6w przemyslo-
wycb i ohemioznyob uniemozliwia zastosowanie biologioznyob
metod przerdbki /fermentacji metauowej czy tlenowej stabili-
zacji osad6w/. Osady s$ zageszczane i odnawiaae mecbanicznie
na filtrach prdzniowycb. Badania mozliwosoi dalszego icb
unieszkodliwiania i pelnej utylizacji sq przedmiotem niniej-
szej praoy.
Wykorzystuj^c Łizjografi§ terenu i wymagania Srodowiska
zdeoydowano sig na wspdlnq przerdbke osaddw soiekowyob i od-
-------
"padkdw przez kompostowanie, a nastgpnie rolnioze wykorzysta-
nie kompost6w osadowyob. Na rysunku 1 przedstawiono scbema-
tyoznie rodzaj i zakree zrealizowanycb prac doswiadozalnyob.
Calosd prao podzielono na szesd kierunk6w badawczych:
1 - badania przer<5bki i przygotowania osaddw soiekowycb do
dalszego icb unieszkodliwiania,
2 - badania oharakterystyki stalyoh odpadkdw domowych, gro-
madzonych w zlewni,
3 - badania wsp61nego kompostowania osaddw z odpadkami,
4 - testowe badania wegetaoyjne,
5 - badania roli i wpiywu zawartyob w kompostach elementow
sladowyoh /metali oigzkioh/ na glebg i rosliny,
6 - badania praktyoznyoh sposobow wykorzystania kompostow
osadowych /pr<5ba jednorazowa na mala. skal§ - pozytywna/.
2. WYNIKI BADAlJ I ICE INTERPRETACJA
2.1. Przerdbka i przygotowanie oaadow soiekowych do kompos-
towania
Osady zagfszozone i odwodnione na filtrze prozniowym
przebadano w zakresie peinej analizy skladu, z uwzglfdnie-
niem skiadnikdw nawozowycb. Warstosci podstawowyob skladni-
k6w, obarakteryzuj^oycb fizyczno-cbemiczny sklad osadow, od-
biegaj^ w mieszaninie osaddw od skladu osaddw komunalnycb.
ZawartoŁd substancji organicznej oraz innyob skladnikow
istotnyoh z punktu widzenia procesdw biologioznycb i nawozo-
wyoh /CHN i NPK Ca/ jest rdwniefc zanizona /rys. 2/. Uwidaoz-
nia si§ tu wplyw osaddw Iniarskioh i chemioznych. Odozyn
jest obojgtny, mimo wysoko alkalioznycb osaddw garbarskiob
/pH 12/.
31
-------
2.2. Charakterystyka gromadzonyoh w zlewni staiyob. odpadkow
domowych
Zainteresowanie tym Łr6diem zanieozyszczenia wynikalo
s przyjgtej konoepcji wsp6lnej przerdbki odpadkdw z osadami.
W trakoie badan dokonano:
- bezposredniego pomiaru ilosci gromadzonyob. odpadk6«, gl6w-
nie z uwagi na objgtosoiowy wspdiczynnik mieszania,
- analizy klasyfikaoyjnej i okre^lenia fizyozno-ohemicznego
skladu odpadkow,
- wyboru frakcji odpadk<5w do kompostowania,
- ustalenia stopnia rozdrobnienia odpadkdw.
W wyniku tyoh prac stwierdzono, ze do kompostowania moz-
na wykorzystad frakojf grub^ i ^redni%, ktore stanowi^ okoio
61% masy odpadk6w i zawieraja. wi§kszosd substanoji organioz-
nej, nadaja.oej si§ do kompostowania. Sklad odpadk<5w odbiega
od wartosoi cytowanycb. w pismiennictwie; st§zenia poszoze-
g6lnych skladnikow, przede wszystkim zas substanoji orga-
nicznej BSO 1456, wggla 40?S sm, azotu 0,7%, fosforu 0,3% oraz
Ca, Na i K byly nizsae, ale oharakterystyozne dla odpadkdw
z malyoh miejscowosci w Polsoe /tablioa 1/. Jednoozesnie wy-
znaczono jednostkowy wska^nik gromadzenia odpadkdw dla ma-
lyob. miejsoowosci, kt6ry waha si§ w granicach 0,25 - 0,40
m /M rooznie.
2.3. Pr<5by kompostowania osaddw aciekowyoh wspdlnie z odpad-
kami ata3:ymi
Dotyohozasowe prdby wspdlnej przertfbki opieraly si|
gldwnie na pol^ozeniu odpadkow stalycb. poohodzekia domowego
i osadcSw typowo komunalnych. Udowoduiono jednak in. in. w tych
badaniach, ze istnieje mozliwosd kompostowania 'i bdpadkami
stalymi r6wniez osadow pochodzenia przemyslowego. dsady nie
ulegaj^ tutaj w pelni biologioznemu unieszkodliwianiu; jest
32
-------
a
o
o
00
o
s
CO
to
o
a
s
o
ta
o
•rl
o
I
o
•H
•rl
Ł
<0
.M
CO
5=
ft
1-3
0
C—
•t
O
"*
o
•*
cr\
("•\
0
C—
^.
*
0
OJ
O
in
,_
in
O
OJ
5
a
CO
^^
•H
O
a
•p
CO
^1
CO O
^
^» §
0 0
•P-H
(0 3
5 60
§O (^ CM O O
en cr> f<*\ in o
•« » M«.||MM|||
C^i O O O CO O
i- oj in
O O c-\*-OOOOOOOJ
vo co cr»(AcOt-inooojcr>
CO O OOcO«-COO*-«-r'\
»- oj f\ •**- in oj
o o mf\ooooooo
\o «- criojinin^i-oocoo
co VQ oocoocoo^o«-f^\
«— OJ r^ ^J- in Ol
o o ooooooooo
<*N CO »-OOOCOOvX)Or^
O O fAmOOOOOmiTi
(^v OJ voojO'-OOcr!f\cr\
r-<*-
r^ ^5 ^3 ^5 r^ lf^ GO C5 *" ^3 r^
r^ • r*"^ ^t" vO if^ CM
s s a s s a
CO CO CO 00 K) CO """x "X. ^>*
tiO ttO tkO
%R ^> ^5. ^5, ^. %R. S S S
1
3 i
co fO QJ
+» 3 rt
co co ta
'd °
co a a a >> ^
S rH 03 CI Pi S
Ł] •(-< T3 ^ Q ^O ^O O *O
tflfflrM XJOOjJftO
ti 00 .H (D 00 0
CO>H N-nO tir-l fl rt-P
iMOOO O 0>O O CO OOO Or-l PiTJ-P
O'r^-H-P txl O d>> 4* *tf -H ffJXS O
oj f-\ •«j-invŁ)t^co
-------
to raczej "biologiozne maskowanie" osadow przemyslowych kom-
postem z odpadkow staiych. W rezultacie takiego prooesu
technologicznego otrzymuje sig jednakze produkt nieszkodli-
wy, nie budza,oy zastrzezeri pod wzglgdem higienicznym i este-
tycznym w por<5wnaniu do surowego osadu ozy surowyoh odpad-
kow.
W probaoh kompostowania zastosowano kosze z tworzywa
sztucznego o perforowanych sciankach, umozliwiaj^cych dobre
napowietrzanie materialu podczas prooesu. Wykonano kilka
serii badan, w ktdrycb. zwigkszono procentowy udzial osaddw
^oiekowyoh od 0 do 10^, gdyz w tych granicaoh bfdzie sig
utrzynywai obj§tosoiowy wsp<5lozynnik mieszania osadow i od-
padk6w w skali teohnicznej. Wyniki poniard"* testdw doswiad-
ozalnych wykazaly, ze kompostowanie osad<5w z oozyszozalni
"Bystrzyoa" z odpadkami stalymi jest technologioznie i teoh-
nicznie mozliwe. Osady miaiy przed kompostowaniem struktur§
mazist^ i trudno odwadniaj^c^ si§, o silnym zapachu gnilno-
-speoyficznym, natomiast kompost osadowy mial striikturg, wy-
gl^d i zapach ziemi urodzajnej, nie by! spoisty i dawal sif
latwo wysiewac /tablioa 2/.
2.4. Testowe badania wegetaoyjne
Celem tych badan bylo sprawdzenie, czy kompost osadowy
dziala negatywnie na wzrost i zaohowanie si§ roslin testo-
wyob w okresie wegetacji. W badaniach zastosowano testy wa-
zonowe, adaptowane do warunkdw i oeldw prowadzonyoh badan.
W staiyoh warunkach srodowiskowyoh /temperatury, wilgotnosci
i na^wietlania/ obserwowano wzrost i rozw6j rosliny testowej
- owsa, dokonuj^c po okresie wegetacji /21 dni/ pomiaru
przyrostu zielonej i suchej masy oraz dlugosci liscia
i liczby wykielkowanych nasion przy zmiennej dawce kompostu.
Kompost osadowy dzialal stymuluj^co na wzrost mierzo-
nyoh parametrow, ale istotne bylo rowniez stwierdzenie, jaki
34
-------
CM
03
O
(0
4)
•P
(D
O
O
ta
a
09
I?
09 O
O t-
CM
R .,.
Ł
rfl
a
(0
o
.2
a
(D
h
Ml *
ft
03
O
•P
1=1
•i-l
*
09
•i
(D
^3
Ł
01
X
09
S
O
t—
c-
o
in
03
(T\
O
O
^"
^-
o
^o
•*
o
CM
^O
•*
o
o
o
s
to
tft
•H
o
3
+9
09
GO O
\0j 63
O 0
•P^l
03 (0
fe ttd
<0 h
ta o
T-
O o ir> in O O
o c*- co f\ ^- o
0 » • • 1 1 • • 1 1 1
VXJ r- O O CO O
r- CM m
O O OOr^OOOO
r- ^* Uj r'A f> u^ C^ O
in f\ O O CO r^ CO O
«- CM n it- IT>
§O r\OOOOOOr-O
O CT\r'N^-f^v^O«~CM'wD
in cri ootr>CMCOOt~-«— **•
»— CM (*\ •* in CM
o o inc-ooooooo
•* cr* ^cvivoinoooocno
c^ CM ooocvjcoocr>t-cM
T- (^ «* VD in CM
O O fN^OOOOOOO
^Q \_Q vO CM ^h ^" CO O in CM P™
cr> ^o oOt— ONOOOincMCM
t*\ r»> in in CM
O O \i>p-OOOOOOO
O O f-CMCMCMC-Of~CMCT«
O O OO'-^COOCMt-CM
r- r^ •* in in CM
a a aaa BMOO
09 09 09 09 09 09 "^ ^*s ^x
v^ ^ v^x^Vi. ^ s a a
i
03 JO ®
-p 3 fl
09 0) 6)
f 0
"g^i %%*
« O Bj&O^rHl-i"1^.
d-rlTSh O"O»OO *O
r-lflflOi-IOOOO M -01
OJcOiM 0 O O -U P< O
(flh N"S>0 hrH § fl-P
(M O O O OBPKO 09
>j hd-P
Oi->.H-P N O (D'-P-d-H OJ»O O
hodcatotHftwoftftrap)
CM CN «*invX>t-COCT>O'-CM
-------
wplyw ma prooentowy udzial oaad6w w komposcie /rys. 3/. Przy
dodatku 2-6$ osad6w obserwowano wyzsze przyrosty plondw
w por6wnaniu do stosowania samego tylko osadu ozy kompostu
tylko z odpadkow. Przy 1058 dodatku osad6w nastajpilo obnize-
nie plon<5w nawet ponizej proby zerowej.
Po analizie wynikdw wybrano optymalny procentowy udzial
osad6w w granioaoh 6-8?6, a dawke. - w wysokosci 10 t/ha.
Przypuszcza si§, ze w przypadku traw dawki moglyby bye wyz-
sze, jednak rosliny zbozowe sq wrazliwsze na dziaianie czyn-
nikow hamuj^cyoh.
2.5. Negatywne przejawy rolniozego wykorzystania kompostow
Osady soiekowe s^ nie tylko zrddlem przyswajalnych przez
rosliny zwia,zk<5w biogennyoh, ale zawieraj^ rdwniez skladniki
chemiczne, ktore w wyniku wielokrotnego i dlugotrwalego na-
wozenia gleb mog^ oddzialywac negatywnie na wzrost roslin
/1, 2, 3, 12, 21/. Dotyohozasowe prace badawoze i ekspery-
mentalne zajmowaly sif glownie nawozow^ wartosci^ zawartych
w osadach substancji oraz ich wplywem na urodzaj. Niewiele
natomiast jest prao badawczyoh nad wplywem dlugotrwalego
rolniozego wykorzystania osad6w /9, 13/. Jednym z problemdw
dlugotrwalego stosowania takiego sposobu unieszkodliwiania
jest akumulaoja elementow sladowych do poziomu toksyoznego
/H, 15, 16/.
W dyskusjacb. nad kryterium jakosoi srodowiska, pojgciem
"elomenty sladowe" okresla si§ te substancje, ktore wystgpu-
j^c w nadmiernych ilosciaob. s^ toksyczne dla roslin, zwie-
rz^t i ludzi. W niekorzystnyob. warunkacb srodowiskowycb.
i przy niekontrolowanym gospodarowaniu osadem elementy sla-
dowe mog^ spowodowac obnizke. wzrostu lub zniszczenie roslin,
choroby zwierza.t i ludzi, a nawet rnog^ byd przyczyn^ wypad-
k6w smiertelnych, o jakich donosi m. in. pismiennictwo z Ja-
ponii i Szweoji. Mog% one spowodowac* trwale zniszczenie sro-
36
-------
dowiska i dlatego planujqc rolnicze wykorzystanie osaddw na-
lezy zwracad na ten problem szczegdlna. uwage /24/.
Analiza tylko podstawowych chemioznyoh skladnik6w nawo-
zowyoh zawartych w badanym komposcie, a nawet obserwacje
wskaznikdw wzrostowych nie wystarczyly do pelnej oceny przy-
datnogoi tej substancji do rolniozego wykorzystania. Z do-
6wiadczerf wielu prao badawozyoh wynika, ze obserwowane pozy-
tywne efekty oddzialywania kompostdw osadowych na rogliny
mogq byiS pozorne; obeonosd stezenia elementdw sladowyoh
w roslinaoh powinna byd uzupelnieniem wla^ciwego kryterium
ooeny. Na podstawie dostgpnego pismienniotwa krajowego i za-
granioznego /2, 4, 10, 11, 16, 23, 25/ dokonano selekoji 14
element<5w sladowyoh, wystepuja.cyoh w wyzszyoh stfzeniaoh
w osadacb. i odpadkaoh, okreslaj^c szczeg6lowo frodla ioh
poohodzenia i wykazuja,c ich negatyvne oddzialywania na sro-
dowisko. Do pierwiastkow tych zaliozono: arson /As/, ohrom
/Cr/, cyne /Sn/, oynk /Zn/, kadm /Cd/, kobalt /Co/, mangan
/Mn/, miedi /Cu/, nikiel /Ni/, ol6w /Pb/, rtgd /Eg/, selen
/Se/, srebro /Ag/ oraz wanad /V/.
W pracy badawczej podjfto probg analizy poziomu wystepo-
wania tyoh element6w sladowyoh w kompostaoh osadowych. W tym
celu przeanalizowano ponad 200 prob osadow, odpadkdw i kom-
postow. Do interpretacji wynikow zastosowano statystykf ma-
tematyczn^, gl6wnie w celu okreslenia rozkladu wystepowania
elementow Sladowyoh w komposcie i sprawdzenia wiarygodnosoi
uzyskanych wynik6w. Wyniki przedstawiono w ukiadzie prawdo-
podobienstwa i rozkladu log-normalnego. Prawie liniowy uklad
potwierdza prawidlowosd rozkladu i wiarygodnosd uzyskanych
wynik6w. Zbiorcze zestawienie krzywych rozkladu elementow
s"ladowyoh dla danej pr6by i z kolei porownanie tyoh wykresdw
pozwolilo na stwierdzenie, ze istnieje pewna prawidlowosd
wystepowania element6w sladowych, kt6r% nazwauo okresowoscia.
wyst§powania elementdw sladowyoh /rys. 4/.
-------
0)
o
no
i:
r-l >>
•s
»«T3
a> a
•ca a
o»o
-p
CO (D
•H
A3 O
0X0
•H O
-8.3
1
•P f
0 C
OtT
S a
Ł2
i-i fc
^a
C9i><
fto
•d +
O a
krajaoh
s
5
o>
•H
0
MO
t
m
0
,0 | (S
?^.Hg
> « 3-M
} Oi-^ (Q
S 0 SJ *»j=
> tapq a
> H 0= 0
,, &
) CO d4J
1 KrH M
J C5 (0 t»sS
> 0 NPq CO
J O 0= 0
oczysz-
czalnia
"Bystray
oa"
a
X >*x
m am
H i-H Of
O O.H
ft oxo
03
T->
g
N
CO
0]
•H
i-l
00
4
-a!
B
Pierwia-
stek
co *- en o *3- c\ ir> cvio cvi «- «*
crv Cvit-Jfv CM ^- t- C—
T- 0 T-
T—
f- t- ir» vx> <*> oo vo CO \^> c*. *-o r^ in m
•* CM C— O"l t— ITi T- «- T- T- O ^ *- CM
T- C- T- •* t~- O% f-Tj- CM O
IT\ t— i- r- r-
O ir> TJ- o CM r- ** * ir> u> <*\
CTi r^ >J3 rt- •*}- O r"\ «- f\ <»% O <*\ •«*• 00
r- O vo f\ ^- •* CO VO «— »—
«~ ^O t- t- T- 1-
O O O O O OO O t— f*>
r-
t-i |vO|ir\ft~vo<«\icg(^\i^-i^-
w T- o cvjt-vo ir>iTi cvi in
r— <*\ ^- r- t*\
(^
r 1 lO |Ot-OOoO (OOO I I 1
\D c~vr>o>~oo «- o f>
oo >^> «— oo vi> ir> co
m r^\ ir» T-
t—
IOOOOO ICMOOlTvOOO 1 (O
OiniooJO «-OO vo o cvi vo
IA evi T- o «* co t-
i- <*>
iTi O OO O OOO
•1 1 •>! «.| | «| «..| | |
t-- O OC\J O OJOr^
CO O T- O IT. CO
(*\ a fn -o
« OaJ^Sc3t>a-OTl.rl>X>(D^Oca
tab hh dq-3^> d a>iH^ <-i t>ia5OD-Ho-HrM-P
-------
Poniewaz w glebie nie nawozonej osadami /rys. 5/ okreso-
wosd wystepowania jest naturalna, moze ona ulegad zmianie
w wyniku doprowadzenia do gleby w kompostaoh ladunku elemen-
t6w s"ladowyoh. W pewnym momenoie stgzenie elementdw w glebie
bfdzie st§zeniem krytycznym, tzn. dane rosliny asymilowad
b§da. okrealone pierwiastki w wigkszym stopniu, anizeli wyni-
ka to z ioh naturalnych potraeb warostowycb. i rozwojowyoh.
Moment ten /ozy tea stan/ charakteryzuje si§ dan^ okresowos-
ci% wystepowania element6w sladowyoh. Kolejne przesvmieoia
na skali wykresu w wyniku doplywu ladunku element6w Slado-
wych mogq byd ujete jako parametr teohnologiozny, okreslaja.-
oy zarowno przydatnosc osaddw do rolniczego wykorzystania,
jak i potenojalny stopien toksyoznosoi danej gleby. Bylby to
parametr podobny m.in. do rownowaznika cynkowego.
Tablioa 3 zawiera porownanie wlasnych wynik6w analiz
z danymi z pismiennictwa na omawiany temat. Stgzenia elemen-
t6w Sladowyoh w badanyob. osadach i odpadkacb. nie odbiegaj^
od wartoioi stwierdzonych w osadach ^oiekow miejskioh
z oozyszozalni europejskich ozy amerykanskioh. W krajach
tych. uznano ten poziom wyst§powania element6w Sladowyoh za
alarmuja.cy i wymagaj^cy niezb^dnej oohrony srodowiska. Cha-
rakter zlewni rzeki Bystrzycy i rodzaj zabudowy nie sugero-
wal wystepowania takioh stgzen element6w sladowych w osa-
daoh, a zatem na podwyzszenie st§zen tych pierwiastk6w
w kompo^cie vrplyngly gi6wnie osady ze sciekow wlokienniczyoh
i garbarskich.
Badaj^c wplyw kompostu osadowego na zachowanie si§ ro-
sliny w testaoh. wegetacyjnyca, analizowano r6wniez amian§
stfzenia niektorych pierwiastkdw w masie owsa w wyniku nawo-
zenia r6znymi dawkami kompostu o roznym procentowym udziale
osad6w. Nie stwierdzono istotnego wplywu w zakresie stosowa-
nyoh dawek. Moze to oznaczac, ze albo st§zenia elementow
w kompo^oie osadowym s§ jeszcze "w normie", albo tez wybrana
-------
roslina testowa /owies/ nie asymiluje tych pierwiastkdw
w okresie wegetacyjnym /tablica 4/.
Tablica 4
Ste.zenie elementow sladowych
w roslinaoh testowych
Nr
pr<5by
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
H
15
16
17
18
19
I
Dawka
kompostu
kg/ha
2
0
5000
10000
20000
5000
10000
Element sladowy w gig
Cu
3
30
50
85
70
11
25
28
24
27
H
17
18
13
51
28
21
21
54
21
Ni
4
52
34
42
61
96
85
100
66
17
14
33
12
11
30
55
17
17
84
17
Zn
5
75
56
39
70
11
25
180
19
175
21
17
90
26
47
10
125
135
~
Mn
6
75
43
212
20
11
40
130
38
_
11
25
23
65
13
54
-
32
™
Pb
7
26
21
17
60
11
75
174
12
_
87
49
85
45
40
54
-
52
™
Rodzaj proby
8
proba zerowa
/tylko gleba
testowa/
pr6ba z kom-
postem
056 osadu
pro*ba z kom-
postem
2% osadu
4o
-------
1
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
2
5000
10000
20000
5000
10000
20000
3
22
30
50
17
9
75
20
70
55
76
82
46
70
23
4
24
63
88
15
25
203
43
20
37
40
52
23
22
66
5
20
12
30
50
25
20
26
73
160
34
11
50
49
23
6
13
40
55
35
12
10
20
11
92
13
27
11
65
11
7
41
10
45
12
8
18
11
27
32
40
11
29
23
57
8
pr<5ba z kom-
postem
4$ osadu
prdba z kom-
postem
6$ osadu
3. WNIOSKI
Istniejq technologiozne i teohniczne moiliwosoi unie-
szkodliwiania osad6w soiekowyoh poohodzenia przemyslowego
przez ich wsp61ne kompostowanie z odpadkami stalymi; ioh
przydatnosd do rolniczego wykorzystania udowodniono doswiad-
czalnie /testy wegetaoyjne/.
Nieraojonalne rozwi^zania gospodarki osadowej i odpadko-
wej stwarzajq powazne Łr6dla zagrozenia ozystosoi srodowis-
ka, szczeg6lnie na obszarach chronionych.
W osadach, kompostach i odpadkach wyst§puj4 oprooz pod-
stawowych skladnikow nawozowych r6wnie^i elementy sladowe,
41
-------
ktore mog^ dziaiad na wzrost roslin hamuj%oo ba.dŁ toksyoz-
nie, w zaleznoSci od rodzaju i st§zenia danego pierwiastka.
Obecnosc* element6w sladowyoh w osadach ozy kompostaoh
powinna bye traktowana jako podstawowe kryterium przydatnos-
ci tych substanoji w metodzie rolniozego unieszkodliwiania.
BIBLIOGRAFIA
1. Agricultural Use of Sewage Sludge. "Notes on Water Pollu-
tion", 1972, nr 57
2. Andersson A., Nilsson K.O.: Enrichment of Trace Elements
from Sewage Sludge Fertilizer in Soils and Plants. Ambio
1, 1976 - 199, 1972
3. Application of Digested Sewage Sludge on Agricultural
Land. Department Agronomy, University of Maryland 1974
4. Borrow M.L., Webber J.: Trace Elements in Sewage Sludges
J. Sci. Fd. Agric. 23, 93-100, 1972
5. Braun R.: Die wesentlichen Probleme der gemeinsamen Kora-
pes tierung von Klarsohlamm und Mull. "Zomunalwirtschaft",
1965, nr 9, 339-346
6. Braun R.: Problem usuwania nieorganioznych osad6w przemy-
slowych. EAWAG Zurycb - Diibendorf /tlumaczenie/. Deohema-
monographien, Band 64/1970
7. Cebula J. : The Utilization and Disposal of Sludge from
Combined Treatment Plant /Sewage and Waters from Cotton,
Linen and Tannery Industries /together with Municipal
Solid Wastes/. Maszynopis Bibl. IMGW, 1973
8. Cebula J. : Wsp<5lne unieszkodliwianie osadow sciekowych
i odpadkdw jako racjonalna metoda oalkowitego unieszko-
dliwiania osadow. Wroclavs 1970. IGW, Zaklad Ochrony Wod,
maszynopis
9. Cebula J. : Report on Study Tour to Austria, Switzerland,
Federal Republic of Germany and United Kingdom under
a Fellowship. Programme of the World Health Organization.
Maszynopis. Bibl. IMGW 1972
10. Chaney R.: Crop and Food Chain Effects of Toxic Elements
in Sludges and Effluents. Proc. Conf. July 9, 13, 1973.
42.
-------
Nat. Ass. Univ. and Land - Grant Coll. Washington D. C.
129-141, 1973
11. Chumbley C. G.: Permissible Levels of Toxic Metals in
Sewage Used on Agricultural Land. Ministry of Agricul-
ture, Fisheries and Food. 10, 1-1?, 1971
12. Coker E. G. : Utilization of Sludge in Agriculture. 4-th
Public Health Engineering Conference, January, 87-104,
1971 London
13. Coker E. G. : The Value of Liquid Digested Sewage Sludge.
J. Agric. Sci. Camb. 67, 91-97, 1966
14. Dean R. B.: Ultimate Disposal of Waste Water, a Philoso-
phical View. Chemical Engineering Progress Symposium 65,
1969 nr 97
15. Dean P.B.: Ultimate Disposal of Advanced Waste Treat-
ment Residues. Tappi J. of the Tech. Ess. of the Pulp
a Paper Industry. Vol 52, No 3, 1969, s. 457-460
16. Dean D. B. , Smith J. E., Jr.: The Properties of Sludges.
U. S. Environmental Protection Agency, U.S. Dept. of
Agriculture, Universities Workshop, Univ. of Illinois,
Urbana Illinois. July 9-13, 1973
17. Duggan J. C.: Utilization of Municipal Refuse Compost.
I-Field - Scale Compost Demonstrations. Compost Science
2, 1973
18. Eirsohheydt A.: Mineral Industrial Sludges and Compost-
ing. ISWA, Information Bulletin- 1, 29-30, 1969
19. Hirschheydt A.: Industriesohlamme in der Miillkompostie-
rung? "Komunalwirtsohaft" 1969, nr 1, s. 1-6
20. Hirsohheydt A.: Verwertung von Komposten, Industrie- und
Gewerbeabfallen. Symposium "Umweltprobleme und Landwirt-
sohaft" Bern, 13/14, 235-241, 1971
21. Hiraohheydt A.: Landwirtsohaftliohe Klarsohlamm-Verwer-
tung. EAWAG. Dubendorf 1971, nr 4185
22. Hirschheydt A.: Uber Versuohe zur Beseitigung von Ab-
fallb'len und b'lhaltigen Abfallen mit Hilfe der Kompos-
tierung. "Wasser und Boden" 1972, nr 10, s. 316-318
23. Kabata-Pendias A., Pendias H.: Szkodliwosc nadmiernego
stfzenia metali cifzkich w srodowisku biologicznym. "Ze-
szyty Problemowe Postfpow Nauk Rolniozych", 1973, z. 145
24. Nishma T. et. al.: Mercury, Lead and Cadmium Contents
in Hair of Residents in Tokyo Metropolitan Area. Annual
Rep. Tokyo Metropol. Res. Lab. Public. Health, 23, 277-
-282, 1971
43
-------
25. Page A. L.: Fate and Effects of Trace Elements in Sewage
Sludge when Applied to Agricultural Lands. Report EPA -
670/2 - 74 - 005, 1974
26. Rudolf Z. i inni: Usuwanie i wykorzystanie odpadk<5w
miejskioh. Warszawa 1957, Arkady
27. Rudolf Z. i inni: Kompostowanie wsp<51ne osaddw Łcieko-
wyoh z odpadkami miejskimi lub stalymi odpadkami przemy-
slowymi. Mat. VII Konferencji Haukowo-TeohniozneJ "Po-
st§p w dziedzinie oozyszozania sciekdw", Katowice 1964
28. Zarys rozwolu oozyszczania miast do r. 1985. Minister-
stwo Gospodarki Komunalnej. Warszawa 1967 /maszynopis
powielony/
-------
-------
ui« % pi 6^M '
tue %
' ui6
-------
5000
1OOOO
1SOOO 200OO
dawfea kompostu kg/ha
5OOO 10OOO 15OOO 20000
dawfea bomposhi tag/ha
ie z nejonu zlewni
Cys.3. Vnsyrost tnasy zielonej i suchcj owsa
rzeki 6y&trzycy
-------
-------
-------
50
-------
WPiYff OSAIXSW POKOAGU1ACYJNYCH I w6D Z PLUKAHIA PIITR6W
NA PHOCBS OCZYSZCZAHIA SCIBK6w MIBJSKICH
I PRZBRABIANIA OSADOW
Janusz Zakrzewski
Instytut Zaopatrzenia w Wode. i Budownictwa Wodnego
Politechniki Warszawskiej
Warszawa, Polska
STRESZCZBHIE
Referat omawia wyniki pracy badawczej, przeprowadzonej
w skali laboratoryjnej. Celem tej pracy byio: 1/ okresla-
nie wpiywu otrzymywanego w procesie oczyszczania wody osa-
du poko.agulacyjnego oraz wody z plukania filtrdw pospiesz-
nych na proces i na efekt oczyszczaaia ^ciekdw miejskich,
2/ okreslenie wpiywu tychze czynnikdw na proces przerabia-
nia osad6w otrzynywanych w oczyszczalni sciekdw mlejskich.
Badania vrykonano na pr6bkach osadu pokoagulacyjnego
z klarovmika typu PULSATOR i prdbkach wody poplucznej
z filtru pospiesznego, pobieranych w Wodoci^gu Centralnym
w Warszawie. Fr6bki sciekdw miejskich pochodziiy z pompow-
ni sciek6w dzielnicy Zoliborz w Warszawie. Wyniki badan
doprowadziiy do nastepuj%cych stwierdzen:
1. Wplyw osadu pokoagulacyjnego i w6d poplucznych na pro-
ces i na efekt mechanicznego oczyszczania sciekdw miej-
skich jest doŁc ograniczony.
2. Wpiyw osadu pokoagulacyjnego i w6d poplucznych na pro-
ces i ne efekt biologicznego oczyszczania sciekdw miej-
skich jest r6wniez ograniczony.
3. Nie stwierdzobo powazniejszych r6znic w calkowitym
efekcie tnechaniczno-biologicznego oczyszczania sciekow
miejskich, ktdre mozna by przypisywac obecnosci w scie-
kach osadu pokoagulacyjnego i w6d poplucznych.
4. Jakkolwiek obecno^c osadu pokoagulacyjnego i w6d po-
plucznych lekko obniza efekt zaggszczania oraz fermen-
towania oeadow sciekowych, to jednak nie powinno to miec
wigkszego praktycznego znaczenia.
5. Wyniki badan laboratoryjnych zachecaj^ do podjgcia ba-
dan modelowych w tym samym kierunku w wiekszej skali.
-------
EFFECT OF WATER WORK S SLUDGE ON WASTEWATBR TREATMENT
ABSTRACT
The paper presents results of laboratory research work.
There were two objectives of this research work: 1/ evalua-
tion of the influence of the postcoagulation sludge ob-
tained during water treatment and filters washing water on
the process and results of municipal sewage treatment;
2/ evaluation of the influence of postcoagulation sludge
and filters washing water on the process of the municipal
sludge disposal.
The poetcoagulation sludge samples have been taken from
the PULSATOR and samples of the filters washing water from
rapid filters - all at the Central Warsaw Water Works. Mu-
nicipal sewage samples have been collected at the ZOLIBORZ
- District Pumping Plant /Warsaw/. Results of investiga-
tions are leading to-the following conclusions:
1. The influence of postcoagulation sludge on the process
and effect of mechanical treatment of municipal sewage
is limited.
2. The influence of postcoagulation sludge on the process
and effect of biological treatment of municipal sewage
is limited, too.
3. No important difference in total effect of mechanical-
-biological treatment of municipal sewage should expect-
ed at the presence of postcoagulation sludge in raw sew-
age.
4. Although the addition of postcoagulation sludge slightly
decreased the effect of thickening and digestion of
sludge, it does not influence considerably those pro-
cesses.
5. Further investigation using larger scale equipment
should be undertaken, to examine the lab-models work
results.
Hotice: the term "postcoagulation sludge" used in the con-
clusions above means a mixture of the sludge from
water coagulation process and filters washing wa-
ter mixed in proportion 1:8.
WPROWADZENIE
Skierowanie osad<5w pokoagulacyjnych oraz wdd z piuka-
nia filtrdw na miejska, oczyszezalnie. s'ciekdw moze bye dla
52
-------
stacji uzdatniania wody jednym ze spoeob6w rozwia,zania
problemu tych produktdw odpadkowych. Jednakze wystepuja.
wcia.4 rozbiezne opinie co do wplywu osadu pokoagulacyjnego
lub wody z piukania filtr6w na sam proces oczyszczania
sciekow miejskich i na proces przerabiania osad6w scieko-
wych. Niniejszy referat przedstawia wyniki prac prowadzo-
nych w tym zakreaie w obrebie obszerniejszego programu ba-
dawczego, zatytulowanego "Unieszkodliwianie i wykorzyata-
nie osad6w pokoagulacyjnych", koordynowanego przez autora
referatu. Autork^ omawianych tutaj prac jest dr inz. Jadwi-
ga Bernacka z Instytutu Ksztaltowania Srodowiska w Warsza-
wie*.
1. PRZBDMIOT, CŁL I ZAKRES BADAN
Frzedmiotem przedstawianej tu pracy badawczej bylo
okresleaie skutkdw spowodowanych doplywem osad6w pokoagu-
lacyjnych oraz w6d z plukania filtr6w do miejekiej oczysz-
czalni sciekdw.
Przeprowadzone badania mialy na celu: 1 - oceng wplywu
osadow pokoagulacyjaych oraz wod z plukania filtr6w na
przebieg procesu i na efekt oczyszczania dciekdw miej-
skich; 2 - oceng wplywu tychze czynnikiw na proces prze-
rabiania osad6w otrzymywanych w miejskiej oczyszczalni
sciek6w.
Temat badawczy, w caloaci zatytulowany "Unieszkodliwianie
i wykorzystanie osad6w pokoagulacyjnych", skiada sig z na-
stepuj%cych czgsci:
1. Badania wymrazania osad6w pokoagulacyjnych /kierowane
przez mgr inz. Jadwigg Salbutow^, IKS/
2. Badania regeneracji osaddw pokoagulacyjnych /kierowane
przez dr inz. Mari§ Sucnnick^ i dr inz. Janusza Za-
krzewskiego, Folitechnika Warszawska/
3. Badania wsp6lnego przerabiania osaddw pokoagulacyjnych
ze sciekami miejskimi i z osadami sciekowymi /prowa-
dzone przez dr inz. Jadwigg Bernack^/
53
-------
Uzyte w tytule okreslenie "osad pokoagulacyjny" w dal-
szej tres"ci referatu bedzie dotyczyio mieszaniny wlasciwe-
go osadu, pocb.odza.cego z procesu koagulacji wody /w rze-
czywistosci byl to osad powstajqcy w pulsatorze/ oraz wody
z piukania filtr6w pospiesznych, zastosowanych do oczysz-
czania wody uprzednio skoagulowanej. Rrzyjeto proporcje
tej mieszaniny jak 1:8.
W zakres badan wplywu osadu pokoagulacyjnego na proces
oczyszczania Sciek6w weszly:
- okreslenie charakterystyki samego osadu pokoagulacyjne-
go,
- badania wplywu osadu pokoagulacyjnego na sedymentaeje
zawiesin zawartych w sciekach miejskich,
- okreslenie jakosciowej i ilosciowej charakrterystyki osa-
du otrzymanego w wyniku tej sedymentaeji /tj. osadu po-
chodza.cego ze wstepnego oczyszczania sciek6w, ktdrych
domleszkq byi osad pokoagulacyjny/,
- badania wplywu osadu pokoagulacyjnego na proces biolo-
gic znego oczyszczania aciekdw miejskich. osadem czyonym,
- zbilansowanie ilo^ci osadu wstepnego i nadmiernego osadu
czynnego otrzymywanych w procesie oczyszczania sciek6w
miejskich, kt6re zawieraly domieszkf osadu pokoagulacyj-
nego.
W zakres badan wpiywu osadu pokoagulacyjnego na proces
przerabiania osad6w sciekowycb wesziy:
- badania zdolnosci do grawitacyjnego zageszczania, wyka-
zywanej przez mieszanine osadu wstepnego i nadmiernego
osadu czynnego, otrzymywanych jako rezultat badan
oczyszczania sciekdiw, prowadzonych w opisany wyzej spo-
s6b,
- badania fermentacji mieszaniny osadu czynnego i nadmier-
-------
nego osadu czynnego w proporcji zgodnej z przeprowadzo-
nym w odniesienlu do tych osad6w bilansem,
- badania tlenowej stabilizacji nadmiernego osadu czynnego,
- prdby wykorzystania polielektrolitoV w celu zwiekszenia
efektu odwirowywanla osadu.
2. KONCBPCJA BADArf
Pierwszym krokiem w badaniach bylo ustalenie parame-
trow mieezaniny nazywanej tutaj osadem pokoagulacyjnym.
Chodzilo wife o ustalenie takiej objctosciowej proporcji
mlfidzy osadem pochodz^cym z pulsatora, w kt6rym przebiegal
proces koagulacji wody, a wodq z piukania flitrow, ktora
odpowiadaiaby rzeczywietemu oharakterowi materiaiu skiero-
wanego ze stacji uzdatniania wody do miejskiej oczyszczal-
ai sciekdw.
Zdecydowano sif na mieszanie tych dwdch skladnikdw
w relacji objctosci: 1 czfsd osadu z pulsatora + 7 czgsci
wody z piukania filtrow /1+7/, to jest jak gdyby 8-krotne
rozciericzenie osadu z pulsatora wodq z piukania filtrdw
/1:8/. Takie proporcje w skali dobowej wyst^puj^ w war-
szawskim Wodociqgu Centralnym, sk^d pochodzily uzyte w ba-
daniach pr6bki osadu i wody. Woda z piukania filtrdw byia
w badaniach reprezentowana przez pr6bk$ srednia., powsta-
jqcq ae zmieszania 10 prdbek jednorazowych o jednakowej
objctosci, pobranych w ciqgu piukania filtru w jednominu-
towyoh odstQpach czasu. Osad byi representowany rowniez
przez pr6bk§ otrzyman^ z szeregu prdbek jednorazowych,
czerpanych bezposrednio z leja osadowego w pulsatorze.
Analiza osadu pokoagulacyjnego /juz jako mieszaniny
obejmowala nast^puj^cy zakres: odczyn, zagniwalnosc, BZT^,
CZT, such^ pozostactoac /w tym: og61n% ilosd, substancje
mineralne, substancje organiczne/, zawiesiny /w tym: og6l-
-------
na, ilosd, zawiesiny mineralne, zawiesiny organiczne/, latwo
opadaja.ce zawiesiny, glin.
Uzyte w badaniach prdbki Łciek6w miejskich pochodziiy
z pompowni scieko'w na Zoliborzu w Warszawie, do kt<5rej do-
plywaja, acieki z dzielnic mieszkalnych, z malym udzialem
6ciek6w z zakiaddw przemyslowych. Analiza sciek6w surowych
oraz 6ciek<5w poddawanych procesowi technologicznemu w trak-
cie badan obejmowaia: odczyn, zagniwalnosd, BZT5, CZT, za-
wiesiny /w tym: ogdlna. ilo^d, zawiesiny mineralne, zawiesi-
ny organiczne/, zawiesiny latwo opadaja.ce. Osad otrzymywany
w samych badaniach, w toku procesu oczyszczania sciekow, byl
analizowany w nast^pujqcym zakresie: odczyn, sucha pozosta-
io^<5 /w tym: ogolna ilo^c, substancje mineralne, substancje
organiczne/, uwodnienie, czas ssania kapilarnego /GST/.
Osad z badan daja,cych najlepsze wyniki poddawano do-
datkowo analizie na zawartosd azotu og6lnego, glinu i sub-
stancji oznaczonych jako ekstrakt eterowy. Badania prze-
prowadzono w odniesieniu do Sciekow miejskich, ktdre
otrzymaly doz§ osadu pokoagulacyjnego w nastgpuj^cych pro-
pore jach objetosciowych: 100:2, 100:3, 100:5, 100:8.
Froporcje 100:5 i 100:8 odpowiadaly w przyblizeniu
stosunkowi ilo^ci wody produkowanej przez warszawski Wodo-
cia^g Centralny i ilo^ci wody z plukania filtrdw oraz ilod-
ci osadu z pulsatora, otrzymywanych w tym wodociqgu
/w ekali dobowej/. Przeprowadzono badania potrzebne do
oceny wpiywu samego tylko osadu z pulsatora /bez udziaiu
wody z plukania flitrow/ na proces oczyszczania Sciekdw,
z zachowaniem proporcji 100:5* Calym badaniom wpiywu opadu
pokoagulacyjnego na efekt oczyszczania sciekdw miejskich i
efekt przerabiania osaddw sciekowych towarzyszyly, jako
miara por6wnawcza, serie badan prowadzonych na samych scie-
kach miejskich lub osadzie sciekowym, bez domieszki w po-
st aci osadu pokoagulacyjnego.
-------
3. OM6WIENIE WYNIKOW BADAfi
A. Charaktervetyka oeadu pokoaguIac.Y.lnego
V tablicy 1 przedstawiono ekstremalne wielko^ci wskaz"-
nikdw analitycznych dla osadu pokoagulacyjnego, wybrane
spoSr<5d rzeczywistych vrartosci uzyskanych z analizy 16 pr<5-
bek osadu. Wyposrodkowana. charakterystyk? osadu pokoagula-
cyjnego mozna na podstawie otrzymanych wynik6w badai uj^6
nast§puj^co: osad wykazuje bardzo duze uwodnienie i przewa-
w nim wyrazne substancje mineralne.
Tablioa 1
Charakterystyka osadu pokoagulacyjnego
Wskazniki analityczne
odczyn
zagniwalno^c
CZT
ogolna eucha pozostaiosc
substancje organiczne
substancje mineralne
og6lna ilosc gubstancji
rozpuszczonych
w tymt
organiczne
mineralne
og61na ilo^6 zawiesin
w tyin:
organiczne
mineralne
uwodnienie
glin
Jednostki
PH
godz.
/ 3 ^
ing /dm ©2
mg/dm^
%
%
nag /dm
%
mg/dm3
%
%
mg/dm Al
Min.
6,2
0,4
40
68
358
18,3
65,5
196
7,6
49,5
122
18,6
49,5
99,91
20
Max.
7,6
n.p.
120
640
1308
34,5
81,7
696
44,2
92,4
904
50,5
81,4
99,96
112
-------
Przecietne uwodnienie wyniosio 99,93#, a domieszki mine-
ralne 73,3)6 ogdlnej sucbej pozostaioSci. Udziai substancji
mineralnych byi duzy zar6wno we frakcjach rozpuszczooych
/69,3#/, Jak i we frakcjach nierozpuszczonych /75,2#/ uwod-
nionego osadu. Dead wykazai mai^ stabllno^d. Zawartosc glinu
w uwodnionym osadzie wynoeiia ^rednio 54 mg/1, co w odnie-
sieniu do euchej pozoetalosci stanowiio 7,7^.Wskazuiki BZTc
i CZT wykazaly bardzo duze /3- do 9-krotne/ wahania ilos-
ciowe. Przecigtne warto^ci tych wskaznikdw dla osadu uwod-
nionego wyniosiy 80 mg/1 /BZTc/ oraz 163 mg/1 /CZT/.
B. Charakteryetyka 4ciek<5w mie.lskich
Wyniki analizy sciek6w mlejskich zawiera tablica 2.
Scieki wykazaiy duz^ zmiennosc skiadu, powodowan% przy-
puszczalnie przez okresowe doplywy wifkazych ilosoi scie-
k6w przemysiowych, na co wekazujq przede wszystkim wahania
i niski poziom odczynu, nawet ponizej 5 pH.
Tablica 2
Charakterystyka aciek6w miejskich
Wskafniki
analityczne
odczyn
zagniwalnoŁc
BZT
CZT
og<51na ilosd za-
wiesin
w tym:
organic zne
mineralne
Jednostki
pH
godz.
mg/dm^ On
mg/dm DO
3
mg/dm
mg/dm
mg/dm
Min.
3,7
6
104
228
87
55,9
19,5
Max.
7,5
n.p.
353
470
149
115
37,3
Srednlo
6,1
-
216
329
117
87,6
29,8
SB
-------
C. Wpjyw osadu pokoagulacv.inego na proces eedvmentac.ii
6ciekow mie.lskich
Wyniki badan prowadzonych w tym zakresie mozna zinter-
pretowac naste.puja.co:
- Wprowadzenie osadu koagulacyjnego do 6ciekow miej-
skich spowodowaio lekkl wzrost efektu mechanicznego
oczyszczania tych iciekdw. Kiedy udzial osadu pokoagula-
oyjnego stanowii 2,3, a nawet 5J&, jego wplyw na proces se-
dymentacji byi nieznaczny. Wplyw ten ujavmit si? wyraznie
w6wczas, kiedy udziai osadu pokoagulacyjnego w sciekach
mlejskich oeia^n^l 856. Wtedy to, w por6wnaniu z oczyezcza-
niem sciek6w wolnych od osadu pokoagulacyjnego, efekt re-
dukcji zawiesin BZT i CZT wzrosl odpowiednio o 12,4%,
19,956 i 26,2%.
- W proporcji do ilos'ci wprowadzonego do 6ciek6w osadu
pokoagulacyjnego zmieniai si§ ich charakter. Malaly nieco
wartosci takich wskainikdw jak BZTr ± CZT, wyrazone jako
st^zenie /mg/1/, a wzrastaia ilosd zawiesin. Substancje
organiczne w ogolnej ilo^ci zmniejszaiy si§, z rownoczes-
nym wzrostem udzialu substancji mineralnych.
