Wydawnictwo Zielone Brygady - dobre z natury

UWAGA!!! WYDAWNICTWO I PORTAL NIE PROWADZĄ DZIAŁALNOŚCI OD 2008 ROKU.

Polecamy:

Fundacja ''Koalicja Sprawiedliwego Handlu'' - Fairtrade Polska

Strona główna / Wiedza / Ekowykłady / Ścieki

Ścieki

Według ustawy z dnia 27 kwietnia 2001r. „Prawo Ochrony Środowiska” Dz. U. 2001 Nr 62 poz. 627 pod pojęciem „ścieki” rozumie się:

wprowadzane do wód lub ziemi:

wody zużyte, w szczególności na cele bytowe lub gospodarcze
ciekłe odchody zwierzęce, z wyjątkiem gnojówki i gnojowicy
wody opadowe lub roztopowe, ujęte w otwarte lub zamknięte systemy kanalizacyjne pochodzące z powierzchni zanieczyszczonych o trwałej nawierzchni, w szczególności z miast, portów, lotnisk, terenów przemysłowych, handlowych, usługowych składowych, baz transportowych oraz dróg i parkingów
wody odciekowe ze składowisk odpadów i miejsc ich magazynowania, wykorzystane solanki, wody lecznicze i termalne
wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych z wyjątkiem wód wtłaczanych do górotworu, jeżeli rodzaje i ilość substancji zawartych w wodzie wtłaczanej do górotworu są tożsame z rodzajami i ilościami substancji zawartych w pobranej wodzie
wody wykorzystane, odprowadzane z obiektów chowu lub hodowli ryb łososiowatych
wody wykorzystane, odprowadzane z obiektów chowu i hodowli ryb innych niż łososiowate albo innych organizmów wodnych, o ile produkcja tych ryb lub organizmów rozumiana jako średnioroczny przyrost masy tych ryb albo tych organizmów w poszczególnych latach cyklu produkcyjnego przekracza 1 500 kg z 1 ha powierzchni użytkowej stawów rybnych tego obiektu w jednym roku danego cyklu.

Jednym słowem można powiedzieć, że ścieki to zużyte substancje gazowe, stałe lub płynne, koloidy, zawiesiny lub roztworu odprowadzane do wód lub gruntów powodujące zanieczyszczenia zarówno wód powierzchniowych jak i podziemnych. Ścieki powstają zarówno w gospodarstwach domowych jak i większych lub mniejszych zakładach przemysłowych oraz mogą pochodzić np. ze spływów powierzchniowych na terenach rolniczych. Ponieważ ścieki te różnią się od siebie składem, podzielono je na trzy grupy:

Ścieki komunalne- bytowo gospodarcze
Ścieki przemysłowe
Ścieki opadowe

Ścieki odprowadzane są do wód za pośrednictwem kanalizacji lub zrzucane bezpośrednio do nich.

RODZAJE ŚCIEKÓW

Ścieki bytowo-gospodarcze to ścieki powstające na skutek zaspokajania potrzeb higienicznych, sanitarnych oraz gospodarczych. Pochodzą z gospodarstw domowych, budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej, zakładów pracy. Skażenie powierzchniowych lub podziemnych wód tego typu ściekami stanowi poważne zagrożenie epidemiologiczne z uwagi na fakt, że mogą znajdować się w nich groźne bakterie i wirusy oraz jaja pasożytów. Oprócz tego ścieki tego rodzaju zawierają dużą ilość zawiesin oraz związków organicznych (co stanowi 60% ich objętości) i nieorganicznych. Ich oczyszczanie nie jest kłopotliwe.

Ścieki przemysłowe to ścieki powstające w zakładach przemysłowych jak np. zakłady produkcyjne, usługowe. Są efektem procesów technologicznych jak np. przeróbka surowców i ich uszlachetnianie. Ich skład, rodzaj i ilość zależą przede wszystkim od rodzaju przedsiębiorstwa i jego gospodarki wodno- ściekowej. Na te parametry składają się takie procesy jak: ilość zużywanej wody, rodzaj technologii produkcji itp. Tego typu ścieki powstają w przemyśle:

metalurgicznym,
włókienniczym,
chemicznym,
górniczym,
paliwowo-energetycznym,
elektromaszynowym,
celulozowym,
garbarskim,
spożywczym.

