81
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Suzana SERŠEN ČČENJE ODPADNE VODE Z BIO-DISKOM Diplomsko delo Maribor, 2008

ČIŠ ČENJE ODPADNE VODE Z BIO-DISKOMUniverza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo IV ČIŠ ČENJE ODPADNE VODE Z BIO-DISKOM Klju čne besede: Čistilne naprave,

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Suzana SERŠEN

ČIŠČENJE ODPADNE VODE

Z BIO-DISKOM

Diplomsko delo

Maribor, 2008

ČIŠČENJE ODPADNE VODE

Z BIO-DISKOM Diplomsko delo

Študent(ka): Suzana SERŠEN

Študijski program: Visokošolski strokovni; Tekstilstvo

Smer: Nega tekstilij

Mentor: red. prof. dr. Sonja ŠOSTAR TURK

Somentor: izr. prof. dr. Aleksandra LOBNIK

Maribor, 2008

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

2

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

II

I Z J A V A

Podpisana Suzana SERŠEN izjavljam, da:

• je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red. prof.

dr. Sonje ŠOSTAR TURK in somentorstvom izr. prof. dr. Aleksandre LOBNIK;

• predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

• soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, 27.11.2008 Podpis: ___________________________

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Sonji ŠOSTAR

TURK in somentorju izr. prof. dr. Aleksandri

LOBNIK za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi mentorju

strokovne prakse Franju Karlovčec.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

IV

ČIŠČENJE ODPADNE VODE Z BIO-DISKOM

Ključne besede: Čistilne naprave, Odpadna voda, Onesnaženje, KPK (kemijska potreba

po kisiku), BPK5 (biokemijska potreba po kisiku po 5 dneh), Biološka

čistilna naprava, Rastlinska čistilna naprava

UDK: 628.33 (043.2)

POVZETEK

Čiščenje odpadnih voda označuje tehnike, katere znižujejo vsebnost škodljivih snovi v

odpadni vodi, skozi biološke, kemične in mehanske postopke.

Komunalne in mnoge industrijske odpadne vode, so pretežno organsko obremenjene, zato jih

dandanes moramo vsaj biološko obdelati. Če so odpadne vode močno onesnažene ali pa jih

izpuščajo v potoke ali jezera, biološko čiščenje ne zadostuje. Take vode morajo biti še

nadaljnjo obdelane.

Čiščenje odpadnih voda poteka večinoma v t.i. čistilnih napravah. V prvi fazi čiščenja poteka

mehanska obdelava, pri kateri se odstranijo grobe nečistoče. V drugi fazi čiščenja poteka

biološka obdelava, pri kateri pride odpadna voda v stik z mikroorganizmi. Pri takih čistilnih

napravah je učinek čiščenja 90-95%. Odstranitev preostalih 5-10% nečistoč poteka v

modernih napravah z nadaljnimi postopki čiščenja (tretja faza).

V raziskavi je predstavljeno čiščenje odpadnih voda z bio-diskom, na čistilni napravi Bio-disk

1000 PE v naselju Banovci. Predvidena kapaciteta čistilne naprave je ocenjena na 1000 PE,

katera čisti kanalizacijsko in bazensko odpadno vodo. Cilj diplomske naloge je analizirati

parametre odpadne vode glede onesnaženosti in se seznaniti z delovanjem rastlinske čistilne

naprave, ter možnostjo implementacije z obstoječo čistilno napravo Bio-disk 1000 PE.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

V

ABWASSERREINIGUNG MIT BIO-DISK

Schlüselworter: Kläranlagen, Abwasser, Verunreinigung, CSB (Chemischer

Sauerstoffbedarf), BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf nach 5

Tagen), Biologischekläranlagen, Pflanzenkläranlagen

UDK: 628.33 (043.2)

ZUSAMMENFASSUNG

Abwasserreinigung ist die Sammelbezeichnung für alle Techniken zur Verringerung von

Inhaltsstoffen im verunreinigten Wasser, dem Abwasser, durch biologische, chemische

und/oder mechanische Verfahren.

Kommunale Abwasser und viele Industrieabwässer, die in der Regel und überwiegend

organische Belastungen enthalten, müssen heute zumindest biologisch behandelt werden.

Sind die Abwässer besonders stark verschmutzt oder werden sie in leistungsschwache

Gewässer oder in Seen eingeleitet, reichen biologische Verfahren allein nicht aus. Die

Abwässer müssen dann "weitgehend" behandelt werden.

Die Abwasserreinigung wird meist in Kläranlagen durchgeführt. In der ersten Stufe einer

Kläranlage, der mechanischen Abwasserreinigung werden durch Rechen, Sandfang und

Absetzbecken oder Vorklärbecken grobe Bestandteile, Sand und absetzbare Stoffe abgetrennt.

Die zweite Stufe, die biologische Abwasserreinigung, bringt die restlichen gut löslichen

Abwasserbestandteile in Kontakt mit Mikroorganismen, die vom Abbau der organischen

Verbindungen leben und sich dabei vermehren (Belebtschlamm). Bezogen auf den

Biochemischen Sauerstoffbedarf liegt die Reinigungswirkung solcher Kläranlagen bei 90-

95%. Die Entfernung der restlichen 5-10% erfolgt in modernen Anlagen in der

weitergehenden Abwasserreinigung (dritte Reinigungsstufe).

In der vorliegenden Arbeit wurde die Kläranlage Bio-disk 1000 EW in der Siedlung Banovci

untersucht. Die für 1000 Einwohnerwerte bemessene Kläranlage reinigt

Kommunaleabwasser und Badewasser von den Termen Banovci und der Siedlung Banovci.

Das Ziel der Diplomarbeit ist das analizieren der Abwasser-Parameter auf die

Abwasserverschmutzung. Wier erforsten auch das reinigungsferfahren der

Pflanzenkläranlage und die moglichkeit der Aufmarschierug mit der Kläranlage Bio-disk

1000 EW.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

VI

SEZNAM UPORABLJENIH SIMBOLOV IN OZNAK

O2 kisik

N2 dušik

CO2 ogljikov dioksid

Ar argon

SO2 žveplov dioksid

NO2- dušikov dioksid

NO3- nitratni ion

O3 ozon

CH4 metan

PE populacijski ekvivalent

KPK kemijska potreba po kisiku

BPK5 biokemijska potreba po kisiku po 5-tih dneh

TOC celotni organski ogljik

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

VII

KAZALO

1 UVOD.............................................................................................................................1

2 TEORETIČNI DEL......................................................................................................15

2.1 Čistilna naprava z bio-diskom (potopniki) ................................................................15

2.1.1 Konstrukcijske značilnosti........................................................................15

2.1.2 Postopek čiščenja......................................................................................16

2.2 Rastlinska čistilna naprava ........................................................................................17

2.2.1 Sestava rastlinske čistilne naprave ...........................................................19

2.2.1.1 Rastlinska čistilna naprava z površinskim tokom.....................................21

2.2.1.2 Rastlinska čistilna naprava s podzemnim tokom ......................................23

2.2.2 Čistilni postopek.......................................................................................24

2.3 Parametri onesnaženosti odpadnih vod .....................................................................27

3 EKSPERIMENTALNI DEL ........................................................................................33

3.1 Opis čistilne naprave Bio-disk 1000 PE....................................................................33

3.1.1 Podatki o izvoru odpadnih vod.................................................................34

3.1.2 Podatki o zahtevani stopnji čiščenja.........................................................35

3.1.3 Podatki o odvodniku.................................................................................35

3.1.4 Splošni opis in delovanje čistilne naprave................................................35

3.1.5 Informacije o delovanju naprave ..............................................................37

3.1.6 Tehnologija čiščenja .................................................................................38

3.1.7 Kontrola učinka čistilne naprave ..............................................................40

3.1.8 Pogostost odvzema vzorcev in obseg analiz.............................................40

3.1.9 Kontrola tehnologije čiščenja ...................................................................41

3.1.10 Odvzem vzorca in merjenje pretoka odpadne vode..................................41

3.2 Aparati in metode ......................................................................................................42

3.2.1 Temperatura (DIN 38404-C4) ..................................................................43

3.2.2 pH-vrednost (SIST ISO 10523)................................................................43

