Jakich parametrów oczekujemy od oczyszczalni ścieków?
Wszyscy oczekujemy, by pracujące wokół nas oczyszczalnie ścieków działały skutecznie. Żeby jednak móc obiektywnie ocenić ich działanie, musimy zdefiniować parametry, jakich oczekiwalibyśmy od oczyszczalni. Samo stwierdzenie "chcę, żeby woda na koniec procesu była czysta" nie wystarczy. Czego więc powinniśmy żądać od oczyszczalni?
Określmy stopień zanieczyszczenia ścieków
Niezależnie od podobnego poziomu zanieczyszczenia wody po zakończeniu procesu oczyszczania ścieków, skuteczność oczyszczalni może być różna, w zależności od poziomu zanieczyszczenia ścieków na wejściu. Określamy je na ogół za pomocą parametru BZT (biochemiczne zapotrzebowanie tlenu), parametr ten oznacza ilość tlenu, jaka w określonym czasie zostanie utleniona przez bakterie. Proces ten kończy się zazwyczaj po około trzech tygodniach, żeby zatem uzyskać dane generowane w trakcie procesu, dokonuje się pomiaru po pięciu dniach. Jak wspomnieliśmy, niezbędne jest dokonanie takiego pomiaru zarówno na wejściu, jak i na wyjściu z oczyszczalni, by dzięki porównaniu tych współczynników móc określić zmniejszenie poziomu zanieczyszczeń. Wyznaczenie tego parametru do niedawna realizowane było z wykorzystaniem manometrów rtęciowych, mierzyły one poziom redukcji ciśnienia powietrza, które w trakcie działania bakterii zgromadziło się nad próbką. Ze względu na trujące właściwości oparów rtęci, coraz częściej stosowane są inne metody, często umożliwiają one zdalny pomiar biochemicznego zapotrzebowania tlenu. Niezależnie jednak od wybranej metody, w rezultacie powinniśmy otrzymać wartość współczynnika BZT, wyrażoną w mg/l.
Alternatywne metody badania stopnia zanieczyszczenia ścieków
Oprócz metody biologicznej, do określenia ilości zanieczyszczeń w ściekach wykorzystuje się też parametr ChZT (chemiczne zapotrzebowanie tlenu). Metoda ta jest znacznie prostsza w stosowaniu, dlatego często wybierana jest zamiast sprawdzania biochemicznego zapotrzebowania tlenu - szczególnie, gdy nie jest wymagana bardzo duża precyzja pomiaru. Wadą metody chemicznej jest bowiem fakt, że powstające w ramach procesu utlenialności dotyczą niewiele ponad połowy substancji obecnych w badanych próbkach. Warto więc weryfikować zgrubne wyniki działania metody chemicznej, bardziej precyzyjnymi wynikami metody biologicznej, gdy tylko wynik pierwszej analizy wzbudzi nasz niepokój, a także robić to okresowo, w celu potwierdzenia wyników bieżących pomiarów.
Porównanie objętości ścieków przemysłowych oraz generowanych przez gospodarstwa domowe
Podstawowe kryteria warunkujące konieczność korzystania z oczyszczalni ścieków oraz określające niezbędne do spełnienia parametry, określa 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. Docelowe parametry różnią się w zależności od tzw. parametru RLM, oznaczającego Równoważną Liczbę Mieszkańców. Wartość ta stanowi porównanie wielokrotności ładunku biologicznego, jaki oczyszczalnia ścieków musi przyjąć choćby od przemysłu, ze ściekami odprowadzanymi w ciągu doby przez statystycznego mieszkańca. Dzięki temu parametrowi możliwe jest odpowiednie wyskalowanie wydajności oczyszczalni, by poradziła sobie równie dobrze ze ściekami zwykłych konsumentów, jak i z tymi generowanymi przez przedsiębiorstwa.
Wartość Równoważnej Liczby Mieszkańców wyznaczana jest wzorem:
RLM = [BZT (kg/dzień)]/[0,06 (kg/osoby*dzień)]
W praktyce oznacza to, że skoro zgodnie z dyrektywą ściekową, przyjmuje się, że statystyczny mieszkaniec generuje w ciągu doby biochemiczne zapotrzebowanie tlenu na poziomie 60 gramów (stąd wartość 0,06 we wzorze), łatwo możemy obliczyć równoważną liczbę mieszkańców w przypadku innych generatorów zanieczyszczeń. Jeśli więc oczyszczalnia musi poradzić sobie ze ściekami przedsiębiorstwa, którego ścieki biodegradowalne mają parametr 10 kg BZT5, to jej Równoważna Liczba Mieszkańców wynosi 10/0,06, czyli 166,7, a zatem możemy przyjąć, że generowane są odpady w podobnej liczbie, co ta, która generowana jest przez 167 osób.
Do czego powinniśmy dążyć?
Mając wyznaczone parametry Równoważnej Liczby Mieszkańców, możemy wreszcie zajrzeć do wspomnianego wcześniej rozporządzenia Ministra Środowiska, które w załączniku nr 2 określa najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń albo minimalny procent redukcji zanieczyszczeń dla ścieków bytowych lub komunalnych wprowadzanych do wód lub do ziemi, w zależności od parametru RLM.
Kilka przykładów:
- Pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT5 przy 20 stopniach Celsjusza), oznaczane z dodatkiem inhibitora nitryfikacji, dla małej ilości ścieków i wartości RLM poniżej 2000, nie może przekraczać 40 mg O2/l, natomiast dla największych oczyszczalni, gdzie RLM przekracza 100000, nie można przekroczyć 15 mg O2/l lub minimalnego stopnia redukcji na poziomie 90%.
- Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZTCr), oznaczane metodą dwuchromianową, dla wskazanych powyżej dwóch progów RLM wynosi odpowiednio 150 mg O2/l i 125 mg O2/l lub minimalny stopień redukcji na poziomie 75%.
- Pozostałe 3 wskaźniki, które należy spełnić, obejmują:
- poziom zawiesin ogólnych (w zależności od wskaźnika RLM nie można przekroczyć poziomu od 50 do 35 mg/l lub wymagana jest redukcja na poziomie 90%),
- poziom azotu ogólnego (stanowiącego sumę azotu Kjeldahla oraz azotu azotynowego i azotu azotanowego) - tu wymagany jest w zależności od RLM, poziom od 30 do 10 mg N/l lub redukcja na poziomie 70-80%,
- poziom fosforu ogólnego, w wartości bezwzględnej od 1 do 5 mg P/l, lub redukcja na poziomie do 80%.
Substancje szczególnie szkodliwe dla środowiska wodnego
Oprócz wspomnianych powyżej ogólnych wskaźników istnieją też odrębne najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla ścieków przemysłowych, dla niektórych substancji szczególnie szkodliwych. Na liście substancji znajduje się między innymi rtęć, kadm, heksachlorocykloheksan, tetrachlorometan (czterochlorek węgla) i inne. Dla każdej z tych substancji określone są dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń w ujęciu średniej dobowej, jak i miesięcznej.