Ewa Dobiegała

2016-01-15
Seminarium
„Optymalizacja rozwiązań gospodarki ściekowej dla obszarów poza aglomeracjami”
Kontrola pracy małej oczyszczalni ścieków –
wymagania prawne a potrzeby technologiczne i
sprawozdawcze
Ewa Dobiegała
z-ca kierownika ds. technologii Wydziału Oczyszczalni Ścieków „DĘBOGÓRZE” PEWIK GDYNIA Sp. z o.o.
Chmielno, 25÷26 stycznia 2016 r.
Łączna ilość ładunku dopływającego do oczyszczalni komunalnych województwa pomorskiego szacowana na podstawie
raportu z KPOŚK wynosi ok. 2,8 mln RLM. W województwie funkcjonuje obecnie około 170 oczyszczalni i jest to wartość
zmienna. Część podlega likwidacji w związku z podłączeniem ścieków do większej instalacji, część oczyszczalni jest
modernizowana w związku z wymogami KPOŚK, a część powstaje od nowa, szczególnie w obszarach poza
aglomeracjami.
[Żródło Raport wojewódzki]
Rozkład ładunku i liczby oczyszczalni w zależności od
wielkości instalacji (w przeliczeniu na ładunek średni
roczny za 2014 r.) - wg raportów powiatowych
≥ 100.000 - 4 oczyszczalnie;
≥ 50.000 < 100.000 - 5 oczyszczalni;
≥ 25.000 < 50.000 - 7 oczyszczalni;
≥ 10.000 < 25.000 - 17 oczyszczalni;
≥ 2.000 < 10.000 - 50 oczyszczalni;
< 2.000 - 84 oczyszczalnie
84 oczyszczalnie o wielkości
<2.000 obsługują niespełna 2%
ładunku zanieczyszczeń w ściekach
województwa pomorskiego
USTAWA PRAWO WODNE
z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150, z późn. zm.)
Art. 9. 1. Ilekroć w ustawie jest mowa o:
15) ściekach bytowych – rozumie się przez to ścieki z budynków mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego oraz
użyteczności publicznej, powstające w wyniku ludzkiego metabolizmu lub funkcjonowania gospodarstw domowych oraz
ścieki o zbliżonym składzie pochodzące z tych budynków;
16) ściekach komunalnych – rozumie się przez to ścieki bytowe lub mieszaninę ścieków bytowych ze ściekami
przemysłowymi albo wodami opadowymi lub roztopowymi, odprowadzane urządzeniami służącymi do realizacji zadań
własnych gminy w zakresie kanalizacji i oczyszczania ścieków komunalnych;
Art. 31.3. Korzystanie z wód polega na korzystaniu powszechnym, zwykłym lub szczególnym.
Art. 36.1. Właścicielowi gruntu przysługuje prawo do zwykłego korzystania z wód stanowiących jego własność oraz z
wody podziemnej znajdującej się w jego gruncie;
2. Zwykłe korzystanie z wód służy zaspokojeniu potrzeb własnego gospodarstwa domowego oraz gospodarstwa rolnego,
z zastrzeżeniem ust. 3.
3. Nie stanowi zwykłego korzystania z wód:
4) wprowadzanie do wód lub do ziemi oczyszczonych ścieków, jeżeli ich ilość jest większa niż 5 m3 na dobę.
Art. 37.2. Szczególnym korzystaniem z wód jest korzystanie wykraczające poza korzystanie powszechne lub zwykłe, w
szczególności wprowadzanie ścieków do wód lub do ziemi.
Art. 122.1. Jeżeli ustawa nie stanowi inaczej, pozwolenie wodnoprawne jest wymagane na szczególne korzystanie z wód.
Czyli pozwolenie wodnoprawne nie jest konieczne w przypadku wprowadzania ścieków z oczyszczalni przydomowej w
ilości mniejszej niż 5 m ³ na dobę na teren własnej działki.
1
2016-01-15
Natomiast przypadek wprowadzania ścieków do wód (rowu melioracyjnego) poza teren własnej nieruchomości
jest szczególnym korzystaniem z wód i wymaga uzyskania pozwolenia wodnoprawnego.
Wówczas ścieki przed wprowadzeniem do wód muszą być oczyszczone w stopniu wymaganym przepisami i nie mogą
zawierać odpadów oraz zanieczyszczeń pływających, chorobotwórczych drobnoustrojów pochodzących z obiektów, w
których leczeni są chorzy na choroby zakaźne oraz szczególnie szkodliwych substancji takich jak DDT, PCB, PCT czy HCH.
Ponadto ścieki odprowadzane do wód, nie powinny powodować w nich zmian w ich naturalnej biocenozie, zmian
barwy, mętności i zapachu oraz powodować formowania się osadów lub piany. Ustawa zabrania również rozcieńczania
ścieków wodą, w celu uzyskania ich stanu, składu oraz minimalnego procentu redukcji zanieczyszczeń zgodnego
z obowiązującymi przepisami.”
Ścieki pochodzące z własnego gospodarstwa lub gospodarstwa rolnego zlokalizowanego poza aglomeracją,
wprowadzane do wód (rowu melioracyjnego) nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych wartości
wskaźników zanieczyszczeń określonych w załączniku 2 do 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 właściwych dla RML poniżej 2000.
