Dlaczego usuwamy zw. Azotu i fosforu e ścieków? 

1. 

intensyfikacja  procesów  eutroficznych  (

deficyt  tlenuSkutkuje  to  wymieraniem  organizmów  wodnych,  w 

wyniku  którego  powstają  toksyczne  substancje,  np.  amoniak,  metan  i  siarkowodór.  Długotrwała  eutrofizacja  przyczynia  się  do 

starzenia zbiorników wodnych)

 

2. 

trujący  wpływ  na  biocenozę  wodną  (

Trujący  wpływ  na  biocenozę  związany  jest  głównie  z  występowaniem 

amoniaku,  który  pochodzi  nie  tylko  z  rozkładu  materii  organicznej.  Jego  źródłem  są  także  jony  amonowe,  które  w  środowisku 

zasadowym przechodzą w wolny amoniak zgodnie z reakcją : NH4+

 

+ OH  NH3

 

+ H2O)

 

3. 

szkodliwe działanie na ludzi (

Spożywanie większych ilości azotanów może być przyczyną choroby objawiającej się 

utratą zdolności hemoglobiny do transportu tlenu, szczególnie u dzieci i niemowląt. Powszechne jest także przekonanie, że azotany 

mają związek z występowaniem chorób nowotworowych.)

 

 
Podaj i uzasadnij rodzaje chemicznej defosfatacji ścieków 
1. strącanie wstepne 
- za piaskownikiem/odtłuszczaczem  wprowadza się  sole Fe i Al., następuje flokulacja w rurociągu a 
potem sedymentacja w osadniku 
- jednocześnie są usuwane zw. Organiczne i zw. Fosforu (wada, bo potem może brakowad org. Do 
oczyszczania biologicznego bo są strącane 
-potrzeba  dużych dawek (koszty ) 
- stosujemy tylko w wyjątkowych wypadkach 
2.strącanie  symultaniczne 

pozwala na wyższy stopień usunięcia fosforu niż 

w wyniku wstępnego strącania 
- 

jednocześnie do komory ANO/ OX dawkujemy sole Fe lub Al. (tam jest już mniej zw. Organicznych i 

fosforu, bo został trochę zasymilowany) 
- 

sedymentacja w osadniku wtórnym  

3

. strącanie końcowe  

- 

po osadniku wtórnym na odpływie budujemy komorę szybkiego i wolnego mieszania w KSM 

dodajemy Fe lub Al. 
- 

stosujemy kiedy odprowadzamy ścieki do małych lub cennych ekologicznie odbiorników stojących 

- 

na końcu układu mogą być filtry ciśnieniowe pospieszne ( układ WESTBANL) 

4. Wapniowanie cieczy nadosadowej 

 
Podstawowe wskaźniki i stężenia zanieczyszczeo ścieków miejskich. 
BZT5 – 300 g/m3 
ChZT – 600 g/m3 
zawieiny ogólne  300  g/m3 
azoty – 60 g/m3 
fosfor – 10 g/m3 
OWO 40,0 mg C/L 
 
Jaki jest wpływ denitryfikacji na zapotrzebowanie tlenu?  
Denitryfikacja biegnie przy braku tlenu rozpuszczonego (O2 < 0,5 g/m3), są to tzw. warunki 
ANOKSYCZNE.  
W zależności od stopnia denitryfikacji jest różny odzysk tlenu. 
 
