Najtrudniejszym problemem w trakcie eksploatacji składowisk odpadów jest prawidłowe podejście do zagospodarowania odcieków składowiskowych. W trakcie powierzchniowego składowania odpadów komunalnych powstają wysoko obciążone ścieki tzw. odcieki składowiskowe. Odcieki składowiskowe powstają z wody zawartej w składowanych odpadach jak również przez wodę opadową infiltrującą przez powierzchnię składowiska. Tak zgenerowane odcieki są wysoce zanieczyszczone jonami amonowymi oraz związkami organicznymi i nieorganicznymi. W wielu przypadkach są one toksyczne, kwaśne i bogate w węglowodory halogenowe. Posiadają wysoką zdolność buforową, mają wysoką zawartość nieorganiczną (sole) oraz niezrównoważony stosunek ChZT do NH4-N. Poza tym odcieki zawierają niebiodegradowalne ChZT, tzw. “hard COD”, którego nie można biologicznie usunąć z odcieków.

Skład odpadów jak również regulacje dotyczące ich unieszkodliwiania mają wpływ na produkcję odcieków. Wpływ na charakter i ilość odcieków ma również kraj w którym znajduje się składowisko, a co za tym idzie charakterystyczny dla danego kraju klimat, styl życia czy rożnorodne systemy zbiórki odpadów.

W Polsce często praktykuje się zawracanie odcieków z powrotem na składowisko odpadów. Wynikiem takiego postępowania jest brak oczyszczyszczalni komunalnej, która zgodziłaby się na przyjęcie odcieków, gdyż oczyszczanie odcieków wraz ze ściekami bytowo-gosopodarczymi wpływa na pogorszenie jakości osadu, który nie może być rolniczo wykorzystany. Innym powodem jest brak kanalizacji do oczyszczalni komunalnej, a ciągłe wywożenie odcieków wozami ascenizacyjnymi kumuluje zbyt wysokie koszty. Oczyszczalnie komunalne nie zostały zaprojektowane na oczyszczanie tak wysoce zanieczyszczonych odcieków i często nie zgadzają sie na ich przyjęcie. W ten sposób często podejmuje się decyzję zawracania odcieków na składowiska. Takie postępowanie niesie za sobą wiele negatywnych skutków i tak też można zauważyć:

  • konieczność budowy coraz większej ilości zbiorników retencyjnych dla pomieszczenia napływających odcieków
  • ciągle recyrkulowane odcieki zmieniają swój skład, zauważyć można wzrastające „twarde” ChZT oraz spadek prawie do zera biodegradowalnego BZT5, narasta zasolenie, przewodność elektrolityczna
  • utrudnienie doboru technologii podczyszczania odcieków

Inną praktykowaną metodą jest oczyszczanie odcieków za pomocą odwróconej osmozy (RO), zatrzymującej nawet jednowartościowe jony i dającą bardzo dobrą jakość permeatu (oczyszczonych odcieków). Zleceniodawcy decydują się często na tą technologię gdyż zostają przekonani zwartą budową, niskimi kosztami inwestycyjnymi i bardzo dobrą jakością odpływu. W Polsce często taki permeat odprowadzany jest do oczyszczalni komunalnej, chociaż nie są wymagane tak wysokie redukcje zanieczyszczeń. Technologia ta znalazłaby zastosowanie, gdyby nie powstające w tym procesie koncentraty, które są zawracane z powrotem na składowisko odpadów. Koncentraty generują wszystkie zatrzymane zanieczyszczenia, które zostały wielokrotnie skoncentrowane. Koncentraty z bardzo wysokimi ładunkami kierowane na składowisko powracaja po odpowiednim czasie infiltracji do zbiornika retencyjnego zmieniając zupełnie skład odcieków. Zwiększająca się ilość zasolenia w odciekach wpływa na pogarszającą się eksploatację odwróconej osmozy, następuje wzrost zużycia kwasu siarkowego oraz kosztów eksploatacyjnych, spada wydajnosc do 60%. Po 5 latach obserwujemy jeszcze wyższą konsumpcję kwasu siarkowego, wysokie koncentracje NH4-N, wydajność wynosi 50-60%. Na składowiskach odpadów zastosowanie ma 2 stopniowa odwrócona osmoza. Z takiego procesu uzyskujemy  20-35% koncentratu , konsumpcja kwasu siarkowego H2SO4 wynosi 1,5-4 L, czyszczenie odbywa się 4 razy  w miesiacu, żywotność takiej instalacji to 1-2 lata, po czym należy wymienić membrany.

WEHRLE Umwelt GmbH wykorzystując swoje 30-letnie doświadczenie w oczyszczaniu odcieków składowiskowych oraz z własnych doświadczeń eksploatacyjnych realizuje pierwsze zlecenie w którym zmodernizuje istniejącą instalację odwróconej osmozy na składowisku ZUOK Stary Las.