W wielkości oczyszczalni poniżej 2000 RML występują więc zarówno oczyszczalnie przydomowe obsługujące dom
kilkurodzinny, jak i oczyszczalnie obsługujące jednostkę osadniczą od kilkuset do 2000 mieszkańców.
W wielkości oczyszczalni poniżej 2000 RML występują więc zarówno oczyszczalnie przydomowe obsługujące dom
kilkurodzinny, jak i oczyszczalnie obsługujące jednostkę osadniczą od kilkuset do 2000 mieszkańców.
Oczyszczalnia o przepustowości 1400 RLM
odprowadzająca ścieki do jeziora
Klasyczna oczyszczalnia
biologiczna z osadem czynnym
o przepustowości 1500 RLM
Oczyszczalnia biologiczna ze złożem
zraszanym o przepustowości 500 RLM
Oczyszczalnia biologiczna z osadem
czynnym o przepustowości 140 RLM
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
§ 4. 1. Ścieki bytowe lub komunalne wprowadzane do wód nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych
wartości wskaźników zanieczyszczeń albo powinny spełniać minimalny procent redukcji zanieczyszczeń
określonych w załączniku nr 2 do rozporządzenia.
Objaśnienia do tabeli:
1.Określone w załączniku najwyższe dopuszczalne wartości
pięciodobowego biochemicznego zapotrzebowania tlenu
(BZT5),
chemicznego
zapotrzebowania
tlenu
oznaczanego metodą dwuchromianową (ChZTCr) oraz
zawiesin ogólnych – dotyczą wartości tych wskaźników w
próbkach średnich dobowych, z tym że w przypadku
oczyszczalni ścieków komunalnych o RLM poniżej 2000
oraz o okresowym w ciągu doby odprowadzaniu ścieków
dopuszcza się uproszczony sposób pobierania próbek
ścieków, jeżeli można wykazać, że wyniki oznaczeń będą
reprezentatywne
dla
ilości
odprowadzanych
zanieczyszczeń;
4.Wartości
wymagane
wyłącznie
w
ściekach
wprowadzanych do jezior i ich dopływów oraz
bezpośrednio do sztucznych zbiorników wodnych
usytuowanych na wodach płynących.
3.Analiz dokonuje się z próbek homogenizowanych,
niezdekantowanych i nieprzefiltrowanych, z wyjątkiem
odpływów ze stawów biologicznych, w których
oznaczenia BZT5, ChZTCr, azotu ogólnego oraz fosforu
ogólnego należy wykonać z próbek przefiltrowanych.
Próbki pobrane z odpływu ze stawów biologicznych
należy uprzednio przefiltrować, jednakże zawartość
zawiesiny ogólnej w próbkach niefiltrowanych nie
powinna przekraczać 150 mg/l niezależnie od wielkości
oczyszczalni.
2
2016-01-15
Pobieranie próbek ścieków
§ 5. 1. Pobieranie próbek ścieków bytowych, komunalnych, dopływających i wprowadzanych do wód lub
do ziemi z oczyszczalni ścieków bytowych albo komunalnych, w zakresie najwyższych dopuszczalnych
wartości wskaźników zanieczyszczeń, określonych odpowiednio w załączniku nr 2 do rozporządzenia,
oraz pomiary ich ilości i jakości powinny być dokonywane:
1) w regularnych odstępach czasu w ciągu roku;
2) stale w tym samym miejscu, w którym ścieki dopływają do oczyszczalni ścieków bytowych albo
komunalnych albo do oczyszczalni ścieków w aglomeracji albo są wprowadzane do wód lub do ziemi, a
jeżeli to konieczne – w innym miejscu reprezentatywnym dla ilości i jakości tych ścieków.
§5.2. Liczba pobranych średnich dobowych próbek ścieków bytowych, komunalnych, bytowych z
oczyszczalni ścieków w aglomeracji oraz ścieków komunalnych innych niż bytowe, dopływających i
wprowadzanych do wód lub do ziemi z oczyszczalni ścieków bytowych albo komunalnych albo z
oczyszczalni ścieków w aglomeracji nie może być mniejsza niż:
1) dla RLM poniżej 2000 – 4 próbki w ciągu roku, a jeżeli zostanie wykazane, że ścieki spełniają wymagane
warunki – 2 próbki w następnym roku; w przypadku gdy jedna próbka z dwóch pobranych nie spełnia
wymaganych warunków, w następnym roku pobiera się ponownie 4 próbki;
§ 5.3. Jeżeli w pozwoleniu wodnoprawnym na wprowadzanie ścieków bytowych albo komunalnych do wód
lub do ziemi są określone najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń, to pobieranie
próbek ścieków dotyczy ścieków dopływających do oczyszczani ścieków bytowych albo komunalnych oraz
wprowadzanych do wód lub do ziemi z oczyszczalni ścieków bytowych albo komunalnych.
§27. Do dnia 31 grudnia 2015 r., jeżeli w pozwoleniu wodnoprawnym na wprowadzanie ścieków
bytowych albo komunalnych do wód lub do ziemi są określone najwyższe dopuszczalne wartości
wskaźników zanieczyszczeń, obowiązek pobierania próbek ścieków dopływających do oczyszczalni
ścieków nie dotyczy oczyszczalni ścieków poza aglomeracją.
