Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Systemy trzcinowe jako metoda odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych dla małych i średnich  oczyszczalni

Reed systems as method of dewatering and stabilization of sewage sludge for small and medium wastewater treatment plants
Artykuł przedstawia wyniki badań jakości osadów pochodzących z czterech systemów trzcinowych do odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych oraz prezentacja wyników badań osadów zdeponowanych w tego typu systemach.
Artykuł przedstawia wyniki badań jakości osadów pochodzących z czterech systemów trzcinowych do odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych oraz prezentacja wyników badań osadów zdeponowanych w tego typu systemach.
Fot. pixabay.com

Jedną z metod unieszkodliwiania osadów ściekowych jest tzw. metoda trzcinowa. O jej przydatności dla małych i średnich oczyszczalni ścieków decydują stosunkowo niskie koszty eksploatacji, stanowiące 5–10% kosztów powszechnie stosowanych rozwiązań. Rozwiązanie to ma niewielkie zapotrzebowanie na energię elektryczną i nie wymaga stosowania dodatkowych substancji chemicznych poprawiających odwadnianie osadów.

W artykule:

• Systemy i obiekty trzcinowe do unieszkodliwiania osadów ściekowych
• Procesy odwadniania w systemach trzcinowych
• Procesy stabilizacji osadów w systemach trzcinowych
• Właściwości nawozowe osadów ściekowych unieszkodliwianych w systemach trzcinowych

Według ustawy o odpadach z dnia 14 grudnia 2012 r. [17] przez osady ściekowe rozumie się pochodzące z oczyszczalni ścieków osady z komór fermentacyjnych oraz innych instalacji służących do oczyszczania ścieków. Ilość i skład osadów uzależnione są od sposobu i stopnia oczyszczania ścieków. Ze względu na zaostrzenie wymagań prawnych dotyczących jakości oczyszczanych ścieków (głównie związków biogennych) ilość osadów ściekowych wciąż wzrasta. Dodatkowo na wzrost ich ilości wpływa rozbudowa sieci kanalizacyjnych, jak i powstające nowe oczyszczalnie [1].

Wzrost ilości osadów ściekowych z komunalnych oczyszczalni ścieków pokazano na rys. 1. Według Krajowego Planu Gospodarki Odpadami 2014 [10] tendencja ta ma być w najbliższych latach zachowana, jednak szybkość przyrostu ma ulec znacznemu zmniejszeniu.

Rys. 1. Ilość osadów ściekowych produkowanych w komunalnych oczyszczalniach ścieków w tys. ton suchej masy wg GUS (2016) [2]

Unieszkodliwianie osadów ściekowych polega na ich usuwaniu lub ograniczeniu uciążliwości poprzez spalanie, pirolizę (odgazowanie), utlenianie na mokro, neutralizację chemiczną, chlorowanie lub inne metody, których efektem jest zmniejszenie lub likwidacja uciążliwości osadów. Jedną z metod unieszkodliwiania osadów ściekowych jest tzw. metoda trzcinowa (z ang. STRB – sludge treatment reed beds).

Metoda ta jest powszechnie znana i wykorzystywana w wielu krajach europejskich, m.in. we Francji, Danii, a także w Szwecji, Norwegii, Hiszpanii i Włoszech. We Francji pracuje ok. 120 obiektów tego typu, a w Danii ok. 105. W Danii 15% osadów ściekowych wytwarzanych w konwencjonalnych oczyszczalniach unieszkodliwiana jest w systemach trzcinowych [7]. W Polsce w skali technicznej pracuje m.in. obiekt trzcinowy na terenie konwencjonalnej oczyszczalni ścieków w Gniewinie k. Wejherowa oraz w Zambrowie w woj. podlaskim [14]. Dla mniejszych oczyszczalni ścieków metoda ta stosowana była m.in. w Darżlubiu k. Pucka oraz Nadolu k. Wejherowa.

O przydatności wyżej wymienionej metody dla małych i średnich oczyszczalni ścieków decydują stosunkowo niskie koszty eksploatacji, które stanowią zaledwie 5–10% kosztów powszechnie stosowanych rozwiązań. Te niewysokie koszty związane są z niewielkim zapotrzebowaniem na energię elektryczną oraz brakiem konieczności stosowania dodatkowych substancji chemicznych poprawiających odwadnialność osadów [5]. Dodatkowo eksploatacja systemów trzcinowych nie wymaga stosowania ciężkiego sprzętu. Jest to zatem metoda przyjazna dla środowiska przyrodniczego [9].

