Removal of Organic and Biogenic Compounds from Reject Water with Constructed Wetlands

There are 16 dairy processing plants operating in Podlasie region, including 9 that use individual systems for sewage treatment, while others dispose wastewaters to municipal wastewater treatment plants. Personal Equivalent (P.E.) for individual objects ranges from 7000 to almost 240000 at the flow rate from 500 up to 5240 m3 of sewage daily. Most of objects were built in 70’s of the 20th century; they are overloaded due to the increase of production in factories and works observed for over 20 years. The increase of sewage load made also the increase of sewage sludge and reject water amounts. Reject water is in general directed to the beginning of the treatment process, which is a considerable load, namely due to ammonium nitrogen form. Applying the separate reject water treatment using constructed wetland is one of the possibilities to lower the dairy sewage treatment plant loads. The method can be an alternative for advanced and expensive technologies for purifying the reject waters from treatment plants that use anaerobic sludge stabilization. Studies were carried out in August–October 2008 in research installation designed by the author and operating in dairy sewage treatment plant in Bielsk Podlaski. Reject waters generated in sewage sludge thickening chamber were subject to purification. Mean pollutants concentrations in reject water were: BOD5 – 118.6 mg O2 dm–3, COD – 242.1 mg O2 dm–3, Kjeldahl’s nitrogen – 17.2 mg NTKN dm–3, ammonium nitrogen – 10.4 mg N dm–3, and total phosphorus – 7.2 mg PT dm–3. BOD5 removal efficiency was 69.4 %, COD 53.7 %, Kjeldahl’s nitrogen 55.8 %, ammonium nitrogen 72.1 %, and total phosphorus 19.4 %, on average. Mean effect of organic substance removal measured as BOD5 was achieved at the level of 20.6 g BOD5 m–2 d–1, while ammonium nitrogen 1.87 g N–NH4 m–2 d–1. The study confirmed the usefulness of constructed wetland method application for separate treatment the reject waters from aerobic sewage sludge stabilization. At present, studies on the object designed for reject waters purification for a real scale, were begun. It is the first object of that type, installed in dairy sewage treatment plant in Poland, and it was designed as a result of the research work realized by the author in 2007–2009.

W województwie podlaskim działa 16 zakładów przetwórstwa mleczarskiego, z których 9 korzysta z indywidualnych systemów oczyszczania ścieków, pozostałe zaś odprowadzają ścieki do oczyszczalni komunalnych. Równoważna Liczba Mieszkańców (RLM) dla obiektów indywidualnych waha się od 7000 do niemal 240000, przy przepływie od 500 do 5500 m3 ścieków na dobę. Większość obiektów pochodzi z lat 70. ubiegłego wieku. Są one przeciążone ładunkiem zanieczyszczeń ze względu na wzrost produkcji w zakładach obserwowany od ponad 20 lat. Wzrost ładunku ścieków spowodował zwiększenie ilości osadów ściekowych oraz odcieków z ich przeróbki. Odcieki są z reguły kierowane na początek procesu oczyszczania, stanowiąc znaczne obciążenie, szczególnie w odniesieniu do azotu amonowego. Jedną z możliwości zmniejszenia obciążenia oczyszczalni mleczarskiej jest zastosowanie wydzielonego oczyszczania odcieków z wykorzystaniem metody hydrofitowej. Metoda ta może stanowić alternatywę dla zaawansowanych i kosztownych technologii przeznaczonych do oczyszczania odcieków z oczyszczalni stosujących beztlenowa stabilizację osadów. Wykonane w okresie sierpień-październik 2008 r. badania przeprowadzono dla instalacji badawczej zaprojektowaną przez autora i działającą na terenie oczyszczalni ścieków mleczarskich w Bielsku Podlaskim. Oczyszczaniu poddano odcieki powstające w komorze zagęszczania osadu. Wartości średnie wskaźników zanieczyszczeń w odciekach poddanych oczyszczaniu wynosiły: BZT5 - 118,6 mg O2 dm-3, ChZT - 242,1 mg O2 dm-3, azot Kjeldahla - 17,2 mg NTKN dm-3, azot amonowy - 10,4 mg N dm-3 oraz fosfor całkowity - 7,2 mg PT dm-3. Średnia efektywność usuwania wynosiła 69,4% BZT5, 53,7% ChZT, 55,8% azotu Kjeldahla, 72,1% azotu amonowego i 19,4% fosforu całkowitego. Osiągnięto średni efekt usuwania substancji organicznej mierzonej przez BZT5 na poziomie 20,6 BZT5 m-2 d-1, natomiast azotu amonowego 1,87 g N-NH4 m-2 d-1. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono możliwość zastosowania metody hydrofitowej do wydzielonego oczyszczania odcieków z tlenowej przeróbki osadów ściekowych. Obecnie rozpoczęto badania na obiekcie zaprojektowanym do oczyszczania odcieków w skali rzeczywistej. Jest to pierwszy tego typu obiekt w oczyszczalni mleczarskiej na terenie Polski, który powstał jako wdrożenie wyniku pracy badawczej zrealizowanej przez autora w latach 2007-2009.