- Poniewaz efekt oczyszczania aciek<5w w og6le bardzo
wyraznie wzrastal w miare upiywu czasu trwania procesu se-
dymentacji, tym satnym zmniejszal sie. wplyw osadu pokoagu-
lacyjnego na zmiane. /dalsze zwiekszenie/ tego efektu.
- Na podstawie wynik6w otrzymanych w zakresie mecha-
nicznego oczyszczania sciekdw, do dalszych badan w zakre-
sie biologicznego oczyszczania sciek6w wybrano tylko dwie
proporcje zmieszania sciek6w z osadem pokoagulacyjnym, a
mianowicie 100:5 i 100:8 /jak juz wspomniano, te wlasnie
proporcje odpowiadaiy rzeczywistemu stosunkowi ilosci pro-
dukowanej przez Gentralny Wodoci^g wody i ilosci otrzymy-
wanego osadu pokoagulacyjnego/.
•59
-------
- ObecnoŁc osadu pokoagulacyjnego w sciekach miejskich*
tylko nieznacznie wpiywaia na wzrost zawarto^ci glinu pozo-
staja/sego w sciekach po procesie sedymentacji.
D. CharakteryBtyka osadu z procesu wstepnego oczvszczania
iic.ie.k6y
W zakresie badan wpiywu osadu pokoagulacyjnego na efekt
wstejpnego oczyszczania 6ciek6w poddano analizie oead otrzy-
mywany po 1 godzinie, 1,5 godziny i po 2 godzinach czasu
trwania procesu sedymentacji. Stwierdzono wyrazny wzrost
obj§tosci otrzymywanego osadu w miar§ zwigkszania w Sciekach
osadu pokoagulacyjnego. Wraz ze wzrostem udziaiu osadu po-
koagulacyjnego w sciekach spadal udzial substancji orga-
nic znych w osadzie otrzymywanym jako wynik sedymentacji
sciekcSw.
Osad otrzymywany ze sciekdw miejskich zawieral znaczae
ilosci tluszczu - przecietnie okoio 19,456 ogdlnej suchej
pozostalo^ci. Koncentracja tluszczdw w osadzie ze sciekcSw
zawieraj^cych dodatek osadu pokoagulacyjnego wyraznie
zmniejszaia sie, osi%gaja.c wartosci 159.55& /dla pro pore ji
100:5/ i 13,4* /dla proporcji 100:8/. Udziai glinu w og6lnej
suchej pozostalosci osadu otrzymywanego z samych sciekow
miejakich utrzymywai si$ przecietnie na poziomie 0,5%
i wzrastai do 1,936 vr obecnosci osadu pokoagulacyjnego /dla
proporcji 100:8/. Obecnosc glinu w sciekach miejskich nalezy
przypisad wystepowaniu w nich glinokrzemiancSw. Czas ssania
kapilarnego /GST/ byi maiy dla samego osadu sciekowego i
nieznacznie malai pod vrpiywem obecnosci osadu pokoagulacyj-
nego.
E. Wpfcyw oaadu pokoagulacv.lnego na proces biologicznego
oczvflzczania ^ciekdw mie.1skich
Badanie biologicznego oczyszczania aciekdw miejskich,
maj^ce na celu uchwycenie wpiywu osadu pokoagulacyjnego na
-------
ten proces, poprowadzono przy nastgpuja/sych parametrach:
objetosc komor napowietrzania - 9 dm kazda, czas napowie-
trzania s'ciekdw z osadem czynnym - 5 godzin, koncentracja
osadu czynnego w komorze - 2500 do 3500 nog/dm , obcia,zenie
komory sciekami -4,7 dm /dm dobe, czas wstgpnego osadza-
nia sciek6w - albo 0, albo 2 godziny, czas wtdrnego osa-
dzanla sciekdw po napowietrzaniu z osadem czynnym - okoio
2 godzin, stgzenie rozpuszczonego tlenu w komorze - okoio
6 rag/dor.
Otrzymane wyniki badan mozna podsumowac nast^pujqco:
Dodanie do sciekdw miejskich osadu pokoagulacyjnego
nie powoduje wyraznych zmian jakosciowych w charakte-
rystyce mikrofauny osadu czynnego. Daja, si5 tylko zauwazytS
pewne zmiany ilosciowe. Nalezaioby podkreslic, ze obecnosc
osadu pokoagulacyjnego wpiywala hamuj^co na rozwoj bakte-
rii nitkowatych. Jak wiadomo, obecnosc tych bakterii
w osadzie czynnym wplywa na strukturg klaczkdw osadu.
Siatkowana struktura osadu, spowodowana obecnosci^ bakte-
rii nitkowatych w klaczkach osadu, wplywa ujemnie na jego
wiasnosci sedymentacyjne.
Nie zauwazono wyraznego wplywu osadu pokoagulacyjnego
na sam proces i na efekt biologicznego oczyszczania s"cie-
k<5w miejskich.
Biocenoza komdr napowietrzania, otrzymuj^cych scieki
z domieszka, osadu pokoagulacyjnego, byia zblizona do bio-
cenozy komory otrzymuj^cej same scieki miejskie.
Przez caiy okres badan uwidoczniala sie pod wpiywem
osadu pokoagulacyjnego tendency a zmniejszania liczby bak-
terii nitkowatych, prowadza,ca z kolei do zmniejszania in-
deksu osadowego. Nizszy indeks osadowy przynosii polepsza-
nie si§ sedymentacyjnych zdolnosci osadu czynnego.
Scieki miejskie, ktdre otrzymaiy doze osadu pokoagula-
cyjnego, iatwo podlegaj^ biologicznemu oczyszczaniu osadem
-------
czynnym, bez potrzeby wetgpnej sedymentacji. Pray jednako-
wym czasie napowietrzania sciek6w z oeadem czynnym otrzy-
mano zblizony efekt biologicznego oczyszczania Łciek6w
miejskich zawieraja,cych osad pokoagulacyjny /proporcja
100:5/, zardwno w przypadku pominigcia wstgpnej sedymenta-
cji sciekdw i w przypadku zastosowania wstgpnej sedymenta-
cji.
P. Bilane osadu z proceau wetepne.1 sedymentac.li
i nadmiernego oaadu czynnego
Wyaiki badan. w tym zakresie ilustruje tablica 3.
Tablioa 3
Bilane osadu z procesu vrstgpnej sedymentacji
i nadmiernego osadu czynnego
Wyszczeg61nienie
objetosd osadu wstep-
nego, otrzymywanego
po 2 godzinach sedy-
mentacji
stosunek objetosci
osadu watepnego do
nadmiernego osadu
czynnego /osady
uwodnione/
jak wyzej, wyrazone
w suchej substancji
Scieki
miejskie
2,9
dm3/m3
1,3:1
4:1
Miesza-
nina
5:100
4,6
dm3/m3
1,6:1
3,8:1
Miesza-
nina
8:100
5,9
dm3/m3
2,2:1
2:1
-------
G. Bfekt zageszczania mieszaniny osadu weteonego
i nadmiernego osadu czynnego
Najlepszy efekt zageszczania otrzymano w odniesieniu do
mieszaniny osadu wstepnego i nadmiernego osadu czynnego,
wolnej od udziatu osadu pokoagulacyjnego. Przecigtnie
uzyskiwany stopien zageszczania tego osadu wyni<5st 2,66.
Nieco gorszy efekt zageszczania otrzymano, kiedy w miesza-
ninie takiej dodatkowo wyste.powal osad pokoagulacyjny.
Dla proporcji 100:5 i 100:8 stopien zageszczania wyni<5si
odpowiednio 2,1 i 1,78. Hajnizszy stopien zageszczania
/1»35/ otrzymano dla samego nadmiernego osadu czynnego
/bez udziaiu osadu wstepnego/ - z udziaiem osadu pokoagu-
lacyjnego, odpowiadaja.cym proporcji 100:5.
Wzrost udziaiu osadu pokoagulacyjnego w mieszaninie
osadow powodowal wydluzenie czasu stanowi^cego optimum
dla procesu zageszczania. Natomiast przy takim samym cza-
sie zageszczania stopien zageszczenia byl odpowiednio
mniejszy. Rdwniez w miare wzrostu udziaiu osadu pokoagula-
cyjnego zwifkszai si§ czas ssania kapilarnego, charakte-
ryzuj^cy osad zageszczony. Ogdlnie jednak bior^c, wyniki
zageszczania mieszaniny osaddw, w ktdrej wyet^powal takze
osad pokoagulacyjny, mozna ocenic jako wystarczajqco
dobre.
H. Efekt fermentac.li mieszaniny osadu wetepnego
i nadmiernego osadu czynnego
Osad pokoagulacyjny wyraznie wpiynql na efekt procesu
fermentacji mieszaniny osadu wstepnego i nadmiernego osadu
czynnego. Obecnosc tego osadu powodowala ostabienie pro-
cesu, i to tym wifkeze, im wigkszy byl jego udzial w mie-
szaninie. Znalazlo to wyraz w mniejszej niz normalnie pro-
duke ji gazu /metanu/. Spadek produkcji metanu osiagn^i 8^
dla proporcji 100:5 oraz 17,5* dla proporcji 100:8. Okres
skutecznej fermentacji mieszaniny osaddir z udziaiem osadu
6S.
-------
pokoagulacyjaego wyni6si 21 do 28 dni. ?ermentacja H-dnio-
wa nie zapewniala dostatecznego efelrtu. Stwierdzono, ze
wprowadzenie drugiego stopnia fermentacji pozwala na
zmniejezenie uwodnienia raieszanego osadu. Stwierdzono tak-
ze wydluzenie czasu fermentacji dawaio zmniejszenie stop-
nia zanieczyszczenia wody osadowej.
I. Efekt tleaowe.1 stabilizac.li nadmiernego osadu czynnego
Nadmierny osad czynny, ktdry otrzymai doz? osadu po-
koagulacyjnego, wymagal 14-dniowego okresu dla procesu
stabilizacji tlenowej. W wyniku takiej stabilizacji otrzy-
mywano osad o zwiekszonej zdolnosci do zaggezczania.
4. WNIOSKI
Z przeprowadzonych badan wpiywu osadu pokoagulacyjaego
na proces oczyszczania aciekow miejskich i na proces prze-
rabiania osaddw sciekowych mozna wyprowadzid nastepuja.ee
wnioski:
1. Wplyw osadu pokoagulacyjnego na proces i na efekt me-
chanicznego oczyszczania sciekdw miejskich jest ograni-
czotiy.
2. Wplyw osadu pokoagulacyjnego na proces i na efekt bio-
logicznego oczyszczania Łciek6w jest takze ograniczony.
3. Nie nalezy eig spodziewac wyrafnych r6znic w caikowitym
efekcie mechaniczno-biologicznego oczyszczania iciek6w
miejskich jako wyniku obecnosci osadu pokoagulacyjnego
w sciekach dopiywajqcych do oczyszczalni.
4. Mimo ze obecnos6 osadu pokoagulacyjnego troch? zmniej-
sza efekt zageszczania i efekt fermentacji osad6#: osa-
du wstepnego i nadmiernego osadu czynnego - skutki iego
wpiywu nie powinny miec istotnego dla praktyki znaeze-
nia.
-------
5. Wynilci otrzymane z badan laboratoryjnych zach$caja. do
podj^cia obszerniejszych badan modelowych w tym kierun-
ku, a dla powszechnego wdrazania wniosk6w na duz^ skal«
produkcyjn^ Jest to po prostu niezb^dne.
66
-------
-------
FIZYCZNO-CHSMICZNE METODY OCZYSZCZANIA
S"CIEKO*W UIESZANYCH - HUTNICZYCH I KO-
MUNALNYCH
Jan Sus chka
Instytut Ksztaltowania Ł>rodowiska
Oddziai w Katowioaoh
Centrum Oohrony Srodowiska
Katowice, Polska
STRESZCZENIE
Uieszane s"cieki hutnicze i komunalne mog4 bye skutecznie
oczyszozone przy zastosowaniu biologicznych me tod oczyszcza-
nia s'cieko'w. Jednakze szybkosd usunifcia substanoji orga-
nicznyoh wydaje sig nizsza niz w przypadku sciekow mieg-
skich. Zastosowanie fizyczno-chemicznyoh metod oczyszozania
nie jest korzystne wowozas, gdy wymagana jest dobra jakosc
odplywu.
Na podstawie przeprowadzonych badan stwierdzono, ze do-
kiadne mieszanie, poi^czone z napowietrzaniem i sedymenta-
oj^, powoduje istotne xieunigoie zanieozyszozen. Dodanie osa-
du po fermentaoji beztlenowej powoduje dalsze polepszenie
jakosoi oozyszczanyoh soiekow. Nalezy przeprowadzid dalsze
badania w oelu okre^lenia optymalnyob. warunkiw przeprowadze-
nia tego prooesu.
PHYSICAL-CHEMICA1 TREATMENT OF COMBINED STEEL
MUNICIPAL WASTEWATER
ABSTRACT
The combined steel and municipal waste water can be
treated effectively with the use of biological methods. How-
ever, the organic substances removal rate seems to be lower
than for municipal sewage. The use of physical-chemical
methods of treatment does not show an advantage especially
when high quality .effluent is required. On the base of the
investigations carried out, it was stated that thorough mix-
ing associated with aeration and sedimentation leads to es-
sential removal of pollutants. Addition of anaerobic digest-
ed sludge results in further improvement of the treated
waste water quality. However, more research is required to
evaluate the optimal conditions.
-------
1. ZAKRES BADAtf
Ł>oieki pochodza.ce gl(5wnie z butnictwa i pokrewnych prze-
myslow charakteryzuja, sie, obeonosoia. me tali i innych sub-
stanoji, ktore moga. wywierac hamuja.cy wplyw na prooesy
oczyszozania biologicznego. Badania oczyszczania takioh
sciek6w osadem czynnym i na ziozu biologioznym wykazuja,
zmniejszenie szybkosoi usuwania substancji organioznyoh
w por6wnaniu ze sciekami komunalnymi. Prawdopodobnie najwaz-
niejsz^ tego przyozyn^ 33 pochodzqoe z przemyslu substanoje
inb.ibituja.ee oraz uieoozekiwane zrzuty duzyoh ladunkow za-
nieozyszozen, mogqce spowodowac nawet calkowitq destrukcjf
klaczk6w osadu czynnego.
racjonalnym rozwi^zaniem wydaje si§ oczyszczanie
sciekow metodami f izyczno-chemioznymi, bezposrednio lub po
wst§pnej sedymentacji. Wielu auto row uwaza to rozwi^zanie za
efektywne w wypadku oczyszozania sciekow o niskiej zawartos-
ci zanieozysaozen organioznyoh. W przeoiwieristwie do uzycia
powszecbnie stosowanych koagulantow i polielektrolit6w,
w pracy tej badano mozliwosc uzycia substancji zastfpczyoh.
^cieki mieszane, pochodz^ce czgsciowo z but i stalowni,
zawieraly stosunkowo duze stgzenie zelaza. Maksymalne st§ze-
nie wahalo si§ w granioacb od 70 do 80 mg/1, srednie st§ze-
nie wynosilo okolo 25 mg/1. Osad poohodza,oy z osadnikow
wst§pnyob i wt6rnyob cberakteryzowal sif st§zeniem ok. 200 g
Fe/kg sffl. Sugerowalo to oelowosd przeprowadzenia badad przy-
datnosoi osadu pochodz^oego z roznyob etap<5w prooesu oczysz-
czania soiekdw - bez przerdbki lub po wstfpnej przeroboe,
jako koagulanta lub srodka wspomagaj^cego proces koagulaoji.
W celu uzyskania z^danyoh informacji przeprowadzono ba-
dania w skali laboratoryjne j i ulamkowo tecbnicznej nad
efektem oczyszozania soiekdw pray uzyoiu koagulant6w po-
wszeohnie stosowanycb. Przeprowadzono rowniez badania prooe-
-------
su osadu czynnego, zldz zraszanych oraz tlenowej i beztleno-
wej stabilizacji osaddw.
2. CHARAKTERYSTYKA
3redni przeplyw oczyszczanyob. sciekdw wynosi okoio 1,5
m /s. Przeplyw ten zmienia sie. znaoznie w cia,gu dnia - od
okolo 1,0 do 1,8 m /s. W ozasie okres<5w deszczowych przeplyw
moze wzrosna,c nawet do 7,0 m /s. ^oieki mieszane badano wie-
lokrotnie w sposdb oia,giy przez okres doby, pobieraja,c prdby
godzinowe oraz prdby chwilowe. Przed badaniami procesu oozy-
szczania przeprowadzono kazdorazowo analizg sciekow doplywa-
j^oych.
W celu okresleaia rzgdu wielkosci parametrdw przedsta-
wiono w tablicy 1 srednie wartosci i zakres st§zen zanieozy-
szczen. Maksymalne wartosoi podane w tablicy 1 nie s^ war-
tosoiami ekstremalnymi, ktdre mog^ wyst^pic jedynie przypad-
kowo.
Tablioa 1
Charakterystyka badanyob. soiekow mieszanyob.
Parame tr
1
PH
mgtnosc
CaZT w prdbie zm$-
oone 3
ChZT w prdbie sa.-
czonej
BZT5
zawiesina
ogdlna
lotna
Jednostka
2
_
ppm Si02
ppm 02
ppm 02
ppm 02
ppm
ppm
Ł>rednio
3
7,5
500
240
150
110
190
120
Minimum
4
6,9
100
120
60
60
100
60
Maximum
5
8,0
900
540
240
145
350
200
-------
c.d. tabiioy 1
1
zasadowosc
Zm
Zp
wapn
magnez
siarczany
siarka org.
fenole
cyjanki
zelazo
oynk
oldw
miedz
azot amonowy
azot azotanowy
2
mval/1
mval/1
ppm Ca
ppm Mg
ppm S04
ppm S
Ppm
ppm
ppm Fe
ppm Zn
ppm Pb
ppm Cu
ppm NKH
ppm W*T>-I
HO \
3
4,2
0
125
60
445
130
0,09
3,5
25
2,0
0,12
0,18
32
0,8
4
3,3
0
70
35
230
85
0,001
2,2
6
0,8
0,10
0,12
28
0,3
5
6,4
0
170
95
660
230
0,2
4,0
80
3,2
0,15
0,30
45
4,2
3. OCZYSZCZANIE BIOLOGICZNE
Badania oczyszczania sciek6w metoda. osadu czynnego dla
ozasu zatrzymania wynoaz^cego 1,214 godziny wykazaiy moz-
liwosd efektywnego usuwania substancji organicznyoh. W opty-
malnych warunkacb jest mozliwe zmniejszenie BZTr do okoio 10
mg/1 i CbZT w probie ama.cone;j do 40 mg/1. Podobne wyniki
otrzymano w przypadku oczyszozania 6ciekow na zlozu zrasza-
nym. Po wt6rnej sedymentacji scieki oharakteryzuj^ si§ ni&-
szq mgtnosci^ w zakresie 30 mg/1 i nizszym stgzeniem zawie-
sin w zakresie 20 mg/1. Jakosc sciekow oczyszozonych biolo-
gicznie byla dobra, nawet w przypadku wysokiego ladunku sub-
stancji organicznyoh w zakresie 0,5 - 1,0 g BZTe/g s.m.o.d.
70
-------
4. TLENOWA I BEZTLENOWA STABILIZACJA OSADdW
Osad zostal poddanj tlenowej stabilizacji w ci^gu 10
dni. W wyniku biooksydacji oze.sci substancji organicznych
nastaj>il odpowiedni wzrost stfzenia substancji nieorganicz-
nych. Stgzenie zelaza ogolnego w stosunku do suchej masy
zmienilo sig w czasie procesu nieznacznie - z 16,7 na 16,9
w jednej serii i z 17,6 na 22,8$ w drugiej serii. Udziai za-
wiesiny lotnej po stabilizacji tlenowej wynosil 48,6 i 40,496,
tj. o 15?8 mniej niz na pocza,tku.
Prooes fermentaoji beztlenowej przeprowadzano w tempera-
turze 32°C i czasie zatrzymania 29 i 36 dni. Odpowiednie la-
dunki wynosily 0,14 i 0,15 kg a.m. o. /or d. Produkoja gaau
wynosila 1,15 nr/m . Zawartosd zelaza w osadzie przefermen-
towanym byla stosunkowo niska - w zakresie od 7 do 1256.
Obserwowano zmiany stfzenia zelaza rozpusz ozone go.
zenie to w oieczy nadosadowej wzroslo z 6 i 12 mg/1 do 27
i 46 mg/1 Fe odpowiednio w dw6oh seriach. Osad po tlenowej
i beztlenowej stabilizacji oraz oieoz nadosadowa po stabi-
lizacji beztlenowej zostaly uzyte w badaniaoh koagulacji
soiekdw.
5. FIZYCZNO-CHEMICZNE OCZTSZCZANIE
Glowna oz§sd badan byla oparta na testach koagulaoyj-
nych, chooiaz przeprowadzono rowniez kilka serii badan ci^g-
lyoh w skali laboratoryjnej i ulamkowo technicznej. Przed
przystaj>ieniem do omowienia wynikdw wla^oiwego prooesu koa-
gulacji, wy wo lane go dodaniem soli zelaza lub glinu i innyob.
substanoji caemicznych, nalezy wspomnied o wplywie, ktdry
mieszanie i sedymentacja sciekow wywiera na ich jakosd. Pod-
czas badan testowych stwierdzono, ze jednominutowe szybkie
mieszanie i dwudziestominutowe wolne mieszanie, a nastfpnie
-------
trzydziestominutowa sedymentaoja powodowaly wyrazne zmiany
jakos'ci sciekow. Na skutek tego prostego procesu mgtnosc
zmniejszyla sig srednio z 500 do 35 mg Si02/l, oo odpowiada
80S6 efektowi usunigcia. Duzy efekt usunigcia uzyskauo row-
niez w przypadku zawieslny. J>rednie stgzenie zawiesiny obni-
zylo si§ o okoio B0% z 190 do 40 mg/1. Zgodnie z przewidywa-
niami otrzymano jedynie 2% usvmigoie ChZT oznaozanego w pr6-
bie zma.conej.
Poczynione obserwaoje s% bardzo wazne w przypadku rozwa-
zania zagadnienia fizyczno-ohemicznego oczyszczania sciek6w.
Wskazujq one wyraznie, jak istotny jest wst§pny etap oczysz-
czania z mieszaniem wl^cznie. Na podstawie wielu badan
stwierdzono, ze najlepsze rezultaty wstgpnego oczyszczania
mogq byd osi^gnifte przy zastosowaniu wstgpnego procesu na-
powietrzania. Prooes ten, trwaj^oy od 10 do 30 min., powodu-
je dokladne wymieszanie i natlenienie. Oprocz tego dalsze
usunifcie zawiesiny i mftnosoi oraz usuni§cie metali ci§z-
kioh mozna uzyskac w ozasie procesu sedymentacji /!/.
Przyklad wpiywu wywieranego przez prooes wstgpnego napo-
wietrzania na usuni§cie zawiesiny i mgtnosei przedstawiono
na rysunku 1. Wykazano, ze wstgpne napowietrzanie powoduje
dalsze usunigcie mgtnosci i zawiesiny w porownaniu z miesza-
niem i sedymentaoj^. Z rysunku 1 wynika, ze dodanie wapna
w oelu podniesienia pH do 8,5, 9,0 i 9,5 /z 7,4/ nie przyno-
silo korzystnych efektow, b^dz tez efekty te byly niewiel-
kie. Na podstawie wielu badan stwierdzono, ze podwyzszenie
pH przez dodanie wapna nie moze byd uwazane za proces oozy-
szczania.
Z rysunk6w 2, 3 i 4, na ktdryoh przedstawiono ^rednie
wartosci i zakresy, wynika, ze nie mozna oozekiwad dalszego
wyraŁnego polepszenia jakosci ^ciek6w oczyszczonycb.. Nawet
w przypadku zawiesiny obserwowano nieoczekiwany wzrost jej
zawartogci. Mgtnosc przy pH powyzej 9,0 spadla do 40 mg/1,
-------
czyli o okolo 6056 w pordwnaniu z prooesem prostego mieszania
i sedymentaoji. Otrzymano takze 20-prooentowy efekt usunif-
cia ChZT przez wzrost odczynu pE.
Rysunki 2, 3 i 4 przedstawiaja, rdwniez rezultaty badari
przeprowadzonych przy uzyciu innych, powszechnie stosowanych
koagulantdw. Istotne wydaje si§ pordwnanie rezultatdw tyoh
badan z wynikami otrzymanymi przy uzyoiu koagulant6w zastej?-
ozych - osadu spalonego i po ferinentacji beztlenowej. Z wy-
nik6w przedstawionyoh na rysunku 2 wynika, ze mgtnosd scie-
kow oozyszczanych przy uzyciu osadu spalonego jest porowny-
walna z m§tnosoi^ otrzymana. przy pH 9,5 i dodatku siarozanu
zelazowego lub przy wzrosoie pH do 8,5 i 9,0 i dodatku siar-
ozauu glinu.
Podobne wnioski mog^ bye wyci^gnigte przy porownaniu wy-
nik6w usuni§oia zawiesiny i ChZT. Nalezy podkreslic, ze po-
dobne rezultaty usuniecia ChZT w zakresie 4-5?? przy wartosci
pozostalej 60 mg/1 mogly by<5 uzyskane jedynie w przypadku
uzycia siarczanu glinu oraz siarozanu glinu z dodatkiem py-
I6w dymnicowych.
Zadowalaj^oe efekty koagulacji osi^gnigto rdwniez przy
uzyciu osadu po fermentaoji beztlenowej. Na rysunku 5 przed-
stawiono wyniki otrzymane dla dwdch rdznyoh dawek osadu
przefermentowanego beztlenowo. Na rysunku tym widoozny jest
wysoki efekt usunigoia zawiesiny do wartosci 22 mg/1. Mozna
stqd wyci^gn^d wniosek, ze uzycie osadu jako koagulanta lub
srodka wspomagajqcego koagulacjg jest bardzo obiecujqce.
Przedwozesne byioby jednak stosowanie tej metody na ska-
1§ teohniczn^, a to z uwagi na ograniozony zakres przepro-
wadzonych kilku serii badan. Poza tym badania uzyoia osadu
spalonego byly przeprowadzone w okresie deszozowym, kiedy
scieki ceohowaiy sig stgzeniami i zanieozyszczeniami stosun-
kowo niskimi w porownaniu z wartosciami srednimi.
-------
Oozyszozanie aciekow mieszanych hutniozyoh i komunalnych
metodami fizyczno-chemicznymi nie wykazuje zadnych korzysci
w stosuuku do metod biologicznych i jedynym uzasadnieniem
zastosowania tych metod moze byd uzyoie koagulantow zast§p-
czyoh.
74
-------
E
*•»*>
vo
600
5OO.
4oo
3OO
ZOO
•too ..
Prdba Nr
0 - mieszanie i scdymcntacja
•1-30min.- wst^pne na.powietrza.nic
2-3Omin. - wst
-------
It
fiuofcds peso
8
a
0'6 * 0'9 =
d^
cŁ
cti
w
z
M
so
I
§
5
Isl
M
2
o
z
o
3
-------
.
a
s
5?
a
^cietei pcrfvawienne ]||
Osad przefermentowdm) T
NO^CO^+TcSO^.
N^C03 $
rti
T«SO4pH » S.Of^.O ' 1—1
o
-------
I' ] • 1
oi*ds pvso
Ł
a
auonzsfiz-joaiu ijjaus
33
4
L1J
0
3
I
o
<
8
o
$
O
N
I*
U4
o
o
&f
o.
5
I
O
z
3
tf>
3
w
Nj-
1
0
§
-------
o
80O
7001
6OO
160
'lOO
Pawka osadu
RY5.5 EFEKTY U6UNIECIA METNO^C I ZAWIESINY WPRO-
CESIE KOAQULACOI 05ADEMPOTEKMENTAC3I BEZTLE -
NOWEO
-------
80
-------
POR6WNYWANIB ALTERNATYWNYCH STRATEGII
USUWANIA SCIBKOW KOKSOWNICZYCH
Robert W. Dunlap
Francis Clay Me Michael
Inetytut Badan Srodowiska
Uniwersytet Carnegie-Mellon
Pittsburgh, Pensylwania, USA
STRESZCZENIB
Pie.ddziesia,t lat temu produkcja koksu w piecach zgazo-
wania i odzysku polproduktow wyparia metode. piecow szybo-
wych. Aczkolwiek produkcja koksu pozostaia na staiym po-
ziomie, odzysk chemikaliow stawai si§ coraz mniej opiacal-
ny. W 1973 r. odzyskane chemikalia tworzyiy jedynie 12S&
calkowitej wartosci produktow. Ostatnio zwrocono uwagf na
inn^ ceche. rozni^c^ me tody zgazowania i piecow szybowych,
mianowicie na problem zanieczyszczania wod jako bezposred-
niego skutku przerdbki gazu koksowniczego.
W roku 1974 Amerykaaska Agencja Ochrony Srodowiska wy-
daia zalecenia i normy dla przemysiu hutniczego. Hormatywy
ustalone zostaiy w odniesieniu do olejow, tluszczow, za-
wiesin pH oraz siareaanew, ze szczegolnym uwzgl^dnieniem
azotu amonowego, cyjankow i fenoli.
W pracy przeanalizowano szereg problemow zwi^zanych.
z oczyszczaniem sciekdw koksowniczych. Starano si§ znalezc
odpowiedz na naste.puja.ce pytania: jakie s^ poszczegdlne
zrddla sciekdw? Czy mog^ bye zmniejszone przez zmiany
technologiczne? W jaki sjjosob zmiany technolpgiczne i me-
tody oczyszczania sciekow wplywajq na zanieczyszczenie
atmosfery i gruntu oraz na zapotrzebowanie energii?
Oceniono siedem roznych. strategii oczyszczania scie-
kow, uwzgle.dniaja,c inwentaryzacj§ emisji oraz dokonuj^c
analizy krzyzowej. W rezultacie stwierdzono, ze oczyszcza-
nie sciekow prowadzi do poprawy jednego elementu srodo-
wiska, tj. wody, powoduj^c jednoczesnie degradacj§ innych
elementow - powietrza i gruntu. Zapotrzebowanie energii
w procesach oczyszczania sciekow prowadzi do powstawania
nowych zanieczyszczen, wplywaj^cych ujemnie na wszystkie
elementy srodowiska.
-------
ff odniesieniu do niektdrych metod oczyszczania sciekdw
poprawa jakos"ci srodowieka generalnie jest ujemna, tzn.
negatywny wpiyw zastosowanej metody na inne elementy jest
wigkszy od efektdw dodatnich. Wyniki tej pracy wyraznie
wskazuja. na koniecznosc wnikliwej analizy problemu, jezeli
zamlerza sie. osiajgna,c maksymalna, poprawg jakosci srodo-
wiska.
COMPARISON OP ALTERNATIVE STRATEGIES FOR
COKE PLANT WASTEWATER DISPOSAL
ABSTRACT
Fifty years ago the production of coke from by-product
ovens surpassed the production from beehive ovens. Al-
though oven-coke production has remained stable, chemical
recovery has grown increasingly less advantageous. By
1973, coal chemicals amounted to only 12 percent of total
product value. Recently, attention has been focused on
another principal difference between by-product and bee-
hive coking, namely water pollution as a result of gas
treatment and by-product recovery.
In 1974, the Environmental Protection Agency issued
effluent guidelines and standards for iron and steel manu-
facturing. Limitations were set for oil and grease, sus-
pended solids, pH and sulfides, but the principal atten-
tion for the guidelines was for the control of ammonia,
cyanide, and phenols.
This study examined a number of topics related to coke
plant wastewater problems. Answers were sought to these
questions. What are the specific sources of the waste-
waters? Can they be reduced by process changes? How do
process changes and wastewater treatment impact air land
and energy demands?
Seven different wastewater treatment strategies were
evaluated considering the mass emission inventory and
cross-media analysis. The findings were that wastewater
treatment provides environmental improvement for one me-
dia, water, but will lead to the degradation of other me-
dia, air and land. Energy requirements for treatment pro-
cesses create new pollutant residuals which are smeared
across all media.
For some wastewater treatment practices, the new en-
vironmental improvement due to the practice is negative,
i.e., cross-media effects are so large as to negate th?
benefits of improving the water media. The results of
82
-------
*
this study clearly support the contention that levels of
environmental control must be considered very carefully if
maximum improvement of the environment is to take place.
1. KIBRUHKI PRODUKCJI KOKSU
;Piecdzie8ia,t lat temu produkcja koksu w piecach zgazo-
wania i odzysku pdlproduktdw wyparia metod§ piec6w szybo-
wych» Przez wiele lat odzysk chemikali6w w procesie ubocz-
nym przy produkcji koksu stanowii ;jedna, z podstawowych ko
rzy^ci przemysiu koksowniczego. Ponadto proces ten pozwo-
lii na istotne zmniejszenie problemu zanieczyszczenia at-
mosfery zwia.zanego z proceeem skoksowania wegla. Ostatnie
20-25 lat przyniosty jednak znaczne amiany. Aczkolwiek
produkcja koksu pozostala w ostatnim cwiercwieczu na sta-
lym poziomie 54-64 milion6w ton na rok, odzysk chemikaliow
stawal si§ coraz mniej opiacalny. W 1950 r. odzyskane che-
mikalia stanowily 22^ wartosci produkcji, podczas gdy
w roku 1973 juz tylko 12^. W tym samym czasie wzrosio sa-
interesowanie inna, ceoh^ rdzni^o^ metody zgazowania, mia-
nowioie problemem zanieczyezczenia w6d jako bezposrednio
skutkiem przerdbki gazu koksowniczego.
2. HORMATYWY ODHIOWADZAHIA §CIEK6w
Normatywy odprowadzania sciek6w z koksowni zostaiy na-
rzucone przez Amerykansk^ Agencjg Ochrony Srodowiska /2/.
Stwierdzono, ze scieki koksownicze charakteryzujq si§ po-
dobnym zasoleniem jak wody morskie i zawieraja, wiele rdz-
nych substancji organicznych.
Ustalone zostaiy normatywy w odniesieniu do olejdw,
tluszczow, zawiesin, pH oraz siarczandw, ze szczegdlnym
-------
uwzgl$dnieniem azotu amonowego, cyjankdw i fenoli. Zaleco-
no usuniecie do 1977 r. co najmniej 90$ tych zanieczysz-
czen w stoeunku do wystepujacych w sciekach nie oczyszczo-
nych. Caikowite usuniecie tych trzech zanieczyszczeri w 99$
/tablica 1/ planuje si? na rok 1983. Celem niniejszej pracy
byla ocena niektdrych problemdvr oczyszczania sciekow koksow-
niczych.
Tablica 1
Normatywy wybranych zanieczyszczen /kg/mln kg koksu/
Zanieczyszczenie
azot amonowy
cyjanki
fenole
Sredni stopien
usuniecia
Typowe
scieki
nie
oczysz-
czone
914
120
262
0,056
BPCTCA*
/1977/
91,2
21,9
1,5
91.2S&
BATBA**
/1983/
4,2
0,1
0,2
99,7*
* BPCTCA - najlepeza z praktycznie
oczyszczania
KX BATEA - najlepsza ekonomicznie
oczyszczania
dostepnych technologii
osi%galna technologia
Gzy ilosc zanieczyszczen moze ulec zmniejezeniu przez
zmiany w produkcji? W jaki sposob wymagania produkcyjne
i wymagania ochrony srodowieka /np. ochrona atmosfery/
wpiywajq na charakterystyk? sciek6w? Jak mozna ocenic za-
nieczyszczenia odprowadzane do atmosfery, wody i gruntu
z procesiw produkcyjnych lub zwiazanych z zapotrzebowaniem
energii w tych procesach?
-------
3. &R6DLA §CIEK6W KOKSOWNICZYCH
Koksownie maja, bardzo zrdznicowana, wielkos'c, roznia,
tez rodzajem odzyskiwanych produktow ubocznych i spo-
sobem traktowania sciekow. Scieki w koksowni pochodza.
z trzech podstawowych arodei: zawilgocenia w§gla, wody
z rozkiadu wfgla oraz w6d produkcyjnych, dodawanych przy
oczyszczaniu gazu i przy odzysku produktow ubocznych. To
oetatnie zr6dio ma w produkcji iciek6w najwigkszy udziai
i zwykle stanowi 60 do Q5% caikowitego przeplywu w6d, w za-
kresie od 500 do 1700 litrow/T w zaleznosci od stopnia re-
cyrkulacji w6d. Typowy blokowy schemat oczyszczania gazu i
produktdw ubocznych pokazano na rys. 1, z ktorego wynika,
ze w procesie tym powstaje szesc rodzajow sciekow: 1/ scie-
ki z destylacji smoiy, 2/ nadmiar wod amoniakalnych /NWA/
ze wstfpnego echiodzenia, 3/ kondensat z adsorbera amoniaku
i krystalizatora, 4/ kondensat z koncowego schlodzenia,
5/ scieki z benzolowni, 6/ scieki z odsiarczania gazu i
usuwania cyjankdw. W tablicy 2 podano ilo^c sciekow oraz
iadunek cyjankow, amoniaku oraz fenolu z kazdego omowione-
go zrodla sciekdw. Stopien recyrkulacji sciekow jest miar^
zmniejszenia zuzycia w6d uzyskiwanego przez modyfikacjg w
kolumnie chiodzenia i benzolowni. Ladunek zanieczyszczen
pozostaje w zasadzie bez zmian, poza ewentualnymi stratami
przy duzym stopniu recyrkulacji, zwi%zanym z zanieczyszcze-
niem produkt6w ubocznych, odparowaniem do atmosfery w otwar-
tych wiezach chlodniczych oraz powstawaniem produktdw koro-
zji w przesylowym ukladzie gazu koksowniczego.
Wplyw sciekow na srodowisko musi bye rozwazany w na-
wi^zaniu do bilaneu zanieczyszczen odprowadzanych w powie-
trze, do wody i gruntu. Koksownie nieodzownie muszq bye wy-
posazone w piece koksownicze, wieze gasnicze koksu, etacje
odzysku produkt6w ubocznych oraz odpowiedniq oczyszczalnig
sciekdw. Na rys. 2 pokazano przepiyw surowca i produktdw
65
-------
CM
d
o
•H
H
J4
d
co
M
d
S
o
1
o
•M
^
EH
O
CO
9
5*
3
CO
O
^
O
I—
co
•d
o
c§
t™
•H
O
VQ
O
d
o
•H
S
O
d
^
^
g_|
JM
Tj-
in
o
1
,ri
0)
o
o
•H
§
"
i
•d
d
pil
?
Mt
Pi
0
tJ
rH
2^
OH M
JO
d
d^^
il?
d
•H
M
d*^
•060
O
|
rH
d
1
rH
d
60
d
*>L
iM
Pi
N
J.
Pi
d
J4
•^
harakterys
o
CM ** CM <*\ O O
c^ ^>S vo ^*
T- t-
vo o vo in vx> O
("A ^ VD
T- CM
CM ^ 00 ^h ^J* *>O
(*\ VO Tj-
T- CM
O O O O O O
CM co oo •* vo m
-888S ?
•s
Nfc
T» rH
f^ d
O J4
d d o>
•-I -H to -H
ad a o d
>>J4 rM O 4» «
rM >H »O 3 d H
a o co 1-1 o «
S-tf rH rM d iH
d xs d xl i-j d
_ T-S ft •»» o d «
* a o co * s
« ft -p a o N -H
t9 o co 'd r*^ sd d co
IM +» -d
Q^ OQ *ri pj ^2 Jq o Q
8
T~
<*>
CO
i^
t-
in
o
^
fi
a
d
CM •* CM O <^\ O
T™* {*•»
VO O VD f\ CM O
f*% ^" f^\
T- CM
CM <*\ CO CM CM «)
o^ CO ^h
CM
O O O O O O
CM co co T* in in
f*\ «*\ <- CM "~
in O o O in o
O O *^ v^3 ^
XI
o
^i
^ 5
o Ja
d d o
H -H fn -H
S3 d o d
>lJd rS) O +> fl)
•tj P *o ad N
d !>> a eo N -d
rfj 0 CO -HO 0)
0> odd
* a o CQ s M
>>« d h >> > H 5 o o d
« Pi +> a 0 N -rt
Ł^ ^> 4) d i^ o
-------
procesu koksowniczego, produktow pochodnych. oraz gazu
koksowniczego. Bilans powinien ujmowac takze emisjg do at-
mosfery z wiezy chiodniczej oraz gasniczej w formle czgsci
lotnych i zawieszonych oraz fenolu. W celu oczyszczania
sciek6w w stopniu vrymaganym przez obowia,zuja.ce normy, musi
bye dodany nowy element - energia w formie pary i energii
elektrycznej, niezbfdnej do pracy oczyszczalni.
4. ENERGIA DO OCZISZCZANIA SciEK6w - ROZWIAZANIA
ALTERNATYTOE
Na rys. 3 zostai przedstawlony schemat systemu ener-
getycznego, produkuj^cego pare, i energie. elektryczn^ dla
oozyszczalni aciek6w. Elektrovmia jest takze zr6diem emi~
sji zanieczyszozen do srodowiska, nawet jezeli w jej pracy
uwzgl§dniane 33 odpowiednie normy. Do atmosfery emitowane
sq pyiyf dwutlenek siarki, tlenki azotu oraz nadmierne cie~
plo. R6wniez do wody odprowadza si§ nadmiar ciepia oraz od-
muliny z procesu demineralizacji i zmigkczania w6d na po-
trzeby kotlowni.
W tym miejscu rodzi si§ drug! problem - usuwanie zanie-
czyszczen z produkcji pary i energii. Mozna wykazac, ze im
wigkszy bgdzie wymagany stopien oczyszczania sciekdw, tym
wieksze b§dzie rdwniez zapotrzebowanie energii. W celu
zmniejszania odplywu zanieczyszczen z koksowni nalezy zatem
zwiekszyc emisje zanieczyszczen z kotlowni.
Postawionych zostalo wi§c kilka pytan. Czy wskazany
problem oznacza prace. w dwu sprzecznych kierunkach? Jaki
jest wplyw netto na srodowisko? Jak uzyskac optymalny po-
ziom oczyszczania sciekdw, kt6ry oznacza maksymaln^ ochro-
n§ srodowiska we wszystkich aspektach? Dla znalezienia od-
powiedzi na te pytania nalezy przeprowadzic dokiadnq ana-
lizg wszystkich operacji zwi^zanych z procesem koksowania,
wl^czajqc w to rozmaite warianty oczyszczania sciekdw.
-------
V tablicy 3 pod/uio osiem alternatywnych rozwiqzan oczysz-
czania 1 odprowadzania sciekdw. Kazdy wariant uwzgle.dnia
jeden lub trzy poziomy oczyszczania Sciekdw /scieki nie
oczyszczone - poziom I i II/, jeden z dwoch system6w re-
cyrkulacji /slaby, duzy/ oraz jeden z dwoch systemdw ga-
szenia koksu /czysty, ze s"ciekami/.
Tablica 3
Strategia oczyszczania Sciekdw koksowniczych
Alter-
natywa
0
1
2
3
4
5
6
7
Stopien
oczyszczania
scieki nie oczyszezone
scieki nie oczyszczone
scieki nie oczyszczone
scieki nie oczyszczone
poziom I
poziom I
poziom II
poziom II
Stopie
cvrku]
slaby
I
Ł
n re-
ac.1i
duzy
X
X
X
X
X
X
Sposob
easzenia koksu
czysty
X
X
X
X
scie-
kami
X
X
X
X
W celu umozliwienia wyboru wla^ciwej strategii dziaia-
nia przedstawiono na rys. 4 i 5 wybrane procesy jednostko-
we w hipotetycznej koksowni. Scieki doprowadzane eq z huty
po ich uzdatnieniu. Frzy dziennym zapotrzebowaniu wggla
w ilo^ci 6000 T i produkcji koksu piecowego w ilosci
4200 T, koksownia taka znalazlaby sif wsr6d 25 wigkszych
koksowni w kraju /USA/. Oczyszczanie na poziomie I polega
na pelnym oczyszczaniu fizyczno-chemicznym z zastosowaniem
usuwania cyjankdw na zasadzie istniej^cych technologii,
rozwini§tych przez "Bethlehem Steel Corporation" /4/«
Oczyszczanie na poziomie II idzie dalej, polegaj^c na za-
stosowaniu zioionej metody fizyczno-chemicznej oraz biolo-
-------
rgicznej. Biologiczne oczyezczanie jest podobne do stosowa-
nego w oczyszczalni Bethlehem Steel Corporation, zmierza-
ja,c glownie do usuniecia fenoli. Wspomniane systemy oczysz-
czania nie odpowiadaja, jednoznacznie wymaganiom stawianytn
przez Agencje Ochrony SrodoWiska w zakresie BPCTCA oraz
BATEA. Jednakze poziom I spelnia wymagania BPCTCA co do
usuwania cyjankdw oraz azotu amonowego. Poziom II speinia
wszystkie wymagania BPCTCA oraz wymagania BATEA co do feno-
li.
Kazda z os"raiu wymienionych alternatyw zmierza do od-
prowadzenia zanieczyszczen do atmosfery, wody i na po-
wierzchni§ gruntu. W procesie gaszenia koksu nastgpuje
emisja do atmosfery z otwartych chlodni oraz z elektrowni
dostarczaja.cej energii elektrycznej lub pary do procesow
oczyszczania. Do wody odprowadzane s^ zanieczyszczenia
z koksowni /z wydzialu wielkich piecow/, z wod pozostaiych
z procesu gaszenia koksu oraz nadmierne ciepio z elektrow-
ni. Na powierzchnig gruntu odprowadza Big zanieczyszczenia
z elektrowni, z wiezy gasniczej i stacji uzdatniania wody
kotiowej, z odp§dzania amoniaku oraz z biologicznej oczysz-
czalni sciekow koksowniczych.
Celem tej analizy jest inwentaryzacja wszystkioh waz-
niejszych zr6del zanieczyszczen odprowadzanych do atmosfe-
ry, wody i na powiirzchnif gruntu w odniesieniu do kazdej
alternatywy; Rys. 6 przedstawia dzienna. emisj§ wybranych
zanieczyszczen. * odniesieniu do kazdej alternatywy. Metody
przeciwdziaiania zalozono w stosunku do osmiu zanieczysz-
czen odprowadzanych do wod oraz pi§ciu zanieczyszczen od-
prowadzanych na powierzchni§ gruntu. Z takiego uj§cia pro-
blemu wynika jego wzgl§dna ziozonosc. Wladze miejskie oraz
wykonawcze powinny wybrac z roznych przedstawionych mozli-
wosci alternatywg najwlasciwsz^, zapewniaj^c% najlepsze
zabezpieczenie srodowiska.
