background image

Scharakteryzuj oczyszczanie ścieków na złożach biologicznych. 
Złożami biologicznymi nazywamy rodzaj reaktorów biologicznych wykorzystywanych w oczyszczaniu 
ścieków biodegradowalnych (komunalnych i niektórych przemysłowych). 
Usuwanie zanieczyszczeo następuje tu w wyniku ich wychwytywania z przepływających ścieków oraz 
przemian biochemicznych prowadzonych przez rozwijające się na powierzchni naturalnego bądź 
syntetycznego wypełnienia złoża mikroorganizmy – tzw. Im mobilizowaną błonę biologiczną. 
Złoża biologiczne najczęściej wykorzystywane są do tlenowego oczyszczania. Istnieją jednak także 
możliwości prowadzenia procesu w warunkach beztlenowych lub anoksycznych, co umożliwia 
zintegrowane usuwanie związków C, N i P. Najogólniej złoża podzielid można na dwie grupy: ze 
stałym i z ruchomym wypełnieniem. Spotykane, bardziej szczegółowe podziały i klasyfikacje złóż 
dotyczą ich parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych. Napowietrzanie złoża następuje w 
sposób naturalny poprzez kontakt ścieków z powietrzem atmosferycznym. Złoża stacjonarne 
wykorzystują ciąg kominowy spowodowany różnicą temperatur powietrza i ścieków. Napowietrzanie 
w złożach spełnia podwójną rolę: 
− dostarcza tlen niezbędny do metabolizmu organizmów zasiedlających złoże, 
− usuwa CO2 powstający w procesie mineralizacji substancji organicznych. 
Ważnym elementem układu oczyszczania ścieków na złożu biologicznym (szczególnie w przypadku 
złóż spłukiwanych i wieżowych) jest recyrkulacja ścieków. 
Stosowana jest ona w celu: 
− uzyskania wymaganego obciążenia hydraulicznego, 
− obniżenia stężenia doprowadzanych ścieków, 
− osiągnięcia wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków, 
− odświeżenia ścieków (natlenienie), korekty pH, zaszczepienia ścieków surowych, 
− zapewnienia ciągłego usuwania osadów z osadników wtórnych. 
Ścieki do recyrkulacji mogą byd pobierane z dna osadnika wtórnego, z koryta 
odprowadzającego ścieki z osadnika wtórnego lub z odpływu ze złoża i  są kierowane na  osadnik 
wstępny lub do odpływu z osadnika wstępnego. 
 
Omów podstawowe parametry technologiczne ścieków na złożach biologicznych 
Złoża  biologiczne  są  to  urządzenia  służące  do  biologicznego  oczyszczania  ścieków  w  warunkach 
tlenowych.  Wykonane  są  w  postaci  kolumn  przepływowych  wypełnionych  materiałem  porowatym 
(naturalnym  lub  z  tworzyw  sztucznych),  na  którym  wskutek  zraszania  ściekami  rozwijają  się 
mikroorganizmy, tworzące śluzowatą otoczkę, zwaną błoną biologiczną. 
 
Oczyszczanie  biologiczne  przeprowadza  się  z  reguły  przy  udziale  przystosowanej  do  tego  celu 
biocenozy. Zanieczyszczenia te służą mikroorganizmom jako pokarm i budulec i jako budulec nowych 
komórek.  Dzięki  tym  procesom  życiowym  następuje  rozkład,  utlenienie  i  ubytek  zawartych  w 
ściekach  zanieczyszczeo  –  w  tym  zwłaszcza  organicznych.  Oczyszczone  biologicznie  ścieki  są  mniej 
podatne  na  zgniwanie,  a  tym  samym  w  mniejszym  stopniu  naruszają  równowagę  tlenową  wód 
płynących. 
Podstawową  miarą  efektywności  pracy  oczyszczania  biologicznego  jest  zdolnośd  obniżania  ładunku 
zanieczyszczeo organicznych podatnych na rozkład i wyrażonych konwencjonalnie przez ubytek BZT5. 
Umownie wyróznia się: 
-niepełne biologiczne oczyszczanie, gdy w całej oczyszczalni obniżenie BZT5 nie przekracza 85%(BZT5 
odpływu zwykle 

3

2

/

40

m

gO

-pełne biologiczne oczyszczanie, gdy osiągnie się efektywnośd powyżej 85% zwykle w przedziale 90-
95%( BZT5 odpływu zwykle 

3

2

/

25

m

gO

Dodatkowymi  miernikami  oczyszczania  biologicznego  są  ubytki  ChZT,  OWO,  bakterii,  a  także 
usuwanie zanieczyszczeo biogennych. 
 