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 19 listopada 2008 r. w sprawie rodzajów wyników pomiarów
prowadzonych w związku z eksploatacją instalacji lub urządzenia i innych danych oraz terminów i sposobów ich
prezentacji (Dz.U. 2008.215.1366)
§ 1. Rozporządzenie określa:
1) rodzaje wyników pomiarów prowadzonych w związku z eksploatacją instalacji lub urządzenia, które ze względu na
szczególne znaczenie dla zapewnienia systematycznej kontroli wielkości emisji lub innych warunków korzystania ze
środowiska przekazuje się właściwym organom ochrony środowiska oraz wojewódzkiemu inspektorowi ochrony
środowiska.
§ 5.2. Układ przekazywanych wyników pomiarów ilości i jakości ścieków wprowadzanych do wód lub do ziemi oraz inne
dane są określone w załączniku nr 2 do rozporządzenia.
§ 7. Wyniki pomiarów oraz inne dane przedkłada się:
1) w przypadku pomiarów ciągłych - w terminie 30 dni od dnia zakończenia półrocza, w którym pomiary zostały wykonane
- za I półrocze oraz w terminie do dnia 31 stycznia roku następującego po roku kalendarzowym, w którym pomiary zostały
wykonane - za rok kalendarzowy;
2) w przypadku pomiarów okresowych wykonywanych częściej niż jeden raz w miesiącu - w terminie 30 dni od dnia
zakończenia kwartału, w którym pomiary zostały wykonane;
3) w pozostałych przypadkach - w terminie 30 dni od dnia zakończenia pomiaru.
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 27lutego 2014 r. w sprawie wykazów zawierających informacje i
dane o zakresie korzystania ze środowiska oraz o wysokości należnych opłat (Dz.U. 2014.274)
§1.Rozporządzenie określa wzory wykazów zawierających informacje i dane o zakresie korzystania ze środowiska oraz o
wysokości należnych opłat, a także sposób przedstawiania tych informacji i danych.
§5.Wzór wykazu zawierającego informacje o ściekach wprowadzanych do wód lub do ziemi oraz informacje o wysokości
należnych opłat określa załącznik nr 4 do rozporządzenia.
Załącznik nr 4 Wzór wykazu zawierającego informacje o ściekach wprowadzanych do wód lub do ziemi oraz informacje o
wysokości należnych opłat określa do rozporządzenia.
3
2016-01-15
ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW z dnia 12 października 2015 r. w sprawie opłat za korzystanie ze środowiska
(Dz.U.2015.1875)
§1.Rozporządzenie określa jednostkowe stawki opłaty za:
1) gazy lub pyły wprowadzane do powietrza;
2) substancje wprowadzane w ściekach do wód lub do ziemi;
4) umieszczenie odpadów na składowisku;
Podmiot korzystający ze środowiska ustala we własnym zakresie wysokość należnej opłaty i wnosi na rachunek
właściwego urzędu marszałkowskiego za dany rok kalendarzowy w terminie do dnia 31 marca następnego roku
(czyli opłata należna za 2015 rok powinna zostać uiszczona do dnia 31 marca 2016 roku i w tym samym terminie
powinien zostać złożony wykaz).
Zaznaczyć należy, iż podmiot korzystający ze środowiska nie jest już zobligowany do składania do Wojewódzkiego
Inspektora Ochrony Środowiska wykazu zawierającego informacje i dane, wykorzystane do ustalenia wysokości
opłat, przedkłada go jedynie marszałkowi województwa.
Ponadto nie wnosi się opłat z tytułu tych rodzajów korzystania ze środowiska, których roczna wysokość nie
przekroczy 800 zł za dany komponent środowiska. Zwolnienie z opłaty nie zwalnia jednak podmiotu z obowiązku
przesłania wykazu.
Ścieki przemysłowe
§ 4.3. Ścieki komunalne inne niż ścieki bytowe, wprowadzane do wód z oczyszczalni ścieków komunalnych
albo z oczyszczalni ścieków w aglomeracji, nie powinny przekraczać:
2)najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń dla ścieków przemysłowych,
określonych w załączniku nr 4 do rozporządzenia, z wyłączeniem lp. 3, 5, 6, 11 i 12 (zawiesiny ogólne,
BZT5, ChZT, Nog, Pog.), z tym że:
a) jeżeli w skład ścieków komunalnych wchodzą ścieki przemysłowe pochodzące z zakładów należących do
sektorów przemysłowych, z których są odprowadzane ścieki przemysłowe biologicznie rozkładalne,
określone w załączniku nr 5 do rozporządzenia, zwane dalej „ściekami przemysłowymi biologicznie
rozkładalnymi”, to ścieki te nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników
zanieczyszczeń określonych dla tych ścieków w tabeli II w załączniku nr 4 do rozporządzenia,
b) jeżeli w skład ścieków komunalnych wchodzą ścieki przemysłowe, to ścieki te nie powinny przekraczać
najwyższych dopuszczalnych wartości wskaźników zanieczyszczeń dla innych zakładów, określonych w
tabeli I w załączniku nr 4 do rozporządzenia, oraz nie powinny przekraczać najwyższych dopuszczalnych
wartości dla pozostałych wskaźników zanieczyszczeń, określonych w tabeli II w załączniku nr 4 do
rozporządzenia odpowiednio do zakresu ich stosowania.
