Materiał badawczy stanowił osad czynny pochodzący z ciągu biologicznego zmodernizowanej oczyszczalni ścieków w Zgierzu. Do badań pobierano osad czynny z każdej z pięciu części (Rys. 2) komory osadu czynnego (KOC). Próby były pobierane trzykrotnie w miesiącach styczeń, luty i marzec 2012 roku.Z każdej próby pobranego osadu przygotowywano co najmniej trzy niezależne, niebarwione preparaty przyżyciowe. Następnie preparaty poddawano obserwacjom mikroskopowym w jasnym polu przy użyciu obiektywu CFI Plan Achromat 4x, w który wyposażony był mikroskop Nikon ECLIPSE Ni-U. Przy pomocy kamery cyfrowej z każdego preparatu wykonano po 12 obrazów, które dalej zarchiwizowano i poddano cyfrowej obróbce i analizie z wykorzystaniem programu NIS ELEMENTS AR firmy Nikon. W ramach analizy obrazu wykonano pomiary podstawowych parametrów morfologicznych obiektów:

W celu przeprowadzenia zautomatyzowanej obróbki i analizy obrazu napisano makroprogram z użyciem komend programu NIS ELEMENTS AR wykonujący proces obróbki i analizy w sposób automatyczny.

źpole powierzchni rzutu kłaczka, ź średnica kłaczka, źobwód,

Parametr Wartość dla układu 3-stopniowego (2004)

Wartość dla układu 3-stopniowego (2009)

Wartość dla układu 5-stopniowego (2012)

Pole pow. rzutu 2kłaczka (m )

20769±3989 20410±4110 31398±4834,5

Średnica kłaczka ( m)

137±11,2 131±12,3 159±17,23

Obwód (mm) 737,5±77,3 662±71,3 1099±67,8

Kolistość 0,372±0,010 0,344±0,009 0,341±0,008

Wypukłość 0,766±0,013 0,763±0,0109 0,757±0,0124

MATERIAŁY I METODY

Politechnika Łódzka

Ewa LIWARSKA-BIZUKOJĆ, Dorota GENDASZEWSKA

Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechnika Łódzka,90-924 Łódź, ul. Wólczańska 171/173

ewa.liwarska-bizukojc@p.lodz.pl; dorota.gendaszewska@lodz.com.pl

MORFOLOGIA KŁACZKÓW OSADU CZYNNEGO W ZMODERNIZOWANEJ OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW W ZGIERZU

WSTĘP

Oczyszczalnia ścieków w Zgierzu została oddana do eksploatacji w 1998 roku. Początkowo oczyszczanie biologiczne prowadzono według trzystopniowej technologii Bardenpho obejmującej trzy strefy bioreaktorowe: anaerobową, anoksyczną i aerobową. W 2010 roku w ramach projektu współfinansowanego z unijnego Funduszu Spójności nr 2004/PL/16/C/PE/028 przeprowadzono modernizację oczyszczalni ścieków w Zgierzu, która obejmowała m.in.:

przekształcenie ciągu biologicznego z trzystopniowego Bardenpho w pięciostopniowy, poprzez wydzielenie w bioreaktorze dwóch dodatkowych stref: anoksycznej i aerobowej (Rys. 2),wyposażenie systemu recyrkulacji wewnętrznej w nowe, bardziej wydajne pompy,rozbudowę węzła przeróbki osadów ściekowych,poprawę monitoringu procesu oczyszczania ścieków wraz z akredytacją laboratorium.

W monitorowaniu pracy ciągów biologicznych oczyszczalni ścieków coraz większą rolę odgrywa cyfrowa analiza obrazu, dzięki której łatwiej i odpowiednio wcześniej można przewidzieć takie niekorzystne zjawiska jak puchnięcie osadu, czy nadmierne rozdrobnienie kłaczków do wielkości kłaczków pin-point.

ź

ź

ź

ź

Rys. 2. Schemat technologiczny ciągu biologicznego zmodernizowanej oczyszczalni ścieków w Zgierzu. Zmiany średnich wartości średnic kłaczków osadu czynnego w poszczególnych częściach bioreaktora.

Celem niniejszej pracy jest określenie podstawowych parametrów morfologicznych kłaczków osadu czynnego w zmodernizowanej

oczyszczalni ścieków w Zgierzu oraz sprawdzenie, czy ulegają one zmianie w zależności od warunków oksydoredukcyjnych panujących w

poszczególnych częściach ciągu biologicznego oczyszczania ścieków.

źobwód wypukły, źkolistość,źwypukłość.

WSTĘP

Rys. 1. Oczyszczalnia ścieków w Zgierzu

WYNIKI

WNIOSKI

Wyniki wskazują na to, że modernizacja ciągu biologicznego oczyszczalni ścieków w Zgierzu nie wpłynęła zasadniczo na zmianę morfologii kłaczków osadu czynnego.

PODZIĘKOWANIA

Autorki wyrażają podziękowanie NCBiR za finansowanie projektu rozwojowego NR14-0004-10.

Rys. 3. Rozkład średnic kłaczków osadu czynnego w poszczególnych strefach KOC: (a) dane z lutego 2012, (b) dane z marca 2012.

StrefaKOC

Pole pow. 2rzutu ( m )

Średnica( m)

Obwód( m)

Kolistość(-)

Wypukłość(-)

Średnia liczba obiektów

na obrazie

Ana 31065±4156 159,5±7,5 1104±108 -30,345±8·10 0,757±0.011 23

Anox1 30429±4063 159,3±7,3 1237±119 -30,305±5·10 0,722±0.013 25

Aero1 28934±5906 151±17,9 1012±84 -30,354±2·10 0,763±0.012 30

Anox2 33641±4868 173,8±13,3 1012±84 -30,314±6·10 0,749±0.020 24

Aero2 33802±3763 167±16,5 1187±51 0,326±0.014 0,750±0.013 25

Tabela 1. Podstawowe parametry morfologiczne kłaczków osadu czynnego oraz średnia liczba obiektów

Tabela 2. Porównanie wartości parametrów morfologicznych kłaczków osadu czynnego w strefie napowietrzanej KOC dla układu trzy- i pięciostopniowego Bardenpho. Dane dla układu trzystopniowego pochodzą z Liwarska-Bizukojć i Bizukojć (2005) oraz Liwarska-Bizukojć i Doniec (2011)

Rys. 4. Przykładowy, typowy dla danej strefy obraz kłaczków osadu czynnego: (a) strefa anaerobowa Ana, (b) strefa aerobowa Aero 1, (dane ze stycznia 2012).

a) b)

źW pięciostopniowym układzie Bardenpho, podobnie jak we wcześniejszym układzie trzystopniowym, dominują kłaczki średnie co do wielkości.

źKształt kłaczków odbiega od kształtu koła, ale nadal są to kłaczki o zwartej strukturze i gładkiej linii brzegowej.

źW czasie przepływu ścieków i osadu przez KOC ani kształt, ani wielkość kłaczków nie ulega znaczącym zmianom.

źW pierwszej strefie napowietrzania Aero1 zaobserwowano jednak większe niż w pozostałych rozdrobnienie kłaczków.