Celem publikacji jest przedstawienie systemów trzcinowych do odwadniania i stabilizacji osadów ściekowych oraz prezentacja wyników badań osadów zdeponowanych w tego typu systemach.

Systemy trzcinowe do unieszkodliwiania osadów ściekowych

Systemy trzcinowe budowane są dla długookresowej, trwającej średnio 10–15 lat, stabilizacji i odwadniania osadów ściekowych. Metoda polega na stosowaniu wielowarstwowych zalewów osadami ściekowymi, najczęściej o niskim stężeniu suchej masy: 0,5–1%. Jest to jej duża zaleta, gdyż unieszkodliwiane osady nie wymagają dodatkowych zabiegów i mogą być kierowane na złoża trzcinowe bezpośrednio z komory osadu czynnego lub poprzez zbiornik uśredniający.

Unieszkodliwianie odbywa się w specjalnie zbudowanych obiektach naziemnych lub ziemnych zasiedlonych najczęściej trzciną. Roślina ta jest stosowana ze względu na szereg zalet. Przede wszystkim jest ona szeroko rozpowszechniona, a w sprzyjających warunkach szybko się rozrasta. Części nadziemne charakteryzują się dużą odpornością mechaniczną, a system podziemny korzeni i kłączy jest bardzo dobrze rozwinięty (dochodzić może nawet do kilku metrów długości).

Po przekwitnięciu, przed okresem zimy źdźbła twardnieją, prawie drewnieją. Pędów trzciny nie kosi się, ponieważ stanowią warstwę ochronną dla kłączy oraz dostarczają im tlen, dodatkowo napowietrzając zdeponowane osady. Stanowią również substancje glebotwórcze [13, 16]. Bardzo ważnym elementem systemów trzcinowych jest ułożony na dnie system drenarki połączony z kominkami wentylacyjnymi, który ma dwa zadania. Po pierwsze, odprowadza ze złoża odcieki, które najczęściej zawracane są na początek ciągu technologicznego oczyszczalni, a po drugie, dodatkowo napowietrza złoże i zdeponowane osady.

Mimo podobnej budowy, w odróżnieniu od tradycyjnych poletek ociekowych, gdzie osady ściekowe są odwadniane tylko w oparciu o parowanie z gruntu oraz przesiąkanie części wody, w systemach trzcinowych dzięki obecności trzciny następuje intensyfikacja wielu procesów biochemicznych. Powoduje to nie tylko bardziej intensywne odwadnianie osadów, ale również stabilizację osadów oraz przekształcenie ich w substancję humusową [8]. Pomimo naturalnego charakteru efektywność odwadniania jest porównywalna do tej z zastosowaniem urządzeń mechanicznych. Zawartość suchej masy w odwadnianych osadach może sięgnąć 40%, a nawet więcej [11].

Odwadnianie osadów na złożach trzcinowych przebiega 300 razy szybciej niż w przypadku zwykłych poletek osadowych. Osady odwadniane są długoterminowo (najczęściej 10–15 lat). W tym czasie nie usuwa się ich z systemu, co znacznie zmniejsza koszty. Dzięki obecności trzciny tlen dostarczany jest naturalnie do zdeponowanych osadów. Jego obecność intensyfikuje procesy mikrobiologiczne i zapobiega powstawaniu odorów. Z każdą kolejną warstwą przybywających osadów system korzeniowy trzciny rozrasta się, nie tracąc kontaktu z poprzednimi warstwami. Zapewnia to stałą dobrą przepuszczalność złoża oraz właściwe funkcjonowanie drenażu odwadniającego.

W tradycyjnych poletkach osadowych tylko górna warstwa osadu ulega wysuszeniu, a reszta najczęściej gnije pod spodem, co uniemożliwia dalsze odwadnianie. Natomiast w systemach trzcinowych dolne warstwy osadów ulegają sprasowaniu oraz ciągłej mineralizacji przy udziale tlenu. Po upływie 10–15 lat powstają ustabilizowane osady o właściwościach podobnych do humusu [16, 13, 9].

Obiekty trzcinowe do unieszkodliwiania osadów

Tabela 1. Charakterystyka wybranych systemów trzcinowych

Zarówno w Europie, jak i Stanach Zjednoczonych przeprowadzono szereg badań w obiektach wykorzystujących trzcinę do unieszkodliwiania osadów. Obiekty te różniły się znacznie, m.in. liczbą basenów, powierzchnią jednostkową czy rocznym jednostkowym obciążeniem. Liczba basenów wynosiła od 1 (w Polsce) do nawet 18 (w Danii), powierzchnia jednostkowa w obiektach pilotażowych od 0,21 do 0,70 m2/RLM, a roczne jednostkowe obciążenie osadem zmieniało się od 0,1 do 1400 m3/(RLM · rok) [4].

