Anna MŁYŃSKA BEF, Krzysztof CHMIELOWSKI Dariusz … i in.pdfŚrodowiska 2) Uniwersytet Rolniczy...

Do cytowania For citation: Młyńska A., Chmielowski K., Młyński D. 2017. Ocena pracy zmoder-nizowanej oczyszczalni ścieków w Trepczy w województwie podkarpackim. Woda-Środowisko- -Obszary Wiejskie. T. 17. Z. 4 (60) s. 95–110.

Wpłynęło 10.03.2017 r. Zrecenzowano 21.09.2017 r. Zaakceptowano 25.09.2017 r. A – koncepcja B – zestawienie danych C – analizy statystyczne D – interpretacja wyników E – przygotowanie maszynopisu F – przegląd literatury

OCENA PRACY ZMODERNIZOWANEJ

OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW

W TREPCZY

W WOJEWÓDZTWIE PODKARPACKIM

Anna MŁYŃSKA1) BEF, Krzysztof CHMIELOWSKI2) A, Dariusz MŁYŃSKI2) CD

1) Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Zaopatrzenia w Wodę i Ochrony Środowiska

2) Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji, Katedra Inżynierii Sanitarnej i Gospodarki Wodnej

S t r e s z c z e n i e

Niezależnie od jakości ścieków surowych dopływających do lokalnych oczyszczalni dąży się do tego, aby zachodzące w nich procesy oczyszczania zapewniały wymagany stopień eliminacji zanie-czyszczeń. W przeciwnym razie może to wskazywać na potrzebę przeprowadzenia modernizacji obiektu. Oczyszczalnia ścieków komunalnych, będąca przedmiotem niniejszego opracowania, podda-na została przebudowie m.in. w celu osiągnięcia lepszej skuteczności zachodzących procesów techno-logicznych. Na podstawie dokonanych w 2015 r. pomiarów wybranych parametrów fizykochemicz-nych ścieków surowych i oczyszczonych, obejmujących BZT5, ChZT, zawiesinę ogólną, azot ogólny (Nog.) i fosfor ogólny (Pog.), można stwierdzić, że modernizacja obiektu przyniosła zamierzony efekt. Każdorazowo oczyszczone ścieki odprowadzane do rzeki San spełniały wymagania jakościowe regu-lowane przez obowiązujące prawo, a wyznaczone średnie wielkości procentowej redukcji wskaźni-ków zanieczyszczeń (RBZT5 = 98,9%, RChZT = 94,0%, Rzaw.og. = 98,6%, RNog. = 85,0%, RPog. = 97,5%) świadczą o wysokiej efektywności zachodzących procesów oczyszczania.

Słowa kluczowe: jakość ścieków, modernizacja, oczyszczalnia ścieków, redukcja, wskaźniki zanie-czyszczeń

pdf: www.itp.edu.pl/wydawnictwo/woda © Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, 2017

WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE 2017 (X–XII). T. 17. Z. 4 (60) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS ISSN 1642-8145 s. 95–110

96 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 17. Z. 4 (60)

© ITP Woda Środ. Obsz. Wiej. 2017 (X–XII). T. 17. Z. 4 (60)

WSTĘP

Skład ścieków komunalnych odprowadzanych z terenów aglomeracji może znacząco różnić się od siebie, na co bardzo duży wpływ ma m.in. profil prowadzo-nej działalności przemysłowej oraz udział ścieków poprodukcyjnych. Skład ście-ków bytowo-gospodarczych w większości przypadków jest do siebie zbliżony i dlatego też, nie mając badań własnych, można posługiwać się średnimi wielko-ściami poszczególnych parametrów fizykochemicznych, określonymi np. przez HEIDRICHA i KOZAKA [2009] na podstawie przeprowadzonych w 2008 r. badań, czy wartościami prezentowanymi przez innych autorów [MIKSCH, SIKORA 2010] (tab. 1). Zakłada się przy tym, że wskaźniki jednostkowe zużycia wody na jednego mieszkańca będą do siebie zbliżone.

Tabela 1. Średnie wartości stężeń zanieczyszczeń w ściekach bytowo-gospodarczych

Table 1. The average concentrations of pollutants in domestic sewage

Wskaźnik zanieczyszczenia ścieków Pollutant indicator of sewage

Jednostka Unit

Stężenie Concentration

HEIDRICH, KOZAK [2009]

MIKSCH, SIKORA [2010]

BZT5 BOD5 mg O2∙dm–3 440 430 ChZT COD mg O2∙dm–3 940 860 Zawiesina ogólna Total suspended solids mg∙dm–3 420 395 Azot ogólny (Nog.) Total nitrogen (Ntot.)

mg Nog.∙dm–3 mg Ntot.∙dm–3 80 95

Fosfor ogólny (Pog.) Total phosphorus (Ptot.)

mg Pog.∙dm–3

mg Ptot∙dm–3 14 20

Źródło: opracowanie własne na podstawie: HEIDRICH, KOZAK [2009] i MIKSCH, SIKORA [2010].

Source: own elaboration based on HEIDRICH, KOZAK [2009] and MIKSCH, SIKORA [2010].

