Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERZA V MARIBORU
FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO
Suzana SERŠEN
ČIŠČENJE ODPADNE VODE
Z BIO-DISKOM
Diplomsko delo
Maribor, 2008
ČIŠČENJE ODPADNE VODE
Z BIO-DISKOM Diplomsko delo
Študent(ka): Suzana SERŠEN
Študijski program: Visokošolski strokovni; Tekstilstvo
Smer: Nega tekstilij
Mentor: red. prof. dr. Sonja ŠOSTAR TURK
Somentor: izr. prof. dr. Aleksandra LOBNIK
Maribor, 2008
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
II
I Z J A V A
Podpisana Suzana SERŠEN izjavljam, da:
• je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red. prof.
dr. Sonje ŠOSTAR TURK in somentorstvom izr. prof. dr. Aleksandre LOBNIK;
• predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev
kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;
• soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet
Univerze v Mariboru.
Maribor, 27.11.2008 Podpis: ___________________________
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Sonji ŠOSTAR
TURK in somentorju izr. prof. dr. Aleksandri
LOBNIK za pomoč in vodenje pri opravljanju
diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi mentorju
strokovne prakse Franju Karlovčec.
Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili
študij.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
IV
ČIŠČENJE ODPADNE VODE Z BIO-DISKOM
Ključne besede: Čistilne naprave, Odpadna voda, Onesnaženje, KPK (kemijska potreba
po kisiku), BPK5 (biokemijska potreba po kisiku po 5 dneh), Biološka
čistilna naprava, Rastlinska čistilna naprava
UDK: 628.33 (043.2)
POVZETEK
Čiščenje odpadnih voda označuje tehnike, katere znižujejo vsebnost škodljivih snovi v
odpadni vodi, skozi biološke, kemične in mehanske postopke.
Komunalne in mnoge industrijske odpadne vode, so pretežno organsko obremenjene, zato jih
dandanes moramo vsaj biološko obdelati. Če so odpadne vode močno onesnažene ali pa jih
izpuščajo v potoke ali jezera, biološko čiščenje ne zadostuje. Take vode morajo biti še
nadaljnjo obdelane.
Čiščenje odpadnih voda poteka večinoma v t.i. čistilnih napravah. V prvi fazi čiščenja poteka
mehanska obdelava, pri kateri se odstranijo grobe nečistoče. V drugi fazi čiščenja poteka
biološka obdelava, pri kateri pride odpadna voda v stik z mikroorganizmi. Pri takih čistilnih
napravah je učinek čiščenja 90-95%. Odstranitev preostalih 5-10% nečistoč poteka v
modernih napravah z nadaljnimi postopki čiščenja (tretja faza).
V raziskavi je predstavljeno čiščenje odpadnih voda z bio-diskom, na čistilni napravi Bio-disk
1000 PE v naselju Banovci. Predvidena kapaciteta čistilne naprave je ocenjena na 1000 PE,
katera čisti kanalizacijsko in bazensko odpadno vodo. Cilj diplomske naloge je analizirati
parametre odpadne vode glede onesnaženosti in se seznaniti z delovanjem rastlinske čistilne
naprave, ter možnostjo implementacije z obstoječo čistilno napravo Bio-disk 1000 PE.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
V
ABWASSERREINIGUNG MIT BIO-DISK
Schlüselworter: Kläranlagen, Abwasser, Verunreinigung, CSB (Chemischer
Sauerstoffbedarf), BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf nach 5
Tagen), Biologischekläranlagen, Pflanzenkläranlagen
UDK: 628.33 (043.2)
ZUSAMMENFASSUNG
Abwasserreinigung ist die Sammelbezeichnung für alle Techniken zur Verringerung von
Inhaltsstoffen im verunreinigten Wasser, dem Abwasser, durch biologische, chemische
und/oder mechanische Verfahren.
Kommunale Abwasser und viele Industrieabwässer, die in der Regel und überwiegend
organische Belastungen enthalten, müssen heute zumindest biologisch behandelt werden.
Sind die Abwässer besonders stark verschmutzt oder werden sie in leistungsschwache
Gewässer oder in Seen eingeleitet, reichen biologische Verfahren allein nicht aus. Die
Abwässer müssen dann "weitgehend" behandelt werden.
Die Abwasserreinigung wird meist in Kläranlagen durchgeführt. In der ersten Stufe einer
Kläranlage, der mechanischen Abwasserreinigung werden durch Rechen, Sandfang und
Absetzbecken oder Vorklärbecken grobe Bestandteile, Sand und absetzbare Stoffe abgetrennt.
Die zweite Stufe, die biologische Abwasserreinigung, bringt die restlichen gut löslichen
Abwasserbestandteile in Kontakt mit Mikroorganismen, die vom Abbau der organischen
Verbindungen leben und sich dabei vermehren (Belebtschlamm). Bezogen auf den
Biochemischen Sauerstoffbedarf liegt die Reinigungswirkung solcher Kläranlagen bei 90-
95%. Die Entfernung der restlichen 5-10% erfolgt in modernen Anlagen in der
weitergehenden Abwasserreinigung (dritte Reinigungsstufe).
In der vorliegenden Arbeit wurde die Kläranlage Bio-disk 1000 EW in der Siedlung Banovci
untersucht. Die für 1000 Einwohnerwerte bemessene Kläranlage reinigt
Kommunaleabwasser und Badewasser von den Termen Banovci und der Siedlung Banovci.
Das Ziel der Diplomarbeit ist das analizieren der Abwasser-Parameter auf die
Abwasserverschmutzung. Wier erforsten auch das reinigungsferfahren der
Pflanzenkläranlage und die moglichkeit der Aufmarschierug mit der Kläranlage Bio-disk
1000 EW.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VI
SEZNAM UPORABLJENIH SIMBOLOV IN OZNAK
O2 kisik
N2 dušik
CO2 ogljikov dioksid
Ar argon
SO2 žveplov dioksid
NO2- dušikov dioksid
NO3- nitratni ion
O3 ozon
CH4 metan
PE populacijski ekvivalent
KPK kemijska potreba po kisiku
BPK5 biokemijska potreba po kisiku po 5-tih dneh
TOC celotni organski ogljik
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VII
KAZALO
1 UVOD.............................................................................................................................1
2 TEORETIČNI DEL......................................................................................................15
2.1 Čistilna naprava z bio-diskom (potopniki) ................................................................15
2.1.1 Konstrukcijske značilnosti........................................................................15
2.1.2 Postopek čiščenja......................................................................................16
2.2 Rastlinska čistilna naprava ........................................................................................17
2.2.1 Sestava rastlinske čistilne naprave ...........................................................19
2.2.1.1 Rastlinska čistilna naprava z površinskim tokom.....................................21
2.2.1.2 Rastlinska čistilna naprava s podzemnim tokom ......................................23
2.2.2 Čistilni postopek.......................................................................................24
2.3 Parametri onesnaženosti odpadnih vod .....................................................................27
3 EKSPERIMENTALNI DEL ........................................................................................33
3.1 Opis čistilne naprave Bio-disk 1000 PE....................................................................33
3.1.1 Podatki o izvoru odpadnih vod.................................................................34
3.1.2 Podatki o zahtevani stopnji čiščenja.........................................................35
3.1.3 Podatki o odvodniku.................................................................................35
3.1.4 Splošni opis in delovanje čistilne naprave................................................35
3.1.5 Informacije o delovanju naprave ..............................................................37
3.1.6 Tehnologija čiščenja .................................................................................38
3.1.7 Kontrola učinka čistilne naprave ..............................................................40
3.1.8 Pogostost odvzema vzorcev in obseg analiz.............................................40
3.1.9 Kontrola tehnologije čiščenja ...................................................................41
3.1.10 Odvzem vzorca in merjenje pretoka odpadne vode..................................41
3.2 Aparati in metode ......................................................................................................42
3.2.1 Temperatura (DIN 38404-C4) ..................................................................43
3.2.2 pH-vrednost (SIST ISO 10523)................................................................43
3.2.3 Neraztopljene snovi (ISO/DIN 11923).....................................................44
3.2.4 Usedljive snovi (DIN 38409-H9) .............................................................44
3.2.5 Obarvanost (SIST EN ISO 7887/3) .........................................................45
3.2.6 Kemijska potreba po kisiku – KPK (SIST ISO 6060)..............................45
3.2.7 Biokemijska po kisiku po 5 dneh – BPK 5 (SIST ISO 5815)..................46
3.3 Allium test (čebulni test) ...........................................................................................48
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VIII
4 REZULTATI IN DISKUZIJA .....................................................................................50
4.1 Merjenje pretoka odpadne vode ................................................................................50
4.2 Merjenje temperature odpadne vode .........................................................................51
4.3 Merjenje pH – vrednosti odpadne vode.....................................................................54
4.4 Merjenje neraztopljenih snovi odpadne vode............................................................56
4.4 Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi .................................................................58
4.6 Določitev obarvanosti................................................................................................59
4.7 Kemijska potreba po kisiku – KPK ...........................................................................60
4.8 Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 .....................................61
4.9 Splošni toksični Allium test (čebulni test).................................................................63
5 ANALIZA INVESTICIJSKIH IN OBRATOVALNIH STROŠKOV...................64
6 ZAKLJUČEK ...............................................................................................................66
7 VIRI..............................................................................................................................67
8 PRILOGE .....................................................................................................................69
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
1
1 UVOD
Voda je naravna dobrina, ki je pogoj za življenje na Zemlji. Voda v naravi nenehno kroži, kar
je prikazano na sliki 1.1. Z izhlapevanjem prehaja v ozračje in se s padavinami vrača na
zemeljsko površje, kjer se del vode porabi za življenjske združbe, del odteče v reke in v
podzemlje, del vode izhlapi [1].
Slika 1.1 Kroženje vode
Na našem planetu je sladke vode le nekaj odstotkov, dostopne pa še precej manj. V zadnjih
100 letih se je poraba (pitne ali sladke) vode povečala za šestkrat. Že danes je mnogo dežel na
svetu, kjer je pomanjkanje vode, še posebej čiste pitne, veliko. Naraščanje števila prebivalstva
in grožnja klimatskih sprememb lahko ob dosedanjem načinov uporabe vode pripelje do
velike svetovne krize z vodo. Poleg tega naraščajo emisije nevarnih snovi v vode in s tem
vplivajo na poslabševanje njene kakovosti ter primernosti razpoložljivih vodnih virov za
uporabo [1].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
2
Republika Slovenija je bogata z vodami, čeprav niso enakomerno prostorsko razporejene.
Vodne površine v Sloveniji pokrivajo okoli 272 km2, v geoloških enotah, ki lahko prevajajo in
akumulirajo podzemno vodo, pa je okoli 50 m3/s dinamičnih zalog [1].
Podobno kot v večini evropskih držav, tudi v Sloveniji v skladu z Okvirno vodno smernico
uvajamo celovito upravljanje z vodnimi viri. Prednostna naloga je odpravljanje škodljivih
vplivov na vode, zagotavljanje vode primerne kakovosti za človeka in naravne ekosisteme ter
ohranjanje biotske raznovrstnosti [1] .
Voda po izvoru in namembnosti
Surova voda je v naravi na razpolago kot podtalna (ali studenčna voda), površinska voda ali
padavinska voda , kot je prikazano v preglednici 1.1[17] .
Preglednica 1.1: Voda po izvoru
Meteorske vode
Podtalnice
Površinske vode
Dež, sneg, naravni
kondenzati (slana,
rosa, led – ledeniki v
morjih)
Plitvine
Globoke
Potoki, reke, jezera,
morja
Vsebujejo:
Raztopljene pline
(O2, N2, CO2, Ar),
prah in SO2, NO2-,
NO3-, O3
Možna površinska
kontaminacija,
odvisno od okolja in
za vodo neprepustnih
slojev okli vodnega
vira
Predvsem mineralne
vode (do 1000 m
globine in več)
relativno čiste vode,
lahko vsebujejo CO2,
CH4, itd.
Različne sestavine
(glede na razmere
okolja)
Vode običajno delimo po namembnosti. Govorimo o pitni vodi, o tehnoloških vodah ter o
odpadnih vodah in odplakah, ki imajo tehnološki ali komunalni izvor (preglednica 1.2) [17].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
3
Preglednica 1.2: Voda po namembnosti
Tehnološka voda
Odpadna voda
Posebno mesto (morska voda)
Za indirektno
uporabo (ne gre v sestavine
proizvoda)
Za direktno
uporabo (gre v sestavine
proizvoda)
Gre za prečiščevanje v več stopnjah,
lahko se reciklira, zlasti odpadna
voda iz industrije.
Pitna voda
-hlajenje -pitje
(po pripravi) - kot surovina
- hladilna voda - za parne kotle
- za pranje tekstilnega blaga in pripravo
apretur - za usnjarsko
industrijo - za papirno industrijo
- industrijska piva industrijske
brezalkoholne pijače
- priprava gotovih jedi
- iz industrije -iz komunale:
odtoki iz gospodinjstev,
hlevov, meteorske odplake, fekalije
itd.
Uporablja se
neposredno za pitje:
- podtalnica - rečna, jezerska, -padavinska (dež,
sneg, led) -mineralna voda
Pravila za kvaliteto voda različnih vrst
Posebni predpisi po
vrstah uporabnikov
Kot za pitno
vodo
Posebni predpisi o
kvaliteti
prečiščene vode
(preden se sme
spuščati v efluent)
Posebni predpisi
za pitno vodo in
posebni za
mineralno vodo
Predpisi upoštevajo
� kemično sestavo sestavin v vodi, posebno škodljivih mikroelementov (npr. fenoli)
� potrebne fizikalne lastnosti vode (barva, temperatura, motnost, pH, skupna množina
raztopljenih snovi – mineralizacija, vsebnost raztopljenih plinov) in
� bakteriološko sliko vode (patogene, nepatogene bakterije, virusi)
Odpadna voda
Voda je vir življenja in je nosilec vseh bioloških procesov, ki se odvijajo na našem planetu. V
uravnoteženem ekosistemu je samočistilnost voda zagotovljena. Z razvojem človeka in
njegovih dejavnosti pa to ni dovolj, saj so emisije bistveno večje. Umno gospodarjenje z
vodami je tako neobhodno potrebno za zagotavljanje ustreznih življenskih pogojev [21].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
4
Vir odpadnih vod delimo na [16]:
• komunalne, sanitarne odpadne vode , ki nastanejo v gospodinjstvu in strnjenih naselij,
• kmetijske odpadne vode, ki nastanejo na organiziranih živalskih farmah in
• tehnološke odpadne vode, ki nastanejo v posameznih industrijskih obratov.
Z ozirom na potrebne tehnološke postopke za doseganje ustrezne kvalitete iztoka (efluenta) s
čistilne naprave ločimo tri stopnje čiščenja odpadne vode [7].
Primarno čiščenje odpadnih vod
I. stopnja čiščenja odpadne vode predstavlja mehansko čiščenje. Na tej stopnji z mehanskimi
postopki odstranimo večje neraztopljene delce onesnaženja. Tem odstranljivim delcem
pravimo suspendirane snovi.
Sekundarno čiščenje odpadnih vod
II. stopnja čiščenja odpadne vode se odvija odstranjevanje večinoma raztopljenega
organskega onesnaženja, kar bi sicer v okolju povzročalo pomanjkanje kisika. Običajno je to
biološko čiščenje oz. oksidacija s pomočjo mikroorganizmov.
Terciarno čiščenje odpadnih vod
III. stopnja čiščenja služi preprečevanju evtrofikacije, prekomerne zarasti vodotokov in
odstranjuje še hranila (dušik in fosfor) iz efluenta čistilne naprave. Ta postopek je lahko
povsem biološki, povsem kemijski, ali pa kombiniran.