Aby ocenić ich szkodliwość ścieków przemysłowych należy znać skład ogólnego odpływu z całego zakładu oraz skład strumieni wypływających z poszczególnych działów produkcji. Są one głównym zagrożeniem dla odbiorników wodnych, a wielka różnorodność zanieczyszczeń zawartych w tych ściekach sprawia, że nie ma standardowych metod ich oczyszczania.

Ścieki opadowe powstają przede wszystkim w wyniku takich zjawisk jak: spływy deszczowe, topnienie śniegu, mycie, polewanie ulic. Cechują się znaczną zmiennością składu.

OCZYSZCZANIE ŚCIEKÓW

Ze względu na dużą szkodliwość ścieków przed odprowadzeniem ich do odbiornika powinno poddać się je procesom oczyszczania. W Polsce nie wszystkie ścieki są oczyszczane co prowadzi do zatruwania cieków wodnych, a w konsekwencji do powstania pozaklasowych kanałów ściekowych. Na szczęście coraz większa liczba zakładów przemysłowych stosuje zamknięte obiegi wody, a to powoduje stosowanie nowych, skutecznych metod oczyszczania własnych ścieków.

Parametrem określającym ilość zanieczyszczeń w ściekach jest biochemiczne zapotrzebowanie na tlen BZT, czyli ilość tlenu rozpuszczonego w wodzie zużyta przez bakterie aerobowe-tlenowe w mg/dm₃ w ciągu określonego czasu. Jako reprezentatywny do wyznaczenia charakterystyki BZT przyjmuje się czas 5 dni. BZT5 oznacza się metodą rozcieńczeń lub metodami manometrycznymi.

Kolejnym parametrem jest utlenialność – zdolność wody i ścieków do redukcji pewnych związków chemicznych – miedzy innymi nadmanganianu potasu lub chromianów. Do wyznaczania utlenialności ścieków stosuje się metodę chromianową.

I ETAP: oczyszczanie mechaniczne

W tym procesie usuwana jest zaledwie część zanieczyszczeń, polega on na oddzieleniu zanieczyszczeń na kratach, sitach, piaskownikach i osadnikach. Najpierw ścieki trafiają do krat, które służą do zatrzymania i oddzielenia ciał stałych typu szmaty, papiery, gałęzie. Kraty instalowane są w celu ochrony pomp i innych urządzeń mechanicznych służących do dalszego oczyszczania ścieków. W pierwszej kolejności ścieki napotykają na swojej drodze kraty rzadkie zatrzymujące duże odpady. Ich prześwit wynosi od 40 do 100 mm. Potem trafiają do krat średnich o prześwicie od 20-30 mm, następnie krat gęstych, wyłapujących zanieczyszczenia powyżej 6mm, po czym przepływają przez sita służące do zatrzymywania włókien, cząstek celulozy, papieru, włosów itp. Kolejnym etapem jest piaskownik, gdzie osadzają się składniki mineralne o wymiarach cząstek większych od 0,2 mm (ciężkie zawiesiny jak piasek czy popiół). Piaskowniki zatrzymują jedynie zanieczyszczenia nieorganiczne, sedymentujące przy prędkości przepływu 0,3 m/s. Ziarna tych frakcji charakteryzują się dużym stopniem twardości wg skali Mosha. Piaskowniki płaskie mają kształt rynien o długości kilku metrów, w których na skutek siły grawitacji osadzane są zanieczyszczenia. Ich wadą jest zajmowanie dosyć dużej powierzchni użytkowej. Lżejsze zawiesiny unoszone są z osadzanego piasku.

Następnie ścieki przepływają do osadników gdzie usuwane są z nich drobne, łatwo opadające zanieczyszczenia. Stosuje się dwa typy osadników: wstępne (umieszczone zaraz za piaskownikami i odtłuszczaczami, które służą do oddzielenia ze ścieków zanieczyszczeń lżejszych od wody, mają postać basenu flotacyjnego. Warstwa tłuszczów lub olejów usuwana jest ze ścieków ze pomocą systemu przelewów lub czerpaków.) oraz wtórne (oddzielające zawiesiny po oczyszczaniu biologicznym lub fizykochemicznym.). Prędkość liniowa ścieków w osadnikach powinna wynosić 0,1m/s. Po oczyszczaniu w osadnikach następuje redukcja wartość BZT₅

Produktem mechanicznego oczyszczania jest biogaz i przefermentowany osad nadający się do użycia jako nawóz.