3.2.3 Neraztopljene snovi (ISO/DIN 11923).....................................................44

3.2.4 Usedljive snovi (DIN 38409-H9) .............................................................44

3.2.5 Obarvanost (SIST EN ISO 7887/3) .........................................................45

3.2.6 Kemijska potreba po kisiku – KPK (SIST ISO 6060)..............................45

3.2.7 Biokemijska po kisiku po 5 dneh – BPK 5 (SIST ISO 5815)..................46

3.3 Allium test (čebulni test) ...........................................................................................48

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

VIII

4 REZULTATI IN DISKUZIJA .....................................................................................50

4.1 Merjenje pretoka odpadne vode ................................................................................50

4.2 Merjenje temperature odpadne vode .........................................................................51

4.3 Merjenje pH – vrednosti odpadne vode.....................................................................54

4.4 Merjenje neraztopljenih snovi odpadne vode............................................................56

4.4 Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi .................................................................58

4.6 Določitev obarvanosti................................................................................................59

4.7 Kemijska potreba po kisiku – KPK ...........................................................................60

4.8 Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 .....................................61

4.9 Splošni toksični Allium test (čebulni test).................................................................63

5 ANALIZA INVESTICIJSKIH IN OBRATOVALNIH STROŠKOV...................64

6 ZAKLJUČEK ...............................................................................................................66

7 VIRI..............................................................................................................................67

8 PRILOGE .....................................................................................................................69

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

1

1 UVOD

Voda je naravna dobrina, ki je pogoj za življenje na Zemlji. Voda v naravi nenehno kroži, kar

je prikazano na sliki 1.1. Z izhlapevanjem prehaja v ozračje in se s padavinami vrača na

zemeljsko površje, kjer se del vode porabi za življenjske združbe, del odteče v reke in v

podzemlje, del vode izhlapi [1].

Slika 1.1 Kroženje vode

Na našem planetu je sladke vode le nekaj odstotkov, dostopne pa še precej manj. V zadnjih

100 letih se je poraba (pitne ali sladke) vode povečala za šestkrat. Že danes je mnogo dežel na

svetu, kjer je pomanjkanje vode, še posebej čiste pitne, veliko. Naraščanje števila prebivalstva

in grožnja klimatskih sprememb lahko ob dosedanjem načinov uporabe vode pripelje do

velike svetovne krize z vodo. Poleg tega naraščajo emisije nevarnih snovi v vode in s tem

vplivajo na poslabševanje njene kakovosti ter primernosti razpoložljivih vodnih virov za

uporabo [1].

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

2

Republika Slovenija je bogata z vodami, čeprav niso enakomerno prostorsko razporejene.

Vodne površine v Sloveniji pokrivajo okoli 272 km2, v geoloških enotah, ki lahko prevajajo in

akumulirajo podzemno vodo, pa je okoli 50 m3/s dinamičnih zalog [1].

Podobno kot v večini evropskih držav, tudi v Sloveniji v skladu z Okvirno vodno smernico

uvajamo celovito upravljanje z vodnimi viri. Prednostna naloga je odpravljanje škodljivih

vplivov na vode, zagotavljanje vode primerne kakovosti za človeka in naravne ekosisteme ter

ohranjanje biotske raznovrstnosti [1] .

Voda po izvoru in namembnosti

Surova voda je v naravi na razpolago kot podtalna (ali studenčna voda), površinska voda ali

padavinska voda , kot je prikazano v preglednici 1.1[17] .

Preglednica 1.1: Voda po izvoru

Meteorske vode

Podtalnice

Površinske vode

Dež, sneg, naravni

kondenzati (slana,

rosa, led – ledeniki v

morjih)

Plitvine

Globoke

Potoki, reke, jezera,

morja

Vsebujejo:

Raztopljene pline

(O2, N2, CO2, Ar),

prah in SO2, NO2-,

NO3-, O3

Možna površinska

kontaminacija,

odvisno od okolja in

za vodo neprepustnih

slojev okli vodnega

vira

Predvsem mineralne

vode (do 1000 m

globine in več)

relativno čiste vode,

lahko vsebujejo CO2,

CH4, itd.

Različne sestavine

(glede na razmere

okolja)

Vode običajno delimo po namembnosti. Govorimo o pitni vodi, o tehnoloških vodah ter o

odpadnih vodah in odplakah, ki imajo tehnološki ali komunalni izvor (preglednica 1.2) [17].

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

3

Preglednica 1.2: Voda po namembnosti

Tehnološka voda

Odpadna voda

Posebno mesto (morska voda)

Za indirektno

uporabo (ne gre v sestavine

proizvoda)

Za direktno

uporabo (gre v sestavine

proizvoda)

Gre za prečiščevanje v več stopnjah,

lahko se reciklira, zlasti odpadna

voda iz industrije.

Pitna voda

-hlajenje -pitje

(po pripravi) - kot surovina

- hladilna voda - za parne kotle

- za pranje tekstilnega blaga in pripravo

apretur - za usnjarsko

industrijo - za papirno industrijo

- industrijska piva industrijske

brezalkoholne pijače

- priprava gotovih jedi

- iz industrije -iz komunale:

odtoki iz gospodinjstev,

hlevov, meteorske odplake, fekalije

itd.

Uporablja se

neposredno za pitje:

- podtalnica - rečna, jezerska, -padavinska (dež,

sneg, led) -mineralna voda

Pravila za kvaliteto voda različnih vrst

Posebni predpisi po

vrstah uporabnikov

Kot za pitno

vodo

Posebni predpisi o

kvaliteti

prečiščene vode

(preden se sme

spuščati v efluent)

Posebni predpisi

za pitno vodo in

posebni za

mineralno vodo

Predpisi upoštevajo

� kemično sestavo sestavin v vodi, posebno škodljivih mikroelementov (npr. fenoli)

� potrebne fizikalne lastnosti vode (barva, temperatura, motnost, pH, skupna množina

raztopljenih snovi – mineralizacija, vsebnost raztopljenih plinov) in

� bakteriološko sliko vode (patogene, nepatogene bakterije, virusi)

Odpadna voda

Voda je vir življenja in je nosilec vseh bioloških procesov, ki se odvijajo na našem planetu. V

uravnoteženem ekosistemu je samočistilnost voda zagotovljena. Z razvojem človeka in

njegovih dejavnosti pa to ni dovolj, saj so emisije bistveno večje. Umno gospodarjenje z

vodami je tako neobhodno potrebno za zagotavljanje ustreznih življenskih pogojev [21].

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

4

Vir odpadnih vod delimo na [16]:

• komunalne, sanitarne odpadne vode , ki nastanejo v gospodinjstvu in strnjenih naselij,

• kmetijske odpadne vode, ki nastanejo na organiziranih živalskih farmah in

• tehnološke odpadne vode, ki nastanejo v posameznih industrijskih obratov.

Z ozirom na potrebne tehnološke postopke za doseganje ustrezne kvalitete iztoka (efluenta) s

čistilne naprave ločimo tri stopnje čiščenja odpadne vode [7].

Primarno čiščenje odpadnih vod

I. stopnja čiščenja odpadne vode predstavlja mehansko čiščenje. Na tej stopnji z mehanskimi

postopki odstranimo večje neraztopljene delce onesnaženja. Tem odstranljivim delcem

pravimo suspendirane snovi.

Sekundarno čiščenje odpadnih vod

II. stopnja čiščenja odpadne vode se odvija odstranjevanje večinoma raztopljenega

organskega onesnaženja, kar bi sicer v okolju povzročalo pomanjkanje kisika. Običajno je to

biološko čiščenje oz. oksidacija s pomočjo mikroorganizmov.

Terciarno čiščenje odpadnih vod

III. stopnja čiščenja služi preprečevanju evtrofikacije, prekomerne zarasti vodotokov in

odstranjuje še hranila (dušik in fosfor) iz efluenta čistilne naprave. Ta postopek je lahko

povsem biološki, povsem kemijski, ali pa kombiniran.

