Nowe technologie - biostymulatory redukujące ilości osadu nadmiernego

Nowe technologie - biostymulatory redukujące ilości osadu nadmiernego

Projektowanie linii przeróbki komunalnych osadów ściekowych powinno być końcowym elementem planu gospodarki osadami opracowanego dla konkretnej oczyszczalni ścieków. Planowanie rozwiązania powinna rozpocząć analiza lokalizacji oczyszczalni, jakości osadów, potencjalnych możliwości pozyskania terenu, dodatków do kompostowania, zainteresowania odbiorców osadami lub produktami wytworzonymi na ich bazie, możliwości zagospodarowania osadów.

Wg informacji zamieszczonych w Krajowym Planie Gospodarki Odpadami w 2000 r. wytworzono w Polsce 359 819 Mg suchej masy komunalnych osadów ściekowych. Z ogólnej ilości wytworzonych osadów, 42% podlegało składowaniu, 27% osadów podlegało innemu wykorzystaniu (prawdopodobnie wykorzystanie rekultywacyjne), 14% wykorzystano rolniczo, 8% wykorzystano w celach przemysłowych, 7% poddano kompostowaniu i zaledwie 2% przetworzono termicznie.

Powyższe dane pokazują, że najbardziej popularnym sposobem postępowania z komunalnymi osadami ściekowymi w naszym kraju są nadal najprostsze sposoby (zapewnie i najtańsze) polegające w pierwszej kolejności na ich ostatecznym deponowaniu, innym wykorzystywaniu np. do rekultywacji składowisk (zapewne ze względów finansowych zastąpiono w sprawozdaniach do Marszałka zapis ze składowania na wykorzystanie do rekultywacji) czy też rolniczym stosowaniu.

Dla każdego, z wymienionych sposobów postępowania, największym problemem jest duża masa i uwodnienie osadów.

Prognoza ilości komunalnych osadów ściekowych na rok 2010¹ mówi o zwiększeniu ich do wielkości 443,7 tys. Mg.

Koszty gospodarki osadami ściekowymi coraz wyraźniej zaznaczają swą pozycję w ogólnej strukturze kosztów funkcjonowania oczyszczalni ścieków. Rosnące opłaty za składowanie odpadów, łącznie z opłatami za wprowadzanie emisji do środowiska z czasem zaczną zniechęcać do stosowania tej formy unieszkodliwiania. Dominujące i cieszące się nadal dużym zainteresowaniem przyrodnicze, w tym rolnicze sposoby wykorzystania osadów ograniczane są przez ciągle ewoluujące przepisy prawne oraz niechęć społeczną związaną przede wszystkim z emisją odorów – nieodłącznym elementem przyrodniczego gospodarowania osadami.

Bardzo istotnym aspektem, a wynikającym z zapisów ustawy o odpadach obowiązkiem wytwórców odpadów jest w pierwszej kolejności zapobieganie lub minimalizacja ilości wytworzonych odpadów.

Zmniejszenie ilości powstających komunalnych osadów ściekowych to przede wszystkim oszczędności finansowe w dalszej gospodarce osadami.

Redukcja ilości osadu realizowana za pomocą nowoczesnych urządzeń technicznych zwiększających stopień odwodnienia osadu sprowadza się do wymiany sprzętu technicznego. Wadą takiego sposobu jest zwiększenie ilości wód ociekowych z procesu odwadniania, które zawracane są z ładunkiem zanieczyszczeń na układ technologiczny oczyszczalni do ponownego oczyszczania. Pomimo lepszego odwodnienia - zmniejszenia objętości osadów, wielkość suchej masy osadów nadal pozostaje na niezmienionym poziomie.

Nowatorskim sposobem, nie znanym do tej pory w kraju jest wykorzystywanie preparatów redukujących ilość osadu na etapie procesów oczyszczania ścieków i wydzielania osadu wtórnego. Metoda w swoich założeniach zakłada zastosowanie dodatku – płynnej kompozycji związków mineralno-organicznych uaktywniających żywotność organizmów osadu czynnego i zmieniających ich tryb życia na bardziej aktywny. Skład preparatu opracowany został przez technologów hiszpańskiej firmy BIOAZUL. Recepturę składu preparatu określono na podstawie wieloletnich badań prowadzonych na oczyszczalniach ścieków w Hiszpanii, Szwecji i Niemczech. Preparat przeznaczony jest dla biologicznych oczyszczalni ścieków komunalnych jak również ścieków przemysłowych.