Ubytek azotu ∆N ~ (5 ÷ 10) gN/m3 

background image

Ubytek fosforu ∆P ~ (1 ÷ 2) gP/m3 
 
Omów bilans masy osadów ściekowych. 
1. Masa osadów wstępnych 
M

os

wst

= Q C

o

η 

C

o

-stężenie zawiesin na dopływie do OŚ 

η- skutecznośd separacji zawiesin 70 % zgodnie z krzywą sierpa 
2. Masa osadów wtórnych 

d

sm

kg

M

M

M

M

M

chem

os

os

inert

os

biol

os

wt

os

/

,

mineral

 

gdzie: 
M

os

wt

 - masa osadów wtórnych, kg sm/d 

M

os

biol

 - masa osadów z biologicznego oczyszczania ścieków, kgsm/d 

M

os

inert

 - masa osadów inertnych, części organiczne osadów biologicznych, nierozkładalne kgsm/d 

M

os

mineral.

 - masa osadów mineralnych, kgsm/d 

M

os

chem

 - masa osadów powstających w wyniku chemicznego wspomagania biologicznego 

oczyszczania ścieków, kgsm/d 

Masa osadów biologicznych. 

]

/

[

d

kgsm

X

C

C

Q

M

j

e

o

biol

os

 

C

o

 = wartośd wskaźnika BZT

5

 na dopływie do stopnia biologicznego, 

C

e

 = wartośd wskaźnika BZT

5

 na odpływie ze stopnia biologicznego, 

ΔX

j

 = jednostkowa produkcja osadów,  

Masa osadów inertnych. 

d

kgsm

I

I

f

Q

M

e

o

i

inert

os

/

,

 

gdzie: 
f

i

 – współczynnik uwzględniający stabilizację osadów inertnych, 

I

o

 – stężenie zawiesin inertnych w dopływie, kgsm/m

3

 

I

e

 = 0  – stężenie zawiesin inertnych w odpływie, kgsm/m

3

 

Masa osadów mineralnych. 

d

sm

kg

e

C

Q

M

o

os

/

,

)

1

(

min

 

gdzie: 
M

os

min

 – masa osadów mineralnych z zawiesin doprowadzanych do części biologicznej, kg sm/d 

C

o

 = stężenie zawiesin na dopływie do stopnia mechanicznego,  

 = sprawnośd usuwania zawiesin ogólnych w stopniu mechanicznym  

e = (0,2-0,3) – udział zawiesin mineralnych w ogólnej ilości zawiesin,  
Masa osadów chemicznych 

d

sm

kg

Podpł

Pbiol

Q

M

chem

os

/

,

32

,

6

)

(

 

SM- sucha masa ogólna 
SMO-organiczna 80 % ogólnej 
SMM- mineralna 20% ogólnej 
 

Omów zależność między suchą masą osadów uwodnieniem i objętością 

 

 

 Ρ- gęstośd osadu 
SM- sucha masa kgsm 
U- uwodnienie % 
Sucha masa osadów 
 M

os

=M

os

wst 

+M

os

wt

 +M

os

poś

 

background image

 
M

os

wst

= Q C

o

η 

C

o

-stężenie zawiesin na dopływie do OŚ 

η- skutecznośd separacji zawiesin 70 % zgodnie z krzywą sierpa 
 
Procesy usuwania wody z osadów ściekowych. 
ODWADNIANIE
  -  Kondensacja  pary  wodnej  odbywa  się  zwykle  w  całym  rurociągu  transportowym 
gazu, następnie kondensat odbierany jest w najniższym punkcie rurociągu za pomocą odwadniacza. 
Należy pamiętad że kwestia kondensacji pary wodnej i jej odbioru musi byd zrealizowana na każdym z 
odcinków rurociągu 
 