Biološko čiščenje odpadne vode predstavlja vrsto procesov, s katerimi se odstranjujejo

nezaželene snovi iz vode – organsko onesnaženje, dušik, fosfor. Procese vršijo različne vrste

mikroorganizmov, ki za svojo prehrano (metabolizem) in razvoj uporabljajo onesnaženje v

vodi. Torej, biološko čiščenje je pravzaprav pretvorba onesnaženja v mikrobiološko maso. S

postopkom biološkega čiščenja izločamo iz odpadne vode predvsem tiste raztopljene in

suspendirane snovi organskega izvora, ki služijo mikroorganizmom za presnovo. Uspešen

potek postopka biološkega čiščenja je torej pogojen z dobrimi pogoji za rast

mikroorganizmov, ki jim z drugimi besedami pravimo tudi biološko blato.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

5

Odvajanje in čiščenje odpadnih vod v Sloveniji

Slovenija je karakteristična zaradi svoje razpršene poselitve, saj približno polovica

prebivalstva živi v krajih s pod 2000 prebivalci. Značilno podeželska območja predstavljajo

30,5 % celotnega ozemlja države in zajemajo 38,5 % vsega prebivalstva (RS, MKGP:

Nacionalni strateški načrt razvoja podeželja 2007-2013, dopolnjen predlog, Ljubljana, junij

2006). Ta razpršena poselitev narekuje drugačen pristop k odvajanju in čiščenju odpadnih

voda, kot jih predvideva EU in kot smo jih v Sloveniji sicer tudi povzeli v ustreznih predpisih

– najbolj relevantna je Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih

čistilnih naprav (Ur.l. RS 35/1996, 90/1998, 31/2001, 62/2001), ki opredeljuje le čistilne

naprave nad 2000 PE. Zaradi omenjene slovenske specifikacije in zaradi skrbi za povirne dele

naših vodotokov je bila sprejeta dopolnilna uredba za male čistilne naprave pod 2000 PE,

Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz malih komunalnih čistilnih naprav (Ur.l.

RS 103/2002), ki se navezuje na Pravilnik o odvajanju in čiščenju komunalne odpadne in

padavinske vode (Ur.l. RS 105/02, 50/04). Omenjeni pravilniki in uredbe pa spet puščajo

zadeve nedorečene pod mejo 50 PE. Le-to praznino poskušamo razsvetliti s raziskovalno

nalogo, kjer je poudarek na mikro čistilni napravi, ugotovitve pa so uporabne tudi za vse male

čistilne naprave med 50 in 2000 PE [7] . Na sliki 1.2 so na reljefni karti Slovenije

predstavljene lokacije komunalnih ali skupnih čistilnih naprav urejene po skupinah glede na

njihovo velikost. Karta je izdelana za stanje v letu 2006 [1] .

Slika 1.2 Lokacije in velikosti komunalnih in skupnih čistilnih naprav v letu 2006

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

6

Delež prebivalcev, katerih odpadne vode se čistijo na komunalnih ali skupnih čistilnih

napravah, se je iz slabe petine v letu 1998 dvignil na skoraj polovico v letu 2007 [8], kot je

prikazano v preglednici 1.3 in sliki 1.3.

Preglednica 1.3: Delež prebivalcev Slovenije, katerih komunalne odpadne vode so se v

posameznem letu čistile na komunalnih ali skupnih čistilnih napravah z določeno stopnjo

čiščenja oziroma greznicah

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

greznice % 45 45 45 45 47.6 47.6 47.6 47.6 47.6 47.6

primarno % 7.5 7.2 8.3 7.8 4.7 4.8 4.1 3.9 2.2 2.2

sekundarno % 8.2 10.2 5.8 8.6 14.9 16.8 16.8 17.9 32.9 34.4

terciarno % 3.2 5 7.7 7.4 4.4 3.2 12.3 13.4 15.7 12.8

Slika 1.3 Diagram deleža prebivalcev Slovenije, katerih komunalne odpadne vode so se v

posameznem letu čistile na komunalnih ali skupnih čistilnih napravah z določeno stopnjo

čiščenja oziroma greznicah

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

7

Večina (65%) od skupaj 111 milijonov m3 čiščene odpadne vode na teh napravah v letu 2007

je dosegla sekundarno stopnjo čiščenja [8], kot je prikazano v preglednici 1.4 in sliki 1.4.

Preglednica 1.4: Količina čiščene odpadne vode na leto na komunalnih ali skupnih čistilnih

napravah z določeno stopnjo čiščenja oziroma greznicah

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

greznice milijon m3

65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7 65.7

primarno milijon m3

21.7 21.6 21.9 22.9 16 13.9 12.9 13.6 8.3 7.6

sekundarno milijon m3

21.7 26.9 16.5 20.7 32.2 34.5 37.7 39.9 63.6 72.2

terciarno milijon m3

6.9 10.9 17 16 9.2 6.6 23.5 32.2 37.7 31.2

Slika 1.4 Diagram količina čiščene odpadne vode na leto na komunalnih ali skupnih čistilnih

napravah z določeno stopnjo čiščenja oziroma greznicah

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

8

Zakonodaja čiščenja odpadnih voda

Na kakšen način se bo odpadna voda očistila, je odvisno od odvodnika (površinskih voda,

podtalnice, jezera, morja,..), v katerega se izliva. Da bi se izognili slabemu stanju vodotokov

in onesnaženju okolja, obstajajo zakonski predpisi in kriteriji, ki jih je potrebno upoštevati pri

ravnanju z odpadnimi vodami [15].

Področje ravnanja s komunalnimi odpadnimi vodami v Republiki Sloveniji v največji meri

opredeljujejo sledeči predpisi [14]:

• Pravilnik o odvajanju in čiščenju komunalne odpadne in padavinske vode (Ur.list RS

št. 105/02).

Ta pravilnik določa zahteve odvajanja in čiščenja komunalne in padavinske vode, ki morajo

biti izpolnjene pri opravljanju storitev obvezne občinske javne službe odvajanja in čiščenja

komunalne odpadne in padavinske vode.

• Uredba o emisiji snovi in toplote pri odvajanju odpadnih voda iz virov onesnaževanja

(Ur.list RS št. 35/96).

Ta uredba določa za vire onesnaževanja, iz katerih se odvaja odpadna voda:

� mejne vrednosti emisije snovi v tekoče površinske vode in obalno morje,

� mejne vrednosti emisije toplote v tekoče površinske vode,

� vrednotenje emisije snovi in toplote,

� prepovedi in druge ukrepe zmanjševanja emisije v vode in tla v zvezi z

odvajanjem odpadnih vod.

• Uredba o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz malih komunalnih čistilnih

naprav (Ur.list RS št.103/02).

Ta uredba določa posebne zahteve v zvezi z emisijo snovi pri odvajanju odpadnih

vod iz malih komunalnih čistilnih naprav, in sicer:

� mejne vrednosti parametrov odpadne vode,

� mejne vrednosti učinka čiščenja odpadne vode,

� posebne zahteve v zvezi z lastnim nadzorom obratovanja malih komunalnih

čistilnih naprav in izvajanjem monitoringa emisij iz malih čistilnih naprav.

• Uredba o emisiji snovi pri odvajanju vod iz komunalnih čistilnih naprav (Ur.list RS št.

35/96, 90/98, 31/01 in 62/01).

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

9

Ta uredba določa posebne zahteve v zvezi z emisijo snovi pri odvajanju odpadnih vod iz

komunalnih čistilnih naprav in sicer:

� mejne vrednosti parametrov odpadne vode,

� mejne vrednosti učinka čiščenja odpadne vode,

� posebne ukrepe v zvezi z načrtovanjem in obratovanjem komunalnih čistilnih

naprav,

� roke za izgradnjo objektov javne kanalizacije.

• Pravilnik o prvih meritvah in obratovalnem monitoringu odpadnih vod ter o pogojih

za njegovo izvajanje (Ur.list RS št. 35/96).

Ta pravilnik določa vrste parametrov odpadnih vod, ki so predmet prvih meritev ter

obratovalnega monitoringa odpadnih vod (emisijski monitoring), metodologijo vzorčenja in

merjenja parametrov in količin odpadnih vod, vsebino poročila o prvih meritvah in

emisijskem monitoringu, ter način in obliko sporočanja podatkov ministru, pristojnemu za

varstvo okolja. Pravilnik določa tudi pogoje, ki jih mora izpolnjevati oseba, ki izvaja prve

meritve ali emisijski monitoring.

• Uredba o taksi za obremenjevanje vode (Ur.list RS št. 41/95, 44/95,8/96,124/00,49/01).