§ 5.4. Pobieranie próbek ścieków komunalnych innych niż ścieki bytowe, wprowadzanych do wód z
oczyszczalni ścieków komunalnych albo z oczyszczalni ścieków w aglomeracji, w zakresie wskaźników
zanieczyszczeń określonych w załączniku nr 4 do rozporządzenia, z wyłączeniem lp. 3, 5, 6, 11 i 12 w tabeli
II w załączniku nr 4 do rozporządzenia, oraz pomiary ilości i jakości tych ścieków powinny być dokonywane
w regularnych odstępach czasu, z częstotliwością nie mniejszą niż raz na dwa miesiące, stale w tym
samym miejscu.
Potrzeby technologiczne małej oczyszczalni ścieków
Najważniejsze zagrożenia dla utrzymania stabilnej pracy oczyszczalni ścieków
Utrzymanie ciągłości pracy urządzeń
Małe oczyszczalnie często są bardziej problematyczne w bieżącej eksploatacji w porównaniu z obiektami
obsługującymi zlewnie w aglomeracjach.
Priorytetem powinno być utrzymanie stabilnej pracy poprzez zapewnienie ciągłości pracy urządzeń:
•
najmniejsze obiekty (oczyszczalnie tzw. bezobsługowe, oczyszczalnie „przydomowe” obsługujące około 100
mieszkańców) powinny podlegać regularnym przeglądom serwisowym – np. umowa z dostawcą oczyszczalni;
•
obiekty większe – często typowe oczyszczalnie biologiczne z osadem czynnym powinny podlegać systematycznej
kontroli dokonywanej przez osoby posiadające kwalifikacje obsługi do dokonywania konserwacji bieżącej,
odpowiednio i rzetelnie okresowo serwisowane;
•
bardzo istotnym elementem jest zapewnienie serwisu urządzeń pomiarowych – głównie sond tlenowych.
Niesprawne sondy pomiaru tlenu prowadzą często do zakłóceń w przebiegu procesów z uwagi na przetlenienie i
nadmierne, niepotrzebne zużycie energii (koszty!), czego skutkiem może być wprowadzanie „oszczędności” w
postaci wyłączania napowietrzania ścieków;
•
sygnalizacja pracy urządzeń – przekazanie danych do osób odpowiedzialnych za utrzymanie pracy obiektu.
Nierównomierność dopływu ścieków
Brak dobrych praktyk projektowych i eksploatacyjnych - małe oczyszczalnie charakteryzują się dużą wrażliwością i
często najpoważniejszą przyczyną nieprawidłowej pracy jest:
•
nierównomierność dopływu ścieków – praca pompowni na sieci kanalizacyjnej;
•
dopływ wód przypadkowych (opady, roztopy);
•
nierównomierność dopływu ładunków – dopływ ścieków często zagniłych z systemu ciśnieniowego, dużych
odległości, punktów zlewnych;
•
dopływ ścieków toksycznych (ścieki przemysłowe, ale także zrzuty substancji toksycznych z gospodarstw
domowych).
Czasami można poprawić pracę obiektu poprzez wprowadzenie reżimu eksploatacyjnego, jednak często jedyną
możliwością jest modernizacja lub przebudowa oczyszczalni.
4
2016-01-15
Każda oczyszczalnia biologiczna wymaga prowadzenia bieżącego nadzoru technologicznego
Podstawowym zadaniem jest kontrola pracy osadu czynnego .
Do głównych parametrów pracy osadu należą:
• obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń [kgBZT5(ChZT)/kg s.m.osadu];
• opadalność, indeks osadu .
Technolog zajmujący się bieżącą kontrolą i analizą pracy oczyszczalni potrafi zdiagnozować
wystąpienie zakłóceń w pracy obiektu analizując dane o napływie ścieków oraz pracy
systemu napowietrzania, np.
• nietypowe zbyt duże lub minimalne zużycie tlenu (praca dmuchaw) – przekazanie danych
o pracy urządzeń powinno być standardem na każdej oczyszczalni, bieżąca analiza
przebiegu trendów (dostępne narzędzia: program wizualizacji, internet)
• nietypowa barwa osadu;
Regularna obecność na oczyszczalni
• pienienie się osadu;
• wynoszenie osadu z osadnika.
Znajomość wpływu odcieków z odwadniania osadów, dostosowanie pracy instalacji
odwadniania do cyklu pracy oczyszczalni (wysokie ładunki zanieczyszczeń); kontrola jakości
odcieku (zawartość zawiesiny).
Znajomość składu ścieków dopływających
Wykonywanie oznaczeń stężeń zanieczyszczeń ścieków dopływających jest istotna dla kontroli
prawidłowości pracy - oceny rzeczywistego obciążenia oczyszczalni i diagnozy ewentualnego
występowania zakłóceń w przebiegu procesów.
Metoda poboru prób ścieków zapewniająca miarodajność wyników (problematyczna
możliwość zastosowania autosamplerów, pomiar próby co 2 godziny).
Znajomość zlewni oczyszczalni
Zakłady przemysłowe i znajomość składu i wpływu tych ścieków na przebieg procesu:
• niekorzystny dla procesów biologicznych skład ścieków dopływających do oczyszczalni
(np. związki toksyczne) obniżają efektywność procesu (zatrucie osadu, konieczność
wyhodowania nowego osadu), istotna jest możliwość zaszczepienia osadem z dobrze
działającej oczyszczalni);
• niekontrolowane zrzuty ścieków przemysłowych wpływają negatywnie na
energochłonność procesu i wzrost kosztów oczyszczania;
W przypadku występowania takiego „problematycznego” zakładu konieczna jest wzmożona
kontrola składu ścieków, stosowanie zbiorników buforowych. Istotny jest przede wszystkim
obieg informacji.
