Unieszkodliwianie ścieków burzowo-deszczowych

wydany w Wodociągi - Kanalizacja – 2006-7
  DRUKUJ
W wielu miejscowościach wciąż nie rozwiązano problemu związków ropopochodnych spływających do kanalizacji, co w znacznej mierze spowodowane jest kosztami takiego przedsięwzięcia. Rozwiązaniem technicznym może być system bezpośredniego unieszkodliwiania ścieków burzowo-deszczowych.

Schemat działania urządzenia EcoDrain

Rozwiązanie zastosowane m.in. w Płocku oparte jest na naturalnych złożach sorpcyjnych (specjalnie preparowana kora drzew iglastych z tlenowymi i beztlenowymi bakteriami, w ilości ok. 1 miliona mikroorganizmów w 1 g pozwala jednocześnie zrealizować wymagania postawione w dyrektywach UE i przepisach polskiego prawa).
Zgodnie z § 19 ust. 1 pkt 1 i 2 rozporządzenia Ministra Środowiska z 8 lipca 2004 r (DzU nr 168, poz. 1763)1 wody opadowe i roztopowe ujęte w szczelne, otwarte lub zamknięte systemy kanalizacyjne, wprowadzane do wód lub do ziemi z powierzchni szczelnej terenów przemysłowych, składowych, baz transportowych, portów, centrów miast, budowli kolejowych, dróg krajowych, wojewódzkich i powiatowych klasy G, a także parkingów o powierzchni powyżej 0,1 ha, powinny być oczyszczone w ilości, jaka powstaje z opadów o natężeniu co najmniej 15 l/s na hektar powierzchni szczelnej. Ponadto rozporządzenie mówi o tym, że z powierzchni szczelnej obiektów magazynowania i dystrybucji paliw wody powinny być oczyszczone w ilości, jaka powstaje z opadów o częstotliwości występowania raz w roku i czasie trwania 15 minut, lecz w ilości nie mniejszej niż powstająca z opadów o natężeniu 77 l/s/ha.
Stężenie zanieczyszczeń zawartych w oczyszczonych wodach opadowych, roztopowych na odpływie do wyżej wymienionych odbiorników nie powinno przekraczać wartości w odniesieniu do zawiesiny ogólnej 100 mg/l i substancji ropopochodnych nie więcej niż 15 mg/l.
Nadmienić przy tym należy, że wody opadowe z dachów obiektów, w tym położonych na terenach wymienionych w § 20 ust. 1 rozporządzenia, mogą być bezpośrednio odprowadzane do wód lub do ziemi bez oczyszczenia1, 2.
Ścieki powstające z opadów atmosferycznych, tzn. deszczu i śniegu, nazywa się ściekami opadowymi. Zawierają one wiele zanieczyszczeń. Opady atmosferyczne zanieczyszczają się bowiem już w czasie spadania poprzez przyziemne warstwy powietrza, wychwytując z nich pyły, produkty niespalonego paliwa i różne substancje stałe oraz gazowe usuwane przez zakłady przemysłowe do atmosfery. Jednakże większa część zanieczyszczeń dostaje się do ścieków w czasie spływania ich z powierzchni miasta2. Ilość zanieczyszczeń dostających się do ścieków deszczowych zależy od zanieczyszczenia atmosfery w obrębie miasta, rodzaju nawierzchni ulic, placów i chodników, rodzaju transportu kołowego, organizacji i sposobu oczyszczania ulic, sposobów walki z gołoledzią, ilości zielonych terenów w mieście, intensywności i czasu trwania deszczu oraz wielu innych drugorzędnych czynników. Nie sposób zanieczyszczeniom tym zapobiec, gdyż nie da się zidentyfikować wszystkich źródeł skażenia. Są ich tysiące: wycieki benzyny ze stacji benzynowych, myjni, zajezdni, baz samochodowych, ze skorodowanych baków, ścierająca się nawierzchnia asfaltu, zdzierające się opony, spaliny itp.3.
Dlatego istotnym elementem są podczyszczalnie ścieków burzowo-deszczowych, które powinny zabezpieczyć odbiorniki wodne bądź gruntowe przed zanieczyszczeniem. Chodzi tu o podstawowe zanieczyszczenia, które definiowane są jako: zawiesina ogólna i substancje ropopochodne oraz metale ciężkie.