Na czym polega biologiczne usuwanie związków biogenncyh ze ścieków miejskich ( N,P) 
Usuwanie N: 
  metody biologiczne a) amonifikacja - przemiana azotu organicznego do amonowego przez bakterie 
hemotroficzne w warunkach tlenowych jak i beztlenowych. Charakteryzuje się znacznie większą 
ilością reakcji niż nitryfikacja - w procesach wielofazowego osadu czynnego można założyd całkowite 
przejście N

org

 w azot amonowy. 

 b) nitryfikacja - utlenianie amoniaku do azotanów przez bakterie autotroficzne wyłącznie w war 
tlenowych. Warunkiem jest utrzymanie minimalnego wieku osadu (większy od 7-10 dób)  Przebieg 2-
stopniowy: *utlenienie azotu amonowego do azotynów *utlenienie azotynów do azotanów. W 
procesie tym zmniejsza się zasadowośd ścieków.  
Nitryfikacja: 

  Nitryfikacja biegnie tylko w warunkach tlenowych 

    NH

4

+

 + 1,5O

2

                 NO

2

-

 + 2H

+

 + H

2

O 

    NO

2

-

 + 0,5O

2

                 NO

3

-

  

    NH

4

=

 + 2O

2

                    NO

3

-

 + 2H

+

 + H

2

O  

Warunkiem nitryfikacji jest obecnośd nitryfikantów w osadzie czynnym.  
Nitryfikanty mają długi czas generacji, zatem średni czas przetrzymania  
cząstek osadu w komorze napowietrzania (wiek osadu) musi byd  
odpowiednio długi, żeby nitryfikanty zdążyły się „mnożyd”.  
 
 
 
 
c) denitryfikacja może zachodzid wg 2 schematów: 1) biochemiczna redukcja azotanów do wolnego 
azotu lub podtlenku azotu z jednoczesnym utlenianiem związków organicznych w war beztlenowych. 
Warunkiem jest utrzymanie warunków niskotlenowych. 2) denitryfikacja asymilacyjna niekorzystny 
proces powodujący wzrost stężenia azotu amonowego w ilościach równoważnych ilości azotu 
azotanowego. W osadzie czyn zachodzi w niewielkim zakresie. 
związki org. Biologicznie rozkładalne + NO

3

-

                  CO

2

 + H

2

O + ½ N

2

   + OH

-

  

Zużycie związków organicznych 
                         ~ 3 g BZT

5

/g N-NO

3

-

 zdenitryfikowanego  

Proces biegnie przy braku tlenu rozpuszczonego (O

2

 < 0,5 g/m

3

), są to tzw. warunki ANOKSYCZNE  

Usuwanie P: 
Konwencjonalna (naturalna) defosfatacja wynika z procesów wzrostu mikroorganizmów (os czyn, złóż 
biologicznych, stawów ściekowych), do których niezbędna jest podaż fosforu. Zasymilowany przez 
biomasę fosfor stanowi trwały składnik biomasy. Zasada „naturalnej” defosfatacji ścieków sprowadza 
się do usuwania fosforu poprzez jego ewakuację wraz z osadem nadmiernym.  
Nadmiarowe (wzmożone) usuwanie fosforu prowadzoną bakterie PAO które: -są heterotrofami, 
bezwzględnymi tlenowcami, *ako źródło węgla wykorzystują niskocząsteczkowe rozpuszczone związki 
organiczne  (głównie niskocząsteczkowe kwasy tłuszczowe (LKT – octan propionowy i inne) oraz 
alkohole), *nie rozkładają węglowodanów, *powoli wzrastają, w warunkach naprzemiennych 
beztlenowo/tlenowych, które są „stresujące” dla szybkorosnących heterotrofów, istnieją warunki 
korzystne dla PAO. W systemach wyłącznie tlenowych PAO są również obecne ale wtedy nie 
wbudowują nadmiarowo fosforu. Fosfor organiczny i polifosforany zawarte w ściekach muszą byd 
wcześniej przekształcone do postaci ortofosforanów. Osad dopływa do komory bezltenowej gdzie 
pozbywa się wbudowanych fosforanów. Warunkiem wzmożonej biologicznej defosfatacji jest 
obecnośd w ściekach ChZT łatwobiodegradowalnego, oznaczonego zawartością LKT (Lotnych Kwasów 
Tłuszczowych)  
Defosfatacja chemiczna może byd realizowana jako samodzielny proces strącania fosforanów ze 
ścieków lub jako proces wspomagający wzmożoną defosfatację biologiczną gdy jest ona 
niewystarczająca. Pod pojęciem defosfatacji chemicznej należy rozumied również chemiczne strącanie 
fosforanów z cieczy nadosadowej powstającej w poszczególnych obiektach gospodarki osadowej. Jeśli 
proces stabilizacji osadu przebiega z wykorzystaniem fermentacji mezofilnej nie wolno do 
chemicznego strącania fosf stosowac soli glinu, tylko siarczan lub chlorek żelaza. 
 