Znajomość parametrów pracy oczyszczalni w różnych okresach – wpływ temperatur
zewnętrznych, pory roku, opadów deszczu, dni świątecznych, turystyki, cykliczność pracy
przemysłu.
Możliwość wykonywania podstawowych, analiz laboratoryjnych jakości ścieków
dopływających i oczyszczonych i stworzenie bazy danych dla porównania
warunków przebiegu procesów.
Obowiązkowe 2 analizy rocznie to zdecydowanie za mało dla prowadzenia
nadzoru technologicznego. Istotna jast regularna kontrola z ustaloną
częstotliwością (np. 1 raz w tygodniu - ale nie powinien to być zawsze ten sam
dzień tygodnia).
Indeks osadu
Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń
Osoby wykonujące bieżące analizy niekoniecznie muszą mieć wykształcenie
chemiczne – ważny jest pobór reprezentatywnej próby ścieków/osadu, wykonanie
analizy zgodnie z instrukcją i przekazanie wyników osobie nadzorującej proces.
5
2016-01-15
Osoba nadzorująca pracę najmniejszych oczyszczalni powinna zostać wyposażona w
podręczne mini-laboratorium umożliwiające wykonanie najprostszych analiz na miejscu
(niewielkie możliwości dla oznaczeń ChZT, np. kolorymetr bez mineralizacji, przenośna sonda
tlenowa, przenośna sonda zawartości suchej masy).
Lepszym rozwiązaniem powinno być zorganizowanie małego podręcznego laboratorium w
oczyszczalni dysponującej pomieszczeniem i wyposażenie go w sprzęt:
• leje Imhoffa – do oznaczania opadalności osadu;
• wagosuszarkę – do oznaczania koncentracji osadu w komorach napowietrzania w celu
kontroli ilości odbieranego osadu nadmiernego, indeksu osadu, ale również koncentracji
osadu przed i odwodnieniu;
• najprostszy mineralizator (termoreaktor) oraz spektrofotometr;
• dla oznaczania zawartosci zawiesin w ściekach możliwe jest również wykorzystanie
wagosuszarki (przesączenie próby ścieków o określonej objętości – sączki, lejki zlewki itp.)
Koszt takiego laboratorium (dla kilku oczyszczalni) nie przekroczy 15.000 zł + rocznie koszt
odczynników i serwisu. Koszty te zwrócą się poprzez utrzymanie stabilnej pracy obiektu i
oszczędności w zużyciu energii.
Oczyszczalnie zobowiązane do eliminacji w procesie oczyszczania związków azotu i fosforu
wymagają znacznie bardziej zaawansowanego nadzoru technologicznego z uwagi na stopień
skomplikowania procesów oraz wrażliwość bakterii na czynniki zewnętrzne (temperatura,
napływ wód przypadkowych, substancji toksycznych).
Najprostszym rozwiązaniem jest zamontowanie pomiarów on line dla azotu azotanowego i
amonowego oraz fosforanów z wykorzystaniem tych pomiarów do automatycznego
sterowania procesem.
Podstawowa wada takiego rozwiązania: koszt zakupu (powinny to być urządzenia wysokiej
klasy z uwagi na zapewnienie jakości pomiarów) oraz konieczność prowadzenia nadzoru –
serwisu bieżącego, kalibracji, serwisu okresowego – koszty eksploatacji.
Powinna zostać stworzona możliwość wykonywania
podstawowych analiz laboratoryjnych w szerszym
zakresie (zawartości wszystkich form azotu, fosforu,
ChZT) - wyposażenie laboratorium
w najprostszy
mineralizator (termoreaktor) oraz spektrofotometr lub
przynajmniej testy paskowe umożliwiające oznaczenie
azotu azotanowego, amonowego, fosforanów oraz ChZT.
KWALIFIKACJE PERSONELU
Na małych obiektach kwalifikacje operatorskie często muszą być bardzo szerokie - począwszy
od czyszczenia krat, obsługi i konserwacji urządzeń mechanicznych, ale także znajomościa
parametryzowania i programowania sterownika, po studiowanie trudnych zagadnień
prawnych potrzebnych do wypełnienia obowiązku sprawozdawczego.
Kwalifikacje personelu nadzorującego proces technologiczny – kierunkowe techniczne w
branży ochrony środowiska, inżynierii środowiska, chemii, itp. (ewentualne wykorzystanie
potencjału większej oczyszczalni w regionie);
• diagnoza problemu;
• możliwość bieżącego rozwiązania problemu;
• obowiązki sprawozdawcze
Kwalifikacje personelu dozorującego – technik mechanik (elektryk, automatyk) - szkolenie dla
prowadzenia bieżącego serwisu urządzeń (np. czyszczenie sond pomiarowych).
Szkolenia, wymiana doświadczeń z eksploatatorami sąsiednich obiektów, współpraca z
większą oczyszczalnią w regionie - świadomość złożoności problemu u osób zarządzających
6
2016-01-15
OSADY ŚCIEKOWE
Wymagania prawne a potrzeby technologiczne
Gospodarka osadowa na terenach województwa pomorskiego poza wyznaczonymi aglomeracjami dotyczy około 400 tys.