-------
5 . KRZYZOWA ANALIZA EJŁMENT6w
Z porownania peinej inwentaryzacji emisji z iadunkiem
zanieczyszczen odprowadzanych ze sciekami /rye. 6, przy-
padek C/ wynika zmniejszenie iadunku amoniaku, cyjankow
oraz fenoli w sciekach, powodujqc powstawanie i odprowa-
dzanie wielu innych zanieczyszczen do atmosfery i na po-
wierzchnig gruntu. Porownanie wpiywu na ^rodowisko roznych
strategii wymaga znajomosci zaleznosci mlgdzy zmniejeze-
niem emisji zanieczyszczenia do wody z jednoczesnym zwi§k-
szeniem emisji innych zanieczyszczen do atmosfery i na po-
wierzcnnie gruntu. W wyniku studiow zleconych przez Council
on Environmental Quality i Agencje Ochrony §rodowiska, Rei-
quam, Dee i Choi z Battelle Memorial Institute opracowali w
tym celu metod§ zwanq analiz^ krzyzow^ /5/«
Dla dokonania tej analizy nalezy wykonac inwentaryza-
cj§ ilosci emitowanych zanieczyszczen. Hierarchia Jakosci
zostaia ustalona na dwoch poziomach: jakosci srodowiska
/powietrze, woda, powierzchnia gruntu/ oraz jako^d zanie-
czyszczenia. Pierwszy poziom jakosci /powietrze, woda, po-
wierzchnia gruntu/ bgdaie zagadnieniem regionalnym lub tez
waznym dla caiego kraju. Drug! poziom jakosci zanieczysz-
czen okresla mechanizm wzglednego udziaiu elementow srodo-
wiska w stosunku do kazdego zanieczyszczenia. Wybor alter-
natywnej strategii jest oparty na wzglednej wartosci nume-
rycznego wskafnika, obliczonego z analizy krzyzowej.
Wskaznik zniszczenia srodowiska /IZS/ jest arytmetycz-
na, sum^ zniszczen wazonych kazdego zanieczyszczenia w ele-
ment a ch srodowiska:
w ktdrym:
p - wskaznik zanieczyszczenia
90
-------
' d - funkcja zniszczen dla wybranej strategii s, przy
ograniczeniu /O < d < 1/
p,s
W - istotnosc zanieczyszczenia p wzgle.dem innych za-
nieczyszczen /^DW = 1000/
M - modyfikator funkcji uwzgle.dniaja.cy rozprzestrze-
nianie i trwaiosc zanieczyszczenia /0,1< IS ^ 0,8/
Duza wartosc wskaznika IZS oznacza prawdopodobieastwo
duzych zniszczen srodowiska. Technika wartosci wazonych
nie pozwala oczywiscie na absolutn^ interpretacj§ wiel-
kosci. Jednakze celowe jest porownywanie roznych strate-
gii. Algebraiczna roznica mi§dzy strategic podstawow^ /IZS/
a inna, strategic /IZS/ zostaia okreslona jako wskaznik
8
efektywnosci strategii /IES/_
/u.s/_ = /izs/ - Azs/
D O JO
Dodatnie wartosci wskaznika IŁS oznaczaj% poprawe. net-
to srodowiska w stosunku do strategii podstawowej, podczas
gdy ujemna wartosc wskaznika oznacza pogorszenie srodowiska.
Wartosc IBS jest podstawa, oceny waznosci i wyboru etra-
tegii.
W pracy tej zastosowano dwa zestawy istotnosci zanie-
czyszczed. Pierwszy zest aw opart o na wyborze dokonanym
przez ekspertdw hutniczych Battelle Institute /BMI/, drugi
zest aw zostal wybrany przez autorow /CMU/ na podstawie
wielu przepisdw i norm krajowych w zakresie jakosci wody
i powietrza 6,7 . W tablicy 4 podano wartosci wazone.
Te dwa zestawy przykiadajq podobnq wagg do dwoch elementdw
srodowiska: wody i powietrza, przedkladaja,c je nad problem
zanieczysaczenia powierzchni gruntu. W zestawie CMD roz-
kiad istotnoici zanieczyszczen jest bardziej zr6znicowany,
anizeli w MI ^ skupia sie, na fenolu jako na najwazniej-
szym zanieczyszczeniu.
91
-------
Tablica 4
Istotnosc zanieczyszczenia /Wp/ i modyfikator funkcji /M/
dla stadium oczyszczania sciekow koksowniczych
Zanieczyszczenie
Dp wodj
NH3
fenole
CN
SON
01
cieplo
suma
Na powierzchni eruntu
popidl, pyi koksowy
S02 - osad wapniowy
NE, - osad wapniowy
odmuliny z kotia
osad biologiczny
suma
Do atmosfery
NOX
so2
pyiy
NH-j
fenole
CN
Cl
cieuio
suma
razem
CMU wartosci
wazone
w
P
5
321
22
3
1
22
374
41
54
54
54
54
255
30
70
60
26
48
82
25
30
371
1000
MP
0,6
0,5
0,5
0,5
0,6
0,5
0,5
0,6
0,6
0,6
0,6
0,5
0,7
0,8
0,5
0,4
0,4
0,4
0.5
Vp
3
160
11
2
1
11
20
32
32
32
32
15
49
48
13
19
33
10
15
BMI wartosci
wazone
WP
52
84
74
56
33
74
373
42
58
58
58
58
274
22
43
56
47
56
60
47
22
353
1000
\
0,6
0,5
0,5
0,5
0,6
0,5
0,5
0,6
0,6
0,6
0,6
0,5
0,7
0,8
0,5
0,4
0,4
0,4
0.5
Vp
31
42
37
28
20
37
21
35
35
35
35
11
30
45
24
22
24
19
11
-------
Inwentaryzacja ilosci emitowanych zanieczyszczen, po-
kazana graficznie na rys. 6, musi alec przeksztaiceniu na
Bestaw liczb od 0 do 1 w celu" wyrazenia jako funkcja znisz-
czen d i dokonania analizy krzyzowej. W pracy tej oceniouo
czu2osc wskaznika zniszczenia srodowlska w stosowanej meto-
dyce obliczen zniszczen. Najprostsza funkcja zniszczen po-
lega na liniowym stopniowaniu zniszczen ze wzrostem ilosci
odprowadzanych zanieczyszczen. Mozna wyobrazid sobie nieli-
niowe stopniowanie zniszozeu przez okreslenie duzych znisz-
czen juz przy maiej emisji zanieczyszczeri lub tez opdŁoie-
nie wptywu zaoieczyszczenia do momenta odprowadzania znacz-
nej czgsci z najwi?kszej mozliwej emisji /rys. 7/«
Zaktada si«, ze funkeja zniszczen jest kumulacyjna.
fuakcj4 Beta w oparciu o dwa parametry,oi ±ft. Srednia dys-
trybucja wynosi 1*1 [<&. + fit) , a funkcja wariacyjna dystry-
buoji jest/p(y5//^-»->3/2 M+^*V-W odniesieniu do wszystkich
przypadkdw funkcja zniazczeu wynosi 1, gdy wzglgdna emisja
wynosi 1, tzn. aktualna emisja rdwna si§ maksimum. Kiedy
aktualna emisja r6wna si§ zero, wdwczas funkcja zniszczen
rdwna si§ zero* Analizowane byly nast^puja^ce zakresy
-------
CO
O
•8
01 O
•rl Mfl
a o
ss
CD
<*>
O'-(MOO(y>COCOO
O^ CVJf-CM-C-O
O t-
§
Pi
o
+»
to
•fr
^o
HO
O
o
-p
o
s
CO O
•HM8
a o
GO
VD
OJ
t^CO ("> VO 00 O O
OO
t-^OJ 00 t-
r- »- CM «
-------
Tablioa 6
Systematyka strategii oczyszczanla aciek6w
Przypadek
Me toda oczyszczania
Uszeregowanie
jakoaciowe
scieki nie oczyszczone, duza
recyrkulacja, gaszenie scie-
kami
I poziom oczyszczania, duza
recyrkulacja, gaszenie 6cie-
kami
preferowana
preferowana
Scieki nie oczyszczone, maia
recyrkulacja, gaszenie scie-
kami
I poziom oczyszczania, duza
recyrkulacja, odprowadzenie
sciekow do cieku wodnego
lepsza od
strategii
podstawowej
scieki nie oczyszczone, duza
recyrkulacja, odprowadzenie
sciekow do cieku wodnego
Scieki nieoczyszczone, luzna
recyrkulacja, odprowadzenie
sciekow do cieku wodnego
strategia
podstawor -5
II poziom oczyszczania, duza
recyrkulacja, odprowadzenie
sciekow do cieku wodnego
II poziom oczyszczania, duza
recyrkulacja, gaszenie scie-
kami
nie prefe-
rowana
95
-------
6. POR6WBANIE STRATEGII OCZYSZCZANIA §CIEK6W
Z tablioy 7 wynika, 4e oczyszczanie Sciekow koksowni-
czych nie prowadzi do poprawy jakoSci rzeki, do ktdrej od-
prowadzane sa. Scieki. Strategia 0 /maia recyrkulacja,
brak oczyszczania Sciek<5w, odprowadzanle do rzeki/ zostala
wybrana jako podstawowa, w stosunku do kt6rej porlwnuje
alg inne strategic. Najmniej korzystna strategia ma ujemny
wskaznik IBS i oznacza zniszezenie srodowiaka w pordnrnaniu
do etrategii podstawowej. Duza dodatnia wartosc IBS ozna-
cza popraw§ Jakosci srodowiska w stosunku do strategii
podstawowej. W odniesieniu do wszystkich strategii i metod
wazenia wystepuje pozytywna wartosd wskaznika IBS w ele-
meneie wody, okreslajqca poprawe Srodowiska wodhego w sto-
sunku do przypadku podstawowego.
Nalezy Jednak zauwazyc, ze poprawa jakoŁci Srodowiska
wodnego zawsze jest zwiqzana ze zniszczeniem Srodowiska
atmosferycznego i powierzchni gruntu. WartoSci zero wskaz-
nika IBS oznaozaj^ identycznoSc z przypadkiem podstawowym.
W niekt6rych przypadkach zniszczenie netto Srodowiska
atmosferycznego i powierzchni gruntu mogq by6 wystarczaj^co
duze na to, aby wykluczyd poprawe w srodowisku wodnym. Po-
prawa jakoSci Srodowiska wodnego jest nierozerwalnie zwi^-
zana z ujemnym wpiywem na inne elementy Srodowiska. Wptyw
ten moze okazac sij wystarezaj^co znaczny, aby sumaryczny
efekt ochrony Srodowiska byl r6wny zero.
7. WHIOSKI
Wnioski tej pracy odnosz^ si? wprawdzie w zasadzie do
problemdw koksowni, s^ jednak rdwniez przydatne w odnie-
sieniu do tych wszystkich przypadkdw, w ktdrych majq za-
stosowanie przepisy prawne w stosunku do kazdego elementu
Srodowiska. Oczyszczanie Sciek6w prowadzi do poprawy jed-
nego elementu Srodowiska, tj. wody, ale jednoczeSnie do
zniszczenia innych elementdw - atmosfery i powierzchni
96
-------
Tablioa 7
Wpiyw netto na srodowiako dwoch wybranyoh zestawdw
zanieczyszczen i dla funkcji zniszezen o ksztaicie S
Przypadek
0
1
2
3
4
5
6
7
Przypadek
0
1
2
3
4
5
6
7
Wskaznik efektywnosci strategii
/wartoSci wazone CMCJ/
powie-
trze
0
-39
- 5
-75
-16
-30
-28
-39
woda
0
85
3
172
162
170
164
166
powierzch-
nia gruntu
0
0
0
0
-70
-70
-148
-148
t%cznie
0
46
- 2
97
76
70
-12
-21
Rank
5
4
6
1
2
3
7
8
Wskaznik efektywnosci strategii
/wartosci wazone Bill/
powie-
trze
0
-47
- 3
-89
-12
-34
-20
-40
woda
0
77
5
154
92
136
82
120
powierzch-
nia gruntu
0
0
0
0
-76
-76
-161
-161
Ł$cznie
0
30
2
65
4
26
-99
-81
Rank
5
2
6
1
4
3
8
7
-------
gruntu. Jest to wias"nie zjawisko krzyzowania si§ wpiywow;
zapotrzebowanie energii dla procesow oczyszczania sciek6w
prowadzi do powstawania nowych zanieczyszczen wszystkich
elementdw s'rodowiska. W odnieeieniu do niektorych proceso*w
oozyszczania sciek6w poprawa srodowiska netto jest ujemna,
tzn. z analizy krzyzowej vrynika, ze efekty negatywne wiek-
sze sa, od uzyskiwanych korzysci poprawy jakosci w<5d. Czes-
to^c wystepowania prognozy ujemnego oddzialywania na sro-
dowisko zalezy od danych wej^ciowyoh oraz zalozeii. Cz§s-
tosc ta wzraeta ostro wraz ze zwiekszeniem wymaganego
etopnia oczyszczania sciekow.
Celowe wydaje sie. scharakteryzowanie problemu koksowni
wediug stosowanej me tody gaszenia koksu - stopnia recyrku-
lacji wody produkcyjnej oraz wybranego stopnia oczyszcza-
nia sciekow. Analiza krzyzowa prowadzi do naste.puja.cych
stwierdzen:
1/ Gaszehie koksu sciekami, niezaleznie od stopnia oczysz-
czania sciek6w, jest metod^ preferowan^, pozwalajqca, na
najwi§ksz^ ochron§ srodowiska netto. Metoda ta jest pre-
ferowana w porownaniu z metod^ odprowadzania sciekow
/przy tym samym stopniu oczyszczania/ do cieku wodnego.
2/ Duzy stopien recyrkulacji wod chiodniczych jest prefe-
rowany w stosunku do slabego ze wzgledu na mniejszy
ujemny wpiyw na srodowisko.
3/ W przypadku duzego stopnia recyrkulacji w<5d chlodni-
czych i przy zastosowaniu sciek6w do gaszenia koksu
niepotrzebna jest jakakolwiek oczyszczalnia /poziomu I
czy tez II/, jezeli poprawa srodowiska netto ma zostac
4-/ W przypadku duzego stopnia recyrkulacji wod chiodni-
czych i odprowadzania i§ciek6w do odbiornika poziom
oczyszczania I jest preferowany, a to w celu osiajgni^-
cia najwiekszego stopnia ochrony srodowiska netto. Tu-
98
-------
taj poziom oczyszczania I jest preferowany w stosunku
do alternatywy nieoczyszczania lub oczyszczania wedlug
poziomu II.
5/ Wyniki te sugeruja., ze obecne normy Agencji Oohrony
Srodowiska dla odpiywow z koksowni, a w szczegdlnosci
normy BATEA /1983/ sa, zbyt ostre dla maksymalizacji
ochrony srodowiska wobec koniecznosci oczyszczania
sciekow koksowniczych.
Wyniki tego studium jasno wykazuja., ze problem zadane-
go poziomu czystosci srodowiska musi bye szczegoiowo ana-
lizowany, jezeli ma sie uzyskac maksymalne efekty ochrony
tego srodowiska. Bardzo ostre wymagania co do odprowadza-
nego iadunku niekoniecznie s^ dziaialnosci^ najlepsz^.
Jednakze studium to Jest, podobnie jak inne analizy,
tylko aproksymacja, rzeczywistosci, a nie rzeczywistosci^.
W szczegolnosci analiza krzyzowa wymaga wielu zaiozen,
ktorych slusznosc mozna kwestionowac i roznie interpreto-
wac. Niemniej jednak wyniki studium s^ wystarczaj^co udo-
kumentowane dla wyciagnifcia wnioskow co do stosowanych
obecnie normatywow odprowadzania zanieczyszczen. Analiza
ta nie ma doprowadzic do dalszego zaostrzenia sie kontro-
wersji co do oczyszczania i usuwania koksowniczych wod
soiekowych, ale do skierowania kontrowersji na racjonal-
niejsze podejscie do zagadnien, do analizy wplywu netto na
srodowisko, a nie do analizy tylko jednego elementu srodo-
wiska.
BIBLIOGRAPIA
1. U.S. Bureau of the Census: Statistical Abstract of the
United States: 1973 /94th Edition/, Washington, D.C.
1973
99
-------
2. Iron and Steel Manufacturing Point Source Category, Ef-
fluent Guidelines and Standards, Federal Register Vo.39,
Ho. 126, June 28, 1974
3. Kurtz J.K.: Recovery and Utilization of Sulfur from
Coke Oven Gas. "Problems and Control of Air Pollution"
ed. by F.S. Mallette, Reinhold Publishing Corp. 1955
4. Lauer F., E.J. Littlewood, J.J. Butler: New Solvent Ex-
traction Process for Recovery of Phenols from Coke Plant
Aqueous Waste. Jones and Laughlin Steel Corporation.
Presented at Eastern States Blast Furnace and Coke Oven
Association Meeting, Pittsburgh, Pa., February 14, 1%9
5. Reiquam H., N. Dee, P. Choi: Development of Cross-Media
Evaluation Methodology. Final Report to Council on En-
vironmental Quality and U.S. Environmental Protection
Agency, Contract No. EQC315, Battelle Memorial Institute,
Columbus, Ohio, Volumes I and II. January 14, 1974 /PB
232414/3WP/, also "Assessing Cross-Media Impacts", Envi-
ronmental Science and Technology. Vol. 9, No. 2, Febr.75
6. Dunlap R.W., F.C. McMichael: Environmental Impact of
Coke Plant Wastewater Treatment and Disposal. "Journal
of Ironmaking and Steelmaking". /w druku/
7. Dunlap R.W., F.C. McMichael: Air, Land or Water: The
Dilemma of Coke Plant Wastewater Disposal. Environmental
Science and Technology.
100
-------
t
|
-------
i
3>-«
? f *
•f •? •-
tfi
a.
i
o.
'rt
5
v9
C*
»
51
102
-------
(4
M
U
.u
•3
1
.S
!
f
VI)
e pary
Wytwar
.
&a i
-------
CN
Odgarowanie
Usuni^cie
9556CN
Usuniqcie
(wdnego i
zwiazanego)
NH3 KnfStalizator
Benzol
odptyw
362 kgld
NH3 3^39 feg/d
fenole 965 teg/d
Przcptyw 957 m3/d
CN
NH3
Denote
?r?epb)W
3439 bg/d
96s
957
11 kfg/d
310 kg/d
965 kg/d
1163 rW/d
CN 11 teg/d
NM3 310 Hg/d
Tenole 77 teg/d
I TVajptyw 1163 mVd
CN
NH3
f«nole
frzepttjw
21 bg/d
218 bg/d
52 bg/d
2063 tn3/d
Cys.4-. Przeptyw acicbo'w dla oczyszczania na poztomie I,
z duzynn stopniem rccyrkulacji
-------
=j[
Benzol
ltOli>CH J y zwiazanego)
/
•Para(kondcnaat) [
Uauni^cie
99.07%
oraz
50%CN
doNH,
Odptyw
CN 372 bg/d
HH3 3447 hg/d
Fenole 970 hg/d
7rzgptyw 1857 mVd
CN 19
NH3 iU7
Tenole 970 Bg/d
Przcptyw 1857 r
Mologiczna
oczyszczalnia
CN 11 teg/d
NH3 310 ttgfd
Tenole 97O teg/d
PrzcpTyw 2262 mVd
CN 5 teg/d
N«3 3l4bg/d
Denote 0.3 teg/d
TVzeptyw 2262
Cys.5. Przepfyw ^cietedw dla oczyszczania na poziomie II,
przy dweym stopniw -
105
-------
Imisjadoatmosfery
Cl
10' . » /
fM^f
-rw\vAV/
. ciepto"
NOX
10
f emote.
O 1234567 przupadbi
Łmif>ja do wody
Imisja na powierzchni^
O1 2 34567 przypadki 01 23AS67
Ry9.6. Inwerrtaryzacja emisji z bobsowni o produtecji 4-2OO T/d
-------
0 wrglqdna masa etnisji
Rys. 7. Tunteeja zniszczen
-------
4O&
-------
OCZYSZCZANIB §CIBK6w GARBAESKICH
J. David Bye
Uniwersytet w Cincinnati, Ohio, USA
STRESZCZBNIB
W procesie garbowania sk6r powstaja, znaczne ilosci wy-
soce zanieczyszczonych sciek6w. ffiekszosd zanieczyszozen
koncentruje si5 w etosunkowo maiej objetoflci kilku rodza-
j6w aciekow o bardzo duzym stezeniu. Separacja tych scie-
kdw i ich wstepne oczyezczanie przed zoieBzanlea z innymi
rodzajami aoiefcdw oraz dalezym klarowaniem i biologicznym
oczyszczaniem wydaje ai$ najefektywniejsz^ metodq postepo-
wania.
Jednakze rozplanowanie obiekt6w garbarni i system od-
prowadzania sciek6w ezesto uniemozliwiaj^ tak% separacjf,
w zwi^zku a czym zachodzi potrzeba oozyszczania wszystkich
rodzaj6w soiek<5w w jednej mieszaninie. W tych wypadkach,
kiedy separacja sciekdw i ich oddzielne podczyszczanie s%
mozliwe do zrealizowania - zwykle post^powanie polega na
utlenianiu siarczk6w drogq napowietrzania sciekdw, w obec-
nosci manganu Jako katalizatora oraz na strqcaniu chroma
w postaoi wodorotlenku. W niektdryoh przypadkach do obni-
zenia odczynu sciekdw z wapnowania wykorzystaja sif gazy
kominowe.
Oczyszczanie poi^czonych sciekdw garbarslcich obejmuje
zazwyczaj: cedzanie, wstepne klarowanie z pomoe^ koagu-
lantow lub bez nich, aerobowe biologiczne oczyszczanie za
pomocq osadu czynnego lub w lagunach napowietrzanych albo
tez przy uzyciu kombinacji lagun - napowietrzanych i nie
napowietrzanych, koncowe klarowanie, dezynfekcje /jezeli
jest wymagana/. Efekt oozyszczenia 8ciek6w wyrazany re-
dukcj^ wartosci BZT i zawiesin, przekracza ezesto 90*.
Autor wyspecjalizowat si? w atoeowaniu rozwi^zan tech-
nologicznych, polegaj^cych na wstepnym podczyszczaniu
sciek6w u zrodla ich powstawania w celu usunieoia siarcz-
kow chromu oraz na dalezym doczyszczaniu w systemie lagun
aerobowo-anaerobowych. W artykule przedstawiono wytyczne
projektowe oraz dane eksploatacyjne, oparte na dotyohczaa
wykonanych i zrealizowanych projektach. W zakresie wska-
z6wek eksploatacyjnych szczegdlna. uwagf poswieeono proble-
mowi uzytkowania lagun w zimie, przy niskich temperatu-
rach.
-109
-------
TANNERY WASTE MANAGEMENT
ABSTRACT
Tanning of hides into leather creates large volumes of
highly polluted wastes. Initially most of the pollutants
are contained in relatively small volume highly concen-
trated waste fractions* Separation and pretreatment of
waste fractions prior to blending for clarification and
biological treatment appears to be the most efficient me-
thod for managing these wastes.
Plant arrangement and discharge schedules often pre-
vent effective separation of the waste fractions hence it
may be necessary to treat the combined wastes as a single
effluent. When separation and pretreatment are possible
the usual procedure is to oxidize the sulfides with air
using manganese as a catalyst and to precipitate chrome as
chromium hydroxide. In some cases flue gas is used to
lower the pH of the lime bearing wastes.
The treatment of the combined waste streams usually
includes: screening; primary clarification with or without
coagulants; aerobic biological treatment by activated
sludge or aerated lagoons or a combination of aerated and
non-aerated lagoons; final clarification; and disinfection
if required. Treatment efficiencies for BOD and suspended
solids removal often are well above 90 percent.
The Author has specialized in the in-plant removal of
sulfides and chrome and in the use of aerobic-anaerobic
lagoon systems for final treatment. Design criteria and
operating data from some of the projects that he has de-
signed and constructed are presented. Operational problems
particularly those related to cold weather operation are
discussed.
WSTEP
Przemysi garbarski od dawna uznawano za znacznie za-
nieczyszczaja,cy wody ze wzglgdu na odprowadzanie do nich
Łciek6w charakteryzuja,cych sie duza, ucia,zliwoŁcia. w stanie
nie oczyszczonym. Og6lna ilo&6 Łciek6w z garbarni w Sta-
7 3
nach Zjednoczonych wynosi jednakze tylko 6,056-10' m rocz-
•-MO
-------
nie, co w pordwnaniu ze sciekami pochodza.cymi z innycn ga-
tezi produkcji jest iloscia. niewielka,.
W okoio 300 garbarniach na terenie Standw stosuje si§
obeonie garbowanie roslinne, chromowe lub kombinacje obu
tych podstawowych metod. Garbowanie chromowe stanowi
85-90$ globalnej produkcji, garbowanie roslinne - 10-15$.
Podstawowym surowcem s% skdry bydlece, garbowane w iloa-
ciach okoio 18-20 milionow sztuk rocznie. Sk6ry owcze i
swinskie stanowi 3 tylko niewielki ulamek poddawanego gar-
bowaniu surowca.
W procesie garbowania uzywane sa, naste.puja.ee materia-
iy: woda, siarczki, wapno, eiarczan amonowy, kwae siarko-
wy, siarczan chromu, ekstrakty roslinne, weglan sodowy,
substancje powierzchniowo-czynne, oleje naturalne i synte-
tyczne, barwniki, skrobie, glinki, rozpuszczalniki oraz
r6zne zwia,zki organiczne. dcieki garbarskie mog% zawierad
rdzne ilosci wszystkich materia2:6w uzytych w procesie gar-
bowania, a takze substancji wyekstrahowanych ze sk6r w wy-
niku procesu garbowania.
1. FROCKS GARBOWANIA
Znaczna oze.s<5 sk6r przeznaczonych do garbowania trafia
do garbarni w stanie nie zakonserwowanym. Czynmikiem kon-
serwuj^cym jest s6l lub solanka. Tylko malty ulamek og<5lnej
ilosci ak6r kierowany jest do procesu garbowania w stanie
swieiym. Proces garbowania obejmuje zasadniczo:
- mycie i moczenie sk6r w celu usuni^cia z nich resztek
krwi, nawozu, brudu i soli oraz zapewnienia im odpowied-
niej wilgotnosci;
- usuwanie wlos6w za pomoc^ alkalidw /zazwyczaj wapna/ i
siarczkdw; czynnosc ta moze prowadzic tylko do rozluŁ~
nienia wtoadw przed mechanicznym ich usunieciem,
tez moze prowadzid do calkowitego rozpuszczenia wlosdw;
•VH
-------
- wytrawianie z uzyciem enzyme* i soli amonowycb w celu
usunlecia nadmiaru alkali6w 1 przygotowania skŁr do za-
sadniczego procesu garbowaaia;
. mizdrowanie w oelu usunieoia pozoetaioici tiuszczu i
tkanki tacznej /czynnoac ta moze rowniez wyprzedzac usu-
wanie wios6w/;
- dwojenie, tj. rozdzielanie sk6r na dwie lub wiecej
warstw /czynaosd ta moze by6 r6wniez dokonana przed usu-
waniem wlos6w lub po garbowaniu/;
- piklowanie wytrawionych skdr za pomoc^ solu lub kwasu
Biarkowego;
- garbowanie za pomoc% eketraktdw roilinnyoh albo soli
chromowych;
. suszenie;
- struganie w celu osia^niccia z^danej grubosci /wagi/;
- polerowanie /*bufowanie"/ lub piaskowanie w celu wygia-
dzenia powierzchni /liea/ skdry;
- natluBzczanie;
- barwienie;
- wykanczanie.
Kolejnos
-------
Szczegoiowe badania, ktore autor przeprowadzit w od-
niesieniu do sciekdw garbarskich, ujawniiy, ze znaczna
cz?sc powetaja.cych w procesie garbowania zanieczyszczen
jest zawarta w stosunkowo maiej objftotfci s'cieko'w pocho-
dzacych z pocza.tkowej fazy tego procesu. Znaczna ilosc
sciekdw pochodzi z operacji piukania i charakteryzuje si?
stosunkowo niskim st§zeniem zanieczyszczen. Istotnie
stwierdzono, ze 75 do 80^ zanieczyszczen wykrywanych ja-
ko BZT i zawiesiny wystgpujq w tych sciekach, ktdre etano-
wi^ tylko okolo 30-4C$ calkowitej ilo^ci iciekow odprowa-
dzanych z garb ami. Wartosci podane w tablicy 1 dla sciekow
pochodzacych z operacji usuwania wloeia w procesie garbo-
wania roslinnego ilustruj^, jak znaczne s^ zr6znicowania
w charakterystyce sciekdw z poszczegdlnych operacji. Typo-
we skladniki i stfzenie mieszanych sciek6w garbarskich
ilustruje tablica 2.
lablica 1
Charakterystyka sciekdw z "warsztatu mokrego" w procesie
garbowania roslinnego
Rodzaj
sciekow
z mycia
z moczenia
z wapnowania
z plukania
z odwlosiania
z mizdrowania
z wytrawiania
Ilosc
sciek6w
m3/d
94,625
37,850
37,850
75,700
56,775
18,925
208,175
Charakterystyka sciek<5w
CZT
mg/dm 02
2100
2200
11900
2500
2500
3600
1700
zawiesiny
rag /dm
1300
1000
30300
4900
3100
4900
1000
odezyn
PH
6,8
7,8
12,3
12,3
12,3
12,3
9,0
-------
Tablica 2
Charakterystyka typowych sciekdw z garbarai
Rodzaj wskaznika /domieszki/
BZT
CZT
zawiesiny - og<5lna ilo6c
sucha pozostaio^c
odczyn
chlorki
azot ogdlny
azot amonowy
siarczki
chrom tr6jwarto3ciowy
oleje i ttuszcze
Jednostki
rag /dm 02
O ^
rag /dm 00
3
mg/dm
mg/dm
PH
mg/dm Cl~
mg/dm3N
mg/dm3 NH3
mg/dm3 S2-
mg/dm3 Cr3+
mg/dm
Stfzenie
2000 - 3000
2500 - 4000
2000 - 3000
4000 - 9000
9,0 - 12,0
2500 - 4000
150 - 250
80 - 125
100 - 250
100 - 250
100 - 200
3. POSTSPOWANIB ZE ŁcIEKAMI GAKBARSKIMI
Skuteczny w efekcie plan post^powania ze sciekami gar-
barskimi musi siegna/S do miejsc powstawania sciek6w w trak-
cie realizowania poszczegdlnych operacji procesu garbowania.
Skrupulatna kontrola uzytych w procesie garbowania ilosci
wody i ilosci chemikali6w moze efektywnie obnizyc koszty
oraz zmniejezyc trudnosci zwiqzane z oczyszczaniem sciekdw
i likwidowaniem zawartych w nich zanieczyszczen. Takze wpro-
wadzenie zmian ulepszaj^cych w urzqdzeniach produkcyjnych.
moze by<5 wysoce korzystne, prowadz^c do ograniczenia zuzy-
cia wody i cbemikali6w w procesie garbowania. W ci%gu ostat-
nich pi^ciu lat wiele garbarni wprowadzilo, na przykiad,me-
chanic zne urz^dzenia zamiast tradycyjnych bgbn6w i kadzi
cytrokowyoh do operacji usuwania wlosdw i operacji garbo-
wania. Usprawnienie wprowadzone tylko w tym zakreeie moze
zmniejszyc zuzycie wody o okolo 50^, przy jednoczesnym
-------
znacznym zmniejszeniu zuzycia chemikali6w, a to dzifki lep-
szemu kontaktowi sk6r z kajdelami garbniczymi.
Urza_dzenia te sprzyjaja, takze wydzieleniu poszczeg6l-
nych rodzaj6w 6ciek6w w celu ich oddzielnego podczyszczania
oraz odzyskiwania zawartych w nich skiadnikdw. Podczyszcza-
nie generalne jest stosowane w odniesieniu do 6ciek6w
z operacji usuwania wios6w oraz w stosunku do zuzytych ka,-
pieli chromowych. Peaiewaz scieki z operacji ueuwania wlo-
sdw zawieraj^ wifkszo^c siarczkdw, kt6re trafily w proce-
eie garbowania do ^ciekdw garbarskich, nalezy duza. wagf
przywi^zywac do skuteczaego utlenienia slarczkdw do stabil-
oiejszej postaci przed zmniejszeniem tycb sciek6w z innymi
odplywami. Stwierdzono, ze siarczki mogq bye caikowicie wy-
elitninowane w drodze napowietrzania tych sciek6w w ci^gu
3 do 6 godzin, przy zastosowaniu manganu jako katalizatora.
Stgzenie manganu przyjmuje si? zazwyczaj jako 5 do 105&
zenia siarczk6w w Sciekach. Jezeli, na przykiad, stgzenie
3 2—
siarczkdw wynoei 5000 mg/dm jako S , to etgzenie manganu,
O * 7
wyrazone jako Ito , powinno wynoeic 250-500 mg/dm .
Efektywnof§c utleniania przez napowietrzanie mozna tak-
ze zilustrowad osi%gan^ zdolno^ci^ natleniania. Wifkszosd
systemdw biologicznego utleniania wykazuje zdolno^c do na-
tleniania rzedu 1,4*10"3 do 2,8«10~3 kg/Kg-cal. W reakoji
utleniania siarczkiw katalizowanej manganem zdolnosc na-
tleniania wynoei 1,8-10 do 4,6«10~ kg/Kg-cal. Dlatego
tez likwidacja siarczkdw w wyniku reakcji ich utleniania
powietrzem w obecno^ci manganu jako katalizatora jest efek-
tywniejsza niz w wyniku utleniania biologicznego.
Nalezy wspomniec, ze Scieki z operacji usuwania wiosdw
ze sk6r mogq by6 po przepuszczeniu przez sita i po wzboga-
ceniu chemikaliami bezpo^rednio zawrdcone do tej operacji,
albo tez mozna odzyskac z nich siarczki przez odpedzenie
w postaci siarkowodoru i ponowne rozpuszczenie w roztworze
-------
wodorotlenku eodowego. Obie te metody odzysku sa. dzieiaj
w pewnym zakresie stosowane. Zaczgto takze przywia.zywad
wage, do ekstrakcjji protein ze Łciek6w pochodza.cych z ope-
racji usuwania wioedw ze sk6r. W wigkezosci garbarni tylko
okoio 65-75S& chromu uzywanego w procesie pozoetaje w sk6-
rach stanowiqcych produkt koncowy. Reszta chromu trafia do
Łciek6w. Nie uwaza sif, ze chrom zawarty w sciekach kom-
plikuje proces ich oczyszczania, natomiast stwierdza sie.,
ze przysparza on problemow przy zagospodarowaniu osadow
otrzymywanych w tym procesie. Oddzielajqc zuzyte kajpiele
garbarskie i podwyzszaj^c ich odczyn do poziomu 9,^-11,5 pH
fflozna skutecznie wytr^cic z nich chrom w postaci wodoro-
tlenku, a nast^pnie wydzielic go ponownie, rozpuscic i uzyc
do przygotowania nowej kajpieli. W niektorych. garbarniach
zuzyte ka.piele garbarskie eq zbierane, uzupelniane oherai-
kaliami i bezpo^rednio ponownie uzywane do operacji gar-
fa owani a.
Niezaleznie od rozdzielania, podczyszczania i ponowne-
go wykorzystania, wszystkie scieki garbarskie musz^ bye
przed dalszym ich oczyszczaniem kierowane na sita. W prak-
tyoe znalazio zastoeowanie kilka typdw sit. Wszystkie
przysparzaj^ pewnych problemdw eksploatacyjnych i moga, byd
stosowane z okreslonymi ograniczeniami. Najcz^soiej vsrystg-
puj^cym problemem jest zatykanie si@ sit tiuszczem i osa-
dami chenaicznymi, co zwykle zmusza do czgstego lub nawet
ci^glego ich czyszczenia. Fo przeprowadzeniu przez sita,
Scieki 8^ poddawane klarowaniu w celu ich uwolnienia od
zawieein iatwo opadaj^cych. Zastosowanie koagulantdw nie-
organicznych i polielektrolitdw organicznych wzmaga proces
sedymentacji, a w dalszej kolejnosci prowadzi do uzyskania
osadu o «i§kezej zdolnosci do odwodniania si§. W wyniku
klarowania osi^ga si§ zazwyczaj redukcjg BZT rz§du 50-60S&
oraz redukej§ zawiesin rz^du 90^. Na rysunkach 3 i 4 poka-
zano charakterystykf sedymentacyjna, oraz efekt oczyszcza-
-------
nia sciekow z operacji usuwanla wloedw w proceeie garbowa-
nia roslinnego.
Osad otrzymany w proceeie klarowania 6ciek6w zajmuje
duza, objftosc, wykazuje duze uwodnieaie /90-95#/ i czesto
jest bardzo trudny do odwodnienia, Do odwadniania tego
osadu uzywa sl§ zwykle pras filtracyjnych, filtrdw pr6z-
niowych, wirdwek lub poletek filtracyjnych. Ta. drogq daje
ei? obnizyc uwodnienie osadu do 55-8056. Odwodnione osady
^ciekowe z garbarni s^ zwykle skiadowane na terenie, oho-
ciaz zostalo udowodnione, ze rnozna je z pozytkiem uzywac
do ce!6w rolniozych. W tablicy 3 przedstawiono wyniki od-
wodniania aa poletku osadu pochodz^cego z klarowania scie-
kow otrzymywanych z operacji usuwania wios6w ze sk6r w pro-
cesie garbowania roslinnego.
Tablica 3
Wyniki suszenia osadu na poletku*
Czas
/dni/
0
1
2
Grubosc warstwy osadu na poletku
/cm/
poletko
nr 1
5,1
0,6
0,6
poletko
nr 2
10,2
1,3
1,3
poletko
nr 3
15,2
3,2
3,2
poletko
nr 4
20,3
5,1
5,1
Pogoda
rodzaj
pogodnie
pochmurno
snieg
tempe-
ratura
powie-
trza
°C
-3,9
-2,2
-5,6
Osad otrzymywany w wyniku klarowania Sciek6w ^ochodz^oych
z operacji odwiosiania skor w garbowaniu roslinnym, po-
traktowany dawk^ 5-10 mg/dm-' polielektrolitu anionowego
Sklarowane scieki garbarskie nadaja, si§ do oczyszcza-
nia biologicznego, prowadzonego w warunkach tlenowych lub
beztlenowych. Do biologicznego utlenienia zawartych w scie-
kach garbarskich substancji organicznych mozna z powodze-
-------
niem stosowac rdzne systemy osadu czynnego, rowy utleniaja,- •
ce i laguny napowietrzane. Scieki garbarskie zawieraja, zwy-
kle duzo azotu organicznego i stosunkowo maio fosforu. Dla-
tego tez moze sie okazac niezbedne wyrdwnanie bilansu sub-
etancji pokarmowych w celu stworzenia optymalnych warunkdw
dla procesu biologicznego oczyszczania. Niezbedne wydaje
si? stosowanie w odniesieniu do osadu czynnego - czasu na-
powietrzania sciekdw w wymiarze 12-24 godzin w wieku osadu
wynoszqcego okoio 5 dni.
W czasie ciepiej pogody, przy dowolnym systemie biolo-
gicznego oczyszczania sciekdw w warunkach tlenowych, po-
winno sig otrzymywac scieki oczyszczone, kt6rych bioche-
miczne zapotrzebowanie tlenu nie przekracza 10-20 mg/dm
Op> pod warunkiem prawidlowego zaprojektowania i prowadze-
nia procesu wt6rnej sedymentacji. Kiedy temperature scie-
kdw spada ponizej 15°C, efekt oczyszczania zmniejsza sie(
zwiaszcza w lagunach napowietrzanych, w ktdrych stosunek
wartosci BZT Sciekdw do aktywnej biomasy jest wysoki. Ko-
mory napowietrzania sciekdw z osadem czynnym oraz rowy
utleniaja.ce nie s^ tak wrazliwe na spadki temperatury jak
laguny napowietrzane, poniewaz mozna w nich utrzymac niz-
szy stosunek wartosci BZT sciekdw do aktywnej biomasy.
Autor wyspecjalizowal sie w stosowaniu aerobowo-anae-
robowycb lagun do oczyszczania s~ciekdw garbarskich. W nie-
ktdrych takich systemach biologiczne utlenianie zostale po-
przedzone obszernym podczyszczaniem wydzielonych rodzajdw
sciekdw, w innych systemach cala ilosc pol^czonych sciekdw
z garbarni jest tylko przepuszczana przez sito oraz podda-
wana klarowaniu, zanim trafi do zespoiu lagun. Normalnym
systemem lagun jest system skladaja.cy si? 2 uwarstwionych
aerobowo-anaerobowych jednostek uszeregowanych na przemian
z jednostkami anaerobowymi, albo tez jednostek aerobowych
uszeregowanych na przemian z jednostkami anaerobowymi.
-------
Bysunek 5 przedstawia jeden z takich ukiaddw, zastoso-
wany dla garbarni poiozonej w Nowej Anglii. Scieki po
przepuszczeniu przez sita 33 kierowane do wlelkiej laguny,
gdzie zawiesiny iatwo opadaj^ce sa. usuwane za pomoca. sedy-
mentacji. Odczyn oeadu zgromadzonego w lagunie Jest utrzy-
many stale powyzej 11 pH w celu wyeliminowania woni.
Zbieraja,cy ei§ w lagunie osad pozostaje w niej az do osta-
tecznego zaniechania dalszej eksploatacji laguny. Wstgpnie
przeprowadzone obliczenia wskazywaly na to, ze zywotnosc
tak eksploatowanej laguny wyniesie 15 lat, ostatnio doko-
nane pomiary wykazuj^, ze powinna bye ona uzyteczna przez
prawie 20 lat. W tablicy 4 podano wskazniki do projektowa-
nia takich lagun. W tablicy 5 podano osi^gane w takim sys-
temie wyniki.
Tablica 4
Wskazniki do projektowania lagun dla sciekdw garbarskich*
Rodzaj wskafnika
BZT5 20°C dla 6ciek6w po kratach
BZT^ 20°C dla sciek6w po osadzaniu
zawiesiny dla Łcieko*w przed osa-
dzaniem
zawiesiny dla sciekow po osadzaniu
CZT
azot amonowy
azot organiczny
Stgzenie
mg/dm
1500
1000
1900
500
3000
50
90
La dune k
kg/d
3398
2265
4303
1133
6795
11.3,2
48,2
*Przeptyw
2270 m3/d
/M9
-------
Tablica 5
Oczekiwane wyniki oczyszczania sciek6w garbarskich
w lagunach
BZT sciekdw og<5lnych z garbarni
BZT sciek<5w eklarowanych
BZT odplyvru z lagan /koncowe/ - latem
BZT odpiywu z lagun /koricowe/ - zima.
Ladunek BZT odprowadzany do odbiornika -
- latem
Ladunek BZT odprowadzany do odbiornika -
- zima.
1850 m g/dm3
1000 m g/dm3
100 m g/dm3
250 m g/dm3
227 kg/d
565 kg/d
W obiekcie poddanym doswiadczeniom, przy przepiywie
odpowiadajqcemu zalozonemu w projekcie, laguny oznaczone
numarami 2, 3, 4 i 5 zapewniaiy czas przetrzymania sciekdw
przez odpowiednio: 3,3,30 i 2 dni. Focz^tkowo zakiadano,
ze laguny nr 2, 3 i 4 powinny funkcjonowad jako obiekty
aerobowo-anaerobowe, a laguna nr 5 jako anaerobowa. Dlate-
go tez konieozne byio dokonanie odpowiedniego podziaiu la-
dunku BZT pomiedzy laguny, tak aby zostala zapewniona odpo-
wiednia zdolno^d natleniania. Foniewaz garbarnia pracowaia
tylko przez 5 dni w tygodniu, przez pozoetaie dwa dni prze-
plyw sciekdw byl bardzo maiy. Z tego powodu pochodza,cy z
kazdego dnia pracy garbarni ladunek BZT rozmaicie rozkiadai
sic na poszczeg61ne laguny i rozklad ten byl znoienny. Proby
laboratoryjne wykazaly, ze w danym przypadku sciekow gar-
barskich proces biochemicznego zapotrzebowania tlenu trwa
w przyblizeniu 20 dni. St%d, nawi^zujqc do przyjetego har-
monogramu przepiywu sciekdw przez kolejne laguny, mozna by-
io okreslic w odniesieniu do kazdego dnia w cyklu 20-dnio-
wym rozdziai ladunku BZT pomiedzy poszczegolne laguny. Fo-
kazano to na rysunku 6. Ladunki BZT, obliczone dla lagun 2,
3 i 4 przedstawiono w tablicy 6.
-------
Tablica 6
tadunek BZT wprowadzany dziennie do lagun /kg/d/
Dzien tygodnia
poniedziaiek
wtorek
sroda
czwartek
pia,tek
sobota
niedziela
og6iem
Laeuna
nr 1
1676
1835
1903
1914
1937
929
725
10919
nr 3
430
442
442
476
521
498
442
3251
nr 4
385
414
453
482
514
602
512
3362
W lagunach zastosowano aeratory piywaja.ce. Zaiozono,
ze zdolnosc natleniania aeratordw w odniesieniu do sciekiw
garbarskich wynieeie 1,4»10" kg/kg-cal. Ha tej podetawie
laguny oznaczone numerami 2, 3 i 4 otrzymaiy odpowiednie
aeratory o wydajnosci; 9,612, 2,67 oraz 2,99 kg-cal/min.
Po uruchomieniu obiektu napowietrzanie podjeto w odniesie-
niu do lagun 2, 3 i 5, natomiast laguna 4 pozostaia nie
napowietrzana. Wyniki uzyskane w ci%gu 21-miesifcznej eks-
ploatacji przedstawiono w tablicy 7. Wykazaly one, ze
w okresie ciepiych ndesiecy roku osia^gniete zostaiy wyzsze
wyniki oczyazczania, niz to byio oczekiwane. Kiedy tempe-
ratura sciek6w spadia ponizej 10°C, efektywnosc oczyszcza-
nia znacznie si§ obnizala w stosunku do zaiozen projekto-
wych. Spadek efektu oczyszczania sciekdvr mozna czesciowo
przypisac siabezemu efektowi sedymentacji, spowodowanemu
wzrostem lepkosci sciek6w w miarg obnizania si§ tempera-
tury. Poniewaz obiekt nie byl przystosowany do recyrkula-
cji osadu, nie mozna byio przeciwdzialac spadkowi efektu
ATA
-------
Tablioa 7
Charakterystyka sciekdw oczyszczonych w lagunach
Data
pobrania
prdbki
iciek6w
17.V.73
22. VI. 73
17. VII. 73
1. VIII. 73
15. VIII. 73
5. IX. 73
19.IX.73
3.X. 73
25.X. 73
2. XI. 73
28. XI. 73
12.XII.73
26. XII. 73
H.I.74
28.1.74
13.11.74
28.11.74
14. III. 74
28. III. 74
17. IV. 74
30. IV. 74
15.V.74
6. VI. 74
27. VI. 74
16. VII. 74
30.VII.74
19. VIII. 74
29.VIII.74
17. IX. 74
1.X. 74
15.X.74
31.X.74
15.XI.74
21.XI.74
17. XII. 74
31. XII. 74
15.1.75
Oznaczenia /m«/dm /
BZT
°2
76
18
11
11
10
15
14
18
20
18
38
61
118
168
241
258
361
324
333
238
146
110
56
16
28
14
12
19
16
13
18
35
12
46
76
176
222
sucha
pozo-
stalosc
108
35
14
8
13
25
16
6
20
34
55
61
10
10
7
12
68
96
166
85
524
181
71
95
24
268
63
4
18
27
122
308
48
249
73
125
774
azot
og61ny
N
45
48
43
28
27
35
34
33
47
54
56
57
47
56
97
48
62
33
44
36
34
40
45
50
42
35
36
44
54
55
54
54
54
53
48
50
42
azot
amonowy
NH3
18
37
35
26
25
30
31
30
36
43
42
39
27
29
35
43
36
27
35
32
27
33
39
47
40
34
34
42
52
53
52
51
50
49
42
43
34
cbrom
Or
3,5
1,0
0,8
0,5
0,7
0,8
0,6
0,4
0,7
0,9
1,3
3,7
1,7
0,7
1,1
3,0
5,4
4,2
4,6
2,0
4,0
3,5
1,8
1,0
1,0
0,8
0,2
0,5
0,8
0,9
0,5
0,8
1,0
1,8
2,0
2,0
2,0
tlusz-
cze
26
21
9
9
16
8
57
26
19
73
72
72
28
5
13
10
289
21
36
49
_
96
42
54
29
10
30
130
30
70
120
230
70
180
60
30
30
*Wyniki 21-mieeigcznej eksploatacji lagun
AlZ.