Ta uredba določa višino, način obračunavanja, odmere in plačevanja takse za obremenjevanje

vode z odvajanjem odpadnih voda v sladke površinske in podzemne vode, ki so glede na

obliko pojavljanja izvirne, podzemne in površinske, tekoče in stoječe, ter v teritorialno

morje.Uredba določa tudi merila za znižanje in oprostitev plačevanja takse.

Pravilnik o odvajanju in čiščenju komunalne odpadne in padavinske vode

Ta pravilnik določa zahteve odvajanja in čiščenja komunalne odpadne in padavinske vode, ki

morajo biti izpolnjene pri opravljanju storitev obvezne lokalne javne službe odvajanja in

čiščenja komunalne odpadne in padavinske vode.

Zahteve v zvezi z odvajanjem komunalne odpadne vode v javno kanalizacijo morajo biti

izpolnjene najkasneje do:

31. decembra 2007 na poselitvenem območju s PE večjim od 100.000,

31. decembra 2010 na poselitvenem območju s PE večjim od 15.000,

31. decembra 2015 na poselitvenem območju s PE med 2.000 in 15.000,

31. decembra 2017 na poselitvenem območju s PE med 50 in 2.000.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

10

Na občutljivih območjih morajo biti zahteve v zvezi z odvajanjem komunalne odpadne vode v

javno kanalizacijo izpolnjene najkasneje do:

do 31. decembra 2008 na poselitvenem območju s PE večjim od 10.000 in

do 31. decembra 2012 na poselitvenem območju s PE med 50 in 10.000.

Ne glede na določbe prvega in drugega odstavka tega člena morajo biti zahteve glede

odvajanja komunalne odpadne vode v javno kanalizacijo na vodovarstvenih območjih

izpolnjene najkasneje do 12. decembra 2007.

Lastniki stavb na območju, ki ga ni treba opremiti z javno kanalizacijo po merilih iz 4. člena

tega pravilnika in opremljanje zemljišč z javno kanalizacijo na teh območjih ni predvideno s

programom opremljanja zemljišč, ter lastniki stavb zunaj naselja morajo zagotoviti čiščenje

komunalne odpadne vode v malih komunalnih čistilnih napravah najkasneje:

do 31. decembra 2010, če je stavba na vodovarstvenem območju in

do 31. decembra 2018, če je stavba na občutljivem območju.

Primerne tehnologije čiščenja komunalnih odpadnih voda

Z izborom ustrezne tehnologije čiščenja zagotavljamo stopnjo, do katere se bo odpadna voda

očistila pred izpustom v okolje. Za manjša naselja se večinoma uporabljajo [7]:

• greznice,

• biološke kompaktne čistilne naprave,

• lagune in

• rastlinske čistilne naprave.

Greznice

Greznica je običajno dvo- ali večprekatni, pretočni ali nepretočni bazen za zbiranje

komunalnih odpadnih vod iz objektov, kot je prikazano na sliki 1.5, ki niso priključeni na

javno kanalizacijo. Služi za zadrževanje trdih delcev iz odpadne vode in anaerobno čiščenje.

Usedalniki, kot so greznice in dvoetažni usedalniki, lahko obstajajo kot samostojna naprava

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

11

za mehansko in delno biološko čiščenje ali pa nameščeni pred biološko čistilno napravo vršijo

prečiščenje.

Postopek čiščenja:

• mehansko čiščenje

• anaerobna presnova

Slika 1.5 Dvoprekatna greznica

Dvoetažni usedalnik (Emšer, Imhoffov usedalnik)

Čiščenje hišnih odpadnih vod v dvoetažnem usedalniku je podobno procesom v greznici.

Razlikuje se le v tem, da je dvoetažni usedalnik sestavljen iz dveh komor (zgornja in spodnja),

ki sta medsebojno povezani, kot je prikazano na sliki 1.7. Zgornja je namenjena sedimentaciji,

spodnja pa anaerobni presnovi. Tehnološka razlika je v tem, da dotekla voda ne zagnije, saj

teče skozi zgornjo aerirano komoro, kjer se iz vode odsedejo težji delci. Le-ti potonejo v

spodnjo komoro, kjer se začne gnitje. Nezagnita delno prečiščena voda gre v nadaljnje faze

čiščenja, npr. v ponikovalno polje, ki ga obremenjuje neprimerno manj kot voda iz greznic.

Tak iztok je zato tudi bolj primeren, ko uporabimo namesto ponikovlanih polj rastlinske

čistilne naprave.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

12

Slika 1.6 Skica dvoetažnega usedalnika

Biološke male in mikro čistilne naprave

Tako greznice kot dvoetažni usedalniki so primerni samo za določene vrste terena oz. le tam

kjer lahko varno ponikamo odpadno vodo. Za občutljiva območja, kot so vodovarstvena

območja ali kras, je potrebna višja stopnja čiščenja odpadne vode kot zmorejo greznice. Na

teh območjih je torej potrebno odpadno komunalno vodo očistiti vsaj do II. stopnje, t.j.

odstraniti organsko onesnaženje ali pa (na evtrofno občutljivih območjih) celo do III stopnje,

ki pomeni odstranjevanje hranil (dušika in fosforja).

Poznamo dve vrsti takih čistilnih naprav, katere so:

• Biološke ČN z aktivnim biološkim blatom in

• Biološke ČN s pritrjeno biomaso

• Precejalniki, ki je prikazan na sliki 1.7

• Potopniki (biodiski), ki je prikazan na sliki 1.8

Slika 1.7 Skica precejalnika Slika 1.8 Biodisk

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

13

Lagune

Lagune so učinkovit sistem za čiščenje odpadne vode, saj lahko dosegajo enake učinke kot

ostale tehnologije čiščenja (npr. čistilna naprava z aktivnim blatom). Ker je zadrževalni čas

vode v lagunah ponavadi daljši (nekaj dni) kot v čistilnih napravah (nekaj ur), lahko

pričakujemo tudi učinkovitejše odstranjevanje patogenih bakterij in virusov, saj poteče proces

naravne umrljivosti le-teh.

Rastlinske čistilne naprave

Z rastlinskimi čistilnimi napravami posnemamo samočistilno sposobnost narave, kot je

prikazano na sliki 1.9 [9].

Njihove značilnosti so:

• zmanjšujejo dušikove in fosforjeve spojine, težke kovine ter druge strupene snovi in

bakterije,

• učinkovitost zmanjševanja obremenitve voda dosega 90 %,

• nizki stroški izgradnje, obratovanja in vzdrževanja,

• za delovanje nista potrebni niti energija niti strojna oprema,

• enostavna postavitev in vzdrževanje,

• krajinska privlačnost.

Rastlinske čistilne naprave čistijo:

• komunalne odpadne vode (naselja, turistični centri, naravni parki),

• tehnološke vode (industrijski obrati, farme) in izcedne vode (komunalne deponije),

• netočkovno onesnaženje (padavinske vode s cestišč, kmetijskih zemljišč),

• terciarne odpadne vode z možnostjo ponovne uporabe vode (zalivanje, gašenje

požarov)

Slika 1.9 Rastlinska čistilna naprava

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

14

Problem čiščenja odpadne vode v naselju Banovci

Banovci so majhna, prijetna vas z 54 gospodinjstvi in 198 ljudmi. Tukaj se ljudje večinoma

ukvarjajo s kmetijstvom (54 % aktivnega prebivalstva).

V vasi Banovci so tudi Terme Banovci. Neposredno zraven term se nahaja čistilna naprava, ki

je zasnovana na ločenem sistemu kanalizacije. Način čiščenja je s potopnikom tipa Bio – Disk

kapacitete 1000 PE. Glede na podatke o obstoječih in predvidenih kapacitetah je ocenjena

potrebna velikost naprave na cca 1000 PE (populacijskih ekvivalentov). V tej velikosti je

zajeto tudi naselje Banovci z 250 PE. Čistilna naprava je projektirana za ločeni sistem

kanalizacije.

V raziskavi je predstavljeno čiščenje odpadnih voda z bio-diskom, na čistilni napravi Bio-disk

1000 PE v naselju Banovci. Vzorec odpadne vode je bil odvzet na dotoku na čistilno napravo

in iztoku iz čistilne naprave, kjer priteka kanalizacijska odpadna voda in bazenska odpadna

voda. Pridobljeni vzorci so bili analizirani po metodah, ki so veljavne po uredbi z naslovom :

»Uredba o spremembah in dopolnitvah uredbe o emisiji snovi in toplote pri odvajanju

odpadnih voda iz komunalnih čistilnih naprav (U.L. RS št. 90/98)«.