RLM, czyli ok. 14% ładunku powstającego w województwie.
Poziom operacyjny w tych obiektach jest stosunkowo niski, a gospodarka osadowa często nie jest wcale prowadzona.
Najmniejsze oczyszczalnie najczęściej nie są wyposażone obiekty i urządzenia zapewniające jakiekolwiek ich
zagospodarowanie, przy założeniu, że osady będą przewożone do sąsiednich większych obiektów. W efekcie brak jest
jakichkolwiek danych o ilości i jakości tych osadów.
Z uwagi na:
• wysoką wartość nawozową i glebotwórczą (węgiel organiczny, azot, fosfor, wapń,
magnez) osady ściekowe wpływają na prawidłowy rozwój roślin oraz poprawę
struktury gleby;
• warunki lokalne oraz istniejącą infrastrukturę
bezpośrednie stosowanie osadu w rolnictwie jest wciąż jednym z bardziej
rozpowszechnionych sposobów zagospodarowania osadu z małych oczyszczalni ścieków.
Warunki:
• osad stosowany w rolnictwie powinien zostać poddany procesom stabilizacji i
higienizacji;
• osad przeznaczony do celów rolniczych musi mieć udokumentowaną czystość
chemiczną i sanitarną - musi być badany chemicznie (zawartość metali ciężkich) oraz
pod względem sanitarnym przez akredytowane laboratoria badawcze;
Jest wiele uwarunkowań prawnych dotyczących stosowania osadów w rolnictwie i do rekultywacji na cele rolnicze,
których interpretacja jest trudna nawet dla profesjonalistów i prawników. Część z tych wymogów jest jak najbardziej
zasadna, gdyż mamy do czynienia z zagrożeniami i ryzykiem środowiskowym, które należy kontrolować. Część należy
uznać za złe rozwiązania utrudniające lub czasem uniemożliwiające profesjonalizację działań w celu bezpiecznego
wykorzystania potencjału nawozowego, jaki niewątpliwie występuje w osadach.
JAKOŚĆ OSADÓW ŚCIEKOWYCH
Informacje ogólne
Zmiana jakościowa osadów jest widoczna zarówno w badaniach poszczególnych oczyszczalni, jak i
wynika z raportów uznanych ośrodków naukowych. Wnioski z dostępnych informacji można podsumować
następująco:
• jakość osadów stale się poprawia,
• wyniki badań zawartości metali ciężkich w osadach osadów pokazują, że możliwe jest złagodzenie obecnie
obowiązujących ograniczeń;
• należy uwzględnić korzyści z odzysku fosforu, azotu i potasu (w skali globalnej);
• brak wpływu zastosowania osadu na kumulację PCB i PCDD/F w glebach potwierdza brak uzasadnienia wprowadzenia
limitu w tych wskaźnikach zanieczyszczeń;
•
•
•
•
badania w zakresie WWA również potwierdzają, że nie ma potrzeby limitować tego wskaźnika;
PFC (ang. Perfluorinated surfactants - związki fluoroorganiczne) - do dyskusji w przyszłości;
wyniki badań PCM (piżma syntetyczne ) oraz siloksanów nie wskazują na rosnące ryzyka związane z tymi wskaźnikami;
pojawiające się nowe substancje zanieczyszczające stanowią problem raczej w ściekach (odprowadzanych do środowiska
wodnego) niż w osadach stosowanych w rolnictwie (np. leki, hormony, itp.);
• za zasadne uznano przeprowadzanie systematycznych i ukierunkowanych badań, aby monitorować zmiany w przyszłości.
Osady ściekowe podlegają systematycznym badaniom zgodnie z obowiązującymi wymaganiami prawa. Ponieważ ilość
wykonywanych badań zależna jest od wielkości oczyszczalni, więc w naturalny sposób największe obiekty obsługujące
zlewnie z terenów zurbanizowanych dysponują obszerną bazą danych o jakości wytwarzanych osadów ściekowych. Wyniki
tych badań potwierdzają, że jakość osadów w zakresie zawartości metali ciężkich systematycznie się poprawia i
najbardziej limitujące w poprzednim okresie możliwość wykorzystania rolniczego związki kadmu i cynku nie stanowią już
przeszkody w takim wykorzystaniu osadów.
[Żródło Raport wojewódzki]
Przykładowa zmiana zawartości wybranych metali ciężkich w osadach z GOŚ „DĘBOGÓRZE” w Gdyni
(zlewnia przemysłowa) w latach 1997-2014
Limity dla metali ciężkich w osadach i glebie ustanowiono w dyrektywnie przede wszystkim w celu przeciwdziałaniu
ich akumulacji w długookresowej perspektywie. Badania brytyjskiej organizacji branżowej DEFRA wskazują, że
największym źródłem zanieczyszczeń gleb jest depozycja atmosferyczna oraz nawozy naturalne. Osad w przypadku
cyku stanowi tylko 8%, a w przypadku miedzi 17% całkowitego ładunku zakumulowanego w glebach.
www.defra.gov.uk
Miedź 1 620 Mg/rok
Cynk 5 040 Mg/rok
nawozy sztuczne i
wapno
5%
odpady
przemysłowe
1%
depozycja
atmosferyczna
49%
depozycja
atmosferyczna
39%
nawozy sztuczne i
wapno
3%
odpady
przemysłowe
1%
osad
8%
osad
17%
nawozy naturalne
37%
nawozy naturalne
40%
[Żródło Raport wojewódzki]
7
2016-01-15
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 6 lutego 2015 r.