Biološko čiščenje odpadne vode predstavlja vrsto procesov, s katerimi se odstranjujejo
nezaželene snovi iz vode – organsko onesnaženje, dušik, fosfor. Procese vršijo različne vrste
mikroorganizmov, ki za svojo prehrano (metabolizem) in razvoj uporabljajo onesnaženje v
vodi. Torej, biološko čiščenje je pravzaprav pretvorba onesnaženja v mikrobiološko maso. S
postopkom biološkega čiščenja izločamo iz odpadne vode predvsem tiste raztopljene in
suspendirane snovi organskega izvora, ki služijo mikroorganizmom za presnovo. Uspešen
potek postopka biološkega čiščenja je torej pogojen z dobrimi pogoji za rast
mikroorganizmov, ki jim z drugimi besedami pravimo tudi biološko blato.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
5
Odvajanje in čiščenje odpadnih vod v Sloveniji
Slovenija je karakteristična zaradi svoje razpršene poselitve, saj približno polovica
prebivalstva živi v krajih s pod 2000 prebivalci. Značilno podeželska območja predstavljajo
30,5 % celotnega ozemlja države in zajemajo 38,5 % vsega prebivalstva (RS, MKGP:
Nacionalni strateški načrt razvoja podeželja 2007-2013, dopolnjen predlog, Ljubljana, junij
2006). Ta razpršena poselitev narekuje drugačen pristop k odvajanju in čiščenju odpadnih
voda, kot jih predvideva EU in kot smo jih v Sloveniji sicer tudi povzeli v ustreznih predpisih
– najbolj relevantna je Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih
čistilnih naprav (Ur.l. RS 35/1996, 90/1998, 31/2001, 62/2001), ki opredeljuje le čistilne
naprave nad 2000 PE. Zaradi omenjene slovenske specifikacije in zaradi skrbi za povirne dele
naših vodotokov je bila sprejeta dopolnilna uredba za male čistilne naprave pod 2000 PE,
Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz malih komunalnih čistilnih naprav (Ur.l.
RS 103/2002), ki se navezuje na Pravilnik o odvajanju in čiščenju komunalne odpadne in
padavinske vode (Ur.l. RS 105/02, 50/04). Omenjeni pravilniki in uredbe pa spet puščajo
zadeve nedorečene pod mejo 50 PE. Le-to praznino poskušamo razsvetliti s raziskovalno
nalogo, kjer je poudarek na mikro čistilni napravi, ugotovitve pa so uporabne tudi za vse male
čistilne naprave med 50 in 2000 PE [7] . Na sliki 1.2 so na reljefni karti Slovenije
predstavljene lokacije komunalnih ali skupnih čistilnih naprav urejene po skupinah glede na
njihovo velikost. Karta je izdelana za stanje v letu 2006 [1] .
Slika 1.2 Lokacije in velikosti komunalnih in skupnih čistilnih naprav v letu 2006
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
6
Delež prebivalcev, katerih odpadne vode se čistijo na komunalnih ali skupnih čistilnih
napravah, se je iz slabe petine v letu 1998 dvignil na skoraj polovico v letu 2007 [8], kot je
prikazano v preglednici 1.3 in sliki 1.3.
Preglednica 1.3: Delež prebivalcev Slovenije, katerih komunalne odpadne vode so se v
posameznem letu čistile na komunalnih ali skupnih čistilnih napravah z določeno stopnjo
čiščenja oziroma greznicah
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
greznice % 45 45 45 45 47.6 47.6 47.6 47.6 47.6 47.6
primarno % 7.5 7.2 8.3 7.8 4.7 4.8 4.1 3.9 2.2 2.2
sekundarno % 8.2 10.2 5.8 8.6 14.9 16.8 16.8 17.9 32.9 34.4
terciarno % 3.2 5 7.7 7.4 4.4 3.2 12.3 13.4 15.7 12.8
Slika 1.3 Diagram deleža prebivalcev Slovenije, katerih komunalne odpadne vode so se v
posameznem letu čistile na komunalnih ali skupnih čistilnih napravah z določeno stopnjo
čiščenja oziroma greznicah
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
7
Večina (65%) od skupaj 111 milijonov m3 čiščene odpadne vode na teh napravah v letu 2007
je dosegla sekundarno stopnjo čiščenja [8], kot je prikazano v preglednici 1.4 in sliki 1.4.
Preglednica 1.4: Količina čiščene odpadne vode na leto na komunalnih ali skupnih čistilnih
napravah z določeno stopnjo čiščenja oziroma greznicah
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
greznice milijon m3
65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7
primarno milijon m3
21.7 21.6 21.9 22.9 16 13.9 12.9 13.6 8.3 7.6
sekundarno milijon m3
21.7 26.9 16.5 20.7 32.2 34.5 37.7 39.9 63.6 72.2
terciarno milijon m3
6.9 10.9 17 16 9.2 6.6 23.5 32.2 37.7 31.2
Slika 1.4 Diagram količina čiščene odpadne vode na leto na komunalnih ali skupnih čistilnih
napravah z določeno stopnjo čiščenja oziroma greznicah
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
8
Zakonodaja čiščenja odpadnih voda
Na kakšen način se bo odpadna voda očistila, je odvisno od odvodnika (površinskih voda,
podtalnice, jezera, morja,..), v katerega se izliva. Da bi se izognili slabemu stanju vodotokov
in onesnaženju okolja, obstajajo zakonski predpisi in kriteriji, ki jih je potrebno upoštevati pri
ravnanju z odpadnimi vodami [15].
Področje ravnanja s komunalnimi odpadnimi vodami v Republiki Sloveniji v največji meri
opredeljujejo sledeči predpisi [14]:
• Pravilnik o odvajanju in čiščenju komunalne odpadne in padavinske vode (Ur.list RS
št. 105/02).
Ta pravilnik določa zahteve odvajanja in čiščenja komunalne in padavinske vode, ki morajo
biti izpolnjene pri opravljanju storitev obvezne občinske javne službe odvajanja in čiščenja
komunalne odpadne in padavinske vode.
• Uredba o emisiji snovi in toplote pri odvajanju odpadnih voda iz virov onesnaževanja
(Ur.list RS št. 35/96).
Ta uredba določa za vire onesnaževanja, iz katerih se odvaja odpadna voda:
� mejne vrednosti emisije snovi v tekoče površinske vode in obalno morje,
� mejne vrednosti emisije toplote v tekoče površinske vode,
� vrednotenje emisije snovi in toplote,
� prepovedi in druge ukrepe zmanjševanja emisije v vode in tla v zvezi z
odvajanjem odpadnih vod.
• Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz malih komunalnih čistilnih
naprav (Ur.list RS št.103/02).
Ta uredba določa posebne zahteve v zvezi z emisijo snovi pri odvajanju odpadnih
vod iz malih komunalnih čistilnih naprav, in sicer:
� mejne vrednosti parametrov odpadne vode,
� mejne vrednosti učinka čiščenja odpadne vode,
� posebne zahteve v zvezi z lastnim nadzorom obratovanja malih komunalnih
čistilnih naprav in izvajanjem monitoringa emisij iz malih čistilnih naprav.
• Uredba o emisiji snovi pri odvajanju vod iz komunalnih čistilnih naprav (Ur.list RS št.
35/96, 90/98, 31/01 in 62/01).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
9
Ta uredba določa posebne zahteve v zvezi z emisijo snovi pri odvajanju odpadnih vod iz
komunalnih čistilnih naprav in sicer:
� mejne vrednosti parametrov odpadne vode,
� mejne vrednosti učinka čiščenja odpadne vode,
� posebne ukrepe v zvezi z načrtovanjem in obratovanjem komunalnih čistilnih
naprav,
� roke za izgradnjo objektov javne kanalizacije.
• Pravilnik o prvih meritvah in obratovalnem monitoringu odpadnih vod ter o pogojih
za njegovo izvajanje (Ur.list RS št. 35/96).
Ta pravilnik določa vrste parametrov odpadnih vod, ki so predmet prvih meritev ter
obratovalnega monitoringa odpadnih vod (emisijski monitoring), metodologijo vzorčenja in
merjenja parametrov in količin odpadnih vod, vsebino poročila o prvih meritvah in
emisijskem monitoringu, ter način in obliko sporočanja podatkov ministru, pristojnemu za
varstvo okolja. Pravilnik določa tudi pogoje, ki jih mora izpolnjevati oseba, ki izvaja prve
meritve ali emisijski monitoring.
• Uredba o taksi za obremenjevanje vode (Ur.list RS št. 41/95, 44/95,8/96,124/00,49/01).
Ta uredba določa višino, način obračunavanja, odmere in plačevanja takse za obremenjevanje
vode z odvajanjem odpadnih voda v sladke površinske in podzemne vode, ki so glede na
obliko pojavljanja izvirne, podzemne in površinske, tekoče in stoječe, ter v teritorialno
morje.Uredba določa tudi merila za znižanje in oprostitev plačevanja takse.
Pravilnik o odvajanju in čiščenju komunalne odpadne in padavinske vode
Ta pravilnik določa zahteve odvajanja in čiščenja komunalne odpadne in padavinske vode, ki
morajo biti izpolnjene pri opravljanju storitev obvezne lokalne javne službe odvajanja in
čiščenja komunalne odpadne in padavinske vode.
Zahteve v zvezi z odvajanjem komunalne odpadne vode v javno kanalizacijo morajo biti
izpolnjene najkasneje do:
31. decembra 2007 na poselitvenem območju s PE večjim od 100.000,
31. decembra 2010 na poselitvenem območju s PE večjim od 15.000,
31. decembra 2015 na poselitvenem območju s PE med 2.000 in 15.000,
31. decembra 2017 na poselitvenem območju s PE med 50 in 2.000.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
10
Na občutljivih območjih morajo biti zahteve v zvezi z odvajanjem komunalne odpadne vode v
javno kanalizacijo izpolnjene najkasneje do:
do 31. decembra 2008 na poselitvenem območju s PE večjim od 10.000 in
do 31. decembra 2012 na poselitvenem območju s PE med 50 in 10.000.
Ne glede na določbe prvega in drugega odstavka tega člena morajo biti zahteve glede
odvajanja komunalne odpadne vode v javno kanalizacijo na vodovarstvenih območjih
izpolnjene najkasneje do 12. decembra 2007.
Lastniki stavb na območju, ki ga ni treba opremiti z javno kanalizacijo po merilih iz 4. člena
tega pravilnika in opremljanje zemljišč z javno kanalizacijo na teh območjih ni predvideno s
programom opremljanja zemljišč, ter lastniki stavb zunaj naselja morajo zagotoviti čiščenje
komunalne odpadne vode v malih komunalnih čistilnih napravah najkasneje:
do 31. decembra 2010, če je stavba na vodovarstvenem območju in
do 31. decembra 2018, če je stavba na občutljivem območju.
Primerne tehnologije čiščenja komunalnih odpadnih voda
Z izborom ustrezne tehnologije čiščenja zagotavljamo stopnjo, do katere se bo odpadna voda
očistila pred izpustom v okolje. Za manjša naselja se večinoma uporabljajo [7]:
• greznice,
• biološke kompaktne čistilne naprave,
• lagune in
• rastlinske čistilne naprave.
Greznice
Greznica je običajno dvo- ali večprekatni, pretočni ali nepretočni bazen za zbiranje
komunalnih odpadnih vod iz objektov, kot je prikazano na sliki 1.5, ki niso priključeni na
javno kanalizacijo. Služi za zadrževanje trdih delcev iz odpadne vode in anaerobno čiščenje.
Usedalniki, kot so greznice in dvoetažni usedalniki, lahko obstajajo kot samostojna naprava
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
11
za mehansko in delno biološko čiščenje ali pa nameščeni pred biološko čistilno napravo vršijo
prečiščenje.
Postopek čiščenja:
• mehansko čiščenje
• anaerobna presnova
Slika 1.5 Dvoprekatna greznica
Dvoetažni usedalnik (Emšer, Imhoffov usedalnik)
Čiščenje hišnih odpadnih vod v dvoetažnem usedalniku je podobno procesom v greznici.
Razlikuje se le v tem, da je dvoetažni usedalnik sestavljen iz dveh komor (zgornja in spodnja),
ki sta medsebojno povezani, kot je prikazano na sliki 1.7. Zgornja je namenjena sedimentaciji,
spodnja pa anaerobni presnovi. Tehnološka razlika je v tem, da dotekla voda ne zagnije, saj
teče skozi zgornjo aerirano komoro, kjer se iz vode odsedejo težji delci. Le-ti potonejo v
spodnjo komoro, kjer se začne gnitje. Nezagnita delno prečiščena voda gre v nadaljnje faze
čiščenja, npr. v ponikovalno polje, ki ga obremenjuje neprimerno manj kot voda iz greznic.
Tak iztok je zato tudi bolj primeren, ko uporabimo namesto ponikovlanih polj rastlinske
čistilne naprave.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
12
Slika 1.6 Skica dvoetažnega usedalnika
Biološke male in mikro čistilne naprave
Tako greznice kot dvoetažni usedalniki so primerni samo za določene vrste terena oz. le tam
kjer lahko varno ponikamo odpadno vodo. Za občutljiva območja, kot so vodovarstvena
območja ali kras, je potrebna višja stopnja čiščenja odpadne vode kot zmorejo greznice. Na
teh območjih je torej potrebno odpadno komunalno vodo očistiti vsaj do II. stopnje, t.j.
odstraniti organsko onesnaženje ali pa (na evtrofno občutljivih območjih) celo do III stopnje,
ki pomeni odstranjevanje hranil (dušika in fosforja).
Poznamo dve vrsti takih čistilnih naprav, katere so:
• Biološke ČN z aktivnim biološkim blatom in
• Biološke ČN s pritrjeno biomaso
• Precejalniki, ki je prikazan na sliki 1.7
• Potopniki (biodiski), ki je prikazan na sliki 1.8
Slika 1.7 Skica precejalnika Slika 1.8 Biodisk
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
13
Lagune
Lagune so učinkovit sistem za čiščenje odpadne vode, saj lahko dosegajo enake učinke kot
ostale tehnologije čiščenja (npr. čistilna naprava z aktivnim blatom). Ker je zadrževalni čas
vode v lagunah ponavadi daljši (nekaj dni) kot v čistilnih napravah (nekaj ur), lahko
pričakujemo tudi učinkovitejše odstranjevanje patogenih bakterij in virusov, saj poteče proces
naravne umrljivosti le-teh.
Rastlinske čistilne naprave
Z rastlinskimi čistilnimi napravami posnemamo samočistilno sposobnost narave, kot je
prikazano na sliki 1.9 [9].
Njihove značilnosti so:
• zmanjšujejo dušikove in fosforjeve spojine, težke kovine ter druge strupene snovi in
bakterije,
• učinkovitost zmanjševanja obremenitve voda dosega 90 %,
• nizki stroški izgradnje, obratovanja in vzdrževanja,
• za delovanje nista potrebni niti energija niti strojna oprema,
• enostavna postavitev in vzdrževanje,
• krajinska privlačnost.
Rastlinske čistilne naprave čistijo:
• komunalne odpadne vode (naselja, turistični centri, naravni parki),
• tehnološke vode (industrijski obrati, farme) in izcedne vode (komunalne deponije),
• netočkovno onesnaženje (padavinske vode s cestišč, kmetijskih zemljišč),
• terciarne odpadne vode z možnostjo ponovne uporabe vode (zalivanje, gašenje
požarov)
Slika 1.9 Rastlinska čistilna naprava
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
14
Problem čiščenja odpadne vode v naselju Banovci
Banovci so majhna, prijetna vas z 54 gospodinjstvi in 198 ljudmi. Tukaj se ljudje večinoma
ukvarjajo s kmetijstvom (54 % aktivnega prebivalstva).
V vasi Banovci so tudi Terme Banovci. Neposredno zraven term se nahaja čistilna naprava, ki
je zasnovana na ločenem sistemu kanalizacije. Način čiščenja je s potopnikom tipa Bio – Disk
kapacitete 1000 PE. Glede na podatke o obstoječih in predvidenih kapacitetah je ocenjena
potrebna velikost naprave na cca 1000 PE (populacijskih ekvivalentov). V tej velikosti je
zajeto tudi naselje Banovci z 250 PE. Čistilna naprava je projektirana za ločeni sistem
kanalizacije.
V raziskavi je predstavljeno čiščenje odpadnih voda z bio-diskom, na čistilni napravi Bio-disk
1000 PE v naselju Banovci. Vzorec odpadne vode je bil odvzet na dotoku na čistilno napravo
in iztoku iz čistilne naprave, kjer priteka kanalizacijska odpadna voda in bazenska odpadna
voda. Pridobljeni vzorci so bili analizirani po metodah, ki so veljavne po uredbi z naslovom :
»Uredba o spremembah in dopolnitvah uredbe o emisiji snovi in toplote pri odvajanju
odpadnih voda iz komunalnih čistilnih naprav (U.L. RS št. 90/98)«.
Cilj diplomske naloge je analizirati vhodne in izhodne parametre odpadne vode glede
onesnaženosti in se seznaniti z delovanjem rastlinske čistilne naprave, ter možnostjo
implementacije z obstoječo čistilno napravo Bio-disk 1000 PE.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
15
2 TEORETIČNI DEL
2.1 Čistilna naprava z bio-diskom (potopniki)
Čistilna naprava z bio-diskom deluje tako, da se bakterijska združba naseli na nosilec v obliki
valja z veliko površino, ki počasi rotira. Približno polovica bio-diska je potopljenega v vodo,
druga polovica pa je na zraku [16].