-------
oczyszczania 6oiek6w zwiekszeniem koncentracji biomasy
w napowietrzanych lagunach. Godny uwagi jest spadeIc og61-
nej zawartoSci azotu w sciekach, a to szczeg6lnie ze wzgle-
du na udziai azotu organicznego. Nawet w miesia^cach zimo-
wych wiekszos'd azotu organicznego byla usuwana za pomoca,
ba,dz to stra.cenia, ba.dz denitryfikacji. Ste&enie azotandw
w odpiywaj^cych z oczyezczalni sciekach nigdy nie przekro-
czylo kilku miligramdw w decymetrze sze^ciennym. Podobnie
zawartosd chromu w odpiywie utrzymywaia ai§ przez caly czae
obeernacji na niskim poziomie.
Zasadniczymi problemami ekeploatacyjnymi, z jakimi si§
epotkano, byiy zakldcenia spowodowane wyj^tkowo niskimi
temperaturami powietrza. Wyia_czenie w tych warunkach aera-
tora na diuzej niz kilka mlnut powodowaio zamarzniecie
sciek6w i aerator zwykle nie m6gl juz bye ponownie uru-
chomiony az do czasu tajania lodu na wiosne. Dlatego tez
diuzsza przerwa w dostawie energii w miesi^cach zimowych
moze calkowicie wyeliminowac w tej porze roku faz§ aeracji
w omawianym systemie technologicznym. Szczesliwie jednak
nie zdarzyio eif to w ciqgu 3-letniego eksploatowania tego
systemu.
Na zako^czenie trzeba podkreslic, ze projekt opieral
sig na wymaganiach jakosciowych w odniesieniu do wody i
sciek6w, obowi^zuj^cych w 1971 roku. Istniejqcy system
technologiczny w miesiqcach zimowych moze nie epelnic
obecnych wymagan BPA w stosunku do ^ciekdw odprowadzanych
z oczyszczalni i dlatego w roku 1976 przeprowadzi si§ ob-
szern% korekte tego systemu.
-------
•PlUBMCUpZttU
M98O^M
awcMfiuazid
OJMpO)
"E535
_
5
9IUCMO4PZIU4
n
rH i
HPIIU41 I ij
-CUMpO)l__lM^_ ^
•KMOIM ••>
•CMn«n
-------
01
N
$
N
*
O>
rt
1
I
cv
Q)
3)
-------
'*
s
8
o
M
1 °
3 2
B 8
a
N
3
d
'I
P
.,.
5^
cO
4)
-------
SlE
0 ° fo o
O 0° I ° O
00 '00
. /
;«
/
* - ° o /
;
/
/
/
/
!
8
o
o
-------
/I28
-------
C
\
I
a
p.
-------
A30
-------
ROZWdj TECM010GII OCZYSZCZANIA
Z ZAKLADdW WLdKIEMICZYCH
Jan Suschka
lustytut Ksztaltowania SVodowiska
Oddzial w Katowicach
"Centrum Ochrony SVodowiska"
Katowice, Folska
STRESZCZENIE
Prooes oczyszczania sciekow mieszanyoh, tekstylnyoh
i komunalnych moze bye" dokonany przy zastosowaniu wielu
roznyoh metod. Z metod przedstawionyon w tej pracy wynika,
ze aczkolwiek chemiczne metody pozwalaj^ na efektywne usu-
nifcie zanieozyszczen /w tym szczegolnie barwy/, to jednak
wymagaj^ one znacznych dawek zwiqzkdw chemicznych. Zalecono
zastosowanie wodorotlenku wapnia bez dodatku innych ohemi-
kalii. Najcz|sciej calkowitego usvmi§cia barwy nie osi^ga
si§ w procesie koagulacji i konieczne jest zastosowanie
w tym oelu we.gla aktywnego. Skuteczne okazalo sif rowniez
zastosowanie dwustopniowego procesu biologicznego. Usunigcie
w znacznym stopniu substancji organioznyoh i barwy mozna
uzyskad przez zastosowanie zloza beztlenowego oraz osadu
czynnego jako drugiego stopnia biologicznego oozyszozania.
Fodobnie ^'ak w przypadku ohemioznyoH metod oczyszozania,
peine usunigcie barwy mozliwe jest jedynie przy zastosowaniu
prooesu adsorpcji na wgglu aktywnym.
DEVELOPING TBEATUENO? FOR TEXTILE WASTES
ABSTRACT
A variety of methods can be used for combined municipal
and textile waste water treatment. Some results presented
here show that chemical treatment although effective in pol-
lutants and especially color removal requires heavy amounts
of chemicals. The use of lime without any additional chemi-
cals oan be recommended. The complete removal of color does
not normally take place by coagulation. The activated carbon
adsorption process has to be used for color removal. Another
approach by two-stage biological treatment was shown to be
-------
also effective. Distinctive removal of organic pollutants
and color can be obtained when an anaerobic fixed bed filter
followed by an activated sludge process is applied.
Similar to chemical treatment total removal of color re-
quires an additional stage i.e., the process of adsorption
by activated carbon.
WSTEP
Rozwoj przemyslu wl<5kienniczego wia.ze sie. z wprowadze-
niem nowych technologii produkoji oraz z uzyciem nowych
irodkdw chemicznych, stosowanych do procesow farbowania wl<5-
kien. lista stosowanych obecnie barwnikow zawiera 3500 pozy-
ojii w tym ponad 2000 pozycji to barwniki azowe. Sklad fi-
zyczno-ohemiozny odprowadzanyoh z zakladoV przemyslu wlo-
kienniczego s'cieko'w przemyslowych jest bardzo zmienny,
w zwi^zku z ozym zagadnienie oczyszozania tych sciek6w jest
stale problemem trudnym do rozwi^zania.
Pismiennictwo techniozne zawiera wiele artykul6w doty-
oz^cych problemu oczyszczania sciekdw wldkienniczyoh z uzy-
oiem metod fizyczno-chemicznych i biologicznyoh. Efektywnosc
stosowanych metod jest scisle zwi^zana ze skladem oczyszcza-
nyoh sciekdw oraz ze stfzeniem zawartych w nich zanieczysz-
czen. Sposrod znanych metod oczyszczania zadna nie moze bye
poleoana jako uniwersalna do oozyszczania sciekow w!6kienni-
ozyoh. W oelu rozwia.zania tego problemu prowadzone sq inten-
sywne badania naukowo-techniczne.
-132
-------
1. BIOLOGICZNE OCZYSZCZANIE WLtfEIENNICZYCH
gCIEKO'W FARBIARSKICH
Biologiozne oczyszczanie metod^ osadu czynnego jest oce-
niane przez wielu autorow jako efektywny prooes oczyszozania
sciekow mieszanych, bytowo-gospodarczycb. i wl<5kienniczyoh.
Istotnym problemem jest jednakze efektywnosc usuwania barwy.
Jest rzeczq oozywist^, ze rdznorodnosd stosowanyoh w prze-
mysle wl6kienniczym barwnikdw oraz rozna ich podatnosc na
rozklad biologiozny jest powodem uzyskiwania efektdw usuwa-
nia barwy w prooesie osadu ozynnego w zakresie od 0 do 9956.
W celu uzyskania informaoji oo do efektywno^oi r<5znyoh
metod oozyszozania soiek6w pod ka.tem usuwania barwy przepro-
wadzono odpowiednie badania laboratoryjne. Badania te zosta-
ly dokonane w odniesieniu do mieszaniny sciek6w oraz r6znych
roztwordw barwnikow, detergentow i srodk6w pomooniozyoh.
Sklad mieszaniny badanych soiekow zestawiono w tablioaob. 1
i 2.
Tablioa 1
Sklad sciekdw badanych w I serii doswiadczen
/oczyszczanie sciek6w metod^ osadu czynnego/
Skladniki dodane do sciekow bytowo-gospo-
darozych, mechanicznie oczyszczonyoh
barwnik reaktywny - Lunasol red 5B
barwnik zasadowy - ozerwien anilanowa BLN
barwnik siarkowy - brunat siarkowy
barwnik welanowy - brunat welanowy
dyspergator NNO
utrwalacz WOM
caikowite st§zenie skladnik6w
Stezenie
skladnikow
w mieszaninie
mg/1
50
50
50
50
50
50
300
ATA
-------
Tablica 2
Sklad 0,1 fa roztworu mieszaniny ka,pieli barwiarskich
Skladniki dodane do mechanioznie oczyszczo-
nycb. soiek<5w bytowo-gospodarczycb
Barwniki
czerwieri anilanowa BLN
Lunasol red 5B
brunat siarkowy
brunat welanowy
ogdiem
Łrodki porno cnicze
dyspergator MO
Elanofor
Lode sal ME
Rokafenol N8
Sulfanol N2
utrwalacz WOM
og<5lem
kwas octowy
Na2S
Na2S04
StfZenie
skladnikow
mg/1
4,17
5,00
3,34
_6.67
19,18
2,00
0,33
1,67
0,66
0,08
6.67
11,41
10,00
8,35
8,35
8,00
Badania laboratoryjne prowadzono w komoracb. napowietrza-
nia o pojemnosci 5,7 1, w ktoryob zastosowano system napo-
wietrzania z uzyciem wirnik6w powierzohniowych. ^rednie war-
tosci BZTc w badanycb. mieszaninacb wynosily odpowiednio:
w I serii - 145 mg02/l i w II serii - 210 mg02/l.
W odniesieniu do zawartosci zawiesiny osadu czynnego
w komorze napowietrzania, wynoszqoej 1-2 g/1, i do czasu na-
powietrzania od 4,5 do 6,1 godziny odpowiednio obci^zenie
osadu czynnego ladunkiem BZTc wahalo sif w zakresie od 0,20
-------
do 0,95 g BZTe cz. lot. os. cz. d. Obcia.zenie osadu czynnego
ladunkiem ChZT oznaczonego z probek sa,czonych zmienialo si§
odpowiednio w zakresie od 0,25 do 1,35 g/g.d.
Efektywnosc usuwania BZTc i ChZT przedstawiono na rys.1.
Efekty usuwania BZTc jako zaleznosc szybkosoi usuwania /W/
od oboiqzenia osadu ozynnego ladunkiem zanieczyszozen /L/
/rys. 2/ mozna wyrazic nastgpuja.cym rownaniera matematycznym:
m o L
W = * 272+L
gdzie: W = szybkosc usuwania BZTc d~
L = oboi^zenie osadu ozynnego ladunkiem zaniecaysz-
ozen, g/g.d.
Z przeprowadzonyob. doswiadozen wynika, ze w odniesieniu do
odpowiednio wysokioh szybkosoi usuwania BZTc, w zakresie 60-
-90^6, nie otrzymuje sie. zadnego usuni§oia barwy lub tea wy-
j^tkowo usuni^cie do 2058.
Na podstawie doswiadozen przeprowadzonyoh w warunkacb.
laboratoryjnyoh na urzqdzeniach z periodycznym zasilaniem
soiekami, prowadzonyoh odrgbnie w stosunku do mieazanin po-
szczegolnych barwnikow ze sciekami bytowo-gospodarczymi,
stwierdzono, ze wszystkie cztery przebadane barwniki s^
trudno rozkladalne pod wzglgdem biologicznym.
Maksymalny procent usunigcia barwnika reaktywnego Luna-
sol red 5B wynosil 5%. Podobne efekty usunie.oia uzyskano
w odniesieniu do barwnika welanowego - brunatu welanowego.
Wyzsze efekty usuwania barwy /do 10$/ uzyskano w przypadku
barwnika siarkowego /brunat siarkowy/. Najlepsze efekty usu-
wania barwy /10-20$/ stwierdzono w odniesieniu do barwnika
zasadowego - ozerwieni anilanowej BLN.
St§zenie poszczeg6lnych badanych barwnik6w, a takze dys-
pergatora MO i utrwalaoza V90M w badanych mieszaninach ze
sciekami bytowo-gospodarczymi wynosilo 300 mg/1. Przy tak
-------
wysokich ste.zeniach badanyoh zwia,zk6w uzyskano duze wartosci
szybkosci usuwania BZTc /w zakresie od 50 do 86%/, przy czym
jednak zaobserwowano pewien toksyczny wplyw badanyoh sklad-
nikow, ujawniaja,cy si§ niskimi efektami usuwania ChZT. Pro-
cent usuwania ChZT wynosil zaledwie od 20 do 35 w odniesie-
niu do wszystkich badanyob skladnikow, przy czym w przypadku
dyspergatora NNO efekt usunieoia ChZT byl rdwny tylko 10$.
Wyrafna. poprawf efektow usuwania barwy, a takze innych
zanieczyszczen, wyrazonych jako BZTc i ChZT, mozna uzyskad,
stosuj^c dwustopniowy proces biologicznego oozyszozania.
W badanym schemacie zastosowano w I stopniu beztlenowe z^oze
biologiczne, a w II stopniu komorf napowietrzania z osadem
ozynnym /rys. 3/. Badania prowadzono w spos<5b ci^gly przez
okres szesciu miesigcy, uzyskuj^c prawie nie zmieniaj^oe sif
efekty oczyszczania.
Na rysunku 4 pokazano st§zenia BZTc i ChZT Łciekdw do-
plywajqcyob i odplywajqcych z beztlenowego zloza biologicz-
nego oraz z komory napowietrzania z osadem ozynnym. W proce-
sie beztlenowego oczyszczania sciek6w usunigoie ChZT ozna-
ozonego z probek sa,czonyoh wynosilo 31%, podozas gdy w oalym
procesie oczyszczania sciekow - QQ%.
Szczegolnie waznym efektem dwustopniowego prooesu oczysz-
ozania soiekow byly rezultaty usuni§oia barwy. Podczas gdy
scieki nieoczyszozoue charakteryzowaZy sig intensywnosci^
zabarwienia 100^, odplyw z beztlenowego zioza biologicznego
mial barwg o intensywnosci 70-86%, a scieki oczyszczone
w dwustopniowym procesie - 20-4056. Uzyskiwana w beztlenowym
procesie oczyszczania srednia obnizka barwy wy no si la 2555,
a oalkowity procent usunigcia barwy w obu stopniach oozysz-
czania - 705S /rys. 5/.
Proces beztlenowy, zastosowany jako oozyszczanie pierw-
szego stopnia, powodowai zmiany w strukturze budowy przynaj-
mniej niekt6rych barwnikow zawartych w badanej mieszaninie.
-------
Dla potwierdzenia stwierdzonycb. zmian w budowie barwnik6w
wykonano analize. widm w UV i IR /podczerwieni/. Zastosowanie
procesu beetlenowego w pierwszym stopniu oozyszczania powo-
duje ponadto intensywny przebieg prooes<5w nitryfikacji pod-
ozas oozyszczania sciek6w w kolejnym stopniu, tj. metoda.
osadu ozynnego. Prooes beztlenowy prowadzi do wyraznego
wzrostu zawartosoi azotu amoniakalnego, a zastosowany potem
prooes osadu ozynnego powoduje utlenienie 7556 azotu amonia-
kalnego do azotanowego.
2. CHBMICZNE OCZYSZCZANIE ^CIEKCJW WIXJOENNICZYCH
Proces koagulaoji, zastosowany do oczyszczania soiek6w
mieszanyoh, bytowo-gospodarczych i wlokienniczych, moze do-
prowadzic do uzyskiwania zadowalaja.oycb efektow usuwania ta-
kioh zanieczyszczen, jak barwa i mgtnosd. Prooes koagulacji
z zastosowaniem wapna jako koagulanta daje bardzo wysokie
efekty usuwania barwy, wahaj^ce sif zaleznie od stfzenia za-
wartyoh w soiekaoh barwnik6w oraz od stosowanej dawki wapna.
Ha rysunku 6 przedstawiono rezultaty uzyskane podozas
koagulaoji roztworow doiekdw farbiarskioh o stfzeniu 0,1
i 3,0^. Wydaje sig, ze sklad oozyszczonych soiekdw r6wniez
ma wyrafny wplyw na efekty usuwania zanieczyszczen. Na ry-
sunku 7 przedstawiono dla przykladu rezultaty usuwania bar-
wy uzyskane przy stosowaniu dawek CaO 300 i 1000 mg/1. Osi^-
gnifte efekty sq znaoznie lepsze od efektdw przedstawionyoh
na rysunku 6. W oelu uzyskania wysokiego stopnia oozyszcza-
nia nalezy stosowad duze dawki wapna, si§gaja.oe kilku gram6w
na litr /od 4 do 10 g/1 CaO/.
Z rysunkdw 7 i 8, ilustruj^cyoh efekty usuwania barwy
przy uzyoiu rdznych koagulantow, wynika, ae tylko wysokie
dawki koagulant6w prowadz^ do znacznyoh efekt6w obnizki bar-
wy. Wydaje si§, ze dodatek A1-/SO,/, i FeSO. rdwnolegle ze
-------
stosowaniem CaO nie poprawia efekt6w oczyszczania. Wyja,tek
moze stanowic stosowanie po koagulacji wapnem prooesu satu-
racji C02 i oddzielenie osadu. Uzyskuje sig wdwczas nie tyl-
ko usunigoie barwy, ale takze wyrownanie odozynu pH, a wigc
neutralizacji do pH bliskiego 7. Prooes koagulaoji prowadzi
do usuwania ChZT w zakresie od 10 do 50$.
Podczas procesu koagulacji powstaja, duze ilosoi osadow
/okoio 4 kg/m /, maj^ce srednio 9056 uwodnienia. Przer6bka
osaddw pokoagulaoyjnyoh moae stanowid powazny problem, za-
leanie od ilosci oozyszczanych sciekow. Problem ten mozna by
nieco zlagodzid przez stosowanie odzysku wapna z powstaja.-
cych podczas koagulacji wapnem osadow.
3. ADSORPCJA
Do konoowego oozyszczania soiekdw wlokienniozych mozna
stosowad proces adsorpcji na w§glu aktywnym. Stosowanie tego
procesu do usuwania barwy ze sciek6w jest ogolnie znane
i wiele badaii w tym zakresie zostalo ju* wykonanych. Mimo ze
kinetyka owego prooesu jest znana, w odniesieniu do kazdego
specyficznego przypadku konieczne jest przeprowadzenie badari
w oelu uzyskania informacji na temat adsorpoyjnej pojeinnosci
sorbentu oraz meohanizmu usuwania zanieozyszczen z badanych
sciekow w procesie adsorpcji.
W celu uzyskania pordwnywalnych. efektow i soharakteryzo-
wania stosowanego sproszkowanego wggla aktywnego przeprowa-
dzono testy laboratoryjne, pozwalaja,ce na okreslenie adsorp-
cyjnej pojemnosci badanego sorbentu wobec 0,1$ roztworu fe-
nolu. Izoterme. adsorpcji przedstawia rysunek 9. Efekt proce-
su adsorpcji okreslono oznaozaja,c zamiast stgzenia fenolu
wartosc ChZT, aby moc porownywac uzyskane wyniki z wynikami
testdw dotycz^cyoh efektow usuwania barwy z przygotowanyoh
roztwor6w. Okreslona pojemnosc adsorpoyjna badanego w§gla
/138
-------
aktywnego wynosila 160 mg/fenolu/g. Nie wchodza,o w szozego-
ly, przedstawiono na rysunku 9 takie izotermy adsorpcji
w odniesieniu do siedmiu rtfznych roztworow barwnikow.
Podobny przebieg procesu adsorpcji zaobserwowano w przy-
padku barwnika metalokompleksowego i zasadowego. Zadowalaja,-
cy przebieg prooesu adsorpcji stwierdzono rowniez w odnie-
sieniu do barwnikow reaktywnego i kwasowo-chromowego.
Zastosowanie adsorpcji na wgglu aktywnym jako koricowego
stopnia oozyszczania soiek6w /po prooesie ohemioznego str%-
cania/, prowadzi do calkowitego usunigcia barwy. Podczas gdy
w procesie koagulacji usuwa si§ 70-90^ barwy, iizyty jako na-
st§pny stopien oczyszczania prooes adsorpcji wymaga stoso-
wania 1,6 g wggla aktywnego na 1 1 sciekdw, przy czym mini-
malny czas kontaktu z adsorbentem wynosi 30 min.
Stwierdzono, ze w zaleznosoi od rodzaju uzytych koagu-
lantow zmienia sif wartosc adsorpcyjnej pojemnosci w§gla ak-
tywnego /rys. 10/. Bye moze, ze dwugodzinny czas osadzania
osadow pokoagulacyjnych byl zbyt krotki i nie osadzona drob-
na zawiesina mecbanioznie blokowala aktywna. powierzchnig
sorbentu. Nieodzowne jest wiec stosowanie prooesu filtraoji
przed procesem adsorpcji.
4. PODSUMOWMIB
Badania technologiczne obje.ly proces oczyszczania scie-
kow mieszanych /bytowo-gospodarczyob i wldkienniczych/ z za-
stosowaniem r6znych metod oczyszczania. Uzyskane efekty po-
zwalaj^ na stwierdzenie, ze jakkolwiek obemiczne prooesy
oczyszczania daja. zadowalaj^oe rezultaty usuwania zanie-
czyszozen, wymagaj^ jednak stosowanie duzyob. dawek chemi-
kalidw. Wydaje si§, ze metod^, kt6r^ mozna poleoic, jest
koagulacja z zastosowaniem wapna bez uzycia dodatkowych che-
-------
mikalidw. Proces koagulacji nie prowadzi wszakze do calkowi-
tego usuni§cia barwy, w zwia,zku z czym jako konoowy etap
oozyszozania nalezy stosowac prooes adsorpoji na wgglu ak-
tywnym.
Wykazano takze, ze dwustopniowy prooes biologioznego
oczyszczania prowadzi do uzyskania zadowalajqcych efektdw
oozyszczania badanych aciekdw. Przy zastosowaniu w pierwszym
stopniu oczyszczania sciekow beztlenowego zioza •biologiczne-
go, aw drugim stopniu - osadu czynnego uzyskano wyrafne ob-
nizki barwy i substancji organicznych. Podobnie jednak jak
w przypadku chemicznego oczyszczania sciekow, rdwniez i ten
sohemat wymaga stosowania w koncowym etapie adsorpcji na
wgglu aktywnym w celu oalkowitego usuni§cia barwy.
-------
.3
E
til
N
U
E
3
1
I
-------
6 ..
S -
-------
\ - doplyw
2- ztoze bcztlcnowe
3- bomora napowietrzania
Ry6,3 Schcmat wrz^dzeii doswiadczalnych
-------
o
I1
••a
I
a
si 3
m -o
,p w
"r
X •
^»,
1 1
r-
"
t
^
-O
•G
•
«,
^
— i •
s cr
1
•§
.2
§•
3
« 3
N
^t
<()
(?
-------
JL av.75
0—0
av.30
3O
kolejne dni badan
beztlenowe
0 osad czynny
Rys. 5 Efcfety usuniecia barwy w dwustopniowum
procesie osadu czynncgo
-------
0.1 0.5
3 %
ie micszaniny barwnifcdw
.6 IVptiyw dawbi ivodorotlcnku wapnia na
usi>ini
-------
barwa
50
100%
CaO-300mg/l
CaO-100Omg/l
CaO. 300mg/l,pH=12.0
CaO,1OOOmg/l,pH = 12,O
Ca0.300mg/l,pH = 6.0 -,
Ca.O,6oomg/l,pH-60 +C02J
' J
CaO, 3OO mg/l , pH = 6.0
C02
Al2(50^,80nig/l _^
AU(304)3. 8Omg/l . pH » 6.A
FcCI3,SOmg/l
Al2(604),+50mg/l of fly ash
Fc Cls +50mg/l of fly ash
X
#
R
s?
I'
#
S
sO
T
o
«5
«.
O
Rys.7 Efehty usuwania ba.rwy przez dodatefe rdznycla
-------
banva
50
Ca0.50Omg/l
CaO
TeSO^+IOOOmg/l CaO
CaO
Al2SQ4+4000mg/l CaO
MI SQ4.*6OOO mg/1 CaO
+foOOmg/l CaO
+60OOmg/l CaO
Al25O4*6ooOmg/l CaO
CaO
CaO
CaO
100
Rys.8 Efebty usuwania barwy przezdodatek nfenych
-------
Ca-c
M
1000.
500
1OO.
50..
10 .
1O
SO 1OO
Ł00 1OOO
50OO
1 fenol
2 barwnik metalobomplefesowy
3 barwnik zasadowy
4 barvvni b rcaktywny,
5 taarwmk bezppsredni
6 Darvvnib. zawiesinoivy
7 barwnik siarkowoj
9 Jzotcrmy adsorpcji barvvnikdw i
-------
1O
1 po bozujulacji
2 po teoagulacji
3 po boagulacj i CaO
"Rys.10 Jzotermy adsorpcji ba.rwniba dla scietedw
wsi^pnie chemicznie oczys^czonych
-------
METODY OCZYSZCZANIA SCIEK&W WL6KIEMICZYCH
PROWADZACE DO ODZYSKO WODY I CHEMIKALIOW
John J. Porter
Wydzial Wiokienniczy
Uniwersytetu w Clemson, Poiudniowa Karolina, USA
STRESZCZBNIE
Oczyszczanie 3ciekow wiokienniczych jest obecnie rea-
lizowane gidwnie za pomoca, metod biologicznych. Metody te
sa, skuteczne w przypadku, gdy zanieczyszczenia zawarte w
sciekach sa. rozkiadalne biologicznie, jak to sie dzieje
w sciekach bytowo-gospodarczych. Poniewaz wiele zwia^zkow
chemicznych jest odpornych na rozklad biologiczny, z dru-
giej zas strony przedstawiajq one znaczna. wartosc gospo-
darcz^, oplaca sie stosowac taki system oczyszozania, ktory
pozwala na ich odzysk i powtdrne uzycie w zakiadzie. ff ni-
niejszej pracy porownano biologiczne, chemiczne i fizyczne
me tody oczyszczania, a takze pol^czenia tych metod w syste-
mie najefektyvraiejszym w zakresie odzysku. W odzyskiwaniu
chemikaliow, wody i energii wazna, rol§ gra prooea odwroco-
nej osmozy.
TEXTILE WASTEWATER TREATMENT METHODS SUITABLE FOR RECOVERY
ABSTRACT
The treatment of textile wastewater today is accom-
plished predominantly by biological waste treatment systems.
This method of treatment is successful when the waste is
biodegradable as in the case with domestic wastewater. Since
many industrial chemicals are resistant to biological degra-
dation and have significant value, it may be better to use a
waste treatment system which recovers these chemicals for
reuse in the plant. A comparison of biological, chemical and
physical treatment methods is made and the combination of
these systems into a waste recovery process is presented.
Reverse osmosis can play an important role in the recovery
of chemicals, water and energy.
ASA
-------
Przy projektowaniu i budowie oczyszczalni sciekow
w przesziosci nie uwzglgdniano potrzeby rozszerzenia zakresu
oczyszczania w dalszych latach. Zaiozenie to jest obecnie
nieaktualne, szczegolnie w odniesieniu do oczyszczalni kon-
wenc j onalnych.
Spoleczenstwo coraz bardziej obawia sie. skutkow wzros-
tu zanieczyezczenia wod, tym bardziej, ze niektore z nich
nie zostaly dota,d rozpoznane. W zwia.zku z tym zachodzi ko-
niecznosc ustalenia nowych praw i przepisow, ktore ustala-
j$ wyzsze wymagania w odniesieniu do Sciekow odpiywaj^cych
do naturalnych w6d piynqcych.
Nowa ustawa o ochronie wod /Public Law 95-500/ zostaia
uchwalona w roku 1972 /1/. Zadaniem tego aktu prawnego
jest przywrocenie oraz utrzymanie chemicznej, fizycznej i
biologicznej nienaruszalnosci wod, stanowia,cych wlasnosc
narodu. Gel narodowy wynika z przyje,cia, ze do roku 1985
odprowadzenie zanieczyszczen do wod nawigacyjnych bgdzie
wyeliminowane. Odprowadzanie zanieczyszczen toksycznych jest
zabronione.
W artykule przedstawiono porownanie takich procesow
oczyszczania, jak oczyszczanie biologiczne, adsorpcja na
wgglu aktywnym, odwrocona osmoza oraz koagulacja chemicz-
na. Zaproponowano integracje. wszystkich proces6w w syste-
mie oczyszczania, w ktdrym mozna osia.gna.c zerowe odprowa-
dzanie zanieczyszczen.
1. OCZYSZCZAHIE BIOLOGICZNE
Biologiczne oczyszczanie sciekow przemyslowych jest
skuteczne wowczas, gdy zanieczyszczenia zawsrte w sciekach
S3 biologicznie rozkladalne. W tablicy 1 przedstawiono
/1S2.
-------
0) ^
o o
•H >>
rH a
•8 -S,
'O
•H
O
o tsi
(SI O
m fi
f>,in
N O
o
O-f-3
0)
3 fl
^ O
•H O
o a
(B-H
§§
-M S
m o
-P
a
CD
O
O
-p
m
a)
d
A
O
Pi
O (
•S;
y
H tu
•Hi-l
fHrH
ftrf
MS
I
a
a> o
h O
o s
I
-P
I fc
o o
fl
a)
to
vot— voOm
CTicOOvoCJ
t— Oir>r^
oJ«-
00
vo
i
oJO
fto
00
00
eg
O
O \Ł
t— in
oo co in
& 2
vo
OJ
in
co
CM
inTj-OOO
t^inOJinmOOCO
800
CVJ
O ^-NO
mt— in ^--HO
'-OvoOi-iO
« -
O
D-
f^\
O vo oo vo eg
T- r- t- r- CVJ
O 00 OJ r-
in «*• eg
O
o
O
O
in
eg
inOminOOOOOOvoO
c^cg^-ininoOt^Ot-O eg
f^ f^ eg ^~
f\O
o
eg
o
•H
§
b bO
-P
rH
r-l
a>
CD bO
o ax
I
A A
CD
X00 ^
O CO
<\l O
CO H
I •* CO
m
OinOOQ) d 0> CO
3 -H 5 -H «
xn o
dog
-------
CO
-p
•d
«
o
>
D
n
•*
"
N
r-
o «-
in c— CM •* en o
vr> cr> <— «—
,_
»- in ^* O *- o
•* t- *- •*
^
CM in en vn vn O
CO en
c^ Tj* en VD in
co c— «- CM
in in
O
0
CM "*
vo c— in *~ •* o
o
O CM «* in O <-
^f en CM CM VO
zasadowosc
twardosc
azot amonowy
azot ogolny met. Kjeldahla
fosfor
fenole
me tale
r*- v^o
LA C\J CM O IT\ O
OD 1 vo 1 1 O T- O O
CM
C— «rfvi5OOCOO*- O
r^ ^- O ^d~ ^J* '^ M3 O f**\
CM CM
t^v-v^o OO^i-iA^^O
LAr^Or^r^OlA*--1 ijf\
r— T—
CO
<-*-VQOOCM CMCM
CMCOCOCMCMO 1 »- in
crv co c~
O'-CMOOOO'-^-
•^-O^~vovX>OvoOen
•«*'-CMOOin encri
CMOO'-'-O 1 OCM
1-1
0 IS) d V. rH
B stSI N CO CO 0>
vrt O nd cd d fcp VO -H ^d
Plfj 0)rH Mq^
Soa-NSSf-inio
I
5
IS)
d
a) o
-M-H
-P r-\
tn
O-l->
E! CQ
T3 CU
-------
Tablica 2
Ze st a
1 / Oczyszczanie biologiczne. inymi przed
i po dodaniu do reaktora wi, porowna-
nych z probkami sciekow su
rednia
Oczvszczanie biolofticzne
% usuwania BZT5
% usuwania ChZT
% ueuwania barwy* ;
za
prd
wg.em
81
43
17
tladow
PO
wgglu
86,5
64,4
30,5
2/ Oczyszczanie chemiczne. Prwszystkioh
przypadkaoh. Prooent usuwa zdekanto-
wanych pobieranych pb osad
Techniczny eiarczan glinu
/500 mg/1/
% usuwania BZQ?5
% ueuwania ChZT
% usuwania barwy*
27
32
33
,3
,2
,0
•W Pyliaty wesciel aktywny /SOuzyslcanych
przy stalej dawc'e w§gla. I 3ciek<5w
oczyszczonych z probkami n
% usuwania BZT5
Si> usuwania ChZT
% usuwania barwy
49
50
66
,4
,6
,6
*Barwa odnosi
do sciek6w E
A55
-------
-------
jakosciowq charakterystykg koncentratu otrzymanego w wyni-
ku oczyszczania sciekdw tekstylnych z zastosowaniem od-
wroconej osmozy. Przedstawione wyniki uzyskano w badaniach
pilotowych, przeprowadzonych w szesciu wybranych fabrykach
dla Stowarzyszenia Producentow Tekstylnych Poiudniowej Ka-
roliny przez Uniwersytet w Clemson. Wyniki biologicznego
oczyszczania przedstawiono w tablicy 2. Mozna je porownac
do ogolnej efektywnosci roznych metod oczyszczania, przed-
stawionej w tablicy 3.
Tablica 3
Sfekty usuwania poszczegolnych zanieczyszczen
wyrazone w #
Wskazniki
BZT5
ChZT
sucha pozostalosc
ciala lotne
zawiesiny
barwa
zasadowosc
Oczysz-
czanie
biolo-
giczne
70-95
30-70
5-10
10-50
30-90
10-80
10-20
Koagu-
lacja
siarcza-
nem
glinu
40-70
50-70
5
50
80-98
80-90
0-20
Ad-
sorpcja
na
weglu
60-95
60-95
10-30
50-80
60-90
80-98
5
Odwro-
cona
osmoza
80-98
80-98
70-98
75-98
95-100
95-100
80-95
Zakresy wynikow pochodzq z roinych badan. W szczegolnych
przypadkach mozna otrzymac wyniki rozne od wyzej podanych.
Z porownatiia stgzenia BZT,- oraz ChZT po oczyszczeniu
wynika, ze w systemic o przetrzymaniu 10 dni okoio dwoch
trzecich zanieczyszczen jest rozkladalnych biologicznie.
Calkowite usuwanie skladnikdw chemicznych ze sciekow w pro-
cesie biologicznym wynosi 66%. Jest to wynik bardzo dobry
-------
w odniesieniu do procesdw biologicznych, lecz niewystarcza-
ja,cy do speinienia wymagari prawa Public Law 95-500 na rok
1985, dotycza,cych zerowego odpiywu sanieczyszczen.
Przedstawione dane otrzymano z badan laboratoryjnych
w komorze napowietrzania o pelnym wymieszaniu i czasie
przetrzymania 10 ddb /rys. 1/. Substancje biogenne, prze-
piyw, temperatura oraz tlen rozpuszczony w komorze osadu
czynnego byiy dokiadnie mierzone. Zainstalowanie podobnego
systemu oczyszczania w peinej skali moze kosztowac 13 do
18 centow w przeliczeniu na 1 m sciekow, jakkolwiek z da-
nych w tablicy 2 wynika, ze usuvra on tylko 20$ substancji
barwnych ze sciek6w.
Mozna si§ zatem spodziewac, ze konwencjonalne oczysz-
czanie biologiczne nie spelni zerowego odprowadzania zanie-
czyszczen wymaganego do roku 1985.
2. OCZYSZCZANIE CHBMICZKE
Koagulacja. Zastosowanie chemikaliow do
oczyszczania specyficznych sciekow przemyslowych moze bye
bardzo efektywne. Barwnikit lateks, fosforany i inne sub-
stancje mog^ bye usuwane ze sciekow przez zwykta, koagulacje
za pomoca. siarczanu glinu, chlorku zelaza, wapna i polimerow
organicznych / 2/. Sposob koagulacji zalezy od rodzaju scie-
kow.
Temperatura, pH oraz zawartosc rozpuszczonych soli wply-
waj^ na efekt oczyszczania. Koagulacja moze dad mniejsze
efekty oczyszczania, jezeli w czasie eksploatacji oczyszczal-
ni wystfpuje zmiennosc charakterystyki sciekow, a wiec gdy
ulegajq zmianie warunki procesu uznane za optymalne w bada-
niach laboratoryjnych. Z tego wzgledu mog^ bye niezb§dne
zbiorniki wyrdwnawcze, wyrownujqce skiad doplywaj^cych
sciekdw oraz pozwalaja,ce tarn, gdzie to jest wymagane, na
ABB
-------
diuzszy czas reakcji dodanych chemikaliow, w celu uzyskania
stabilniejszego osadu. Jest rzecza, bardzo istotna., aby
osad w wyniku calkowicie przeprowadzonej reakcji zostai wy-
starczaja,co ustabilizowany w przypadku, gdy jest nastepnie
poddany odwadnianiu lub aglomeracji za pomoca. polimer6w
organicznych /3/.
Wyniki efektywnosci oczyszczania siarczanu glinu, ze-
stawione w tablicach 213, wskazuja., ze caikowita zawar-
tosc substancji w sciekach w v»i§kszosci przypadkow ztoniej-
sza si? po procesie bardzo niewiele. Wynika to z dodawania
rozpuszczalnych siarczanow i chemikaliow neutralizuj^cyoh
w czasie koagulacji. Jezeli oczyszczone scieki bed^ uzyte
ponovmie w produkcji, rozpuszczone jony Na+, Cl" oraz SOT
mog^ przekraczao dopuszczalne granice. W tych przypadkach
do usunigcia elektrolitow niezbedna bgdzie odwrocona osmoza
lub wymiana jonowa.
Adsorpcja na wgglu aktywnym.
Wegiel aktywny jest uzywany od wielu lat do oczyszczania
sciekow przemyslowych. Ma on zdolnosc usuwania eubstancji
organicznych oraz barwnikdw ze sciekow. Niekt6re metale
mog^ bye takze adsorbowane w ograniczonym stopniu /4/»
lecz do ich usuwania stosowane sa. efektywniejsze procegy,
takie np. jak wymiana jonowa /5/.
Wegiel bgdzie adsorbowal ze sciekow substancje orga-
niczne, maj^ce organiczon^ rozpuszczalnosc w wodzie /6/.
Takie zwi^zki, jak metanol, kwas octowy, etylamina oraz
glikol etylenowy nie sq dobrze adsorbowane na wgglu z uwa-
gi na ich duz^ rozpuszczalnosc w wodzie. Inne substancje,
maja.ce niska. rozpuszczalnosc w wodzie, jak np. barwniki,
nie sq efektywnie adsorbowane w temperaturze pokojowej.
Chemikalia o duzym cigzarze czqsteczkowym, takie np. jak
polimery organiczne, r6wniez nie s^ efektywnie adsorbowane
na weglu. Mozna stwierdzic, ze maly procent substancji byl-
-------
by adsorbowany z wody w ciqgu kilku godzin w temperaturze
pokojowej. W tych zatem przypadkach prooes adsorpcji
praktycznie nie stanowi dobrej metody oczyszczania.
Jedyna. wiasciwa. droga, oceny procesu i ustalenia danych
do projektowania jest wykonanie laboratoryjnych oraz uiam-
kowo-technicznych badan technologicznych. Zakiad instalu-
ja,cy nowy system oczyszczania musi spojrzec w przysziosc
i dokladnie oszacowac, jakie procesy i chemikalia beda,
w niej stosowane. Adsorpcja stosowana jako metoda oczysz-
czania musi bye odpowiednia zarowno w odniesieniu do obec-
nych, jak i do przyszlych sciekow.
Srednie wyniki oczyszczania na weglu aktywnym podane
84 w tablicy 3. Jezeli scieki zawieraja. substancje orga-
niczne o srednim cigzarze cz^steczkowym, barwniki oraz de-
tergenty mogq bye oczyszczane na w§glu aktywnym bardzo
efektywnie. Proces ten nalezy bardzo starannie zbadac przed
zaprojektowaniem oczyszczalni.
Odwrdcona osmoza. Przedstawione w ni-
niejszym artykule systemy odwroconej osmozy dotycz^ mem-
bran zdolnych. do usuwania soli o niskim ci§zarze czqstecz-
kowym, takich jak NaCl, z efektywnoscia, 30 do SB^>. Podane
liczby wyrozniaja. ten proces od systemow membranowych /tzw.
ultrafiltracji/, stosowanych do filtrowania koloidow i po-
limerow o ciezarze cz^steczkowym powyzej 10 000 /?/.
Inne metody oczyszczania /biologiczne, koagulacja, ad-
sorpcja/ mog^ bye stosowane do odzysku wody, ale nie sa.
stosowne do odzysku chemikaliow ze sciekow. Wynika to st^d,
ze biologiczne oczyszczanie rozkiada czesc chemikaliow,
wprowadzaja,c przy tym do sciekow koloidalne substancje bio-
logiczne. Koagulacja zanieczyszcza chemikalia, ktore mo-
giyby bye odzyskane ze sciekdw, osadem wodorotlenku glinu,
a z kolei przy metodzie adsorpcji chemikalia usunigte ze
-------
sciekow 33 rozkladane w czasie regeneracji wegla w 1700°C
Z drugiej jednak strony odwrdcona osmoza moze oddzie-
lic odzyskana, wodf o stosunkowo dobrej jakosci oraz kon-
centrat zawieraja.cy 80-95^ chemikaliow zawartych w scie-
kach. W tablicach 4a i 4b przedstawiono dane wzi§te z eks-
ploatacji stacji doswiadczalnej . Odzyskane w procesie od-
wroconej osmozy chemikalia zostaly uzyte do farbowania tka-
nin.
Jezeli membrany s^ niewrazliwe na wysoka. temperatur§
sciekow, mozna takze odzyskiwac gor^cq wod§. Schemat prze-
plywu w odniesieniu do konwencjonalnego oczyszczania bio-
logicznego przedstawiono na rys. 2. Schemat przepiywu,
ilustruja.cy sposob, w jaki odwrocona osmoza moze bye wia,-
czona do procesu produkcyjnego w fabryce wlokienniczej, po-
dano na rys. 3. Scieki z okreslonego procesu produkcyjnego
sa, oczyszczane przed zanieczyszczeniami innymi chemikaliami
z innych procesdw. Chemikalia sa, odzyskiwane w ich czystej
postaci, najodpowiedniejszej do ponownego uzycia. Woda i
energia /z gor^.cych sciekow/ moga. bye takze odzyskane do
ponownego uzycia.
System ten, polegaja.cy na bezposrednim odzysku w punk-
towym zrddle sciekow produkcyjnych, moze bye stosowany
w wielu procesach jednostkowych. Po rozpoznaniu procesu
produkcyjnego moze wynikn^c koniecznosc zastosowania jego
modyfikacji przed zainstalowaniem aparatury do odzysku
metoda, odwroconej osmozy. Przy zastosowaniu odzysku chemi-
kalidw ich pierwotny koszt staje sie mniej istotny, anize-
li funkcja, ktora, speinia w procesie produkcyjnym. Trwa-
losc chemikalidw ma wpiyw na wielokrotnosc ich odzysku i
powtornego uzycia w produkcji oraz wskazuje, czy przy
wielokrotnym uzyciu bed^ wytwarzane uboczne produkty roz-
kladu, ktore mog^ miec szkodliwy wplyw na proces produk-
cyjny.
-------
-------
Tablica 4a
ChZT 3
BZT ,
CWO
PH 1,4
zasadowosc ->
twardosc j
sucha pozotj
ciaia lotn^
ciata rozpi-j
barwa /mg/^
mgtno^o /mfc Q
metale
wapii )>00
oynk )>50
magnez 5 ^2
chrom
miedz
zelazo
rtgc /mg/1/
mangan j Q^
sod ,
14
25
1
5
5,9
8
0,5
50
15
50
40
2,5
0,08
0,04
0,02
0,10
0,04
0,14
0,03
15
woda
wodociagowa
4
0,6
4
6,7
27
19
67
36
59
13
1,11
1,45
0,07
0,96
0,1
0,04
0,68
2,51
0,05
10
sBadania pile
4(52.
-------
osmozy w sciekach. wiokienniczych barwnych*
Tablica 4b
jny numer cyklu
6
435
10
7,4
140
130
3425
315
3435
1250
80
6,0
9,0
17,0
7
190
15
8,0
155
50
1580
165
1480
1300
8
1,0
2,4
4,5
8
415
45
7,5
115
55
2510
275
2450
1680
15
8,1
3,1
9,6
12
365
15
6,8
95
245
4320
245
4320
920
4
34
7,2
27,0
14
430
20
230
6,7
160
190
3025
275
3025
1100
35
7,5
3,0
15,0
0,6
16
255
55
100
9,0
250
130
3110
3055
190
18
11,5
1,8
12,0
-------
Odwrocona osmoza moze bye takze stosowana do cze,sci
lub calomel sciekdw mieszanych odprowadzanych z zakiadu
wldkienniczego. Dla porownania odwroconej osmozy z obecnie
stosowanq technologic przedstawiono na rys. 2 schemat kon-
wencjonalnej oczyszczalni biologicznej. Gala ilosc wody do-
prowadzonej do zakiadu jest zuzywana w produkcji, stano-
wia,c czgsc produktu. Scieki musza, bye przed ich odprowa-
dzaniem oczyezczane zgodnie z wymaganiami. Biologiczne
oczyszczanie daje tylko 30 do 70$ usuwania substancji orga-
nicznych, a zatem bgdzie miec ograniczony zalcres zastosowa-
nia w ^wietle wymagan zerowego odpiywu zanieczyszczen w ro-
ku 1985. W dalszym ciqgu jednak biologiczne oczyszczanie
bgdzie spelniaio waza^ rolf w calym systemie oczyszczania.