W przypadku ścieków przemysłowych nie jest możliwe przyjmowanie uśred-nionych wartości głównych wskaźników zanieczyszczeń, ponieważ w różnych ga-łęziach przemysłu kształtują się na bardzo zróżnicowanych poziomach [HEIDRICH, WITKOWSKI 2015; KRÓLIKOWSKA i in. 2015]. Niemniej jednak, niezależnie od składu i rodzaju odprowadzanych do oczyszczalni ścieków, konieczne jest, aby zachodzące w nich procesy i ich parametry technologiczne zapewniały taką jakość ścieków, która będzie zgodna z wymaganiami stawianymi ściekom oczyszczonym kierowanym do naturalnych odbiorników wodnych lub gruntowych.

Obowiązującym w Polsce aktem prawnym regulującym najwyższe, dopusz-czalne stężenia zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych odprowadzanych do wód odbiornika lub ich wymaganą, minimalną redukcję jest Rozporządzenie Mini-stra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. [Rozporządzenie MŚ… 2014]. W sytu-acji, gdy jakość ścieków odpływających z oczyszczalni ścieków nie spełnia sta-

A. Młyńska i in.: Ocena pracy zmodernizowanej oczyszczalni ścieków w Trepczy… 97


wianych im wymagań, konieczne staje się poszukiwanie przyczyn niedostateczne-go efektu oczyszczania. Okazać się może, że w ciągu technologicznym oczysz-czalni znajdują się obiekty funkcjonujące w sposób nieprawidłowy, co jest skut-kiem np. złego stanu technicznego niektórych urządzeń bądź niewłaściwego dosto-sowania technologii unieszkodliwiania ścieków do ich ilości lub jakości.

Do oceny podatności ścieków surowych na procesy biologicznego oczyszcza-nia, przydatne jest określenie i przeanalizowanie wzajemnych relacji między po-szczególnymi wskaźnikami zanieczyszczeń. Tego typu analizę w swojej pracy przeprowadzili m.in. CHMIELOWSKI i in. [2016]. Zestawione wartości BZT5 i ChZT w postaci stosunku BZT5/CHZT stanowią wskaźnik określający podatność bądź oporność obecnych w ściekach surowych związków organicznych na rozkład biologiczny [MIKSCH, SIKORA 2010] (tab. 2).

Tabela 2. Ocena podatności na biologiczny rozkład materii organicznej

Table 2. The assessment of the biodegradability of organic matter

BZT5/ChZT BOD5/COD

Podatność ścieków na rozkład biologiczny The susceptibility of sewage to biodegradation

>0,5 łatwa easy 0,4–0,5 średnia medium 0,2–0,4 słaba weak

<0,2 materia nierozkładalna non-degradable matter

Źródło: opracowanie własne na podstawie: MIKSCH, SIKORA [2010].

Source: own elaboration based on MIKSCH, SIKORA [2010].

Podobnie również wzajemne relacje między wartościami BZT5 a stężeniami związków biogennych umożliwiają ocenę podatności ścieków na procesy biolo-gicznego usuwania związków azotu (1) oraz związków fosforu (2), które najefek-tywniej zachodzą wówczas, gdy [HEIDRICH, WITKOWSKI 2015]:

BZT5/Nog. ≥ 4 (1)

BZT5/Pog. ≥ 25 (2)

Celem badań była ocena pracy zmodernizowanej oczyszczalni ścieków komu-nalnych w Trepczy. Na podstawie dokonanych w 2015 r. pomiarów wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych i oczyszczonych, dokonano analizy jako-ściowej ścieków unieszkodliwianych w sanockiej oczyszczalni, a tym samym, ana-lizy skuteczności eliminacji zanieczyszczeń po zakończeniu prac modernizacyj-nych obiektu, co miało miejsce pod koniec 2013 r., w celu weryfikacji, czy jego przebudowa pozytywnie wpłynęła na zachodzące procesy oczyszczania. Zakres badań obejmował analizę zmian wartości BZT5, ChZT, zawiesiny ogólnej, azotu



ogólnego (Nog.) i fosforu ogólnego (Pog.) w ściekach przed i po procesach oczysz-czania wraz z osiągniętym stopniem redukcji każdego ze wskaźników, a także oce-nę podatności ścieków surowych na rozkład biologiczny.

OBIEKT BADAŃ

Oddalona o ok. 2 km na północ od miasta Sanok Trepcza jest miejscowością wchodzącą w skład gminy wiejskiej Sanok, zlokalizowanej na terenie powiatu sa-nockiego, w województwie podkarpackim (rys. 1).

Rys. 1. Lokalizacja Trepczy na mapie: a) Polski, b) województwa podkarpackiego, c) gminy Sanok;

źródło: opracowanie własne

Fig. 1. Trepcza localization on the map of the: a) Poland, b) Podkarpackie Voivodeship, c) Sanok Community; source: own elaboration

Eksploatowana od 1993 r. oczyszczalnia ścieków w Trepczy o RLM 75 920, ma za zadanie unieszkodliwianie ścieków komunalnych, przemysłowych i opado-wych dopływających częściowo ogólnospławnym systemem kanalizacji grawita-cyjnej z terenu miasta Sanok oraz z niektórych miejscowości wchodzących w skład gminy. W sanockiej oczyszczalni procesom oczyszczania poddawane są także ścieki dowożone, które stanowią jednak niespełna 0,2% całkowitej ilości unieszko-dliwianych tam ścieków. Analizowany obiekt jest oczyszczalnią mechaniczno-bio-logiczną o przepustowości hydraulicznej 15 000 m3∙d–1 (przepływ średni dobowy dla pogody bezdeszczowej), wykorzystującą technologię biologicznego oczyszcza-nia ścieków metodą osadu czynnego wraz ze zintegrowanym systemem usuwają-



cym związki azotu i fosforu. Maksymalny dobowy dopływ ścieków do obiektu w okresach pogody deszczowej określony został na poziomie 28 000 m3∙d–1 [FOL-

TA 2010; KZGW 2015; Urząd Miasta Sanoka 2013]. Po kilkunastu latach eksploatacji obiektu, w 2011 r., oczyszczalnia poddana

została gruntownej modernizacji, głównie w celu sprostania wymagań w zakresie redukcji związków biogennych, ale także w celu usprawnienia gospodarki osado-wej oraz rozwiązania problemów eksploatacyjnych i unowocześnienia przestarza-łych obiektów i urządzeń [FOLTA 2010]. Obecną strukturę sanockiej oczyszczalni ścieków zaprezentowano na rysunku 2.

