Zagniwanie ścieków to powszechny problem, powstający wskutek zbyt długiego przetrzymywania ich w rurociągu tłocznym. Powstające wskutek tego odory dają się we znaki szczególnie latem, kiedy spada rozpuszczalność tlenu w ściekach, a prasowe publikacje oraz skargi mieszkańców podkreślają, jak uciążliwe jest to zjawisko. Pojawienie się rozległych systemów tłocznych kanalizacji ściekowej dodatkowo uwypukliło ten problem. W obliczu wszechobecnej drożyzny i wysokich kosztów eksploatacji, użytkownicy sieci kanalizacyjnych stale poszukują skutecznej i opłacalnej metody na zlikwidowanie tego problemu. W naszym artykule przyjrzymy się kilku z nich.
Zagniwanie ścieków – przyczyny
Zagniwanie ścieków to proces biologicznego rozkładu substancji organicznych zawartych w ściekach, który prowadzi do wydzielania gazów, głównie siarkowodoru (H₂S). Ten nieprzyjemny zapach, charakterystyczny dla ścieków kanalizacyjnych, jest uwalniany podczas procesów fermentacji. Proces ten może występować w różnych punktach kanalizacji, a jego skutki mogą obejmować nie tylko problematyczny zapach, ale także korozyjne działanie na infrastrukturę kanalizacyjną.
Zagniwanie ścieków jest zazwyczaj wynikiem braku dostępu do tlenu (beztlenowe warunki), co sprzyja rozwojowi bakterii anaerobowych. Te bakterie przekształcają substancje organiczne w gazy, w tym siarkowodór, który odpowiada za nieprzyjemny odór. Zjawisko to jest szczególnie powszechne w miejscach o niewystarczającej wentylacji kanalizacyjnej, przy zakrętach czy miejscach o niskim przepływie wody. Kontrola i zapobieganie zagniwaniu ścieków są istotne dla utrzymania odpowiednich warunków sanitarnej eksploatacji systemów kanalizacyjnych.
Emisja odorantów występuje głównie z tych elementów kanalizacji, gdzie występuje retencjonowanie bądź rozprężanie ścieków. Są to zbiorniki przepompowni, zawory odpowietrzająco-napowietrzające na rurociągach tłocznych oraz studnie rozprężne. Oprócz siarkowodoru, wydzielają się tam również inne, uciążliwe odoranty: amoniak, merkaptan, toluen i propanol – dzieje się to zwłaszcza w przypadku rozkładu materii organicznej w biofilmie i złogach zalegających w rurociągach przy niewystarczających prędkościach przepływu (poniżej 0,8 m/s). Jednak to siarkowodór jest odorantem dominującym, ponieważ ma on szczególnie niski próg wyczuwalności zapachu (0,0005 ppm).
Uwaga, siarkowodór może być trujący, nie tylko dla ludzi, ale także dla zwierząt! W najgorszych przypadkach może doprowadzić do podrażnienia systemu nerwowego, paraliżu oddychania i sytuacji stałego zagrożenia życia. W mniejszych dawkach, może powodować podrażnienie oczu i układu oddechowego, kaszel oraz ból głowy.
Wpływ zmian stężenia siarkowodoru na reakcję człowieka:
Stężenie siarkowodoru w powietrzu [ppm] – Reakcja człowieka
10 Bezpieczne stężenie podczas 8-godzinnej pracy
10-50 Odczuwalne podrażnienie oczu
50-100 Odczuwalne podrażnienie układu oddechowego
100-200 Kaszel, ból oczu i głowy
300-500 Stałe zagrożenie życia
500-700 Silne podrażnienie systemu nerwowego
>700 Natychmiastowe zasłabnięcie z paraliżem oddychania – śmierć
Mając na uwadze fakt, że w komorach przepompowni stężenie siarkowodoru waha się zwykle w granicach 300÷500 ppm, a w studni rozprężnej może osiągnąć wartości zbliżone do 1000 ppm, trzeba jednoznacznie stwierdzić że zagniwanie ścieków to zjawisko, któremu trzeba bezwzględnie zapobiegać. W jaki sposób?