Innowacyjne rozwiązanie
Urządzenia typu EcoDrain ze specjalnymi wsadami stanowią wkłady do ulicznych wpustów kanalizacyjnych (kratek ściekowych) w jezdniach, ulicach, na mostach, drogach, parkingach, placach postojowych, stacjach benzynowych, myjniach i innych miejscach, skąd odpływają ścieki deszczowe. Innowacja systemu (urządzenie wraz z technologią) polega na unieszkodliwianiu zawartych w ściekach deszczowych zanieczyszczeń typu ropopochodnych zawiesin i metali ciężkich spływających z jezdni w trakcie burzy lub deszczu do kanalizacji burzowej już na samym początku instalacji kanalizacyjnej, to znaczy już w kratce ściekowej, do wartości zgodnych z aktualnymi przepisami. Nie ma również potrzeby uzyskiwania „pozwolenia na budowę”.
Specjalny cylinder, wykorzystując zjawisko grawitacji, napięcia powierzchniowego i siły odśrodkowej, kieruje zanieczyszczoną deszczówkę do komory z absorbentem. Urządzenie może oczyścić do 35 l/min ścieków deszczowych. Pierwsze 15-20 minut jest fazą „najbrudniejszą” i przenosi ok. 95 – 99% zanieczyszczeń. Przedstawiona na rysunku konstrukcja uniemożliwia zaklejanie się i blokowanie przepływu ścieków, a w przypadku opadów nadmiernych ścieki omijają zastosowane wkłady poprzez „bypass”4.
Naturalny sorbent nie tylko zatrzymuje związki ropopochodne, ale także wszystkie je rozkłada. W woreczkach ze sprasowanego bawełnianego włókna znajdują się tlenowe i beztlenowe bakterie żywiące się związkami ropy naftowej i innymi węglowodorami. Organizmy te rozwijają się nawet wówczas, gdy ropa naftowa jest jedynym dostępnym dla nich związkiem organicznym. Wkłady nie pochłaniają wody. Na biodegradację nie ma wpływu ani wilgotność, ani temperatura. Bakterie radzą sobie o każdej porze roku. Kilogram absorbentu pochłania np. 4,99 kg nieprzerobionej ropy, 2,04 kg benzyny, 2,36 kg oleju napędowego czy 1,73 kg toluenu.
System został opatentowany w USA, w Szwecji i Europie w zakresie unieszkodliwiania ścieków burzowych w miejscu ich powstawania5.
Ponadto możliwość sukcesywnego instalowania urządzeń w istniejącej i nowo budowanej kanalizacji ścieków burzowych pozwala na bardziej elastyczny i równomiernie rozłożony w czasie system finansowania inwestycji.

Certyfikat, atest, opinie techniczne
Na podstawie wykonanych w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej badań chemicznych wkładów filtracyjnych (nowych i przepracowanych) oraz próbek wód deszczowych z dwóch zlewni w Płocku po przejściu przez omawiany system uzyskano Certyfikat Zgodności6 z warunkami zawartymi w ww. rozporządzeniu1.
Przeprowadzone badania miały na celu określenie wpływu nowych wkładów filtracyjnych na sorpcję i biodegradację zanieczyszczeń ropopochodnych zawartych w wodach deszczowych, spływających do kratek ściekowych z powierzchni dróg.
Przedmiotem badań były dwie próbki wkładów, z czego jedną stanowił nowy wkład (tło), drugą zaś wkład przepracowany, pochodzący z urządzenia EcoDrain, po trzymiesięcznym (lipiec – wrzesień) okresie, od momentu zainstalowania urządzeń w kratkach ściekowych czterech ulic miejskich (dwie zlewnie) w Płocku. Zakres badań obejmował wykonanie wyciągów wodnych z ww. wkładów oraz oznaczenie w otrzymanych wyciągach pH, ChZT, BZT5, ropopochodnych oraz metali ciężkich, takich jak Zn, Ni, Pb, Cr, Cu, Cd, V i Hg. Ponadto, w podobnym zakresie jak wyciągi wodne z wkładów filtracyjnych, zostały również przebadane wody deszczowe, pobrane trzykrotnie w okresie intensywnych opadów na odpływie z kolektorów zbiorczych kanalizacji, którą spływają ścieki burzowe z ulic gdzie zainstalowano urządzenia EcoDrain. Wyniki badań przedstawiono w tab. 1 i 2.

Tab. 1. Ilość zanieczyszczeń oznaczonych w wyciągach wodnych z zastosowanych innowacyjnie wkładów filtracyjnych
Tab. 2. Ilość metali ciężkich wymywanych z wkładów filtracyjnych (PDF)


W Państwowym Zakładzie Higieny uzyskano Atest Higieniczny7 dopuszczający stosowanie omawianego sorbenta ze złożem bakteryjnym w Polsce. Ponadto otrzymano pozytywne opinie Instytutu Ochrony Środowiska i Instytutu Badawczego Dróg i Mostów8, 9. Istotą opinii jest stwierdzenie, że testowane urządzenia nie są trwale związane z jezdnią i nie podlegają przepisom ustawy Prawo Budowlane oraz nie wpływają na bezpieczeństwo ruchu drogowego, stanowiąc wyposażenie dodatkowe systemu kanalizacji. W związku z powyższym, nie ma potrzeby uzyskiwania pozwoleń na ich budowę.