Rys. 2. Uproszczony schemat technologiczny oczyszczalni ścieków w Trepczy;

źródło: opracowanie własne

Fig. 2. A simplified technological scheme of the Wastewater Treatment Plant in Trepcza; source: own elaboration



Ścieki doprowadzane systemem kanalizacyjnym poddawane są w pierwszej ko-lejności procesom mechanicznego oczyszczania w urządzeniach takich, jak: kraty gęste, piaskowniki napowietrzane i osadniki wstępne, z których to ścieki kierowane są do części biologicznej. Reaktor biologiczny występuje w postaci dwóch nieza-leżnie funkcjonujących ciągów technologicznych, składających się z komór prede-nitryfikacji, defosfatacji, denitryfikacji i nitryfikacji. Po procesach biologicznego oczyszczania w reaktorach biologicznych, ścieki przepływają do trzech pracują-cych równolegle osadników wtórnych radialnych, skąd sklarowane ścieki oczysz-czone odpływają komorą pomiarową do odbiornika, który stanowi rzeka San (przepływ średni niski SNQ = 7,80 m3·s–1, III klasa czystości). Powstałe osady (nadmierny osad czynny oraz osad wstępny z osadników wstępnych), kierowane są do zagęszczaczy grawitacyjnych, a następnie do komór fermentacyjnych. Po pro-cesie fermentacji osady odwadniane są na prasie taśmowej, a następnie higienizo-wane wapnem [FOLTA 2010; Urząd Miasta Sanoka 2013].

MATERIAŁ I METODA BADAŃ

Analizę jakości ścieków unieszkodliwionych w 2015 r. w oczyszczalni w Trep-czy przeprowadzano na podstawie danych pozyskanych od eksploatatora obiektu. Obejmują one zmierzone wielkości wybranych wskaźników zanieczyszczeń, takich jak: BZT5, ChZT, zawiesina ogólna, azot ogólny (Nog.) oraz fosfor ogólny (Pog.), zarówno w ściekach surowych, jak i w ściekach oczyszczonych.

Próbki ścieków surowych i oczyszczonych pobierano zgodnie z obowiązują-cymi normami (PN-74/C-04620/11, PN-EN 25667-2:1999). Pomiar BZT5 wyko-nano zgodnie z normą PN-EN 1899-1:2002, natomiast ChZT oznaczane było z użyciem fotometru. Pomiar zawiesiny ogólnej wykonano zgodnie z normą PN-EN 872:2007. Pomiaru stężenia azotu ogólnego i fosforu ogólnego także dokonano z wykorzystaniem fotometru.

Łącznie analizy fizykochemiczne przeprowadzono dla 26 serii pomiarowych, w których pobrano 52 próbki ścieków. Próbki ścieków pobierane były średnio co dwa tygodnie.

WARTOŚCI WSKAŹNIKÓW ZANIECZYSZCZEŃ W ŚCIEKACH SUROWYCH I OCZYSZCZONYCH

Średnie wartości poszczególnych wskaźników zanieczyszczeń w ściekach su-rowych i oczyszczonych, kształtujące się na przestrzeni poszczególnych miesięcy 2015 r. oraz na tle dopuszczalnych wartości, które mogą zostać odnotowane w ściekach odprowadzanych do wód odbiornika przedstawiono na rysunkach 3–5. Dodatkowo, szczegółowej analizie poddano skład ścieków surowych, wyznaczając



wartości podstawowych statystyk opisowych (tab. 3). Objęły one swym zakresem miary położenia (wartość minimalna, średnia, maksymalna, mediana i rozstęp) oraz miary rozproszenia (odchylenie standardowe i współczynnik zmienności). Warto-ści te wyznaczono według zasad podanych w pracy MŁYŃSKIEGO i CHMIELOW-

SKIEGO [2017], wykorzystując do obliczeń program Microsoft Excel. Według wymagań Rozporządzenia Ministra Środowiska [Rozporządzenie

MŚ… 2014], oczyszczalnia ścieków w Trepczy (RLM 75 920) zalicza się do czwartej wydzielonej grupy oczyszczalni (RLM z zakresu 15 000–99 999), a zatem zakłada się, że odprowadzone z niej ścieki powinny się charakteryzować wskaźni-kami zanieczyszczeń na poziomach nieprzekraczających: – BZT5 – 15,0 mg O2∙dm–3, – ChZT – 125,0 mg O2∙dm–3, – zawiesina ogólna – 35,0 mg∙dm–3, – azot ogólny (Nog.) – 15,0 mg Nog∙dm–3, – fosfor ogólny (Pog.) – 2,0 mg Pog∙dm–3.

