Strącanie wstępne – wpływ na pracę Oczyszczalni Ścieków w Krotoszynie

Oczyszczalnia ścieków w Krotoszynie powstała w roku 1993 (część mechaniczna), oraz w roku 1995 (część biologiczna) i odbiera ścieki z terenu miasta i gminy Krotoszyn. Nieczystości płynne docierają do oczyszczalni kolektorem sanitarnym. Ze względu na brak pełnej kanalizacji, głównie gminy, część ścieków jest dowożona pojazdami asenizacyjnymi. Podczas projektowania oczyszczalni uwzględniono możliwość rozbudowy, czyli zwiększenia przepustowości obiektu. W chwili obecnej oczyszczalnia może oczyścić 8000 m³ ścieków dopływających w ciągu doby.

Krotoszyńska oczyszczalnia jest dwustopniowa, tzn. mechaniczno-biologiczna. Pierwszym urządzeniem na jakie trafiają ścieki są kraty znajdujące się w tzw. budynku krat. Ścieki na kratach są poddawane procesowi cedzenia w wyniku którego są zatrzymywane grubsze zanieczyszczenia transportowane wraz ze ściekami. Do skratek w celu dezynfekcji dodawane jest wapno chlorowane i okresowo przekazywane są one firmie posiadającej stosowne decyzje.

W budynku krat znajduje się także stacja zlewcza, gdzie odbierane są ścieki dowożone pojazdami asenizacyjnymi. Jest to stacja w pełni skomputeryzowana, która na bieżąco rejestruje ilość i pH przywiezionych ścieków. W momencie przekroczenia wartości pH następuje automatyczne odcięcie odbioru ścieków.

Kolejnym urządzeniem technologicznym jest piaskownik. W piaskowniku ścieki są pozbawiane zanieczyszczeń mineralnych o średnicach ok. 1 mm, ogólnie zwanych piaskami. Wydzielenie piasków ze ścieków jest realizowane poprzez zwiększenie przekroju poprzecznego koryta, którym płyną ścieki. Za pomocą zwiększenia przekroju maleje energia zawieszonych w ściekach piasków, w wyniku czego osiadają one na dnie piaskownika.

Po piaskowniku ścieki trafiają do osadnika wstępnego. Jest to ostatnie urządzenie pierwszego stopnia oczyszczania ścieków, czyli oczyszczania mechanicznego. W krotoszyńskiej oczyszczalni ścieków jest zainstalowany osadnik radialny. Ogólnie rzecz biorąc, w osadniku wstępnym, poprzez proces sedymentacji na jego dnie, osiadają zanieczyszczenia organiczne zawieszone w ściekach. Z osadnika wstępnego otrzymujemy dwie frakcje – ścieki i osady ściekowe, które podlegają procesom dalszej obróbki.

Pierwsza frakcja, czyli ścieki, po mechanicznym oczyszczeniu jest przepompowywana do reaktora biologicznego gdzie rozpoczyna się drugi stopień oczyszczania – oczyszczanie biologiczne.

W reaktorze z wykorzystaniem osadu czynnego są usuwane pozostałe zanieczyszczenia. Osad czynny jest to mieszanina bakterii, pierwotniaków, grzybów, które w swoich procesach życiowych przyswajają związki organiczne zawarte w ściekach. Aby proces przyswajania zanieczyszczeń przebiegał prawidłowo, należy zapewnić osadowi czynnemu odpowiednią ilość tlenu rozpuszczonego w mieszaninie osadu czynnego i ścieków. W wyniku procesów metabolicznych osadu czynnego otrzymujemy ścieki oczyszczone oraz zwiększoną biomasę.

Następne urządzenie, czyli osadnik wtórny ma za zadanie oddzielenie osadu czynnego od czystych ścieków. Podobnie jak to miało miejsce przy osadniku wstępnym mieszanina osadu ze ściekami trafia do radialnego zbiornika, gdzie pod wpływem sił grawitacji podlega procesowi sedymentacji, czyli osiadania. Wyodrębnione oczyszczone ścieki są kierowane do odbiornika, którym jest ciek Jawnik. Osad czynny z osadnika wtórnego jest częściowo kierowany z powrotem do reaktora biologicznego jako osad recyrkulowany (zaszczep nowych bakterii), a pozostała część trafia na początek procesu oczyszczania, za piaskownik, jako osad nadmierny (kondycjonowanie ścieków).

Jak zauważyliśmy wcześniej, z osadnika wstępnego otrzymujemy dwie frakcje: ścieki mechanicznie oczyszczone oraz osady ściekowe.

Osady ściekowe wyodrębnione na osadniku wstępnym są kierowane na zagęszczacz w celu usunięcia z nich jak największej ilości wody. W zagęszczaczu osady są mieszane z polielektrolitem kationowym który ułatwia usunięcie wody z osadów ściekowych.

Po zagęszczaczu osady ściekowe trafiają do otwartej komory fermentacyjnej, gdzie zachodzi proces stabilizacji, w wyniku którego otrzymujemy metan, wodę i zmineralizowane osady ściekowe w małym stopniu szkodliwe dla środowiska. Z otwartej komory fermentacyjnej osady ściekowe kierowane są na prasę gdzie zostają pozbawione pewnej części wody.

