Transcript
1.1. Oczyszczalnie ścieków Mając na uwadze wysoką technologię oczyszczania ścieków oraz przeróbki osadów, urządzenia te przy prawidłowej eksploatacji nie powinny ujemnie wpływać na środowisko. Dlatego teŜ zaleca się zastosowanie oczyszczalni typu SBR. Oczyszczalnie te są typu monolitycznego o sztywnej strukturze. Wykonane są z tworzyw sztucznych (dla małych oczyszczalni) lub z blachy stalowej zabezpieczonej Ŝywicami epoksydowymi zabezpieczającymi przed korozją. Zamknięta konstrukcja zbiornika umoŜliwia posadowienie oczyszczalni całkowicie pod ziemią, dlatego nie jest wymagane stosowanie strefy ochronnej. Wszystkie elementy składowe oczyszczalni nadają się do transportu samochodowego. Proponowany bioreaktor pracuje w systemie sekwencyjnym (Sekwencyjny Reaktor Wsadowy), co umoŜliwia wykorzystanie tego samego zbiornika jako komory aerobowej, anoksycznej, beztlenowej i osadnika wtórnego. Rozwiązanie to eliminuje konieczność występowania osobnych reaktorów dla kaŜdego procesu biologicznego oczyszczania ścieków oraz budowy osadników wtórnych i projektowania armatury do recyrkulacji osadu czynnego. Z uwagi na sekwencyjne napełnianie reaktora wymagane jest jedynie zaprojektowanie zbiornika wyrównawczego bezpośrednio przed oczyszczalnią. W tym celu mogą być wykorzystane istniejące osadniki i szamba. Istnienie zbiornika wyrównawczego w ciągu technologicznym umoŜliwia gromadzenie nadmiaru ścieków w wypadku wystąpienia awarii modułu biologicznego, co gwarantuje eliminację zagroŜenia zanieczyszczenia środowiska w nieprzewidzianych okolicznościach. Technologia oczyszczania łączy konwencjonalny sposób oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego z najnowszymi osiągnięciami biotechnologii środowiska. W procesie oczyszczania wykorzystano odkrycie wzmoŜonej akumulacji fosforu w kłaczkach osadu po krótkim okresie przebywania drobnoustrojów w warunkach anaerobowych. W zaleŜności od warunków środowiskowych i rodzaju substratu, do gromadzenia polifosforanów w komórkach zdolne są bakterie róŜnych rodzajów np. Acinetobacter spec., Pseudomonas spec., Aeromonas spec. i gatunków np. Arthrobacter globiformis, Bacillus cereus, Microthrix pneumonia. Hipoteza Marais’a wyjaśnia mechanizm wzmoŜonej akumulacji reszt fosforanowych w komórkach bakteryjnych. Nagromadzone polifosforany słuŜą jako zapas energii dla przeŜycia organizmów podczas przebywania w warunkach beztlenowych, a w zasadzie są sposobem osiągania
przewagi nad organizmami nie akumulującymi fosforu. W warunkach beztlenowych część łatwo rozkładalnych związków organicznych (występujących w formie niskocząsteczkowych kwasów tłuszczowych) mikroorganizmy akumulują w postaci substancji zapasowych dla swojego wyłącznego wykorzystania po przejściu do warunków tlenowych lub anoksycznych. W warunkach beztlenowych, przy obecności łatwo rozkładalnych związków organicznych, degradacja polifosforanów w komórkach bakterii dostarcza energii niezbędnej do utworzenia ATP. Depolimeryzacja polifosforanu i oderwanie rodnika fosforanowego od łańcucha polifosforanowego w warunkach anaerobowych powoduje wydzielenie do środowiska fosforanu co sprawia, Ŝe stęŜenie fosforanów rozpuszczonych w ściekach oczyszczanych wzrasta. Po zmianie środowiska na tlenowe drobnoustroje rozpoczynają proces
oddychania
tlenowego.
ZuŜywają
wtedy
zsyntetyzowany
wcześniej
kwas
polihydroksybetamasłowy. Utlenianie substancji zapasowych przebiega bardzo szybko powodując wzrost stosunku ATP/ADP. Wywołuje to aktywację kinazy polifosforanowej, co prowadzi do pobierania fosforu ze środowiska. Na kaŜdą cząsteczkę ATP uŜytą w celu dostarczenia energii przemianie substratu w substancję zapasową w warunkach beztlenowych, komórka uzyskuje 11 cząsteczek ATP w warunkach tlenowych. Nadmiar ATP przyłączany jest do łańcucha polifosforanowego, co prowadzi do zwiększonego poboru fosforu z oczyszczanych ścieków. Fosfor wbudowywany jest więc w masę bakteryjną i moŜe być usuwany wraz z osadem nadmiernym. Zbiornik oczyszczalni pracuje jako reaktor beztlenowy od chwili napełniania zbiornika, do włączenia dmuchawy dostarczającej powietrze do oczyszczanych ścieków. UmoŜliwi to przejście z warunków beztlenowych do tlenowych, co pozwala zrealizować usuwanie związków fosforu ze ścieków. W warunkach tlenowych realizowana jest nitryfikacja azotu amonowego poprzez azotyny do azotanów. Czas pierwszej fazy napowietrzania dobiera się w ten sposób aby pozostawić substraty umoŜliwiające prowadzenie procesu denitryfikacji azotanów do wolnego azotu gazowego po wyłączeniu dmuchawy w wytworzonych warunkach anoksycznych. Druga faza napowietrzania usuwa pęcherzyki azotu przyczepione do kłaczków osadu zapobiegając wypływaniu osadu, które często ma miejsce w oczyszczalniach przepływowych w osadnikach wtórnych na skutek tzw. „dzikiej denitryfikacji”. W czasie tej fazy utlenia się równieŜ pozostała reszta zanieczyszczeń zawartych w ściekach. Po tym cyklu następuje sedymentacja osadu w zbiorniku, ścieki oczyszczone są wypompowywane i cały cykl pracy oczyszczalni zaczyna się od początku.
Do analizy kosztowej przyjęto koszty budowy oczyszczalni ścieków firm typu MINIDEPURAL SBR firmy EnEko Sp. z o.o. Gliwice. Technologia oczyszczania ścieków jak równieŜ budowy oczyszczalni winna być wybrana na etapie przetargu publicznego. Ścieki po oczyszczeniu winny spełniać wymogi Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie naleŜy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 137, poz. 984).