w sprawie komunalnych osadów ściekowych
§ 5. 1. Badania metodami referencyjnymi komunalnych osadów ściekowych obejmują ustalenie:
1) wartości pH;
2) zawartości s.m. – wyrażonej w procentach masy komunalnych osadów ściekowych;
3) zawartości substancji organicznej – wyrażonej w procentach s.m.;
4) zawartości azotu ogólnego, w tym azotu amonowego – wyrażonej w procentach s.m.;
5) zawartości fosforu ogólnego – wyrażonej w procentach s.m.;
6) zawartości wapnia i magnezu – wyrażonej w procentach s.m.;
7) zawartości metali ciężkich: ołowiu, kadmu, rtęci, niklu, cynku, miedzi i chromu – wyrażonej w mg/kg s.m.;
8) obecności bakterii chorobotwórczych z rodzaju Salmonella w 100 g osadu;
9) liczby żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp. w kg s.m.
2. Badania metodami referencyjnymi komunalnych osadów ściekowych przeprowadza się z częstotliwością zależną od
obciążenia oczyszczalni ścieków, wyrażonego równoważną liczbą mieszkańców, nie rzadziej niż:
1) raz na sześć miesięcy – przy równoważnej liczbie mieszkańców do 10 000;
3. Próbkę komunalnego osadu ściekowego, przeznaczoną do badań, o których mowa w ust. 1, uzyskuje się przez
połączenie i dokładne zmieszanie próbek pobranych w tym samym czasie z różnych miejsc przeznaczonych do badań
metodami referencyjnymi komunalnych osadów ściekowych, przy czym liczba tych próbek wynosi co najmniej:
1) 10 – przy objętości osadów ściekowych do 50 m3;
2) 15 – przy objętości osadów ściekowych powyżej 50 m3 do 100 m3;
3) 30 – przy objętości osadów ściekowych powyżej 100 m3.
§ 2. 1. Komunalne osady ściekowe mogą być stosowane na
gruntach, jeżeli są spełnione następujące warunki:
1) zawartość metali ciężkich w tych osadach nie przekracza
ilości określonych w załączniku nr 1 do rozporządzenia;
2) w przypadku stosowania tych osadów w rolnictwie i do
rekultywacji gruntów na cele rolne – nie wyizolowano
bakterii z rodzaju Salmonella w reprezentatywnej próbce
osadów o masie 100 g uzyskanej zgodnie z § 5 ust. 3;
3) łączna liczba żywych jaj pasożytów jelitowych Ascaris
sp., Trichuris sp., Toxocara sp. w 1 kg suchej masy,
zwanej dalej „s.m.”, osadów przeznaczonych do badań
stosowanych:
a) w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów na cele rolne
– wynosi 0,
b) do rekultywacji terenów – jest nie większa niż 300,
c) do dostosowania gruntów do określonych potrzeb
wynikających z planów gospodarki odpadami, planów
zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o
warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu – jest
nie większa niż 300,
d) do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu
– jest nie większa niż 300,
e) do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i do
produkcji pasz – jest nie większa niż 300;
4) ilość metali ciężkich w wierzchniej warstwie gruntu o
głębokości 0–25 cm, na którym te osady mają być
stosowane, nie przekracza wartości dopuszczalnych
określonych w załącznikach nr 2 i 3 do rozporządzenia;
Procesy przeróbki osadów ściekowych realizowane
w małych oczyszczalniach
STABILIZACJA OSADU
Osad nieustabilizowany (surowy) - osad pochodzący bezpośrednio z
procesów oczyszczania ścieków, nie poddany procesom stabilizacji; osady
surowe zawierają znaczne ilości bakterii chorobotwórczych, wirusów
oraz pasożytów, i posiadają zdolność do zagniwania, tzn. rozkładu
beztlenowego związków organicznych, co wiąże się z wydzielaniem
uciążliwych odorów.
Osad ustabilizowany (wg Dyrektywy UE - oczyszczony) - osad poddany
przeróbce biologicznej, chemicznej lub cieplnej, długoterminowemu
składowaniu lub każdemu innemu procesowi pozwalającemu znacznie
zmniejszyć jego podatność na fermentację i zagrożenie dla
zdrowia, wynikające z jego stosowania.
Brak obowiązującej definicji osadu ustabilizowanego. Zazwyczaj przyjmuje
się (zgodnie z propozycją prof. Oleszkiewicza), że jest to proces zmniejszający
zawartość materii organicznej o co najmniej 38%.
8
2016-01-15
Cel stabilizacji – redukcja łatworozkładalnej materii organicznej i w efekcie:
• Zmniejszenie końcowej masy osadów nawet o 50%;
• Poprawa stopnia odwodnienia osadów;
• Poprawa właściwości reologicznych;
• Zmniejszenie uciążliwości odorowej;
• Redukcja (ale nie eliminacja) patogenów.
Efektywna stabilizacja redukuje końcowe koszty przeróbki osadów.
Najczęściej stosowany jest konwencjonalny proces stabilizacji tlenowej polegający na retencji i
napowietrzaniu osadu nadmiernego w warunkach naturalnych. Proces może być również prowadzony
symultanicznie w komorach osadu czynnego poprzez przedłużone napowietrzanie.