PODATNOŚĆ ŚCIEKÓW SUROWYCH NA PROCESY BIOLOGICZNEGO OCZYSZCZANIA

Dysponując wielkościami poszczególnych wskaźników zanieczyszczeń w ście-kach surowych dopływających do oczyszczalni w Trepczy, dokonano oceny ich podatności na procesy biologicznego oczyszczania na podstawie zależności przed-stawionych w tabeli 2., oraz na podstawie zależności (1) i (2).

PROCENTOWA REDUKCJA (R) WSKAŹNIKÓW ZANIECZYSZCZEŃ

Bazując na odnotowanych wartościach wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych i oczyszczonych, wyznaczono osiągnięte w 2015 r. wielkości procento-wej redukcji każdego z nich (R) według przedstawionej zależności (3), po czym zobrazowano je na wykresie znajdującym się na rysunku 6.

(%)100

sur.

oczsur.

C

CCR (3)

gdzie: R = procentowa redukcja danego wskaźnika zanieczyszczeń, %; Csur = stężenie danego wskaźnika zanieczyszczeń w ściekach surowych,

mg∙dm–3; Cocz. = stężenie danego wskaźnika zanieczyszczeń w ściekach oczyszczonych,

mg∙dm–3.



WYNIKI BADAŃ

W niniejszej pracy, w pierwszej kolejności dokonano analizy wartości bada-nych wskaźników zanieczyszczeń w ściekach dopływających do oczyszczalni w Trepczy w 2015 r. W tabeli 3. zestawiono wyznaczone wartości podstawowych statystyk opisowych, charakteryzujących jakość ścieków surowych poddanych procesom oczyszczania.

Tabela 3. Podstawowe statystyki opisowe wskaźników zanieczyszczeń ścieków surowych dopływa-jących do oczyszczalni w Trepczy

Table 3. Basic descriptive statistics for pollutants indicators of raw sewage inflowing to the Wastewater Treatment Plant in Trepcza

Statystyka opisowa Descripitive statictic

Symbol

Wskaźnik zanieczyszczenia ścieków Pollutant indicator of sewage

BZT5 BOD5

ChZT COD

zawiesina ogólna total suspended solids

Nog. Ntot.

Pog. Ptot.

mg O2∙dm–3 mg∙dm–3

Średnia Average ͞x 684,3 1 612,7 931,1 71,8 22,2

Mediana Median me 550,5 1 224,0 760,0 69,1 19,9

Minimum xmin 249,0 400,0 170,0 36,6 7,8

Maksimum Maximum xmax 2 275,0 6 500,0 3 130,0 131,5 61,3

Odchylenie standardowe Standard deviation

σ 465,1 1 261,3 604,7 20,1 10,5

Współczynnik zmienności Coefficient of variation

V 0,68 0,78 0,65 0,28 0,47

Rozstęp Range Ro 2 026,0 6 100,0 2 960,0 94,9 53,5

Liczba próbek Number of samples

N 26 26 26 26 26

Źródło: opracowanie własne. Source: own elaboration.

PODSTAWOWE WSKAŹNIKI ZANIECZYSZCZEŃ – BZT5, CHZT I ZAWIESINA OGÓLNA

Wartości BZT5 i ChZT w ściekach surowych dopływających w 2015 r. do oczyszczalni w Trepczy wyniosły średnio 684,3 mg O2∙dm–3 dla pierwszego z wy-mienionych wskaźników oraz 1612,7 mg O2∙dm–3 dla ChZT (tab. 3). Powiązując te wielkości z wartościami zestawionymi w tabeli 2, można stwierdzić, że unieszko-dliwiane w tym czasie ścieki na obiekcie w Trepczy charakteryzowały się średnią podatnością na rozkład biologiczny (BZT5/ChZT = 0,42). Zauważa się także, że zmienność obydwu parametrów w ściekach surowych ukształtowała się na wyso-kim poziomie (VBZT5 = 0,68, VChZT = 0,78) (tab. 3). Ponadto można stwierdzić, że dopływające do sanockiej oczyszczalni nieczystości w największym stopniu były obciążone ładunkiem zanieczyszczeń organicznych w maju, natomiast w najmniej-szym stopniu – w lutym (rys. 3).



Rys. 3. Średnie miesięczne wartości BZT5 i ChZT w ściekach dopływających do oczyszczalni w Trepczy oraz w ściekach oczyszczonych odnotowane w 2015 r.; źródło: opracowanie własne

Fig. 3. Average monthly BOD5 and COD values in sewage inflowing to the Wastewater Treatment Plant in Trepcza and in treated sewage noted in 2015; source: own elaboration

Skontrolowane wielkości BZT5 i ChZT w ściekach oczyszczonych wskazują na to, że każdorazowo odprowadzane do rzeki San ścieki sprostały wymaganiom od-noszącym się do dopuszczalnej zawartości materii organicznej. Największą średnią wartość BZT5w ściekach po procesach oczyszczania, równą 10,0 mg O2∙dm–3, od-notowano w grudniu – była ona mniejsza od wartości dopuszczalnej (15,0 mg O2∙dm–3), regulowanej przez Rozporządzenie Ministra Środowiska o 33%, nato-miast największa średnia wartość ChZT (99,0 mg O2∙dm–3), mniejsza o nieco po-nad 20% od wartości maksymalnej (125,0 mg O2∙dm–3), pochodzi z lipca (rys. 3). Średnie wartości procentowej redukcji analizowanych wskaźników zanieczyszczeń (RBZT5 i RChZT) kształtowały się na bardzo wysokich poziomach, wynoszących od-powiednio blisko 99,0% oraz 94,0% (rys. 6), co świadczy o wysokiej skuteczności pracy obiektu w odniesieniu do eliminacji obecnej w ściekach materii organicznej.

