Skład, jakość i ilość ścieków

Woda przepływająca  z rynny do zbiornika (fot. arch. Dąbrowskie Wodociągi Sp. z o.o.)

 

Aby dobrze oczyścić ścieki, które trafiają do oczyszczalni, trzeba znać ich ilość oraz skład. Ilość określa się za pomocą współczynników statystycznych. Przyjmuje się na przykład, iż jeden człowiek zużywa dziennie przeciętnie 150 litrów wody i tyle też wytwarza ścieków. Obliczenie wydajności oczyszczalni wydaje się więc proste: liczbę mieszkańców wystarczy pomnożyć przez wielkość dziennego zużycia wody. Kłopot pojawia się wówczas, gdy do tych wyliczeń trzeba dodać ścieki przemysłowe niewymagające specjalistycznego oczyszczania. Trudno wtedy określić, na ile usuwane z wodą brudy pochodzą od indywidualnych mieszkańców, a w jakim stopniu dostarcza ich przemysł. Tu z pomocą przychodzi współczynnik RLM (Równoważna Liczba Mieszkańców), który określa nam stopień zanieczyszczenia ścieków przemysłowych jako ekwiwalent ścieków z gospodarstw domowych. Przykładowo RLM dla ścieków, które pochodzą z zakładu produkującego margarynę wynosi 500. Oznacza to, że jeśli taki zakład wpuszcza do sieci kanalizacyjnej 150 litrów swoich ścieków dziennie, to, obliczając wydajność oczyszczalni, należy te ścieki traktować tak, jak nieczystości bytowe „wyprodukowane” przez 500 osób. Innymi słowy ścieki takie są zanieczyszczone 500 razy bardziej niż te, które odpłyną kanalizacją z naszych domów.

 

Probówki z kolorowo zabarwioną wodą (Photofactory)

 

Jakość ścieków określa wiele współczynników. Mają one wpływ nie tylko na proces oczyszczania lecz także na funkcjonowanie całej kanalizacji. Oto najważniejsze z nich:

 

BZT (Biochemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) – to najważniejszy czynnik uwzględniany przy projektowaniu oczyszczalni biologicznej. Jest to ilość tlenu, jaką zużywają bakterie, by rozłożyć odpady ściekowe pochodzenia naturalnego. Proces oczyszczania biologicznego trwa około 20 dni. Najbardziej „burzliwy” i efektywny proces biodegradacji następuje w ciągu pierwszych pięciu dni. Dlatego też najczęściej oznacza się go jako BZT5. Im wyższa wartość BZT, tym większe zanieczyszczenie ścieków związkami organicznymi.

 

ChZT (Chemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) – określa ilość tlenu potrzebną do unieszkodliwienia wszystkich zanieczyszczeń, zarówno tych organicznych, jak i nieorganicznych. Gdy znamy różnicę między BZT i ChZT, możemy określić ilość substancji trudno rozkładalnych pochodzenia przemysłowego, jakie znajdują się w ściekach.

 

Zawiesina – jest wyznacznikiem ilości substancji zarówno organicznych, jak i mineralnych, które nie rozpuszczają się w ściekach. Aby laboratoryjnie ustalić skład zawiesiny, najpierw oddzielamy ją od ścieków na sączku bibułowym. Po zważeniu otrzymujemy informację o sumarycznej ilości substancji nierozpuszczalnych w ścieku. Potem spalamy sączek. To, co pozostanie po spaleniu, to substancje mineralne. Natomiast różnica pomiędzy wagą zawiesiny ogólnej, a substancjami mineralnymi powstałymi w wyniku spalenia sączka, określa nam zawartość substancji organicznych w zawiesinie. Jest to bardzo ważny wskaźnik umożliwiający zaprojektowanie urządzeń do oczyszczania wstępnego.

 

Substancje biogenne – to pierwiastki i sole mineralne potrzebne do rozwoju żywych organizmów. Do podstawowych biogenów zaliczane są związki azotu i fosforu. Stanowią szczególne zagrożenie dla środowiska wodnego, gdyż wzbogacają je w składniki odżywcze, powodując eutrofizację (zarastanie), a tym samym ich powolną śmierć.

 

Azot – w ściekach występuje w wielu formach, najczęstszą – pochodzącą z metabolizmu – jest amoniak. Związki i sole azotu są niezbędne do rozwoju bakterii niezbędnych do biologicznego oczyszczania ścieków. Jednak jego nadmiar może być niezwykle toksyczny dla organizmów żywych biorących udział w procesach oczyszczania.

 

Fosfor – podobnie jak azot jest substancją limitującą rozwój organizmów żywych i tak jak on w nadmiarze jest toksyczny. Zgodnie z prawem, wprowadzenie do kanalizacji ścieków zawierających fosfor wymaga specjalnych pozwoleń. Szczególnie niebezpieczne są fosforany. Nie dość, że trudno się rozkładają, to jeszcze powodują pienienie się ścieków, komplikując proces ich oczyszczania.

 

Substancje tłuszczowe i oleiste – jeżeli są pochodzenia spożywczego, zostaną łatwo rozłożone przez bakterie. Oleje sztuczne muszą być oddzielone mechanicznie. Tłuszcze są bardzo uciążliwe, gdyż oblepiają rury kanalizacyjne, ograniczając ich przepustowość oraz zmniejszają wydajność urządzeń oczyszczających.

 

Chlorki i siarczany – sole tych substancji powodują korozje kanalizacji oraz urządzeń oczyszczalni. Ponadto są szkodliwe dla organizmów żywych.

 

Substancje toksyczne – należą do nich metale ciężkie (rtęć, ołów, cynk, nikiel, kadm, miedź, chrom) fenole, cyjanki, pestycydy, wielopierścieniowe węglowodory, dioksyny i substancje promieniotwórcze. Są to substancje, które zabijają organizmy oczyszczające ścieki, odkładają się w ich organizmach lub – nie dając się usunąć – trafiają do odbiornika, to znaczy rzeki lub jeziora. Powyższe substancje nie powinny znaleźć się w sieci kanalizacyjnej, gdyż wymagają albo odrębnego oczyszczania, albo specjalistycznego składowania.

 

Wpływ na jakość oczyszczania ścieków ma także stan, w jakim docierają one do oczyszczalni. Ich świeżość określa zawartość tlenu oraz zagniwalność, czyli zdolność do rozkładu beztlenowego, przy którym wydziela się siarkowodór. Zagniwalność oznacza się jako ilość czasu potrzebną do rozpoczęcia procesów gnilnych. Najbardziej zgniłe są ścieki dowożone do oczyszczalni taborem asenizacyjnym. Mają zwykle czarno-szarą barwę i wydzielają bardzo nieprzyjemny zapach.

 

Ścieki niosą ze sobą również poważne zagrożenia biologiczne. Znajdują się w nich spore siedliska bakterii, wirusów oraz pasożytów. Niektóre z tych organizmów spełniają jednak pożądaną funkcję w procesie oczyszczania.