  Defosfatacja biologiczna: Zwykłe” bakterie heterotroficzne (BH) osadu czynnego zawierają ok. 

2% P. Ilośd fosforu usuwanego ze ścieków z osadem nadmiernym (zawierającym BH) jest 
zatem mała. 

  „Specjalne” bakterie heterotroficzne (BHP) są w stanie zgromadzid w komórce nawet > 20% P. 

Bakterie takie (bakterie heterotroficzne akumulujące P, BHP (PAO)) mogą byd obecne w 
znacznych ilościach w osadzie czynnym, gdy osad jest naprzemiennie poddawany warunkom 
beztlenowym i tlenowym. Wtedy osad nadmierny (zawierający dużo BHP) zawiera dużo P, a 
więc ilośd usuwanego fosforu jest duża. 

nit

C

nit

WO

WO

d

WO

min,

10
min,

)

10

7

(









 
Jakie chemikalia są stosowane w procesach oczyszczania ścieków i przeróbki osadów ściekowych? 
Powodem  stosowania  chemicznych  i  fizykochemicznych  metod  w  technologii  oczyszczania  ścieków 
jest  występowanie  w  ściekach  coraz  większej  liczby  trudno  usuwalnych  lub  nierozkładalnych 
biologicznie  zanieczyszczeo  pochodzenia  przemysłowego  oraz  wzrost  wymagao  w  zakresie 
oczyszczania ścieków. 
Neutralizacja  jest  procesem  chemicznego  zobojętniania  ścieków  o  odczynie  kwaśnym  lub 
zasadowym.  Stosowana  jest  jako  jeden  ze  wstępnych  procesów  podczyszczania  ścieków 
przemysłowych.

 

Szybkośd  przebiegu  neutralizacji,  a  zatem  czas  trwania  procesu,  zależy  w  dużym 

stopniu od intensywności mieszania.  
Neutralizację  można  prowadzid  przez  wzajemne  mieszanie  ścieków  kwaśnych  i  zasadowych  oraz  z 
udziałem dodawanego reagenta. Jako reagenty stosuje się: 
do neutralizacji ścieków kwaśnych: 
NaOH – w postaci roztworu o stężeniu 20 ÷ 30%,(posiada dużo zalet, ale jest drogi i stosowanie NaOH 
w dużych instalacjach jest nieekonomiczne) 
Ca(OH)

2

 – w postaci zawiesiny (mleka wapiennego) o stężeniu 5 ÷ 15%,(taosze, częściej stosowane, 

poważną wadą jest duża ilośd osadów) 
Na

2

CO

3

 – w postaci roztworu,

 

(stosuje się rzadziej, często łącznie z NaOH. Jest szczególnie korzystny 

przy równoczesnym strącaniu niektórych metali (Pb i Cd), ponieważ obniża odczyn wymagany do ich 
strącania. Rozpuszczalnośd węglanu sodu zależy w dużym stopniu od temperatury) 
CaCO

3

 – w postaci złoża ziarnistego(stosuje się dla małych ilości ścieków) 

MgO – w postaci złoża granulatu(stosuje się dla małych ilości ścieków) 
do  neutralizacji  ścieków  zasadowych:

 

(zastosowanie  do  neutralizacji  silnych kwasów  stwarza  stałe 

zagrożenia dla obsługi, wymaga instalowanie odpornych na korozję zbiorników i rur oraz kosztownej 
aparatury do dawkowania kwasów z równocześnie ścisłą kontrolą pH) 
H

3

PO

4

 – w postaci roztworu, 

HCl – w postaci roztworu, 
H

2

SO

4

 – w postaci roztworu (Jego cena jest zbliżona do ceny HCl, lecz aktywnośd dwukrotnie większa) 

CO

2

  –  w  postaci  czystego  gazu  lub  zawartego  w  gazach  spalinowych.