Koncentracja zawiesiny ogólnej w ściekach surowych poddawanych procesom oczyszczania na oczyszczalni w Trepczy także charakteryzowała się znaczną zmiennością (Vzaw.og. = 0,65), osiągając w analizowanym roku średnią wartość na poziomie nieco ponad 930,0 mg∙dm–3 (tab. 3). Największą średnią miesięczną kon-centrację zawiesiny ogólnej w ściekach dopływających do obiektu odnotowano w maju (2725,0 mg∙dm–3), natomiast najmniejszą w listopadzie (485,0 mg∙dm–3) (rys. 4).



Rys. 4. Średnie miesięczne zawartości zawiesiny ogólnej w ściekach dopływających do oczyszczalni

w Trepczy oraz w ściekach oczyszczonych odnotowane w 2015 r.; źródło: opracowanie własne

Fig. 4. Average monthly total suspended solids concentrations in sewage inflowing to the Wastewater Treatment Plant in Trepcza and in treated sewage noted in 2015; source: own elaboration

Zachodzące w 2015 r. na obiekcie w Trepczy procesy oczyszczania zapewniały wysoki poziom redukcji zawiesiny ogólnej. Wyznaczona średnioroczna wielkość tego parametru wyniosła aż 98,6%, i co więcej, przez cały okres badawczy utrzy-mywała się na wysokim poziomie (rys. 6). We wszystkich poddanych analizie pró-bach ścieków oczyszczonych, koncentracja zawiesiny ogólnej nie przekraczała do-puszczalnej wartości (35,0 mg∙dm–3), regulowanej przez obowiązujące prawo [Rozporządzenie MŚ… 2014]. Odnotowano bowiem, że stężenie zawiesiny zmie-niało się od 4,0 do 16,0 mg∙dm–3. Największa średnia miesięczna wartość tego pa-rametru w ściekach oczyszczonych przypisywana jest na październik, natomiast najmniejszą odnotowano w styczniu. Ponadto zauważono, że ścieki oczyszczone charakteryzowały się zdecydowanie mniejszą zmiennością stężenia zawiesiny ogólnej niż ścieki surowe (rys. 4).

EUTROFICZNE WSKAŹNIKI ZANIECZYSZCZEŃ – AZOT OGÓLNY (Nog.) I FOSFOR OGÓLNY (Pog.)

Odnotowane w 2015 r. średnie stężenie azotu ogólnego (Nog.) w ściekach od-prowadzanych z terenu aglomeracji Sanok było ponad 3-krotnie większe niż stęże-nie fosforu ogólnego (Pog.) (tab. 3), można więc uznać, że relacje pomiędzy anali-



Rys. 5. Średnie miesięczne wartości stężenia azotu ogólnego i fosforu ogólnego w ściekach

dopływających do oczyszczalni w Trepczy oraz w ściekach oczyszczonych odnotowane w 2015 r.; źródło: opracowanie własne

Fig. 5. Average monthly total nitrogen and total phosphorus concentrations values in sewage inflowing to the Wastewater Treatment Plant in Trepcza and in treated sewage noted in 2015;

source: own elaboration

zowanymi wskaźnikami są zgodne z prawidłowościami przedstawionymi w tabeli 1. Biorąc pod uwagę fakt, że głównym źródłem zanieczyszczeń nieorganicznych w ściekach komunalnych, do których zalicza się także związki azotu i fosforu są ścieki przemysłowe, można stwierdzić, że system kanalizacyjny aglomeracji Sanok nie był obciążony nadmierną ilością ścieków poprodukcyjnych. Koncentracja azotu ogólnego w ściekach surowych w całym okresie badawczym utrzymywała się na stosunkowo wyrównanym poziomie VNog. = 0,28, natomiast fosfor ogólny charakte-ryzował się nieco większą zmiennością VPog. = 0,47 (tab. 3), która mogła być spo-wodowana ściekami dowożonymi taborem asenizacyjnym. Na podstawie przed-stawionych zależności (1) oraz (2) stwierdzono, że skład ścieków surowych umoż-liwiał właściwy przebieg procesów usuwania związków biogennych, o czym świadczą wyznaczone wielkości BZT5/Nog. = 9,5 oraz BZT5/Pog. = 30,8.

Procesy biologicznego oczyszczania zachodzące w poszczególnych urządze-niach ciągu technologicznego części biologicznej oczyszczalni ścieków w Trepczy zapewniły bardzo wysoki stopień redukcji fosforu ogólnego, osiągając w ciągu analizowanego roku średnią wartość 97,5%. Z kolei redukcja azotu ogólnego w poszczególnych miesiącach podlegała wahaniom, zmieniała się bowiem od 71,8



do 91,7%, co dało średnioroczną wartość na poziomie 85,0% (rys. 6). Przyczyną tego mogła być temperatura ścieków dopływających do oczyszczalni. W warun-kach niższej temperatury odnotowywano mniejszą skuteczność usuwania azotu ogólnego. W każdej poddanej analizie próbce ścieków po procesach oczyszczania, odnotowane stężenia azotu ogólnego nie przekraczały jego dopuszczalnej koncen-tracji (15,0 mg Nog.∙dm–3), prawnie określanej w Rozporządzeniu Ministra Środo-wiska, jednakże generalnie utrzymywało się na poziomie ok. 10,0 mg Nog.∙dm–3 bądź większym. Zauważono, że azot ogólny (Nog.) we wszystkich analizowanych miesiącach redukowany był do stosunkowo wyrównanych poziomów. Natomiast wartości stężenia fosforu ogólnego w ściekach oczyszczonych co prawda charakte-ryzowały się w skali roku większą zmiennością niż zmierzone stężenia azotu ogól-nego, jednakże były średnio cztery razy mniejsze od wartości dopuszczalnej, rów-nej 2,0 mg Pog.∙dm–3 (rys. 5).