Preparat za granicą posiada nazwę LODOred^-100k. Jego skład jest objęty tajemnicą producenta, a z karty charakterystyki substancji możemy dowiedzieć się, że jest kombinacją naturalnych składników organicznych i mineralnych z dodatkiem witamin, enzymów, stabilizatorów i innych dodatkowych substancji uniwersalnych. Nie zawiera składników niebezpiecznych takich jak metale ciężkie. Jest nie palny i nie zawiera substancji trujących. Przeprowadzone testy wykazały, że jest całkowicie biodegradowalny.

Na wykresie nr 1. przedstawiono wyniki testu biodegradacji preparatu LODOred^-100k.

Linie koloru czarnego na wykresie (ciągła i przerywana), pokazują przebieg biodegradacji próbek LODOred^-100k. Kolorem czerwonym, oznaczono substancje kontrolne nie zawierające związków węgla. Linie koloru zielonego i niebieskiego oznaczają przebieg procesu biodegradacji substancji kontrolnych.

Biodegradacja LODOred^-100k przebiega bardzo szybko. Czas pełnego rozkładu wynosi około 4 dni. Z przedstawionych na wykresie danych wynika, że biodegradacja preparatu postępuje nawet szybciej niż substancji kontrolnych. W praktyce oznacza to, że stosowanie LODOred^-100k jest całkowicie bezpieczne dla procesu biologicznego oczyszczania ścieków i nie ma możliwości zatrucia osadu czynnego.

Prowadzone doświadczenia dla tak zwanych sytuacji awaryjnych udowodniły, że nagłe dolanie do komory osadu czynnego w jednorazowej dawce całego kanistra preparatu (o pojemności 60 litrów), nie spowodowało zaburzeń pracy oczyszczalni.

Jak pokazał cały szereg testów przeprowadzonych przez producenta, nie ma żadnych negatywnych skutków ubocznych przy zastosowaniu LODOred-100k, wręcz przeciwnie: osad nieco lepiej sedymentuje w osadniku, jak również można zaobserwować nieznaczną poprawę efektu oczyszczania ścieków.

Kompozycja i charakterystyka LODOred^-100k były analizowane i zatwierdzone przez niezależne laboratorium Niemieckiego Centrum Rozwoju w Bremerhaven - TTZ Bremerhaven (ostatnie badania 24.02.2004).

Wykres 1. Przebieg testu biodegradacji preparatu LODOred^-100k

Twórcy preparatu LODOred^-100k pracując nad jego składem, prowadzili doświadczenia w skali pilotowej w warunkach laboratoryjnych, oraz prowadzili badania wdrożeniowe w skali technicznej w oczyszczalniach w Niemczech, Szwecji i Hiszpanii. Badaniami objęto oczyszczalnie o różnych przepustowościach, które w przeliczeniu na liczbę RLM odpowiadały następującym wielkościom:

• 10.000 RLM
• 30.000 RLM
• 40.000 RLM
• 40.000 RLM - oczyszczalnia ścieków z dużą ilością ścieków przemysłowych,

Preparat od producenta na oczyszczalnię dostarczany jest w kanistrach jako koncentrat i przed użyciem musi zostać rozcieńczony czystą wodą. Badania potwierdziły, że nie powinno rozcieńczać się go ściekami oczyszczonymi. Stopień rozcieńczenia zostaje dobrany indywidualnie dla każdej oczyszczalni. Stopień ten jak również dawka preparatu określana jest przez producenta.

Dla ustalenia optymalnych dawek niezbędna jest kontrola w ciągu pierwszych trzech miesięcy takich parametrów, jak:

Na podstawie tygodniowych sprawozdań z przebiegu wdrożenia ustalany jest stopień dozowania preparatu i przeprowadzane są konieczne regulacje.

Wykres 2. Zmiana ilości osadów spowodowana zastosowaniem LODOred^-100k

Z materiałów uzyskanych z niemieckich oczyszczalni, na których testowano preparat LODOred^-100k wynika, że spowodował on znaczne zmniejszenie ilości wytwarzanych osadów. Zmiany te przedstawia wykres 2. W wyniku zastosowania dawki startowej preparatu w okresie 2 miesięcy od zastosowania nastąpiła redukcja objętości osadu o 2000 m3 z wyjściowej objętości 3500 m3/miesiąc do 1500 m3/ miesiąc. W kolejnym miesiącu dawkowania preparatu ilość osadu utrzymywała się na podobnym poziomie 1500 m3/miesiąc. Na początku czwartego miesiąca testu wstrzymano dawkowanie preparatu, czego efektem w okresie niespełna miesiąca był wzrost objętości osadu do ponad 2700 m3/miesiąc. Z końcem czwartego miesiąca testu ponownie zastosowano dawkę restartową preparatu - dawka nr 2, z tym że była ona o połowę mniejsza od dawki startowej – nr 1. Po zastosowaniu dawki nr 2 w kolejnych 2 miesiącach zaobserwowano ponowną redukcję objętości osadu z początkowej ca 2700 m3/miesiąc do poniżej 2500 m3/miesiąc. Redukcja objętości przy zmniejszonej o połowie dawce preparatu kształtowała się na poziomie ca 200 m3, a więc była dziesięciokrotnie mniejsza od redukcji spowodowanej dawką nr 1 w ilości dwukrotnie wyższej. W kolejnym miesiącu testu przy utrzymywaniu niezmienionej wielkości dawki – nr 2 nastąpił przyrost masy osadu o ca 500 m3.