Biodisk ima veliko površino, na kateri se razvije bakterijska združba. Običajno je konstrukcija
kovinska, polnilni material z veliko površino pa plastika. Pri vsakem dvigu iz vode se
bakterijska združba, ki je omočena z odpadno vodo, na zraku obogati s kisikom. Drugi del, ki
se medtem potaplja v tekočino, pa vnaša prav tako veliko zraka iz medprostorov polnila.
Aerobni razkroj se zato vrši na bio-disku in v bazenu, v katerem rotira bio-disk. Čista voda
odteka preko prelivov vzdolž bio-diska [7].
Tovrstne čistilne naprave so običajno zelo učinkovite in se uporabljajo v glavnem za
komunalne odpadne vode. Velikost naprav je lahko zelo različna in se giblje med 50 in nekaj
tisoč PE. Na tržišču je več vrst potopnih bioloških čistilnih naprav. Na slovenskem tržišču so
kar precej razširjene, saj jih izdelujejo domači proizvajalci [16].
2.1.1 Konstrukcijske značilnosti
Potopniški valji in aeracijski bazen so zgrajeni tako, da ni hidravličnih mrtvih kotov,
nepredvidljivega strujanja ali zastajanja blata po kotih, kot je prikazano na sliki 2.1.
Biološka stopnja – biodisk je zasnovana kot kompaktna paketna enota v nekaj velikostnih
razredih, ki se razlikujejo v premeru in dolžini biodiska.
Rotirajoči potopniški valji so nameščeni v ustrezno oblikovanem betonskem objektu ali
delavniško proizvedeni posodi iz plastike ali kovine. Sestavljeni so iz plošč, ki so pritrjene na
osi. Plošče so običajno iz primerno hrapave površine. Pri malih napravah je na isti osi
montirana črpalka, ki služi za dovod vode ali vračanje blata.
Število valjev v enem aeracijskem bazenu je lahko od 2 do 4. Dva valja zadostujeta za 85%
učinek čiščenja pri običajnih koncentracijah. Za 90% učinek so običajno potrebni štirje valji.
Razdalja med zunanjim robom potopniškega valja in stenami bazena mora biti manjša od 100
mm, da se izognemo nalaganju blata, hkrati pa relativna hitrost ne sme prekoračiti 20 m/h, da
se prepreči pretirano izpiranje biomase iz površine diskov. Potopniki spadajo k visoko
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
16
obremenjenim napravam. Ker imajo potopniki veliko površino, morajo biti v hladni klimi
zaščiteni pred mrazom [16].
Slika 2.1 Mala čistilna naprava s potopniki
2.1.2 Postopek čiščenja
Rotiranje potopniških valjev vpliva na prenos kisika in zagotavlja biomasi aerobne razmere,
potrebne za mineralizacijo organskih snovi pod vplivom mikroorganizmov. Strižne sile, ki se
ustvarjajo med rotacijo, hkrati tudi pripomorejo k odstranjevanju presežka blata, ki se nabira
na diskih, in ga zadržujejo v suspenziji. Slednje tudi sodeluje v biološkem čiščenju,
odvečnega pa je pozneje v suspendirani obliki lažje odstraniti in ločiti od ostale odpadne vode.
Biološko razgradljivi organski polutanti se na novo sintetizirajo, oksidirajo ali le pritrdijo na
aktivno substanco, kar je predvsem odvisno od obremenitve sistema
Odvečno blato se običajno nabira v sekundarnih usedalnikih ali na dnu, kjer se občasno ali
redno odstranjuje
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
17
Pravilno oblikovani potopniki so običajno precej zanesljivi v svojem delovanju predvsem
zaradi velikih količin prisotne biomase. Slednje jim dovoljuje tudi, da naprava uspešno
prenese večja nihanja z vidika dotoka in organskih obremenitev.
Pri vzdrževanju potopnikov je potrebno paziti, da prerast na valjih ni poškodovana ali da se
pretirano ne odplavlja.
Vsi premični deli naprave, ki služijo aeraciji odpadne vode, in deli za prezračevanje naprave,
morajo biti redno pregledani, preverjeni in skrbno vzdrževani. Njihovo obratovanje mora biti
brezhibno in učinek čiščenja temu ustrezen [16].
2.2 Rastlinska čistilna naprava
Rastlinska čistilna naprava posnema samočistilno sposobnost narave za čiščenje onesnaženih
voda. Rastlinska čistilna naprava delujejo praviloma brez strojne in elektroopreme, zato je
prihranek pri njihovi postavitvi, vzdrževanju in obratovanju velik. Sistem je sestavljen iz več
zaporednih bazenov izoliranih s folijo in napolnjenih s substratom, kjer se voda z namenom
preprečevanja smradu in razvoja nezaželenih insektov, gravitacijsko pretaka podpovršinsko,
kot je prikazano na sliki 2.2. Ob sodelovanju mikroorganizmov in močvirskih rastlin ter
aktivni, vnaprej načrtovani vlogi fizikalnih in kemijskih procesov, se voda očisti do
zahtevanih standardov [9,20].
Slika 2.2 Rastlinska čistilna naprava
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
18
Strupene snovi se v procesu čiščenja razgradijo, delno vgradijo v rastline, delno pa ostajajo v
substratu, od koder se iz prvih bazenov, brez večjih stroškov, v cikličnih obdobjih lahko
odstranijo. Po potrebi se sistem zaključuje z bazenom za večnamensko uporabo prečiščene
vode (namakanje oziroma zalivanje zelenih površin, gašenje požarov, gojenje vodnih kultur)
ali kot krajinski element. Mulj iz mehanske stopnje se kompostira v kompostni gredi, ki je v
osnovi podobna rastlinska čistilna naprava. Za uspešno čiščenje komunalne odpadne vode je
za 1PE (»prebivalec«), s katerim je izražena obremenitev okolja, potrebnih 2 do 2,5 m2
površine [9].
Osnovni procesi, ki se v rastlinski čistilni napravi dogajajo, so filtracija, sedimentacija,
adsorbcija, mineralizacija, aerobna in anaerobna razgradnja ter asimilacija v biomaso
organizmov. Glavni delež čiščenja prispevajo bakterije, ki žive na koreninah ali med njimi.
Rastline uvajajo v substrat kisik in tako ustvarjajo aerobne cone. Med aerobnimi conami se
nahajajo anaerobne cone. V tako mozaično razporejenih področjih s kisikom ali brez prihaja
do razgradnje snovi v izcedni vodi in vgrajevanje v mikrobno maso bakterij, kar je podobno
dogajanjem v klasičnih čistilnih napravah. Vloga rastlin se kaže predvsem v tem, da s svojimi
koreninskimi sistemi nudijo podlago bakterijam za pritrjanje in asimilirajo mineralizirane
snovi (npr. fosfate, amoniak, nitrate ter mnoge strupene snovi, kot so težke kovine, fenoli ) v
rastlinsko tkivo. Pomemben delež prispeva tudi filtracija, sedimentacija, adsorbcija ter
absorbcija na ustrezno izbran substrat [10].
Najpomembnejše značilnosti rastlinske čistilne naprave so [9, 20]:
• novi biotop za rastline in živali,
• učinkovito odstranjujejo spojine dušika, fosforja, težke kovine in druge strupene snovi iz
odpadnih vod ter tako varujejo podtalnico, pitne vire, vodotoke in jezera (70–90 %
učinkovitost),
• učinkovito zmanjšujejo število fekalnih in drugih baketrij (90–99 %),
• za delovanje praviloma nista potrebni niti energija niti strojna oprema,
• obratovanje in vzdrževanje je enostavno, brez večjih stroškov,
• prečiščena voda se lahko večnamensko uporabi (namakanje oziroma zalivanje zelenih
površin, gašenje požarov, vodne kulture),
• večje število gred omogoča prilagajanje dani oblikovanosti prostora,
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
19
• ob povečani obremenitvi (povečanje števila prebivalcev) se rastlinska čistilna naprava
enostavno dogradi,
• se lepo vključujejo v okolje in prispevajo k lepšemu izgledu degradiranih področij,
• pri čiščenju izcednih odpadnih voda opravljajo funkcijo čiščenja tudi po zaprtju deponije.
Namen uporabe rastlinske čistilne naprave [9]:
• čiščenje voda iz naselij, kmetij, farm, turističnih kompleksov (hoteli, kampi), čiščenje voda
v naravnih parkih,
• za čiščenje odpadnih voda posameznih hiš,
• čiščenje izcednih voda iz deponij in drugih voda s strupenimi snovmi (pesticidi, fenoli, težke
kovine …),
• čiščenje industrijskih odpadnih voda manjših obratov (tekstilna industrija, prehrambeno
predelovalna industrija, lesna industrija),
• čiščenje komunalnih odpadnih voda s spreminjajočo se obremenitvijo (turizem, gostinstvo),
• čiščenje obarvanih voda (tekstilna industrija, prehrambeno predelovalna industrija),
• terciarno čiščenje pri obstoječih čistilnih napravah,
• čiščenje na vodovarstvenih in občutljivejših področjih (pitni viri, kraško področje, zaščita
jezer, gojitvenih vodotokov),
• čiščenje padavinskega odtoka z avtocest,
• področja s pomanjkanjem vode (čiščenje, zadrževanje, večnamenska uporaba prečiščene
vode – recikliranje),
• področja, kjer je ekonomsko – ekološka gradnja upravičena.
2.2.1 Sestava rastlinske čistilne naprave
Rastlinska čistilna naprava je sestavljena iz prodnate posteljice (dno), kamor posadimo
močvirne rastline, kot je npr. trsje. Odpadna voda se pretaka (filtrira) skozi prodnato
posteljico in se pri tem očisti. Organsko onesnaženje razgrajujejo bakterije, ki so pritrjene na
peščenem mediju in rastlinskih koreninah, medtem ko hranila (dušik in fosfor) porabljajo
rastline za svojo rast, če je zadrževalni čas odpadne vode dovolj velik. Dolgotrajno
odstranjevanje hranil povzroča preveliko zarast rastlin. Zato je potrebna občasna žetev
prekomerne zarasti. Glede na svojo funkcijo so rastlinske čistilne naprave zelo primerne za t.i.
poliranje efluenta čistilne naprave, bodisi očiščenega do prve ali do druge stopnje. Serija
rastlinske čistilne naprave omogoča odstranjevanje organskega onesnaženja v prvi fazi in nato
odstranjevanje hranil v naslednjih fazah. Vsekakor je potrebno pred rastlinsko čistilno
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
20
napravo izvesti mehansko čiščenje odpadne vode, npr. z greznico, Imhoffovim usedalnikom,
grobim horizontalnim kamnitim filtrom ali anaerobno laguno [11].
Na sliki 2.3 je prikazana rastlinska čistilna naprava, ki je bila v celot izdelana ročno.
Slika 2.3 Rastlinska čistilna naprava
Ker za razliko od tehničnih čistilnih naprav na rastlinski čistilni napravi ne dovajamo zraka in
ne vršimo recirkulacije blata in vode, so pri rastlinski čistilni napravi potrebne večje površine
(velik zadrževalni čas) za dosego podobnih učinkov čiščenja. Prav tako je pogosto potrebno
kombinirati rastlinsko čistilno napravo s kakšno drugo tehnologijo, če se zahteva visoka
stopnja čiščenja.
Mikroorganizmi v ugodnih razmerah predelajo ali razgradijo številna organska onesnaževala
in hraniva. Slednja lahko rastline uporabijo za svojo rast, hkrati pa bakterijam zagotavljajo
ugodne pogoje za rast. S pravilno izbiro rastlinskih vrst, kontrolo in rednim odstranjevanjem
prirasta biomase lahko izboljšamo in povečamo delež čiščenja komunalne odpadne vode.
Organsko onesnaženje razgrajujejo bakterije, ki so pritrjene na peščenem mediju in rastlinskih
koreninah. Večino hranil prav tako porabijo bakterije, medtem ko je vloga rastlin predvsem v
dovajanju kisika k rizomom, rahljanje substrata, povečevanje razpoložljive površine za
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
21
oprijem bakterij in ohranjanje konstantne temperature pod zelenim pokrovom. Rastline za
svojo rast uporabijo le manjši del razpoložljivih hranil v nitratni obliki, še manjši pa je
prevzem fosforja, tako da s tega stališča stežka govorimo o rastlinski čistilni napravi, saj je
vpliv rastlin na odstranjevanje biološkega onesnaženja zanemarljiv [17].
Ločimo dva osnovna tipa rastlinske čistilne naprave.
2.2.1.1 Rastlinska čistilna naprava z površinskim tokom
Prvi predstavlja rastlinsko čistilno napravo s prosto gladino, oz. s površinskim tokom, kot je
prikazano na sliki 2.4, ki so po svoji funkciji zelo blizu naravnim mokriščem. Gladina vode je
v nivoju terena ali pa malo nad njim. Rastlinska čistilna naprava tega tipa je sestavljena iz
prodnate posteljice na dnu, kamor so posajene močvirne rastline, ki predstavljajo oporo
mikroorganizmom in dovajajo kisik v področje korenin. Odpadna voda se pretaka skozi
prodnato posteljico in se s tem postopkom čisti. Učinek čiščenja takega sistema v zimskem
času zelo pade, zato je bolj primeren za območja, kjer so zimske temperature nad lediščem
[11].
Slika 2.4 Rastlinska čistilna naprava s površinskim tokom
Sistem s prosto plavajočimi makrofiti
Pri sistemu s prosto plavajočimi makrifiti, kot je prikazano na sliki 2.5, je najpogostejši sistem
z vodno hijacinto (Eichornia crassipes; slika 2.6), pojavljajo se pa tudi sistemi z vodno lečo
(Lemna spp.; slika 2.7) ali drugimi prosto plavajočimi rastlinami. Nujno je redno
odstranjevanje biomase ( Vymazal, 1998) [6].
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
22
Slika 2.5 Sistem s prosto plavajočimi makrofiti
Slika 2.6 Vodna hijacinta (Eichornia crassipes)
Slika 2.7 Vodna leča (Lemna spp. )
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
23
2.2.1.2 Rastlinska čistilna naprava s podzemnim tokom
Drugi tip so rastlinske čistilne naprave s podzemnim tokom, kot je prikazano na sliki 2.8. Pri
tem tipu je peščena posteljica (z nasajeno vegetacijo) skozi katero se voda pretaka vstavljena
v teren. Slednje imajo običajno boljši učinek čiščenja za organsko onesnaženje in dušik in so
zato bolj primerne za tovrstne odpadne vode (z višjo koncentracijo organskega onesnaženja).
Ker se voda zadržuje pod terenom, so tudi manjše možnosti stika ljudi z odpadno vodo in
razvoja mrčesa, predvsem komarjev. Vendar pa so v primerjavi s prvim tipom nekoliko
dražje, saj je v nekaterih območjih peščeno posteljico težko pridobiti. Prav tako kasnejše
modifikacije sistema, ko je ta enkrat postavljen, so zelo težko izvedljive in tudi sam nadzor
procesa je bolj omejen, kot pri prvem tipu [7].
Slika 2.8 Rastlinska čistilna naprava s podzemnim tokom
Sistem z ukoreninjenimi emergentnimi makrofiti
Pri sistemu z ukoreninjenimi emergetnimi makrofiti, poteka tok vode horizontalno pod
površino, kot je prikazano na sliki 2.9. Najpogosteje uporabljamo vodni trs (Phragmites; slika
2.10) in rogoz (Typha; slika 2.11) [6].
Slika 2.9 Sistem z ukoreninjenimi emergentnimi makrofiti (Phragmites, Typha)
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
24
Slika 2.10 Vodni trs (Phragmites)
Slika 2.11 Rogoz (Typha)
2.2.2 Čistilni postopek
Onesnažena voda priteka po kanalizacijskem sistemu iz gospodinjstev do zadrževalnika
oziroma usedalnika, v katerem se mehansko očisti grobih odpadnih sestavin. Iz usedalnika
odteka voda v nižje ležeči sistem močvirij, v katerem se s pretakanjem skozi substrat ali
močvirsko zemeljsko plast očisti. Substrat je zasajen z močvirskimi rastlinami. Zaradi
vnašanja kisika v substrat skozi koreninski sistem močvirskih rastlin in zaradi njihove difuzije
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
25
ali mešanja se poleg anaerobnih mikroorganizmov razvijejo tudi aerobni mikroorganizmi.