Rys. 6. Procentowa redukcja wskaźników zanieczyszczeń w ściekach unieszkodliwionych

w oczyszczalni w Trepczy w 2015 r.; źródło: opracowanie własne

Fig. 6. A percentage reduction of the pollutants indicators in sewage treated on the Wastewater Treatment Plant in Trepcza in 2015; source: own elaboration

DYSKUSJA WYNIKÓW

Analizując skład ścieków surowych dopływających do oczyszczalni w Trepczy można zauważyć, że odbiega on od typowego składu ścieków prezentowanego w literaturze [BŁAŻEJEWSKI 2003]. Ponadto, odnosząc wartości poszczególnych wskaźników zanieczyszczeń do wyników badań przeprowadzonych na obszarze południowej Polski przez KACZORA [2009], stwierdzono że średnie wartości wskaźników w ściekach surowych dopływających do oczyszczalni w Trepczy były znacznie większe od tych, które przedstawione są w cytowanych badaniach.



Jak stwierdzono w analizie eutroficznych wskaźników zanieczyszczeń niniej-szej pracy, redukcja azotu ogólnego w oczyszczalni w Trepczy ulegała znacznym wahaniom, na co mogła mieć wpływ temperatura ścieków. W warunkach niższej temperatury odnotowywano większe stężenie azotu ogólnego na odpływie. W pra-cach BUGAJSKIEGO i KACZORA [2008], BUGAJSKIEGO [2011] oraz BUGAJSKIEGO i in. [2015], stwierdzono, że temperatura ścieków jest istotnym czynnikiem wpły-wającym na procesy redukcyjne azotu w oczyszczalniach, których technologia oparta jest na metodzie osadu czynnego. W temperaturze poniżej 12°C następuje wyhamowanie procesów nitryfikacyjnych, dlatego temperatura ta traktowana jest jako graniczna dla procesów redukcji azotu.

Odnosząc wyniki niniejszej analizy do rezultatów przedstawionych w innych pracach, można stwierdzić, że oczyszczalnia w Trepczy funkcjonuje na poziomie zbliżonym do innych obiektów zlokalizowanych na obszarze województwa pod-karpackiego. W pracy autorstwa MŁYŃSKIEGO i in. [2016a] dokonano analizy funkcjonowania oczyszczalni ścieków w Jaśle. Zauważa się, że osiągnięte tam uśrednione poziomy redukcji wskaźników zanieczyszczeń były zbliżone do tych, które uzyskano w Trepczy. Ponadto, najniższy odnotowany poziom redukcji w oczyszczalni w Jaśle także dotyczył azotu ogólnego. W badaniach przeprowa-dzonych przez MŁYŃSKIEGO i in. [2016b] dokonano natomiast oceny funkcjono-wania trzech oczyszczalni ścieków zlokalizowanych na terenie powiatu rzeszow-skiego. Na poddanych analizie obiektach średnia redukcja badanych wskaźników zanieczyszczeń przekraczała 90,0% bądź oscylowała wokół tej wartości. Podobne rezultaty prezentują także badania przeprowadzone przez MASŁONIA i TOMASZKA [2013], którzy poddali analizie funkcjonowanie oczyszczalni ścieków w Sokołowie Małopolskim. Osiągnięta w analizowanym okresie średnia procentowa redukcja zanieczyszczeń w tym obiekcie ukształtowała się na bardzo wysokim poziomie, przekraczającym 90,0%.

WNIOSKI I STWIERDZENIA

Przeprowadzona w niniejszej pracy analiza dotyczyła oceny pracy zmoderni-zowanej oczyszczalni ścieków w Trepczy o RLM 75 920. Na podstawie przepro-wadzonych badań sformułowano następujące wnioski i stwierdzenia:

1. Skład ścieków surowych dopływających do sanockiej oczyszczalni i odno-towany udział poszczególnych wskaźników zanieczyszczeń sprzyjał procesom eliminującym zawartość materii organicznej i pierwiastków biogennych. Średnie wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach surowych dopływających do oczyszczalni wynosiły odpowiednio: BZT5 – 684,3 mg O2·dm–3, ChZT – 1612,7 mg O2·dm–3, zawiesina ogólna – 931,1 mg·dm–3, azot ogólny – 71,8 mg Nog·dm–3, fosfor ogólny –22,2 mg Pog·dm–3.

2. W ściekach surowych największej zmienności podlegały wielkości ChZT, natomiast w skali roku najmniej zróżnicowane było stężenie azotu ogólnego.



