W artykule przedstawiono sprawdzone przypadki zastosowania techniki pogłębionego utleniania przy oczyszczaniu ścieków z zakładu produkcji kosmetyków, masarni, zakładu przetwórstwa kiszonej kapusty i innych.
1. Wstęp
Procesy pogłębionego (lub zaawansowanego) utleniania (ang. Advanced Oxidation Processes – AOPs) polegają na wytwarzaniu wolnych rodników hydroksylowych OH• przez rozkład nadtlenku wodoru H2O2. W środowisku wodnym OH• wyróżnia się najwyższym potencjałem redoks (2,8 V) spośród utleniaczy. Rodniki hydroksylowe są nieselektywne i łatwo wchodzą w reakcje ze związkami organicznymi, oraz z wieloma substancjami nieorganicznymi, przy tym nie wytwarza szkodliwych produktów ubocznych, jako że produktami jego rozkładu są tylko woda i tlen.
Rozkład nadtlenku wodoru katalizowanego jonami Fe2+ przedstawia reakcja
Fe2+ + H2O2 —> Fe3+ + OH– + OH*
Znanych jest wiele modyfikacji metody Fentona. Modyfikacje te najczęściej polegają na wprowadzeniu do środowiska reakcji jonów Fe3+ zamiast Fe2+ oraz wprowadzenia innych metod rozkładu H2O2.
Wspólną cechą tych metod jest długi czas reakcji oraz konieczność dostosowania odczynu pH do reakcji. Proces przebiega najlepiej przy pH 3÷5, co powoduje konieczność obniżenia odczynu, a następnie podwyższenia go po zakończeniu reakcji. Metoda proponowana przez nas (zgłoszenie patentowe nr 422580) polega na inicjacji procesu przez napromieniowanie promieniami UV. Proces przebiega szybko, trwa ok. 1 min przy odczynie obojętnym (pH 6÷9). Stosowane minimalne dawki żelaza Fe2+ lub Fe3+ (poniżej 10% dawki nadtlenku wodoru) powodują przedłużenie reakcji w czasie, co jest korzystne przy stosowaniu procesu w sieci kanalizacyjnej – eliminacja zagniwania ścieków na czas od 2 do 10 dni w zależności od dawki nadtlenku wodoru.
Przeprowadzono próby stosowania pogłębionego utleniania z wykorzystaniem nadtlenku wodoru i promieniowania UV w kilku przypadkach opisanych poniżej.
2. Usuwanie odorów
Unoszący się fetor, to często spotykany problem zakładów czy instalacji ściekowych, również tych przeznaczonych do rekreacji i lecznictwa, jak np. kąpielisk mineralnych siarkowych w miejscowościach uzdrowiskowych. Przeprowadzone testy wykazały bardzo dużą skuteczność eliminacji odoru przy minimalnych dawkach nadtlenku wodoru uaktywnianego promieniami UV. Testy przeprowadzono na wodach siarczkowych z ujęcia Wełnin („Malinowy Zdrój” w Solcu Zdroju).
Podobne próby przeprowadzono z odorami osadów z kanalizacji, także z wynikiem pozytywnym. Przygotowania do badań w terenie trwają.
3. Oczyszczanie ścieków po produkcji kosmetyków
Zakład zajmuje się wyrobami kosmetycznymi, medycznymi i suplementami diety. Ścieki charakteryzują się dużą zmiennością w zależności od asortymentu produkcji w danym dniu. Ścieki w swoim składzie mają zarówno związki organiczne jak i nieorganiczne.
Badania wykonywano od 30 września do 31 października 2017 roku. Pobierano ścieki z szamba z tej samej studzienki. Przywiezioną porcję ścieków poddawano reakcji na instalacji pogłębionego utleniania. Po wykonanej reakcji pobierano próbkę do badania wskaźników zanieczyszczeń. Następnie ścieki były oczyszczane na złożu biologicznym spłukiwanym. Do ścieków przed złożem dodawano biopreparat – Actifloc. Po złożu wykonywano badania ChZT jako wskaźnika sumarycznego zanieczyszczenia ścieków. Na podstawie wykonanej analizy próbki o największym stężeniu zanieczyszczeń ustalono, że pozostałe wskaźniki są w normie po reaktorze pogłębionego utleniania.
Badania wykonywane były w dwóch etapach:
- poddanie ścieków procesowi pogłębionego utleniania;
- oczyszczanie ścieków na złożu spłukiwanym, proces przyspieszono przez zastosowanie biopreparatu.
Wymagany efekt oczyszczania uzyskano w procesie pogłębionego utleniania z separacją osadu w procesie flotacji i biologicznego oczyszczania na złożu spłukiwanym.
Instalacja, którą proponujemy, powinna składać się z następujących elementów:
- Instalacja pogłębionego utleniania z separacją zanieczyszczeń we flotatorze DAF.
- Złoże biologiczne spłukiwane.
4. Oczyszczanie ścieków z masarni
Zakład zajmuje się produkcją wędlin w pełnym asortymencie. Ścieki w swoim składzie mają zarówno związki organiczne jak i nieorganiczne.
Badania wykonywano od 27 stycznia do 7 lutego 2018 roku na instalacji podczyszczania ścieków zakładowych. Ścieki surowe pobierano z pompowni w zbiorniku retencyjnym, ścieki oczyszczone na wylocie z flotatora (tab. 2).
5. Wnioski i uwagi
Przeprowadzone badania wykorzystania techniki pogłębionego utlenianiania wykazują bardzo dużą skuteczność w kanalizacji do usuwania odorów oraz w oczyszczaniu ścieków do intensyfikacji procesu redukcji ładunku ChZT, tłuszczu i olejów w ściekach poprodukcyjnych itp.
Uzyskane wyniki skłaniają do przeprowadzenia szczegółowych testów w celu ustalenia:
- dawki nadtlenku wodoru;
- dawki związków żelaza i jego rodzaju;
- dawki napromieniowania UV i czasu napromieniowywania;
- sposobu wprowadzania reagentów do ścieków oraz mieszania;
- oceny efektów możliwych do uzyskania i kosztów inwestycyjnych oraz eksploatacyjnych procesu.
Stanisław Zawadzki, Magdalena Karnas, EKO-Technika s.c.
EKO – Technika s.c. Stanisław Zawadzki, Barbara Zawadzka
32-064 Brzezinka ul.Krakowska 19
tel. 12 283 91 61, tel. 604 543 103
ekotechnika.zawadzki@gmail.com www.eko-technika.com
.
.
Źródło: Forum Eksploatatora 2/2018