Tako se v koreninskem območju tvorijo prostori s kisikom in brez njega, zaradi česar potekajo
izdatni procesi razgrajevanja ogljikovih in dušikovih organskih snovi. Vzporedno potekajo
tudi presnavljalni procesi v biološko maso, njena absorpcija ali zgoščevanje, filtracija ali
precejanje in sedimentacija ali usedanje, zaradi česa se poleg dušikovih spojin uspešno
odstranjujejo tudi fosfati, težke kovine in druge strupene snovi. Učinkovito se znižuje tudi
delež škodljivih snovi in strupenih bakterij, ki so povzročiteljice bakterijskega onesnaževanja
vode. Tudi pozimi, ko so naprave prekrite s snegom, dosegajo zaradi ohranjene talne
mikrobne aktivnosti visoko učinkovitost čiščenja nad 80%. Po očiščenju odpadne vode v
rastlinski čistilni napravi izteka iz nje očiščena voda, v usedalniku pa ostaja tako imenovano
primarno blato. Nastajajoči organski mulj (primarno blato) v usedalniku pa je mogoče
odstranjevati z odvajanjem na kompostno gredo. Na kompostno rastlinsko gredo se odlaga
tudi greznično blato, če predstavlja greznica mehansko stopnjo čiščenja. Na kompostni ali
rastlinski sušilni gredi potekata izdatna mineralizacija ter sušenje tekočega organskega
odpadka, s čimer se prostornina blata zmanjša za približno 80 do 95%, njegova kakovost pa se
zaradi razgrajevalnih procesov in asimilacije v rastlinsko maso močno poveča. Nastalo
kompostirano maso se lahko uporablja kot gnojilo. Očiščeno vodo, ki priteka iz rastlinske
čistilne naprave, se zadržuje v kanalu ali lokvi. Uporabna je za zalivanje, namakanje, gojenje
vodnih kultur ali kot zaloga protipožarne vode, s čimer se bistveno zmanjšuje poraba pitne
vode [18]. Na sliki 2.12 je prikazan celoten čistilni postopek rastlinske čistilne naprave.
Slika 2.12 Čistilni postopek rastlinske čistilne naprave
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
26
Prednosti in slabosti rastlinske čistilne naprave
Velika prednost uporabe čistilne naprave je v tem, da očisti odpadno vodo do take mere, da jo
je možno ponovno uporabiti. Možnost je tudi vzpostavitev in ohranitev pomembnih
močvirskih habitatov in s tem povečevanje pestrosti okolja.
V zadnjem času vidijo glavno prednost rastlinskih čistilnih naprav predvsem v njeni zeleni
površini, ki vpliva tako na mikroklimo, biodiverziteto in daje pokrajini večjo ekonomsko in
socialno vrednost ( višji standard stanovanjskih sosesk, naselij s pogledom na zelene površine,
pa čeprav so namenjene čiščenju) [6].
Edina težava, s katero se lahko srečamo, je razpoložljiva površina in primerna klima.
Učinkovitost čiščenja rastlinskih čistilnih naprav
Rastlinske čistilne naprave so zelo učinkovite pri odstranjevanju usedljivih in suspendiranih
snovi. Na efekt čiščenja rastlinske čistilne naprave vpliva pred vsem zagotovitev pretoka
tekočine po celotnem volumnu nasada, saj lahko zamašenost drenažnih cevi privede do
neučinkovitega površinskega toka. Zaradi tega je potreben učinkovit usedalnik in redno
vzdrževanje celotnega procesa.
Substrat iz bazenov je potrebno zamenjati vsakih 8-10 let, odvisno od učinkovitosti
primarnega usedalnika ter rednega vzdrževanja naprave [15].
Iz rastlinske čistilne naprave odteka voda še v polirni del, kjer se pred izpustom dodatno očisti.
Pričakovani efekt čiščenja je 95 – 97 %, učinek čiščenja je prikazan v preglednici 2.1.
Preglednica 2.1: Učinki čiščenja RČN
PARAMETER ENOTA VREDNOST
KPK mg/l < 150
BPK5 mg/l < 30
Celotni dušik mg/l < 15
Celotni fosfor mg/l < 2
Neraztopljene snovi mg/l -
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
27
Idealen prostor izgradnje rastlinske čistilne naprave
Najprimernejši teren je nekoliko nagnjen, voda se po rastlinski čistilni napravi namreč pretaka
gravitacijsko, brez prečrpavanja. Idealni prostor za izgradnjo rastlinske čistilne naprave je v
sončni legi. Drevesne krošnje ali deli le-te ne smejo prekrivati rastlinske čistilne naprave.
Priporočljivo je, da se rastlinske čistilne naprave ogradi z ograjo [2].
Slika 2.13 Idealen prostor izgradnje rastlinske čistilne naprave
Rastlinska čistilna naprava in zima
Izgradnja rastlinske čistilne naprave je možna do nadmorske višine do približno 1500 m.
Rastlinske čistilne naprave niso občutljiva na zimske temperature, saj mikroorganizmi, ki
živijo v filtrirnem telesu, oddajajo lastno toploto, in rastlinske čistilne naprave zmrzuje le na
površini, tako da se učinkovitost čiščenja zmanjša le za 10%, v primerjavi z letnim časom.
Rastline prekrivajo preko celotno zimo površino rastlinske čistilne naprave, kot nekaka
prevleka, in tako dodatno preprečujejo zamrzovanje pod površino. Te rastline se potem nekje
v mesecu marcu porežejo na 20 cm dolžine [2].
2.3 Parametri onesnaženosti odpadnih vod
Odpadne vode analiziramo na terenu in v laboratoriju. Na terenu, kjer odpadno vodo
vzorčimo, kontinuirano merimo pretok, temperaturo, pH in raztopljene pline.
V povprečnih vzorcih v laboratoriju pa onesnaženje ovrednotimo s specifičnimi in
nespecifičnimi parametri [3].
Specifične parametre uporabljamo predvsem takrat, ko zaradi značaja tehnoloških postopkov
pričakujemo, da bodo vsebovale definirane kemijske spojine, npr. fenol, formaldehid,
organska topila, tenzide, cianide, težke kovine, pesticide, itd. V kolikor se le te nahajajo v
previsokih koncentracijah onemogočajo delovanje čistilnih naprav.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
28
V takšnem primeru jih je potrebno odstraniti. Večinoma pa za vrednotenje onesnaženja
uporabljamo nespecifične oz. sumarne ekološke parametre, kot je prikazano na sliki 2.14.
Slika 2.14 Sumarni ekološki parametri
V strokovnem jeziku uporabljamo standardne pojme, s katerimi označujemo in tudi
razumemo delovanje ter vpliv posameznih onesnažil na okolje. Velikost onesnaženja si
najlažje predstavljamo v merilu onesnaženja, ki ga povzroča odrasla oseba, t.j. en prebivalec
1P. Govorili pa smo že tudi o pojmu populacijskega ekvivalenta 1 PE, ki pomeni ekvivalentno
onesnaženje, kot ga v povprečju povzroča odrasla oseba v enem dnevu. Ko govorimo o
onesnaženju iz industrije ali kmetijstva, potem vrednosti posameznih parametrov lahko
preračunamo glede na vrednosti, ki jih povzroča en prebivalec – tako preračunane vrednosti
potem imenujemo populacijski ekvivalenti. Običajno preračunavamo samo BPK5 in KPK [7].
Tipično onesnaženje ene odrasle osebe znaša v enem dnevu, je prikazano v preglednici 2.2.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
29
Preglednica 2.2: Tipično onesnaženje ene odrasle osebe v enem dnevu
parameter oznaka vrednost za
1 PE
enota
kemijska potreba po kisiku KPK 120 g O2/dan
biokemijska potreba po kisiku,
izražena v 5 dneh
BPK5 60 g O2/dan
izločljive – suspendirane snovi SS 70 g / dan
organski dušik z amonijakom TKN 11 g / dan
od tega amonijev dušik NH4-N 75 %
organski dušik Norg 25 %
celotni fosfor (vključno z detergenti) P 1,8 g / dan
KPK in BPK5
KPK je mera za kemijsko potrebo po kisiku. Preprosto povedano je to količina kisika, ki jo
potrebujemo za popolno oksidacijo prisotnega organskega onesnaženja. Oksidacijo izvedemo
v laboratoriju z močnimi oksidanti, kalijevim permanganatom KMnO5 ali po novejših
standardih s kalijevim dikromatom KCr2O7. Organsko onesnaženje, ki je posledica človekove
prebave, torej urin in iztrebki, kakor tudi vse onesnaženje iz običajnih dejavnosti v
gospodinjstvu (priprava hrane, umivanje, pranje ...), je popolnoma razgradljivo. Ta proces v
okolju izvajajo mikroorganizmi – razgrajevalci.
Za ta način oksidacije imamo merilo biokemijsko potrebo po kisiku v petih dneh BPK5, t.j.
količina kisika, ki jo porabijo mikroorganizmi za razkroj organskega onesnaženja v prvih
petih dneh. KPK in BPK5 za gospodinjstvo sta v tipičnem razmerju 2 : 1, ali celo 1 : 1. Za
odpadne vode, kjer pa so prisotne težje razgradljive snovi, ki jih mikroorganizmi niso
sposobni razkrojiti, pa je BPK5 običajno bistveno nižji od KPK, posledično je razmerje KPK :
BPK5 višje. Strupene vode imajo BPK5
skoraj 0.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
30
Dušik in njegove spojine
Dušik je sestavni del proteinov. Pri njihovi razgradnji v naših ali živalskih telesih pride do
uree, le-ta se izloči z urinom in v okolju hitro razpade do amoniaka. Urea oz. amoniak sta
koristni hranili, oz. gnojili za rastline. Del proteinov, oz. organskih snovi zapusti naša, oz.
živalska telesa kot iztrebek (blato, oz. fecies). Tako amoniak kot organsko vezan dušik
potrebujeta za svojo mineralizacijo do nitrata kisik. Reakcija poteka ob prisotnosti
mikroorganizmov, kar s pridom izkoriščamo na čistilnih napravah, kjer ti isti mikroorganizmi
v visokih koncentracijah intenzivno čistijo vodo organskega onesnaženja. Nitrat predstavlja
najbolj mineralizirano obliko dušika, ki je lahko dostopen rastlinam za njihovo rast. Čistilne
naprave, ki odstranjujejo samo organski ogljik (II. stopnja čiščenja), puščajo nitrat v iztočni
vodi – le ta potem dobesedno gnoji vode, v katere izteka in tako povzroča bujno rast alg in
zelenih rastlin. Tej rasti pravimo evtrofikacija. Ker je nezaželjena, ji tudi rečemo sekundarna
polucija, oz. naknadno onesnaženje. Nitrat iz odpadne vode odstranimo s III. stopnjo čiščenja
– denitrifikacijo.
Fosfor in njegove spojine
Podobno kot dušik, je tudi fosfor nujno potreben za pravilno delovanje živali in človeka.
Predvsem je pomemben kot prenosnik energije med prebavljeno hrano in vsemi telesnimi
organi. Telo zapušča z urinom, predvsem pa v iztrebkih. Organsko vezani fosfor se v okolju
bogatem s kisikom razgradi v fosfate, le te pa hitro posrkajo vase mikroorganizmi in jih
porabijo za svojo presnovo. Čistilne naprave, ki odstranjujejo samo organsko vezani ogljik,
spuščajo v okolje večino proizvedenega fosfata, ki tako kot nitrat povzroča evtrofikacijo v
vodnem okolju. Izločanje fosfatov v III. stopnji čiščenja lahko poteka biološko s privzemom v
celično maso mikroorganizmov, včasih pa to ne zadošča in je potrebna tudi (ali samo)
kemijska odstranitev.
Trdne snovi
I. stopnja čistilne naprave naj bi iz dotekajoče odpadne vode odstranila vse plavajoče, lebdeče
ali usedljive snovi in s tem razbremenila naslednje stopnje čiščenja. Pri malih in mikro
napravah so ti postopki lahko predragi, oz. po nepotrebnem zapletajo napravo in povečujejo
stroške. Zato se v veliko primerih I. stopnja čiščenja omejuje le na izločanje peska in večjih
delcev, ki bi škodili strojni opremi, ostali manjši delci pa gredo neposredno na II. stopnjo, t.j.
biološki del.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
31
Mikrobi
Ugotovili smo, da levji delež čiščenja odpadne vode na čistilni napravi opravijo mikrobi. No,
niso pa vsi mikrobi koristni – v mislih imamo viruse, bakterije in parazite, ki povzročajo
bolezni človeka in živali. Le-ti organizmi pridejo v odpadne vode z urinom in iztrebki
obolelih ljudi in živali, oz. kliconoscev. Komunalne čistilne naprave v načelu niso narejene,
da bi odstranjevale škodljive (patogene, bolezenske) mikrobe iz odpadne vode. Vendar, če se
očiščene odpadne vode izlivajo v okolje, kjer prihaja do stika s človekom, oz. živalmi ali
hrano (zalivanje vrtov in nasadov), pride lahko do prenosa patogenih mikroorganizmov do
ljudi in živali. Zato v takih primerih zahtevamo, da se očiščene odpadne vode pred izpustom v
okolje tudi očistijo patogenih mikroorganizmov – dezinficirajo. Klasična dezinfekcija poteka
z uvajanjem plinskega klora ali klorovih preparatov v vodo. Danes te postopke opuščamo, ker
je v sicer očiščeni odpadni vodi še vedno nekaj ostankov organskih snovi (na to kažejo
parametri TOC, KPK in BPK5), ki reagirajo s klorom in tvorijo za naše zdravje škodljive
(večinoma kancerogene) snovi. Bolj varna dezinfekcija je obsevanje z ultravijolično (UV)
svetlobo, kar pa zahteva zelo bistro vodo in je dražje od kloriranja. Če voda ni dovolj bistra
(preveč SS), UV svetloba ne prodre dovolj globoko v kosme, ki tvorijo kalnost – v teh kosmih
pa se lahko skrivajo patogeni mikroorganizmi. Še bolj uspešna je dezinfekcija z ozonom (O3),
ki pa je najdražja in tudi precej neprimerna za male in mikro čistilne naprave. V zadnjih letih
se uveljavljajo mehanski postopki dezinfekcije s filtracijo preko zelo finih membran
(mikrofiltracija MF in ultrafiltracija UF). Slednja odstrani poleg bakterij tudi večino virusov.
Prednost te metode je, da v vodo ne dodajamo kemikalij. Pomanjkljivost metode je, da mora
biti voda pred membransko fitracijo res dobro očiščena suspendiranih snovi. Vendar
pocenitev proizvodnje in dolgoletne pozitivne izkušnje v uporabi kažejo, da so membranske
tehnologije že primerne tudi za uporabo v mini in mikro čistilni napravi ne samo za
dezinfekcijo, pač pa tudi kot nadomestilo za naknadni usedalnik in s tem dodatno znižujejo
stroške čiščenja ob povečanem učinku čiščenja.
Samočistilna sposobnost in ranljivost okolja
Včasih smo rekli, da voda preteče sedem kamnov in se očisti. Ta izrek je povsem naravna
izkušnja, da se procesi čiščenja onesnažene vode dogajajo v okolju. Saj konec koncev naše
čistilne naprave samo posnemajo procese iz narave, le da jih s posebnimi tehnologijami
(recikel povratnega blata, oz. recikel vode čez pritrjeno biomaso, vpihovanje kisika, itd.)
naredimo hitrejše in bolj intenzivne. Ker so samočistilni procesi v okolju manj intenzivni in
počasnejši, okolje lahko sprejme samo manjše količine onesnaženja. Če to presežemo, pride
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
32
do preobremenitve in degradacije okolja. Sposobnost okolja, da se upira degradaciji, oz.
kakršnimkoli spremembam, pravimo puferska (buffer) kapaciteta. Čim večja je ta kapaciteta,
tem manj je okolje občutljivo, oz. v prenesenem pomenu ranljivo.
Glede na to, koliko in s čim so odpadne vode onesnažene, lahko uporabimo tri načine čiščenja
odpadnih vod, pogosto pa kar njihovo kombinacijo [21]:
• Mehansko – fizikalno čiščenje
• Kemijsko čiščenje
• Biološko čiščenje
Mehansko – fizikalno čiščenje
Sem spadajo različne oblike filtracije, sedimentacije in flotacije, s katerimi odstranjujemo
večje v vodi netopne anorganske in organske snovi. Slednje nato glede na njihovo sestavo
ustrezno deponiramo ali uničimo.
Kemijsko čiščenje
Pri kemijskem čiščenju uporabljamo principe obarja in izkosmičenja, katerim sledi mehansko
odstranjevanje delcev. Izkosmičenje lahko dosežemo s pomočjo koagulacije, adsorbcijske
koagulacije, flokulacije ipd.
Biološko čiščenje
Biološke čistilne naprave uporabljamo v primerih, ko so odpadne vode obremenjene z
biološko razgradljivimi snovmi. V ta namen nam na pomoč priskočijo mikroorganizmi, ki v
naravi že opravljajo funkcijo čiščenja odpadnih vod. Glavni čistilni »element« je tako združba
mikroorganizmov oz. tako imenovano aktivno blato, ki na relativno majhnem volumnu
opravlja naloge čiščenja odpadne vode. Ker gre tudi v tem primeru za žive organizme, je
uspeh tega čiščenja uspešen le v primerih, ko so pogoji za delovanje teh mikroorganizmov
primerni. Tako lahko nekontroliran vnos strupenih snovi ali trenutna povišanja temperature
oslabijo ali celo uničijo delovanje teh mikroorganizmov in s tem preprečijo učinkovito
delovanje bioloških čistilnih naprav.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
33
3 EKSPERIMENTALNI DEL
V eksperimentalnem delu je opisana uporabljena čistilna naprava Bio-disk 1000 PE v naselju
Banovci, na kateri smo analizirali vhodne in izhodne parametre odpadnih vod glede
onesnaženosti. Prav tako so opisane uporabljene aparature in metode, ki smo jih uporabljali
za določanje parametrov odpadnih vod.
3.1 Opis čistilne naprave Bio-disk 1000 PE
BIO-DISK 1000 PE je naprava za popolno čiščenje kanalizacijskih fekalnih odplak [12],
katera je prikazana na sliki 3.1.
Slika 3.1 Čistilna naprava BIO-disk v Banovcih
Osnovni namen tovrstne čistilne naprave je za čiščenje odpadnih vod manjših naselij. Naprava
se lahko namesti nad zemljo oziroma se jo vkoplje in prilagodi terenu, kjer je postavljena.
Naprava je tako konstruirana, da rešetke in bazeni za uravnavanje pretoka vode niso potrebni.
Sveža kanalizacijska voda se preko cevi spelje direktno v BIO-disk napravo, prečiščena
odplaka, ki izhaja iz naprave pa se lahko preko cevi spelje direktno v reko ali morje oziroma v
primeru posebnih zahtev preko tercialnega prečiščevalnika v vodotoke. BIO-disk je
skonstruiran tako da prečiščena odplaka ne vsebuje več kot 20 mg/l 5 dnevne biokemijske
potrebe po kisiku (BPK5).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
34
Prečiščene odplake se najpogosteje usmerjajo v vodotoke in morje druge kvalitete.
Vzdrževanje naprave je enostavno in poceni. BIO-disk zahteva čiščenje mulja iz naprave na
vsake 3-6 mesecev s pomočjo kamiona – cisterne z vgrajeno črpalko in pregledom naprave i
krat tedensko. Strošek energije, ki je potreben za obratovanje je minimalen, kar pomeni, da so
skupni stroški obratovanja čistilne naprave nizki.
3.1.1 Podatki o izvoru odpadnih vod
Čistilna naprava je zasnovana na ločeni sistem kanalizacije. Način čiščenja je s potopnikom
tipa Bio–disk kapacitete 1000 PE.
Glede na podatke o obstoječih in predvidenih kapacitetah je ocenjena potrebna velikost
naprave na cca 1000 PE (populacijskih ekvivalentov). V tej velikosti je zajeto tudi naselje
Banovci z 250 PE. Čistilna naprava je projektirana za ločeni sistem kanalizacije.
Hidravlična in biološka obremenitev je izvrednotena v projektu »ČN Banovci«, PGD, PZI, št.
projekta 6K7592, IEI, maj 1997, od koder so podatki, ki so prikazani v preglednici 3.1:
Preglednica 3.1: Podatki o izvoru odpadnih voda
ZDAJ V BODOČE
ležišča izkoriščenost %
letno število nočitev
ležišča izkoriščenost %
letno število nočitev
Turistični center
39 39
100 14235 100 14235
89 12699 89 12699
126 100 45990
57 26214
262 100 955630
65 62160
188 188
100 57000 100 57000
58,6 33,756 58,6 33.756
Naselje Banovci
250
SKUPAJ MAKSIMALNO
227 865
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
35
SKUPAJ POVPREČNO
149 637
ŠTEVILO PRIKLJUČENIH ENOT
HIDRAVLJIČNA OBREMENITEV
BIOLOŠKA OBREMENITEV
865 (v sezoni) 130 m3/dan 51,9 BPK5/dan
637 (v povprečju) 96 m3/dan 38,2 BPK5/dan
3.1.2 Podatki o zahtevani stopnji čiščenja
Kvaliteta prečiščene vode ustreza mejnim vrednostim parametrov po »Uredbi o emisiji snovi
pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav« (Ur. list RS štev. 35/95), ter
»Uredbi o emisiji snovi in toplote pri odvajanju odpadnih voda iz virov onesnaževanja« iz
istega Uradnega lista, ki veljajo za čistilne naprave takšnih zmogljivosti:
• KPK pod 150 mg/l
• BPK pod 30 mg/l
3.1.3 Podatki o odvodniku
Prečiščene odpadne vode so speljane v neimenovan potok, ki se izteka v melioracijski jarek z
oznako MJ VI/1, kamor je imela speljan iztok tudi prejšnja čistilna naprava.
3.1.4 Splošni opis in delovanje čistilne naprave
Naprava BIO-DISK 1000 EE se proizvaja iz črne pločevine in profilov v obliki polkrožnega
žleba s tem, da je nameščena na navpičnih nosilcih, ki se pritrdijo v betonski tlak. Naprava je
zaprta na zgornjem delu s poliesterskimi pokrovi in dostopna v notranjost preko posebnih vrat.
Naprava ima naslednje sestavne dele, ki so prikazani na sliki 3.2:
1. Področje primarnega usedalnika, deponije primarnega mulja in digestije
2. Bio področje
3. Področje sekundarnega usedalnika, deponiranje sekundarnega mulja in digestije
4. Rotor in pogonski sistem
5. Pokrov
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
36
Slika 3.2 Deli čistilne naprave
Področje primarnega usedalnika, deponije primarnega mulja in digestije
Sveža kanalizacijska voda doteka v področje primarnega usedalnika BIO-DISKA skozi cev Fi
150 mm na desni strani desni strani, če gledamo s pogonskega dela naprave. Tekočina teče
skozi primarni usedalnik pri čemer se materialni delci težji od vode usedajo. Delno prečiščena
voda nadalje potuje v prvi in drugi del bio področja. Omenjena področja sta med seboj ločena
s pregradami, ki popolno zadržujejo vse plavajoče delce v primarnem področju naprave.
Kapaciteta primarnega področja je konstruirana tako, da lahko sprejme dotok kanalizacijske
vode večje od predvidenih, vendar le za določeno časovno obdobje. Primarni mulj se useda v
primarnem usedalniku, ki se pozneje odstranjuje s pomočjo kamiona – cisterne.
Bio področje
Bio področje čistilne naprave je urejeno v obliki polkrožnega žleba. Področje je ločeno z
pregradnimi ploščami, ki ga razdeljujejo v pet prekatov, ki so med seboj povezani. Prvi in
drugi prekat sta med seboj povezana tako, da voda prehaja iz enega v drugega po višini. Ostali
trije pa so povezani, da voda prehaja iz enega v drugega cik-cak.
Na dnu prvih dveh prekatov je prostor za usedanje bioloških kultur, katere so s pomočjo
bakterij predelane in se usedajo – potonejo na dno. Po zaključku pretoka odpadne vode skozi
bio področje tekočina prehaja skozi potopljeno gibljivo cev v sekundarno področje.
Področje sekundarnega usedalnika, deponiranje sekundarnega mulja in digestije
Tretje področje je postavljeno v liniji s primarnim področjem. V sekundarnem področju se
odlagajo trde snovi, ki so nastale v procesu bakteriološke razgradnje. Tako izločene trdne
snovi iz vode pomenijo, da iz sekundarnega usedalnika izhaja prečiščena odplaka preko
imhoffove pregrade, ki preprečuje izhod oz. iztok vode sočasno z penami. Prečiščene fekalne
vode tako izhajajo iz čistilne naprave gledano s pogonske strani.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
37
Rotor in pogonski sistem
Rotor čistilne naprave je sestavljen iz sedem »bobnov« diskov, ki so nameščeni na na dve
osovini. Na prvi osovini so trije »bobni«, na drugi pa štirje »bobni«, vsaka osovina ima lastni
pogonski sistem.
Rotor se ob delovanju naprave počasi vrti s pomočjo reduktorskega pogona elektromotorja in
verižnega prenosa. Diski so delno potopljeni v vodo, ki se prečiščuje in se nahaja v žlebu.
Zaradi vrtenja rotorja – diskov se le ti izmenično nahajajo v kanalizacijski vodi oz. na zraku.
Rezultat potapljanja in sušenja diskov je, da se na celotni površini diskov naredi aerobni
biološki aktivni film. Bakterije, ki sestavljajo ta film se hranijo z nečistočo iz fekalnih vod.
Rezultat delovanja bakterijskih kultur so ostanki nečistoč, ki se v obliki trdnih delcev luščijo
iz biološkega filma in usedajo na dno žleba v prvih dveh prekatih bio področja. Plavajoči
delci iz bio področja, ki zapustijo tretji, četrti in peti prekat potonejo v sekundarnem
usedalniku.
Pokrov
Naprava je pokrita z poliesterskimi pokrovi, ki se modulno sestavljajo in so samonosilni.
Barva pokrovov je zelena, kar omogoči, da se čistilna naprava izredno dobro prilagodi okolici.
Prednja in zadnja stena čistilne naprave je oblikovana tako, da ima nameščena vrata s
ključavnico, ki omogoča dostop do pogonskega dela naprave oz. do elektro omarice. Pokrovi
naprave so pritrjeni na bazen, ki predstavlja spodnji del čistilne naprave in je izdelan iz betona
oz. železnih plošč. Prostor med pokrovi naprave in zunanjim robom bazena je pokrit z
pokrovi preko katerega se čisti mulj, ki se je usedel na dno čistilne naprave.
3.1.5 Informacije o delovanju naprave
Podatki o napravi
Velikost: 1000 PE
Nominalno št. ljudi: 1000
Nominalni pretok: 180 m3/dan
Obremenitev BPK5: 68 kp/dan
Tip kanalizacijske vode: Stanovanjske odplake
Prečiščena odtočna odplaka: BPK5 20 mg/l
Pogostost praznenje naprave: na 3 do 6 mesecev
Teža naprave brez betonske osnove: 167,31 kN
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
38
Kapaciteta:
a) Področje primarnega usedalnika: 140 m3
b) Bio področje: 36 m3
c) Področje sekundarnega usedalnika: 34 m3
Odstranjevanje mulja
Priporoča se, da se primarni in sekundarni usedalnik BIO-diska čisti 3 – 6 mesecev, odvisno
od obremenjenosti kanalizacijske vode, ki doteka v napravo.
Usedalnik se prazni s pomočjo kamiona – cisterne. Pri praznjenju usedalnikov je potrebno
upoštevati naslednji postopek. Na začetku se odstrani vrhnja plast usedline, ki plava na
površini. Spodnja plast usedline, ki je težja se odstrani zadnja, s tem, da se odpadna voda med
zgornjo in spodnjo plastjo premeša s spodnjo usedlino, kar lahko naredi kamion črpalka s
povratno vodo.
Odstranjevanje mulja je potrebno nemudoma izvesti v naslednjih primerih:
• Ko višina mulja doseže 1/3 višine usedalnika (0,95 m),
• ko preteče obdobje 6 mesecev in
• ko je iztočna prečiščena fekalna voda slabše kvalitete.
3.1.6 Tehnologija čiščenja
Koncept
Naprava za popolno biološko čiščenje, ki s pomočjo živih mikroorganizmov pretvori
raztopljene in neusedljive suspendirane snovi v usedljivo obliko, ob čemer se pretežno
odstranijo ogljikove spojine ter delno dušikove in fosforjeve spojine.
Opis procesa čiščenja
Proces čiščenja odpadnih vod z bio-diskom zahteva primarno odstranjevanje usedljivih,
netopnih snovi. Primarni usedalnik je postavljen pod bio-cono. V njem se izloča 50-70%
suspendiranih snovi in 30-50% vhodne obremenitve z BPK5. po usedanju odpadna voda
prehaja skozi dve potopljeni odprtini v cono biološke oksidacije. Odprtini zagotavljata
odstranjevanje delcev, ki so specifično lažji od vode.
Biofilm, ki po naravni poti zraste na biodiskih, sestavljajo različne bakterije (heterofobne in
avtotrofne). Ti mikroorganizmi razgrajujejo organsko onesnaženje v odplakah. Prevladujoče
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
39
vrste mikroorganizmov in lastnosti biofilma zavisijo od vrste odplak in od pogojev, v katerih
naprava deluje. Diski, ki so med seboj oddaljeni do 20 mm, se vrtijo s hitrostjo približno 0,50
na minuto. Vrtenje diskov je pomembno predvsem zaradi:
• aeracije; ki omogoči izmenično izpostavljanje biofilma zraku in vodi. Pri vrtenju
biofilma skozi zrak se mikroorganizmom, ki tvorijo biofilm, dovaja kisik medtem, ko
pri vrtenju skozi vodo biofilm navzame substrat,
• masni prenos, tekočina, ki je oddaljena od diska, se giblje proti njegovi površini in v
tanki plasti tik ob njej privzame njegovo krožno gibanje. Pod vplivom centrifugalne
sile privzame tekočina tudi radialno hitrost. Tako rotacija pospeši masni prenos na
biofilm.
Kot končni produkt aerobnega metabolizma mikroorganizmov so voda, ogljikov dioksid in
zelo aktivna biomasa na diskih. Prvo stopnja čiščenja je razgradnja kompleksnih molekul do
nizko molekularnih spojin, kot so aminokisline, monosaharidi in maščobne kisline. Ta
razgradnja poteka s pomočjo encimov, ki jih izločajo mikroorganizmi. Manjše molekule se po
različnih metaboličnih poteh v celici spreminjajo v acetil – koencim A, ki je Krebsov ciklus,
katerega produkt so CO2 in določeni posredniki, ki s končno oksidacijo v razpiratorni verigi
dajejo energijo potrebno za rast, obstoj in razmnoževanje mikroorganizmov. Pri tem ne
nastajajo toksični plini neprijetnega vonja (žveplovodik, metan). Zaradi velike količine
energije pridobljene z aerobno razgradnjo, je prisotna velika hitrost razmnoževanja
mikroorganizmov. S tem je omogočen tudi relativno hiter odziv na občasne manjše
preobremenitve.
Bio-cona je sestavljena iz več med seboj pregrajenih oddelkov z prelivi. Zato so tudi diski
razdeljeni v več delov. Posledica tega je biocenoza, ki je optimalna prilagojena ekološkim
pogojem v posamezni stopnji. Prvi diski so obrasli pretežno z bakterijami tipa Zaoglea in
Sphaerotilus. Rast vrste Rotatoria na nadaljnih diskih pa kaže na intenziviran proces
nitrifikacije, kjer je ostanek organske koncentracije nižji. Nitrifikajoče bakterije so zelo
občutljive na pomanjkanje tako, da je njihova rast dokaz dobro rešene aeracije v napravi.
Prirastek biomase je posebej intenziven na prvih dveh stopnjah. Višek mikroorganizmov
odpade zaradi trenja pri prehodu skozi vodo. Flokule, ki odpadejo od diskov, se potopijo v
primarni usedalniki skozi odprtine v tanku. V naslednjih dveh stopnjah se flokule obdrže v
stanju suspenzije s pomočjo specialnih lopatic, ki ohranjajo turbolentno gibanje tekočine v
bližini žleba tako, da pride do usedanja šele v sekundarnem usedalniku. Zatem očiščeni
efluent gravitacijsko izteka iz sekundarnega usedalnika. Kadar se uporablja povratno blato, se
le-ta vrača v primarni usedalnik ali v glavni prostor pod diski.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
40
Vpliv spremembe obremenitve in temperature na delovanje naprave
Občasne preobremenitve naprave do 25% so dovoljene le pod pogojem, da do njih pride
postopoma v nekaj dneh. Če do preobremenitve pride hipoma, bo kvaliteta efluenta
poslabšana. Izkušnje so pokazale, da je koncentracija KPK na iztoku odvisna od nihanja
količine dotoka. V slučaju ponovnega dotoka po krajši prekinitvi (npr. 3 dni) se zaradi
razkroja na diskih zraslega biofilma koncentracija KPK na iztoku močno poveča.
Analize na manjših napravah so pokazale, da povprečna koncentracija BPK v iztoku ne pada s
padanjem organske obremenitve na dotoku. To je v nasprotju s splošno znano in sprejeto
teorijo (Steels), ki predvideva povečanje koncentracije BPK v efluentu s povečanjem
organske obremenitve. Izgleda, da je kvaliteta efluenta iz majhnih naprav bolj odvisna od
terenskih specifičnosti, kot so pomanjkljiva oprema ali neprimerno vzdrževanje, kot
povečanje organske obremenitve na dotoku.
Nizke zimske temperature največkrat slabo vplivajo na čiščenje odplak še posebno, če
naprava ni vkopana v zemljo.
V kanalizacijo, ki vodi na napravo , se ne smejo spuščati toksične snovi, ki bi lahko uničile
mikroorganizme, s katerimi so diski obrasli.
Sistem dovajanja meteornih voda mora biti ločen od sistema fekalne kanalizacije.
Da se dosežejo želene norme na iztoku, se priporoča maksimalna obremenitev naprav s
surovo odpadno vodo, ki ima 7,5 g BPK/m2 dan ali 5g BPK/m2 dan takoj po vstopu v prostor
z diski.
3.1.7 Kontrola učinka čistilne naprave
Mesto odvzema vzorcev:
a) dotok na čistilno napravo – vzorec jemljemo iz dotočnega objekta oz. črpališča,
kjer so grobe grablje in potopne črpalke
b) iztok iz čistilne naprave – iztočni jašek za prečiščeno vodo.
3.1.8 Pogostost odvzema vzorcev in obseg analiz
a) enkrat tedensko analiziramo na dotoku in iztoku
• temperaturo vode in zraka
• pH vrednost
• optični ogled
b) enkrat mesečno merimo na dotoku in iztoku
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
41
• usedljive snovi (po 2h)
• KPK (K2Cr2O7)
c) enkrat na dva meseca merimo na dotoku in iztoku
• BPK5
3.1.9 Kontrola tehnologije čiščenja
a) dnevne meritve
Dnevno merimo dotok na čistilno napravo – odčitamo na merilcu pretoka.
3.1.10 Odvzem vzorca in merjenje pretoka odpadne vode
Vzorce odvzemamo direktno iz čistilne naprave Bio-disk 1000PE, kateri so prikazani na sliki
3.3 . Vzorčili smo ročno, mesto odvzema vzorcev:
c) dotok na čistilno napravo – vzorec jemljemo iz dotočnega objekta oz. črpališča,
kjer so grobe grablje in potopne črpalke
d) iztok iz čistilne naprave – iztočni jašek za prečiščeno vodo.
Slika 3.3 Vzorci odpadne vode iz čistilne naprave BIO-disk 1000 PE
Pri napravi Bio-disk 1000 PE uporabljamo za merjenje pretoka zaprti sistem (slika 3.4), ki
ima vgrajeno ustrezno črpalko, tako da količino pretoka odpadne vode odčitavamo iz
vgrajenega števca.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
42
Slika 3.4 Zaprti sistem na čistilni napravi BIO-disk1000 PE
3.2 Aparati in metode
V preglednici 3.2 so prikazani parametri odpadnih vod, standardnih postopkov določanja
parametrov, metode in aparati.
Preglednica 3.2: Standardi postopkov določevanja parametrov odpadnih vod, metode in
aparati
Parametri Standard Metoda/aparat Temperatura (°C)
DIN 38404-C4
termometer
ph - vrednost
SIST ISO 10523
elektrokemična/pH –meter
Hydroquant 501. Neraztopljene snovi (mg/l)
ISO/DIN 11923
gravimetrična/tehtnica
Usedljive snovi (mg/l)
DIN 38409-H9
Sedimentacija/Imhoffov lij
Obarvanost
SIST EN ISO 7887/3
Spektrofotometrična/
vizualna Kemijska potreba po kisiku – KPK (mgO2/l)
SIST ISO 6060
titrimetrična
Biokemijska potreba po kisiku po 5 dneh – BPK5 (mgO2/l)
SIST ISO 5815
elektrometrična
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
43
3.2.1 Temperatura (DIN 38404-C4)
Temperaturo odpadne vode merimo s električnim termometrom (slika 3.5) po standardu DIN
38404-C4.
Slika 3.5 Električni termometer
3.2.2 pH-vrednost (SIST ISO 10523)
Za določanje pH vrednosti uporabimo Elektronski merilnik pH Hydroquant 501, ki je
prikazan na sliki 3.6, po standardu SIST ISO 10523. V posodico za vzorec vlijem odpadno
vodo do oznake, vstavimo v napravo in naredimo zero test, nato dodamo vzorcu 3 kapljice
tekočine Hydroquant pH, ponovno vstavimo v eletronski merilnik in izmerimo pH vrednost
vode.
Slika 3.6 Elektronski merilnik pH Hydroquant 501
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
44
3.2.3 Neraztopljene snovi (ISO/DIN 11923)
Neraztopljene snovi so definirane kot masna koncentracija trdih snovi v tekočini, običajno
izločenih s filtracijo ali centrifugiranjem in nato določenih s sušenjem pri določenih pogojih,
katerega določamo po standardu ISO/DIN 11923.
Neraztopljene snovi določamo na osnovi filtriranja določenega volumna vode skozi stekleni
filter in sušenja pri temperaturi 150°C do konstantne mase. Tako določimo maso organskih in
anorganskih snovi v odpadni vodi, ki ne izlapijo pri pogojih analize. Zelo pomemben je čas
filtracije. Če poteka filtracija več kot eno minuto, prihaja do evaporacije in tako dobimo le
delno sušino. Zato je smiselno redčiti vzorec tako, da je čas filtracije manj kot eno minuto.
Neraztopljene snovi izračunamo iz razlike zatehte pred in po filtraciji [17].
3.2.4 Usedljive snovi (DIN 38409-H9)
Usedljive snovi so definirane kot volumenska koncentracija suspendiranih snovi, ki se
usedajo pri določenih pogojih in ga določamo po standardu DIN 38409-H9. Določanje
usedljivih snovi temelji na merjenju volumna vzorca, ki sedimentira po dveh urah. V ta
namen odvzemamo iz vira onesnaženja dva litra vzorca in ga takoj po odvzemanju, dobro
premešanega, prelijemo v dva enolitrska Imhoffova lijaka, katerega shema je prikazana na
sliki 3.7. Med procesom usedanja lijak večkrat obrnemo za 90°. Po dveh urah odčitamo
zgornji nivo, ki ločuje usedljive snovi od preostale tekočine. Vrednost usedljivih snovi
določimo na osnovi srednje vrednosti meritev za oba Imhoffova lijaka. Temperatura okolice
v času usedanja ne sme presegati 25°C, Imhoffova lijaka pa morata biti zaščitena pred soncem
[13].
Slika 3.7 Shema Imhoffov-ega usedalnika
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
45
3.2.5 Obarvanost (SIST EN ISO 7887/3)
Obarvanost preizkušanega vzorca določamo po standardu SIST EN ISO 7887/3.
Lahko določimo z :
• vizualnim opazovanjem ali
• s spektrafotometričnim merjenjem adsorbance [13].
Obarvanost odpadne vode smo določali vizualno.
3.2.6 Kemijska potreba po kisiku – KPK (SIST ISO 6060)
Organske nečistoče določimo tako (slika 3.8), da analizirani vzorec razklopimo s kalijevim
dikromatom, kot oksidacijsko sredstvo ob pomoči srebrovega sulfata kot katalizatorja v
močno žvepleno kislem mediju pri 148±3°C. Reakcijo lahko dobro opišemo z enačbo 3.1:
2 32 7 2Cr 6 14 2 7AgO e H Cr H O
+− − + +
+ + → + (3.1)
Nezreagirane dikromatne ione določimo analitično s Fe3+ ( titracija z [(NH4)2Fe(SO4)·6H2O]
ob uporabi Ferroina kot redoks indikatorja), prikazani v enačbi 3.2 [13]:
2 2 3 32 7 2Cr 6 14 2 6 7AgO Fe H Cr Fe H O
+− + + + +
+ + → + + (3.2)
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
46
Slika 3.8 Potek določitve KPK
3.2.7 Biokemijska po kisiku po 5 dneh – BPK 5 (SIST ISO 5815)
Princip določitve BPK temelji na določanju koncentracije raztopljenega kisika v vodi pred in
po inkubaciji (slika 3.9). V ta namen uporabljamo standatizirano razredčevalno metodo,
nekateri laboratoriji pa uporabljajo tudi nastandizirano manometrično metodo.
Pri manometričnem določanju BPK, porabljen kisik določimo s pomočjo manometra , ki je
povezan na inkobatorsko BPK steklenico, ki pa ni povsem napolnjena . po tem, ko
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
47
mikroorganizmi porabijo kisik raztopljen v vodni raztopini, začnejo porabljati kisik nad
raztopino. Padec parcialnega tlaka je tako merilo za biokemijsko potrebo po kisiku.
Kontinuirno spremljanje BPK je nepraktičnol, zato ponavadi določamo BPK po 5-ih dneh i
govorimo o biokemiski potrebi po kisiku po petih dneh (BPK5) [13].
Slika 3.9 Potek določitve BPK5
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
48
3.3 Allium test (čebulni test)
Ta metoda je lahka, dostopna in enostavna ter zelo občutljiva za ugotavljanje in ocenitev
splošne onesnaženosti okoljskih vzorcev (predvsem vod) s škodljivimi kemičnimi snovmi.
Kaj hitro ugotovimo, da je od stopnje onesnaženosti odvisna hitrost rasti in dolžina koreninic
testne rastline mlade čebule (Allium cepa L.). Strupene snovi namreč upočasnjujejo
(inhibirajo) in zaustavljajo rast koreninic testnih rastlin. Čim daljše so koreninice, tem manjša
je stopnja strupenih snovi v vodi ter obratno [19].
Da ugotovimo, ali test sploh deluje in kakšna je njegova odzivnost, moramo sočasno s
poskusom pripraviti še pozitivno in negativno kontrolo.
Pri pozitivni kontroli uporabimo različno koncentracijo že znanih kemičnih snovi,
raztopljenih v vodi, za katere je že poznana njihova toksičnost in genotoskičnost. Pri tem
pogosto uporabljajo metil metansulfonat.
Pri negativni kontroli pa uporabimo le vodo iz pipe, ki jo prefiltriramo bodisi z
dvostopenjskim ali tristopenjskim filtrirnim sistemom. Pri naših poskusih lahko uporabimo
destilirano vodo.
Vzorci
• negativni vzorec 2× (destilirana voda)
• pozitivni vzorec 2× (etanol)
• pitna voda 2×
• dotok na ČN 2×
• odtok iz ČN 2×
Princip in potek določitve
Po 72 urah, kolikor traja test, izmerimo in primerjamo dolžine koreninic. Te so pokazatelj
kakovosti vode, kot je prikazano na sliki 3.10.
S testom smo pričeli v sredo 19.3.2008 in zaključili v soboto 22.4.2008.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
49
Slika 3.10 Dolžina koreninic po zaključku testa dne 22.4.2008
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
50
4 REZULTATI IN DISKUZIJA
Analizirali smo vzorce odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE, glede na
veljavno zakonodajo v Republiki Sloveniji. Merili smo pretok odpadne vode, ter določali
naslednje parametre: temperaturo, pH-vrednost, neraztopljene snovi, usedljive snovi, vizualno
obarvanost, KPK, BPK5. Izvajali smo tudi splošni toksični test Allium test (čebulni test).
4.1 Merjenje pretoka odpadne vode
Pretok odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo odčitavali na merilcu
pretoka (zaprti sistem), kjer je tekočina v cevi in jo prečrpava z ustrezna črpalka.
Preglednica 4.1: Merjenje pretoka odpadne vode
Mesec JANUAR
Pretok
FEBRUAR
Pretok
MAREC
Pretok 1. 95241 101021 107143 2. 95536 101174 107324 3. 95714 101274 107540 4. 95910 101380 107732 5. 96103 101521 107942 6. 96322 101752 108104 7. 96541 101948 108325 8. 96788 102203 108523 9. 96928 102423 108834
10. 96998 102654 109184 11. 97081 102849 109331 12. 97111 103059 109524 13. 97168 103231 109705 14. 97198 103487 109987 15. 97244 103706 110198 16. 97374 103989 110232 17. 97588 104176 110497 18. 97797 104281 110652 19. 97998 104512 110832 20. 98198 104996 111005 21. 98464 105245 111199 22. 98753 105421 111532 23. 99002 105733 111735 24. 99166 105987 111934 25. 99426 106122 112145 26. 99601 106321 112371 27. 99764 106543 112584 28. 99976 106799 112801 29. 100145 106971 113004 30. 100353 113335 31. 100541 113587
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
51
Merjenje pretoka odpadnih vod
85000
90000
95000
100000
105000
110000
115000
1. 3. 5. 7. 9. 11.
13.
15.
17.
19.
21.
23.
25.
27.
29.
31.
dan
pre
tok JANUAR
FEBRUAR
MAREC
Slika 4.1 Graf meritve merjenja pretoka odpadnih vod
V preglednici 4.1 so podane meritve merjenja pretoka odpadnih vod. Na sliki 4.1 je prikazan
graf iz katerega je razvidno, da se odpadna voda pretaka konstantno na čistilno napravo.
4.2 Merjenje temperature odpadne vode
Temperaturo odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo merili z električnim
termometrom na dotoku in iztoku čistilne naprave.
V preglednici 4.2 so podane meritve merjenja temperature odpadne vode. Temperature
odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.2, na sliki 4.3 pa so
prikazane temperature odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave. Kot je razvidno iz grafa so
bila največja odstopanja temperature dotoka in iztoka v mesecu januarju, medtem ko februarja
in marca odstopanja niso tako očitna. Ta pojav lahko obrazložimo z vplivom zunanje
temperature, saj je bila temperatura meseca januarja nižja od temperature februarja in marca
(slika 4.4).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
52
Preglednica 4.2: Merjenje temperature odpadne vode
Mesec JANUAR FEBRUAR MAREC Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok
1. 7,5 8,0 24,2 17,3 24,1 21,3 2. 7,9 8,5 22,4 16,9 22,5 19,8 3. 7,4 8,8 22,0 17,1 22,9 20,3 4. 8,3 11,3 21,2 17,4 23,5 21,5 5. 7,9 9,8 20,0 15,4 23,4 22,0 6. 8,4 10,1 20,3 16,5 24,5 208, 7. 9,7 9,5 21,7 18,6 24,9 20,5 8. 14,5 10,4 19,8 16,1 22,1 21,3 9. 14,1 9,0 20,3 17,7 22,6 20,6
10. 13,0 9,1 20,6 16,9 23,1 20,3 11. 13,1 9,8 21,2 18,4 22,9 20,1 12. 12,9 10,4 20,9 19,2 21,1 18,4 13. 12,5 14,6 21,4 18,4 22,3 19,0 14. 11,8 18,1 20,7 19,4 23,5 20,6 15. 10,1 16,3 20,2 15,9 22,7 20,4 16. 14,7 13,7 20,8 17,8 21,6 20,6 17. 13,5 17,1 20,9 18,6 23,8 21,1 18. 16,1 19,8 21,4 20,5 22,9 19,6 19. 18,3 16,5 22,4 20,3 21,8 19,3 20. 20,6 17,5 23,9 21,8 24,0 22,2 21. 22,7 18,6 24,2 20,2 23,6 20,5 22. 21,8 17,5 21,9 20,6 24,1 18,5 23. 22,4 16,7 22,8 21,7 21,3 19,3 24. 20,8 17,1 20,6 20,1 23,9 19,6 25. 21,3 17,5 21,4 21,4 24,2 19,7 26. 20,9 16,9 22,7 20,3 22,6 20,1 27. 20,6 16,7 24,2 20,3 21,9 18,0 28. 21,8 16,5 22,5 21,3 22,3 19,0 29. 22,2 17,0 23,2 19,9 23,4 20,1 30. 20,3 16,2 22,9 19,4 31. 22,2 17,3 23,6 20,8
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
53
Merjenje temperature odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo
0
5
10
15
20
25
30
1. 3. 5. 7. 9. 11.