Cilj diplomske naloge je analizirati vhodne in izhodne parametre odpadne vode glede

onesnaženosti in se seznaniti z delovanjem rastlinske čistilne naprave, ter možnostjo

implementacije z obstoječo čistilno napravo Bio-disk 1000 PE.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

15

2 TEORETIČNI DEL

2.1 Čistilna naprava z bio-diskom (potopniki)

Čistilna naprava z bio-diskom deluje tako, da se bakterijska združba naseli na nosilec v obliki

valja z veliko površino, ki počasi rotira. Približno polovica bio-diska je potopljenega v vodo,

druga polovica pa je na zraku [16].

Biodisk ima veliko površino, na kateri se razvije bakterijska združba. Običajno je konstrukcija

kovinska, polnilni material z veliko površino pa plastika. Pri vsakem dvigu iz vode se

bakterijska združba, ki je omočena z odpadno vodo, na zraku obogati s kisikom. Drugi del, ki

se medtem potaplja v tekočino, pa vnaša prav tako veliko zraka iz medprostorov polnila.

Aerobni razkroj se zato vrši na bio-disku in v bazenu, v katerem rotira bio-disk. Čista voda

odteka preko prelivov vzdolž bio-diska [7].

Tovrstne čistilne naprave so običajno zelo učinkovite in se uporabljajo v glavnem za

komunalne odpadne vode. Velikost naprav je lahko zelo različna in se giblje med 50 in nekaj

tisoč PE. Na tržišču je več vrst potopnih bioloških čistilnih naprav. Na slovenskem tržišču so

kar precej razširjene, saj jih izdelujejo domači proizvajalci [16].

2.1.1 Konstrukcijske značilnosti

Potopniški valji in aeracijski bazen so zgrajeni tako, da ni hidravličnih mrtvih kotov,

nepredvidljivega strujanja ali zastajanja blata po kotih, kot je prikazano na sliki 2.1.

Biološka stopnja – biodisk je zasnovana kot kompaktna paketna enota v nekaj velikostnih

razredih, ki se razlikujejo v premeru in dolžini biodiska.

Rotirajoči potopniški valji so nameščeni v ustrezno oblikovanem betonskem objektu ali

delavniško proizvedeni posodi iz plastike ali kovine. Sestavljeni so iz plošč, ki so pritrjene na

osi. Plošče so običajno iz primerno hrapave površine. Pri malih napravah je na isti osi

montirana črpalka, ki služi za dovod vode ali vračanje blata.

Število valjev v enem aeracijskem bazenu je lahko od 2 do 4. Dva valja zadostujeta za 85%

učinek čiščenja pri običajnih koncentracijah. Za 90% učinek so običajno potrebni štirje valji.

Razdalja med zunanjim robom potopniškega valja in stenami bazena mora biti manjša od 100

mm, da se izognemo nalaganju blata, hkrati pa relativna hitrost ne sme prekoračiti 20 m/h, da

se prepreči pretirano izpiranje biomase iz površine diskov. Potopniki spadajo k visoko

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

16

obremenjenim napravam. Ker imajo potopniki veliko površino, morajo biti v hladni klimi

zaščiteni pred mrazom [16].

Slika 2.1 Mala čistilna naprava s potopniki

2.1.2 Postopek čiščenja

Rotiranje potopniških valjev vpliva na prenos kisika in zagotavlja biomasi aerobne razmere,

potrebne za mineralizacijo organskih snovi pod vplivom mikroorganizmov. Strižne sile, ki se

ustvarjajo med rotacijo, hkrati tudi pripomorejo k odstranjevanju presežka blata, ki se nabira

na diskih, in ga zadržujejo v suspenziji. Slednje tudi sodeluje v biološkem čiščenju,

odvečnega pa je pozneje v suspendirani obliki lažje odstraniti in ločiti od ostale odpadne vode.

Biološko razgradljivi organski polutanti se na novo sintetizirajo, oksidirajo ali le pritrdijo na

aktivno substanco, kar je predvsem odvisno od obremenitve sistema

Odvečno blato se običajno nabira v sekundarnih usedalnikih ali na dnu, kjer se občasno ali

redno odstranjuje

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

17

Pravilno oblikovani potopniki so običajno precej zanesljivi v svojem delovanju predvsem

zaradi velikih količin prisotne biomase. Slednje jim dovoljuje tudi, da naprava uspešno

prenese večja nihanja z vidika dotoka in organskih obremenitev.

Pri vzdrževanju potopnikov je potrebno paziti, da prerast na valjih ni poškodovana ali da se

pretirano ne odplavlja.

Vsi premični deli naprave, ki služijo aeraciji odpadne vode, in deli za prezračevanje naprave,

morajo biti redno pregledani, preverjeni in skrbno vzdrževani. Njihovo obratovanje mora biti

brezhibno in učinek čiščenja temu ustrezen [16].

2.2 Rastlinska čistilna naprava

Rastlinska čistilna naprava posnema samočistilno sposobnost narave za čiščenje onesnaženih

voda. Rastlinska čistilna naprava delujejo praviloma brez strojne in elektroopreme, zato je

prihranek pri njihovi postavitvi, vzdrževanju in obratovanju velik. Sistem je sestavljen iz več

zaporednih bazenov izoliranih s folijo in napolnjenih s substratom, kjer se voda z namenom

preprečevanja smradu in razvoja nezaželenih insektov, gravitacijsko pretaka podpovršinsko,

kot je prikazano na sliki 2.2. Ob sodelovanju mikroorganizmov in močvirskih rastlin ter

aktivni, vnaprej načrtovani vlogi fizikalnih in kemijskih procesov, se voda očisti do

zahtevanih standardov [9,20].

Slika 2.2 Rastlinska čistilna naprava

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

18

Strupene snovi se v procesu čiščenja razgradijo, delno vgradijo v rastline, delno pa ostajajo v

substratu, od koder se iz prvih bazenov, brez večjih stroškov, v cikličnih obdobjih lahko

odstranijo. Po potrebi se sistem zaključuje z bazenom za večnamensko uporabo prečiščene

vode (namakanje oziroma zalivanje zelenih površin, gašenje požarov, gojenje vodnih kultur)

ali kot krajinski element. Mulj iz mehanske stopnje se kompostira v kompostni gredi, ki je v

osnovi podobna rastlinska čistilna naprava. Za uspešno čiščenje komunalne odpadne vode je

za 1PE (»prebivalec«), s katerim je izražena obremenitev okolja, potrebnih 2 do 2,5 m2

površine [9].

Osnovni procesi, ki se v rastlinski čistilni napravi dogajajo, so filtracija, sedimentacija,

adsorbcija, mineralizacija, aerobna in anaerobna razgradnja ter asimilacija v biomaso

organizmov. Glavni delež čiščenja prispevajo bakterije, ki žive na koreninah ali med njimi.

Rastline uvajajo v substrat kisik in tako ustvarjajo aerobne cone. Med aerobnimi conami se

nahajajo anaerobne cone. V tako mozaično razporejenih področjih s kisikom ali brez prihaja

do razgradnje snovi v izcedni vodi in vgrajevanje v mikrobno maso bakterij, kar je podobno

dogajanjem v klasičnih čistilnih napravah. Vloga rastlin se kaže predvsem v tem, da s svojimi

koreninskimi sistemi nudijo podlago bakterijam za pritrjanje in asimilirajo mineralizirane

snovi (npr. fosfate, amoniak, nitrate ter mnoge strupene snovi, kot so težke kovine, fenoli ) v

rastlinsko tkivo. Pomemben delež prispeva tudi filtracija, sedimentacija, adsorbcija ter

absorbcija na ustrezno izbran substrat [10].