3. Odprowadzane do rzeki San ścieki oczyszczone każdorazowo spełniały wy-magania odnoszące się do dopuszczalnych wartości analizowanych wskaźników zanieczyszczeń, które mogą zostać odnotowane w ściekach odprowadzanych do środowiska wodnego. Średnie wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach na odpływie wynosiły odpowiednio: BZT5 – 6,2 mg O2·dm–3, ChZT – 70,6 mg O2·dm–3, zawiesina ogólna – 9,9 mg·dm–3, azot ogólny – 10,0 mg Nog·dm–3, fosfor ogólny – 0,5 mg Pog·dm–3.

4. Procesy technologiczne zachodzące w oczyszczalni ścieków w Trepczy za-pewniły bardzo wysoki stopień redukcji zarówno materii organicznej, jak i nieor-ganicznej oraz zawiesiny ogólnej.

5. Największą średnią procentową redukcję osiągnięto w przypadku BZT5 (RBZT5 = 98,9%), natomiast najmniejszą odnotowano w przypadku azotu ogólnego (RNog. = 85,0%).

6. Przeprowadzona analiza wskazuje na to, że modernizacja oczyszczalni ście-ków w Trepczy, a w szczególności przebudowa obiektów części biologicznej, w pozytywny sposób przełożyła się na efekty oczyszczania.

7. Poddana analizie oczyszczalnia w sposób właściwy spełnia swoją funkcję, a zatem można uznać, że parametry technologiczne modernizowanej oczyszczalni zostały odpowiednio dostosowane do charakterystyki ilościowej i jakościowej ścieków odprowadzanych z terenu sanockiej aglomeracji.

BIBLIOGRAFIA

BŁAŻEJEWSKI R. 2003. Kanalizacja wsi [Sewage system of the village]. Poznań. PZITS Oddział Wiel-kopolski. ISBN 83-914252-3-1 ss. 351.

BUGAJSKI P. 2011. Wpływ temperatury ścieków na wielkość wybranych wskaźników zanieczyszczeń z oczyszczalni działającej w układzie sekwencyjnym SBR [The effect of sewage temperature on values of the selected sewage pollution indexes for the Sequential Batch Reactor (SBR) treat-ment plant]. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 2 s. 7–15.

BUGAJSKI P., CHMIELOWSKI K., WĄSIK E. 2015. Wpływ opadów atmosferycznych na temperaturę oraz objętość ścieków w małym systemie kanalizacyjnym [Influence of atmospheric precipitations on temperature and volume of wastewater in small sewage system]. Infrastruktura i Ekologia Tere-nów Wiejskich. Nr 4 s. 1057–1066.

BUGAJSKI P., KACZOR G. 2008. Ocena działania wybranych przydomowych oczyszczalni w warun-kach zimowych i letnich [Evaluation of operation of some domestic sewage treatment plants un-der winter and summer conditions]. Przemysł Chemiczny. Nr 5 s. 424–426.

CHMIELOWSKI K., BUGAJSKI P., KACZOR G. 2016. Comparative analysis of the quality of sewage dis-charged from selected agglomeration sewerage systems. Journal of Water and Land Develop-ment. No. 30 s. 35–42.

FOLTA J. 2010. Raport oddziaływania na środowisko planowanego przedsięwzięcia p.n.: Przebudowa oczyszczalni ścieków w Trepczy w ramach projektu „Poprawa gospodarki wodno-ściekowej w aglomeracji Sanok” na działce o nr 566/5 w miejscowości Trepcza [Environmental impact re-port of the planned project: „Reconstruction of the Wastewater Treatment Plant in Trepcza as part of the project „The improvement of the water and sewage management in Sanok agglomera-tion” on the plot no. 566/5 in Trepcza]. Sanok ss. 130.



HEIDRICH Z., KOZAK T. 2009. Jednostkowe ładunki zanieczyszczeń charakteryzujące ścieki miejskie [Unitary pollution charge typical of communal sewage]. Gaz, Woda i Technika Sanitarna. Nr 12 s. 20–22.

HEIDRICH Z., WITKOWSKI A. 2015. Urządzenia do oczyszczania ścieków: projektowanie, przykłady obliczeń [Sewage treatment devices: designing, examples of calculations].Warszawa. Wydaw. Seidel-Przywecki. ISBN 978-83-60956-43-4 ss. 336.

KACZOR G. 2009. Stężenia zanieczyszczeń w ściekach odprowadzanych z wiejskich systemów kana-lizacyjnych województwa małopolskiego [Concentrations of the pollutants in the sewage drained from the rural sewerage systems in Lesser Poland Voivodeship]. Infrastruktura i Ekologia Tere-nów Wiejskich. Nr 9 s. 97–104.

KZGW 2015. Sprawozdanie z wykonania Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunal-nych za rok 2015 [Report on the realization of the National Program for Municipal Sewage Tre-atment for 2015] [online]. Warszawa. Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej [Dostęp 20.01.2017]. Dostępny w Internecie: http://www.kzgw.gov.pl/index.php/pl/materialy-informacyjne/programy/ krajowy-program-oczyszczania-sciekow-komunalnych

KRÓLIKOWSKA J., KRÓLIKOWSKI A., ŻABA T. 2015. Kanalizacja: podstawy projektowania, wykonaw-stwa i eksploatacji [Sewerage: the basis of design, construction and operation work]. Kraków. Wydaw. PK. ISBN 978-83-7242-8493 ss. 664.

MASŁOŃ A., TOMASZEK J.A. 2013. Analiza pracy oczyszczalni ścieków w Sokołowie Małopolskim [The evaluation of wastewater treatment plant in Sokołów Małopolski]. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury. Nr 60 s. 193–207.