II ETAP : oczyszczanie biologiczne

Jest to dość skomplikowany proces. Zachodzi zaraz po oczyszczaniu mechanicznym. Oczyszczanie biologiczne przebiega zarówno w warunkach tlenowych, beztlenowych jak i niedotlenowych. Polega na utlenianiu oraz mineralizacji związków organicznych zawartych w ściekach.

Ścieki dostają się do pompowni i komór osadu czynnego, gdzie poddawane są procesom mikrobiologicznego rozkładu. Mikroorganizmy usuwają związki węgla, fosforu i azotu i zużywają jako pokarm i podstawę przemiany materii. Procesy zachodzące w tym etapie są podobne do procesów występujących w przyrodzie (samooczyszczanie się wód), z tą jednak różnicą, że zwiększa się szybkość i skuteczność procesu za pomocą optymalizacji obecności tlenu, pH, temperatury itp. Żywe organizmy (bakterie tlenowe, pierwotniaki i inne) absorbują łatwo rozkładające się substancje organiczne które łatwo przenikają do ich komórek gdzie zachodzi utlenianie do dwutlenku węgla i wody a pewna ich część wykorzystywana jest do syntezy nowych organizmów.

Następnie ścieki płyną do osadników wtórnych gdzie podlegają sklarowaniu i poddawane są fermentacji. W wyniku tego procesu wytwarza się biogaz który można potem wykorzystać.

Metody biologiczne można podzielić na:

Naturalne: metoda pól irygacyjnych i pól filtracyjnych
Sztuczne: metoda złoża spłukiwanego i osadu czynnego

III ETAP: oczyszczanie chemiczne

Polega na usunięciu ze ścieków miedzy innymi azotu i fosforu, które pozostały w wodzie po oczyszczaniu biologicznym. Usuwanie azotu prowadzone jest w wyniku utleniania amoniaku i związków amonowych do azotynów i azotanów. Szybkość tego procesu zależy od zawartości tlenu w komorze czynnej osadu. Pozbywanie się azotanów prowadzi się metodą biologiczna (z wykorzystaniem bakterii denitryfikujących) lub metodami chemicznymi (np. za pomocą adsorpcji czy wymiany jonowej).

Dalszą redukcję fosforu prowadzi się przy użyciu koagulantów (np. soli wapnia, glinu, żelaza). W wyniku tego procesu wytrącane są duże ilości osadu, który nie może trafić do komór fermentacyjnych ponieważ w beztlenowym procesie fermentacji metanowej fosfor ulega redukcji i hydrolizuje. Hydroliza mogłaby spowodować krążenie tego pierwiastka w obiegu oczyszczalni i tym samym jego kumulację.

Do oczyszczania ścieków pochodzenia przemysłowego zawierających metale ciężkie oraz związki organiczne stosuje się np. koagulację neutralizację, ekstrakcję, sorpcję, elektrolizę i destylację.

IV ETAP: proces odnowy wody

Jest to proces polegający na doprowadzeniu ścieków do takiego stanu, że mogą być ponownie wykorzystane na potrzeby gospodarcze, jako woda pitna albo nabierają cech wód naturalnych. Jest to więc etap uzupełniający poprzednio opisane metody oczyszczania.

W oczyszczonych mechanicznie, biologicznie i chemicznie ściekach mogą znajdować się związki refrakcyjne, odporne na procesy samooczyszczania, nieulegające rozkładowi. Do ich usunięcia stosuje się metody inne niż biologiczne np. filtrację, adsorpcję, wypienianie, destylację, ekstrakcję, wymianę jonową.

UNIESZKODLIWIANIE OSADÓW ŚCIEKOWYCH

W procesie oczyszczania ścieków, na każdym z jego etapów powstają osady różniące się od siebie właściwościami fizykochemicznymi i biologicznymi. Np. osady z krat stanowią papiery, opakowania, osady z sit to osady organiczne, zawierające dużo bakterii chorobotwórczych, jaj pasożytów itp, podobnie jak osad z osadników wstępnych i wtórnych. Jedynie w piaskownikach powstaje osad nieorganiczny niewymagający unieszkodliwiania.

Unieszkodliwianie osadów ściekowych polega na wykorzystaniu procesów fermentacji, kompostowaniu lub spalaniu odwodnionych osadów. W tym procesie niszczone są bakterie chorobotwórcze, następuje mineralizacja substancji organicznej, oraz jej częściowe odwodnienie i zniszczenie jaj pasożytów.

Osady te stanowią 1-2 % objętości oczyszczanych ścieków.

PIASKOWNIK