Niektore oheraikalia, ktdre nie 34 efektywnie usuwane
za pomoc^ odwroconej osmozy, adsorpcji lub chemicznej koa-
gulacji, mog^ bye calkowicie rozkladalne w procesie biolo-
gic ziiym. Naleza, do nich takie rozpuszczalniki jak metanol,
aceton, glikol, metylamina i formaldehyd. Inne substancje,
takie jak glukoza lub krochmal, s^ zbyt nietrwaie, aby
mogly bye odzyskiwane i ponownie uzywane w produkcji. Pro-
ponuje sie zatem rozdziai sciekow na dwie grupy: jedna
bfdzie zawierac substancje, ktore bgdq kierowane ze scie-
kami bezposrednio do oczyszczalni biologicznej w celu do-
konania rozkiadu. Inna grupa sciekow bedzie kierowana bez-
posrednio do instalacji oczyszczaj^cych metoda, odwroconej
osmozy. Przedstawiono to na rys. 4. Jak to ilustruje sche-
mat, odpiyw z zakiadu zostaje zmniejszony z 4000 m /d do
400 m /d i obejmuje tylko osady, ktore mogq bye usuwane,
na przykiad przez rozdeszczanie na gruntach w celu caZko-
witego wyeliminowania odpiywu sciekdw. Podany schemat nie
doprowadzi zatem do zerowego odpiywu w tych przypadkach,
w ktorych usuwanie osadu bfdzie stanowilo czynnik ograni-
czaj^cy.
-------
-------
Tablica 5
Analiza wody swiezej, uzywanej w wykonczalniach
roznych zakiadow wlokienniczych*
Wskaznik
BZT
ChZT
eucha pozostalosc
ciala rozpuszczone
zawiesiny
ciala lotne
pH
zasadowosc
twardosc
barwa
fosfor
azot og61ny
azotany
chlorki
Zaklad A
0
5
50
45
2
9
7,5
18
3
0,1
0,6
0,3
Zaklad B
0
2
92
88
4
20
7,6
36
8
0,6
Zaklad C
0
6
60
58
2
5
7,8
10
12
Wszystkie wyniki podano w mg/1, z wyj^tkiem pH oraz ozna-
czenia, ktore odnosi sif do wzorca Pt-Co.
Innym czynnikiem ograuiczaj^cym moze bye wzrast zawar-
tosci substancji rozpuszczonych w zamkni$tym obiegu odzys-
kanej wody przy stosowaniu 90/& odzysku. Dla przykiadu: je-
zeli zaklad uzywaj^cy wod§ w jako^ci podanej w tablicy 5
odzyskuje wod§ ze sciek6w zawieraj^c^ 100 mg/1 substan-
cji rozpuszczonych, w6wczas przyrost tych substancji w wo-
dzie obiegowej i przy jednokrotnym przejsciu przez zaklad,
wynosi 900 mg/1. Jezeli odzysk wody wynosi 90fr, to dla
przedstawionego na rys. 4 wzrost substancji rozpuszczonych
wyniesie okoio 9000 mg/1. Woda taka jest nieodpowiednia do
ponownego uzycia. W tym przypadku scisle rozpoznanie tech-
nologii produkcji jest niezbgdne do okreslenia, czy i
-------
w ktorym punkcie procesu produkcyjnego mozna zmniejszyc
zuzycie soli. W przyszlosci wybor chemikaliow do produk-
cji bgdzie dokonywany w powiqzaniu ze schematem oczyszcza-
nia sciekow na rowni z ich znaczeniem dla procesow produk-
cyjnych. Wydaje si§, ze taki mechanizm postgpowania jest
wiasciwy, daje bowiem spoleczenstwu potrzebne produkty i
usiugi, zapewniaj^c Jednoczesnie ochron§ srodowiska.
BIBLIOGRAPIA
Public Law 92-500, 92nd Congress, S. 2770, October 18,
1972
Scaramolli Alfred B., Digiano P.A.: Physical and Chemi-
cal Methods Review, Journ. Water Poll.Control. Fed. 47,
1249 /1975/
Snider E.H., Porter J.J.: The Treatment of Waste Sludges
and Chemicals for Disposal or Incinerators, Textile
Wastewater Treatment Seminar, Hilton Head, S.C. January
/1976/
Hassler J.W.: Activated Carbon. Chemical Publishing Co.,
Inc. New York /1963/
Himsley A., McArvey P.X.: Role of Ion Exchange Processes
in Pollution Control. Ion Bxch. Membranes 1 3, 148 /1973/
Aled D.R.: Removal of Organic Material by Adsorption on
Activated Carbon. Chem. Ind. VŁ 823 /1973/
Brandon C.A., Porter J.J.: Complete Recycle of Composite
Textile Dyeing and Finishing Wastewater. Environmental
Symposium, A. Assoc. of Textile Chem. and Colorst,
May /1975/
-\6e
-------
169
-------
170
-------
Incrgia
Woda
«
t
^^
I
Chemifcalia
i
kbnccntrat
r
Pro ccs
jednostkowy
-^. ,
n
^
—
i
/-"
i
-Af
Ui
Woda odzystzana
Apan&tdo
hyperfiltracji
Rye. 3. Odzysb wody i chcmibali<5w w proccsie
jcdnostktowym
171
-------
172.
-------
USUWANIE SUBSTANCJI REFRAKCYJNYCH
ZE S'CIEKO'W TEXSTYLNYCH
Jerzy Kurbiel
Instytut Ueteorologii i Gospodarki Wodnej
Oddzial Krakowski
Krakow, Polska
Thomas N. Sargent
Laboratorium Badawcze S*rodowiska Przemyslowego
Agencji Ochrony S"rodowiska
Cincinnati, Ohio, USA
STRESZCZENIE
Amerykanska Ageiicja Oohrony S"rodowiska /EPA/ oraz Insty-
tut Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Polsoe wspolpraouja,
w zakresie badan efektywnosci wybranyoh procesow oczyszcza-
nia sciek6w. Przedmiotem omdwionyoh w niniejszym artykule
badan sa, scieki tekstylne zmieszane z miejskimi, oozyszczone
biologioznie. Badane prooesy obejmuj^ wymian^ jonow%, ad-
sorpcjg na w§glu aktywnym, ohemioznq koagulacj§, utlenianie,
filtraoj§ i odwr6con^ osmoz§. Wymienione operaoje badane by-
ly indywidt^ilnie oraz we wzajemnyoh pola,czeniaoh w oelu
okreslenia efektywnosci usuwania substancji refrakcyjnych.
W badaniaoh przyjeto zasadg rozpoczynania badan od skali
laboratoryjnej, a nastgpnie przejsoia do skali pilotowej
w staoji doswiadczalnej, zlokalizowanej na terenie miejskiej
oczyszczalni sciekdw w Andrychowie. Badania laboratoryjne
byly prowadzone w laboratoriach IMGW oraz Politechniki Kra-
kowskiej.
Przecietnie uzyskiwane wyniki usuwania zanieczyszczen
w procesie filtracji na zlozu wielowars twowym wynosza.: za-
wiesiny - 60-80$; BZT5 - 30-60^; ChZT - 30??; detergenty -
2056. Wyniki uzyskiwane przy zastosowaniu innych procesow
przedstawiono w referaoie. Nalezy j'e traktowac jako wst§pne;
ich koncowa weryfikacja i uzupeinienie zostan^ dokonane
w koncowej fazie badan. Jedynym prooesem dotychozas nie
przebadanym jest odwrocona osmoza, do ktorej przygotowuje
si§ obecnie aparaturg doswiadczaln^.
Halezy podkreslic duze znaczenie, jakie ma wspolzalez-
nosc studiow wykonywanych w ramach planu PL^480 z obecnym
i planowanym programem badan w USA w zakresie oczyszczania
-173
-------
soiek<5w tekstylnyoh. Obeona teobnologia oczyszozania, opie-
rajqoa sie. na usuwaniu ladunku BZTj i zawiesin, jest niewy-
starozajqca. Wsp6lozesne rozwojowe tendencje oozyszczania
goiekdw przemyslowyoh obejmuja, usuwanie substancji refrak-
cyjnyoh wysoko efektywnymi metodami oczyszczania.
REMOVAL OF REFRACTORY SUBSTANCES
FROM THE TEXTILE WASTEWATER
ABSTRACT
The U. S. Environmental Protection Agency /EPA/ and the
Polish Institute for Meteorology and Water Management /IMGW/
are presently cooperating in an effort to investigate the
effectiveness of selected advances wastewater treatment pro-
cess. The wastewaters to be studied are combined, biologic-
ally treated, textile-municipal wastewater. The advanced
processes include ion-exchange, carbon adsorption, chemical
coagulation, oxidation, filtration and reverse osmosis. The
project plan calls for the investigation of the processes to
be carried out singly and in combination.
The general approach in the investigations is to begin
on the laboratory scale, then conclude in pilot scale at the
Andryohow Treatment Facility. The laboratory scale work was
performed at the IMGW facilities and the Krakow Polytechnic
University in Krakow, Poland. Typical removals by mixed
media filtration are SS, 60-80*; BOD, 30-60J8; COD, 3056; and
detergents, 20Ł. The results of the application of other
processes are also given. /The data given are preliminary
and are subject to final verification and review at the ter-
mination of the project./ Reverse osmosis is the only one of
the processes in which the actual pilot investigations have
not begun. At present, the fabrication and installation of
the reverse osmosis units is underway.
It is important to note the inter-relationship of this
PL-480 sponsored project and the current and future U. S.
research program in textile wastewater treatment. No longer
is it sufficient to remove only BOD and suspended solids.
The current interests in industrial waste treatment are re-
moval of refractory compounds by these and other advanced
waste treatment processes.
-------
1. GEL I ZAKRES BADAtf
Agenoja Ochrony J>rodowiska USA wsp6lnie z polskim Insty-
tutem Meteorologii i Gospodarki Wodnej prowadzi badania
efektywnosci oczyszozania sciek<5w tekstylnyoh zmieszanyoh ze
sciekami miejskimi pray zastosowaniu szeregu wysoko efektyw-
nyoh fizyko-chemicznych proces6w oczyszozania, wykorzysta-
nych w trzecim stopniu oczyszczania po procesie osadu czyn-
aego.
Przemysl tekstyloy odprowadza soieki o duzej zmiennosci
skladu fizyko-chemioznego z uwagi na cykliczny charakter
operaoji produkoyjnych. Soieki sq moono zabarwione oraz maj^
ohemiczne zapotrzebowanie tleuu, zmienne wartosoi pH. Uoga,
r<5wniez zawierad substancje refrakoyjne nieusuwalne w kon-
wenojonalnych prooesaoh oozyszczania. Taka charakterystyka
^oiek6w l^oznie z poprzednimi badaniami ioh biologicznego
oczyszczania sugeruje, ze dla osi^gnigoia wysokioh efekt6w
oczyszozania konieozne jest zastosowanie innyoh metod tech-
nologioznych niz oczyszozanie biologiozne.
W roku 1973 w Erakowskim Oddziale IUGW rozpoozgto studia
oceny przydatnosoi prooesow: wymiany jonowej, adsorpcji na
wgglu, chemioznej koagulaoji, utleniania, filtracji i odwr6-
oonej osmozy, stosowanyoh w trzecim stopniu oczyszczania
sciek6w tekstylnych. Badania wykonywane s^ w skali laborato-
ryjnej oraz pilotowej w Zakladzie Odnowy W6d IMGW w Krako-
wie, na Folitechnice Krakowskiej oraz na terenie Miejskiej
Oczyszozalni ^ciek6w w Andrychowie. Zakonczenie badan prze-
widziano w grudniu 1976 roku.
2. OMdWIENIE METODIKI I WYNIKCJW BADAlf
Andrychowskie Zaklady Przemysiu Bawelnianego produkuj^
tkaniny tekstylne z bawelny oraz wlokien sztuoznyoh w pro-
-------
porcji 70 do 30$. Hoozna produkoja tkanin wynosi okolo 53
milion<5w metrdw bieza.oych oraz okolo 8,7 miliona kg produk-
cji wagowej.
Zaklady skladaj^ sie. z pigciu wydzia!6w produkcyjnych:
prz§dzalni, tkalni, farbiarni przfdzy, wykoriczalni A oraz
wykonczalni B. Caikowita ilose* wody uzywanej do produkcji
wynosi 2,02 x 10 m . W technologioznych operaojach w zakla-
dzie stosuje sif wiele ob,emikali<5w, w tym kilkadziesi^t ro-
dzajow barvmikow z nastgpuja.oych grup: reaktywne, lodowe,
kadziowe, indygosole, siarkowe i dyspersyjne. Ponadto uzywa-
ne s^ detergenty, alkalia i rozne sole.
Oczyszczalnia s"ciek6w w Andrychowie, przedstawiona na
rys. 1, oczyszoza mieszanin§ ^ciek6w tekstylnyob. i miejs-
kiob.. Wstfpna czgsc* oczyszczalni, skladaj^ca sif z krat,
piaskownikow i osadnikow wstfpnyoh, oozyszcza dziennie
14 000 m^ soiekow. Pilotowa oczyszczalnia biologiczna /osad
czynny/ ma przepustowosc maksymalu^ 600 m . Odpiyw z oczysz-
ozalni biologicznej poddawany jest oczyszozaniu trzeciego
stopnia, przedstawionemu na rys. 2. Procesy trzeoiego stop-
nia obejmujQ filtracje. pospieszn^ na zlosau piaskowym oraz
zlozu wielowarstwowym, adsorpoj§ na granulowanym wgglu ak-
tywnym, cb.emicznq koagulacje, siarczanem glinu, wymian§ jono-
w^, utlenianie ohlorem i ozonem oraz odwr6oon% osmozf. Wy-
mienione operacje jednostkowe badane s^ w rdznycb. pol^cze-
niaoh w celu oceny jednostkowej oraz ogolnej efektywnosci
usuwania substancji refrakcyjnyoh. W dalszej czgsoi referatu
przedstawiono metodykf i skalg poszczegolnyob. prooesdw.
Obj§tosciowa proporcja soiekow miejskich do ^oiek6w te-
kstylnych podczas pogody bezdeszczowej wynosi obeonie okolo
1:1. 3cieki miejskie oharakteryzuj^ si§ niskimi st§zeniami
BZT5, w zakresie pomigdzy 100 a 300 g/nr, srednio okolo 170
g/m3 O.
476
-------
Przeplyw oraz st§zenia zanieczyszczeri w sciekach te-
kstylnych podlegaj^ wahaniom w znaoznym zakresie, zarowno
w cia,gu doby, jak i pory roku. Stgzenie parametr<5w zanie-
ozyszozenia w srednicb. probkaob. dziennych sa. naste.puja.ce:
- BZT5 - do 660 g/m3 0?,
- zawiesiny - 20 do 240 g/m^,
- ChZT - 100 do 700 g/m^ 02>
- barwa - do 1600 g/m3 Pt,
- detergenty - 14 do 110 g/m3.
Mimo stosowania korekty pH na terenie Zakladdw Baweinianych,
odczyn soiekow tekstylnych po podczyszczaniu zmienia sig
w zakresie 6,8 do 10,1.
Charakterystyka odpiywu z biologicznej oczyszczalni pi-
lotowej, ktora oczyszoza soieki mieszane, przedstawia sig
nastgpuj^co:
- usuwanie EZT^ srednio - 87$ ze st§zeniem w odplywie
okoio 20 g/m^ 02,
- ChZT - odpowiednio 66% i 70 g/m3 0?,
- detergenty - 70$ i 5 g/m3,
- pH - zmienia si§ w zakresie 7 do 8,5.
Ponadto metale oigzkie usuwane s^ w 40$ ze stgzeniem w od-
plywie ponizej 0,8 g/m*. ^rednie usuwanie barwy przy biolo-
gicznym oozyszczaniu wynosi 50$. Niekt6re barwniki nie pod-
legaj^ jednak biologioznemu oczyszczaniu w zadnym stopniu.
Stgzenie barwy w odplywie waha sig w zakresie 20 do 160
g/m3 Pt.
Procesy trzeoiego stopnia oozyszczania byly badane naj-
pierw w skali laboratoryjnej, a nastgpnie w wigkszosci przy-
padk<5w w drugiej fazie badari na staoji pilotowej. Badania
laboratoryjne byly niezb§dne dla wstgpnej oceny teohnicznej
przydatnosci prooesdw oraz wyboru sposobu ioh prowadzenia
w skali pilotowej.
-------
Dos'wiadozenia uzyskane w badaniaoh laboratoryjnych po-
zwoliZy na zaplanowanie i prowadzenie badan pilotowych w op-
tymalnym zakresie kosztow i czasu badan.
Filtracja pospieszna na filtrach jedno- lub dwuwarstwo-
wyoh, wypelnionyoh piaskiem i antracytem byla prowadzona
w skali zardwno laboratoryjnej, jak i pilotowej, gldwnie ja-
ko wstgpna operaoja przed innymi procesami trzeciego stopnia
lub jako prooes uzupelniaja.cy koagulacjg. Zastosowano kolum-
ny filtraoyjne o srednioy 150 mm.
Koagulaoja byla badana jako proces niezalezny, a takze
w polqozeniu z utlenianiem, adsorpoj^ na wgglu aktywnym
i wymian^ jonow%. Badania pilotowe wykonywano na modelu kon-
wencjonalnym, sklada^oym si§ z komory flokulaoji i osadni-
ka, a takze przy zastosowaniu nowej konoepcji koagulacji
kontaktowej na filtrach pospiesznych z przeplywem do gory.
Uzupelnieniem byly laboratoryjne prdby wyboru rodzaju i daw-
ki koagulanta oraz warunkow procesu.
Doiwiadozenia nad adsorpoj^ na wgglu aktywnym wykonywano
w dw6oh fazach. Na wst§pie wykonano prdby laboratoryjne
w oelu okreslenia adsorpoyjnych wlasnosci wfgla produkoji
krajowej Z-4 oraz amerykaliskiego "Calgon". Badania pilotowe
w kolumnach o srednioy 150 mialy na celu ocen§ efektywnosci
xisuwania substancji refrakcyjnych. w procesie ci^glym.
Wymiana jonowa byla badana r6wniez w dwoch fazach. Bada-
nia laboratoryjne pozwola. na wyb6r najefektywniejszych zywio
jonowymiennyoh. Badania na stacji pilotowej prowadzono w ko-
lumnaoh o przeplywie ci^glym.
Prooes utleniania badano w szerokim zakresie w pierwszym
rzgdzie w laboratorium w oelu okreslenia przydatnosoi roz-
nyoh utleniaczy, takioh jak ohlor oraz tlen atmosferyczny,
stosowanyoh bez katalizatorow lub z katalizatorami: niklem
i swiatlem UV. Zastosowanie ozonu bylo rowniez sprawdzone
-------
doswiadczalnie. Dla dalszych badari w skali pilotowej wybrano
jako utleniaoze ozon i chlor.
3. PROCES FILTR1CJI
Po wykonanycb. w roku 1973 wst§pnych badaniach filtracji
w skali laboratoryJnej przysta.pi.ono do zasadniczyoh badari
w skali pilotowej, uzywaja.c do filtracji kolumn z metapleksu
o s"rednicy 150 mm i wysokosci 2,5 m. W badaniaoh hydraulicz-
nycb stwierdzono, ze przy wielkosci srednicy powyzej 150 mm
zjawiska przysoienne nie maja, juz istotnego wplywu na osiq-
gane wyniki.
Przebadano jednowarstwowe zloza piaskowe o granulacji
0,5-1,5 mm i wysokosci 1 m oraz zloza dwuwarstwowe, sklada-
j^ce sig z antraoytu o granulacji 1,5-2,0 m i b = 0,5 m oraz
piasku o uziarnieniu 0,75-1,5 mm i wysokosci h = 0,5 m. Sto-
sowano obci^zenia hydrauliozne w zakresie 4 do 15 m /m h.
Zaobserwowano usuwanie zanieczyszczen w nast§puja,oyoh grani-
caoh:
- zawiesiny - 60 - 8058,
- BZT - 30 do 6056,
- ChZT - 3056,
- detergenty - 205J.
Usuwanie w gl<5wnej mierze zalezalo od ilosci zawiesin
w sciekach doplywaj^cych. Frzy glgbokosci zloza 1 m nie
stwierdzono wyraznego wplywu granulacji zloza i obcia,zeri hy-
draulicznyoh na usuwanie zanieczyszozen. Przy plytszyoh zlo-
zach wplyw ten byl widoczny. Rodzaj zloza, jego granulacja
i obci^zenie hydrauliczne maj^ zasadniczy wplyw na wysokosd
wystfpuj^oyoh strat hydraulicznyoh i *zwia,zane j z tym dlugos-
oi cyklu filtracji, a wi§c r<5wniez na czynniki ekonomiczne.
-------
Na podstawie dotychczasowych badan mozna stwierdzic, Łe
w przypadku wymaganego wysokiego stopnia oczyszczania fil-
tracja jest procesem godnym zalecenia jako proces korioowy po
oozyszczaniu biologicznym. Konieozne jest rowniez jej stoso-
wanie przed procesem adsorpoji, utleniania oraz odwroconej
osiDozy.
4. PROCES KOAGULACJI
W prooesie koagulacji zanieczyszczenia sa. usuwane w wy-
niku usuwania koloidow, wytwarzania maio rozpuszczalnyoh
zwia.zkow /zwi^zki kompleksowe i sole/ oraz sorpoji zanie-
czyszczeri na stra.conyoh wodorotlenkach. Z analizy rodzaju
i struktury stosowanych barwnikdw wynika, ze barwniki mog^
tyc cz§sciowo stra,cane przy obnizonej wartosci pH i podwyz-
szonym potencjale redox, a takze na drodze koagulacji.
Zmniejszona wartosc pH powoduje zwifkszenie stgzenia jo-
now metalu koagulanta. Zjawisko to zwifksza str^oanie malo
rozpuszczalnych soli i zwi%zkow kompleksowych. Badania labo-
ratory jne obejmowaiy mi§dzy innymi zagadnienie wplywu obni-
zonego odczynu i zwigkszenia potencjalu redox na usuwanie
substancji barwnych. ze sciekow oczyszczonych biologicznie.
Za miar§ efektywnosci oczyszczania przyjfto znmiejszenie
ekstynkcji w zakresie widzialnego spektrum. Jako koagulant
stosowano siarczan glinu w zakresie dawek od 100 do 600 mg/1.
^rednie wartosoi usuwania barwy w procentaob. dla szesoiu
roznych prdbek soiekow przy trzech wartosciacb. pH przedsta-
wiono wykreslnie na rysunku 3. Jak widad z przebiegu krzy-
wych, obnizanie wartosci pH ma dodatni wplyw na usuwanie
substancji barwnych. Jednostkowe obnizenie pH o wartosc 1,0
daje zwie.kszenie usuwania barwy srednio o okolo 25^. Wplyw
zastosowania HaOCl na usuwanie substancji barwnych byl row-
niez przedmiotem badaii.
-------
Ha rysunku 3 przedstawiono takze wyniki koagulacji pro-
bek sciekow przy tej samej wartosci pH, lecz z dawka. 8 mg/1
NaOCl. Stwierdzono dodatni wplyw utleniania w pol^czeniu
z koagulaoja, na redukojg substanoji barwnyoh. Przy wyzszych
wartosciach pH zwigkszenie stopnia usuwania wynosilo 205?.
Badania praeprowadzone na stacji pilotowej w Andryohowie
dotyczyly koagulacji sciek6w siarozanem glinu w prooesie
oi^glym. Prooes koagulacji prowadzono w dw<5cli ukladach tech-
nologicznych:
- w procesie koagulacji kontaktowej z r6wnoczesn^ fil-
tracj^ na zlozu piaskowym z przeplywem od dolu,
- w reaktorze z zawieszonym osadem uzupelnionym filtra-
cj^ przez zloze antracytowo-piaskowe.
Kolumny do koagulaoji z rownoczesn^ filtracj^ o srednicy 150
mm byly wypelnione kolejno od dolu warstwami:
- zwiru, h - 0,15 m, o uziarnieniu 0 2 - 4 mm
- piasku, h - 1,50 m, o uziarnieniu 0 1,2 - 2 mm
- piasku, h - 0,15 m, o uziarnieniu 0 0,4 - 0,8 mm.
Reaktywator z zawieszonym osadem mial srednioe. 300 mm. Wyso-
kosc warstwy osadu wynosila 1,5m. Kolumna filtracyjna pra-
ouj^oa w ukladzie z reaktywatorem wypelniona byla dwiema
warstwami filtracyjnymi:
- antracytu, h - 0,5 m, o uziarnieniu 0 1,2 - 2 mm
- piasku, h - 0,5 m, o uziarnieniu 0 0,4 - 0,8 mm.
Podczas koagulacji stosowano dawkf okolo 200 mg/1 Al^/SO./-,.
18 H20. Koagulaoja z r<5wnoczesnq filtracj^ odbywala sig przy
pr§dkosci filtraoji okolo 2,0 m/h. Cykl filtracji wynosil
okolo 24 h. pH sciek<5w obnizano, uzywaj^c roztworu kwasu
solnego. Wyniki usrednione w okresie trzech. tygodni zesta-
wiono w tablioy 1.
-------
03
o
•S
o
c9
i-H
3
600
CO OJ
OW
CO
*r~Sr—
CD
O .
or
*n f*^
§"%•
•do
CD CO
u oj
pit— j
O *^t
Pi
WrH
60
CD S
vH
00
MO
CD OJ
M
0 of
O c3
(led
N 0
00
S&i
PI a 03 t>j
•d o co 8
o M o o
0
•k
C1**
W
p^
^.
K
MD
PH
PI
C--
w
PI
cr>
^H
Pi
1 -P 1 ft
o ri pi a
t* CD CO OJ
PlO 3 ?
1
CD
•IS] CD
(D**iH
•P d
m
S3
1 -P 1 -H
0 fl ?! rt
h CD cq cO
fto p •Ł
I
CD
•H CD
^
I
CD
•N CD
-p rt
(0
•rl
10
VO ^" ^
ITvlTMTv
SSin
o^ r*^O^
OJ OJ
oo f-«—
invoua
r- OJ OJ
3?S
03
O
4*
^
a
•P i-H
rt \ -P
O 60OJft
M BO
rH
03 CO -H\
•<->a t^^ 60
o o o 6og
03rH -rt 3
rH > 03 .Jd CO
M S tao.a
-<
03 S
o a
-p-3
^j *d rH
w o
N SO
cd CD 03
•n CO -H 6=3
o d a
C3 O
-------
o
•H
r-l
Ł1
<&
•P
oo
c-
-
ITi
-
"
CM
i—
VDUMTi
S?5S
@\ \f\ f\j
\f\ V^Q VD
r- C\CM
CVJCTiU)
C-C-t-
«- v^ C?
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
—
.a J>
1 O ef OS
IS d O (D O
•di-l o3^>iS
area h
a fl-p i ta
f-l OrH C_3 -H S
r-( N ^-P O (0 -
3 .^ O o .M 03 33 "to
tiO O OfrH
-------
W oelu porownania wplywu podniesienia potencjalu redox
przed koagulacja, z r<5wnoczesna. filtracja, od dolu dodawano
NaOCl w ilosci 10 mg/1. W tej serii rowniez obnizono pH, do-
kwas solny.
Przeprowadzono badania w ukladzie obejinuja,cym reaktor
2 zawieszonym osadem oraz wydzielon% filtracj§. Ł>rednia
prgdko^d w reaktywatorze wynosila 2,0 m/h. Prgdkosc filtra-
cji praez zloze piaskowo-antracytowe - okolo 6 m/h. Wyniki
srednie podano w tablicy 1.
5. OMdWIENIE WYNlKdW
Podozas badan koagulacji z rownoczesn^ filtraoj^ od dolu
stwierdzono pozytywny wplyw obnizenia pH soiekow. Przy obni-
ssniu pH - 7 do 5,7, sredni wzrost redukcji barwy wynosil
"'o%, a ChZT - 20%. W badaniaoh koagulacji prowadzonej w tym
ianym ukladzie, ale poprzedzonej utlenianiem, wzrost usuwa-
nia wyzej wymienionycb. wskaznikow przy tych samyoh wartos-
aiaoh pH wynosil: barwa - 1B% i ChZT - 2595. Wplyw utleniania
na ilosc usuniftego ladunku ChZT i barwy przy zastosowaniu
dawki 200 mg/1 Al^/BO^/^ . 18 HgO byl znaczny.
Proces koagulacji obje.tosciowej, uzupelnionej wydzielon^
filtracja, dla jednakowyoh wartosoi pH, dal prawie te same
wartosci usuwania zanieozyszczen. Wyzszy efekt redukoji ChZT
/13$/ mozna wyjasnid znmiejszonym st§zeniem zawiesin w od-
plywie.
Badania wymiany jonowej prowadzono w ukladzie technolo-
gicznym przedstawiooym na rysunku 2. J^cieki o stosunku obje-
tosciowym sciekow tekstylnych do miejskich rownym 2:1 po
uprzednim biologicznym oczyszczaniu byly kierowane przez
filtr piaskowy na kolumne wypelnionq kationitem ZBROLIT 325/
/H /; przed kolumnq zainstalowano odgazowywacz CO^. Drugi
-------
stopien wymiany jonowej stanowila kolumna wypelniona anioni-
tem 1MBERLITE 401/A~/. Wymienione wyzej masy jonowymienne
wybrano na podstawie badan laboratoryjnyoh. Obciqzenie ko-
lumn wynosilo 6 objftosci zloza na godzine..
Jeden cykl wymiany jonowej prowadzono do calkowitego wy-
czerpania kationitu. Prace. kationitu kontrolowano przez
oznaczenia zasadowosoi w odpiywie z kolumny, praof anionitu
- przez oznaczenie stgzenia jondw Cl~.
Regeneracjg kationitu prowadzono roztworem HC1, anionitu
- roztworem NaCl. Obci^zenie zlo^ podczas regeneracji wyno-
silo 1-1,5 obj§tosci zloza na godzine.. Analityozn^ kontro-
lf prooesu prowadzono w nastfpuja,cyoh punktaob.: odplyw soie-
kow po filtrze piaskowym, odplyw z kolumny kationitowej oraz
odplyw z kolumny anionitowej. Probki pobierano co oztery go-
dziny, a ponadto sporz^dzano jedn^ pr<5bkf ^redni^ z oalego
cyklu pracy Jonitow. Analizy fizyko-ohemiczne obejmowaly na-
stgpuj^ce oznaozenia: zasadowosc i kwasowosc, odczyn, BZTc
i ChZT, Cl~, barwa oraz detergenty anionowe i niejonowe.
Cykl praoy kolumny kationitowej, przyjgty jako cykl pra-
cy calego systemu, wynosil srednio 24 godziny. W opisanym
wyzej ukladaie tecbnologioznym wykonano pi§c cykldw badan.
Obeonie wyl^czono z pracy kolumng z kationitem, kieruj^o
scieki po filtrze piaskowym bezposrednio na anionit.
Przewiduje sif prowadzenie dalszyoh badan przy zwifkszo-
nym obci^zeniu masy jonowymiennej do 12 i 18 objgtosoi zloza
na godzin§.
Laboratoryjne badania utleniania za pomoc$ ozonu zostaly
wykonane z zastosowaniem procesu w systemie okresowym. Wyka-
zaly one, ze usuwanie barwy r6zni sig znacznie w odniesie-
niu do poszczegolnyoh barwnikdw dodanyob. do sciekdw oozysz-
czonych biologioznie. Zakres zmian redukcji barwy wynosil
11-87*.
ABS
-------
Stgzenie ChZT obnizylo si§ w prooesie utleniania o 30-
-405?, usuwanie detergent<5w anionowych wabalo sie. w zakresie
45-6556, a detergentdw niejonowych - 28-7556. Zawartos"c oaiko-
witego wggla organioznego zmniejszala sie. w zakresie od 16,7
do 83,756, w zaleznosci od rodzaju barwnikow zawartych w roz-
tworze.
Wplyw ozasu koutaktu, rodzaju i ste.zenia substancji
barwnycb na efektywnosd utleniania stanowil r6wniez przed-
miot badan.
6. PROGRAM DALSZYCH BADAlf
Gldwny przedmiot badan w ostatnim roku realizacji tematu
stanowi zainstalowanie i uruohomienie do^wiadozalnej apara-
tury do prowadzenia prooesu odwr6oonej osmozy /hiperfiltra-
oji/, jedynego prooesu jednostkowego dotyohozas nie przeba-
danego.
Filotowa instalaoja do odwr6oonej osmozy wymaga dostar-
czenia skomplikowanego wyposazenia, miedzy innymi wysokocis-
nieniowych pomp oraz membran osmotycznyoh. Zaprojektowano
dwa systemy prooesu: membrany konwencjonalne oraz membrany
dynamicznie formowane. Uruchomienie instalaoji przewiduje
si§ w pierwszej polowie 1976 roku na staoji pilotowej w An-
drychowie, z zastosowaniem do soiekow mieszanych, oczyszczo-
nych biologicznie. Dalsze plany obejmujq zbadanie hiperfil-
traoji na soiekaoh wydzielonyoh z farbiarni tekstylnych.
W tym ostatnim przypadku ooenie bgdzie poddane ponowne uzy-
oie wyprodukowane j wody oraz ste.zonego konoentratu produko-
wanego przy odwrooonej osmozie.
Badania prowadzone w ostatnioh trzeoh latach w skali la-
bora to ryjnej i pilotowej umozliwiiy wyprdbowanie r(5znycfe
prooes6w jednostkowyob, z punktu widzenia iob. teohnioaaej
-------
przydatnoSoi oraz efektywnosci usuwania substancji refrak-
oyjoych ze sciekow przemyslowych. Dalsze badania na stacji
pilotowej w roku 1976 obejm^ uklady prooesdw pol^ozo]aych,
takie jak: utleniaaie z koagulacj^, koagulaoja z adsorpcj^,
utlenianie z adsorpcj^ i koagulacja z odwrdoonq osmoz^.
Okre^lony bfdzie wplyw i wzajamne wsp6ldzialanie poszczegol-
ayoh procesow oraz dokonana zostanie optymalizacja ukiaacw
te ohnologioznyoh.
A 67
-------
osad
"Vf". »|H»»ty -. piaa- L. °?ad- -
miejefeie | «°w. p mfei
t
nc /
przelew / /
bomora wypicniania /
1°
pctha steal a
1
powletrz
r
]fnL
Vr
'
cU
pompa
n
^0
F
dmuchav
"u nadmierny
iowrorny
osad' -
cz
Jnoy i
11°
_j
oead- _»,
nltei —
osad
xnvnotrMj
O6Ł
nad
etacja.
pomp
— k
id.
mi
T pilotowa skala
o-
zi-ny
stawy
trzaj^e
fizytzo-che-
-*• miczne — *•
oczyszcz III"
III"
pilotowa skala
Rys.1. Schemat oczyszczalni sciekciw w Andrychowie
tee.
-------
•j
t 1!
pi « IH
1
H ^ IH
1
III
5.1*
3>
§
1?
1
1
H
H =
rl =
,
H
H-
T
' t
§>
v
s
31
'-H
|
3)
N
-------
dawba6mg/l NaOCl
bez wstqpncgo utleniania
1OO 2OO 3OO
dawka A12 ($0.4)3
4OO
500
600
T?y5.3. VVptyw dawfei feoagulanta. pH oraz wst^pnego title-
niania chlorcm na ueuwanie barwy w ^cicbach
oczyszczonych biologiczn i e..
-------
STUDIA BADAWCZO-ROZWOJOWE W ODNIBSIENIU DO SdEK6»
TEKSTY1NYCH, FROWADZOlffi PRZEZ AGENCJI OCHRONY SRODOWISKA
STANOW ZJBDNOCZONYCH
Thomas N. Sargent
Laboratorium Badawcze Srodowiska Przemysiowego
Agencji Ochrony Srodowieka St.Zj.AP.
Cincinnati, Ohio, USA
STRESZCZENIE
Program badawczo-rozwojowy Agencji Ochrony Srodowiska
dziaia w oparciu o przepiay prawne federalnej ustawy ochrony
w<5d przed zanieczyszczeniem z roku 1972 /PL 92-500/. Program
badan i rozwoju obejmuje zardwno dziaialnosc krajow^, jak i
zagraniczna.. EPA od 19&8 r. pokrywa w przyblizeniu ok. 3,4
mln 5f z funduazu badan i rozwoju. W programach badan i roz-
woju unzglednione s% elementy *sp61pracy z przemysiem.
THE EPA RESEARCH AND DEVELOPMENT STUDIES ON TEXTILE
WASTEWATER
ABSTRACT
The U.S. Environmental Protection Agency is active in
the development and demonstration of technology that is
capable of meeting the requirements and goala of PL-92-500.
The Research and Development Program includes domestic and
foreign activities dedicated to this principle. The EPA has
provided approximately ? 3.4 million in R D funds since
1968. General scope activities of the R D programs indus-
trial interface is presented.
Program badawczo-rozwojowy Agencji Ochrony Srodowiska
dziaia na podstawie przepis6w prawnych federalnej ustawy
ochrony w6d przed zanieczyszczeniem z roku 1972 /Federal
191
-------
Water Pollution Control Act Amendments - PL 92-500/. Przepi-
ay te okreslaja, trzy gi6wne ograniczenia odprowadzenia Łcie-
k<5w z wszystkich zakladow przemyslowych. Dotycz% one urze-
czywistnienia: a/ najlepszej obecnie praktycznie dostepnej
technologii oczyszczania aciek6w /BPCTCA/ do roku 1977,
b/ najlepszej, ekonomicznie osia^galnej technologii oczysz-
czania /BATEA/ do roku 1983, oraz c/ osiqgnigcia tzw. zero-
wego odpiywu zanieczyszczen jako narodowego celu do roku
1985. Wytyczne dotycza.ce jakosci Łcieko*w tekstylnych zo-
staly opublikowane w rejestrze federalnym /Federal Register/
dnia 5 czerwca 1974 r.
Celem mojego referatu jest przedstawienie dziaialnos'ci
badawczo-rozwojowej EPA, stanowiqcej pomoc dla przemyslu
w spelnianiu wymagan przepieow prawnych. Realizacja programu
badari i rozwoju rozpoczfla sif w roku budzetowym 1968.
W latach 1968-1975 Agencja Ochrony §rodowiska sfinansowaia
27 tematdw ukierunkowanych na rozw6j technologii oczyszcza-
nia w przemysle tekstylnym. Ogdlna wartosc prac wynosi
ok. 7(9 miliona dolar6w, z czego EPA pokrywa okolo 3,4 mi-
liona dolarow. Spo^rdd 27 tematow finansowanych przez EPA
9 realizuj^ azkoly wyzsze, 3 instytucje hand1owe, 14 wykonu-
je przemysi, 1 temat natomiast podjql 1MGW w Polsce. Podpi-
sane kontrakty obejmowaly swym zakresem zarowno studia pi^-
miennictwa oraz badania laboratoryjne i w skali piloto-
wej, jak i doswiadczenia w pelnej skali technicznej obiektow
•technologicznych, wybudowanych w zakiadach przemyslu teks-
tylnego. Doswiadczenia wykonywane w urz^dzeniach technolo-
gicznych o rdznej skali wielkosci objfly szereg procesdw
jednostkowych, pocza_wBzy od konwencjolanego oczyszczania
biologicznego, a na wysokoefektywnych fizyko-chemicznych
procesach technologicznych /np. hiperfiltracja/ skonczywszy.
Program badawczo-rozwojowy zakiadai w swej wstepnej fa-
zie opracowanie i wdrozenie nowych technologii lub dostoso-
wanie znanej jus technologii do nowych obszardw zastoso-
192.
-------
wania w oehronie Łrodowiska. Obecny program, realizowany od
uchwalenia ustawy PL 92-500 i opracowania norm sciektSw od-
prowadzanych do odbiornika, zmlerza w kierunku ustalenia
technologii odpowiadaj$cej kryteriom BATBA, a w szczegdlnos-
ci takiej technologii, let or a pozwala na uzyskanie ostatecz-
nego celu, ktorym jest zerowy odplyw zanieczyszczea. Gidwnym
zamierzeniem tych prac jest opracowaaie i wdrozenie takich
me tod gospodarowania woda. lub oczyszczania sciekdw, w ktd-
rych podstawowym zalozeniem jest recyrkulacja oraz odzysk
wody i substancji zawartych w tej wodzie.
Prague podac przykiad tematu, w ktorym poiozony byl
szczegdlny nacisk na recyrkulacje i odzysk wody ze sciekow
oraz odzysk zanieczyszczed w niej wystepuj^cych. W lipcu
1972 Agencja Ochrony Srodowiska przydzieliia fundusze na
badania zakladom La France Industries, ktdre sq udzieiem
Riegel Textile. Celem kontraktu bylo zastosowanie procesu
hiperfiltracji /odwrdconej osmozy/ do oczyszczania sciekdw
z farbiarni i wykadczalni tkanin. Badania objfly zastosows-
nie membrah, zar6wno konwencjonalnych /octan celulozy/, jak
i dynamlcznie formowanych.
Zar6wrio otrzyin^ny w procesie hiperfiltracji koncentrat,
jak i przesa.cz etanowi^cy czyst^ wode oceniano pod k^tem
reoyrkulac^l oi-ai potencjalnej mozliwosci ponownego wyko-
rzystania w p'tbcesach farbowania. Membrany osmotyczne pra-
cowaiy » ikali. pilotowej, natomiast oceng mozliwosci powtdr-
nego \*ykSfzystania stezonego koncentratu i przes^czu prze-
prowadSiBnb » maszynie do farbowania w pelnej skali technicz-
nej; Obecnie opracowuje si§ koncowe sprawozdanie z tych ba-
dan. Wstepna ocena zastosowanego systemu odzysku pozwala na
stwierdzenie, ze zastosowanie stezonego roztworu i przes^czu
do proces6w farbowania nie stwarza absolutnie zadnych pro-
blemdw technologicznych. Uzupelnienie badan w zakiadach La
France stanowi program badawczy realizowany obecnie w Krako-
193
-------
wie. Stanowi on czesc programu FL-480 i kieruje nim dr Jersy
Kurbiel.
Przyklad przedstawiony wyzej jest typowym tematem ba-
dawczym, zmierzaja,cym do rozwi^zania wep6lnych problem<5w SPA
i przemyslu w zakresie utrzymania czystosci naszyoh »6d.
Agencja nie poprzestaje jednakze na wykonaniu badan i wdro-
zeniu technologii na skal§ pilotow^. Po opracowaniu koneowe-
go sprawozdania EPA dziala w kierunku przekazania uzyskanych
informacji do uzytkownikdw. Specjalne biuro rozpowszechnia-
uia technologii dziala jako posrednik pomiedzy naukowcami
a uzytkownikami w zakresie programu badawczo-rozwojowego.
Podstawowymi ^rodkami kontaktu tego biura /Technology Trans-
fer/ z uzytkownikami s^ opracowywane zbiorcze sprawozdania
oraz organizowane seminaria.
Program badan i rozwoju wtqczany Jest rowniez do in-
nych dziedzin dzialalnosci EPA. Specjali^ci programu badaw-
cso-rozwojowego s^ zatrudnieni jako doradcy techniczni przy
pracach nad ustaleniem wskaznikow jakosci odprowadzanych
sciekow.
W podsumowaniu nalezy etwierdzic, ze realizatorzy pro-
gramu badan i rozwoju Agencji Ochrony Srodowiska sq zywot-
nie zainteresowani przyjacielsk^ wsp6ipracq z przemyslem
krajowym i zagranicznym w celu opracowania skutecznych metod
ochrony przed zanieczyszczeniami oraz gospodarowania woda..
194-
-------
BADANIA BIODSGRADACJI I TOKSYCZMOS'CI SUBSTANCJI
ORGANICZNYCH, WYSTE^UJAJDYCH W SCIEKACH PRZEJIYS2X)WYCH
Jan R. Dojlido
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej
Warszawa, Polska
STRESZCZENIE
Staly rozwdj produkcji przemyslowej oraz produkowanie
oia.gle nowych substancji powoduje, ze do srodowiska wodnego
odprowadzane sa, nowe substanoje organiozne, oz§sto trudno
rozkladalne i szkodliwe dla organizmow wodnych. Substanog'e
te mog^ bye takze szkodliwe dla ludzi w przypadku pobierania
zanieozyszozonej wody do cel6w pitnych. Znajomosc toksycz-
nosoi i zdolnosoi do biodegradaoji substanog'i organioznyoh
pozwala na stosowanie odpowiednioh teohnologii oczyszczania.
Referat omawia rdane metody okreslania biodegradacji
zwia.zk6w organicznych. Dlugotrwaie studium BZT uznano za do-
br% rnetodg ooeny szybkosci zuzycia tlenu i okreslenia tok-
sycznosci. Omowiono szereg grup zwi^zkdw organicznych i ich.
wplyw na biologiozne oczyszczanie sciekdw.
Przedstawiono wst§pne wyniki badan biodegradacji, wyst§-
puj^oyoh w sciekaoh substanoji organicznyob. z produkoji
sztuoznej sk6ry "Poloorfam". Stwierdzono, ze metyloetyloke-
ton jest substanoja. latwo rozkladaln^ i nietoksyczna. w stf-
zeniu do 800 mg/1.
TESTING OF BIODEGRADABILITY AND TOXICITY OF ORGANIC
COMPOUNDS IN INDUSTRIAL WASTE WATERS
ABSTRACT
The development of industry in the world and the growing
production of new substances have resulted in the discharge
of many organic compounds into surface waters. Some of them
are biochemically resistant and may be harmful to people
using water produced from contaminated surface waters.
A knowledge of the toxioity and biodegradability of the new
organic compounds will enable the proper treatment techno-
logy to be applied.
-------
The paper discusses various methods for determining the
biodegradability of organic compounds. The long term BOD
test method is a good method for determining oxygen uptake
rates and toxicity to microorganisms. Several classes of
organics are discussed as to their effect on the biological
treatment of wastewaters.
Preliminary results are given from studies on compounds
present in wastewater from a plant producing artificial
leather, "Poloorfam". MethylethyIke tone was found to be
easily degraded and not toxic to microorganisms up to 800
mg/1.
Staly rozw<5j produkcji przemyslowej oraz produkowanie
ciqgle nowych substanoji powoduje, ze do srodowiska wodnego
odprowadzane sa, substancje organiczne cze.sto trudno rozkia-
dalne, trudno usuwalne w oczyszczalniaoh scieko'w i szkodliwe
dla organizm6w wodnych, a takze posrednio, za posrednictwem
wody do picia, niebezpieozne dla czlowieka. Substanoje te
bardzo czgsto maja. dzialanie toksyozno-chroniozne i wystfpu-
j^ w maiych stgzeniach, nie wykrywanyoh przy normalnych ana-
lizach wody. Konieczne jest wi§c poznanie wlasoiwosci tych
substancji, okre^lenie ich zaohowania i szkodliwosci w sro-
dowisku wodnym. Hiezbfdne przy tym jest dysponowanie metoda-
mi oznaozania tyoh substancji. Po poznaniu wlasnosoi owyoh
substancji moana sformulowatS zalecenia co do konieoznosoi
ioh usuwania w stacji oczyszozania sciekow i okreslid warun-
ki optymalnego oczyszczania lub w przypadkaoh szczegdlnie
drastycznych zaniechania odprowadzania tych substancji do
odbiornikdw.
