Biologiczne usuwanie fosforu

TAGI: , , ,

Procesy biologicznej redukcji fosforu, pomimo coraz większej wiedzy o technologii oczyszczania ścieków, są skomplikowanymi i mało stabilnymi procesami, a ich mechanizmy nie są jeszcze dokładnie poznane. Jeszcze nie dawno klasycznym sposobem usuwania fosforu ze ścieków było chemiczne strącanie. Metody biologiczne, z uwagi na złożoność procesów, stanowiły obiecującą ciekawostkę. Odkrycie bakterii kumulujących fosfor oraz poznanie warunków koniecznych do ich przeżycia umożliwiło opracowanie metody biologicznego usuwania fosforu.

Klasyczny osad czynny zawiera 1-2% fosforu i pozwala na usunięcie z osadem nadmiernym jedynie 20-30% ładunku fosforu zawartego w ściekach surowych [Błażejewski 2003]. Wyniki uzyskiwane w klasycznych metodach biologicznego oczyszczani ścieków, nie zawsze pozwalają na wystarczającą redukcję fosforu. Jak wykazały badania, naprzemienne poddanie osadu czynnego warunkom beztlenowym i tlenowym pozwala na rozwój bakterii mających zdolność gromadzenia w organizmie zwiększonych ilości fosforu (popularnie zwanych bakteriami fosforowymi).

W warunkach beztlenowych mikroorganizmy zużywają energię, którą wcześniej zgromadziły w formie bogatych w energię związków fosforowych. W tym czasie uwolniony z komórek fosfor trafia w formie ortofosforanów do ścieków.

Po przejściu z fazy beztlenowej do fazy tlenowej oczyszczania ścieków, z uwagi na wysoką konkurencję mikroorganizmów, bakterie korzystają z wcześniej zgromadzonych zapasów związków węgla. W strefie tlenowej następuje rozwój nowych komórek oraz pobór rozpuszczonego w ściekach fosforu w postaci ortofosforanów. Pobór fosforu ze środowiska przewyższa ilość fosforu uwolnionego w fazie beztlenowej oczyszczania. Stężenie fosforu w suchej masie osadu wzrasta do 2,5-5%, a stężenie fosforanów w ściekach oczyszczonych spada do 1-3 gP/m3. Osad oddzielany jest od ścieków w odsadnikach wtórnych. Fosfor zgromadzony w komórkach osadu odprowadzany jest z osadnika do dalszej przeróbki, a oczyszczone ścieki odprowadzane są do odbiornika.

Skuteczność biologicznego usuwania fosforu może dochodzić do 90%. Dla uzyskania tak wysokiej sprawności należy zapewnić w komorze beztlenowej dostatecznie wysokie stężenie lotnych kawasów tłuszczowych (LKT/Pog>6/9), BZT5/Pog>25 oraz ChZT/Pog>30. [Błażejewski, 2003]. Trudności z utrzymaniem stabilności procesu wynikają stąd , że fosfor natychmiast przechodzi do roztworu, jeśli osad znajduje się w warunkach beztlenowych w komorze osadu czynnego lub podczas procesów unieszkodliwiania osadu.

Wrażliwym punktem biologicznego usuwania fosforu ze ścieków jest osadnik wtórny. Niewłaściwa praca lub eksploatacja osadnika może doprowadzić do znacznego podniesienia stężenia fosforu w ściekach oczyszczonych. Przy biologicznym usuwaniu fosforu należy zwrócić szczególną uwagę na dwa aspekty pracy osadnika:

  • zbyt długie przetrzymanie osadu w osadniku może spowodować wytworzenie w leju osadowym warunków beztlenowych, a co za tym idzie praktycznie natychmiastowe uwolnienie związków fosforu z organizmów osadu,
  • przeciążenie lub zła praca hydrauliczna osadnika może spowodować pogorszenie procesu sedymentacji zawiesin co skutkuje zwiększeniem ilości odprowadzanego osadu, wraz ze skumulowanym fosforem, do odbiornika.

Dla małych oczyszczalni ścieków bardzo dobrym rozwiązaniem biologicznego oczyszczania ścieków przy wymaganej redukcji fosforu jest zastosowanie reaktorów typu SBR, gdzie wszystkie procesy tlenowe i beztlenowe prowadzone są w jednym wielofunkcyjnym reaktorze. Niestety oczyszczalnie typu SBR to bardzo wysoki wydatek inwestycyjny a także stosunkowo wysoki koszt eksploatacji.

Bibliografia

Błażejewski, R. (2003). Kanalizacja wsi. Poznań: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych Oddział Wielkopolski.

2 komentarzy do artykułu “Biologiczne usuwanie fosforu”


  1. Aleksandra
    on lut 3rd, 2010
    @ 16:27: 

    Bakterie o których mowa nazywają się PAO, może warto by to napisać.


  2. Leszek
    on lut 5th, 2011
    @ 16:57: 

    Droga Aleksandro,

    Nie warto! PAO to poniekąd nazwa własna, ale można je też rozumieć jako angielskie tłumaczenie tego co zostało tu napisane („Jak wykazały badania, naprzemienne poddanie osadu czynnego warunkom beztlenowym i tlenowym pozwala na rozwój bakterii mających zdolność gromadzenia w organizmie zwiększonych ilości fosforu (popularnie zwanych bakteriami fosforowymi”).

    PAO = Phosphate Accumulating Organisms

    Ps. PAO to nie tylko bakterie.

Skomentuj