Dezintegracja osadów ściekowych – informacje podstawowe
Rosnący udział osadów nadmiernych na wysokosprawnych oczyszczalniach i z tym związane problemy eksploatacyjne zweryfikowały w praktyce dotychczasowa wiedze na temat wielu procesów i spowodowały zainteresowanie nowymi technologiami. Jedną z nich jest dezintegracja osadu, coraz częściej wykorzystywana w procesach technologicznych nowoczesnych oczyszczalni ścieków.
W Polsce roczna produkcja osadów w oczyszczalniach komunalnych w roku 2004 wyniosła 476,1 tys. ton suchej masy osadu (Dane GUS). Przyrównując tą ilość do masy osadu wyprodukowanej w roku 2000 (359,8 tyś ton s.m.o.) łatwo można stwierdzić, że ilość produkowanych osadów rośnie.
Fakt ten spowodowany jest między innymi przez zaostrzenie norm jakościowych dotyczących wprowadzanych ścieków do środowiska (Głównie dotyczy to związków biogennych N i P). Sytuacja ta zmusiła właścicieli oczyszczalni do rozbudowy istniejących ciągów technologicznych do technologii wysokosprawnych nastawionych na usuwanie związków biogennych. Rozbudowa technologii spowodowała znaczny wzrost ilości produkowanych osadów.
Jednocześnie następuje gwałtowny przyrost ilości małych gminnych oczyszczalni ścieków. Oczyszczalnie te najczęściej nie są wyposażone w węzły gospodarki osadowej, lub jest on ograniczony do odwadniania osadów i higienizacji wapnem. Taki proces przeróbki osadów nie likwiduje problemu a tylko przenosi go na barki większych miejskich oczyszczalni ścieków.
Wzrost ilości produkowanych osadów ściekowych stanowi poważny problem dla eksploatatorów z kilku powodów:
1. Przeróbka osadów ściekowych i ich zagospodarowanie stanowią ok. 70% wszystkich kosztów pracy oczyszczalni.
2. Istniejące węzły gospodarki osadowej mają określoną kubaturę i przepustowość. Powiększenie ilości przerabianych osadów przy zachowaniu istniejących kubatur wpływa negatywnie na efekty procesów przeróbki osadów.
3. Zgodnie z przepisami UE za kilka lat zabronione będzie składowanie osadów na wysypiskach śmieci.
W krajach UE 50% osadów ściekowych jest stabilizowane w warunkach beztlenowych. Powolna hydroliza osadu biologicznego jest etapem ograniczającym szybkość rozkładu beztlenowego.
Lepszy przebieg procesu beztlenowego można osiągnąć poprzez przyspieszenie powolnej hydrolizy, ograniczającej szybkość przerobu osadu.
Aktualnym rozwiązaniem problemów zwiększenia ilości osadów okazała się DEZINTEGRACJA.
Osad nadmierny składa się przede wszystkim z komórek rozmaitych organizmów. Mikroorganizmy te otoczone są ścianą komórkową zamykającą szczelnie dostęp do organicznego wnętrza komórki. Dodatkowo zazwyczaj są zgromadzone w postaci flokuł za pomocą biopolimerów i polimerów.
To wszystko sprawia, że duża część materii organicznej, stanowiąca zazwyczaj ponad 70% suchej masy kłaczka jest niedostępna w procesach stabilizacyjnych i nie podlega biodegradacji w procesach przeróbki osadów.
Dezintegracja osadów ściekowych jest procesem wprowadzającym do osadu energię w celu rozdrobnienia i rozerwania flokuł osadu, oraz zniszczenie błon komórkowych mikroorganizmów osadu.
Procesy dezintegracji osadów dają wiele możliwości. Stosować je można praktycznie na każdym etapie oczyszczania ścieków, w zależności od tego jaki cel chcemy uzyskać.
Podstawowe cele i możliwości dezintegracji osadów:
• Intensyfikacja procesów denitryfikacji poprzez transfer ładunku organicznego z fazy stałej ścieków (osady) do fazy rozpuszczonej, przyswajalnej przez mikroorganizmy osadu czynnego.
• Skrócenie czasów procesów biologicznych poprzez przyspieszenie (wspomaganie) procesu hydrolizy.
• Zmniejszenie potrzeb kubaturowych, szczególnie części osadowej oczyszczalni.
• Zmniejszenie masy osadu nadmiernego – jako konsekwencja hydrolizy osadu recyrkulowanego i nadmiernego.
• Poprawa redukcji masy organicznej w procesie stabilizacji, a w efekcie wzrost produkcji biogazu.
• Poprawa właściwości osadu do odwodnienia.
• Zmniejszenie końcowej masy osadów jako konsekwencja lepszego odwodnienia i stabilizacji.
Niektóre z metod dezintegracji mogą również selektywnie oddziaływać na skład i strukturę mikroorganizmów osadu czynnego.
Proces dezintegracji może być wykorzystany również do osadów wstępnych, szczególnie, gdy w tym osadzie występują bardziej złożone struktury mniej podatne na rozkład biologiczny.
Może to dotyczyć np. oczyszczania ścieków z przemysłu papierniczego.
W tym przypadku dezintegracja może służyć do rozerwania silnych wiązań chemicznych, utrudniających biodegradację osadów.
Edward
on paź 19th, 2009
@ 10:11:
Bardzo dobrze i zwięźle opisany problem. Jest kilka sposobów dezintegrowania osadu, temat jest stosunkowo nowy ale w moim odczuciu brak jest miernika dezintegracji osadu pozwalającego na porównanie efektywności poszczególnych metod i rentowności instalacji.
Pozdrawiam autora.
mizuk
on lis 5th, 2009
@ 15:32:
Faktycznie z miernikami jakości procesów dezintegracji jest problem. Nie ustalono jeszcze jednej metodologii oceny procesów dezintegracyjnych i w moim odczuciu długo to jeszcze nie zostanie w jednolity sposób określone.
Problem polega na tym, że procesy dezintegracji mogą być prowadzone prawie na każdym etapie oczyszczania ścieków w celu uzyskania zdecydowanie odmienne cele stawiane temu procesowi. Przykładem tutaj może być eliminacja bakterii nitkowatych z reaktorów osadu czynnego metodami biologicznymi a dezintegracja osadu podawanego do komory fermentacyjnej. jednak ta problematyka to temat na kolejny artykuł, który niedługo powinien tutaj się pojawić.