13.
15.
17.
19.
21.
23.
25.
27.
29.
31.
dan
tem
per
atu
ra °
C
JANUAR Dotok
FEBRUAR Dotok
MAREC Dotok
Slika 4.2 Graf meritve merjenja temperature odpadnih vod na dotoku čistilne naprave
Merjenje temperature odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave
0
5
10
15
20
25
1. 3. 5. 7. 9. 11.
13.
15.
17.
19.
21.
23.
25.
27.
29.
31.
dan
tem
per
atu
ra °
C
Januar Iztok
Februar Iztok
Marec Iztok
Slika 4.3 Graf meritve merjenja temperature odpadnih vod na iztoku čistilne naprave
Na sliki 4.3 so prikazane meritve merjenja temperature odpadnih vod. Kot je razvidno iz grafa
so bila največja odstopanja temperature dotoka in iztoka v mesecu januarju, medtem ko
februarja in marca odstopanja niso tako očitna. Ta pojav lahko obrazložimo z vplivom
zunanje temperature, saj je bila temperatura meseca januarja nižja od temperature februarja in
marca (slika 4.4).
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
54
Temperatura zraka
-5
0
5
10
15
20
25
1. 4. 7. 10.
13.
16.
19.
22.
25.
28.
dan
tem
per
atu
ra °
CJANUAR
FEBRUAR
MAREC
Slika 4.4 Graf meritve merjenja temperature zraka
4.3 Merjenje pH – vrednosti odpadne vode
pH-vrednost odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo merili elektronskim
merilnikom pH Hydroquant 501.
V preglednici 4.3 so podane meritve merjenja pH-vrednosti odpadne vode. pH-vrednosti
odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.5, na sliki 4.6 pa so
prikazane pH-vrednosti odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave. Kot je razvidno iz grafa
so vse vrednosti v mejah normativa, ki ga določajo kriteriji mejnih vrednosti iz Uredbe o
emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav, 4.člen – KČN z
zmogljivostjo < 2000 PE, Ur. List RS št. 35/96, 90/98, 31/01 in 62/01.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
55
Preglednica 4.3: Merjenje pH-vrednosti odpadne vode
Mesec Normativ za iztok
JANUAR FEBRUAR MAREC
Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok 1. 6,5 -9 7,2 7,2 7,32 7,31 7,13 7,29 2. 6,5 -9 6,98 7,01 7,52 7,21 7,20 7,33 3. 6,5 -9 7,3 7,4 7,56 7,43 7,34 7,41 4. 6,5 -9 6,74 7,41 7,56 7,42 7,41 7,33 5. 6,5 -9 7,21 7,73 7,22 7,39 7,31 7,37 6. 6,5 -9 7,30 7,63 7,42 7,33 7,23 7,29 7. 6,5 -9 7,18 7,01 7,85 7,54 7,17 7,23 8. 6,5 -9 7,11 6,9 7,25 7,21 7,27 7,31 9. 6,5 -9 6,67 6,79 7,31 7,48 7,23 7,26
10. 6,5 -9 6,92 6,86 7,36 7,34 7,35 7,21 11. 6,5 -9 6,92 6,80 7,42 7,39 7,32 7,31 12. 6,5 -9 7,01 7,34 7,34 7,32 7,41 7,42 13. 6,5 -9 7,3 7,28 7,29 7,35 7,33 7,35 14. 6,5 -9 6,8 7,42 7,33 7,42 7,45 7,21 15. 6,5 -9 7,03 7,21 7,41 7,31 7,23 7,31 16. 6,5 -9 7,51 7,32 7,27 7,22 7,28 7,15 17. 6,5 -9 6,96 7,32 7,32 7,38 7,14 7,23 18. 6,5 -9 6,88 7,52 7,72 7,60 7,36 7,21 19. 6,5 -9 7,03 7,21 7,81 7,57 7,15 7,34 20. 6,5 -9 7,32 7,22 8,00 7,68 7,38 7,35 21. 6,5 -9 7,52 7,32 7,31 7,51 7,31 7,19 22. 6,5 -9 7,46 7,27 7,45 7,39 7,25 7,25 23. 6,5 -9 7,39 7,43 7,42 7,45 7,30 7,34 24. 6,5 -9 7,56 7,36 7,30 7,29 7,21 7,30 25. 6,5 -9 7,5 7,48 7,21 7,33 7,27 7,24 26. 6,5 -9 7,49 7,45 7,34 7,42 7,25 7,32 27. 6,5 -9 7,37 7,50 7,21 7,42 7,31 7,29 28. 6,5 -9 7,76 7,54 7,45 7,42 7,42 7,31 29. 6,5 -9 7,67 7,44 7,42 7,32 7,39 7,16 30. 6,5 -9 7,52 7,31 7,29 7,20 31. 6,5 -9 7,57 7,45 7,40 7,24
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
56
Merjenje pH-vrednosti odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo
6
6,5
7
7,5
8
8,5
1. 3. 5. 7. 9. 11.
13.
15.
17.
19.
21.
23.
25.
27.
29.
31.
dan
pH
-vre
dn
ost
JANUAR Dotok
FEBRUAR Dotok
MAREC Dotok
Slika 4.5 Graf meritve merjenja pH-vrednosti na dotoku čistilne naprave
Merjenje pH - vrednosti odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave
0123456789
10
2. 4. 6. 8. 10.
12.
14.
16.
18.
20.
22.
24.
26.
28.
30.
dan
pH
-vre
dn
ost
Januar iztok
Februar iztok
Marec iztok
Normativ iztok
Normativ iztok
Slika 4.6 Graf meritve merjenja pH-vrednosti na iztoku čistilne naprave
4.4 Merjenje neraztopljenih snovi odpadne vode
Neraztopljene snovi odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo določali z
gravimetrično metodo.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
57
V preglednici 4.4 so podane meritve merjenja neraztopljenih snovi odpadne vode. Vrednost
neraztopljenih snovi odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.7, na
sliki 4.8 pa so prikazane vrednosti neraztopljenih snovi odpadne vode, ki izteka iz čistilne
naprave, iz katere je razvidno, da v mesecu januarju presega normativ, ki ga določajo kriteriji
mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih
čistilnih naprav.
Preglednica 4.4: Merjenje neraztopljenih snovi odpadne vode
Mesec Normativ za iztok Januar Februar Marec
Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok
Neraztopljene snovi (mg/l)
80
1700
90
1600
80
1500
41
1400
1450
1500
1550
1600
1650
1700
Količina neraztopljenih snovi
(mg/l)
Dotok Dotok Dotok
Januar Februar Marec
Merjenje neraztopljenih snovi v odpadni vodi, ki priteka na čistilno napravo
Slika 4.7 Graf meritve merjenja neraztopljenih snovi na iztoku čistilne naprave
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
58
0102030405060708090
Količina neraztopljenih snovi
(mg/l)
Iztok Iztok Iztok
Normativza iztok
Januar Februar Marec
Merjenje neraztopljenih snovi v odpadni vodi, ki izteka iz čistilne naprave
Preseganje normativa
Neraztopljene snovi (mg/l)
Slika 4.8 Graf meritve merjenja neraztopljenih snovi na iztoku čistilne naprave
4.4 Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi
Usedljive snovi odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo določali z metodo
sedimentacije s pomočjo Imhoffovega lijaka.
V preglednici 4.5 so podane meritve merjenja usedljivih snovi odpadne vode. Vrednost
usedljivih snovi odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.9, na sliki
4.10 pa so prikazane vrednosti usedljivih snovi odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave, iz
katere je razvidno, da v mesecu januarju in februarju presega normativ, ki ga določajo kriteriji
mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih
čistilnih naprav.
Preglednica 4.5: Merjenje usedljivih snovi odpadne vode
Mesec Normativ za iztok Januar Februar Marec
Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok
Usedljive snovi (ml/l)
0,5
130
1,0
120
1,0
100
<0,1
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
59
0
20
40
60
80
100
120
140
Količina usedljivih snovi (ml/l)
Dotok Dotok Dotok
Januar Februar Marec
Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi, ki priteka na čistilno napravo
Slika 4.9 Graf meritve merjenja usedljivih snovi na dotoku čistilne naprave
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Količina usedljivih snovi (ml/l)
Iztok Iztok Iztok
Normativza iztok
Januar Februar Marec
Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi, ki izteka iz čistilne naprave
Preseganje normativa
Usedljive snovi (ml/l)
Slika 4.10 Graf meritve merjenja usedljivih snovi na iztoku čistilne naprave
4.6 Določitev obarvanosti
Obarvanost odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo določali z vidualnim
opazovanjem, pri čem je bilo opazno, da v čistilno napravo doteka temno rumena odpadna
voda, očiščena odpadna voda, ki izteka iz čistilne naprave pa je bolj svetlo rumene barve.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
60
4.7 Kemijska potreba po kisiku – KPK
Kemijska potreba po kisiku - KPK odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo
določali z titrimetrično metodo. Uporabljeni vzorci so bili odvzeti iz dotoka in iztoka čistilne
naprave.
V preglednici 4.6 so podane meritve merjenja KPK odpadne vode. Vrednost KPK odpadne
vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.11, na sliki 4.12 pa so prikazane
vrednosti KPK odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave, iz katere je razvidno, da pri vseh
treh meritvah količina KPK presega normativ, ki ga določajo kriteriji mejnih vrednosti iz
Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav.
Preglednica 4.6: Merjenje kemijske potrebe po kisiku odpadne vode
Mesec Normativ za iztok Januar Februar Marec
Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok
Kemijska potreba po
kisiku – KPK (mgO2/l)
150
3600
370
3700
300
3200
260
290030003100320033003400350036003700
Kemijska potreba po kisiku – KPK
(mgO2/l)
Dotok Dotok Dotok
Januar Februar Marec
Merjenje kemijske potrebe po kisiku - KPK v odpadni vodi, ki priteka na čistilno napravo
Slika 4.11 Graf meritve merjenja kemijske potrebe po kisiku – KPK na dotoku čistilne
naprave
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
61
050
100150200250300350400
Količina KPK (mgO2/l)
Iztok Iztok Iztok
Normativza iztok
Januar Februar Marec
Merjenje kemijske potrebe po kisiku - KPKodpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave
Preseganje normativa
Kemijska potreba po kisiku - KPK(mgO2/l)
Slika 4.12 Graf meritve merjenja kemijske potrebe po kisiku – KPK na iztoku čistilne
naprave
4.8 Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5
Biokemijsko potrebo po kisiku po 5 dneh – BPK5 odpadne vode iz čistilne naprave BIO-disk
1000 PE smo določali z elektrometrično metodo. Uporabljeni vzorci so bili odvzeti iz dotoka
in iztoka čistilne naprave.
V preglednici 4.7 so podane vrednosti BPK5 za odpadno vodo iz dotoka in iztoka čistilne
naprave. Količina BPK5 pri dotoku je prikazana na sliki 4.13, količina BPK5 pri iztoku je pa
prikazana na sliki 4.14 iz katere je razvidno, da pri obeh meritvah količina BPK5 presega
normativ, ki ga določajo kriteriji mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju
odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav.
Preglednica 4.7: Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 odpadne vode
Mesec Normativ za iztok Januar Marec
Dotok Iztok Dotok Iztok
Biokemijska potreba po kisiku po 5
dneh –BPK5 (mgO2/l)
30
1800
200
1400
100
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
62
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
Količina BPK5
(mgO2/l)
Dotok Dotok
Januar Marec
Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh - BPK5 odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo.
Slika 4.13 Graf meritve merjenja biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 na
dotoku čistilne naprave
0
50
100
150
200
Količina BPK5 (mg/l O2)
Iztok Iztok
Normativza iztok
Januar Marec
Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh - BPK5 odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave
Preseganje normativa
BPK5 (mg/l O2)
Slika 4.14 Graf meritve merjenja biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 na
iztoku čistilne naprave
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
63
4.9 Splošni toksični Allium test (čebulni test)
Za izvedbo čebulnega testa odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo
uporabili vzorce iz dotoka in iztoka čistilne naprave. Da ugotovimo, ali test sploh deluje in
kakšna je njegova odzivnost, moramo sočasno s poskusom pripraviti še pozitivno in
negativno kontrolo. Prav tako smo dodali vzorec vode iz pipe.
Za primerjavo smo od vsake vode vzeli po 2 vzorca.
Preglednica 4.8: Dolžina koreninic čebule
POZITIVNI
VZOREC
NEGATIVNI
VZOREC
PITNA
VODA
DOTOK NA
ČN
IZTOK IZ
ČN
[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]
Vzorec 1 41 32 30 8 25
Vzorec 2 41 39 51 0 12
Povprečje 41 35,5 40 4 18,5
Čebulni test
0
10
20
30
40
50
60
Pozitivni vzorec Negativni vzorec Pitna voda Dotok na ČN Iztok iz ČN
Do
lžin
a ko
ren
in [
mm
]
Vzorec 1
Vzorec 2
Povprečje
Slika 4.15 Meritve čebulnega testa
V preglednici 4.8 so podane dolžine koreninic čebulic vzorcev negativnega in pozitivnega
vzorca, vzorca iz pipe, ter vzorec iz dotoka in iztoka čistilne naprave. Iz slike 4.15 je razvidno,
da so koreninice najkrajše pri vzorcu dotoka na čistilno napravo, prav tako so koreninice pri
vzorcu iz iztoka čistilne naprave veliko krajše od preostalih vzorcev. Iz tega lahko sklepamo,
da na čistilno napravo doteka izredno obremenjena voda, katera se pa v procesu čiščenja na
čistilni napravi ne očisti zadostno, kar pojasnjuje dolžina koreninic.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
64
5 ANALIZA INVESTICIJSKIH IN OBRATOVALNIH
STROŠKOV
V tem poglavju smo izdelali primerjavo stroškov dobave, montaže in vzdrževanja za čistilne
naprave, ki so prikazani v preglednici 5.1 in preglednici 5.2. Primerjava je bila izvedena z
sledečimi čistilnimi napravami:
- z razpršeno biomaso (primer SBR čistilne naprave),
- z potopniki Bio-disk ,
- z potopniki Bio-rotor
- rastlinske čistilne naprave,
- z precejalniki [15].
Preglednica 5.1: Stroški dobave in montaže čistilnih naprav različnih tipov
Tip čistilne naprave
Velikost čistilne
naprave
Cena na enoto obremenitve
(€ / PE)
Rastlinska ČN 100 145 Precejalnik 100 265
Potopnik Bio-Disk 100 270 Potopnik Bio-Rotor 100 260 Razpršena biomasa 100 215
Preglednica 5.2: Letni stroški vzdrževanja čistilnih naprav različnih tipov
Tip čistilne naprave
Velikost čistilne
naprave
Letni strošek na enoto obremenitve z
upoštevano amortizacijo
(€ / PE)
Letni strošek na enoto obremenitve
brez upoštevane amortizacije
(€ / PE) Rastlinska ČN 100 25 18
Precejalnik 100 22 9 Potopnik Bio-Disk 100 25 12 Potopnik Bio-Rotor 100 22 9 Razpršena biomasa 100 22 11
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
65
Prav tako so obravnavani stroški izgradnje in obratovanja rastlinske čistilne naprave.