Układ w Płocku
Cały teren należy do zlewni rzeki Wisły. Miasto zostało podzielone na szereg zlewni podstawowych. Istniejący układ kanałów umożliwia grawitacyjne odprowadzanie ścieków deszczowych do określonych odbiorników, tj. rzek Wisły, Brzeźnicy, Słupianki i Rosicy oraz rowu „Mała Rosica”2, 10, 11.
Miasto posiada 18 wylotów, z czego 13 ma urządzenia podczyszczające na wylotach, z których sześć zlewni zostało wyposażone w urządzenia, umożliwiające oczyszczanie ścieków na wlocie do kanalizacji deszczowej. Miasto jest na etapie porządkowania regulacji prawnych w zakresie ustawy Prawo wodne12.
W świetle obowiązujących przepisów badania kontrolne jakości odprowadzanych ścieków burzowo-deszczowych przeprowadza się co najmniej raz na pół roku, na podstawie kontroli eksploatowanych urządzeń oczyszczających. Wyniki badań z ostatnich czterech lat przedstawia tab. 3.
W Płocku, jako jedynym mieście w Polsce i trzecim w Europie (obok Cremony we Włoszech i Linkoping w Szwecji)13, 14, w latach 2003-2005 w sześciu zlewniach do końca 2005 r. zainstalowano 350 urządzeń EcoDrain w istniejących już studzienkach pod kratką ściekową.
Z analizy wyników wszystkich badań ze zlewni, w których zainstalowano te urządzenia, można stwierdzić, że niewielka zawartość zawiesiny w badanych próbkach, pobranych na wylocie z kolektorów zbiorczych kanalizacji deszczowej, świadczy o tym, iż wkłady stanowią również fizyczną barierę dla zanieczyszczeń stałych, nierozpuszczonych, typu zawiesina ogólna, która niejednokrotnie zawiera znaczną ilość zanieczyszczeń metalami ciężkimi. Także śladowe ilości substancji ropopochodnych zawartych w próbkach świadczą o tym, iż urządzenie bardzo dobrze spełnia swoją funkcję.
Górna część urządzenia szczelnie przykrywa światło studzienki, toteż wszystkie „większe” zanieczyszczenia uliczne, takie jak papier, plastik, liście, gałęzie czy szkło, zostają zatrzymane na powierzchni urządzenia pod kratką, natomiast „mniejsze” (muł, pył, piasek, zawiesina ogólna, drobne zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne) są zatrzymywane w kieszeniach pojemnika. System stanowi alternatywę dla urządzeń tradycyjnych, w szczególności dla zlewni, na których z różnych powodów (ponieważ są to np. tereny zalewowe lub ze względu na niekorzystne ukształtowanie terenu bądź cenne walory krajobrazowe) nie można wybudować typowych podczyszczalni ścieków deszczowych ani dla nowo projektowanej kanalizacji, ani dla już istniejącej. System sprawdzi się też tam, gdzie procent powierzchni szczelnej wymagającej oczyszczenia zgodnie z rozporządzeniem jest mały w stosunku do całej powierzchni zlewni.

Tab. 3. Jakość wód opadowych pobranych na wylotach kanalizacji deszczowej w Płocku z ostatnich czterech lat (PDF)

dr inż. Franciszek S. Tużnik
Tuzal, Warszawa

Źródła
  1. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 8 lipca 2004 r w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU nr 168, poz. 1763).
  2. Witczewski J., Podwójci P.: Gospodarka wodami opadowymi na terenie miasta Płocka. XXV Międzynarodowe Sympozjum im. Bolesława Krzysztofika – AQUA 2005, Problemy Inżynierii Środowiska. Płock czerwiec 2005.
  3. Fober I.: Niewiele brakowało, a Płock byłby pierwszym miastem w Europie, w którym uporano się z zanieczyszczeniami w ściekach z kanalizacji burzowej. „Przegląd Techniczny” 18-19/2002.
  4. www.greentecheurope.com.
  5. Patent USA: No 6.080.308.
  6. Certyfikat Zgodności: Nr P41/204/2003 (1211) z 12 listopada 2003 r., wydany przez IMP.
  7. Atest Higieniczny: Nr HK/W/0568/01/2003 z 8 września 2003 r., wydany przez PZH.
  8. Opinia: Nr TG-4306-52-2003 z 12 sierpnia 2003 r., wydana przez IBDiM.
  9. Opinia: Nr ZN/4/AT-197/46/2003 z 10 września 2003 r., wydana przez IOŚ.
  10. Dane i wyniki badań opracowane przez laboratorium „Wodociągów Płockich” uzyskane z Wydziału Gospodarki Komunalnej i Ochrony Środowiska Urzędu Miasta Płocka.
  11. Nałęcz T. i in.: Program Ochrony Środowiska dla Miasta Płocka na lata 2004-2005.
  12. Ustawa z 18 lipca 2001 r. – Prawo wodne (DzU nr 115, poz. 1229).
  13. Fantozzi M., Swartling F. i in.: Field Monitoring and Evaluation of Innovative Solutions for Cleaning Storm Water Run-off. Cremona (Włochy) 2003.
  14. Svensson B., Berggren U.: Field-test with 65 EcoDräin units on Linkoping streets. Department of Water and Environmental Studies. Linköping University (Szwecja) 2002.

Ten artykuł jest dostępny dla wszystkich

Z prenumeratą cyfrową lub papierową uzyskasz
bezpłatny dostęp do wszystkich treści.

Sprawdź ofertę prenumeraty

Zaloguj się  |  Prenumerujesz? – otrzymaj dostęp

Reklama

comments powered by Disqus