Najpomembnejše značilnosti rastlinske čistilne naprave so [9, 20]:

• novi biotop za rastline in živali,

• učinkovito odstranjujejo spojine dušika, fosforja, težke kovine in druge strupene snovi iz

odpadnih vod ter tako varujejo podtalnico, pitne vire, vodotoke in jezera (70–90 %

učinkovitost),

• učinkovito zmanjšujejo število fekalnih in drugih baketrij (90–99 %),

• za delovanje praviloma nista potrebni niti energija niti strojna oprema,

• obratovanje in vzdrževanje je enostavno, brez večjih stroškov,

• prečiščena voda se lahko večnamensko uporabi (namakanje oziroma zalivanje zelenih

površin, gašenje požarov, vodne kulture),

• večje število gred omogoča prilagajanje dani oblikovanosti prostora,

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

19

• ob povečani obremenitvi (povečanje števila prebivalcev) se rastlinska čistilna naprava

enostavno dogradi,

• se lepo vključujejo v okolje in prispevajo k lepšemu izgledu degradiranih področij,

• pri čiščenju izcednih odpadnih voda opravljajo funkcijo čiščenja tudi po zaprtju deponije.

Namen uporabe rastlinske čistilne naprave [9]:

• čiščenje voda iz naselij, kmetij, farm, turističnih kompleksov (hoteli, kampi), čiščenje voda

v naravnih parkih,

• za čiščenje odpadnih voda posameznih hiš,

• čiščenje izcednih voda iz deponij in drugih voda s strupenimi snovmi (pesticidi, fenoli, težke

kovine …),

• čiščenje industrijskih odpadnih voda manjših obratov (tekstilna industrija, prehrambeno

predelovalna industrija, lesna industrija),

• čiščenje komunalnih odpadnih voda s spreminjajočo se obremenitvijo (turizem, gostinstvo),

• čiščenje obarvanih voda (tekstilna industrija, prehrambeno predelovalna industrija),

• terciarno čiščenje pri obstoječih čistilnih napravah,

• čiščenje na vodovarstvenih in občutljivejših področjih (pitni viri, kraško področje, zaščita

jezer, gojitvenih vodotokov),

• čiščenje padavinskega odtoka z avtocest,

• področja s pomanjkanjem vode (čiščenje, zadrževanje, večnamenska uporaba prečiščene

vode – recikliranje),

• področja, kjer je ekonomsko – ekološka gradnja upravičena.

2.2.1 Sestava rastlinske čistilne naprave

Rastlinska čistilna naprava je sestavljena iz prodnate posteljice (dno), kamor posadimo

močvirne rastline, kot je npr. trsje. Odpadna voda se pretaka (filtrira) skozi prodnato

posteljico in se pri tem očisti. Organsko onesnaženje razgrajujejo bakterije, ki so pritrjene na

peščenem mediju in rastlinskih koreninah, medtem ko hranila (dušik in fosfor) porabljajo

rastline za svojo rast, če je zadrževalni čas odpadne vode dovolj velik. Dolgotrajno

odstranjevanje hranil povzroča preveliko zarast rastlin. Zato je potrebna občasna žetev

prekomerne zarasti. Glede na svojo funkcijo so rastlinske čistilne naprave zelo primerne za t.i.

poliranje efluenta čistilne naprave, bodisi očiščenega do prve ali do druge stopnje. Serija

rastlinske čistilne naprave omogoča odstranjevanje organskega onesnaženja v prvi fazi in nato

odstranjevanje hranil v naslednjih fazah. Vsekakor je potrebno pred rastlinsko čistilno

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

20

napravo izvesti mehansko čiščenje odpadne vode, npr. z greznico, Imhoffovim usedalnikom,

grobim horizontalnim kamnitim filtrom ali anaerobno laguno [11].

Na sliki 2.3 je prikazana rastlinska čistilna naprava, ki je bila v celot izdelana ročno.

Slika 2.3 Rastlinska čistilna naprava

Ker za razliko od tehničnih čistilnih naprav na rastlinski čistilni napravi ne dovajamo zraka in

ne vršimo recirkulacije blata in vode, so pri rastlinski čistilni napravi potrebne večje površine

(velik zadrževalni čas) za dosego podobnih učinkov čiščenja. Prav tako je pogosto potrebno

kombinirati rastlinsko čistilno napravo s kakšno drugo tehnologijo, če se zahteva visoka

stopnja čiščenja.

Mikroorganizmi v ugodnih razmerah predelajo ali razgradijo številna organska onesnaževala

in hraniva. Slednja lahko rastline uporabijo za svojo rast, hkrati pa bakterijam zagotavljajo

ugodne pogoje za rast. S pravilno izbiro rastlinskih vrst, kontrolo in rednim odstranjevanjem

prirasta biomase lahko izboljšamo in povečamo delež čiščenja komunalne odpadne vode.

Organsko onesnaženje razgrajujejo bakterije, ki so pritrjene na peščenem mediju in rastlinskih

koreninah. Večino hranil prav tako porabijo bakterije, medtem ko je vloga rastlin predvsem v

dovajanju kisika k rizomom, rahljanje substrata, povečevanje razpoložljive površine za

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

21

oprijem bakterij in ohranjanje konstantne temperature pod zelenim pokrovom. Rastline za

svojo rast uporabijo le manjši del razpoložljivih hranil v nitratni obliki, še manjši pa je

prevzem fosforja, tako da s tega stališča stežka govorimo o rastlinski čistilni napravi, saj je

vpliv rastlin na odstranjevanje biološkega onesnaženja zanemarljiv [17].

Ločimo dva osnovna tipa rastlinske čistilne naprave.

2.2.1.1 Rastlinska čistilna naprava z površinskim tokom

Prvi predstavlja rastlinsko čistilno napravo s prosto gladino, oz. s površinskim tokom, kot je

prikazano na sliki 2.4, ki so po svoji funkciji zelo blizu naravnim mokriščem. Gladina vode je

v nivoju terena ali pa malo nad njim. Rastlinska čistilna naprava tega tipa je sestavljena iz

prodnate posteljice na dnu, kamor so posajene močvirne rastline, ki predstavljajo oporo

mikroorganizmom in dovajajo kisik v področje korenin. Odpadna voda se pretaka skozi

prodnato posteljico in se s tem postopkom čisti. Učinek čiščenja takega sistema v zimskem

času zelo pade, zato je bolj primeren za območja, kjer so zimske temperature nad lediščem

[11].

Slika 2.4 Rastlinska čistilna naprava s površinskim tokom

Sistem s prosto plavajočimi makrofiti

Pri sistemu s prosto plavajočimi makrifiti, kot je prikazano na sliki 2.5, je najpogostejši sistem

z vodno hijacinto (Eichornia crassipes; slika 2.6), pojavljajo se pa tudi sistemi z vodno lečo

(Lemna spp.; slika 2.7) ali drugimi prosto plavajočimi rastlinami. Nujno je redno

odstranjevanje biomase ( Vymazal, 1998) [6].

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

22

Slika 2.5 Sistem s prosto plavajočimi makrofiti

Slika 2.6 Vodna hijacinta (Eichornia crassipes)

Slika 2.7 Vodna leča (Lemna spp. )

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

23

2.2.1.2 Rastlinska čistilna naprava s podzemnim tokom

Drugi tip so rastlinske čistilne naprave s podzemnim tokom, kot je prikazano na sliki 2.8. Pri

tem tipu je peščena posteljica (z nasajeno vegetacijo) skozi katero se voda pretaka vstavljena

v teren. Slednje imajo običajno boljši učinek čiščenja za organsko onesnaženje in dušik in so

zato bolj primerne za tovrstne odpadne vode (z višjo koncentracijo organskega onesnaženja).

Ker se voda zadržuje pod terenom, so tudi manjše možnosti stika ljudi z odpadno vodo in

razvoja mrčesa, predvsem komarjev. Vendar pa so v primerjavi s prvim tipom nekoliko

dražje, saj je v nekaterih območjih peščeno posteljico težko pridobiti. Prav tako kasnejše

modifikacije sistema, ko je ta enkrat postavljen, so zelo težko izvedljive in tudi sam nadzor

procesa je bolj omejen, kot pri prvem tipu [7].

Slika 2.8 Rastlinska čistilna naprava s podzemnim tokom

Sistem z ukoreninjenimi emergentnimi makrofiti

Pri sistemu z ukoreninjenimi emergetnimi makrofiti, poteka tok vode horizontalno pod

površino, kot je prikazano na sliki 2.9. Najpogosteje uporabljamo vodni trs (Phragmites; slika

2.10) in rogoz (Typha; slika 2.11) [6].

