Skuteczność i trwałość złóż w hydrofitowych oczyszczalniach ścieków

• Autorzy: Karczmarczyk A.

Warianty tytułu

EN

Efficiency and longevity of subsurface treatment constructed wetlands

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Skuteczność oczyszczalni hydrofitowych w usuwaniu ze ścieków fosforu jest zależna od zdolności sorpcyjnych materiału filtracyjnego. Celem pracy jest ocena skuteczności oczyszczania ścieków oraz charakterystyka akumulacji fosforu w złożu oczyszczalni z podpowierzchniowym poziomym przepływem ścieków po 8 latach jej eksploatacji. Porównanie stężeń fosforanów w ściekach dopływających i odpływających ze złóż pozwoliło na stwierdzenie, że skuteczność systemu hydrofitowego jest zmienna w czasie i w dłuższym okresie eksploatacji (lata 2001-2008) można zauważyć wyraźny trend malejący. Średnia zawartość fosforu w złożu oczyszczalni hydrofitowej po ośmiu latach eksploatacji obiektu wyniosła 373 mg·kg-1 s.m. i wahała się w szerokich granicach od 170 mg kg-1 s.m. do 668 mg kg-1 s.m., przy wyższych wartościach we wlotowej części złoża. Średnia zawartość fosforu w wierzchniej warstwie 0-15 cm kształtowała się na poziomie 338 mg·kg-1 s.m. (170÷668 mg·kg-1 s.m.) i była zbliżona do jego zawartości w warstwie głębszej 15-30 cm 373 mg·kg-1 s.m. (233÷626 mg·kg-1 s.m.). Rozkład zawartości fosforu w poszczególnych częściach złoża może wskazywać na niejednorodność warunków filtracyjnych. Trwałość złóż, czyli przewidywany czas aktywności materiału wykorzystanego jako medium, jest ważnym parametrem z punktu widzenia eksploatacji oczyszczalni. Badane złoże, pomimo znacznej zdolności sorpcyjnej materiału filtracyjnego, utraciło skuteczność usuwania fosforu. Wskazuje to na potrzebę poszukiwania nowych materiałów i technik ich stosowania dla zwiększenia efektywności usuwania fosforu w hydrofitowych systemach oczyszczania ścieków.

EN

Efficiency of subsurface flow constructed wetlands in the case of phosphorus removal depends on sorption capacity of filtration material used in bed construction. The aim of the work was to estimate reed-bed treatment efficiency and characterize phosphorus accumulation after 8 years of plant operation. Inlet and outlet phosphorus concentrations show continuous decreasing of treatment bed efficiency (years 2001-2008). Average P content in bed after 8 years of wastewater treatment amounts to 373 mg·kg-1 DM, and varies from 170 mg·kg-1 DM to 668 mg·kg-1 DM, with a higher accumulation in the inlet zone. Mean P value in the upper layer 0-15 cm was 338 mg·kg-1 DM (170÷668 mg·kg-1 DM) and was similar to its content in the deeper layer 15-30 cm: 373 mg·kg-1 DM (233÷626 mg·kg-1 DM). P distribution in the treatment bed may be a result of heterogeneous filtration ability. The longevity of the constructed wetland is an important operation factor. Phosphorus sorption capacity of tested filtration material is high, however it lost its treatment ability. There is still the need of developing new filtration material for efficient and sustainable phosphorus removal in the subsurface flow constructed wetlands.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczalnie sciekow; oczyszczalnie hydrofitowe; zloza gruntowo-roslinne; skutecznosc oczyszczania; zawartosc fosforu; fosfor; akumulacja

EN

sewage treatment plant; hydrophyte treatment plant; soil-plant deposit; sewage treatment effectiveness; phosphorus content; phosphorus; accumulation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 548
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.293-301,rys.,tab.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Karczmarczyk A.

• Katedra Kształtowania Środowiska, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