Obecnie obiekty trzcinowe stosowane są zarówno dla przydomowych, jak i dla konwencjonalnych oczyszczalni ścieków. W oczyszczalniach przydomowych za pomocą systemów trzcinowych unieszkodliwiane są osady pochodzące z osadników gnilnych. Są to bardzo małe obiekty wybudowane dla kilku mieszkańców. Natomiast największy system trzcinowy znajduje się w miejscowości Kolding w Danii i unieszkodliwia osady ściekowe z konwencjonalnej oczyszczalni wybudowanej dla 125 000 RLM [11].

W artykule przedstawiono wyniki badań jakości osadów pochodzących z czterech systemów trzcinowych – dwóch znajdujących się w Polsce oraz dwóch duńskich. Charakterystykę tych obiektów podano w tabeli 1.

Procesy odwadniania w systemach trzcinowych

Na złoża trzcinowe dostarczane są najczęściej osady o bardzo dużym uwodnieniu. W analizowanych obiektach w Nadolu, Rudkobing oraz Nakskov do systemu dostarczono osady o średnim uwodnieniu, wynoszącym 99%. Jedynie w przypadku Darżlubia ze względu na inny charakter unieszkodliwianych osadów ich uwodnienie było wyższe i wynosiło ok. 95% [7, 18]. Zawartość suchej masy w osadach po długookresowym odwadnianiu w systemach trzcinowych pokazano w tabeli 2.

Tabela 2. Zawartość suchej masy w osadach odwadnianych w złożach trzcinowych [%]
Tabela 2. Zawartość suchej masy w osadach odwadnianych w złożach trzcinowych [%]

Uzyskane wyniki badań potwierdzają dużą skuteczność procesu odwadniania. We wszystkich obiektach najwyższą zawartość suchej masy osadów stwierdzono w dolnej warstwie, znajdującej się w systemie najdłużej. W małych oczyszczalniach ścieków zauważono znacznie wyższe zawartości suchej masy. Było to spowodowane tym, że obiekty te były znacznie mniej obciążone osadem, a tym samym proces odwadniania zachodził skuteczniej. Na wyższą zawartość suchej masy wpływała długość czasu bez dostarczania osadów. W obiektach nisko oraz wysoko obciążonych wyższą zawartość suchej masy stwierdzono tam, gdzie osady nie były dostarczane przez dłuższy czas, to jest w Nadolu i Rudkobing.

Na złoża trzcinowe dostarczane są najczęściej osady o bardzo dużym uwodnieniu. W analizowanych obiektach w Nadolu, Rudkobing oraz Nakskov do systemu dostarczono osady o średnim uwodnieniu, wynoszącym 99%. Jedynie w przypadku Darżlubia ze względu na inny charakter unieszkodliwianych osadów ich uwodnienie było wyższe i wynosiło ok. 95% [7, 18]. Zawartość suchej masy w osadach po długookresowym odwadnianiu w systemach trzcinowych pokazano w tabeli 2.

Uzyskane wyniki badań potwierdzają dużą skuteczność procesu odwadniania.

We wszystkich obiektach najwyższą zawartość suchej masy osadów stwierdzono w dolnej warstwie, znajdującej się w systemie najdłużej. W małych oczyszczalniach ścieków zauważono znacznie wyższe zawartości suchej masy. Było to spowodowane tym, że obiekty te były znacznie mniej obciążone osadem, a tym samym proces odwadniania zachodził skuteczniej. Na wyższą zawartość suchej masy wpływała długość czasu bez dostarczania osadów. W obiektach nisko oraz wysoko obciążonych wyższą zawartość suchej masy stwierdzono tam, gdzie osady nie były dostarczane przez dłuższy czas, to jest w Nadolu i Rudkobing.

Czytaj też: Aplikacje i programy dla projektantów i instalatorów >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   26.04.2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Jak osiągnąć 99% skuteczność bakteriobójczej w wentylacji » Któremu producentowi systemów grzewczych i wodociagowych zaufać »
bezpieczeństwo instalatora rury wielowarstwowe
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jaka pompa ciepła zwalcza bakterię Legionella »

pompy ciepła

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór wymienników płytowych
  • - Rekuperatory ścienne a prawo
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl