Odory z oczyszczalni ścieków komunalnych

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Oczyszczalnia ścieków
w Nowej Wsi

Odory z oczyszczalni ścieków komunalnych – pojęcie stosowane w odniesieniu do poszczególnych nieprzyjemnie pachnących związków chemicznych, emitowanych z poszczególnych części instalacji do oczyszczania ścieków, albo w odniesieniu do mieszanin wszystkich wonnych związków (odorantów), których ilość jest określana olfaktometrycznie. Emisję zapachową (ilość emitowanych odorów) wyraża się w jednostkach zapachowych emitowanych w jednostce czasu. Określenie wartości emisji zapachowej i wskaźników emisji zapachowej, odniesionych np. do jednostkowej ilości oczyszczanych ścieków lub jednostki powierzchni odstojnika ścieków (osadnika), umożliwia obliczanie zasięgu ponadnormatywnej uciążliwości zapachowej w otoczeniu oczyszczalni. Obliczenia są wykonywane metodami matematycznego modelowania procesu rozprzestrzeniania się odorantów.

Procesy biodegradacji biomasy[edytuj]

Substancja Stężenie Próg
wyczuwalności
Stężenie
zapachowe
Stężenie zanieczyszczeń nad powierzchnią ścieków komunalnych[1]
(dane zgromadzone w latach poprzedzających normalizację procedur olfaktometrycznych w EN 13725 z roku 2003[2]: a – 1983[3], b – 1990[4])
c [ppm][5] cth [ppm] cod [ou/m3] = c / cth[6]
siarkowodór 1,1·10−3–0,78 a) 0,008
b) 0,018
0,09–65
metanotiol 1,0·10−3–0,55 a) 0,002
b) 0,001
0,07–393
etanotiol 1,6·10−5–7,4·10−2 a) 0,00076
b) 0,0011
0,011–85
n-propanotiol 7,5·10−5–1,6·10 −3 a) –
b) 0,001
0,075–1,6
n-butanotiol 8,2·10−4–6·10 −3 a) 0,00097
b) 0,0014
0,68–5
sulfid dimetylowy 1,5·10 −3–2·10 −2 a) 0,0023
b) 0,0023
0,65–8,7
sulfid dietylowy 2,5·10−4–6·10−4 a) –
b) 0,004
0,063–0,15
disulfid dietylowy 5,4·10−5 a) –
b) 0,00043
0,013
amoniak 1,9·10−2–5,5 a) 5,2
b) 5,75
0,003–1,0
metyloamina 3,3 a) 3,2
b) 0,02
13,2
trimetyloamina 1,7 a) 0,00044
b) 0,002
1810
pirydyna 1,3·10−2–0,82 a) 0,17
b) 0,084
0,11–6,8
indol brak danych a) –
b) 0,000032
(?)
skatol 7,5·10−8–1,9·10−2 a) –
b) 0,000565
10−4–33,6
acetamid
(etanoamid)
brak danych a) –
b) 60
brak danych
kwas masłowy
(butanowy)
2,8 10−4–5,6·10−4 a) –
b) 0,004
0,07–0,14
kwas walerianowy
(pentanowy)
6·10−4 a) –
b) 0,005
0,12
fenol 4,7·10−2–0,65 a) 0,04
b) 0,109
0,71–9,9
p-krezol 4,7·10−4 a) –
b) 0,0018
0,26

Oczyszczalnie ścieków należą do grupy instalacji, których zapachowa uciążliwość dla mieszkańców otoczenia jest największa. Świadczą o tym np. wyniki analiz liczby skarg wpływających do różnych urzędów[1][7][8] . Poza oczyszczalniami ścieków w tej grupie znajdują się np. składowiska odpadów komunalnych, kompostownie, fermy hodowlane i zakłady przetwarzające odpady (np. rybne i mięsno−kostne). W wymienionych obiektach odory powstają wskutek naturalnych procesów biodegradacji biomasy (roślinnej i zwierzęcej), np. rozkład białek. Produktami rozkładu biomasy są wieloskładnikowe mieszaniny zanieczyszczeń powietrza (odorantów i związków bezwonnych). Są to mieszaniny związków chemicznych, które mają różne właściwości zapachowe, np.[1]:

Od wymienionych cech substancji zależy stopień odczuwanej uciążliwości, związany z siłą i rodzajem zapachu. Zanieczyszczone powietrze zawiera dwutlenek węgla, wodór, metan oraz takie związki, jak np.[1]:

Rodzaj i ilość odorantów, uwalnianych do powietrza, zależy od rodzaju rozkładającej się biomasy i od etapu i warunków biodegradacji. W suchej słomie zbóż zawartość azotu, związanego np. w formie białek, aminokwasów, kwasów nukleinowych, wynosi np. 0,4–0,8%, w roślinach motylkowych – 1,5–3,5%, w odchodach kurzych – 1,6%, w mączce kostnej – 4%, w odpadkach z fabryk jedwabiu naturalnego – ok. 12%. Ogólna zawartość siarki w biomasie jest dużo mniejsza, ponieważ tylko nieliczne aminokwasy zawierają siarkę (cystyna, cysteina, metionina). Mimo to zapach związków siarki może w istotnym stopniu wpływać na zapach mieszaniny produktów biodegradacji biomasy, ze względu na bardzo niskie progi węchowej wyczuwalności[1].

Odoranty o nieprzyjemnym zapachu i niskich progach jego wyczuwalności powstają przede wszystkim w warunkach beztlenowych, pod wpływem bakterii anaerobowych.

Olfaktometryczne oceny emisji zapachowej[edytuj]

Zapachu mieszaniny powstających związków nie można przewidzieć na podstawie wyników chemicznej analizy jakościowej i ilościowej[1][9]. W czasie wydawania pozwoleń zintegrowanych na prowadzenia działalności w danym miejscu bierze się pod uwagę wyniki olfaktometrycznych pomiarów emisji zapachowej (np. wskaźniki emisji zapachowej z podobnych instalacji)[10][11] oraz sposób zagospodarowania terenu otoczenia inwestycji i oceny zapachowej jakości powietrza (np. opinie mieszkańców i wyniki pomiarów terenowych), np. skalowania intensywności zapachu[12].

Pomiary emisji ze źródeł zorganizowanych są wykonywane metodą olfaktometrii dynamicznej, zgodnie z normą europejską PN–EN 13725[2]. W normie podano również, w formie załącznika informacyjnego, zalecenia dotyczące sposobów pobierania próbek ze źródeł powierzchniowych, np. odkrytych odstojników lub składowisk osadów. Na podstawie badań uciążliwości 226 miejskich biologicznych oczyszczalni ścieków, wykonanych w latach 80. XX w. (D. Eitner, 1984), stwierdzono, że uciążliwość jest spowodowana najczęściej emisjami ze strefy dopływu ścieków i wstępnego oczyszczania oraz stref obróbki osadów. W ostatniej strefie stężenie zapachowe osiągało wartość 106 ou/m³[1][13].

Kilkuletnie olfaktometryczne badania emisji z jednostkowych powierzchni ścieków w różnych fazach oczyszczania (ouE/m2/s, zob. wskaźniki emisji zapachowej) wykonano w latach 2006, 2007 i 2012/2013 w Hogsmill Sewage Treatment Works w związku z tworzeniem planów rozwoju Hogsmill Valley. Program został zrealizowany przez Odournet UK Ltd (Bradford on Avon) na zamówienie Royal London Borough of Kingston. Wyniki pomiarów wykorzystano w czasie modelowania rozprzestrzeniania się odorantów w otoczeniu oczyszczalni (wyznaczono izolinie odpowiadające wartościom percentyla cod,98,1-hour = 3 i 5 ouE/m3[14] (zob. standardy zapachowej jakości powietrza).

Mało skuteczna dezodoryzacja gazów emitowanych z suszarni osadów może być przyczyną bardzo dużej uciążliwości, odczuwanej przez tysiące mieszkańców pobliskich osiedli mieszkaniowych, jeżeli lokalizacja obiektu nie była racjonalna (nie uwzględniono standardów zapachowej jakości powietrza na etapie wydawania pozwolenia na działalność)[15].

Strefa oczyszczalni Stężenie zapachowe cod [ou/m³][1]
dopływ ścieków i oczyszczanie mechaniczne
(zależnie od rodzaju ścieków i stanu kanalizacji)
30–1000
oczyszczanie biologiczne 5–120
obróbka osadów 100–1000000

Zasięg uciążliwości
oczyszczalni 12 000 m³/24 h[1]
A–pompownia, B–komora przelewowa, C–piaskownik, D–osadnik, E–kanał, F,G–zagęszczacze osadu, H–stacja wirówek, I,J–składowiska osadów
Częstość (% czasu) występowania zapachu
rozpoznawalnego w otoczeniu (doba)
Częstość (% czasu) występowania zapachu
rozpoznawalnego w otoczeniu (rok)

Oszacowania emisji zapachowej z oczyszczalni ścieków są wykonywane również metodami pośrednimi, na podstawie ocen stężenia zapachowego w otoczeniu zakładu. Wykonywane są długofalowe pomiary całoroczne, we wszystkich sytuacjach meteorologicznych, występujących w skali roku (zobacz: róża wiatrów)), albo pomiary skrócone do kilku lub kilkunastu różnych sytuacji. W pierwszym przypadku ocenia się zapachową jakość powietrza w stałych punktach regularnej siatki pomiarowej, w drugim – w punktach leżących w „smudze zanieczyszczeń” (po stronie zawietrznej względem oczyszczalni). Modele rozprzestrzeniania się odorantów pozwalają określić jaka wartość emisji zapachowej odpowiada wartościom stężenia zapachowego, stwierdzonym w otoczeniu („odwrócone modelowanie rozprzestrzeniania się”).

Na podstawie wyników badań skróconych stwierdzono np. że zapachowa z zakładu oczyszczającego 12 000 m³ ścieków na dobę (bez oczyszczalni biologicznej, z komorą beztlenowej fermentacji osadów) wynosi ok. 30 000 ou/s, a wskaźnik emisji – ok. 216 000 ou/m³ ścieków lub ok. 250 ou/g usuwanego osadu. Wyznaczona wartość emisji pozwoliła określić częstość występowania w otoczeniu zakładu zapachu co najmniej rozpoznawalnego (% godzin roku).

Prognozowanie zasięgu uciążliwości ponadnormatywnej[edytuj]

W celu określenia, czy w określonej odległości od zakładu zapachowa uciążliwość jest „ponadnormatywna” (może być uznana za akceptowalną), porównuje się obliczone wartości częstości występowania rozpoznawalnego zapachu z odpowiednimi standardami zapachowej jakości powietrza[16]. W Polsce wydanie takich przepisów mieści się w zakresie kompetencji ministra ds. środowiska[17][18].

Zobacz też[edytuj]

Przypisy

  1. a b c d e f g h i J. Kośmider, B. Mazur-Chrzanowska, B.: Odory. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002. ISBN 978-83-01-14525-5.
  2. a b PN–EN 13725:2007: Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej. „PKN Warszawa”. 2007 (pol.). [dostęp 2010-11-02]. 
  3. Amoore, E. Hautala. Odor as an Aid to Chemical Safety.. „J. of App. Toxicol.”. 3, s. 272-290, 1983 (ang.). 
  4. M Deyos, F. Patte, P. Rouault, P. Laffort, L.J. Van Gemert: Standardized Human Olfactory Threshold. New York: IRL Press at Oxford University Press, 1990. (ang.)
  5. S. Hławiczka: Uciążliwość zapachowa jako element ocen oddziaływania na środowisko. Wrocław: Wyd. Politechniki Wrocławskiej, 1993.
  6. J. Kośmider, Wyszyński. Zapachowa uciążliwość oczyszczalni ścieków komunalnych. „Archiwum Ochrony Środowiska”. 27 (3), s. 69-83, 2001 (pol.). 
  7. Urszula Siwek. Klasyfikacja źródeł uciążliwości zapachowej powietrza na podstawie analizy skarg ludności. „Materiały Symp.: Intergrated Air Quality Control for Industrial and Commercial Sectors”, s. 291–301, 1997. Szczecin: Ekochem. 
  8. M. Kołodziej-Nowakowska. Rozpatrywanie skarg na uciążliwość odorową przez Inspekcję Ochrony Środowiska. „Materiały Seminarium RTP 26398 nt. Ograniczanie uciążliwości odorowych w Polsce”, 2008-03-31. Międzyzdroje: WIOŚ Szczecin (pol.). [dostęp 2010-11-03]. 
  9. Małgorzata Friedrich. Poszukiwanie korelacji między zapachem gazów odlotowych z oczyszczalni ścieków a stężeniami poszczególnych zanieczyszczeń. „Inż. Ap. Chem.”. 52 (6), s. 533-534, 2013, 52, 6,. Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich. ISSN 0368-0827. 
  10. B.: Merecka. Pozwolenia zintegrowane dla emisji odorów. „Wodociągi – Kanalizacja”, s. 36-38, 2007 (pol.). 
  11. B. Merecka. Ocena zapachowego oddziaływania oczyszczalni ścieków. „Wodociągi – Kanalizacja 2007”, s. 40-42, 2007 (pol.). 
  12. J. Kośmider. Uciążliwość zapachowa. Metodyka terenowych oznaczeń stężenia odorów w powietrzu na przykładzie fermy norek. „Archiwum Ochrony Środowiska”. 24 (2), s. 19-32, 1998 (pol.). 
  13. J.D. Rutkowski, J. Kośmider, M. Szklarczyk: Substancje odorotwórcze w środowisku. Warszawa: Wydawnictwo PIOŚ, Biblioteka Monitoringu, 1995.
  14. Andrew Meacham, Odournet UK Ltd: Odour impact assessment of Hogsmill STW. W: TWPS12C_21 [on-line]. www.kingston.gov.uk, November 2013. [dostęp 2016-03-30].
  15. Elżbieta Turlej. Mieszkańcy Bełchatowa mają dość życia w smrodzie W Bełchatowie kręcą nosem. „Polityka”, s. 30-31, 8 listopada 2015. 
  16. B. Krajewska, J. Kośmider. Standardy zapachowej jakości powietrza. „Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów”. 39 (6), s. 181–191, 2005 (pol.). 
  17. Prawo ochrony środowiska, art. 222. Dz.U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150
  18. Joanna Kośmider. Projektowane standardy zapachowej jakości powietrza i możliwości oceny skutków wprowadzenia regulacji. „Ochrona powietrza i problemy odpadów”. 39 (3), s. 77–82, 2005 (pol.). [dostęp 2010-11-01]. 

Linki zewnętrzne[edytuj]