Celem prac prowadzonych w tym kierunku jest:
- opraoowanie prostej metody okreslenia biodegradacji sub-
stancji organicznyoh,
A 96
-------
- okres'lenie stopnia biodegradaoji szeregu substancji orga-
nioznyob o szozegdlnie duzym zagrozeniu dla srodowiska,
- opraoowanie szybkiej metody okreslania toksycznoSci sub-
stanoji organioznycb,
- okres'lenie stopnia toksyoznogoi szeregu subetanoji orga-
nicznyob i ustalenie dopuszczalnego stgzenia tycb substan-
oji w grodowisku wodnym,
- opracowanie metod oznaozania wybranyob substanoji orga-
nioznyob.
1. UETODY OKEE^LAHIA BIODBGRADACJI
Istnieje wiele r<5znyob metod oznaozania podatnosoi sub-
stanoji organioznycb na rozklad bioobemiozny. Oto najczfs-
oiej stosowane:
- Oznaozanie przebiegu BZT metod% rozcienczen /metoda butel-
kowa/. Sposob rzadko etosowany ze wzglgdu na pracocblon-
nos<5 oraz mal^ przydatnosd wynikdw.
- Metoda manometryozna Sierpa. Zuzyoie tlenu przez soieki
okre^la si§ przez pomiar zmiany obj^tosoi powietrza znaj-
dujqoego sig w zamkniftym naczyniu nad pr6bkq soiekow.
- Metoda manometryozna Warbarga. Zuzyoie tlenu przez anajdu-
j^o^ sig w zamknietej kolbie prdbke sciekow mierzy sig za
pornocq manometryoznego pomiaru zmian cisnienia.
- Test statyozny, opisany przez R. Buncha /1/. Badan^ sub-
stanojg organiozn% z dodatkiem standardowej pozywki i ma-
terialu zaszozepiajqoego przeobowuje sig w kolbie otwartej
w warunkaob standardowyob, obserwujqc zanikanie substanoji
badanej.
- Metoda elektrometryozna. Pomiar zuzyoia tlenu w zamknigtej
kolbie, w kt6rej znajduje sig prdbka badana, oi^gle mie-
197
-------
szana, wykonuje sig za pomoo^ sondy tlenowej.Jeden z przy-
rza,dow oparty na tej zasadzie nosi nazw§ ATA - Aerobic
Treatability Apparatus /2/. Wynik badania za pomoca. takie-
go aparatu przedstawiono przykladowo na rysunku 1.
- isfetoda z zastosowaniem aparatu "Sapromat". Nad prdbka. ba-
dana,, znajdujqc^ sig w zamknigtym naczyniu, utrzymuje sig
stale st§zenie tlenu, wytwarzanego elektrolitycznie w za-
leznosci od prfdkosci zuzycia tlenu na biochemiozny roz-
klad substancji organioznych. Pomiar zuzyoia tlenu, okres-
lony na podstawie pracy generatora tlenu jest rejestrowany
na tasmie w odst§pach godzinowyoh. Typowy przyklad hamuj^-
cego wplywu badanej substanoji na BZT przedstawia rysu-
nek 2 /3/.
- Model osadu czynnego. W pismienniotwie spotyka sif wiele
roznych typow takich modeli. Jeden z nich zostal opisany
w dalszej ozfsci niniejszej pracy /rys. 3/.
- Fizyczne modele rzeki. Najprostszym urza.dzeniem jest akwa-
rium, w ktorym woda odbiornika z dodatkiem badanej sub-
stancji jest mieszana z prgdkosciq zblizon^ do wystgpuj^-
cej w odbiorniku. Stosowane s^ rowniez koryta, ktdre do-
kladniej symuluj^ warunki naturalne.
Badaj^c biodegradacje substanoji w wyzej omowionyoh sy-
stemach stosuje sig r6zne metody analityczne, z kt6rycb. do
najpopularniejszyoh nalezq: BZT, ChZT i OWO. Najlepsz^ jed-
nak metody jest oznaczanie zmian substancji badanej w proce-
sie bioohemicznego rozkladu. Dodatkowo w prooesie biodegra-
dacji celowe jest oznaozanie pH, zwiqzk6w azotowych oraz
w przypadku modelu osadu ozynnego takze charakterystyk tego
osadu.
196
-------
2. SUBSTAWCJE ORGANICZHE, WPLYWAJA.CE NA BIOLOGICZNY
PROCES OCZYSZCZANIA
Wgglowodory. 83 one trudno rozpuszozalne
w wodzie, dzigki czemu mog3 bye latwo od niej oddzielone.
Wyste.puja. jednak czfsto w postaoi zemulgowane j , co utrudtiia
oddzielenie i oczyszczanie. Ulegaj^ one powoLaej biodegrada-
cji. Badania wykazaly, ze podatnosc na rozklad biochemiozny
zmniejsza sig ze wzrostem cigzaru czqsteozkowego i dlugosci
iancucha oraz jest tym mniejsza, im lariouch jest bardziej
rozgaigziony. Toksyczny wplyw w§glowodor6w zarowno alifa-
tycznych, jak i aromatyoznyoh na osad czynny wyst§puje do-
piero przy wysokioh st^zeniaob., powyzej 500 mg/1. Weglowodo-
ry nie wywieraj^ silnego toksyoznego dzialania, wplywej^
jednak szkodliwie na prace biologioznych oczyszczalni ioip -
k6w.
Alkohole. Ulegaj^ ona na og<5i latwo bioohe-
micznemu rozkladowi. Podatnosd na rozklad spada ze wzrostem
diugosci laricuoha. Przyjmuje sig, ze w odniesieniu do wi§k-
szo^oi alkoholi st^zenia w sciekach doprowadzonyoh do oczy-
azczalni nie powinny przekraozad 500 mg/1 /4/. S^ jednak
niekt6re alkohole o zlozonej budowie /np. wieloety'sjowo
glikole, pentaerytryt, kaysit i inne/, ktdre rozklada;;a sig
bardzo powoli.
Aldehydy i ketony. Aldehydy ulegajs
szybkiemu biochemioznemu rozkladowi, gdy stgzenia nie pr?.e-
kraozaj^ 300 mg/1. Znaoznie trudniej rozkladaj^ sig ketony.
W wigkszych st§zeniaoh aldehydy i ketony maja. dzialanie tok-
syozne.
Kwasy karboksylowe i ioh so-
1 e. Ulegajq one stosunkowo latwo biochemicznemu rozklado-
wi i nie stanowi^ groŁby dla biologioznej oczyszczalni soie-
k6w.
-------
Z w i 3 z k i fenolowe. Szereg fenoli ulega
latwo biodegradaoji. W Polsce /5/ jest kilka oczyszczalni,
usuwaja.cych fenole metodami biologicznymi z dobrymi wynikami
przy stfzeniaoh rz§du 1000-2000 mg/1. Do trudniej rozkladal-
nyoh nalezy na przyklad hydroohinon, ktory przy ste.zeuiaeh
500 mg/1 wywiera wplyw toksyczny.
Chlorowoopochodne. Wyniki badari roz-
kiadalnoioi tyoh substanoji sa. rozbiezne, jednak wigkszosd
wskazuje na ioh trudn^ bioohemiozn^ rozkladalnosc. Stwier-
dzono, ze w odniesieniu do ohlorowoowodor6w alifatyoznych
podatuosc na rozklad wzrasta ze wzrostem dixigosoi lanouoha
w^glowego. MCPB /m-ohlorofenokeymaslowy kwas/ i 2,4-D /2,4
dwuohlorofenoksyootowy kwas/ s§ prawie oalkowicie odporne na
rozklad i ponadto wywierajq szkodliwy wplyw na praog oozy-
szozalni /6/.
Ogdlnie mozna stwierdzi<5, ze wprowadzenie ohlorowoa do
oz^steozki organioznej znaoznie zmniejsza jego podatnosd na
biodegradacjg /4/. Takie zwi^zki latwo rozkladalne, jak na
przyklad fenole, anilina czy kwasy organiczne, po wprowadze-
niu chlorowca rozkiadaj^ si§ znacznie wolniej, a po wprowa-
dzeniu dwu lub wie.oej chlorowo6w praktyoznie nie ulegaja,
biochemioznemu utlenieniu. Foza tym znaozna ozgsd weglowodo-
r6w chlorowcowyoh trudno rozpuszcza si§ w wodzie i wystgpuje
zwykle w postaoi emulaji.
A m i n y. Aminy zar6wno alifatyozne jak i aromatyozne
ulegaja. na og6l rozkladowi, wielu badaczy uwaza jednak, ze
grupa aminowa utrudnia rozklad bioohemiczny. Na przyklad
anilina ulega latwo rozkladowi, leoz juz aminofenole oraz
aminoaniliny znacznie wolniej.
N i t r y 1 e. UlegajQ one latwo biodegradacji. Ioh
rozklad przebiega przez hydroliz§ do odpowiednioh kwaaow.
Nitrozwi^zki. Wprowadzenie grup nitrowych
do latwo rozkladaj^oyoh sie. grup aromatycznych, takich jak
200
-------
fenole, aminy, aldehydy ozy kwasy, w wie.kszosoi przypadk6w
gwaltownie zmniejsza iob. podatnosc na rozklad. Nitrozwi%zki
wywieraj^ rdwniez toksyozny wplyw na organizmy biora^oe
udaial w biologicznym oozyszozaniu. Ostatnie badania wykaza-
ly mozliwosd uzyskania rozkladu nitrozwi^zkdw za pomooa, wy-
selekojonowanyoh kultur Azotobaoter.
Zwiqzki zawieraj^oe siarkf.
Z tej grupy zwi^zk6w najpopularniejsze sq detergeuty. Im tez
zostalo poswifconyoh najwifoej badari nad biodegradaojq. Naj-
szyboiej ulegaja, rozkladowl siarczany alkilowe. Latwo utle-
niaj^. si§ takze alkilosulfoniany, sulfonowane amidy i estry
alkilowe. W przypadku alkilobenzenosulfoQian6w szybkosd roz-
kiadu zalezy od struktury laricucha alkilowego. Rozgalgzienie
laricucha utrudnia i zwalnia rozkiad.
I n n e zwi^zki organiozne. Foza
wyzej omowionymi zwi^zkami organiozuymi w soiekach mog% wy-
stfpowad takze wgglowodory, bialka, polimery, barwniki, an-
tybiotyki, detergenty niejonowe i inne. Tylko ozg^d tyoh
zwi^zk6w wyst§puj%cych w soiekaoh zostala przebadana.Stwier-
dzono ogolnie, ze podatnosd na rozkiad zalezy od rodzaju wy-
stgpuj^cyob grup funkoyjnych, od wielkosci cz^steozki oraz
od dlugosci i stopnia rozgalgzienia lanoucha. Brak informa-
oji o toksyczno^oi i podatnosoi na biodegradacje w odniesie-
niu do wielu zwi^zkdw organicznych.
Substanoje organiozne najozgsoiej wystgpuj^oe w soiekaoh
przemyslowyoh w Polsoe
1. W§glowodory: ropa naftowa, oleje mineralne,
nafta, benzyna, benzen, toluen i ksylen.
2. Alkohole: metanol, etanol, butanol, oktanol,
glikol etylenowy, glioerol i oyklobeksanol.
2oi
-------
3. Aldeaydy i k e t o n y : formaldehyd, acet-
aldehyd, akroleina, aoeton, metyloetyloketon i oyklobek-
sanon.
4. K w a s y karboksylowe i estry: kwas
mr6wkowy, kwas ootowy, kwas propionowy, kwas palmitynowy,
kwas stearynowy, kwas benzoesowy, kwas salioylowy, kwas
ftalowy, kwas tereftalowy, kwas akrylowy, kwas szczawio-
wy, ootan metylu, ootan etylu, ftalan butylu, tereftalan
dwumetylu i metakrylan metylu.
5. F e n o 1 e: fenol, krezole, ksylenole, hydrooblnon,
pirokatechina, alfa naftol i beta naftol.
6. Chlorowcopoohodne: chloroform, oztero-
ohlorek wggla, dwuchloroetan, tr6jobloroetylen, cztero-
chloroetylen, etylenowa ohlorohydryna, epichlorohydryna,
kwas chlorooctowy i chlorobenzen.
7. Z w i a. z k i zawieraja.ce azot: dwu-
metyloamina, dwuetanoloamina, tr<5jetanoloamina, heksame-
tylenotetramina, kaprolaktam, dwumetyloformamid, nitryl
kwasu ootowego, nitryl kwasu akrylowego, nitrobenzen,
dwuuitrobenzen, dwunitrotoluen, trdjnitrotoluen, aniline,
toluidyna, etyloanilina, dwuetyloanilina, oykloheksylo-
amina, morfolina, pirydyna, melamina, dwunitroohloroben-
zen, uitrofenole, dwunitrofenole i kwas pikrynowy.
8. Zwi^zki zawieraj^oe s i a r k §: tio-
mocznik, merkaptobenzotiazol, kwas benzeuosulfonowy, dwu-
siarozek w§gla i alkilobenzenosulfoniany.
9. I n n e z w i a. z k i organ iozne: kwas ni-
trylo-tr6jootowy, metylooeluloza, dioksan, glikol dwuety-
lenowy, glikol tr6jetylenowy, trioksan orae substancje
powierzchniowo czynne niejonowe.
Z02.
-------
3. OPIS BADArf
W zakresie tematu wykonywanego przez lustytut Meteorolo-
gii i Gospodarki Wodnej na zleoenie Amerykanskiej Agenoji
Ochrony 5»rodowiska badane sa, substanoje organiozne o naj-
wie.kszym zagrozeniu dla srodowiska wodnego, ten. silnie tok-
syozne, trudno rozkladalne i znajduja.oe sie. w duzyoh ilos-
ciach w soiekaoh przemyslowyoh.
Jako pierwsz% grup§ substancji wzigto do badania sub-
stanoje powstaja.ce przy produkoji sztuoznej sk6ry "Poloor-
fam". Produkcja ta zostala niedawno uruchomiona w Folsoe na
podstawie lioencyjnej teohnologii amerykanskiej finny Du
Pont. W wytwarzanych przy tym soiekaoh wystgpuj% nestgpuj^ce
substanoje stwarzaja.ee duze trudnosci w ich usuwaniu w oozy-
szozalni soiekdw: metyloetyloketon /MEK/, dwumetyloamina
/DMA/ i dwumetyformamid /DMF/.
Metyloetyloke ton /butanon 2/ o wzorze
CHoCOCpHe jest oieoza,, rozpuszczaln^ w wodzie o wlaanosciaoh
zblizonyoh do aoetonu. Wystepuje on w wielu galgziach prze-
myslu ohemioznego, glownie jako rozpuszozalnik. Dla odzysku
MEK ze sciek6w stosuje sig destylaojg azeotropow^. Odzysk
ten nie jest jednak pelny i st^zenie MEK w soiekaoh cz§sto
przewy&sza 100 mg/1.
Dwume tyloamina jest w warunkach normal-
nych gazem o temperaturze skraplania przy 760 mm Eg rownej
+7°C. DMA rozpuszoza si§ latwo w wodzie. Jest to homo-
log amoniaku i ma szereg zblizonyoh do niego wlasnosoi. Two-
rzy kompleks z Ag i Cu, podobnie jak amoniak. W srodowisku
slabokwasnym DMA daje z azotynem nitrozodwumetyloamin^,kt6ra
jest podejrzewana o dziaianie rakotw6roze.
Dwuetyloformamid o wzorze /CH,/2 NCHO
jest w warunkach normalnyoh oieoz^ o temperaturze wrzenia
okolo 150°C, miesza si§ w kazdym stosunku z wod^, wyste.puje
203,
-------
•
w wielu galgziaob. przemyslu chemioznego, gl<5wnie jako roz-
puszczalnik. W srodowisku wodnym w odpowiednioh warunkacb.
latwo hydrolizuje na kwas mr6wkowy i dwume tyloamine.. W scie-
kaoh z Wytw<5rni "Poloorfam" po oczyszczalni oddziaiowej jego
zawartosc" wynosi przecigtnie 150 mg/1.
Dalsze substanoje do badari zostanq wybrane z listy
przedstawionej w p. 3.
Metody badan
Badania biodegradaoji w temaoie prowadzone sq w nastgpu-
j^oych warunkach:
a/ studixim dlugotrwale krzywej BZT,
b/ studium szybkosoi rozkladu substancji organicznej w apa-
racie "Sapromat",
c/ badania szybkosoi rozkladu w wodzie rzecznej,
d/ badania stopnia usuwania badanej substancji organioznej
w modelowym urz^dzeniu osadu ozynnego.
Ad a/. Badania sa. prowadzone przy uiyoiu aparatu typu
"Sapromat". Badana pr<5bka jest utrzymywana w warunkach pei-
nego nasyoenia tlenem i intensywnie mieszana. Zuzyoie tlenu
przez pr6bkf jest rejestrowane w odstfpaoh godzinowyoh. Tes-
ty prowadzono w aparacie "Sapromat", w kt6rym umieszczono
pr6bg kontroln^ oraz szereg pr<5bek o wzrastaj^cym stgzeniu
badanej substancji organioznej. Testy prowadzi si§ przez
okres kilkudziesigciu dni do uzyskania BZT zblizonego do
oalkowitego.
Ad b/. Badania prowadzi sie. w aparacie "Sapromat" w spo-
sob podobny jak w punkcie a, z t^ rdznica., ze do wszystkich
kolb aparatu dodaje takie samo stfzenie badanej substancji
organicznej. W okres'lonych odstfpach ozasu pobiera sig ko-
lejnq kolbf, oznaozaj^c w niej poza zuzyciem tlenu takze za-
wartosc substancji badanej i zwi^zki azotowe.
2t>4-
-------
Ad c/. Badania prowadzono w akwariach o pojemnosoi 20 1,
zaopatrzonych w mieszadla. W akwariach umieszczono wode. od-
biornika badanych sciekdw i dodawano badanej substancji or-
ganicznej o odpowiednim stgzeniu. Badania majsj na celu symu-
lowanie warunkow panuja.oych w odbiorniku i obserwowanie
szybkosoi zaniku substanoji organicznyoh. Test ma ograniczo-
nq przydatnosd w przypadku, gdy badana substanoja organiczna
jest lotna.
Ad d/. Modelowe laboratoryjne urz^dzenie osadu czynnego
sluzy do badania rozkladalnosci substancji w warunkaoh zbli-
zonyoh do wyste.puja.cyoh w oczyszozalni soiekow. R<5wnoczesnie
praouj^ minimvun dwa zestawy, z kt6rych jeden sluiy jako po-
rdwnawczy, oozyszczaj^o soieki standardowe. Do drugiego ze-
etawu dozuje si§ ^cieki standardowe z dodatkiem badanej sub-
stancji o okreslonym st§zeniu. Kontrolg efektu dzialania
osadu czynnego i wplywu badanej substanoji przeprowadza si§
przez okresowe oznaozanie ChZT, stopnia nitryfikaoji, indek-
su osadu czynnego, mikroskopow^ analiz§ osadu czynnego oraz
stfzenia badanej substancji.
Badania toksycznosoi
Toksycznosc badanych substancji organicznych b§dzie
okreslana metod^ testdw ostrych w eksperymentach statycznych
i dynamicznych z zastosowaniem nastfpuj^oych organizmdw tes-
towych: Daphnia magna, Asselus aquaticus, Lumbrioulus varie-
gatus i Lebistes reticulatus.
Testy statyozne polegaly na obserwacji
zaohowania si§ i reakcji organizmow umieszczonyoh w roztwo-
rach badanyoh substancji w naozyniaoh o pojemnosci 250 m
przez okres 96 godzin. W tego rodzaju testaoh badana sub-
stanoja ulega rozkladowi w ozasie, a ponadto w roztworze po-
zostaj^ produkty przemiany substancji badanej.
205
-------
Testy dynamiczne prowadzono z zastoso-
waniem samoczynnego urza,dzenia dozuja.cego - rozoieriozaj^ce-
go, w ktorym substancja badana po odpowiednim rozoiericzeniu
w spos6b oia.gly przeplywala przez naozynia, w ktdryoh znaj-
dowaiy si§ organiamy testowe /?/. W tego rodzaju systemie
zaohowuje sie. stalosd stgzenia substanoji badanej i jedno-
czesnie w sposdb oi^gly usuwa sig metabolity rozkladu. Apa-
rat taki, opisany w /?/, ma otwarte powierzohnie naozyn tes-
towyoh i z tego povrodu nie nadaje sif do badania substancji
lotnyoh. Dla tego rodzaju substanoji skonstruowano aparat
opisany ponizej.
Ze wzglgdu na to, ze wiele substancji wybranych do bada-
nia charakteryzuje sig duz^ lotnosci^, co stanowi zagrozenie
dla personelu obsluguj^oego eksperyment i znieksztalca wynik
badan ze wzglfdu na niekontrolowane straty substancji -
skonstruowano speojalny aparat do bedania toksycznosci sub-
stanoji lotnyoh /rys. 4/. Naczynie testowe o objgto^oi 1 1
z organizmami jest przeohowywane w termostacie. Przeplyw
cieczy mie^oi si§ w zakresie 50-100 ml/min, co zapewnia kil-
kakrotn^ wymiang wody w naozyniu testowym w oiqgu godziny.
Za.dane st§zenie substancji toksyoznej uzyskuje si§ przez od-
powiedniq regulacj§ pompy. JXa podstawie uzyskanych wynikow
badan obliczone zostana. L C^Q me to da, grafiozn% lub probi-
towq HI.
Analizy chemiozne
W odniesieniu do wszystkich badanyoh substanoji orga-
nicznych nalezy dysponowad odpowiednimi metodami analitycz-
nymi, pozwalaj^oymi na oznaozanie zawartosoi tyoh substanoji
w zakresie st^zen wystgpuj^cyoh w surowyoh sciekaoh przemy-
slowyoh, w sciekaoh oozyszozonyoh, w wodach rzecznyoh oraz
w stfzeniach uznanycb. za dopuszozalne w wodaoh powierzchnio-
ZO6
-------
wyoh. Wydaje sie., ze najlepsza, z doste.pnyoh metod oznaczania
sciek6w organicznych jest metoda chromatografii gazowej.
Metoda oznaozania M E K . Oznaczenia
zawartosci MEK w roztworach wykonuje sie. metoda, chromatogra-
fii gazowej. Stosowano aparat "Pye-Unioam Model 104", a ko-
lumny z wypelnieniem "Poropak Q" z glikolem polietylenowym
1000 jako faza staojonarna. Oznaozenie wykonywano przy de-
tektorze plomieniowo-jonizacyjnym z zastosowaniem azotu jako
gazu nosnego. Stosuje sif dwie metody wstrzykiwania bezpo-
srednich roztwor6w wodnych i ekstraktu MEK przy uzyciu to-
luenu jako rozpuszczalnika i siarczanu sodowego jako czynni-
ka wysalajqcego. Metoda ekstrakoyjna pozwala na wykrywaaie
MEK w stfzeniaoh powyzej 0,1 mg/1.
4. WYWIKI BADArf
Wyniki b a d a n biodegradacji
Badania wykonano dla MEK w r (5 any oh warunkaoh.
a/ Dlugotrwaie studium krzywej BZT w aparaole "Sapromat".
Badania prowadzono przez 17 dni dla st§zeri MEK od 0 do
800 mg/1. KaŁda kolba pomiarowa zawierala ponadto 200 mg/1
ekstraktu drozdzy oraz 150 cm /I ^ciekow komunalnyoh, latwo
rozkladalnych. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie krzy-
wyoh na rysunkaoh. Z krzywyoh tyoh wynika, ze po pooz^tkowym
braku zuzyoia tlenu, krzywa ta na pewnym odcinku jest wkl§s-
la, naste.pnie przeohodzi przez punkt przegi^oia i dalej
uklada si§ wedlug ksztaltu zblizonego do krzywej reakcji mo-
no molekularnej. W dalszych ozfsoiach obserwuje sig fale naj-
prawdopodobniej wskazuja,ce na wyst^pienie nitryfikacji /rys.
5/. Mozna zalozyc, ze w pierwszym okresie prooes biocbemicz-
nego rozkladu i pr§dkosd zuzyoia tlenu ma oharakter wyklad-
niozy. Zaleanosc tg mozna zapisad w formie:
207
-------
log dy/dt = c + b . t
gdzie: c - stala
b - wsp6iczynnik wzrostu d~
Z wykres<5w sporza.dzonych w ukladzie log dy/dt w stosunku t
mozna odczytac:
- ozas trwania pierwszej fazy, w ktorej proces jest zahamo-
wany /tQ/,
- czas zakoriczenia fazy wykladniozej /t.,/,
- wsp6lozynnik wzrostu w fazie wykladniczej /b/.
Wyniki podano w tablioy 1.
Tablioa 1
^"-\^^ MEK mg/1
^"---^^
parame tr ^^^-^^
t0 godz.
t-j godz.
b d-1
0
14
20
-
100
14
44
0,38
200
H
47
0,46
400
H
49
0,40
800
H
43
0,46
Zalozono, ze dalszy przebieg procesu zachodzi wedlug rdwna-
nia reakcji monomolekularnej:
-kt
y =
- 10-/
Parame try tego rownania obliozono metod^ najmnie jszych
kwadratdw, przyjmuja.0, ze proces rozpoozyna si§ w czasie t.,.
Jako okres trwania procesu fazy wgglowej przyjfto ozas wy-
stqpienia pierwszej fali na wykresaoh, tj. do momentu wysta.-
pienia nitryfikacji.
Do obliczonej wartosci <*C dodano wartosd BZT w ozasie
t^ Z wykres6w odozytano takze zuzycie tlenu na I faze, ni-
-------
tryfikacji AZTj i II fazg nitryfikacji AZTjj oraz por<5wnano
to z wyliozonym zuzyoiem, wyohodza.c ze znajomosoi zawartosoi
azotu w pr<5bkach gciekdw. Uzyskemo duza, zgodnosd. W wyzszych
stfzeniach 1ŁEK, powyzej 400 mg/1, prooesu nitryfikaoji nie
udalo 8ig uohwycid ze wzglfdu na stoeunkowo male zuzycie
tlenu na nitryfikaojf w atosxinku do ziizyoia tlenu na bioohe-
miczny rozklad zwia,zk6w Wfglowyoh. Uzyskane wyniki przedsta-
wiono w tablioy 2.
Tablica 2
Podano prdbke eks-
traktu drozdzy
z dodatkiem 1BEK
0
50
100
200
400
600
Lc
mg/1
95
194
300
495
949
1895xx
AZT
mg/1
82
90
100
112
nx
n
k1
d-1
0,47
0,49
0,51
0,37
0,17
0,09
*n
d
3,5
4,5
4,5
5,5
15,0
n
t - ozas wystqpienia nitryfikaoji
nx - nieokre^lone
xx - la,oznie z nitryfikaojq
Z powyzszyoh wynik6w obliozono BZT 1 g MEK, odejmuj^c od
wartosoi BZT oaikowitego BZT pr6by kontrolnej. ^rednia war-
to66 BZT oalkowitego 1 g MEK wynioala 2,1 g 02 przy wartosoi
teoretyoznej 2,44 g O.
-------
b/ Badanie szybkos'ci rozkZadu MEK w aparaoie "Sapromat"
\Vykonano dwie serie oznaozen, przy ozym do zaszozepienia
roztworu drugiej serii uzyto koricowego roztworu I serii.
W odniesieniu do serii I widoozny jest dlugi okres adapta-
oji. Zawartosc MEK w oia,gu dwu pierwszyob dni nie wykazuje
wyraz"nego spadku, a BZT w tym okresie jest wywolane utle-
nianiem ekstraktu drozdzy. W serii II rozklad MEK zaozyna
sig znacznie szybciej, a czas oalkowitego utlenienia skraca
sig dwukrotnia /z 5 dob do 2,5 doby/.
o/ Badania biodegradaoji metodq statyczn^
Test przeprowadzono w naozyniaoh zamknigtych hydraulioz-
nie dla uniknifcia strat MEK przez parowanie, poeostawiaj^o
jednak przestrzen nad oieozq dla umozliwienia reaeracji.
Analizowano w kolejnych prdbkach zawartosd MEK oraz ChZT oo
12 godzin. Po zakojSczeniu serii rozpoczfto drugs,, uzywaja.c
do zaszczepienia roztworu z pierwszej serii. Wyniki, przed-
stawiaj^ce spadek MEK w ozasie dla obu serii, przedstawiono
na rysunku 12. Z rysunku widoozne jest zaadaptowanie mikro-
organizmow w II serii do rozkladu MEK.
d/ Badanie sgybkosci zaniku MEK w wodzie rzeoznej
Badania przeprowadzono w akwariaoh zaopatrzonych w mie-
szadla, o pojemnosoi 20 1. Do wody wielanej dodawano MEK
o odpowiednim stgzeniu i obserwowano jego zanik w ozasie
/rys. 13/. Po kilkugodzinnym okresie adaptaoji MEK ulegal
szybkiemu rozkladowi, do pelnego zaniku po uplywie 2,5 doby.
Fo powtdrnym dodaniu poroji MEK biodegradaoja odbywala sig
bez op6znieii i nastgpowala znacznie szyboiej, oo swiadozy
o adaptacji mikroorganizmdw. Poniewa^ poza biodegradaoja za-
ohcdzil rowniez proces ulatniania sig MEK z otwartej po-
wierzchni naczynia, przeprowadzono badania z dodatkiem bio-
cydu HgCl2 w stgzeniu 50 mg/1.
210
-------
(0
o
o
-p
I
s
§
4* (0
S-P
CO
CO
•p
PL
•N
CO
ta
fi
ja
CTl
CM
t—
fi
ft
00
ft
CM
X)
0
in
/ *
/ MB
O CO C- •<*•<* CM
CM t- t- T- t- <-
O o\ t- co \r\ cvj
CM »- t- r- T- r-
O cr> f- co trv cvj
CM «- t- t- T- i-
O CTV c— oo ir\ cvj
CM T- T- t- t- r-
O O CT» CO IT> CM
CM CVJ »- t- T- r-
O O O 0 O O
CVJ CV1 CM CM CVJ CM
O O O O O O
CM CM CM CM CM CM
000000
CM CM CVJ CM CVJ CM
§
o cr> CM «* irv o
fl T- CM (A -* ^
o
f\ O
r^ O
1*1 O
r^\ O
r"\ O
(*\ O
O O
CM
0 0
CVJ CM
o co
r~ o
21!
-------
Wyniki badan toksyoznosoi
Dla MEK wykonano badania toksyoznosoi ostrej metoda. sta-
tyczna., stosuja.o jako organizmy testowe ryby Labiates reti-
culatus /tabl. 3/.
Stwierdzono stosunkowo duza, toleranojf ryb w stosunku do
MEK. Na podstawie wstgpnych test<5w stwierdzono, ze LCcQ 24 h
dla MEK wynosi okolo 6 g/1. Stwierdzono jednoozesnie, ze
toksyoane dzialanie ulega oslabieniu w miar§ uplywu ozasu
eksponowania w otwartych naczyniaob. testowycb, co mozna
przypisad rozkladowi substancji i jego lotnosoi^ z otwartej
powierzohni. Z tego tez wzglfdu do dalszych badan z substan-
ojami tego typu skonstruowano specjalny aparat do okre^lania
toksyoznosci substanoji lotnych i ulegaj^cyoh. szybkiemu roz-
kladowi /rys. 4/.
5. WNIOSKI
Brak jednolitej, powszeohnie przyj§tej i stosunkowo pro-
stej metody okreslania stopnia biodegradacji zwi^zkdw orga-
nioznych.
Istniej^oe informaoje o biodegradacji zwi^zkow organicz-
nyoh sq niejednorodne, trudne do uog6lnienia i ozgsto trudne
do wykorzystania w zastosowaniu do konkretnych sytxiaoji.
Brak informacji o wyst§powaniu wielu zwi^zk<5w organioz-
nych w wodacb powierzcbniowych i o ioh szkodliwym wplywie na
biocenozy w6d.
Me toda badania kinetyki biodegradacji przez dlugookreso-
we studium krzywej BZT wykazuje przydatnosd do wste.pnego
okreslenia parametrdw kinetyki prooesu, zuzycia tlenu na
rozklad oraz toksycznosoi w stosunku do mikroorganizm6w.
212.
-------
IffiK jest substancja, latwo ulegaj^o^ biodegradaoji i w
ste.zeniach do 800 mg/1 nie wykazuje szkodliwego dzialania na
biooenozg. Szybkosc* bioohemioznego rozkladu k1 w warunkach
optymalnyoh, pray odpowiednioh ste.zeniaoh poaywek wynosi 0,5
d~1.
Szybkosc* bioohemioznego roekladu MEŁ znaoznie wzrasta po
okresie adaptaoji organ!zm<5w.
BIBHOGRAFIA
Bunch R.L.: A Biodegrability Test for Organic Compounds.
J.Wat. Poll. Contr. Feder t. 39, 1967 nr 2
Genetelli E.J.: Proceedings of the 26th Industrial Waste
Conference, May 4, 5, 6 1971. Purdue University La fayet-
te, Indiana, p. 299
Jayme G., Fohl E.: Vergleioh neuer und alter Uethode zur
Bestimmung des biochemisohen Sauerstoffbedarfs. "Woohen-
blatt fiir Papierfabrikation", 1967, nr 23/24
Stasiak M.: Nona teohnika w inzynierii sanitarnej. "Wodo-
oiqgi i Kanalizaoja", 1975, nr 5
Biozysko J.: Problemy oczyszozania Łoiekow przemyslowyoh.
Krak6w 1972
Sohobel A., Tsohen 11. : Wasser Wirtschafts Teohnik, 22,
342, 1972
Investigation of the Toxioological Aspects of Petrochemi-
cal Wastes Discharged into Free Glowing Waters. IUWM War-
saw, Poland. Research Grant US, EPA nr PR-05-532-9
213
-------
tlen
ng
9
7.
S
3
1.
rozpuezczony
po dodaniu spbstancji
nieroztotadaj^ccj etf
oead czynny
po dodaniu substancji
-tatwo noztetadaJncj
nierozhtadalna
nietobsycrna
5OO
tOOOmg/l
Rys 1 Typowc brzytve wybazuj^ce stopnic biodegradacji n5znych
substancji
2.14
-------
BZT mg/l Pz
scicbi etandardowc (yi)
(w+s)teorelyczne
^zaobeerwowane. (v»+&)
substancja. badana (a)
czas(godz)
ti terzywa BZTdlaCw-t-e) lezy ponteej terzywe) DZTdla(w),
oznaczato.ze dodana dubstancja. jest tokzeyczna. fble.
powierzchni wi^dzy Vzrzi|wi|mi jest miar^
Rys.2. Przytel^d inhibtttijacgo wptywu substancji na pmces
BZT okne^Iantj w 6a.promacic
2IS
-------
surowe
S.pompa (0.1 -1OOl/d)
3.ttomora napotvietrzania
4-.oeadnik
Rys.3. laboratoryjny ze&taw odadu czynnego
216
-------
$
Ł
M
s
4
x'
-1 —
X
^
>0
•D.2,
§53
>.2
1 " 3%
a*
' 1 ' • i | ! '
;;,. .\blj;,:l'''°i-JDl>4 i
1 i ' ' 1 "' 1 i ' ' -3
i ' i ' ! ' ' 1 8
l_* "
E ,, r
?Ł * r-t
i! r
l-B =>
S1^ ?
§8. 5 1 —
w c ., rt
c w v-
C .3> 5 v
1^ § g-
«"? m 2
«j- (0 o S *
r. S -H k
2*1-8
§Ł§ŁŁ
is g 1 3.
s«lag
_J rj ffi ^rf Ift'
^tfl C
'? 0 w
s« «
'§E> 0
Q*J »r*
I&A rt
ro
-------
-------
BZTmg/lOa
400
300
2OO
10O
Ł
«*.
czae(doby)
4- tN 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Rye.G.^rzywa BZTdla roztworu elzstraktu drozdzy +100mg/l MEk
219
-------
*
N
2
s
te.
220
-------
10 s?
2,3-
1.9
Rys.8.Zalezno& pngdhoici zuzycia Rys.9. Zalczno^c pnjdfeo^ci zuzycia
tlenu od czasu dla prcSbbi za- ttonu od ezasu dla prdbbi za-
wierajacej etestrakt z drozdzy ivicrajacej ckstratet 2 drozdzij
i WOmg/lWEk
0 to 1
i jruzycia tlcnu od czasu
dla prdbhi za.wieraJŁ(cej efestraht z dmocdzy
i 400mg/l MEK
22|
-------
-------
serial
czas(doby)
Rye.12. dpadefe zawarto&i MEK-u w czasie. tnvania
atatycznego tcstu btodegradacji
223
-------
ChZT
1*9/1 MŁKmg/l
MEK z biocydem
Rys. 13. ^padeb zawarto^ci MEK-u w wodzie rzeczncj
J224
-------
KOHCBFCJE, KRYTBRIA I POMIARY
DO BIOLOGICZHBGO ROZKLADU
Robert L. Bunch
Oddcial Rozwoju Procesiw Ocr-yszczania
Sekcja Badania Sciekdw
Laboratorium Badawcze Srodowiska Miejskiego
Agencja Ochrony Srodowiska
Cincinnati, Ohio, USA
STRBS ZCZENIB
Pojeeie zdolnoSci do biologicznego rozkiadu stale si§
jednym z gldwnych pojec w slownictwie os6b zainteresowanych
problemem zanieczyszczenia Srodowiska naturalnego. Sk^d
wzigto si§ tak gwaitowne zainteresowanie tym poj§ciem?
Normalnie, w warunkach naturalnych, przyroda doprowadza-
la do catkowitego rozkiadu zanieczyszczen powstaj^cyeh dzie-
ki dziaialno^ci czlowieka. Z uwagi na staly rozwoj technolo-
gii przemyalu, naturalny rozktad zanieczyszczen w srodowisku
atal si§ utrudniony. Niektdre nowo wprowadzane subetancje sq
nierozkiadalne w warunkach tego srodowiska. Z uwagi na pro-
ces kuoulowania si§ w Srodowisku naturalnym owyoh substancji
oraz z uwagi na nowe uatawodawstwo, nakazuj^ce wstepne
oczyszczenie sciekdw czy odpaddw stalych przed ich doprowa-
dzeniem do konwencjonalnyoh oczyszczalni sciekdw, zoetala
zwrdcona szczegdlna uwaga na pojfcie biologicznego rozkiadu
substancji lub zdolnosci do biologicznego rozkiadu. Niekt6-
rzy badacze wol% nie uzywac pojecia "zdolnosc do biologicz-
nego rozkiadu" w kontekSoie procesdw oczyszczania sciekdw.
Sugeruj^ oni w z ami an pojecie * zdolnosc do przetwarzania*.
Fojecie biologicznego rozkiadu okresla wiele definicji.
W dziedzinie oczyszczania sciekdw waznym moment em jest
okreslenie stopnia biologicznego rozkiadu jako funkcji
czasu. W zasadzie, laboratoryjne me tody badania tego procesu
powinny dostarczyc informacji na temat rzeczywistej zdolnos-
ci danej substancji do biologicznego rozkiadu, jakiej mozna
by oczekiwac w warunkach naturalnych lub w oczyszczalniach
sciekdw.
Jaka, zdolnosci^ do biologicznego rozkiadu powinien
charakteryzowac dany material?
226
-------
Zakres mozliwosci obejmuje stopniowanie od znikomego
rozkladu az do caikowitego, z powstawaniera dwutlenku wggla,
wody i zywych komdrek bakteryjnych.
Zdolnosc do biologicznego rozkiadu powinna bye mierzona
w 6cisiym powia.zaniu z wpiywem danej substancji na srodo-
wisko. Prawdopodobnie przyszios'c wykaie, ze dostaja.ce sie. do
sciekdw substancje, ktore mogiyby by<$ przyje.te przez srodo-
wisko naturalne, powinny bye iatwo biologiczrtie rozkladalne
do produktdw nie dziaiaja.cych szkodliwie na wody powierzch-
niowe i wody do cel6w komunalnych.
W niniejszej pracy uj$ta zostaia dyskusja roznycb defi-
nicji pojgcia zdolnosci do biologicznego rozkiadu oraz r6z-
nych metod jej pomiaru. Podano takze zalety i wady kazdej
z omawianych metod.
CONCEPTS, CRITERIA, AND MEASUREMENTS OF BIODEGRADABILITY
ABSTRACT
Biodegradability has become one of the key words in the
lexicon of everyone interested in the pollution problem.
Why, all of a sudden, is there such an interest in biode-
gradability? Traditionally, nature provided the ultimate
disposal of mej^made wastes, but as man advanced technolo-
gically, nature s work became more difficult. In fact, na-
ture fails to degrade some of the newer man-made substances.
Thus, the accumulation in the environment of many of the
newer products synthesized by man and the advent of new
legislation requiring that wastes be pretreated that are not
removed by conventional wastewater tretment plants, has
focused considerable interest on biological degradation or
biodegradability. Some researchers prefer not to use the
term biodegradability in connection with wastewater treat-
ment processes. They prefer to use the term treatability.
Biodegradable has been defined in several ways. In the
real world of wastewater treatment the extent of biodegrada-
tion in a fixed time limit is a very important considera-
tion. In principle, laboratory testing should show the true
biodegradability of the material tested as it would occur in
the environment or in the wastewater treatment plants.
How biodegradable should a compound be? The possibili-
ties range all the way from slight to ultimate breakdown of
the compound to cell matter, carbon dioxide and water.Bio-
degradability must be measured in terms of its effect on the
environment. The future would indicate that environmentally
acceptable biodegradability for products, which become
waterborne wastes, should be that they are completely de-
2Z&
-------
graded to products that are harmless in surface and drinking
waters.
The paper discusses in detail the definition and the va-
rious test methods for determining biodegradability. The im-
portant features, advantages, disadvantages, and limitations
of each test method are presented.
1. POJSCIE PODSTAWOWE
Zdolnosc do biologicznego rozkiadu stala sie. ostatnio
pojfciem bardzo czesto uzywanym przez ludzi zainteresowanych
problemem zanieczyszczenia srodowiska. Dla wielu znaczy to
powstrzymanie stale wzrastaj^cej ilo^ci powstaja.cych odpaddw
staiych lub wprowadzenie produkcji opakowari z tworzyw
sztucznych, ktdre bgda. ulegaiy rozkiadowi. Dlaczego jednak
obserwuje sie. tak gwaltowny wzrost zainteresowania zdolnos-
ci% do biologicznego rozkladu? Normalnie przyroda wykazu-
Je zdolnosc peinego rozkladu zanieczyszczen produkowanych
przez czlowieka, jednakze obecnie gwaltowny rozw6j technolo-
gii uczynil t§ funkcje, znacznie trudniejsz^. Niektore produ-
kowane w ostatnich latach przez czlowieka substancje s^ nie-
rozkladalne przez przyrode.. Jako przyklady mozna podac na-
st§pujqce substancje: opakowania z tworzyw sztucznych, nie-
ktdre detergenty i pestycydy. Wiele nowych substancji produ-
kowanych przez przemyst akumuluje si§ w srodowisku, co tak-
ze przyczynilo si§ do znacznego wzrostu zainteresowania po-
j§ciem biologicznego rozkladu lub zdolnosci do biologicznego
rozkladu.
Znane s^ rozne definicje tego poj§cia. Biologiczny roz-
klad mozna okreslic jako usuwanie z roztworu substancji
organicznych w procesie utleniania enzymatycznego i asymi-
lacji. Asymilacja jest przemian^ subatancji organicznych
S27
-------
w nowa, protoplazme. bakteryjn%. Slowo degradacja /rozkiad/
znaczy takze zmniejszenie zlozonoici substancji. Jezeli bg-
dziemy okreŁlacS biodegradacJ § w pojeciach energetycznych, to
oznacza ona zuzywanie /konsumowanie/ substancji organicznych
przez biologiczna. dzialalnoS6 zyja.cych organizing*, z jedno-
czesna, degradacja, energii. Definicja prawnika mdwiiaby, ze
w procesie biologicznego rozktadu substancje organiczne
w obecno^ci mikroorganizm6w przekeztaicaj^ si§ w dwutlenek
w§gla, wod§ i nowe organ!zmy.
Nalezy podkre^lid, ze zadna z tych definicji ale
uwzglgdnia takich czynnik6w, jak ozas 1 stoplen rozkladu.
W dziedzinie oczyszczania sciek6w stopien biologicznego
rozkladu w okreslonym przedziale czasu jest niezmiernie
istotnym skladnikiem definicji owego rozkladu. Niektdrzy
naukowcy wolq nie uzywac terminu "zdolno^c do biologicznego
rozkladu" w nawi^zaniu do procesdw oczyszczania 6ciek6w
przemyetowych. Frzy omawianiu mozliwo^ci usuvrania subetan-
cji w procesie biologicznego oczyszczania Łciek6w wolq oni
stosowac terrain "zdolno^c do przetwarzania". Sqdzi sie bo-
wiem, ze w procesie oczyszczania sciek^w przerayslowych
mikroorganizmy ulegajq wplywom pewnych czynnikdw, ktdre mog^
utrudniac rozkiad danej substancji. Jest to argument wynika-
j%cy raczej z naukowego, niz z praktycznego punktu widzenia.
Dlaczego jesteŁmy gt6wnie zainteresowani zdolno^ci^ do
biologicznego rozkladu? Czy nie interesuja, nas bardziej
parametry charakteryzuj^ce szkodliwo^c nowych substancji
oraz mozliwo^c ich usuwania .w procesie oczyszczania, jesli
dostan% sie one do iciekdw? W zasadzie badania laboratoryjne
powinny przedstawic rzeczywist^ zdolnosc do biologieznego
rozkladu danej substancji, jakiej mozna oczekiwac w srodo-
wiaku lub w oczyszczalni sciek6w. Oczywiety jest fakt, ze
w odniesieniu do optymalnego przedzialu czasu wiekszo^6 sub-
stancji bedzie ulegac pelnemu rozkladowi przy udziale mikro-
228
-------
organiznuSw. Froces biologicznego rozkiadu musi byd zatem
rozwazany jako proces zalezny od czasu.
Aby speinic praktyczne cele procesu oczyszcaania iciekdw
przemysiowych, czas rozkiadu substancji w nich zawartych po-
winien bye r<5wny lub krotszy od czasu rozlciadu substancji
zawartych w scieleach bytowo-gospodarczych, jezeli biora.ce
udziai w biologicznym rozkiadzie substancji mikroorganizmy
zostaiy uprzednio do nich przystosowane. W prooesie osadu
czynnego stosuje sig zakres przedziatdw czasu od 4 do 8 go-
dzin.