MIKSCH K., SIKORA J. 2010. Biotechnologia ścieków [Sewage biotechnology]. Warszawa. Wydaw. Nauk. PWN. ISBN 978-83-01-16183-5 ss. 237.

MŁYŃSKI D., CHMIELOWSKI K. 2017. Analiza funkcjonowania oczyszczalni ścieków w Przysiekach (powiat Jasielski) przy wykorzystaniu wybranych metod statystycznych. W: Zrównoważona go-spodarka zasobami przyrodniczymi i kulturowymi na Pogórzu Dynowskim determinantą rozwo-ju turystyki [Analysis of the functioning Wastewater Treatment Plant in Przysieki (Jasielski Co-unty) by selected statistical methods. In: Sustainable management of natural and cultural re-sources in the Dynowskie Foothills as a determinant of tourism development]. Red. J. Krupa, K. Szpara. Dynów. Wydaw. Związku Gmin Turystycznych Pogórza Dynowskiego. ISBN 978-83-934696-2-8 s. 61–72.

MŁYŃSKI D., CHMIELOWSKI K., MŁYŃSKA A., MIERNIK W. 2016a. Ocena skuteczności pracy oczysz-czalni ścieków w Jaśle [Evaluation of efficiency of sewage treatment plant in Jasło]. Infrastruktu-ra i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 1 s. 147–162.

MŁYŃSKI D., CHMIELOWSKI K., MŁYŃSKA A., NOWAK J. 2016b. Analiza porównawcza pracy wybra-nych oczyszczalni ścieków powiatu rzeszowskiego [Comparative analysis of operational effi-ciency of selected sewage treatment of Rzeszowski District. Episteme. T. 1. Nr 30 s. 413–425.

PN-74/C-04620/11. Woda i ścieki. Pobieranie próbek. Pobieranie próbek ścieków z otwartych kana-łów ściekowych do analizy fizycznej i chemicznej oraz bakteriologicznej [Water and sewage. Collecting samples. Collecting samples of sewage from the open sewers for physical, chemical and bacteriological analysis].

PN-EN 1899-1:2002. Jakość wody. Oznaczanie biochemicznego zapotrzebowania tlenu po n dniach (BZTn). Część 1: Metoda rozcieńczania i szczepienia z dodatkiem allilotiomocznika [Water qua-lity. Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn). Part 1: Method of dilu-tion and vaccination with addition of allylthiourea].

PN-EN 25667-2:1999. Jakość wody. Pobieranie próbek. Wytyczne dotyczące technik pobierania pró-bek [Water quality. Collecting samples. Guidelines for sampling techniques].

PN-EN 872:2007. Jakość wody. Oznaczanie zawiesin. Metoda z zastosowaniem filtracji przez sączki z włókna szklanego [Water quality. Determination of suspensions. Method with using filtration through fiberglass filters].

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego [Regulation of the Minister of the Environment of 18 No-



vember 2014 on the conditions to be met for the sewage discharging into the waters or to ground and on substances particularly harmful to the aquatic environment]. Dz.U. 2014 poz. 1800.

Urząd Miasta Sanoka 2013. Propozycja planu obszaru aglomeracji Sanok z oczyszczalnią ścieków w Trepczy [The proposition of the plan of Sanok agglomeration area with Wastewater Treatment Plant in Trepcza] [online]. Sanok. [Dostęp 20.01.2017]. Dostępny w Internecie: http://www.bip. podkarpackie.pl/attachments/article/1149/918_1.pdf

Anna MŁYŃSKA, Krzysztof CHMIELOWSKI, Dariusz MŁYŃSKI

THE ASSESSMENT OF WORK OF MODERNIZED WASTEWATER TREATMENT PLANT IN TREPCZA

IN PODKARPACKIE VOIVODESHIP

Key words: modernization, pollutants indicators, reduction, sewage quality, wastewater treatment plant

S u m m a r y

Independently of the quality of raw sewage inflowing to domestic wastewater treatment plants, its aim to provide each time a required degree of pollutants elimination during sewage treatment pro-cesses. Otherwise, it can indicate on the need for the modernization of the object. Wastewater treat-ment plant which is a subject of this study was re-build, among others, in order to achieve better ef-fectiveness of technological processes. As it turns out, basis on the performed in 2015 measurements of some physicochemical parameters of raw and treated sewage including BOD5, COD, total sus-pended solids, total nitrogen (Ntot.) and total phosphorus (Ptot.), it can be stated that modernization of the analyzed treatment plant provided expected results. Namely, each time, treated sewage discharged to the San river, meet the quality requirements regulated by the applicable standards. Calculated aver-age values of percentage reduction of pollutants indicators (RBOD5 = 98.9%, RCOD = 94.0%, Rsusp.sol. = 98.6%, RNtot. = 85.0%, RPtot. = 97.5%) indicates on high effectiveness of technological processes of sewage treatment.

Adres do korespondencji: mgr inż. Anna Młyńska, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Zaopatrzenia w Wodę i Ochrony Środowiska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kra-ków; e-mail: [email protected]

Anna MŁYŃSKA BEF, Krzysztof CHMIELOWSKI Dariusz … i in.pdfŚrodowiska 2) Uniwersytet Rolniczy...

Documents

Transcript of Anna MŁYŃSKA BEF, Krzysztof CHMIELOWSKI Dariusz … i in.pdfŚrodowiska 2) Uniwersytet Rolniczy...