Bibliografia

• Birkedal K., Brix H., Johansen N.H. 1993. Wastewater treatment in constructed wetlands - designers manual. Politechnika Gdańska, Duńsko-Polskie Studium Podyplomowe Ochrony Środowiska (maszynopis): 299 ss.
• Ciupa R. 1996. The experience in the operation of constructed wetlands in North-Eastern Poland. Proceedings of 5th International Conference on Wetland systems for water pollution control, IAWQ, Vienna, Vol. 2, IX 6.1.-IX 6.8
• Drizo A., Frost C.A., Grace J., Smith K.A. 1999. Physico-chemical screening of phosphate-removing substrates for use in constructed wetland systems. Wat. Res. 33(17): 3595-3602.
• Drizo A., Comeau Y., Forget Ch., Chapuis R.P. 2002. Phosphorus saturation potential: a parameter for estimating the longevity of constructed wetland systems. Environmental Science and Technology 36(21): 4642-4648.
• Jaguś A. 2002. Usuwanie związków fosforu w początkowym okresie eksploatacji oczyszczalni trzcinowej. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 2, 1(4): 237-245.
• Johansson L. 1998. Phosphorus sorption to filter substrates - potential benefits for on-site wastewater treatment. Dissertation, KTH Stockholm: 37.
• Kadlec R.H. 2009. Comparison of free water and horisontal subsurface treatment wetlands. Ecological Engineering 35: 159-174.
• Karczmarczyk A., Mosiej J. 2003. Bed media selection for effective phosphorus removal from wastewater in subsurface flow constructed wetlands. Ann. Warsaw Agricult. Univ. - SGGW, Land Reclam. 34: 65-72.
• Karczmarczyk A., Mosiej J. 2007. Skuteczność oczyszczania ścieków systemach hydrofitowych na przykładzie złóż trzcinowych z przepływem poziomym. Acta Scient. Pol. Ser. Architectura 6(4): 79-87.
• Kickuth R. 1982. Verfahrens-und dimensionierungsgrundlagen der wurzelraumentsorgung. Teil Die mineralischen Bodenhorizonte-Report Gesamthochute, Kassel, (fragmenty tłum.).
• Krzanowski S., Miernik W. 1997. Wykorzystanie złóż trzcinowych do doczyszczania małych ilości ścieków. Roczn. AR w Poznaniu - CCXCIV, Melior. Inż. Środ 19, cz. 2: 281-288.
• Luederitz V., Ecker T.E., Lange-Weber M., Lange A., Gersberg R.M. 2001. Nutrient removal efficiency and resource economics of vertical flow and horizontal flow constructed wetlands. Ecological Engineering 18: 157-171.
• Obarska-Pempkowiak H. 2002. Oczyszczalnie hydrofitowe. Wydawn. PG, Gdańsk: 214 ss.
• Obarska-Pempkowiak H., Gajewska M. 1998. Dopływ tlenu i jego konsumpcja w systemach hydrofitowych. Wiad. Melioracyjne i Łąkarskie 3: 134-139.
• Pant H.K., Reddy K.R., Lemon E. 2001. Phosphorus retention capacity of root bed media of sub-surface flow constructed wetlands. Ecological Engineering 17: 345-355.
• Richardson C.J. 1985. Mechanisms controlling phosphorus retention capacity in freshwater wetlands. Science 228: 1424-1427.
• Sakadevan K., Bavor H.J. 1998. Phosphate adsorption characteristics of soils, slags and zeolite to be used as substrates in constructed wetland systems. Water Res. 32(2): 393-399.
• Seo D.C., Cho J.S., Lee H.J., Heo J.S. 2005. Phosphorus retention capacity of filter media for estimating the longevity of constructed wetland. Water Research 39: 2445-2457.
• SEPA and Ministry Of Foregin Affairs 1998. Water and Wastewater Treatment - The Swedish Experience.
• Soroko M. 1998. Seasonal changes in removal efficiency of horizontal subsurface flow reed beds. Warsztaty Polsko-Szwedzkie „Sewage treatment by means of pine, willow, reed, and grass vegetation filters” Starbienino: 99-104.
• Soroko M. 2001. Skuteczność usuwania substancji organicznej oraz związków biogenicznych w kilku oczyszczalniach hydrofitowych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie 1, 1(1): 173-186.
• Tang X., Huang S., Ng C., Li J. 2009. Enhancement of nitrogen and phosphorus removal in pilot-scale vertical subsurface flow-constructed wetlands using polypropylene pellets. Environmental Engibeering Science 26(3): 621-631.
• Tanner C., Sukias J., Upsdell M. 1999. Substratum phosphorus accumulation during maturation of gravel - bed constructed wetlands. Water Science Technology 40: 3046-3054.
• Tombarkiewicz B., Niedziółka J., Pawlak K., Lubkiewicz M. 1998. Efektywność oczyszczania ścieków bytowych w przyzagrodowych oczyszczalniach biologicznych. Roczn. Nauk. Zootechniki 25(3): 237-246.
• Vymazal J. 2002. The use of sub-surface constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic: 10 years experience. Ecological Engineering 18: 633-646.
• Vymazal J., Kröpfelová L. 2009. Removal of organics in constructed wetlands with horisontal sub-surface flow: A review of field experience. Science of the Total Environment 407: 3911-3922.
• Zhu T., Jenssen P.D., Mćhlum T., Krogstad T. 1997. Phosphorus sorption and chemical characteristics of lightweight aggregates (LWA) - potential filter media in treatment wetlands. Wat. Sci. Tech. 35(5): 103-108.