Najskuteczniejsze metody walki z siarkowodorem
METODY CHEMICZNE
By zapobiec odorowi z kanalizacji, często wykorzystuje się środki chemiczne. Reagują one z siarkowodorem, neutralizując go. Istnieje kilka substancji chemicznych, które mogą być używane do tego celu, ale ostateczny wybór zależy od specyficznych warunków i wymagań systemu kanalizacyjnego. Także od możliwości finansowych. Dawkowanie reagenta odbywa się przez pompę dozującą, uruchamianą zazwyczaj przy każdym załączeniu pompy lub zdalnie, sygnałem od czujnika siarkowodoru zainstalowanego w studni rozprężnej przy bezprzewodowej komunikacji on-line. Ostateczna dawka reagenta jest ustalona na podstawie prób eksploatacyjnych.
Zespół dawkowania reagenta chemicznego lokalizowany jest zwykle na terenie pompowni ścieków i składa się z następujących elementów:
- pompa dozująca z instalacją ssawną i tłoczną,
- zbiornik reagenta o pojemności pokrywającej, co najmniej miesięczne zapotrzebowanie,
- taca ociekowa, wewnątrz której jest zainstalowany zbiornik reagenta.
Zdj. 1 Schemat przykładowej stacji dozowania reagentów chemicznych
Środki chemiczne, służące do eliminacji siarkowodoru z kanalizacji można podzielić na kilka grup:
A) Grupa podchlorynu sodu, nadtlenku wodoru i nadmanganianu potasu.
Środki z tej grupy są silnymi utleniaczami i działają totalnie – w ciągu kilku sekund usuwają siarkowodór z kanalizacji i wyjaławiają ściek. Te środki są najbardziej przydatne w tzw. punktach wlewczych, gdzie dowożone ścieki dozowane są przez szambiarki. Ścieki te są z reguły bardzo mocno zagniłe i występuje w nich duże stężenie siarkowodoru. Jest więc potrzeba szybkiego usunięcia odorów. Środki te są szybkie i niesamowicie skuteczne, ale wśród wad należy wyliczyć wysoką cenę oraz dużą toksyczność.
B) Grupa soli żelaza i chloru
Środki te działają nieco dłużej i nadają się do stosowania w kanalizacji zwłaszcza na dłuższych odcinkach. Są na pewno dużo tańsze niż preparaty z grupy A), ale mają również sporą ilość wad. Wśród nich – bardzo niski współczynnik pH. Środki są silnie żrące i mogą zawierać metale ciężkie, gdyż są to produkty odpadowe, powstałe przy innych procesach. Ich skuteczność zależy również od odpowiedniego dawkowania. Do najpopularniejszych środków, zawierających sole żelaza i chloru należą takie preparaty jak Ferrox czy Pix.
C) Grupa azotanu wapnia
Ta metoda wykorzystuje działanie zarówno chemiczne, jak i biologiczne azotanu wapnia, czyli natlenianie ścieków. Jest to opcja dużo tańsza niż preparaty z grupy A), ale też nieco droższa niż sole żelaza i chloru. Niemniej, nie jest to produkt odpadowy, jest czysty i produkowany w danym celu i nie zawiera też metali ciężkich. Azotan wapnia nie podlega pod grupę ADR, a jego przechowywanie nie jest tak wymagające, jak jego inne, żrące alternatywy. Do najpopularniejszych środków, bazujących na azotanie wapnia, należą Brenntasmell, Nutriox (obecnie wycofany z polskiego rynku z uwagi na niską rentowność) oraz jego odpowiednik pod względem składu: Nitrox.
Zdj. 2 Przykładowa stacja dozowania reagentów chemicznych
Jeżeli chodzi o ceny środków chemicznych, te są trudne do oszacowania, ze względu na indywidualne wyceny uzależnione od wielkości i częstotliwości dozowania, a także od rodzaju reagenta. Na ten moment cena Ferrox waha się od 1000 zł do 1700 zł netto za tonę produktu.
Zalety stosowania środków chemicznych:
- Najbardziej powszechna metoda zapobiegania zagniwaniu ścieków na rynku
- Odpowiednio dobrany środek, zastosowany w odpowiedniej dawce jest w stanie wyeliminować problem siarkowodoru
- Producenci do samego produktu dołączają również doradztwo w kwestii doboru instalacji i punktów dozowania, oferują również usługi pomiarowe.
Wady stosowania środków chemicznych:
- Skuteczność jest uzależniona od dawki reagenta. Jeśli dawka jest zbyt mała, wówczas, mimo comiesięcznych nakładów finansowych, nie rozwiązujemy problemu. Jeśli z kolei dawka jest zbyt duża, może to doprowadzać do korozji betonowych i metalowych elementów kanalizacji.