 

(Jako  źródło  CO2 

wykorzystywany jest tutaj tani gaz spalinowy, kominowy z kotłowni lub siłowni, które zawierają 10 ÷ 
15%  CO2.  Zaletą  tego  procesu  jest  niemożliwośd  nadmiernego  zakwaszenia  ścieków,  uzyskanie 
osadów o dobrych właściwościach filtracyjnych (w przypadku neutralizacji wodorotlenku wapnia) lub 
brak osadów (w przypadku neutralizacji ługu sodowego). 
Utlenianie-  może  byd  wykorzystywane  do  utleniania  związków  organicznych,  związków 
nieorganicznych  lub  dezynfekcji  ścieków.  Zanieczyszczenia  organiczne,  które  można  rozkładad  w 
ściekach w  procesach utleniania, to fenole,  kwasy humusowe, związki powodujące  zapach i barwę, 
niektóre  organiczne  substancje  toksyczne,  a  także  glony,  bakterie  i  wirusy.  Związki  nieorganiczne, 
rozkładane w procesach utleniania, to substancje o silnych właściwościach redukujących, zawierające 
Mn

2+

, Fe

2+

, S

-

, NO

2

-

, SO

3

2-

. Unieszkodliwiane są również w ten sposób silnie toksyczne cyjanki. 

Najczęściej stosowanymi środkami utleniającymi są chlor i ozon. 
Utlenianie chlorem 
Chlor  ma  silne  właściwości  utleniające  zarówno  w  postaci  gazowej,  jak  i  kwasu  podchlorawego, 
podchlorynu  sodu,  podchlorynu  wapnia  lub  wapna  chlorowanego.  W  obecności  jonu  amonowego 
tworzą się chloraminy. Utleniające działanie chloramin jest kilkakrotnie mniejsze od chloru wolnego, 
lecz pozostają one dłużej w środowisku. 
Oprócz  głównych  reakcji  chloru  z  azotem  amonowym  przebiega  również  wiele  ubocznych  reakcji 
niekorzystnych, w wyniku których następuje  redukcja chloru do chlorków oraz tworzą się chlorany. 
Reakcję  chloru  z  amoniakiem  wykorzystano  do  jego  usuwania  ze  ścieków,  przeprowadzając  proces 
chlorowania  ścieków  do  punktu  przełamania.  Do  ścieków  doprowadza  się  taką  ilośd  chloru,  która 
oprócz związania obecnego w ściekach amoniaku doprowadza do utleniania powstających chloramin. 
Produktem koocowym jest azot gazowy; powstają również jony chlorkowy. 
Utlenianie ozonem 

Ozon  jest  silnym  utleniaczem,  reaguje  szybko  i  z  większością  związków  organicznych  i 
mikroorganizmami  zawartymi  w    ściekach.  Zdolna  do  szybkiej  dysocjacji  cząsteczka  ozonu  jest 
nietrwała.  Rozpuszczalnośd  ozonu  w  wodzie  jest  dziesięciokrotnie  większa  niż  tlenu.  Ozon  jest 
toksyczny.  Maksymalne  stężenie  ozonu  tolerowane  przez  organizm  ludzki  wynosi  0,1  g/m3.  Silne 
działanie utleniające ozonu jest wykorzystywane w technologii ścieków przemysłowych do usuwania 
takich związków jak fenole, cyjanki i barwniki. 
Chemiczna  redukcja  chromu  przeprowadza  się  przy  użyciu  SO

2

,  siarczanu  żelazawego  FeSO

4

  lub 

siarczynów.  
Dwutlenek siarki SO

2

, pirosiarczyn sodowy Na

2

S

2

O

5

 oraz siarczyn sodowy Na

2

SO

3

 tworzy po dodaniu 

do ścieków jon HSO

3

-. 