Preglednica 5.3: Cenik za rastlinske čistilne naprave
Velikost RCN
Projektna dokumentacija za izvedbo
rastlinske
čistilne
naprave
Svetovanje glede optimizacije delovanja
Tehnološka pomoč ter svetovanje nad gradnjo in poskusnim delovanjem + izdelava obratovalnega poslovnika
Skupaj neto cena brez DDV
DDV
20 %
Skupaj cena z DDV Cena
Cena vzdrževanja /leto
do 5 970,00 170,00 350,00 1.490,00 298,00 1.788,00 20,00
do 10 1.383,33 170,00 350,00 1.903,33 380,67 2.284,00 20,00
do 15 1.875,83 170,00 350,00 2.395,83 479,17 2.875,00 20,00
do 20 2.407,50 200,00 390,00 2.997,50 599,50 3.597,00 20,00
do 30 2.875,00 200,00 390,00 3.465,00 693,00 4.158,00 30,00
do 40 3.465,83 200,00 390,00 4.055,83 811,17 4.867,00 30,00
do 50 4.579,00 250,00 420,00 5.249,00 1.049,80 6.298,80 30,00
do 75 6.109,00 250,00 420,00 6.779,00 1.355,80 8.134,80 30,00
do 100 7.810,00 300,00 460,00 8.570,00 1.714,00 10.284,00 70,00
do 150 9.399,00 350,00 500,00 10.249,00 2.049,80 12.298,80 100,00
do 250 15.520,00 450,00 600,00 16.570,00 3.314,00 19.884,00 200,00
do 300 16.099,00 500,00 650,00 17.249,00 3.449,80 20.698,80 350,00
do 400 17.429,00 600,00 750,00 18.779,00 3.755,80 22.534,80 350,00
do 500 19.020,00 700,00 850,00 20.570,00 4.114,00 24.684,00 400,00
do 1000 20.995,00 950,00 1.050,00 22.995,00 4.599,00 27.594,00 500,00
VSE CENE SO V EUR
Vir: Ekoremediacijski tehnološki center – ERTC; http://www.ertc.si/images/stories/cenik.pdf
V preglednici 5.3 so prikazani stroški izgradnje rastlinske čistilne naprave pri podjetju
Limnos d.o.o. [4]
V našem primeru rabimo velikost čistilne naprave 1000 PE in kot je razvidno iz tabeli, se
stroški izgradnje nanašajo na 27.594,00 €.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
66
6 ZAKLJUČEK
Človek že od nekdaj misli, da lahko voda odnese in predela vso umazanijo. Vendar pa to že
dolgo ni več res. Vodotoki so prekomerno onesnaženi. Proizvajamo zelo velike količine
odpadne vode, ki niso onesnažene le z naravnimi organskimi onesnažili, temveč tudi z umetno
ustvarjenimi onesnažili, od katerih so nekatere biološko razgradljiva, druga pa ne.
Namen diplomske naloge je bilo analizirati vhodne in izhodne odpadne vode iz čistilne
naprave Bio-disk 1000 PE v naselju Banovci in se seznaniti z delovanjem rastlinske čistilne
naprave, ter možnostjo implementacije z obstoječo čistilno napravo BIO-disk 1000 PE.
Vzorcem odpadne vode pri dotoku in iztoku čistilne naprave smo določali ekološke parametre
(temperaturo, pH-vrednost, neraztopljene snovi, usedljive snovi, vizualno obarvanost, KPK in
BPK5). Glede na dobljene rezultate lahko povzamemo, da čiščenje z BIO-diskom 1000 PE ne
zadostuje določbam kriterij mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih
vod iz komunalnih čistilnih naprav, saj vrednosti KPK in BPK5 niso usklajene s kriteriji, daj
presegajo normativ.
Učinek čiščenja, izračunan iz vrednosti parametrov odpadne vode na dotoku in iztoku, je:
- η KPK = 48 %
- η BPK5 = 30 %
V drugem delu diplomske naloge smo se osredotočili na spoznavanje rastlinske čistilne
naprave, ter možnosti njene implementacije z obstoječo čistilno napravo. Za rastlinsko
čistilno napravo je splošno znano, da je primerna za čiščenje odpadnih vod manjših
podeželskih naselij in turističnih centrov, ter za tercialno ali dodatno čiščenje odpadne vode
čistilnih naprav. Zaradi slabega vzdrževanja obstoječe čistilne naprave in tudi nepopolnega
čiščenja odpadnih vod bi bilo te vode potrebno dopolnilno čistiti. Na takšen način bi
preprečili odtekanje za okolje nevarnih snovi. Rastlinsko čistilno napravo bi lahko izgradili
na tej vasi pri že obstoječi čistilni napravi.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
67
7 VIRI
[1] Agencija Republike Slovenije za okolje, Internetna stran
http://www.arso.gov.si/vode/ http://okolje.arso.gov.si/onesnazevanje_voda/pages.php?op=print&id=CISNPR_POD
[2] Dodevska Majda, Država spodbuja in kreditira gradnjo, Delo in dom (2008), št. 22,
str. 34-36
[3] Ekologija voda, Internetna stran http://cst.fs.uni-mb.si/Vode/Ekologija%20vod.pdf [4] Ekoremediacijski tehnološki center – ERTC; Internetna stran http://www.ertc.si/images/stories/cenik.pdf [5] Erico, Internetna stran http://www.erico.si/slo/storitve_monitoring-odpadne-vode.php [6] Griessler Bulc Tjaša, Vrhovšek Danijel, Rastlinske čistilne naprave za čiščenje
odpadnih voda; Internetna stran http://web.bf.uni-lj.si/zt/bioteh/kongresi/voda2007/pdf/12_Griessler.pdf
[7] Kompare Boris, Atanasova Nataša, Uršič Matej, Drev Darko in Vahtar Marta; Male
čistilne naprave na območju razpršene poselitve, FGG, Inštitut za zdravstveno hidrotehniko, Ljubljana ICRO – Inštitut za celostni razvoj in okolje, Domžale; Ljubljana 2007 http://www.fgg.uni-lj.si/izh/izh1/0_Dokumenti/Projekti/MCN/Brosura.pdf
[8] Kazalci okolja v Sloveniji; Internetna stran
http://kazalci.arso.gov.si/kazalci/index_html?Kaz_id=27&Kaz_naziv=%C4%8Ci%C5 %A1%C4%8Denje%20odpadnih%20voda&Sku_id=4&Sku_naziv=VODE&tip_kaz=1
[9] LIMNOS Podjetje za aplikativno ekologija; Internetna stran http://www.limnos.si/files/LIMNOS_prospekt.pdf http://www.limnos.si/files/Limnowet_prospekt.pdf
[10] Mariborčan, Internetna stran http://www.revijakapital.com/mariborcan/clanki.php?idclanka=329
[11] Mozetic Robert, Tehnično ekonomska analiza različnih postopkov čiščenja
komunalnih odpadnih voda na modelu povodij Lijaka in Branice (diplomsko delo); Nova Gorica, 2007
http://www.p-ng.si/~vanesa/diplome/OKOLJE/slv/20Mozetic.pdf [12] Navodila za delovanje in vzdrževanje čistilne naprave bio-disk 100 EE, »TEH- PROJEKT HIDRO« d.d. RIJEKA, Veljača 1998
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
68
[13] Neral Branko, Doliška Aleš; Tehnološke vode in odplake (navodila za vaje), Fakulteta za strojništvo; Maribor, 2003
[14] Operativni program odvajanja in čiščenja komunalne odpadne vode, Internetna stran
http://okolje.arso.gov.si/onesnazevanje_voda/predpisi/20050422_081419_operativni_
program_KOV.pdf
[15] Primerjava in vrednotenje tehnologij čiščenja odpadnih vod; Internetna stran
http://www.kostak.si/dokumenti/mcn/primerjava_razlicnih_BCN.pdf
[16] Roš Milenko, Simonič Marjana, Šostar Turk Sonja; Priprava in čiščenje vod;
Fakulteta za strojništvo; Maribor, 2005 [17] Šostar Turk Sonja, Simonič Marjana; Tehnološke vode in odpake, Fakulteta za
strojništvo; Maribor, 2003
[18] Vaupotič Marko; Opis in velikost posameznih sklopov komunalne čistilne naprave;
Varstvo okolja II; Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Oddelek za tehniško varstvo, 2004 www.vtvs.uni-lj.si/files03/31.pdf
[19] VEDEŽ; Internetna stran
http://vedez.dzs.si/dokumenti/dokument.asp?id=993
[20] Vrhovšek Danijel, Vovk Korže Ana; Ekoremediacije; Maribor in Ljubljana 2007 [21] Tik tak, Za boljši svet; Internetna stran
http://www.tiktak.si/kategorija/ciscenje_odpadnih_vod
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
69
8 PRILOGE
PRILOGA 1: Meritve meseca Januarja Datum Pretok Temp.
zraka DOTOK IZTOK
JANUAR
temp.
vode
[ °C ]
pH optični ogled temp.
vode
[ °C ]
pH optični
ogled
1. 95241 1,9 7,5 7,2 Temno rumena 8,0 7,2 Rumena 2. 95536 1,5 7,9 6,98 Temno rumena 8,5 7,01 Rumena 3. 95714 2,2 7,4 7,3 Temno rumena 8,8 7,4 Rumena 4. 95910 -1,5 8,3 6,74 Temno rumena 11,3 7,41 Rumena 5. 96103 0,5 7,9 7,21 Temno rumena 9,8 7,73 Rumena 6. 96322 2,3 8,4 7,30 Temno rumena 10,1 7,63 Rumena 7. 96541 2,7 9,7 7,18 Temno rumena 9,5 7,01 Rumena 8. 96788 8,1 14,5 7,11 Temno rumena 10,4 6,9 Rumena 9. 96928 1,7 14,1 6,67 Temno rumena 9,0 6,79 Rumena 10. 96998 1,5 13,0 6,92 Temno rumena 9,1 6,86 Rumena 11. 97081 4,3 13,1 6,92 Temno rumena 9,8 6,80 Rumena 12. 97111 4,4 12,9 7,01 Temno rumena 10,4 7,34 Rumena 13. 97168 5,5 12,5 7,3 Temno rumena 14,6 7,28 Rumena 14. 97198 6,8 11,8 6,8 Temno rumena 18,1 7,42 Rumena 15. 97244 6,7 10,1 7,03 Temno rumena 16,3 7,21 Rumena 16. 97374 10,4 14,7 7,51 Temno rumena 13,7 7,32 Rumena 17. 97588 7,5 13,5 6,96 Temno rumena 17,1 7,32 Rumena 18. 97797 10,0 16,1 6,88 Temno rumena 19,8 7,52 Rumena 19. 97998 12,1 18,3 7,03 Temno rumena 16,5 7,21 Rumena 20. 98198 13,9 20,6 7,32 Temno rumena 17,5 7,22 Rumena 21. 98464 15,4 22,7 7,52 Temno rumena 18,6 7,32 Rumena 22. 98753 10,3 21,8 7,46 Temno rumena 17,5 7,27 Rumena 23. 99002 8,7 22,4 7,39 Temno rumena 16,7 7,43 Rumena 24. 99166 5,8 20,8 7,56 Temno rumena 17,1 7,36 Rumena 25. 99426 8,1 21,3 7,5 Temno rumena 17,5 7,48 Rumena 26. 99601 9,2 20,9 7,49 Temno rumena 16,9 7,45 Rumena 27. 99764 8,3 20,6 7,37 Temno rumena 16,7 7,50 Rumena 28. 99976 7,1 21,8 7,76 Temno rumena 16,5 7,54 Rumena 29. 100145 110,4 22,2 7,67 Temno rumena 17,0 7,44 Rumena 30. 100353 9,0 20,3 7,52 Temno rumena 16,2 7,31 Rumena 31. 100541 7,1 22,2 7,57 Temno rumena 17,3 7,45 Rumena
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
70
PRILOGA 2: Meritve meseca Februarja Datum Pretok Temp.
zraka DOTOK IZTOK
FEBRUAR temp.
vode pH optični ogled temp.
vode pH optični
ogled 1. 101021 10,3 24,2 7,32 Temno rumena 17,3 7,31 Rumena 2. 101174 7,4 22,4 7,52 Temno rumena 16,9 7,21 Rumena 3. 101274 8,6 22,0 7,56 Temno rumena 17,1 7,43 Rumena 4. 101380 9,4 21,2 7,56 Temno rumena 17,4 7,42 Rumena 5. 101521 8,1 20,0 7,22 Temno rumena 15,4 7,39 Rumena 6. 101752 7,6 20,3 7,42 Temno rumena 16,5 7,33 Rumena 7. 101948 10,2 21,7 7,85 Temno rumena 18,6 7,54 Rumena 8. 102203 8,3 19,8 7,25 Temno rumena 16,1 7,21 Rumena 9. 102423 9,5 20,3 7,31 Temno rumena 17,7 7,48 Rumena
10. 102654 8,2 20,6 7,36 Temno rumena 16,9 7,34 Rumena 11. 102849 6,0 21,2 7,42 Temno rumena 18,4 7,39 Rumena 12. 103059 7,7 20,9 7,34 Temno rumena 19,2 7,32 Rumena 13. 103231 8,5 21,4 7,29 Temno rumena 18,4 7,35 Rumena 14. 103487 8,1 20,7 7,33 Temno rumena 19,4 7,42 Rumena 15. 103706 4,3 20,2 7,41 Temno rumena 15,9 7,31 Rumena 16. 103989 3,4 20,8 7,27 Temno rumena 17,8 7,22 Rumena 17. 104176 4,6 20,9 7,32 Temno rumena 18,6 7,38 Rumena 18. 104281 5,3 21,4 7,72 Temno rumena 20,5 7,60 Rumena 19. 104512 14,2 22,4 7,81 Temno rumena 20,3 7,57 Rumena 20. 104996 15,4 23,9 8,00 Temno rumena 21,8 7,68 Rumena 21. 105245 16,3 24,2 7,31 Temno rumena 20,2 7,51 Rumena 22. 105421 16,1 21,9 7,45 Temno rumena 20,6 7,39 Rumena 23. 105733 17,5 22,8 7,42 Temno rumena 21,7 7,45 Rumena
24. 105987 16,9 20,6 7,30 Temno rumena 20,1 7,29 Rumena 25. 106122 18,1 21,4 7,21 Temno rumena 21,4 7,33 Rumena 26. 106321 19,0 22,7 7,34 Temno rumena 20,3 7,42 Rumena 27. 106543 15,9 24,2 7,21 Temno rumena 20,3 7,42 Rumena 28. 106799 16,2 22,5 7,45 Temno rumena 21,3 7,42 Rumena 29. 106971 20,8 23,2 7,42 Temno rumena 19,9 7,32 Rumena
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
71
PRILOGA 3: Meritve meseca Marca
Datum Pretok Temp.
zraka
VTOK IZTOK
MAREC temp.
vode
pH optični ogled temp.
vode
pH optični
ogled
1. 107143 14,8 24,1 7,13 Temno rumena 21,3 7,29 Rumena
2. 107324 15,3 22,5 7,20 Temno rumena 19,8 7,33 Rumena
3. 107540 16,5 22,9 7,34 Temno rumena 20,3 7,41 Rumena
4. 107732 17,4 23,5 7,41 Temno rumena 21,5 7,33 Rumena
5. 107942 18,2 23,4 7,31 Temno rumena 22,0 7,37 Rumena
6. 108104 15,4 24,5 7,23 Temno rumena 208, 7,29 Rumena
7. 108325 15,9 24,9 7,17 Temno rumena 20,5 7,23 Rumena
8. 108523 17,1 22,1 7,27 Temno rumena 21,3 7,31 Rumena
9. 108834 18,6 22,6 7,23 Temno rumena 20,6 7,26 Rumena
10. 109184 20,3 23,1 7,35 Temno rumena 20,3 7,21 Rumena
11. 109331 18,3 22,9 7,32 Temno rumena 20,1 7,31 Rumena
12. 109524 15,2 21,1 7,41 Temno rumena 18,4 7,42 Rumena
13. 109705 10,4 22,3 7,33 Temno rumena 19,0 7,35 Rumena
14. 109987 11,5 23,5 7,45 Temno rumena 20,6 7,21 Rumena
15. 110198 9,5 22,7 7,23 Temno rumena 20,4 7,31 Rumena
16. 110232 8,7 21,6 7,28 Temno rumena 20,6 7,15 Rumena
17. 110497 8,6 23,8 7,14 Temno rumena 21,1 7,23 Rumena
18. 110652 7,4 22,9 7,36 Temno rumena 19,6 7,21 Rumena
19. 110832 6,4 21,8 7,15 Temno rumena 19,3 7,34 Rumena
20. 111005 9,3 24,0 7,38 Temno rumena 22,2 7,35 Rumena
21. 111199 11,5 23,6 7,31 Temno rumena 20,5 7,19 Rumena
22. 111532 12,4 24,1 7,25 Temno rumena 18,5 7,25 Rumena
23. 111735 11,6 21,3 7,30 Temno rumena 19,3 7,34 Rumena
24. 111934 10,5 23,9 7,21 Temno rumena 19,6 7,30 Rumena
25. 112145 11,6 24,2 7,27 Temno rumena 19,7 7,24 Rumena
26. 112371 5,6 22,6 7,25 Temno rumena 20,1 7,32 Rumena
27. 112584 6,7 21,9 7,31 Temno rumena 18,0 7,29 Rumena
28. 112801 8,5 22,3 7,42 Temno rumena 19,0 7,31 Rumena
29. 113004 5,3 23,4 7,39 Temno rumena 20,1 7,16 Rumena
30. 113335 4,6 22,9 7,29 Temno rumena 19,4 7,20 Rumena
31. 113587 3,9 23,6 7,40 Temno rumena 20,8 7,24 Rumena