Podczyszczanie ścieków poprodukcyjnych zawierających kleje organiczne metodą koagulacji chlorkiem żelaza

Począwszy od roku 2001 Katedra Techniki Wodno Mułowej i Utylizacji Odpadów Politechniki Koszalińskiej nawiązała współpracę z Przedsiębiorstwem DREWEXiM zajmującym się produkcją okien i drzwi oraz innych elementów drewnianych zlokalizowanym w miejscowości Nowe Bielice koło Koszalina. Do tej pory DREWEXiM wprowadzał niewielkie ilości ścieków, ale o bardzo wysokim stężeniu substancji organicznych trudno rozkładalnych mierzonych wskaźnikami ChZT czy OWO (rzędu kilkudziesięciu tysięcy miligramów na litr) do kanalizacji zbiorczej. Ten fakt spowodował konsekwencje w postaci zniszczenia kultury bakteryjnej lokalnej oczyszczalni ścieków oraz groźbę wypowiedzenia umowy o odbiorze i utylizacji ścieków. Zakład produkcyjny podjął kroki zmierzające ku polepszeniu wartości wskaźników zanieczyszczeń ścieków odprowadzanych do sytemu kanalizacji zbiorczej. Na podstawie wielu badań prowadzonych w Katedrze Techniki Wodno - Mułowej i Utylizacji Odpadów Politechniki Koszalińskiej zaproponowano układ technologiczny podczyszczania ścieków poprodukcyjnych w procesach mechanicznych i fizykochemicznych przedstawiony na rys. 1. W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych jednego węzła układu technologicznego (według rys. 1) podczyszczania ścieków przemysłowych zawierających kleje organiczne. Badania tu przedstawione dotyczyły koagulacji chlorkiem żelaza, Wyniki badań podczyszczania ścieków klejowych w kolejnych węzłach zaproponowanego układu technologicznego (według rys.1) zostały opublikowane m.in.: [10÷13]. Badania podczyszczania ścieków poprodukcyjnych zawierających kleje organiczne w procesie filtracji grawitacyjnej - Gaz Woda Technika 4/2008 [10]. Podczyszczanie ścieków zawierających kleje organiczne w procesie sorpcji, Inżynieria i Ochrona Środowiska, Tom 10, nr 3 [12]. Spalanie osadów pokoagulacyjnych zawierających kleje organiczne oraz utylizacja powstałych popiołów, Polityka Energetyczna, Tom 10, zeszyt 2 [13]. Matematyczny opis technologii podczyszczania ścieków zawierających kleje organiczne w Roczniku Ochrony Środowiska Tom 9 [11]. Kilka kolejnych publikacji jest zgłoszonych do druku. W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono również badania podczyszczania ścieków zawierających kleje organiczne w procesie koagulacji z zastosowaniem innych odczynników tj. wodorotlenku wapna Ca(OH)2 oraz okazał się wodorotlenek wapna. Do kolejnego węzła zaproponowanego układu technologicznego (rys. 1) tj. filtracji grawitacyjnej podawano ciecz nadosadową po koagulacji z zastosowaniem Ca(OH)2, gdzie pH sklarowanej cieczy wynosiło ok. 11 [14]. W związku z wysoką wartością odczynu, ścieki przed procesem filtracji grawitacyjnej poddano procesowi saturacji czyli napowietrzaniu ścieków, poprzez wprowadzenie CO2 z powietrza atmosferycznego. Przepływ powietrza przez urządzenie napowietrzające wynosił 1800 dm3/h, czas napowietrzania wynosił około 2 godzin tj. do momentu uzyskania pH poniżej 9,0. Zużyte złoże filtracyjne poddano próbie płukania, ale ze względów ekonomicznych odstąpiono od tego założenia, ponieważ zużycie wody wodociągowej płuczącej (około 150 dm3) było zbyt duże w stosunku do ilości ścieków podczyszczanych na złożu (około 35 dm3), podczas jednego cyklu filtracji. Problem ten rozwiązano w taki sposób, że zużyte złoże filtracyjne stosowano jako kruszywo do mieszanki betonowej podczas prowadzenia procesu solidyfikacji [13].

Since 2001 Division of Water-Sludge Technology and Waste Utilization of Koszalin University of Technology established co-operation with DREWEXiM Company which products Windows and doors and other wooden components, located in Nowe Bielice near Koszalin, Poland. DREWEXiM emitted to sewage system small amounts of wastewater, but with very high concentration of organic substances, hardly digestible, measured by COD and TOC (values are several dozens of thousands of milligrams per liter). This caused destruction of bacteria culture in the biological stage of local sewage treatment plant. Therefore company started to look for solutions allowing to increase quality of wastewater piped off to sewage system. This paper presents results of laboratory investigations on one node of proposed technological setup (presented in Figure 1) for pre-treatment of industrial wastewater, which contain mainly residual adhesive and hardener. The investigations concern coagulation process with application of FeCl3 and sedimentation process. Authors estimated influence of coagulant dose, sedimentation time and initial concentration of contaminants on process effectiveness. Applied process of coagulation with FeCl3 reduces concentration of organic substances hardly digestible (COD) almost 83% at its initial value of 45 850 mgO2/dm3 and 75% of organic carbon content at its initial concentration of 18 200 mgC/dm3. The investigations allowed to determine optimal values of process parameters: FeCl3 dose - 0.6 g/dm3, sedimentation time - 2 hours. The values of contamination parameters in wastewater after sedimentation depended strictly on their concentration before process, and this dependence (decrease) was linear. Pre-treatment of wastewater containing adhesive using coagulation with FeCl3 allowed to decrease concentrations of all contamination parameters, which were investigated in this work. However, when compared with requirements for wastewater inflowing to sewage system, wastewater after coagulation should undergo next processes proposed in technological setup (Figure 1), including filtration ad sorption. On the basis of investigation results, analytical and empirical equations, which describe influence of individual independent parameters on resulting parameters, were determined using method of central point. In order to verify determined equations, additional random tests were carried out. Values of individual variables x1, x2, x3 were within the previously tested range but not close to values of central points of approximation. So, those values were within the space in which it is accepted that obtained equations can be used