Tiosiarczyn sodowy Na

2

S

2

O

4

 jest bardzo silnym środkiem redukującym i jest stosowany w przypadku, 

gdy  redukcja  z  określonych  względów  musi  byd  przeprowadzona  w  środowisku  obojętnym  lub 
zasadowym. 
Przebieg  i  szybkośd  reakcji  zależy  od  pH.  Przy  pewnym  nadmiarze  NaHSO

3

  całkowita  redukcja 

chromianów w czasie 2 min następuje dopiero przy pH < 2,5. 
Zaletą  stosowania  SO

2

  do  redukcji  jest  zmniejszenie  dawki  kwasu  stosowanego  w  celu  obniżenia 

wartości pH  
Siarczan  żelazawy  FeSO

4

.  Właściwości  redukujące  tego  związku  wynikają  z  faktu,  że  różnica  w 

potencjale  normalnym  obu  reakcji  redoks  jest  wystarczająco  duża  do  przeprowadzenia  redukcji 
chromianów.  Zaletą  soli  żelaza  dwuwartościowego  jest  niski  koszt,  natomiast  zapotrzebowanie  na 
kwas jest wyższe niż przy poprzednio omówionych reduktorach.  
Elektrolityczna redukcja chromu 
Redukcja katodowa Cr6+ przebiega w środowisku kwaśnym, metodę tę można stosowad dla stężeo w 
zakresie 100 ÷ 1000 gCrO

3

/m3 przy pH < 1,5. Przy stężeniu wyjściowym 100 gCrO

3

/m3 oraz gęstości 

prądu na katodzie 0,15 A/dm3 uzyskuje się po 2 h elektrolizy stężenie koocowe 0,5 g CrO

3

/m3. 

Koagulacja i chemiczne strącania 
Proces  koagulacji    występuje  zazwyczaj  łącznie  z  chemicznym  strącaniem.  Oba  współdziałające 
procesy  przebiegają  przy  zastosowaniu  tych  samych  koagulantów.  Do  koagulacji  typowych 
zanieczyszczeo w ściekach miejskich stosuje się najczęściej hydrolizujące sole żelaza i glinu: 
- siarczan glinowy Al

2

(SO

4

)

3

 · 18H

2

O, 

- siarczan żelazawy FeSO

4

 · 7H

2

O, 

- siarczan żelazowy Fe

2

(SO

4

)

3

 · 9H

2

O, 

- glinian sodowy Na

2

Al

2

O

4

. 

- chlorek żelazowy 
- wapno palone 
- wapno hydratyzowane 
Sole  żelazawe  mają  mniejszą  zdolnośd  koagulacyjną  od  soli  żelazowych.  Ponad  to  wodorotlenek 
żelazawy ma znaczną rozpuszczalnośd przy pH < 8. Z tego względu w trakcie koagulacji jony żelazawe 
przeprowadza  się  w  żelazowe  przez  utlenianie  chlorem.  Sole  żelazawe  mogą  byd  stosowane  w 
granicach pH = 4 ÷ 7 oraz powyżej 8,5. Rozpuszczalnośd wodorotlenków żelazowych jest mniejsza, a 
działanie  koagulujące  lepsze.  Siarczan  glinu  jest  najczęściej  stosowany  do  koagulacji.  Zakres 
stosowania to pH = 5,5 ÷ 8,0. W wyższym pH jest rozpuszczalny i przechodzi w glinian. 
Koagulację ścieków prowadzi się również wapnem, najczęściej w postaci mleka wapiennego Ca(OH)

2

. 

Podczas dodawania wapna do ścieków  zawierających wodorowęglany przy odczynie  pH =  9,0 ÷ 9,5 
następuje  dekarbonizacja  wody.  Po  koagulacji  wapnem  często  jest  konieczna  jest  rekarbonizacja 
ścieków.