Osad czynny.doc

LABORATORIUM Z OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Temat 1: MIKROSKOPOWE BADANIE 

       OSADU CZYNNEGO

Osad czynny – sztuczny ekosystem

W naszym środowisku odbywa się ciągła produkcja związków organicznych. Podczas licznych procesów życiowych tworzą się węglowodany, białka, tłuszcze itd..

Energia konieczna do syntezy tych substancji dostarczana jest przez słońce. Rośliny (m.in. również glony) zużywają tej energii do budowy swej substancji komórkowej.

Pierwiastki potrzebne do budowy komórki (węgiel, azot, wodór, tlen, fosfor, siarka, inne) pobierane są ze środowiska. Tak wytworzona materia organiczna może w dalszej kolejności służyć jako np. pożywienie dla różnych zwierząt, te zaś z kolei jako pożywienie dla innych organizmów. Rośliny i zwierzęta obumierają po pewnym czasie i wówczas bakterie wnoszą swój udział do naturalnego obiegu materii, poprzez rozkład martwej substancji organicznej. Składniki nieorganiczne, powstające w procesach mineralizacji, w dalszej kolejności ponownie wykorzystywane są przez organizmy fotosyntezujące, i w ten sposób zamyka się cykl obiegu materii w przyrodzie.

Organizmy saprofagiczne (przede wszystkim bakterie i niższe grzyby) spełniają więc w przyrodzie ważne zadanie: rozkładają materiał organiczny, który zużywają do własnej przemiany materii. Związki organiczne zostają częściowo rozłożone, a energia uzyskana w tych procesach służy do przemiany pozostałego materiału w nową substancję komórkową. W normalnych warunkach w ściekach nie ma dostatecznej liczby drobnoustrojów, aby mogły zapewnić szybki i efektywny rozkład związków organicznych. Umożliwia to dopiero zastosowanie procesu osadu czynnego.

Jeśli ścieki podda się napowietrzaniu, po pewnym czasie zaczyna się tworzyć samoistnie kłaczkowata zawiesina bakterii. W chwili przerwania napowietrzania kłaczki bakterii opadają na dno. Wodę nad osadową której stopień zanieczyszczenia wyraźnie się obniża, można usunąć. Kłaczki bakterii mogą być ponownie użyte do filtrowania nowej partii ścieków.

              Mikroskopowe badanie osadu czynnego

Proces osadu czynnego jest obecnie powszechnie stosowany do oczyszczania ścieków. W praktyce, podstawowa zasada przebiegu procesu jest podobna, pomimo licznych wariantów technologicznych. Kłaczki zawiesiny osadu czynnego są najważniejszym elementem całego procesu. Wiele trudności eksploatacyjnych wynika z nieoptymalnej jakości kłaczków. Z tego powodu znajomość jakości tych kłaczków jest więc wprost niezbędna do interpretacji sprawności oczyszczania, co w efekcie prowadzi do osiągnięcia poprawy jakości ścieków opuszczających oczyszczalnię. I tak np. zmętnienie ścieków oczyszczonych w odpływie może być spowodowane nie tylko przez niezdolne do sedymentacji kłaczki osadu w osadniku wtórnym (nadmierny rozwój organizmów nitkowatych), lecz również przez ich zbyt małe rozmiary, oraz przez brak pierwotniaków lub obecność wolno pływających bakterii. Pomimo, że wszystkie te zakłócenia w identyczny sposób powodują zmętnienie oczyszczonych ścieków w odpływie, to przyczyną każdorazowo mogą być różne czynniki. Jest sprawą oczywistą, że aby móc wybrać właściwe postępowanie celem poprawy sprawności oczyszczania należy poznać prawdziwą przyczynę zakłóceń. Stąd też nieodzowne jest badanie mikroskopowe osadu czynnego, gdyż dopiero ono dostarcza informacji o rzeczywistej jakości kłaczków osadu. Poza tym konieczna jest regularna obserwacja osadu celem dokładnej kontroli procesu oczyszczania. Dzięki temu można stwierdzić pogorszenie się jakości osadu zanim jeszcze wystąpiły pro­blemy eksploatacyjne. Mikroskopowe badanie osadu nie należy jednak do rutynowych badań w oczyszczalniach ścieków. Istnieje ku temu kilka przyczyn, z których niewątpliwie najważniejszym jest fakt, że personel oczyszczalni ma utrudniony dostęp do informacji z tej dziedziny. Poza tym w różnych publikacjach omawiana jest zazwyczaj nie całość tego zagadnienia, lecz tylko pewne jej wycinki, jak np. pierwotniaki w osadzie.

Gdy wiek osadu wynosi poniżej trzech do pięciu dni, utlenianie amoniaku zostaje przerwane. Bakterie nitryfikujące rosną tak wolno, że mogą się utrzymywać jedynie w osadach o wyższym wieku. W wysoko obciążonych systemach osadu czynnego można znaleźć w fazie płynnej pomiędzy kłaczkami liczne wolno pływające bakterie. Najwidoczniej w fazie płynnej znajduje się jeszcze dostatecznie dużo substancji odżywczych, aby możliwy był wzrost bakterii. Ponadto przy wysokich obciążeniach osadu tworzą się przeważnie kłaczki o słabej strukturze. Mechaniczne obciążenie osadu, spowodowane napowietrzaniem prowadzi do powstawania wolno pływających bakterii. Zużycie tlenu przez osad w tego rodzaju instalacjach jest bardzo duże, komórki zawierają jeszcze liczne związki, które mogą być szybko rozłożone. Z tego powodu osad z takich instalacji musi być oddzielnie stabilizowany. Odbywa się to przeważnie w beztlenowych komorach fermentacyjnych, wspólnie z osadem wstępnym.

Niektóre zastosowania procesu osadu czynnego

W Holandii najbardziej rozpowszechnionym rodzajem procesu osadu czynnego jest rów cyrkulacyjny, oraz tzw. konwencjonalny system osadu czynnego. W systemach konwencjonalnych rozróżnia się ich dwa różne rodzaje. W tabeli 1. podane są ważniejsze różnice pomiędzy tymi systemami.

Tabela 1:     Zestawienie    najważniejszych    parametrów    procesu    osadu czynnego przy różnym      obciążeniu