Podstawowe parametry kontrolne procesu dla warunków
polskich:
• Oznaczenie stopnia redukcji masy organicznej –
najczęściej brak możliwości (wyposażenie laboratorium);
• Hydrauliczny czas retencji – 20÷25 dni (kontrola ilości
odprowadzanego
osadu
nadmiernego:
przepływomierz, czas pracy pompy i znajomość jej
wydajności);
• Zawartość suchej masy – poniżej 3÷4% (oznaczanie
zawartości suchej masy);
• Zawartość tlenu rozpuszczonego -1÷2% (pomiar stężenia
tlenu);
• Minimalna temperatura – 10oC.
Ograniczanie kosztów stabilizacji poprzez skracanie czasu retencji i wyłączanie napowietrzania daje
pozorne oszczędności w kosztach przeróbki osadów.
ODWADNIANIE OSADÓW ŚCIEKOWYCH
Metody naturalne na poletkach osadowych umożliwiają uzyskanie
odwodnienia do maksymalnej wartości 40% s.m.
W warunkach klimatycznych Polski (woj. pomorskiego) jest to metoda
nieefektywna i ograniczona do praktycznie 6 miesięcy w roku. Przez
pozostałą część roku osady sa najczęściej transportowane w postaci płynnej
do większej oczyszczalni wyposażonej w instalację mechanicznego
odwadniania.
Mechaniczne odwadnianie osadów
Najczęściej stosowanymi urządzeniami na małych oczyszczalniach są prasy
taśmowe lub workownice.
Podstawowe parametry kontrolne procesu odwadniania:
• Zawartość suchej masy w osadzie przed i po odwadnianiu
– wykorzystanie wagosuszarki;
• Zawartość zawiesin w odcieku z odwadniania – kontrola
wizualna lub wykorzystanie wagosuszarki (maksymalnie
500 mg/l);
• Przepływ osadu – przepływomierz;
• Stężenie i przepływ polielektrolitu;
• Zużycie polielektrolitu – obliczeniowo na podstawie
powyższych danych;
• Kontrola doboru jakości polielektrolitu.
HIGIENIZACJA OSADÓW ŚCIEKOWYCH
Cel higienizacji – kontrolowana redukcja patogenów w celu wykorzystania potencjałów nawozowych
osadu w rolnictwie. Brak jednak jednoznacznych zapisów dotyczących procesu higienizacji w przepisach.
Na małych oczyszczalniach najpopularniejszą metodą higienizacji jest wapnowanie wapnem palonym
(CaO) lub hydratyzowanym (gaszonym
Ca(OH)2). Wapno może być stosowane wyłącznie dla
higienizacji, jak również dla stabilizacji (lub poprawy stopnia stabilizacji przy stosowaniu tego procesu).
Warunki procesu:
• pH>12 i utrzymanie temperatury 55oC przez 2 h; lub
• utrzymanie pH>12 przez 3 miesiące (wytworzenie
amoniaku w formie gazowej sprzyja eliminacji patogenów).
Metody dawkowania wapna:
• przed odwadnianiem – w postaci mleka wapiennego.
Proces powinien być stosowany na oczyszczalniach nie
wyposażonych w urządzenia do odwadniania, przy aplikacji
osadu w formie płynnej do gruntu;
• po odwadnianiu – w postaci wapna palonego.
Dawki wapna:
• dla osadu po uprzedniej stabilizacji 0,2÷0,5 kg wapna/kg
s.m. osadu;
• dla osadu niestabilizowanego – 0,5÷1,2 kg wapna/kg s.m.
osadu.
9
2016-01-15
Podstawowe parametry kontrolne procesu higienizacji:
• Kontrola dawki wapna do ilości osadu (praca podajnika wapna i osadu, oznaczanie
zawartości suchej masy osadu);
• Kontrola temperatury mieszaniny wapna i osadu;
• Kontrola pH.
Ważne:
• Wielkość silosa na wapno – wapno nie powinno być przechowywane w silosie
dłużej niż 2 miesiące; wyposażenie i sprawność instalacji;
• Możliwość przetrzymania osadu w zamkniętych kontenerach
podwyższa
skuteczność procesu (utrzymanie temperatury i stężenia amoniaku, redukcja
odorów).
Możliwości obniżenia kosztów:
• Zastąpienie całej lub części dawki wapna produktami odpadowymi, np. pyły z pieców
wapienniczych, cementowych lub popioły lotne bogate w tlenek wapnia;
• Dobór dawek składników i czasu magazynowania - kontrola efektywności procesu.
Komunalne osady ściekowe mogą być stosowane w rolnictwie oraz do rekultywacji gruntów
na cele rolne, jeżeli nie wyizolowano bakterii z rodzaju Salmonella łączna liczba żywych jaj
pasożytów jelitowych – wynosi 0.
Czyli, jeśli badania wykazują, że osady są bezpieczne pod względem biologicznym, higienizacja
nie jest wymagana.
Analizując wyniki badań jakości osadów przekazywanych przez eksploatatorów najmniejszych
obiektów, głównie oczyszczalni gminnych, liderzy zauważali brak dostatecznej staranności zarówno
przy kontroli laboratoryjnej jak i procesowej.
Dziękuję za uwagę
i zapraszam do dyskusji
[email protected]
10