- Niekorzystny wpływ osadu powstającego w rurociągu na działanie sieci kanalizacyjnej i procesów oczyszczania ścieków w oczyszczalni.
- Wysokie koszty eksploatacyjne, związane z koniecznością zakupu i dowozu chemikaliów
- Niebezpieczeństwo dostania się substancji do środowiska podczas transportu i magazynowania, co może doprowadzić do katastrofy ekologicznej (dotyczy substancji silnie żrących)
- Konieczność dodatkowego zainwestowania w stację dozowania środków chemicznych. Na ten moment ceny stacji zaczynają się od 10 tysięcy złotych. W przypadku stacji może dochodzić kolejny problem, polegający na wadliwym umiejscowieniu jej w projekcie.
BEZEMISYJNY TRANSPORT ŚCIEKÓW BTS
Ta metoda na zagniwanie ścieków znana jest również jako stacja przedmuchu sprężonym powietrzem. Reprezentuje innowacyjne podejście do przedmuchu i napowietrzania rurociągu tłocznego przy użyciu sprężonego powietrza, stanowiąc ekologiczną metodę na zagniwanie ścieków i eliminowanie odorów. Zasada jego działania opiera się na dynamicznym i inteligentnym algorytmie, który modeluje przepływ powietrza i ścieków w rurociągu tłocznym, utrzymując jednocześnie pracę pompy w dopuszczalnym zakresie.
Dzięki wdmuchiwaniu sprężonego powietrza do rurociągu, BTS skraca czas, w którym ścieki pozostają w przewodzie, co efektywnie ogranicza zjawisko ich zagniwania. Dodatkowo, poprzez napowietrzanie ścieków, urządzenie zapobiega ponownemu zagniwaniu i eliminuje powstawanie nieprzyjemnych odorów.
Urządzenie przeznaczone jest dla systemów tłocznych w przedziale średnic od DN80 do DN200, czyli dla zdecydowanej większości spotykanych w praktyce realizacji.
Każdą aplikację metody BTS poprzedza szczegółowa analiza systemu tłocznego (pompa + rurociąg). Wykorzystanie oryginalnego, stworzonego dla tej metody programu obliczeniowego symulującego ruch korków sprężonego powietrza w rurociągu tłocznym, pozwala z dużym prawdopodobieństwem przewidzieć rezultaty kontrolowanej dystrybucji powietrza. Zaimplementowany w sterowniku optymalizator sprawia, że cały proces injekcji powietrza jest bezpieczny i nie powoduje negatywnej pracy pompy poza charakterystyką.
Zalety Bezemisyjnego Transportu Ścieków BTS:
- Precyzyjna kontrola procesu jakim jest zagniwanie ścieków i całkowita likwidacja odorów
- Możliwość ograniczenia zużycia energii elektrycznej układu pompowni, co przyczynia się do obniżenia kosztów eksploatacyjnych
- Metoda całkowicie eliminuje potrzebę stosowania reagentów chemicznych, działa na przyczynę a nie skutki zagniwania
- Metoda zapewnia bezpieczny proces iniekcji powietrza bez negatywnego wpływu na pracę pompy. W wielu przypadkach istnieje możliwość korekty wydajności układu hydraulicznego bez zmiany wielkości pomp oraz możliwość zastosowania w istniejących systemach tłocznych.
- Nie wpływa negatywnie na instalację tłoczną ani środowisko.
- Zapewnia wysokie bezpieczeństwo w obsłudze instalacji.
Wady Bezemisyjnego Transportu Ścieków BTS:
- Implementacja może wiązać się z pewnymi kosztami początkowymi związanymi z zakupem i instalacją systemu.
- Każda aplikacja wymaga dokładnej analizy systemu tłocznego przed zastosowaniem metody BTS.
Podsumowując, aktualnie na rynku funkcjonuje kilka metod na zagniwanie ścieków i usuwanie odorów. Są one bardzo kosztowne bądź nie gwarantują przewidywalności końcowego rezultatu. W metodach chemicznych barierą trudną do pokonania jest zmiana składu chemicznego ścieków oraz sezonowa zmiana ich temperatury, co prowadzi do częstego przedawkowania drogich reagentów. Metoda BTS natomiast sprawia, że dotychczasowe bariery są do pokonania, a proces likwidacji odorów poddaje się inteligentnemu zarządzaniu i kontroli przy stosunkowo niskich kosztach eksploatacji.
Dowiedz się więcej o metodzie Bezemisyjnego Transportu Ścieków, klikając tutaj.