Odwadnianie naturalne 
Popularnym  urządzeniem  do  odwadniania  naturalnego  w  małych  oczyszczalniach  są  poletka 
osadowe.  Filtracja  cieczy  nadosadowej  przez  warstwę  osadu  i  warstwę  piasku  zależy  od  oporu 
właściwego,  który  decyduje  o  tym  że  udział  filtracji  jest  niewielki.  Dominującym  procesem 
decydującym o odwadnianiu (usunięcie wody kapilarnej i wolnej) jest bilans opadu i parowania. Czas 
odwadniania osadu na poletkach jest dośd długi i wynosi od 1 do 1,5 miesiąca. W Polsce w okresie 
zimowym, ze względu na niską temperaturę i wielkośd opadów proces ten nie zachodzi. Odwadnianie 
na poletkach można przyspieszyd poprzez wprowadzanie polimerów, przykrycie poletek dachem oraz 
grubośd  warstwy  osadu,  która  nie  powinna  byd  wyższa  od  0,3m.  Wysuszony  osad  musi  byd 
składowany  przez  okres  przynajmniej  1  roku  na  terenie  oczyszczalni  a  dalej  musi  znaleźd 
przeznaczenie. Laguny osadowe są to zbiorniki ziemne (najczęściej) o wysokości warstwy osadu od 1 
do  2  m.  Efektywnośd  odwadniania  osadów  jest  mniejsza  niż  na  poletkach  osadowych.  Laguny  są 
archaicznym  rozwiązaniem  nie  spełniających  nawet  wymogów  estetycznych.  Optymalny  okres  ich 
eksploatacji wynosi 3 lata, a obecnie nie jest to polecany sposób odwadniania. 
Odwadnianie mechaniczne 
Usuwa się z osadów wodę wolną oraz kapilarną. Odwadnianie mechaniczne wykorzystuje: 
- siły odśrodkowe (wirówki) 
-  filtrację  cieczy  przez  warstwę  osadu  (prasy  filtracyjne,  prasy  filtracyjnotaśmowe,  filtry  próżniowe, 
prasy śrubowe) 
- procesy termiczne. 
Przy  odwadnianiu  mechanicznym  stosuje  się  kondycjonowanie  osadu  poprzez  wprowadzanie 
polimerów, które należy dobierad dla każdego osadu oddzielnie. 
Suszenie termiczne 
Proces  ten  wykorzystywany  jest  do  przyspieszenia  usuwania  wody  z  osadów  poprzez  kontakt  z 
gorącym  powietrzem  lub  gorącymi  gazami  spalinowymi.  Suszenie  termiczne  jest  często 
uzupełniającym  stopniem  odwadniania  osadów  przed  ich  spaleniem.  Do  suszenia  wykorzystuje  się 
suszarki rozpyłowe, obrotowe itd. 
Podaj metody stabilizacji osadów ściekowy 
Sposoby stabilizacji osadu: 
STABILIZACJA OSADÓW 
METODY BIOLOGICZNE 
• Fermentacja metanowa 
• Stabilizacja tlenowa 
•Autotermiczna termofitowa stabilizacja tlenowa (ATAD) 
• Kompostowanie 
Metody chemiczne: 
• Stabilizacja wapnem 
Stabilizacja tlenowa: Biologiczne utlenianie materii organicznej do H2O i CO2.Realizuje się w 
reaktorze (zwykle otwartym)napowietrzanym. 

background image

Autotermiczna termofitowa stabilizacja tlenowa (ATAD): Proces podobny do stabilizacji tlenowej
ale intensywniejszy, bo prowadzony w wysokiej temperaturze (55÷65°C), w zamkniętym, 
izolowanym reaktorze. Wymagana większa intensywnośd napowietrzania. 
Kompostowanie: Czym jest kompost ? 
• Produkt - powstały w wyniku kontrolowanego tlenowegorozkładu materii organicznej 
• Higienizowany – w wyniku samo-zagrzewania (wydzielanie ciepła w procesie kompostowania) 
• Ustabilizowany w stopniu zapewniającym korzystny wpływ na wzrost roślin 
• Dostarcza do gleby humus, sole nawozowe i mikroelementy 
Fermentacja metanowa: Jest to biologiczne przekształcenie materii organicznej do CH4 + CO2 (gaz 
fermentacyjny) i H2O Realizowane w reaktorze beztlenowym (zwykle zamkniętym i ogrzewanym). 
 
 
Co to jest wiek osadu? Od czego zależy? 
Wiek osadu jest to średni czas przebywania kłaczków osadu czynnego w układzie oczyszczania. Może 
wynosid od 1-40dób. 

d

x

x

V

x

M

WO

x

,

 

x

M

-masa osadu w układzie, kg 

x

-przyrost osadu w wyniku procesów oczyszczania, kg/d 

 
Wiek osadu przyjmuje się zależnie od niezbędnych efektów oczyszczania ścieków, czyli wymaganego 
stopnia zmniejszania zanieczyszczeo. 
Przyjmując odpowiednio długi wiek osadu oprócz dobrych efektów usuwania związków organicznych, 
można utlenid azot amonowy do azotanów (nitryfikacja). 
Przyrost osadu zależy od wieku osadu i ładunków zanieczyszczeo w oczyszczonych ściekach. 
Przy wieku do 7 dób mówimy o procesie pełnego biologicznego oczyszczania. Przy wieku powyżej 7 
dób mówimy o pełnym biologicznym oczyszczaniu z nitryfikacją związków azotowych. 
 
WZORY(dla chętnych ;D ): 

d

gsmo

Ł

x

x

us

BZT

j

B

B

,

,

5

 

j

B

x

-gsmo/gBZT5j          

us

BZT

Ł

5

-usunięty ładunek BZT5, gBZT5/d 

 

d

gsmo

x

Q

x

I

o

/

,

0

,

1

 

x

I,o

 – stężenie w dopływie zawiesin organicznych biologicznie nierozkładalnych, gsmo/m3 

 
W surowych ściekach bytowo – gospodarczych (o) 
x

I,o 

≈ 0,13 · ChZTo/1,5     gsmo/m

3

 

x

I,o 

≈ 0,23 · BZT5,o/1,5   gsmo/m

3

 

 
W mechanicznie oczyszczonych ściekach bytowo – gospodarczych (m) 
x

I,o 

≈ 0,09 · ChZTm/1,5     gsmo/m

3

 

x

I,o 

≈ 0,16 · BZT5,m/1,5     gsmo/m

3