„Wielu eksploatatorów składowisk odpadów spotkało się z tym problemem i szuka obecnie rozwiązań. Zaistniałe problemy mogą być rozwiązane dzięki wstępnemu podczyszczaniu biologicznemu w połączeniu z nanofiltracją wypłukującą sole z systemu. Działające już systemy odwróconej osmozy zostaną wykorzystane w celu dalszego zmniejszenia koncentratów z nanofiltracji. W ten sposób da się uzyskać stabilne ilości permeatu w granicach około 90% wejściowej objętości. W oparciu o dane pozyskane ze składowisk koszty oczyszczania są znacznie niższe aniżeli w poprzedniej koncepcji która koncentrowała zanieczyszczenia ” wyjaśnia Agnieszka Stacha-Elsner.

Na składowisku ZUOK Stary Las reaktor biologiczny MBR wraz z instalacją nanofiltracji bądzie miał za zadanie odciążenie istniejącej instalacji odwróconej osmozy, gdyż surowe odcieki w procesie biologicznej aktywności zostaną zredukowane i nie będą już więcej zagęszczane jak mialo to miejsce do tej pory.

Bioreaktory membranowe (MBR) z zewnętrznie usytuowanymi modułami membranowymi, zaliczane są do najskuteczniejszych urządzeń oczyszczania ścieków. Technika membranowa umożliwjąca całkowite zatrzymanie biomasy w układzie pozwala na kompaktową budowę instalacji, zapewnia wysoki stopień oczyszczania i sterylny odpływ ścieków.

Reaktor BIOSTREAM® + instalacja nanofiltracji– jest drugim zleceniem dla WEHRLE w Polsce dot. oczyszczania odcieków składowiskowych ze składowiska na którym pracowała odwrócona osmoza w „Zakładzie Unieszkodliwiania Odpadów Eko Dolina Sp. z o.o.” w Łężycach.

Eksploatacja istniejącej instalacji odwróconej osmozy wraz z zawracaniem koncentratu na składowisko rozpoczęło się w roku 2006. Ze względu na zawracanie koncentratu w starej części kwatery zaczęła ciągle wzrastać koncentracja azotu amonowego oraz chlorków. Z tego też powodu  wyraźnie zwiększyło się zapotrzebowanie na kwas siarkowy i zużycie energii elektrycznej. Zaczęła spadać wydajność instalacji odwróconej osmozy, dlatego też wymagana była jej hydrauliczna rozbudowa.

b

 

Schemat: Projektowana instalacja  podczyszczania odcieków w Eko Dolinie.

Wydajność istniejącej instalacji: 50 – 60%

Wydajność nowoprojektowanej instalacji: 85 – 90%

W obecnym koncepcie technologicznym, opracowanym przez Eko Dolinę dla przetargu „Rozbudowa i przebudowa Podczyszczalni odcieków i ścieków technologicznych znajdującej się na terenie zakładu prowadzonego przez Eko Dolina Sp. z o.o. w Łężycach” w pierwszym stopniu podczyszczania odcieki zostaną poddane biologicznej biodegradacji w celu ich optymalnego podczyszczenia. Następnie trudno biodegradowalane zanieczyszczenia zostaną skoncentrowane w instalacji nanofiltracji. Taki koncentrat z nanofiltracji zostanie poddany dalszej obróbce w istniejącej instalacji odwróconej osmozy, gdzie zostanie wyraźnie zmniejszona jego ilość. Zgodnie z nową koncepcją technologiczną po rozruchu będą powstawać koncentraty w ilości od 5 do 15 % w stosunku do ilości wejściowej. Ze względu na to, że w technologii bioreaktora membranowego uprzednio usunięte zostaną zanieczyszczenia biodegradowalne, pozostałości zawracane na składowisko są bezproblemowe i prowadzą do stałego (nie wzrastającego) stężenia zanieczyszczeń odcieków również w przyszłości. W ten sposób zahamowyny zostanie wzrost stężenia zanieczyszczeń. Ta po raz drugi zlecona koncepcja, tym razem dla Eko Doliny będzie kolejnym przykładem dla owocnej optymalizacji i odciążenia instalacji odwróconej osmozy.

Podsumowanie

Oczyszczanie odcieków z powierzchniowych składowisk odpadów jast jednym z bardziej pracochłonnych procesów w oczyszczaniu ścieków. Aby optymalnie rozwiązać to zadanie konieczne jest spore Know-How, rezultujące z długoletniego doświadczenia. Klasyfikacja problemu na podstawie napływających ilości ścieków może prowdzić do błędnych ocen. Oczywiście powstające odcieki są nieporównywalne z ilościami ścieków komunalnych, jednakże obliczając ładunki zanieczyszczeń i przeliczjąc je na RLM wyniki są zaskakujące, jeśli chodzi o wymaganą wydajność oczyszczania.

W tym przypadku można tylko doradzić kontakt z firmami specjalistycznymi, które powinny ukierunkować odpowiedni sposób postępowania i dobór odpowiedniej technologii procesowej.

mgr  inż.  Agnieszka Stacha-Elsner,
mgr  inż. Hubert Wienands
WEHRLE Umwelt GmbH, Bismarckstrasse 1-11, 79312 Emmendingen ,

Homepage: www.wehrle-umwelt.com
Mail: stacha-elsner@wehrle-umwelt.com