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

-------