Slika 2.9 Sistem z ukoreninjenimi emergentnimi makrofiti (Phragmites, Typha)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

24

Slika 2.10 Vodni trs (Phragmites)

Slika 2.11 Rogoz (Typha)

2.2.2 Čistilni postopek

Onesnažena voda priteka po kanalizacijskem sistemu iz gospodinjstev do zadrževalnika

oziroma usedalnika, v katerem se mehansko očisti grobih odpadnih sestavin. Iz usedalnika

odteka voda v nižje ležeči sistem močvirij, v katerem se s pretakanjem skozi substrat ali

močvirsko zemeljsko plast očisti. Substrat je zasajen z močvirskimi rastlinami. Zaradi

vnašanja kisika v substrat skozi koreninski sistem močvirskih rastlin in zaradi njihove difuzije

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

25

ali mešanja se poleg anaerobnih mikroorganizmov razvijejo tudi aerobni mikroorganizmi.

Tako se v koreninskem območju tvorijo prostori s kisikom in brez njega, zaradi česar potekajo

izdatni procesi razgrajevanja ogljikovih in dušikovih organskih snovi. Vzporedno potekajo

tudi presnavljalni procesi v biološko maso, njena absorpcija ali zgoščevanje, filtracija ali

precejanje in sedimentacija ali usedanje, zaradi česa se poleg dušikovih spojin uspešno

odstranjujejo tudi fosfati, težke kovine in druge strupene snovi. Učinkovito se znižuje tudi

delež škodljivih snovi in strupenih bakterij, ki so povzročiteljice bakterijskega onesnaževanja

vode. Tudi pozimi, ko so naprave prekrite s snegom, dosegajo zaradi ohranjene talne

mikrobne aktivnosti visoko učinkovitost čiščenja nad 80%. Po očiščenju odpadne vode v

rastlinski čistilni napravi izteka iz nje očiščena voda, v usedalniku pa ostaja tako imenovano

primarno blato. Nastajajoči organski mulj (primarno blato) v usedalniku pa je mogoče

odstranjevati z odvajanjem na kompostno gredo. Na kompostno rastlinsko gredo se odlaga

tudi greznično blato, če predstavlja greznica mehansko stopnjo čiščenja. Na kompostni ali

rastlinski sušilni gredi potekata izdatna mineralizacija ter sušenje tekočega organskega

odpadka, s čimer se prostornina blata zmanjša za približno 80 do 95%, njegova kakovost pa se

zaradi razgrajevalnih procesov in asimilacije v rastlinsko maso močno poveča. Nastalo

kompostirano maso se lahko uporablja kot gnojilo. Očiščeno vodo, ki priteka iz rastlinske

čistilne naprave, se zadržuje v kanalu ali lokvi. Uporabna je za zalivanje, namakanje, gojenje

vodnih kultur ali kot zaloga protipožarne vode, s čimer se bistveno zmanjšuje poraba pitne

vode [18]. Na sliki 2.12 je prikazan celoten čistilni postopek rastlinske čistilne naprave.

Slika 2.12 Čistilni postopek rastlinske čistilne naprave

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

26

Prednosti in slabosti rastlinske čistilne naprave

Velika prednost uporabe čistilne naprave je v tem, da očisti odpadno vodo do take mere, da jo

je možno ponovno uporabiti. Možnost je tudi vzpostavitev in ohranitev pomembnih

močvirskih habitatov in s tem povečevanje pestrosti okolja.

V zadnjem času vidijo glavno prednost rastlinskih čistilnih naprav predvsem v njeni zeleni

površini, ki vpliva tako na mikroklimo, biodiverziteto in daje pokrajini večjo ekonomsko in

socialno vrednost ( višji standard stanovanjskih sosesk, naselij s pogledom na zelene površine,

pa čeprav so namenjene čiščenju) [6].

Edina težava, s katero se lahko srečamo, je razpoložljiva površina in primerna klima.

Učinkovitost čiščenja rastlinskih čistilnih naprav

Rastlinske čistilne naprave so zelo učinkovite pri odstranjevanju usedljivih in suspendiranih

snovi. Na efekt čiščenja rastlinske čistilne naprave vpliva pred vsem zagotovitev pretoka

tekočine po celotnem volumnu nasada, saj lahko zamašenost drenažnih cevi privede do

neučinkovitega površinskega toka. Zaradi tega je potreben učinkovit usedalnik in redno

vzdrževanje celotnega procesa.

Substrat iz bazenov je potrebno zamenjati vsakih 8-10 let, odvisno od učinkovitosti

primarnega usedalnika ter rednega vzdrževanja naprave [15].

Iz rastlinske čistilne naprave odteka voda še v polirni del, kjer se pred izpustom dodatno očisti.

Pričakovani efekt čiščenja je 95 – 97 %, učinek čiščenja je prikazan v preglednici 2.1.

Preglednica 2.1: Učinki čiščenja RČN

PARAMETER ENOTA VREDNOST

KPK mg/l < 150

BPK5 mg/l < 30

Celotni dušik mg/l < 15

Celotni fosfor mg/l < 2

Neraztopljene snovi mg/l -

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

27

Idealen prostor izgradnje rastlinske čistilne naprave

Najprimernejši teren je nekoliko nagnjen, voda se po rastlinski čistilni napravi namreč pretaka

gravitacijsko, brez prečrpavanja. Idealni prostor za izgradnjo rastlinske čistilne naprave je v

sončni legi. Drevesne krošnje ali deli le-te ne smejo prekrivati rastlinske čistilne naprave.

Priporočljivo je, da se rastlinske čistilne naprave ogradi z ograjo [2].

Slika 2.13 Idealen prostor izgradnje rastlinske čistilne naprave

Rastlinska čistilna naprava in zima

Izgradnja rastlinske čistilne naprave je možna do nadmorske višine do približno 1500 m.

Rastlinske čistilne naprave niso občutljiva na zimske temperature, saj mikroorganizmi, ki

živijo v filtrirnem telesu, oddajajo lastno toploto, in rastlinske čistilne naprave zmrzuje le na

površini, tako da se učinkovitost čiščenja zmanjša le za 10%, v primerjavi z letnim časom.

Rastline prekrivajo preko celotno zimo površino rastlinske čistilne naprave, kot nekaka

prevleka, in tako dodatno preprečujejo zamrzovanje pod površino. Te rastline se potem nekje

v mesecu marcu porežejo na 20 cm dolžine [2].

2.3 Parametri onesnaženosti odpadnih vod

Odpadne vode analiziramo na terenu in v laboratoriju. Na terenu, kjer odpadno vodo

vzorčimo, kontinuirano merimo pretok, temperaturo, pH in raztopljene pline.

V povprečnih vzorcih v laboratoriju pa onesnaženje ovrednotimo s specifičnimi in

nespecifičnimi parametri [3].

Specifične parametre uporabljamo predvsem takrat, ko zaradi značaja tehnoloških postopkov

pričakujemo, da bodo vsebovale definirane kemijske spojine, npr. fenol, formaldehid,

organska topila, tenzide, cianide, težke kovine, pesticide, itd. V kolikor se le te nahajajo v

previsokih koncentracijah onemogočajo delovanje čistilnih naprav.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

28

V takšnem primeru jih je potrebno odstraniti. Večinoma pa za vrednotenje onesnaženja

uporabljamo nespecifične oz. sumarne ekološke parametre, kot je prikazano na sliki 2.14.

Slika 2.14 Sumarni ekološki parametri

V strokovnem jeziku uporabljamo standardne pojme, s katerimi označujemo in tudi

razumemo delovanje ter vpliv posameznih onesnažil na okolje. Velikost onesnaženja si

najlažje predstavljamo v merilu onesnaženja, ki ga povzroča odrasla oseba, t.j. en prebivalec

1P. Govorili pa smo že tudi o pojmu populacijskega ekvivalenta 1 PE, ki pomeni ekvivalentno

onesnaženje, kot ga v povprečju povzroča odrasla oseba v enem dnevu. Ko govorimo o

onesnaženju iz industrije ali kmetijstva, potem vrednosti posameznih parametrov lahko

preračunamo glede na vrednosti, ki jih povzroča en prebivalec – tako preračunane vrednosti

potem imenujemo populacijski ekvivalenti. Običajno preračunavamo samo BPK5 in KPK [7].