W omawianej definicji pojfcia biologicznego rozkiadu
porownuje si§ zdolnosc rozkiadu jednej substancji ze zdol-
noscia, rozkiadu drugiej. Zdolnosc do biologicznego rozkiadu
danej substancji nie moze bye wyrazona jako konkretna,
bezwzgledna wartosc, ale jako wartosc wzglgdna, zalezna od
stopnia zawilosci procesu rozkiadu biologicznego.
Prawidlowe Jest zaiozenie, ze zdolnosc do biologicznego
rozkiadu danej substancji nie jest wskaŁnikiem wlasciwosci
danej wody, ktory mozna zmierzyc, ale raczej wlasciwosci^
skiadnika powoduja,cego jej zanieczyszczenie.
Chociaz zazwyczaj s^dzi si@, ze aby substancja mogia
bye usunigta w danym procesie oczyszczania, nusi ulegac roz-
kiadowi - mozliwe jest jednak jej calkowite usuni^cie przez
zastosowanie procesu flokulacji lub adsorpcji. Jako przykiad
takich substancji mozna podac papier toaletowy. Jest on wol-
no rozkiadany przez mikroorganismy osadu czynnego, ale iatwo
usuwa si§ w procesie sedymeritacji w osadnikach wstepnych lub
w procesie adsorpcji na kiaczkaeh osadu czynnego w komorach
napowietrzania. Kiaczki osadu czynnego maja, duie wiasnosci
adsorpcyjne, tak wie.c wiele substancji organicznych adsorbu-
je si? na ich powierachni. W wifkszosci przypadk6w uzasad-
nione jest twierdzenie, ze substancje organiczne, kt6re
ulegaj^ szybkiemu rozkladowi przez mikroorganizmy, s^ bar-
dziej przyswajalne przez srod&wisko.
229
-------
W jakim stopriiu substancje organiczne powinny ulegac
biologicznemu rozkiadowi? Zakres mozliwosci obejmuje stopien
rozkiadu od znikomego az do caikowitego, poia,czonego z po-
wstaniem masy konuSrkowej, dwutlenku wegla i wody. ZdolnoŁc
do biologicznego rozkiadu powinna bye takze mierzona efektem
dziaiania danej substancji na srodowisko. Jezeli substancja
organiczaa jest szeroko stosowana oraz jest nierozkiadalna
w odpowiednim czasie w oczyezozalniach sciekow i rzekaoh -
istnieje potencjalna mozliwosc znacznego zanieczyszczenia
srodowiska.
Przysziosc z pewno^ci^ wykaze, ze substancje wystgpuj^ce
w sciekach, ktore mogq bye przyjmowane przez srodowisko, sq
tymi, ktore sa. calkowicie rozkladalne az do zwi$zk6w nie-
szkodliwych dla w6d powierzchniowych i wody do picia.
2. METODY POMIAROWE
ff ostatnich lataeh wykonano wiele badan w kierunku
okreslenia mikrobiologicznego rozkiadu substancji organicz-
nych. Techniki pomiaru s^ r6zne - od raetody Warburga, stoso-
wanej przez mikrobiologdw do oznaczania BZT po stosowanie
laboratoryjnych modeli osadu czynnego, uzywanych przez inzy-
nier6w sanitarnych. Wazniejsze cechy oraz kryteria stosowa-
nia r6znych metod okreslania zdolnosci do biologicznego roz-
kiadu przedstawiono ponizej.
A. Metoda zaniku. Jest to bardzo prosta
i czesto stosowana metoda. Badana, substancjf dodaje si§ do
probki wody rzecznej i nastepnie przetrzymuje w temperaturze
pokojowej. Roztw6r poddawany jest okresowo analizie zawar-
tosci badanego zwi^zku w celu okreslenia szybkosci jego za-
niku. Krzywa przedstawiaj^ca zanik zawartosci badanego
zwiqzku wykazuje zwykle przez kilka pierwszych dni okres
zahamowania lub caikowitego braku rozkiadu, a potera gwai-
23o
-------
towny spadek zawartosci substancji po zaadaptowaniu mikro-
organizmdw do badanej substancji*
Zaleta, tej metody jest to, ze wymaga ona niewielkiego
oprzyrzadowania oraz daje informacje zardwno o szybko^ci
procesu rozkiadu, jak i o caikowitej zdolno^ci do biologicz-
nego rozkiadu zwia,zku. SzybkoŁc procesu rozkiadu jest poje.-
ciem wzglednym, poniewaz po zaniku subetancji nowa poreja
tej samej substancji dodana do tej samej wody ulega rozki<3-
dowi w krotszym czasie. Jezeli powtdrzymy ten oykl kilka ra-
zy, krzywa zaniku bgdzie miaia keztalt zgbow piiy. W celu
skrocenia okresu wstfpnego zahamowania i przyepieszenia pro-
cesu aklimatyzacji mozna metod§ zmodyfikowad i dodawac do
wody rzecznej malq ilosc osadu czynnego.
Wadq tej metody jest to, ze rzeki maj^ rdzny skiad fi-
zyczno-chemiczny. ZawartoŁc mikroorgan!zmdw, pH i skiadnik6w
mineralnych moze ulegac znacznym wahaniom. Poza tym omawiana
metoda moze bye stosowana jedynie wtedy, gdy ietnieje mozli-
wosd oznaczania badanego zwia.zku. Zwykle metoda ta pozwala
na oznaczenie badanego zwia.zku, ale nie produkt6w posred-
nich, powstaj^cych w wyniku rozkiadu zwi^zku. Mimo wielu wad
metoda jest przydatna, pozwalaja.c na utrzymanie wstgpnych
informacji o przydatnosci danego zwi^zku do biologicznego
rozkiadu. Dzigki niej mozna w stosunkowo krdtkim czasie
przebadac bardzo duz^ liczbg zwiqzkow.
B. Metoda respirometryczna War-
bur g a . W procesie biologicznego rozkiadu substancji
organicznej, prowadzonego w warunkach tlenowych, nast^puje
zmniejszenie zawartosci tlenu. Respirometr Warburga jest
jednym z wielu aparat6w pozwalaj^cych na okres'lenie szyb-
kosci zuzycia tlenu. Jego popularnosc wynika st%d, ze jest
to aparat iatwo dostepny, niezbyt duzy i pozwalaj^cy na r6w-
nolegie pomiary wielu probek.
231
-------
Istnieje wiele czynnikdw, ktdre wpiywaja, na wynik pomia-
ru, jednakze do najwazniejszych nalezy charakter i liczba
uzytych mikroorganizmdw. Prdbka sciekdw lub wody powinna byd
zaszczepiana mikroorganizmami zaadaptowanymi do badanej sub-
stancji. Jak w kazdym systemie hodowli organizmdw, im wiek-
sza Jest poczatkowa liczba mlkroorganizmdw, tym wieksza jest
szybkosd zuzywania tlenu. Fonizej zestawiono niektdre zalety
i wady omawianej metody.
Zalety:
1. Bezposredni pomiar biologicznego utlenianla.
2. Hetoda moze byd stosowana do rdznych zwi^zkdw bez ko-
niecznosci uzywania rdznych metod analitycznych. Jest to
szczegdlnie wazne w przypadku braku dobrych metod ozna-
czania stezenia badanych zwi^zkdw.
3. Wyniki uzyekuje sif w odpowiednio krdtkim czasie.
4. Zuzycie tlenu, okreslenie radioaktywnego dwutlenku Wfgla
oraz ustalanie rdwnowagi respiracji i asymllacji mog^
siuzyc za podstaw^ do okreslenia stopnia biodegradacji.
5. Hetoda pozwala na ciqgie obserwacje zmian zachodzqcych
w wielu prdbkach w okresie kilku godzin lub kilku dni.
6. Metoda pozwala na szybkie okreslenie okresu opdznienia
i zmiany szybkosci procesu rozkiadu.
Wady:
1. Urzqdzenie jest stosunkowo kosztowne, a jego obsiuga wy-
maga przeszkolonego personslu.
2. Ze wzgledu na mala, prdbke. wystepuje trudnosc uzyskania
reprezentatywnej probki sciekdw.
3. Wszystkie dodane do prdbki subetancje organiozne ulegaj%
utlenieniu, w zwi^zku z czym przy badaniach podstawowych
nalezy stosowac absolutnie czyste pod wzgledem chemicznym
prdbki zwi^zkdw organicznych.
2S2
-------
, 4* Pray przediusonych pomlarach ooze wyataj>ic nitryfikacja,
dajqc zawyzone, biedne wyniki.
5. Wyniki szybkosci zuzycia tlenu sa. trudne do ilosciowej
interpretacji, jezeli nie wykonuje sie dodatkowych ozna-
czeii.
C. Biochemiczne zapotrzebowa-
nie tlenu. Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu /BZT/
jest jedna. z najstarszych metod okreslania zdolnosci sub-
stancji do biologicznego rozkladu. Hetoda zostaia opubliko-
wana po raz pierwszy jako standardowa w 1912 r. przez Kr6-
lewskq Komisje Usuwania Sciekdw. Przez wiele lat byla to je-
dyna me tod a do kontroli efekt<5w oezyszczania Łciek<5w. Frzy
oznaczaniu BZT mierzy sie ilos<5 rozpuszczonego tlenu zuzyte-
go w ciqgu 5 dni przez prtfbkg przechowywan% w butelce,
w ciemnosci i temperaturze 20° C. Mozna takze zamiast po-
jedynczego oznaczenia wykonad pewn^ liczbf pomiardw i u-
zyskac krzyw% zuzycia tlenu jako funkcji czasu. Obecnie.przy
dysponowaniu czujnikami tlenowymi, istnieje mozliwo^c wyryw-
kowego lub ciqgiego oznaczania zawartosci tlenu przez caiy
okres trwania pomiaru. Inn% modyfikacj^ tej metody jest apa-
rat, w ktorym zuzycie tlenu i BZT jest okreslane elek-
tronicznie przez pomiar pr^du elektrycznego, zuzywanego
przez generator wytwarzajqcy ilen, potrzebny do utrzymania
rdwnowagi cisnien w naczyniU pomiarowym.
Istnieje wiele kryteriS* 6grani6iaja.cych stosowanie po-
miaru BZT do przewidywaflia sytuacji W oczyszczalni sciekdw
lub w naturalnych warunkigJEl w rzece; fonizej przedyskutowane
zostan^ tylko te kryteria, ktofis doiycz^ zastosowania wspom-
nianej metody do okrealania zdolnosci do biologicznego roz-
ktadu.
Zalety omawianej metody:
1. Urza,dzenia oraz metoda oznaczania s^ bardzo proste, a po-
miar nie wymaga wysoko przeszkolonego personelu.
233
-------
2. Istnieje ogromna ilosc informacji o wartosciach BZT*
zwia,zk6w obecnych w sciekach.
3. Mala liczba stosowanych jako zaszczep komdrek bakteryj-
nyoh, a takze stosowanie wody do rozcieziczen nie wykazu-
ja.cej BZT, zmniejszaja. mozliwosc powstania przeszkadzaja,-
cego wpiywu badanych zwia,zk6w oraz ich posrednich produk-
tow rozkladu.
4. Wyst§puja,cy przez caly okres pomiaru dwutlenek w§gla
nie stanowi czynnika ograniczaj^cego jak w metodzie War-
burga. Stwierdzono bowiem, ze calkowity brak dwutlenku
w§gla hamuje asymilacjg zwi^zkdw organicznych przez ba-
kterie.
5. Nie wystepuje problem napowietrzania i przenikania tlenu,
poniewaz caiy potrzebny tlen jest obecny na poczqtku
testu.
ffady omawianej metody
1. Ze wzglfdu na ograniczona. rozpuszczalnosc tlenu w wodzie,
pr6bka sciekow pobrana do badania nie mote bye duza.
2. Okres pomiaru jest dlugi; wst§pne wyniki mozna otrzymac
w krdtszym ozasie, jezeli zuzycie tlenu mierzy sie okre-
sowo.
3. Podobnie jak w metodzie Warburga, nitryfikacja i nadmier-
ne stfzenie substancji organicznych moze prowadzic do
bigdnych wynikdw.
4. Interpretacja wynikdw wykazuje te same trudnosci jak inne
metody respirometryczne, poniewaz wyniki nie daja, bezpo-
sredniej informacji o procencie rozkladu badanego zwia,z-
ku.
D. Metoda naczyniowa. Jest to jedna
z najszerzej stosowanych metod ze wszystkich metod laborato-
ryjnych, z wyja,tkiem osadu czynnego. Istnieje wiele jej wer-
234-
-------
sji, ale jedna. z najpopularniejszych jest stosowanie zaadop-
towanego zaszczepu mikroorganizmow i chemicznie znanego sro-
dowiska. Naczynia moga, bye napowietrzane przez cia^gle wy-
trza_sanie, magnetyczne mieszanie, stosowanie ceramicznych
dyfuzorow, iopatek napowietrzaja,cych lub pozostawione bez
mieszania. Badana pr6bka moze bye analizowana kazdego dnia
lub na koncu okreslonego czasu. Jezeli nie wystepuje rozkiad
eubstancji lub jezeli probka wykazuje toksyczno^c, nalezy
powtorzyc test w odniesieniu do mniejszego stgzenia badanego
zwiqzku. Rownoczesnie powinno sif prowadzic pomiary w sto-
sunku do eubstancji o znanym stopniu podatnosci do rozkladu,
poniewaz mog^ one dostarczyc informacji, czy warunki pomia-
ru sq wlasciwe. Sugeruje sif, aby zwia.zek o podobnej struk-
turze i charakterze sluzyl jako wzorzec odniesienia.
0 popularnosci metody naczyniowej swiadozy fakt, ze
piec krajow przyjelo niektdre wersje tej metody jako wstgpny
test okreslania zdolnosci do biologicznego rozkladu deter-
gentdw anionowych.
Zalety metody naczyniowej:
1. Nie wymaga specjalnego wypoaazenia.
2. Dobra powtarzalno^c wynik6w.
3. Wielkosc prdbki nie jest ograniczona.
4. Badany zwi^zek nie musi bye czysty chemicznie.
5. Mozna prowadzic badania produktdw metabolizmu bez wiel-
kich trudnosci, jezeli uzywane aq sole mineralne, a bada-
ny zwiqzek jest jedynym zrddiem wegla.
Wady metody naczyniowej:
1. Nie pozwala na okreslenie czasu potrzebnego na adaptacjg,
gdyz uzywa sie zwykle juz kultury adaptowanej.
2. Wymaga oddzielnego procesu adaptacji, jezeli adaptacja
nie jest czescia, metody.
-------
3. Stoeowanie mechanicznych wytrza,sarek ogranicza liczb?
prJbek, kt6re mozna badac.
4* Hie symuluje procesu oczyszczanla sciekow.
5. W odniesieniu do kazdej grupy badanych zwia_zk6w konieczne
jest stosowanie chemicznych lub biologicznych metod ana-
lizy albo przeprowadzenie bilansu substrat<5w i produktdw.
6. Proste metody analityczne zwykle nie pozwalaja, na pomlar
pozostaiosci po procesie rozkladu.
E. Metoda osadu czynnego. Metoda ta
jest jednym z najwazniejszych procesdw oczyszczania sciekdw
przemysiowych. Od wielu juz lat do badania zdolno^ci roznych
sciekdw przemyeiowych do biologicznego rozkladu stosuje si@
laboratoryjne modele komor z osadem czynnym. Jest rzecz^
zrozumiaiq, ze metoda ta stala eig podstawow^ przy okresla-
niu stopnia rozkladu biologicznego.
Oparte na metodzie osadu czynnego badania laboratoryjne
rdznla, sie mi§dzy sob^ rodzajem materialu bakteryjnego,
czasem sposobem aapowietrzania sciekow oraz sposobem zasila-
nia /spos<5b cia^giy lub okresowy/. Bardziej zalecany jest
uklad osadu czynnego, pracuj^cy w sposdb ciqgly, poniewaz
jest on bardziej zblizony do warunkdw praktycznych. Butter-
field opracowal w 1937 r. system symuluj^cy warunki panuj^ce
w komorze napowietrzania z osadem czynnym. System ten jest
znany jako ukiad pracuj^cy metod^ napelniania i oprozniania
lub jako uklad polci^gly. W metodzie tej mieszanine materia-
lu bakteryjnego badanej substancji oraz materialu pokarmowe-
go umieszcza si? w napowietrzanym naczyniu. Materialetn po-
karmowym jest zwykle roztwor zwi^zkdw chemicznych o znanym
ekladzie. Mieszanina jest napowietrzana przez okre^lony
czas, kt6ry wynosi zazwyczaj 23 godziny. Nast^pnie odlqcza
sie doplyw powietrza i roztwdr pozostawia w celu sedymenta-
cji oeadu czynnego. Nastgpnie usuwa sie czesc sklarowanej
-------
'cieczy znad osadu i na jej miejsce wprowadza roztwdr zasila-
ja,cy, zawieraja,cy badany zwia.zek.
Taki cykl postgpowania powtarza si§ przez okres ustalony
dla prowadzenia badan. Jezeli okres badan jest dlugi, nalezy
co jaicis czas usuwac czfsc osadu czynnego w celu utrzymania
odpowiedniego st§zenia bakterli. We wszystkich aerobowych
procesach istnieje pewien poziom wzrostu komdrek bakteryj-
nych, ktory jest optymalny.
Chociaz kazdy cykl systemu polci^giego stanowi uklad
okresowy, metoda w duzym stopniu jest zblizona do warunkdw
cia^lego przepiywu, wystepuj^cych w konwencjonalnych oczysz-
czalniach, pracuj^cych metodq osadu czynnego. Komora hapo-
wietrzania w procesie osadu czynnego jest zwykle diuga i
wa,ska. Zawracany osad i scieki doprowadzane s^ z jednej
strony komory napowietrzania. Idealnie byioby w<5vrczas gdyby
mieszanina przesuwala si§ "cata, warstw^" wzdluz diugosci
komory. Bakterie przechodz^ wszystkie fazy wzrostu - od
okresu opoznienia do fazy endogenicznej. Na pocz$tku komory
bakterie maja. nadmiar materialu pokarmowego. Jest to czesc
komory, gdzie wystepuje najszybszy wzrost bakterii i w wyni-
ku tego najwi^ksza szybkosc usuwania substancji organicz-
nych. W miare. jak porcja sciekdw przesuwa si§ wzdiuz komory,
pokarm bakterii wyczerpuje sig. Jezeli czas przepiywu przez
komore jest prawidlowy, pocz^tek fazy endogonicznej wyst§pu-
je w momencie, gdy "warstwa" sciekow doplywa do konca komory
napowietrzania.
Stosowane przez labo.ratoria badawcze laboratoryjne mode-
le komor z osadem czynnym maja. rozna. pojemnosc, wahaj^c^ sig
w zalezno^ci od charakteru badan od kilkuset mililitrow do
kilku galonow. Objetosc nie moze bye zbyt maia, tak aby po-
bieranie pr6bek nie przeszkadzaio w pracy systemu. Przy ba-
daniach procesu rozkladu biologicznego nie ma potrzeby uzy-
wania bardzo duzych jednostek. Male modele komor sa. bardziej
257
-------
poza,dane ze wzglgdu na objgtosc, koszt i pracochionnosc ob- '
siugi. Pray projektowaniu jednak bardzo maiych jednostek wy-
ste.puja, klopoty z komora. sedymentacji. W wiekszosci przy-
padk<5w osadniki stanowia, integralna. cze.sc komory napowie-
trzania, rzadziej oddzielne urza.dzenie. W wigkszosci zesta-
w<5w laboratoryjnych stosuje si§ peine wymieszanie soiekow
w komorze; system przeplywu warstwowego stosowany jest rza-
dziej.
Zalety metody osadu czynnego:
1. Ci^gle i poicia^ie ukiady komor laboratoryjnych symuluj^
procesy oczyszczania sciekow w skali technioznej.
2. Istnieje wiele dost§pnych informacji na temat stosowania
tej metody.
3. Odtwarzalnosc wynikdw jest bardzo dobra, jezeli ukiad
pracuje w warunkach ustabilizowanych.
4. Wielkosc probki nie jest ograniczona.
5. Badany zwi^zek nie musi bye chemlcznie czysty.
Wady metody osadu czynnego:
1. Prowadzenie ukladu w warunkach ci^giego dozowania jest
kosztowne, wymaga odpowiedniej przestrzeni 1 obslugi.
2. Zastosowanie jednej komory do prowadzenia procesu z dozo-
waniem okreaowym aie pozwale na aklimatyzacj^, o lie pro-
ces nie jest prowadzony przez bardzo dlugi okres.
3. Stosowany w tej metodzie czas zatrzymania 23 godziny nie
jest typowy dla oczyszczalni, w zwi%zku z czym badanie
nie odpowiada warunkom rzeczywistym.
4. Wigkezoac badaczy sa,dzi, ze miarodajne wyniki nie mog^
bye uzyskane w okresie krdtszym niz 5 dni. Poniewaz stale
wystepuja, trudne do wyjasnienia wahania sprawnosci pro-
cesu, wyniki badan powinny bye doprowadzone do wartosci
srednich.
238
-------
5. Wymagane sa. odpowiednie chemiczne lub fizyczne metody
analityczne, pozwalaja,ce na oznaczenie poszczegolnych
skiadnik:6w bad any ch sciekow. Jesli zastosowano srodowisko
soli mineralnych do obliczenia bilansu materiaiowego, na-
lezy wykorzystac pomiar BZT i ChZT.
3. PRZYSZiB KIBRUNKI BADAJ& BIOLOGICZNEGO ROZKLADU
Zainteresowanie ulegaja.cymi biologic znemu rozkiadowi
substancjami, zapocz^tkowane okolo 1960 r. w odniesieniu do
detergentow, b$dzie rozwijalo si§ dalej w miarg zwi§kszania
sif swiadomosci wagi problemu zanieczyezczenia wod. Wzrastac
bgd^ wymagania w zakresie stosowania substancji ulegajqcych
biologicznemu rozkiadowi.
W Stanaoh Zjednoczonych nie ma ustawy panstwowej, ktora
by dotyczyla wymogow w odniesieniu do stopnia biodegradacji
stosowanych substancji. letnieje jednak szereg zarz^dzen lo-
kalnych, ktore ograniczaja, sprzedaz i stosowanie detergentdw
biologicznie nierozkiadalnych. W przyszlosci produkty, ktore
b§da, przenikaiy do sciekow, nie moga, liczyc n^a duzy rynek
zbytu, jezeli nie bed^ podlegaiy peinemu biologicznemu roz-
kiadowi.
Ogolnie bior^c, nie ma jednolitych pogla.dow na temat
standardowej metody oznaczania stopnia biologicznego rozkia-
du substancji. Poza tym brak odpowiedniej definicji tego po-
jecia, ktora bylaby ogolnie zaakceptowana i przyjfta. Biolo-
giczny rozklad zwi^zku moze bye okreslony tylko przy za-
stosowaniu testu biologicznego. Mimo ze przy prognozowaniu
zachowania danego zwiqzku, znajomosc Jego struktury moze byd
przydatna, zdolno^c do biologicznego rozkiadu zaleiy od wie-
lu czynnikow, takich jak wielkosc cz^steczek, rozpuszczal-
noŁc oraz aktywnosc powierzchniowa. Prognozowanie jest bar-
dziej wiarygodne, gdy dotyczy serii homologicznych, niz gdy
239
-------
jest oparte na por
-------
ODHOWA WODT ZE gCIEKdW BIOLOGICZNIE OC2YSZCZOMYCH
Apolinary L. Eowal
Andrzej Bilyk
Instytut Inzynierii Oohrony Ł>rodowiska
Politeohnika Wroolawska
Wroclaw, Polska
STRESZCZENIE
Przeprowadzono badania odnowy wody ze sciekdw oczyszcza-
nych osadem ozynnym i na zlozaoh biologioznych. \'l badaniaoh
laboratoryjnyob. oraz ulamkowo-teohnioznyoh zastosowano pod-
stawowe procesy fizyozno-ohemioznego oczyszczania sciek6w:
koagulacje, sedymentaoje., rekarbonizacje., filtraojf oraz
sorpojg. Sklad soiekdw doplywai^oyoh do oczyszczalni nie od-
biega od typowego skladu sciekow miejskioh. BZTc sciek6w su-
rowyoh wahalo si§ od 121 do 360 g/m' 02, utlenialnosc - od
33 odo 180 g/m3 Og. Ł>rednie stgzenie amoniaku wynosilo 39
g/w N, fosforandw - 4,6 g/m-3 P. Stopien usuwania zanie-
czyszczen na zlozech biologicznych i za pomoc^ osadu czynne-
go wynosii &&% BZTj oraz J>i% i 84^ azotu amonowego. Stfzenie
azotu amonowego w sciekach oczyszczonych osadem czynnym bylo
stosionkowo niskie i wynosilo 6,1 g/m3 N, zas wysokie - 126
g/m3 N w Łciekacb oozyszozanyoh na zlozach biologioznych.
Objftosoiowa koagulacja soiekdw biologioznie oczyszoza-
nycb. wymagala wysokioh dawek koagulantow. Zastosowanie koa-
gulacji w klarowniku z zawieszonym osadem pozwolilo na za-
stosowanie znaoznie nizszyoh dawek koagulant6w. Koagulaoja
siarozanem aelazowym oraz siarozanem glinowym powodowala
wzrost st^zenia siarozandw w wodzie odnowionej. Wysokie daw-
ki wapna powodowaiy znaczny wzrost twardosci i zasadowosci
wody odnowionej. Hajlepsze wyniki usuwania twardosci i zasa-
dowosoi w prooesie rekarbonizacji uzyskano przez wprowadze-
nie dwutlenku wggla do wody po koagulacji i sedymentacji.
Optymalna dawka wapna dla koagulacji sciek6w oczyszozo-
nyob osadem ozynnym wahala si§ od 200 do 1200 g/m-1 CaO. Wy-
sokie st§zenie fosforanow lub wysoka utlenialnosc* soiekow
wymagaly zastosowania wysokich dawek wapna. Uzycie flokulan-
t6w produkoji krajowej /Rokrysol WF-1, WF-2, WF-3/ wplywalo
nieznaoznie na efekty usuwania zanieczyszczen ze sciekow
biologioznie oczyszczonych, wspomagaj$o jedynie prooes koa-
gulacji i sedymentacji.
241
-------
Zastosowanie procesow sorpcji na pylistym we.glu aktywnym
lub na granulowanym we,glu aktywnym obnizylo utlenialnosc wo-
dy odnowionej o okoio 30$ w porownaniu z wodami odnowionymi
tylko w procesie koagulacji. Usuwanie azotu amonowego we
wszystkioh przeprowadzonych badaniach bylo nieznaczne.
Zastosowanie badanych procesow p^ozwala na obnizenie
utlenialnosoi do 5,2 g/m3 02, fosforanow do 0,07 g/m3 P oraz
barwy i m§tnosci ponizej wyfnagari stawianyoh wodzle do picia
i ce!6w gospodarozych.
THE RENOVATED WATER FROM MUNICIPAL SEWAGE
TREATMENT PLANTS
ABSTRACT
'"ater renovation of secondary effluent from a trickling
filter and an activated sludge plant were investigated.
Process of coagulation, sedimentation, recarbonation, fil-
tration and sorption was applied. The investigation was per-
formed in a laboratory and on pilot plants. The inflow to
the sewage treatment plants was characteristic of municipal
sewage. The BOD of the inflow ranged from 121 to 360 g/m-^,
the average concentration of ammonia nitrogen was 39 g/nK N
and phosphates - 4,6 g/m3 P. The efficiency of treatment of
the trickling filter and activated sludge plant was 8698 re-
moval of BOD, 37$ and 84$ removal of ammonia nitrogen re-
spectively. The concentration of ammonia nitrogen in the
secondary effluent from activated sludge plant was relative-
ly low /up to 6,1 g/m3 N/, and very high in the secondary
effluent from trickling filter plant /up to 26 g/m-* N/.
Jar test coagulation of the secondary effluent required
high doses of the coagulants. The coagulant doses were lower
when the process was performed in the sludge blanket clari-
fier.
Lime was established as the most economic coagulant. Ap-
plication of iron and alum salts resulted in an increase of
suphate, whereas large doses of lime increased hardness, and
alkalinity of the water, so the recarbonation followed by
sedimentation was obligatory. The best removal of hardness
and alkalinity was acquired through a reoarbonation after
coagulation and sedimentation.
An optimum dose of lime to coagulate the activated
sludge plant secondary effluent fluctuated from 200 to 1200
g/rn^ CaO. The higher concentration of phosphate and higher
permanganate values of treated water were, the higher doses
of lime were required. The use of flocculants of domestic
production /Rokrysol WF-1 nonionio, WF-2 anionic, WF-3
242.
-------
oationic/ improved slightly the effect of coagulation aiding
mainly the process of floculation and sedimentation.
Sorption on a carbon slurry in simultaneous coagulation
and sorption or sorption on carbon filter bed following coa-
gulation decreased the permanganate value on about 3096 com-
parying with single coagulation. Removal of ammonia nitrogen
in all investigated processes was insignificant.
The permanganate value of the renovated water could be
lowered up to 5,2 g/m3 Op, phosphate concentration to 0,07
g/nK P. The color and turbidity of renovated water were
close to drinking water standards.
WSTEjP
Badano odnowf wody z biologicznie oozyszczonych soiekow
z dwu oczyszczalni sciekow /z osadem czynnym i zlozami spiu-
kiwanymi/ w Walbrzychu. Stosowano koagulaojf wapnem, siar-
czanem glinowym i zelazowym, z sedymentacja,, filtracja,
i sorpcjs. Uzyskano dobra. redukojg ChZT, BZT, fosforanow
i mgtnosd w procesach odnowy, natomiast niezadowalaj^ce bylo
usuwanie azotu amonowego.
Okolo 7556 zapotrzebowania wody przez przemysl i gospo-
darkf komunalna. jest pokrywane z zasobiw w6d powierzchnio-
wyoh. Oozekuj'e si§, ze w 1990 roku wartosd ta wzrosnie do
8595. W 1990 roku og61ne zapotrzebowanie wody wyniesie 30 km ,
co stanowi 90% rooznego odplywu wody w rzekach kraju w roku
suchym /!/. Mozna s^dzic, ze w wyniku poste.puja,cego uprzemy-
slowienia kraju, urbanizacji oraz intensyfikaoji rolniotwa,
wiele ciekow powierzohniowych ulegioby zanieczyszczeniu przy
zastosowaniu obeonyoh metod oczyszozania soiekow. Obecnosd
zwi^zkow biogennych i refrakoyjnych juz obecnie ogranicza
mozliwosci wykorzystania wielu wod na cele komunalne i prze-
myslowe /1/,
243
-------
Konieoznosc" oohrony wod przed zanieczyszozeniem oraz po-
prawy iob. jakosoi bfdzie wymagad zastosowania trzeoiego
stopnia oozyszczania sciekdw i odnowy w<5d. W wielu przypad-
kaoh jakosc" odnowionych wod jest lepsza od wod z zanieczysz-
ozonyoh rzek. Wzglfdy sanitarno-higieniczne i estetyozne
oraz nadmiar zwia,zk<5w refrakcyjnych i podwyzszona zawartosc
cial rozpuszczonych w wodach uniemozliwiaj^ wykorzystanie
w6d z odnowy na cele komunalne bez uprzedniego ich wl^czenia
do naturalnego obiegu /3/, /4/, /5/, /6/.
Wody z odnowy mog^ bye wykorzystywane na oele przemyslo-
we, co pozwala na ominifcie procesow naturalnego samooczysz-
ozania oraz w pewnych przypadkach ograniozenia auzycia wody
miejskiej przez przemysl. Wykorzystanie odnowionych w6d jest
szozegdlnie istotne w rejonaoh defioytowych w wodg. Instytut
Inzynierii Ochrony ^rodowiska Politechniki Wroolawskiej pod-
ja.1 badania odnowy wody z biologicznie oozyszozonyoh soiekow
w Walbrzychu - w 1973 roku w oozyszczalni sciekdw ze zloiami
splvikiwanymi /?/, aw 1975 roku w oozyszozalni sciekdw
z osadem czynnym.
Ł>cieki, ktdre doplywajq do obu oozyszozalni, maja. oba-
rakter soiekdw miejskich. Ich sklad przed i po oozyszczaniu
podano w tablicaoh 1 i 2.
1. ODNOWA WODY ZE SCIEKdW BIOLOGICZNIE OCZYSZCZOKYCH
NA ZLOZACH SPLDKIWANYCH
Badania odnowy w6d prowadzono w skali zardwno laborato-
ry jnej, jak i ulamkowo-technicznej. Ł>cieki stirowe mialy pH
od 7,4 do 7,9, zasadowosc od 5,6 do 6,6 val/m , icb utle-
nialnosc zmieniala sif od 33 do 180 g/nr Op, a BZTc od 120
do 360 g/m Oo. Przecigtne stfzenie azotu amonowego wynosilo
39 g/m3 N, a fosforandw 14,0 g/m3 PO."3.
244
-------
CO
o
•H
r-l
O
CO
CO
d
o
N
o
bQ
CO
!>>
ca
o
o
CO CO
O O
IS)
>, ta
s o
o o
(D tsl
•M O
O -H
VOJ bO
O
TJ rH
CO O
rH -H
^! f
CO
qj
•H
0
N
0 (U
bOO
o ca
r-4 O
o ta
•rJ CO
ta
•r4 O
^ O
CD
•r-l
O
CD
»
O
3
CO
•r4
,isj
CD
•i-l
O
V)
•d
t- 0
(S\
-^ o
f~ O
co
CM
O
0
ca
o
B
w -^
VOJ
0
0
CO
CO
M co
ft tsl
^
^
CO
1 —
o
M
CM
o
01
CO
o
•I
(V^
co
o
M
1 —
o
fV^
(V"N
CM
O
a
60
0
1 — 1
CO
••-)
ri
r*"\
O
- 1
t—
CM
CM CM
O 0
B S
\ ^>.
hO bO
in
isj c-a
PQ o
O en
* •»
VO CM
CM
0 0
M •*
^- «cj-
^"
O C-
•s •»
CM O
O ^3
•• ••
CTi •<^-
fV^
O .
oo
^
p^
T-l
CO
-------
CO
o
S
b.
&
o
B
CD
•d
03 Ł*
CO O
O CB
•rl
^ rt
o h
CD
r?
O O
K)
O gS
N
CO S
>> *0
N i!
O CD
O -rl
O
H vtn
CO
rl -rl
o a
r-4
43 CO
O H
t>> O
» ta
O CO
* &
CO
VO
M
CD
•H
O
••at
•&
co
rH
M
CO
CD
a
o
O
Si
m
f)
o
o
•H
CD
•rl
"CO
CD
•H
^
CD
•H
•r
,i
•I
1
C
f
<
t-
0
•r
i
(
i
i
i
i
c
C
,
CD
rl
^
cO
U
a
S
.
CD
h
VCQ
X
03
Ej
a
•H
6
^
i
3
)
>
3
>
9
D
•1
3
)
4
J>
5
j
3
?
OJ O
c- o
* —
00 O
c— in
OJ
OJ
OJ O
\Q in
in
^ O
t— in
0
o
t—
CM
0
o
OJ
o
in
^>
VD
O
T—
in
OJ
0
O
CO
f >
no
*O
vtfl
0
*CJ
^j
CO
"^
VO
^_
OJ
o
(^
c-
in
^j-
o
rA
^j-
^ —
O
0
in
OJ
o
^j.
vD
OJ
0
^a
W)
<0
o
fl
rH
CO
•rl
c3
CD
H
0
^
f*>
^j.
O
in
co
OJ
in
CO
0
OJ
T—
(A
0
o
^«
^o
o
^.
f*A
*~
OJ
0
*>
B
60
in
EH
«
OJ T-
\O VO
in
O ^
o co
co «-
o •*
•r- O
O in
in a\
^~ &\
^\
0 0
CTV (*\
v— cr>
in
O V-O
T- t—
OJ «-
OJ
(^ ^g^
S S
t^O ^0
^
o
a
o
S
CO
-P
EH 0
O CO
rA O O
in Tf (Ti
in
in
f\ c— O
r- «- i-
^~
CM t- o
f> O **
VJD
f^
t-- in o
f- in m
«^-
\^Ł)
Of- O
n~\ r'A v^>
1 — t— T-
CTl
f— CT* O
t- cn vo
MS
OJ
CL| p^
^s ""a ns
bO ciO tiO
rH
*O 1
(50 f>j S CD
o d o fl
h fn N
O O CO 0
Cj-i Ci_j fV( fc3
CO CO CO CO
0 O -rl Pi
=H CH o ft
0
co
o
OJ
in
T—
O
^o
o
r^
frtj
^-
0
r-
^ —
O
^J.
CO
^a
W)
^>
pf
•rl
CO
CD
•rl
§
ta
246
-------
W wyniku oczyszczania utlenialnosc" sciekow zmniejszyla
sig o 77,8$, BZTc o 86,1$, azot amonowy o 33,0$ i fosforany
o 37,1$ /tablica 1/. W badaniach laboratory jnyoh odplyw
z oczyszozalni, koagulowany wapnem lub siarozanem glinowym,
byi po sedymentao ji filtrowany przez zloza z piasku oraz w§-
gla aktywnego. Przy koagulaoji wapnem stosowano rekarboniza-
dwutlenkiem w§gla przed filtraoj^.
Najlepsze wyniki uzyskano przy koagulaoji siarozanem
glinowym dawka. 1000 g/m3 Alj/SO^ . 18 HgO, przy kt6re j baiv
w§ obnizono z 120 do 20 g/m Pt, utlenialnosd z 40 do 9 g/m
02, BZTc ze HO do 8,8 g/nr 02 i calkowicie usuni^to mftnosd
/tablica 3/.
Tablica 3
Wyniki koagulaoji soiekow biologicznie oozyszczonych
siarozanem glinowym /dawka 1000 g/nr Alg/SO./., . 18 Hp
Oznaczenie
soieki biolo-
gicznie oczy-
szczone
scieki po
koagulacji
scieki po
filtracji
scieki po
sorpoji na
w§glu aktyw-
nym
Barwa
g/m3Pt
120
30
20
20
Mftnosc
g/m3Si02
50
0
0
0
PH
8,6
6,2
6,2
6,7
BZTc
J
g/m302
140,0
9,6
-
8,8
Utlenialnosd
g/m302
40,0
16,2
17,0
9,0
pro-
oent
_
60
57
77
Koagulaoja wapnem dawkami do 1600 g/m CaO obnizala bar-
~> •}
w§ wody do 10 g/m Pt, utlenialnosd do 13 g/nr Og . pH wody
247
-------
03
O
•1-t
o
0!
CO)
cd
o
O
ID
O r"»
•p
03
CO
O
O
o as
I* •«
i
•o
o
Pi
H
0]
'fl
IS]
3
1 4J
0 fl
M
O
rt
-p
a"
m
j^
CO
PQ
c
•r
CM
O
w
f*\
B
bO
s
r^
a
"-s.
bO
l>
4
Pi
CD
IS)
O
(
(
0
1
ta
c
>
1 t- in r- f-
o
^
o
0
0
in
CM
in
^o
CM
VS
OD"
o
ir.
O
CM
T—
1 CD
0 Pi
•H CO O
,0-H «
Pi 0
•rt N N
Łt O (0
O -H ft 8 ft
ft o ftpi K a
aj o 4->a>gs 4->q>t>^
•r4 r" I *r4 ^Q G] &3 O 05 ^ ^
Ł$ ?3 ŁŁ fn *H 6 M ^ J^ JH O
CD SO Q> CO 'I") -P -M CO -P -*-* rH
•HC3 -H,lc!0 r-lr-ICO Hi-lbO
O O O CD CO -H i-l -H -H -H 0»
-IOM -W^S en^Hft =H«H*
248
-------
po koagulaoji wapnem wynosilo 8,3,
twardosd 4,1 val/m3 /tablioa 4/.
zasadowosd 4 val/m ,
Najlepsze efekty usuwania zanieczyszczeri w badaniaoh la-
boratoryjnyoh uzyskano przez jednoczesne zastosowanie proce-
sow koagulaoji i sorpoji na pylistym w§glu aktywnym "Carbo-
pol" Z-4. Jednoozesna koagulaoja optymaln^ dawkq 1000 g/m
Alg/SO,/^ . 18 HgO i 800 g/m3 w§gla pylistego pozwolila na
obnizenie utlenialnosci ^ciekdw z 50 do 4,8 g/m 0? oraz
oalkowite usunifoie barwy i m§tnosoi /tablioa 5/. Zastosowa-
nie dawki 800 g/m CaO i dawki 400 g/m3 wfgla pylistego spo-
wodowalo obnizenie barwy z 50 do 3 g/m Pt, utlenialnosd
z 24,4 do 5,6 g/m3 0- i oalkowite usuni§cie mgtnosci /tabli-
ca 6/.
Tablioa 5
Wyniki Jednoozesnej koagulaoji siarozanem glinowym
i sorpcji zanieczyszczen ze sciek6w biologicznie
oczyszczonych
Dawka wfgla
g/m3 "Carbopol" Z-4
soieki biologicznie oczy-
szozone
0
50
100
200
400
800
Barwa
g/m3Pt
100
30
15
10
5
0
0
PH
8,2
5,6
5,4
5,5
5,5
5,6
5,6
Utlenialnosd
g/m302
50,0
16,2
12,2
12,2
7,8
6,0
4,8
pro-
oent
68
76
76
84
88
90
-------
Tablica 6
Wyniki jednoozesnej koagulaoji wapnem oraz sorpoji
zanieczyszczeri ze sciek6w biologicznie oczyszczonych
Dawka wfgla
g/m3
"Carbopol"
Z-4
scieki bio-
logicznie
oczyszozone
0
100
200
400
800
Barwa
g/m3Pt
30
20
10
5
3
3
Me. ti-
nes c
g/m3
50
0
0
0
0
0
PH
8,0
12,4
12,4
12,4
12,4
12,4
Zasado-
wosc
g/nrCaCO-j
230
490
350
340
280
280
Utlenial-
nosc
g/m302
24,4
9,8
7,8
5,6
5,6
5,6
pro-
oent
-
61
72
78
78
78
W badaniaoh w skali ulamkowo-technicznej, soieki biolo-
gicznie oczyszozone koagulowano siarozauem glinowym lub wap-
nem w klarowniku z zawieszonym osadem, a nastfpnie filtrowe-
no przez filtr dwuwarstwowy, piaskowo-antracytowy i piasko-
n -l
wo-w§glowy. Wydajnosd ukladu wynosila 5.10 m /h przy koa-
gulaoji siarozanem glinowym i 1.10" przy koagulaoji wapnem.
Filtracje. prowadzono z pr§dkosoiQ 5 m/h. Badania prowadzono
w dwu seriach. Cykl pracy urz^dzen z jedna. dawkq koagulanta
trwal trzy dni. Wyniki podano jako aredni^ z obu serii po-
miarow.
Optymalna dawka siarczanu glinowego, wynosz^oa 120 g/m3
. .
18
powodowala obnizenie barwy z 50 do 12
g/m3 Ft, utlenialnosoi z 26,5 do 8,7 g/m3 Og, mgtnosci z 30
do 6 g/m SiOp.Azot amonowy usuwany byl w nieznaoznym stop-
niu. Zastosowanie dawki 600 g/m CaO powodowalo obnizenie
Z50
-------
t-
o
o
Ł
o
til
o
1 1
« §
•rl O
O -H
»« 60
O
CD rH
N O
•rl
o a
* §
>> -N
9 O
O CO
•p
o
H
XJ
O
03
•rl
a
CD
r-l
•P
&
r,
CO
^
,
•2*
a
0
g
I
G
P
03 p
S 0
«j c
s s
O.
0 ^B
S
30
S_
Ł)
P\
*
*\
CM
O O ^-D
C— *- r^\
CM CM T-
T- O
' OD *"
CM in
O O in
•>•«««
m O3 i-
CM t— T~
t 1 1
O O 0
CD CD r^
O 0 O
CM T- in
CM T-
O
^-0
^ o
•«t CM
0 W
CO
^. oo
OJ 5-
«! .
1 1 d>
« S tsl
O O O rl
•H a rl -P
bOO a r-l S
O N r-l -rl >,
r-l 0 M «H *
O N O
•H CO O OS
,O >> Pi P|-P
b) CO
•H 0 T4 -H rl
MOM M O
CD CD PJ CD S
•H CO -rlM -H 0
O-rl 0-rl OS
-a> fl -co d xot)
t- P- »-
O in t-
^1- r^ CM
^ O
| •* »,
^ c*-
^- ^0
u> m t*-
•-•»•«
^o in oo
CM T-
1 1 1
O O O
O ^- in
r^ CM
O O O
O O CM
in ^j- r-
0
CM
*~
^ o
o w
CO
>x CO
CM t-
rH
''J •
1 1 CD
8 S N
O CD O rl
•rl rl rl -P
bOO CO rH S
0 8 r-l i-l f>5
r-l O M 'H S
OH O
•H CO O OS
,0 >3 P! P)-P
N CO
•rl O -H -H rl
MO M M cO
•rl CO t-lM -H St
0-rl 0-rl OS
C— O CM
rr, CM in
«- CM »-
CM in
t— r-
r*\ in
O o m
f * t*
^o in c^-
f"X CM t—
1 1 1
o o o
co ^j- f^
o o o
in o cr>
CM r-
o
o
CM
*x O
•* CM
0 M
co
-^ oo
CM ^
«< *
^ ' S
0 CD O rl
•H 0 h -P
noo
rH 0 M > p, p,+>
ca CQ
•H 0 -H -H r4
(D O El CO ft
•H CO -rl M -H Pi
O-rl 0-rl 0 S
-------
•H
rH
n
D
-
-O
n
<*
^
CM
-
<*\ vo m o
C— f\ 00 04
ITv ITv «* in
c\ er> r-
I . » »
Tf o oo
r^\ U> vo
f\ ^j- ir> r"v
03" i-" c-^ CM
f\ CM T- t-
00 t- <7v CO
CJ" -^ d CM
r- T— r- T-
<"\ l~ t- O
* •* » M
•*f t- •* •*
rf CM T- t-
ITi (A C~ O
t— (A CM >^>
^J- r^ W CM
O
o
CM
O
OS
o
soieki biologioz-
nie oozyszozone
scieki po klarow-
niku
Soieki po filtrze
dwuwars twowym
soieki po filtrze
w§glowym
o o o o
00 O -«t CM*
CT\ 00 t- CO
^- •«*• <<\
i . . .
OD oo co
ir> ir> va
O t— vfl fv
in co CO co
"* 1- T- T-
O O ITi O
r^\ t— U> vo
T- T- T- T—
O O O O
«•««•«
o co co co
m t-
o o o o
•t •> M •.
O t- T- •! •!