W czerwcu 2019 r. zakończono budowę instalacji do gospodarki osadowej, zapewniono optymalne rozwiązania pod względem kosztów i ostatecznego przekształcania osadów w produkt, który będzie można, zgodnie z ustawą o nawożeniu, wykorzystać rolniczo. Proces granulacji osadów z użyciem wapna stanowi rozwinięcie metody higienizacji. Stosując dużo wyższe dawki wapna (reagenta) niż przy standardowej higienizacji osadów, w specjalnie przeznaczonym do tego celu reaktorze na skutek reakcji wapna z wodą osadową wytwarza się wysoka temperatura (powyżej 94°C). W warunkach odpowiedniego mieszania wapna z osadem i wysokiej temperatury, woda odparowuje, a osad ulega przetworzeniu w stabilny granulat o uwodnieniu nieprzekraczającym 35%.

Nad prawidłową pracą oczyszczalni czuwa przez 24 godziny na dobę wykwalifikowany zespół pracowników obsługi oraz laboratorium, które na bieżąco kontroluje proces oczyszczania ścieków, wykonując analizy ścieków dopływających i ścieków oczyszczonych odprowadzanych do odbiornika.

Oczyszczalnia funkcjonuje bardzo dobrze czego dowodem są wyniki kontroli przeprowadzonych przez Państwową Inspekcje Ochrony Środowiska, które zawsze wypadały dobrze bez większych uwag.

1. Strącanie wstępne

Według D. Jasiny i P. Koniecznego [2009] strącanie wstępne jest to strącanie bezpośrednie, które poprzedza oczyszczanie biologiczne ścieków. Stosujemy je z powodów:

1. ekonomicznych:

• zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych gospodarki osadowej,
• zmniejszenie zużycia energii do napowietrzania;

2. technologicznych:

• rozwiązywanie trudnych problemów w oczyszczaniu ścieków,
• zapewnienie wysokiej skuteczności oczyszczania ścieków.

Przeciętne redukcje zanieczyszczeń ze ścieków komunalnych po osadniku wstępnym przy zastosowaniu koagulacji wynoszą:

• zawiesina ogólna – ponad 90%,
• BZT5 – ok. 75%,
• ChZT – ok. 70%,
• fosfor ogólny – ponad 90%,
• azot ogólny – 25%.

Podane wartości redukcji zależą od:

• doboru właściwego rodzaju koagulantu,
• dawki stosowanego koagulantu,
• charakterystyki ścieków surowych – w ściekach „świeżych” (warunki aerobowe) uzyskuje się znacznie wyższe redukcje zanieczyszczeń niż w ściekach sfermentowanych (warunki anaerobowe).

Szacunkowy czas opadania zanieczyszczeń w ściekach komunalnych w zależności od rozmiarów cząstek zawiesin i ich gęstości podano w tab. 1.

Proces koagulacji zapewnia skuteczne zwiększenie rozmiarów zawiesin trudnoopadających przez ich aglomerację (kłaczkowanie) i nadanie im charakteru zawiesin łatwoopadajacych.

2. Strącanie wstępne w Oczyszczalni Ścieków Krotoszyn

W 1998 r. przeprowadzono modyfikację procesu technologicznego w oczyszczalni, polegającą na wprowadzeniu chemicznej koagulacji wstępnej przy użyciu preparatu PIX-113. Przeprowadzenie działań było konieczne ze względu na niewydolność ówczesnego systemu napowietrzania ścieków
w reaktorze biologicznym (napowietrzanie powierzchniowe). Uzyskano zadowalające wyniki, zdecydowanie spadło zużycie energii elektrycznej, zapewniono także optymalne napowietrzanie.

Po modernizacji oczyszczalni w roku 2015 nie zrezygnowano ze strącania wstępnego, zmniejszono dozowanie PIX-u podawanego do ścieków dopływających do oczyszczalni.

Obecnie dozowane jest od 30 do 40 g PIX-113/m³ ścieków. Wartości wskaźników ścieków w Oczyszczalni Ścieków w Krotoszynie przedstawiono w tab. 2.

Wykorzystując strącanie wstępne zmniejsza się ładunek zanieczyszczeń. Oznacza to, że już w tym momencie otrzymuje się obniżenie zużycia energii, która powinna być wykorzystana do napowietrzania ścieków.

Podczas strącania wstępnego może być produkowana zwiększona masowo ilość osadu wstępnego. Objętościowo, w zależności od stosowanej dawki, może to być jednak na podobnym poziomie – osad z reguły jest wtedy lepiej zagęszczony. Dodatkowo więcej osadu wstępnego przekłada się na lepsze odwadnianie osadu, a w przypadku oczyszczalni z zamkniętymi komorami fermentacji na większą produkcję biogazu.

W przypadku zastosowania strącania wstępnego zanieczyszczeń zawartych w ściekach surowych należy przeanalizować dostępność węgla organicznego niezbędnego do procesów biologicznego oczyszczania ścieków, tj. denitryfikacji i defosfatacji. Do tych procesów potrzebna jest odpowiednia ilość organicznych związków węgla, które mogły zostać usunięte już w osadniku wstępnym. W przypadku deficytu węgla organicznego konieczne byłoby jego dozowanie ze źródła zewnętrznego, co miałoby wpływ na koszty eksploatacyjne oczyszczalni. Przy strącaniu wstępnym usuwany jest węgiel organiczny zawarty w zawiesinie i koloidach, czyli ten trudniej przyswajalny przez bakterie, a związki węgla w formie rozpuszczonej przechodzą dalej do części biologicznej oczyszczalni. W przypadku tej aplikacji, w zależności od zastosowanej dawki, należy indywidualnie rozważać konieczność zastosowania dodatkowego zewnętrznego źródła węgla.

Jacek Pawlak
Przedsiębiorstwo Gospodarki Komunalnej i Mieszkaniowej Sp. z o.o. w Krotoszynie
Zakład Wodociągów i Kanalizacji

źródło: Forum Eksploatatora 5/2019