Pierwszą oczyszczalnią w Polsce, na której zastosowano preparat LODOred^-100k jest oczyszczalnia w Strzelcach Krajeńskich o przepustowości 2000m3/d oczyszczająca ścieki komunalne i ścieki z przemysłu mleczarskiego, zaprojektowana dla wielkości odpowiadającej 27.500 RLM. Ładunek ścieków dopływających kształtuje się na poziomie 1300 kg BZT¬¬¬¬5/d. Oczyszczalnia posiada system Pre-Denitryfikacji, zbiornik napowietrzania z systemem nitryfikacji i denitryfikacji, usuwanie PO4. Osad nadmierny wytwarzany jest w ilości 1400 Mg s.m./rok. Osad odwadniany jest mechanicznie, a zawartość uzyskiwanej suchej masy po odwodnieniu mieści się w przedziale 15-20%. Po odwodnieniu osad wykorzystywany jest rolniczo. Badania przeprowadzone na przełomie roku 2004/ 2005 pokazały, że uzyskano ponad 30% redukcję osadów. Nie jest to wynik jaki uzyskiwano w warunkach oczyszczalni ścieków w Hiszpanii czy Niemczech, nie mniej jednak pokazuje skuteczność preparatu LODOred^-100k i brak negatywnych zjawisk związanych z jego stosowaniem. Według twórców preparatu LODOred^-100k zwiększa on sprawność procesu oczyszczania i prowadzi w krótkim okresie (3-6 tygodni) do drastycznej redukcji (aż do 65 %) ilości osadów – wykres 3. Badania prowadzono na oczyszczalniach w Hiszpanii i Szwecji.

Wykres. 3. Redukcja ilości osadów przy zastosowania LODOred^-100k

Zastosowanie LODOred^-100k daje wiele korzyści. Nie ma żadnych negatywnych skutków zastosowania LODOred^-100k. Dzięki niezmienionej charakterystyce osadu, dotychczasowe metody odwadniania są oczywiście możliwe, a skuteczność odwadniania jest znacznie lepsza.

Niewątpliwym i najważniejsza zaletą preparatu jest jednak redukcja ilości powstających osadów i wyraźny spadek kosztów składowania i wywozu osadów.
W poniższej tabeli zestawiono koszty gospodarki osadami dla oczyszczalni funkcjonującej bez LODOred^-100k i porównywalnej oczyszczalni (30.000 RLM) na której zastosowano preparat.

Tabela. 1. Porównanie kosztów gospodarki osadami

Stosowanie preparatu w aspekcie instalacji technicznej jest przedsięwzięciem wyjątkowo prostym.

Rys.1. Kanistry z preparatem LODOred^-100k

Potrzebna infrastruktura to pompa dozująca i zbiornik na rozcieńczony preparat. LODOred^-100k w formie koncentratu dostarczany jest na oczyszczalnię w niewielkich kanistrach z tworzywa o pojemnościach umożliwiających ręczny załadunek. Dla i LODOred^-100k nie wymaga przygotowywania żadnych szczególnych warunków przechowywania, jego pH jest neutralne, jest niepalny i nie trujący. Nie wymaga oznaczenia jako środek niebezpieczny.

Pierwszą oczyszczalnią w Polsce, na której zastosowano preparat LODOred^-100k jest oczyszczalnia w Strzelcach Krajeńskich. Aktualnie trwają wdrożenia z zastosowaniem preparatu na oczyszczalniach w Środzie Wlkp. i Tarnowie.

PRZYPISY:

1. Uchwała Nr 219 Rady Ministrów z dnia 29 października 2002 r. w sprawie krajowego planu gospodarki odpadami (MP 03.11.159)
2. Oleszkiewicz J. – Zasady gospodarki osadem, Podstawy oraz praktyka przeróbki i zagospodarowania osadów, Kraków 11-12 maja 1998,
3. Ustawa z 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz.U. 01.62.628 ze zmianami)