Streszczenie:

Ścieki przemysłowe stanowią aktualnie dominującą pozycję w ogólnym bilansie powstających ścieków, przy obserwowanej tendencji do zmniejszania się ich ilości. W przypadku oczyszczania przedmiotowych ścieków występują znaczne problemy technologiczne z uwagi na specyfikę produkcji w zakładach przemysłowych, która wpływa na nierównomierność i wielkość ładunku wprowadzanych zanieczyszczeń. Duża zmienność ilościowa i jakościowa powstających ścieków jest widoczna nawet w obrębie zakładów o takim samym profilu produkcji. Stąd konieczne jest dokładne rozpoznanie właściwości ścieków powstających nie tyle z tych samych gałęzi przemysłu, ale nawet z poszczególnych zakładów produkcyjnych. Spośród wszystkich zakładów sektora spożywczego dotychczas najmniej rozpoznane literaturowo są właściwości fizykochemiczne ścieków powstające w przemyśle cukierniczym. Stąd celem pracy jest charakterystyka ścieków powstających w zakładach przemysłu cukierniczego i porównanie ich z właściwościami ścieków z innych zakładów przemysłu spożywczego. Główny nacisk położono na analizę wyników badań nad oczyszczaniem ścieków cukierniczych w modelowym bioreaktorze z osadem czynnym. Cechą charakterystyczną powstających ścieków w zakładach przemysłu cukierniczego są duże wahania ilości zanieczyszczeń, co bardzo często jest powodem obserwowanych trudności w eksploatacji ciągu technologicznego oczyszczalni. Na tle innych zakładów przemysłu spożywczego (mleczarni, rzeźni, browarów, cukrowni) ścieki cukiernicze charakteryzują się mniejszymi zawartościami zanieczyszczeń, lecz podobnymi ich wahaniami w odpływie. Natomiast w porównaniu do ścieków bytowych zawierają nieco więcej zanieczyszczeń organicznych, zawiesin i azotu ogólnego. Powyższe parametry omawianych ścieków wskazują na możliwość ich wspólnego oczyszczania. Zmieszanie przed oczyszczaniem ścieków cukierniczych z bytowymi ograniczałoby nierównomierność stężeń i ładunków zanieczyszczeń, a tym samym wpływałoby korzystnie na ich bilans w dopływie do oczyszczalni. Badane ścieki można uznać za podatne na biologiczny rozkład, gdyż ogólny udział substancji organicznej rozkładalnej wynosi 92% całkowitego ChZT i jest wyższy od spotykanego w ściekach miejskich, który waha się w granicach 75-80% całkowitego ChZT. Frakcja organiczna nierozpuszczalna rozkładalna w ściekach cukierniczych stanowi około 20% całkowitego ChZT, co w porównaniu do ścieków bytowych, w których udział tej frakcji osiąga 50%, stanowi zdecydowanie mniejszą wartość. Zastosowany do oczyszczania ścieków cukierniczych układ technologiczny stanowił dwufazowy reaktor biologiczny z osadem czynnym, przystosowany do zwiększonego usuwania związków azotu ze ścieków. W skład ciągu technologiczStanisław nego modelowej oczyszczalni wchodziły następujące elementy: komora denitryfikacji, bioreaktor składający się z dwóch współśrodkowo umieszczonych komór – wewnętrznej –komory nitryfikacji oraz zewnętrznej, spełniającej rolę osadnika wtórnego. W badanym układzie zastosowano zewnętrzną i wewnętrzną recyrkulację osadu. Przeprowadzone badania i uzyskane wyniki wskazują, że przyjęty układ technologiczny może zapewnić wystarczającą redukcję zanieczyszczeń ze ścieków, spełniającą wymogi pozwolenia wodno-prawnego udzielonego zakładowi. Uzyskane na etapie badań prawdopodobieństwo nie przekroczenia analizowanych wskaźników zanieczyszczeń w odpływie z osadnika wtórnego przedstawia się następująco: dla BZT₅ – 100%, ChZT – 100%, zawiesiny ogólnej – 100%, azotu ogólnego – 72,5% i fosforu ogólnego – 100%. Parametry technologiczne bioreaktora, przy których uzyskano najbardziej zadowalające wyniki przedstawiają się następująco: stężenie tlenu w komorze napowietrzania: 2,0 mgO²·dm^-3, odczyn w komorze napowietrzania: 8,4 – 8,8, wiek osadu: 6-11 dób, obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń: 0,2 kgBZT₅·kgsm^-1·d^-1, indeks osadu: 120 ml·g^-1 i stopień recyrkulacji osadu: 100 – 240%. Mimo zadowalających efektów oczyszczania, często, ze względu na bardzo zmienne właściwości fizykochemiczne ścieków surowych, badany układ pracował niestabilnie. Dotyczyło to głównie wahań stężeń związków azotu. Występujące gwałtowne obciążenia szokowe osadu czynnego ładunkiem azotu amonowego prowadziły do zmian w populacji mikroorganizmów, co w konsekwencji powodowało zmniejszenie szybkości nitryfikacji i problemy z denitryfikacją.