**O VO Tj- ITv
^O ItN ITS m
o o o
(•..«.
cr\ co ^o
ya ^x> t-
r- in t— \C\
« « M •»
t— CO CO ^O
CM
•* o o o
CM t*\ CM CM
- ... T" f~ *"• f~
O O O ^J-
^ » •* M
O O r^\ <*>
m t-
C5 <*> f^ O
•»*•.»
O (^ r»> •*
in T- »-
o
0
^Ł>
^
o
soiaki biologioz-
nie cDczyszczone
sjoieki; poo klarow-
niku
•ioieki po filtrze
dwuwars twowym
.sfiieki po filtrze
,w§glowym
1
262.
-------
barwy na filtrze antraoytowo-piaskowym z 50 do 13,3 g/m Pt
i do 4,0 g/nr Pt po filtrze w^glowym. Utlenialnosd byla usu-
wana odpowiednio z 27,1 do 8,7 i 6,5 g/nr Og. Twardo^d
k<5w byla znaczna i wynosila 25,7 val/m /tablioa II.
2. WYNIKI BADAtf ODHOWY WODY ZE fSCIEKO'W WALBRZYCHA,
OCZYSZCZOHYCH OSADEM CZYNNYM W MSCHANICZKO-
-BIOLOGICZKEJ OCZYSZCZALNI ^CIEKdW W CIERNIACH
W rozpooz§tyoh w roku 1975 badaniach laboratory jnych
okreslono wplyw koagulacji siarczanem zelazowym, siarozanem
glinowym oraz wapnem na usuwanie zanieozyszczen w Łoiekaoh
oozyszczonyoh osadem czynnym. ^oieki po koagulacji prowadzo-
nej metod^ konwenc jonaln^ sedymentowano przez godzin§, a na-
dekantowano i analizowano.
Optymalna dawka wapna wahala sig w szerokich granicach -
od 200 do 1200 g/m3 CaO. Koagulacja sciekow dawkq 1200 g/m3
CaO pozwolila na obnizenie utlenialnosci z 34 g/nrOg do
18,4 g/m On i calkowite usuni§cie fosforanow i mgtnosci.
Niska utlenialnosd wynoszqoa 14,2 g/m 02 oraz wysokie stg-
zenie foeforan6w w soiekaoh biologioznie oczyszozonyoh wyma-
gaiy dawki 1200 g/m CaO dla obnizenia utlenialnosci do 5,2
g/m Op i fosforanow do 0,2 g/m P0.~ . Przy niskim st§zeniu
utlenialnosci i fosforancSw wymagana dawka nie przekraozala
200 g/m CaO. ^redni i ekstremalny sklad sciekow oozyszczo-
nyoh koagulowanych optymalnymi dawkami wapna podano w tabli-
oy 8.
Zastosowanie srodk6w wspomagaj^oyob "Rokrysolu" WF-1
/polielektrolit niejonowy/, "Rokrysolu" WF-2 /anionowy/
i "Rokrysolu" WF-3 /kationowy/ nieznaoznie tylko poprawilo
efekty usuwania zanieczyszczen, wspomagaj^o jedynie proces
flokulacji. Wszystkie pr6by koagulowane z dodatkiem srodkdw
wspomagaj'^cyoh mialy lekk^ opalesoenoj§.
253
-------
00
CO
o
o
H
O
S
n
&
o
o
•H
O
X/l
•rl
1!)
O 0)
•rl Cj
000
O CJ
iH 0
O til
•rl W
•H 0
rW O
•rl
o
"CO
•rl
jj
0)
o
•9
V
•rl
d
»
oo
0
CM
CO*
A
a
S
co
o
•1
CO
0
in
O
co"
*"
o
o
^)-
f\
o
CO
T~
CM
O
a
00
o
rH
0)
•rl
Ł3
o>
rH
"5
O
O
r^t
^->
M
O
0
o
a
in
CM
o
CM
A
in
^_
cr<
cT
pi|
a
00
t>>
a
03
o
*l_l
0}
o
o
o
Tj-
0
o
•t
in
CVJ
o
o
•k
O
O
in
f\
O
O
•k
o
in
O
o
•t
co
4j
Qi
a
00
03
^
c
C0
•°
o
0
o
o
o
o*
o
o
o"
o
00*
V"
8
o
o
o
in
a
00
^o
*01
o
d
HJ
a*
-------
Rekarbonizacje sciekdw koagulowanyoh wapnem prowadzono
dwutlenkiem wggla w nastgpuja.cych wariantaoh:
a/ dwutlenek w§gla wprowadzano do sciekdw koagulowanych wap-
nem po trzeoh minutaoh szybkiego mieszania; nastfpnie
po osia,gni@oiu odczynu pH 8,3 scieki wolno mieszano przez
20 minut, sedymentowano przez godzinf i dekantowano;
b/ proces rekarbonizaoji prowadzono jednoczesnie z dawkowa-
niem wapna, utrzymuj^c stale pH 9;
c/ soieki po koagulacji i zdekantowaniu byly rekarbonizowa-
ne, sedymentowane, a nastgpnie powt<5rnie dekantowane;
d/ do pr6by sciek6w po koagulaoji i dekantaoji dodawano 15
g/rar "Rokrysolu" WF-1, a nast§pnie rekarbonizowano i se-
dymentowano tak jak w pr6bie o.
Najlepsze efekty usuwania twardosoi i zasadowosci uzy-
skano przez rekarbonizacjg soiekdw skoagulowanyob 1 zdekan-
towanych. Twardosd soiek<5w po rekarbonizaoji byla nizsza od
twardosci sciekow biologicznie oozyszozonych. Stwierdzono
podwyzszenie utlenialnosoi we wszystkioh pr6baob soiekdw re-
karbonizowanyoh. Stfzenie fosforanow obnizylo si§ jedynie
w pr6bie rekarbonizowanej wedlug wariantu o. Na skutek wy-
tr^oania si§ drobnokrystalicznego osadu wggla wapniowego
mgtnos<5 soiekdw byla we wszystkioh prdbach wyzsza od mgtno3-
oi w prdbie koagulowanej /tablioa 9/.
Koagulacja siarozanem glinowym dawka. 400 g/m Alo/SO^,/^.
. 18 H20 przy roznym odozynie od pH 5,9 do pH 7,8 powodowala
zmniejszenie utlenialnosoi z 16,0 do 7 g/m 02« Najlepsze
wyniki uzyskano przy odczynie 6,3 - 7,0. Fosforany byly usu-
wane w 97$, a stopien usuwania nie zalezal od odozynu dcie-
k6w. Mgtnosd byla usuwana calkowicie. Stgzenie pozostalego
glinu wahalo si§ od 0,5 do 0,65 g/nr Al.
-------
03
O
to
•H
O
O
CO
(9 A
•rt O
,0 O
S3 O
^ H
4) (0
h >>
H
•H O
a -a
GO N
o
•I-l
f>
p
o
m
^
bO
arwa
•°
o
o
o
o
o
0
CM
o
in
T—
o
o
o
o
g|
*^^
bfl
XJ
vn
o
a
co
CT.
in
O
in
cr>
^
"
cr»
o
^
v^O
T-
,—
f^
g
*s^
bO
^
te
O
a
Q
CO
o
03
O
8
CM
O
§
0
0
m
CM
0
§
CM
o
o
o
in
*~
o
o
in
T~
O
0
m
o
e
bo
*O
'o
^
o
•§
(0
01
Ii3
0
in
o-i
*~
O
o
CTi
r-
O
in
in
CM
O
0
^
o
o
o
CM
o
in
CM
O
o
03
o
Ł3
^^
oo
«0
X(Q
o
•c*
03
•**
-------
Optymalna dawka siarozanu glinowego wynosila 400 g/m
Alg/SO^Aj . 18 H20 pozwalaja.c na usuniecie utlenialnosci od
37 do 72$ ŁosŁoran6w powyzej 98$, barwy od 38-49$ oraz oal-
kowite usuniecie mftnosoi. Ł>rednie stgzenie glinu w pr6bach
koagulowanych dawka. optymalna. wynosilo 0,65 g/m Al. Zasto-
sowanie polielektrolitow "Rokrysolu" WF-1, WF-2 i WF-3 oraa
Gigtaru z dawk^ 100 g/nr Alg/SO.A . 18 HpO nie poprawilo
efektdw usuwania zanieczyszoaen, zas stgzenie glinu nie-
znaoznie wzrastalo.
Koagulacja dawk^ 100 g/m Fe^/SO./., . 9 HgO przy odczy-
nie od pH 2,9 do 7,4- powoduje obnizenie utlenialnosci o 44
do 55$ i fosforandw od 94^ do 98$ tj, od 0,2 do 0,3 g/m3
PO. . Hajnizsze stfzenie zeleza uzyskuje si§ przy odozynie
wyzszym od pH 7,4. Koagulacja optymaln% dawk% siarczanu ze-
lazowego, ktora wynosila 200 g/m3 Fe2/SO./3 . 9 HoO, umozli-
wila obnizenie utlenialnosci od 42 do 78% fosforanow powyzej
98$ oraz calkowite usuni§cie m§tnosoi. Stgzenie zelaza
w probaoh nie przekraozalo 0,89 g/m Fe /tablioa 10/. Zasto-
sowanie polielektrolitow "Rokrysolu" WF-1, WF-2, V/F-3
i "Gigtar" powodowalo nieznaczne poprawienie stopnia usuwa-
nia utlenialnosci. Pomocny w zwi^kszeniu stopnia usuwania
fosforanu oraz zmniejszaniu st^zenia zelaza w probach okazal
sie jedynie polielektrolit kationowy "Rokrysol" WF-3 w
zeniu od 10 - 40 g/m3.
3. WNIOSKI
Koagulacja soiekdw oczyszozonych na zlozach spiukiwanych
wymagala wysokich dawek koagulantow oraz wysokich dawek py-
listego wggla aktywnego, co bylo spowodowane duz^ zawartoa-
ci^ organioznyoh zwi^zk6w rozpuszozonych, nie rozlozonych na
drodze biologicznej. Stosunek utlenialnosci do BZTc sciekow
oczyszczonyoh w ozasie badan wynosii okolo 0,73. Zastosowa-
257
-------
CO
o
•s
ft
o
0) O
^ ta
ti co
o H
O CO
•«
CO
•H g
* i
O CO
•H «
00 O
O h
rH (U
O -rl
•H CO
•o a
X ^
O O
C- CT\
O O
a\ co
VO .*
0 O
CM T-
c*~ ^o
o o
f- CM
C- 03
0 0
CO U3
vO •«*•
0 0
CO r*>
f- C—
o o
c\ CM
oo <""\
CM
O O
CM CM
e~ •<*•
CM
0
^a
PH
utlenialnosd
o
o
o
0
o
0
s
o
VO
o
o
s
o
o
CM
o
^
0
in
CM
00
f osf orany
o
o
CM
8
CO
8
in
8
in
8
VO
CM
8
in
0
O
t--
CM
O
o
>*\
o
o
Ł
00
I
CO
ft
o
o
o
o
o
o
o
o
0
o
o
0
o
o
o
8
o
o
0
CO
CM
8
o
o
o
o
CM
00
mgtnosd
in
O
QO
"-
ir\
O
O
,
l
l
VO
O
O
o
o
o
o
o
^
g
00
1
1
1
o
in
o
cr>
00
0
Ł
o
CM
O
01
CO
0
o
CM
o
CO
00
o
ta
CO
cH
CO
250
-------
nie klarownika z zawieszonym osadem pozwolilo na zwigkszenie
powierzchni kontaktu sciekdw z wytra.conym koagulantem i uzy-
skanie dobrych efektdw usuwania zanieczyszczeri przy dawkech
koagulantdw nizszyoh niz przy koagulacji konwencjonalnej.
Uzyta do koagulacji sciekdw oozyszozonych osadem czynnym
optymalna dawka wapna wahala sig od 200 do 1200 g/m CaO.
W Iciekach o wysokiej utlenialnosci lub wysokim stfzeniu
fosforandw wymagana dawka doohodzlia do 1200 g/nr CaO. Za-
stosowanie wyzszycb dawek wapna pozwolilo na calkowite usu-
nigoie fosforandw, jednakze utlenialnosd sciekow byla wzglf-
dnie wysoka. Wysokie dawki wapna powodowaly znaczny wzrost
twardosci i zasadowosci sciekdw.
Rekarbonizacja pozwalala na obnizenie twardosoi, zasado-
wosci i odozynu sciekdw. Wzrost m§tnosoi byl spowodowany wy~
trqoaniem sif drobnokrystalicznego wgglanu wapniowego, Koe-
gulaoja drobnokrystalicznego w^glanu wapniowego swiezo wy-
tr^oonym podozas koagulacji osadem pogarsza efekty usuwania
zanieozyszczen. Jednoczesna koagulaoja i rekarbonizacja nie
poprawia efektow usuwania zanieczyszczen.
Zmiany odozynu sciekow od pH 5,5 do 7,8 podczas koagula-
cji siarczanem glinowym i od 2,9 do 7,4 podczas koagulacji
siarozanem Łelazowym nie miaiy wyrafnego wplywu na efekty
usuwania zanieczyszczen z wyja.tkiem barwy. ^wiadczy to
o duzym wplywie procesu flokulacji na efekty usuwania zanie-
czyszczen.
3 —3
Obnizenie stgzenia fosforandw ponizej 0,2 g/m PO^ wy-
magaio stosowania okolo czterokrotnego nadmiaru jondw glino-
wyoh lub zelazowyoh w stosunku do pocz^tkowego st^zenia fos-
forandw. Stosowanie do koagulaoji siarczanu zelazowego
i siarczanu glinowego powoduje wzrost stfzenia cial rozpusz-
ozonyoh, spowodowany wzrostem stgzenia siaruzandw oraz sub-
stancji dodawanych do korekty odozynu.
259
-------
BIBLIOGRAFIA
1. Szczegielniak Cz., Woloszyn J.: Stan aktualny, potrzeby
i ooena mozliwosoi wyrdwnania odplywu powierzchniowego na
Dolnym S"la,sku za pomooa. zbiornikow retencyjnych. Materia-
ly sesji naukowej PAN, V/roolaw 1974
2. Ministerstwo Holniotwa: Prognoza rozwoju gospodarki wod-
nej do 1990 r. Warszawa 1972
3. Budaszewski J.: Konstrukcje i inwestyoje. Warszawa 1963
4. Cayton A.: Die Trinkwassergewinnung aus gereinigtem Ab-
wasser in Windkoeck. "Wasserwirtsohaft", 1973, nr 2
5. Gomes M. : Reuse in Monterrey, Mexico "JWPCF", 1968, nr 3
6. Porges R. : Water Pollution and the Potable Water Dillemma
"JWPCF", 1967, nr 10
7. Bilyk A., Kowal A., ^Kowalski T.: Technologia uzdatniania
oczyszczonyoh sciekow miejskich dla zaopatrzenia w wod|
huty szkia. Walbrzyoh. Report nr 81. Instytut Inzynierii
Ochrony ^rodowiska, Politechnika Wroolawska 1974 r.
2.60
-------
WTORNE WYKORZYSTANIE WOD
W STANACH ZJEDNOCZONYCH
Carl A. Brunner
Komunalne Laboratorium Badawcze Łrodowiska
Cincinnati, Ohio - Stany Zjednoczone
STRESZCZENIE
Scieki sa. wtornie wykorzystywane w Stanach Zjednoczo-
nych AP do nawodnieri w rolnictwie, jako wody przemysiowe
oraz do celdw rekreacji. W 1971 r. wykorzystywano wtdrnie
4,9'10° m3 sciek6w, z czego okoio 58$ do nawodnien w rol-
nictwie, natomiast reszta byla wykorzystana do chiodzenia
w przemysle,
WASTBWATER REUSE PRACTICE IN THE U.S.
ABSTRACT
Reuse of wastewater in the U.S. is presently being
practiced for agricultural, industrial, and recreational
purposes. There is one example of non-potable domestic
reuse, but at this time no examples of potable domestic
reuse. As of 1971 the volume of water reused was 133 bil-
lion gallons per year. Nearly 58?» of this volume was used
for irrigation. Most of the remainder was used for cooling
water.
ffSTEF
Wtorne wykorzystanie wiasciwie oczyszczonych sciekdw
miejskich bedzie istotnym elementem przyszlosciowej gospo-
darki zasobami wodnymi. Najwigkszy brak wody odczuwa
26\
-------
w stepowych rejonach standw poludniowo-zachodnich, jednak-
ze obecnie nawet zasobne na ogdi w wod$ rejony wschodnie
zaczynaja, odczuwad jej niedobdr. Fob<5r wdd podziemnych
przelcracza tu bowiem zdolnosc odnowy naturalnych frddel
wody.
W rejonach, w ktdrych zaopatrzenie w wod§ opiera sie
na wodach podziemnych, jak np. w Poiudniowej Kalifornii
i na Long Island, uzyskanie w
-------
1. NAWADNIANIB W ROLNICTWIB
8 3
Wedlug danych EPA, z 4,8-10 nr sciekdw wt<5rnie wyko-
rzystywanych w roku 1971* - 2,85 • 10 m wykorzystano do
nawodnienia w rolQictwie. W tym czasie 337 oczyszczalni
/z czego 205 maiych/ oddawaio oczyszczone 6cieki na cele
rolnicze. Przed rolniczym wykorzystaniem scieki byiy
oczyszczone jedno- lub dwu-, a nawet trzystopniowo. W ta-
blicy 1 podano liczbowe dane o stopniach oczyszczania,
Tablica 1
Oczyszczanie 6ciek6w komuaalnych w celu ich wtdrnego
wykorzystania do nawodnienia gleb uprawnych
Uprawy
pezenica
zyto
warzywa
owoce
baweina
l^ki
pastwiska
trawniki
Liczba
oczysz-
czalni*
17
11
6
12
26
51
37
47
Stosowany system oczyszczania
/w procentach/
wet epne
mecha-
niczne
23
36
14
18
29
24
20
9
biolo-
giczne
77
64
86
82
71
73
71
70
trzeci
a topi en
0
0
0
0
0
3
9
21
Oczyszczalnie sciek6w, ktore dostarczaj^ scieki do na-
wadniania wiecej niz jednego rodzaju uprawy
Schmidt C.J., Clements E.V.: Demonstrated Technology and
Research Needs for Reuse of Municipal Wastewater EPA
670/2-EPA
S63
-------
W ocenie ekonomiki wt<5raego wykorzystania 6ciek6w istot-
nym czynnikiem jest odlegios'd odbiorcy scieicdw od oczysz-
czalni. W przypadku nawodnien s'ciekami, 2C# uzytkownikdw
/wediug danych z 1971 r./ miesciio sie. w sa_siedztwie oczysz-
czalni s'ciekdw, a tylko 6$ byio poiozonych dalej nii 7 km
od oczyszczalni.
Nawodnienie sciekami w rolnictwie jest uwazane za je-
den ze sposobdw odprowadzania sciekdw i tylko niewiele
oczyszczalni pobiera opiaty za swoje acieki, oplaty z re-
guiy nizsze od kosztdw oczyezczania. Kazda jednak opiata
jest korzystna dla gminy, jezeli oczywiscie scieki nie
musz^ bye oczyszczane w wyzszym stopaiu z powodu ich rol-
niczego wykorzystania.
2. WT6RKE WYKORZYSTAMIK §CIBK6W NA CBLB PRZBMYSLOWE
Dane Agencji Ochrony Srodowiska wykazuj^, ze ilosc
^ciek<5w wtdrnie wykorzystywanych w przemysle wyniosia
Q *5
1,98»10 m /rok, co stanowilo 409i ogolnej ilosci sciekdw
wtdrnie wykorzystywanych. Z tej ilosci jeden tylko za-
klad przemysiowy /'Bethlehem Steel" w Baltimore/ zuzyi
O *3
1,63*10 m /rok. Ogdiem 15 oczyszczalni sciekdw przygoto-
wywalo wody do zaopatrzenia przemyslu. W budowie jest za-
klad odnowy wody w Contra Costa w Kalifornii.
Dominuje wykorzystanie w6d do celdw chlodniczych, sta-
nowi^c az 985i, przy czym 12 spoSrdd 15 zakiaddw przygoto-
wywalo scieki do tych celow. Stopien oczyezczania sciekdw
zalezy tu od rodzaju obiegu chlodniczego. W otwartym obie-
gu jako minimum wymaga si§ peinego biologicznego ich
oczyszczania. W tablicy 2 podano rodzaje oczyszczania wy-
maganego w odniesieniu do uklad6w zamknietych w pigciu za-
kiadach.
-------
JN
0)
o
•s
Jd
•H
« d
•H »
rt o
3 J4
6) 4*
0 !>,
N-N
•H'&O
SON
3 N h O
iM "V
•d a i
o -d CD
"S -H >>
•d M S d
(0 B cfl-rl
rd ^v t) 0>
IT\
^
CO
Jd
•H
d
5
o
Jd
•p
fe«*
•N
ns
i
•d
CO
Ł3 -
•H
0 CO
•tq Jd
y^ *r?
t>>0 N
NJd O
h ^
pi •» O
3J4
0) h
•H 0 >»
oJ ,d O
& O 4*
S ^
O M *H
rH (0 ,3
Xi-H d
0 B-H
O
CM
OJ
^
O
«t
"n*
s
1
n
a .
o
^)
^9
4-i
0
of
y i
^A
ID •.
w
-p.
V
•H O
d-p
3-M-rl
S CD t-i
O tl N
h O O
O Jd Ł4
rH O
XI -Jd
0 01
« Pih
d co o
0 S
g .,«{ m
© QjJ
K^
w
Pi
CO
Sa
ss
O CO
Jd-rj
S-H
B OJ N
» d o
d f4
Pi N O
0) Jd
« d t?
•H CO 0
CO O -H
ccf O *H
J4 »H JH
^•35
8
T™
^
O
CO
cd
X
CD
O
•rt •
H (0
^Q (—1
Ł$ r*1
(5-H
81
CD -3
•P
CO -
•P Pi
3 a
o o
wo
i
o
Ł4
o
-Jd
a
o> >*
•H-P
a-H
•dp
C0«rl
Q
N-rl
CD •
dS
(0
s os
S.P
O CD
r-i h-rl
"oJdT?
O
f\
T~
O
o
m
(0
X
E-l
•k
g
-p
d
°
4)
M fH
• 0
a Jd
CD 4»
d *H
|^l Q
CO b)
FH r*4
•P -rl
O
O
f\
t~*
?
O
•
0
o
CD
•P
0
3 co
•d ca
0 X
fl&i
o -
CO CO
GO (Q
f\j 01
CD
t~*\ *rf
MO
-------
CO
o
co a
&l O
ID
•""3
0>
J4-P
O
O
-co cd
•a
at o
co o
N-M
o a)
N
CD
>»«
N-H
O O
O >>
•H
O 3
M
« A
* O
O-H
X
•P CO
co d
•° -
o a
•d >>
o
S nr
XJ-rs
a cd
CD i-l
•P CO
D Ł
d d
•N Q,
VQ O
"IS
S
I
Ł*"
tt
0
S
>ta
o
CO
ITs <^
^*^O
co bpcd
S Bo
-p
•rl
ccfcvcJ
•H tQ^s
* 0 M
tii fn a
o
bO
CD
S cd
O-H
•P CO
CO IS)
*tf O
O H
>
CD H
O O
O O
O
Ł
•H O
d co
0>rM 8
•H -P -P
d o cd
•H
0 S
1
CS
CNl
CM
1
O
3
,
•H ID O
• -PJ3
O >5 O
o o cd
ctfcO-M
h fc-H
bOd d-rt
co a> d
CO -H CD
d v a N
•N >»h
a o S-P
«iM 0)
d H CO.H
PI d s
ON O
Ł ID it d o
-H P. CO
§ cd oxj
ctfO «*;*,
f-t OS «r4 %
•p h a o
m -p ca d
in
^
A
«
o «
og>
f-l-rt
d cs ti
(D O Pi
rH-H CO CD
T! S o
•H *ro*rH ^>
N o a s
cd N o
co u d
1-4 CD *O
a *H 5
0> =M O J3
d -P o
P. - f>iCfl
co cd o Jx!
^ TD C3 >rf
o h d «>
a) cd +> d-H
•H H d « d
§-H CO-H 0)
d B N
O O » ?>a It
p ^ O 4>
-P cd
o
CM
1
o
Ok
*
0
d
o
•H
cd
J^
•H
•H
d
e
•ŁŁ
>»5
c?
• 3
^
T,^
8
CM
^
•rj
o
r-
o
1
O 1
-W -P
- (D CO
•* fld Q) *fe3 1^
O t9 *H O VI
§C9 fM 3
•C5 N
(0 O
t9 O i9^ t9 bO
.a co u>
cd CO 3 h *
d d oo
O ft: O
a o -pxd
CDX3 Cd-H O
d h "^d -M
p,S o o
cO-5 cd-H cd
* 0 N dr-t
eg •<-! I
-rt« CD-P 0)
O CO d O N-H
CO'-P-H-H CO d
f-, Jd S+> 9) 4)
•p <1> 4> Cd >H *H
OH^J^dd
8
lf\
T"
IP
0
h > o
CD t) O
co co *o
CD 3
S OH)
Xj-rl Cfl
•P H • CO
3X> • X
O 3 O
-------
Trzy zakiady przemyslowe, ktore wykorzystuja, oczysz-
czone scieki do uzupeiniania obiegu wod kotlowych, stosuja.
dodatkowe oczyszczanie, jak to wynika z tabl.3.
Rowniez trzy zakiady, ktdre wykorzystywaiy scieki jako
wody produkcyjne /zaklady gornicze i stalownie/, nie mialy
wysokich wymagaii w odniesieniu do jakosci wody. We wszyst-
kich przypadkach wtdrnego wykorzystania sciek6w w prze-
mysle byto to ekonomicznie uzasadnione. Fodobnie jak
w przypadku nawodnien, tu opiaty za wykorzystywane scieki
byiy znacznie nizsze od kosztow oczyszczania ponoazonego
przez grainy. Najwyzsza oplata wynosila 3,8 centow za m .
We nszystkich jednak pi§tnastu przypadkach stopien
oczyszczania byl uzalezniony od wymagari odbiornika scie-
k6w, a nie uzytkownika. Dodatkowe oczyszczanie obci^zalo
wyl^cznie uzytkownika: kosztowalo ono od 2,7 cent6w za m
w przypadku w6d chiodniczych do 14,9 centow za m w odnie-
sieniu do w6d dla celdw kotiowych /w jednym przypadku do
20,2 centa za m /.
3. WT6RKE WYKORZYSTANIE §CIBK6w NA CEliS REKRBACJI
Wiasciwie oczyszczone scieki miejskie wykorzystano do
zasilania zbiornikow wodnych przeznaczonych na cele re-
kreacyjne w trzech miejscowosciach w Kalifornii. Naj-
starsze z jezior znajduje si§ w Santee, innym jest Indian
Creek Reservoir, zasilany wodami uzyskanymi z oczyszczalni
sciekow w Tahoe. Trzeci zbiornik znajduje sig w Lancaster
/kraina Los Angeles/.
W celu wtdrnego wykorzystania sciekow zwykle konwen-
cjonalne metody oczyszczania nie spelniajq wymagan pod
wzgledem jakosci oczyszczonych sciekow. BZT odpiywu powin-
no bye na tyle niskie, aby nie obnizylo rozpuszczonego
tlenu ponizej poziomu doprowadzonego, zawartosc zwi^zkow
-------
nawozowych powinna bye nizsza od stezenia wywoluja,cego
rozw6j glonow, odpiyw nie powinien zawierac azotu amonowe-
go i bakterii chorobotwdrczych, a ilosc zwia.zk6w toksycz-
nych powinna bye niska.
W Santee niezbe.dna. jakosc odpiywu uzyskuje sif przez
dodatkowe wia,czenie do schemata oczyszczania sciekdw po
procesie osadu czynnego lagun, a nastepnie filtracji przez
naturalne zioze zwirowe i chlorowanie. Schemat technolo-
gic any zakiadu odnowy wody w Tahoe obejmuje proces osadu
czynnego, prooes dwustopniowej koagulacji wapnem, odp^dza-
nie azotu anonowego, filtracje, sorpcjg na w?glu aktywnym
i chlorowanie. W Lancaster ukiad oczyszczania obejmuje
stawy utleniaj^ce, koagulacj? siarczanem glinowym, filtra-
cjg i chlorowanie. Niektore z wazniejszych wskaznikow cha-
rakteryzuj^cych eklad odpiywu podano w tablicy 4.
Tablica 4
Jakosciowy sklad dciekow doplywaj^cych z oczyszczalni
zasileja_cych jeziora przeznaczone na cele rekreacyjne
Wskaznik
m^tnosc /JTU/*
azot amonowy mg/dm N
azot azotanowy mg/dm N
BZTc mg/dm 02
fosfor og6lny mg/dm P
wskaznik Coli, MHJ/100 ml
Zakiad
w
Santee
5
0,4
1,0
3,5
3,6
2
Zakiad
w
Tahoe
0,3 - 0,5
23 - 35
0,1 - 0,9
0,7 - 3,2
0,2 - 0,4
2
Zakiad
w
Lancaster
1,5
1.0
1,9
0,4
0,29
2,2
JTU - Jackson Turbidity Unit
Koszt oczyszczania sciekow w tych zakladach jest bar-
dzo zrdznicowany. Najnizazy koszt osiqgna.1 zakiad w Lan-
-------
caster /4 centy na m /, natomiast w Santee koszt oczysz-
czania wynosii 12,5 cents na m , aw Tahoe - az 23,8 centa
na m . We wszystkich tych przypadlcach woda z Jezior jest
wykorzystywana rowniez do nawodnieri.
4. WTOHHB WYKORZYSTANIE §CIEK6W NA CELB GOSPODARSTW
DOMOWYCH
Mozliwosc wtdrnego wykorzystania oozyszozonych 6ciek6w
do zaopatrzenia ludnosci niesie szereg potencjalnych ko-
rzysoi, z kt6rych zasadnicz^ jest wykorzystanie jednej
sieci rozdzielczej. Koniecznosc stosowania drugiej sieci
ograniczaiaby niew^tpliwie mozliwosci wykorzystywania w6d
uzyskanych z odnowy.
W Stanach Zjednoczonyoh AP nie opracowano jeszoze sys-
terau wtdrnego wykorzystania sciekdw do celow komunalnyoh,
chociaz istniejq techniczne mozliwosci uzyskania oczysz-
czonych sciek6w o bardzo wysokim standardzie jakosci. Brak
jednak jednoznacznych norm okreslaj^cych kryteria oceny
mozliwosci wykorzystania wod po odnowie do cel6w komunal-
nych. Obecne przepisy okreslajqce skiad w6d do picia nie
raog^ bye uznane za wystarczaja.ee do oceny stopnia czys-
tosci wod odnowionych. Zasadniczy problem stanowi obecnosc
w tych wodach mikrozanieczyszczen i organizmdw chorobo-
tw6rczych, giownie wirusow. Uczyniono jednak znaczne po-
st §py w zakresie ulepszania techniki analitycznych metod
wykrywania mikrozanieczyszczen oraz wirus6w, co pozwala na
pewna, ocen§ skiadu wody, wymaganq przez organa ochrony
zdrowia publicznego.
Wiele osrodk6w miejskich o niedoborze wody wyraza za-
interesowanie wykorzystaniem w6d odnowionych do zaopatrze-
nia ludnosci. W Denver /Colorado/ podjfto decyzje. o budo-
wie pilotowego zakladu odnowy wod o wydajnosci 3700 m /d,
ktory b§dzie ukonczony w 1980 r. W przypadku pozytywnych
269
-------
wynikdw planuje sie. wdrozenie systemu wtdrnego wykorzysta-
nia sciekdw oozyszczonych jako wody komunalnej w zakladzie
odnowy wody w 1990 r.
Obecnie znany jest jeden w swiecie przypadek wtdrnego
wykorzystania sciekdw do zaopatrywania ludnosci w wod§ -
w miescie Windhoek w Potudniowej Afryce. Istnieja,cy tarn
zakiad odnowy jest eksploatowany od pieciu lat, przy czym
nie stwierdzono zadnego ujemnego jego wplywu na zdrowie
ludno^ci.
Publiczna Sluzba Zdrowia Stan6w Zjednoczonych AF uwaza
Jednak, iz nalezy miec znacznie wi^cej informacji o jakos-
ci wody i pevmoaci systemu, aby mozna bylo podj^c decyzj?
o dopuezczeniu wtdrnego wykorzystania aciekow do zaopatry-
wania ludnosci w wod§.
Czynnikiem, kt<5ry decyduje o wtdrnym wykorzystaniu
sciekdw jest ekonomika. Jezeli koszty renowacji wody ze
sciek<5w eq tansze od kosztdw uj^cia wdd z innycb zr<5del,
zainteresowanie procesami odnowy wody oczywiscie rosnie.
Obecnie jednak nawet w rejonach ubogich w zasoby wodne
sa. jeszcze zrodia wody konkurencyjne w porownaniu z kosz-
tem procesdw odnowy wody. Dostawa wody rozlegiymi systema-
mi ruroci^gdw jest czesto tansza od kosztdw procesdw odno-
wy. Jednak w rejonach o niskich opadach, w ktdrych dominu-
j^ ujecia wdd podziemnych, wtdrne wykorzystanie sciekdw
budzi wieksze zainteresowanie. Rdwniez lokalizacja i geo-
graficzne polozenie rejondw mogq zachecac do rozwazania
mozliwosci wtdrnego wykorzystania sciekdw, jak to sie.
dzieje np. w Denver i niektdrych miastach o wilgotnym kli-
macie, poiozonych we wschodnich czgaciach Standw Zjedno-
czonych AF.
270
-------
STRESZCZBKIE CALOSCI MATERIAL6W
z Polsko-Amerykanskiego Sympozjuoi na temat oczyszczania
sciek6w i usuwania osadow sciekowych
Oczyszczanie sciek6* /zarowno komunalnych, jak i przemy-
slowych/ oraz ueuwanie Osaddw sciekowych sa. waznymi tech-
nicznymi i gospodarczymi problemami w Polsce i w Stanach
Zjednoczonych. Dwudziestu pieciu uczestnikdw Sympozjum, re-
prezentuj^cych rzqdy, uniwersytety i przemysi swoich krajow,
wzigio udzial w ezczegdlowych i pozytecznych dyekuejach nad
dotycz^cymi tych waznych temat6w zagadnieniami teohnioznymi.
Sympozjum wywarlo znaczny wplyw na wepolne polsko-amery-
kanskie zamierzenia badawcze przez zainepirowanie nowych
projekt6w, co zapewni pozyteczniejsze wykorzyatanie wynikdw
badan. Zgodnie stwierdzoao, ze do oczyszczania sciek6w komu-
nalnych i przemyelowych konieczne jest iqczne stoeowanie
technologii oczyszczania biologicznego i fizyko-chemicznego.
Biodegradacja i toksycznosc skiadnikow organ!cznych w scie-
kach pociqga za sob^ koniecznosc cia^lych badan w omawianej
dziedzinie. W celu zredukowania odpiyvm sciek6w nalezy wpro-
wadzic ich przemyslowe oczyszczanie w trakcie produkcji.
Wiecej badan nalezy poswi§cic zawracaniu Łciekdw do obiegu
produkcyjnego w zakladach i powtdrnemu ich wykorzystaniu.
Sposr6d rdznych procesdw przerdbki odpaddw zostaiy zademon-
strowane niekt6re rozwiqzania /jak np. odwrotna osmoza, czy-
li hiperfiltracja/ w celu ustalenia kosztu efektywnego od-
zysku chemikalidw, powtornego wykorzystania wody i ztoniej-
szenia zapotrzebowania energii.
Wraz ze wzrostem potrzeb przetnysiu w obu krajach nalezy
rozwazyc celowosc stosowania system6w zamkniftych obiegow
bez sciek6w i z niskim poziomem wody w technologii procesu
274
-------
produkcji. Przedraiotem wzrastaj^cego zainteresowania jest
woda odnowiona dla celdw rolniczych, przemyslowych, rekrea-
cyjnych i do picia. Powto"rnie wykorzystana woda zmniejsza
Jej zapotrzebowanie i daje mozliwo^c rozwijania systemdw wo-
dociqgowych o duzej wydajno^ci.
Utylizacja osaddw, mozliwa do przyjgcia z punktu widze-
nla ochrony srodowiska, Jest niezbgdn^ cz§Łcia. planowania
oczyezczania 4ciek6w. Nowymi, obecnie rozwijanymi metodami
likwidacji OB ad 6 w i odpad<5w staiych eq: kompostowanie, spo-
pielanie na paliwo oraz piroliza. Obecnosc sladdw metali i
wirus6w w osadach i kompostach powinna zostac rozwazona
z punktu widzenia mozliwo^ci ich wykorzystania w rolnictwie.
Sympozjum stworzylo okazjg dokonania przegladu tych i
innych problemdw technicznych. W przyszlo^ci nalezy poczynic
wysiiki w kierunku rozszerzenia kontaktdw zwiqzanych z pro-
wadzonyroi wsp6lnie pracami badawczymi przez organizowanie
sympozjdw poswieconych poszczeg6lnym problemom technicznym.
Takie sympozja rozwijaj^ wymlanf informacji technicznej na
temat badan bfd^cych przedmiotem obustronnego zainteresowa-
nia.
Nowe tematy do rozpatrzenia obejmuj^:
- utylizacjf pozostaio6ci wegla odbarwiaj^cego oraz innych
produktdw ubocznych z konwereji i przerobki w§gla,
- badania jakosci pioddw rolnych, gleby i wody gruntowe3
w starszych systemach eksploatacji z zastosowaniem sciekdw
lub osaddw na polach,
- trzeci stopien oczyszczania ^ciekdw przemysiowych wiqcznie
ze Sciekami z przemyslu celulozowo-papierniczego,
- dezynfekcj§ odpiywow i wod odnowionych,
W przyeziosci, przy planowaniu naetepnych sympozjow,
opr6cz tematdw technicznych zostan^ wziete pod uwage dysku-
sje nad wykorzyetaniem wynikow badan w procesie podejmowania
decyzji.
2/2
-------
LISTA UCZESTNIK6W
Delegacja polska
mgr Stanisiaw Nawara
zastgpca dyrektora Departamentu Ochrony Srodowiska
Ministerstwo Administracji, Gospodarki Terenpwej
i Ochrony Srodowiska
Warszawa
Przewodnicza,cy delegaoji
dr Jozef Cebula
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej
Wroclaw
dr Jan R. Dojlido
docent
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej
Warszawa
dr Apolinary L. Kowal
docent
Instytut Inzynierii Ochrony Srodowiska
Politechnika Wroclawska
Wrociaw
dr Jan Suschka
docent
Instytut Ksztaltowania Srodowiska
Oddziai w Katowicach
"Centrum Ochrony Srodowiska"
Katowice
dr Janusz Zakrzewski
docent
Instytut Zaopatrzenia w Wod@ i Budownictwa Wodnego
Politechnika Warszawska
Warszawa
273
-------
Delegacja Standw ZJednoczonych AP
Pitzhugh Green
zastgpca administrators
Agencja Ochrony Srodowiska Standw ZJednoczonych AT
Washington, D.C.20460
Frzewodnicza,cy delegacji
dr Thomas Murphy
zastgpca kierownika administracyjnego
d/s oohrony atmosfery, powierzchni i wody
Agencja Ochrony Srodowiska Stanow ZJednoczonych AF
Washington, D.C.20460
dr Eugene E. Berkau
dyrektor Oddziaiu Kontroli Zanieczyszczen Przemysiowych
Laboratorium Badawcze Srodowiska Przemyslowego
Agencja Ochrony Srodowiska Stanow ZJednoczonych AF
Cincinnati, Ohio 45268
dr Carl A. Brunner
kierownik Oddziaiu Inzynierii Systemow
Zakiad Badania Sciekow
Laboratorium Badawcze Goepodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska USA
Cincinnati, Ohio 45268
dr Robert L, Bunch
kierownik Oddziaiu Opracowania Proceedw Oczyszczania
Zakiad Badania Sciekow
Laboratorium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stanow ZJednoczonych AF
Cincinnati, Ohio 45268
John J. Convery
dyrektor Zakladu Badania Sciek6w
Laboratorium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stan6w ZJednoczonych AF
Cincinnati, Ohio 45268
274
-------
dr Robert W. Dunlap
profesor Inzynierii Miejskiej
Uniwersytet Carnegie-Mellon
Pittsburgh, Pennsylvania 15213
John N. English
inzynier sanitarny
Miejska Sekcja Oczyszczania i Odzysku
Oddziai Inzynierii Systemdw
Zaklad Badania Sciek6w
Laboratorium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stan6w Zjednoczonych AF
Cincinnati, Ohio 45268
dr J. David Eye
profesor inzynierii grodowiska
Uniwersytet Cincinnati
Cincinnati, Ohio 45221
dr Joseph B. Parrell
kierownik Sekcji Usuwania Zanieczyszczen
Oddziai Rozwoju Proces6w Oczyszczania
Zakiad Badania Sciekow
Laboratorium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stan6w Zjednoczonych AP
Cincinnati, Ohio 45268
dr Francis Clay MeMichael
profesor nadzwyczajny inzynierii miejskiej
Uniwersytet Carnegie-Mellon
Pittsburgh, Pennsylvania 15213
Francis M. Middleton
starszy doradca naukowy
Laboratorium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stan6w Zjednoczonych AF
Cincinnati, Ohio 45268
dr John J. Porter
profesor Oddziaiu W16kienniczego
Uniwersytet Clemson
Clemson, South Carolina 29631
S7S
-------
Thomas N. Sargent
kierownik Oddzialu Produkt<5w Spozywczych i Drewna
Zakiad Kontroli Zanieczyszczen Przemyslowych
Laboratorium Badawcze orodowiska Przemyslowego
Agencja Ochrony Srodowiska Standw Zjednoczonych AF
Cincinnati, Ohio 4-5268
dr Herbert S. Skovronek
inzynier ochrony Srodowiska
Oddziai Subetancji i Produktdw Organicznych
Zakiad Kontroli Zanieczyszczen Przemyslowych
Laboratorium Badawcze orodowiska Przemyslowego
Agencja Ochrony Srodowiska Standw Zjednoczonych AP
Edison, New Yersey 08817
Margaret J. Stasikowski
pracownik ochrony Orodowiska
Oddziai Substancji Nieorganicznych i Metali
Zaklad Kontroli Zanieczyszczen Przemyslowych
Laboratorium Badawcze Srodowiska Przemyslowego
Agencja Ochrony Srodowiska Standw Zjednoczonych AP
Cincinnati, Ohio 45268
-------
Amerykaneki Komitet Organiaacyjny
Thomas J. Lepine
kierownik Specjalnego Programu Walut Zagranicznych
Biuro Wspdipracy z Zagranlca.
Agencja Ochrony Srodowiska Stanow Zjednoczonyeh AP
Washington, D.C. 20460
dr Donald T. Oakley
dyrektor Oddziaiu Wsp<5lpracy Mi§dzynarodowej
w zakresie Technologii
Biuro Wsp6lpracy z Zagranica
Agenoja Ochrony Srodowiska standw Zjednoozonych AP
Washington, D.C. 20460
Gregory Ondich
Oddzial Wsp6lpracy Mi§dzynarodowej w zakresie Teohnologii
Biuro Wsp6lpracy z Zagranio^
Agencja Ochrony Srodowiska Stanow Zjednoczonych AP
Washington, D.C. 20460
dr Robert L. Bunch
kierownik Oddziaiu Opracowywania Proces6w Oczyszczania
Zaklad Badania Sciekow
Labor at orium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stan6w Zjednoczonych AP
Cincinnati, Ohio 45268
Robert, N. carr,,
p/o Dyrektor'a Naczelnego
Biuro Zfeplecza lechnicznego
Biurd.Badaji i Rozwoju
AgenBaa pShrBny Srodowiska Standw Zjednoczonych AP
naiitij Ohio 45268
Francis M. Middleton
ijtafizy doradca naukowy
jlaboratorium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stan6w Zjednoczonych AP
Cincinnati, Ohio, 45268
277
-------
Helen I. Moore
Laboratorium Badawcze Gospodarki Komunalnej
Agencja Ochrony Srodowiska Stan6w Zjednoczonych AF
Cincinnati, Ohio 45268
278 SUSGPO: 1976 — 657-691/1311 Region 5-11
-------
-------
-------
-------
Qj
cj-
ov/e address.
in
re
ries. CHECK
^
^
^
P
re
QJ
~!
O
5;
•*^,
Co
G~
fr-j
QJ
3
Q.
re
cT
•^
3
i-v
^-*
Q
'-t.
^p
re
^*,
0
c
§-
o
--(.
_
Ql
Co
re
!
o
3
^-*
|
k.
re
re
C5
re
<:
CQ
3
CO
f*+
CD
o
Zr
a
D
Qj
^
•~i
Q)
X3
O
^i
c?
cu
>
o
=*
Co
i
Q.
>
ft)
•*+•
r^
<,
^
Q
3-
re
QJ
o-
o
•<;
re
Qj
§•
5-
re
in
to
^^
X
O
c;
•^
QJ
!
Co
CO
Co
^
^3
C3
O
~i
~^
CD
O
"O
cT
C
^
o iv c x; 3
zr u> i/s m en
i-1 o m cr>
CT T M
J> cr- j> C
o o z r-
O,— -
c_
— I <
X
(— _<
O 1— 1 H-<
m OD r-
>T™t r"~
JJ \
x: > m
OC X! -<
C -<
X
QJ <Ł
Co *--*
rt) r—
I
o
:>
CO
=§
re
§ 0
r~v *™^
sT °" ^
* o 2
QJ rr\ •
0- °^ «
o 0 CiJ
<- ^,.
re *
QJ
o-
re
z
m
O
C
>
r
O
TJ
TJ
O
-Tl
XJ
H
C
Z
H
<
m
^
TJ
r
O
^'
^^
m
^0
TJ
m
Z
[ —
H
<
T|
O
7\
TJ
TJ
<
>
H
rn
C
(/>
m
(/)
CO
o
o
0
-Tl
1 1
Tl
o
r
ro
c
CO
z
m
(0
0)
o
D
(~)
5
13
DJ
O
rr
o
•t^
en
ro
0)
CO
-H
CD
O
•^3-
13
o'
DJ
— T
_)
—+1
O
—1
3
cu
I-*-
o
^
CO
(—+•
Qj
— h
— *-«
g
o
0)
0_
JJ
CD
CO
CD
0)
O
zr
m
rs
Q.
0
CD
<
03
•D
3
CD
^
t
in
•z
*?
%
0
z
s
m
z
>
i—
-o
33
O
-1
ECTIO
Z
>
o
m
z
o
DO
0
o
7T
/ft
(f>
•o
CD
O
CO
-n
0
c
~1
3-
O
CJ
(/>
> r
CO TJ
" ^
01 0
H
m
n
H
O
Z
"D
O
CO
H
Q
m
Ł>
Z
D
Tl
m
m
CO
-g
J>
5
Q
m
Z
n
l \l
------- |