Tipično onesnaženje ene odrasle osebe znaša v enem dnevu, je prikazano v preglednici 2.2.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

29

Preglednica 2.2: Tipično onesnaženje ene odrasle osebe v enem dnevu

parameter oznaka vrednost za

1 PE

enota

kemijska potreba po kisiku KPK 120 g O2/dan

biokemijska potreba po kisiku,

izražena v 5 dneh

BPK5 60 g O2/dan

izločljive – suspendirane snovi SS 70 g / dan

organski dušik z amonijakom TKN 11 g / dan

od tega amonijev dušik NH4-N 75 %

organski dušik Norg 25 %

celotni fosfor (vključno z detergenti) P 1,8 g / dan

KPK in BPK5

KPK je mera za kemijsko potrebo po kisiku. Preprosto povedano je to količina kisika, ki jo

potrebujemo za popolno oksidacijo prisotnega organskega onesnaženja. Oksidacijo izvedemo

v laboratoriju z močnimi oksidanti, kalijevim permanganatom KMnO5 ali po novejših

standardih s kalijevim dikromatom KCr2O7. Organsko onesnaženje, ki je posledica človekove

prebave, torej urin in iztrebki, kakor tudi vse onesnaženje iz običajnih dejavnosti v

gospodinjstvu (priprava hrane, umivanje, pranje ...), je popolnoma razgradljivo. Ta proces v

okolju izvajajo mikroorganizmi – razgrajevalci.

Za ta način oksidacije imamo merilo biokemijsko potrebo po kisiku v petih dneh BPK5, t.j.

količina kisika, ki jo porabijo mikroorganizmi za razkroj organskega onesnaženja v prvih

petih dneh. KPK in BPK5 za gospodinjstvo sta v tipičnem razmerju 2 : 1, ali celo 1 : 1. Za

odpadne vode, kjer pa so prisotne težje razgradljive snovi, ki jih mikroorganizmi niso

sposobni razkrojiti, pa je BPK5 običajno bistveno nižji od KPK, posledično je razmerje KPK :

BPK5 višje. Strupene vode imajo BPK5

skoraj 0.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

30

Dušik in njegove spojine

Dušik je sestavni del proteinov. Pri njihovi razgradnji v naših ali živalskih telesih pride do

uree, le-ta se izloči z urinom in v okolju hitro razpade do amoniaka. Urea oz. amoniak sta

koristni hranili, oz. gnojili za rastline. Del proteinov, oz. organskih snovi zapusti naša, oz.

živalska telesa kot iztrebek (blato, oz. fecies). Tako amoniak kot organsko vezan dušik

potrebujeta za svojo mineralizacijo do nitrata kisik. Reakcija poteka ob prisotnosti

mikroorganizmov, kar s pridom izkoriščamo na čistilnih napravah, kjer ti isti mikroorganizmi

v visokih koncentracijah intenzivno čistijo vodo organskega onesnaženja. Nitrat predstavlja

najbolj mineralizirano obliko dušika, ki je lahko dostopen rastlinam za njihovo rast. Čistilne

naprave, ki odstranjujejo samo organski ogljik (II. stopnja čiščenja), puščajo nitrat v iztočni

vodi – le ta potem dobesedno gnoji vode, v katere izteka in tako povzroča bujno rast alg in

zelenih rastlin. Tej rasti pravimo evtrofikacija. Ker je nezaželjena, ji tudi rečemo sekundarna

polucija, oz. naknadno onesnaženje. Nitrat iz odpadne vode odstranimo s III. stopnjo čiščenja

– denitrifikacijo.

Fosfor in njegove spojine

Podobno kot dušik, je tudi fosfor nujno potreben za pravilno delovanje živali in človeka.

Predvsem je pomemben kot prenosnik energije med prebavljeno hrano in vsemi telesnimi

organi. Telo zapušča z urinom, predvsem pa v iztrebkih. Organsko vezani fosfor se v okolju

bogatem s kisikom razgradi v fosfate, le te pa hitro posrkajo vase mikroorganizmi in jih

porabijo za svojo presnovo. Čistilne naprave, ki odstranjujejo samo organsko vezani ogljik,

spuščajo v okolje večino proizvedenega fosfata, ki tako kot nitrat povzroča evtrofikacijo v

vodnem okolju. Izločanje fosfatov v III. stopnji čiščenja lahko poteka biološko s privzemom v

celično maso mikroorganizmov, včasih pa to ne zadošča in je potrebna tudi (ali samo)

kemijska odstranitev.

Trdne snovi

I. stopnja čistilne naprave naj bi iz dotekajoče odpadne vode odstranila vse plavajoče, lebdeče

ali usedljive snovi in s tem razbremenila naslednje stopnje čiščenja. Pri malih in mikro

napravah so ti postopki lahko predragi, oz. po nepotrebnem zapletajo napravo in povečujejo

stroške. Zato se v veliko primerih I. stopnja čiščenja omejuje le na izločanje peska in večjih

delcev, ki bi škodili strojni opremi, ostali manjši delci pa gredo neposredno na II. stopnjo, t.j.

biološki del.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

31

Mikrobi

Ugotovili smo, da levji delež čiščenja odpadne vode na čistilni napravi opravijo mikrobi. No,

niso pa vsi mikrobi koristni – v mislih imamo viruse, bakterije in parazite, ki povzročajo

bolezni človeka in živali. Le-ti organizmi pridejo v odpadne vode z urinom in iztrebki

obolelih ljudi in živali, oz. kliconoscev. Komunalne čistilne naprave v načelu niso narejene,

da bi odstranjevale škodljive (patogene, bolezenske) mikrobe iz odpadne vode. Vendar, če se

očiščene odpadne vode izlivajo v okolje, kjer prihaja do stika s človekom, oz. živalmi ali

hrano (zalivanje vrtov in nasadov), pride lahko do prenosa patogenih mikroorganizmov do

ljudi in živali. Zato v takih primerih zahtevamo, da se očiščene odpadne vode pred izpustom v

okolje tudi očistijo patogenih mikroorganizmov – dezinficirajo. Klasična dezinfekcija poteka

z uvajanjem plinskega klora ali klorovih preparatov v vodo. Danes te postopke opuščamo, ker

je v sicer očiščeni odpadni vodi še vedno nekaj ostankov organskih snovi (na to kažejo

parametri TOC, KPK in BPK5), ki reagirajo s klorom in tvorijo za naše zdravje škodljive

(večinoma kancerogene) snovi. Bolj varna dezinfekcija je obsevanje z ultravijolično (UV)

svetlobo, kar pa zahteva zelo bistro vodo in je dražje od kloriranja. Če voda ni dovolj bistra

(preveč SS), UV svetloba ne prodre dovolj globoko v kosme, ki tvorijo kalnost – v teh kosmih

pa se lahko skrivajo patogeni mikroorganizmi. Še bolj uspešna je dezinfekcija z ozonom (O3),

ki pa je najdražja in tudi precej neprimerna za male in mikro čistilne naprave. V zadnjih letih

se uveljavljajo mehanski postopki dezinfekcije s filtracijo preko zelo finih membran

(mikrofiltracija MF in ultrafiltracija UF). Slednja odstrani poleg bakterij tudi večino virusov.

Prednost te metode je, da v vodo ne dodajamo kemikalij. Pomanjkljivost metode je, da mora

biti voda pred membransko fitracijo res dobro očiščena suspendiranih snovi. Vendar

pocenitev proizvodnje in dolgoletne pozitivne izkušnje v uporabi kažejo, da so membranske

tehnologije že primerne tudi za uporabo v mini in mikro čistilni napravi ne samo za

dezinfekcijo, pač pa tudi kot nadomestilo za naknadni usedalnik in s tem dodatno znižujejo

stroške čiščenja ob povečanem učinku čiščenja.

Samočistilna sposobnost in ranljivost okolja

Včasih smo rekli, da voda preteče sedem kamnov in se očisti. Ta izrek je povsem naravna

izkušnja, da se procesi čiščenja onesnažene vode dogajajo v okolju. Saj konec koncev naše

čistilne naprave samo posnemajo procese iz narave, le da jih s posebnimi tehnologijami

(recikel povratnega blata, oz. recikel vode čez pritrjeno biomaso, vpihovanje kisika, itd.)

naredimo hitrejše in bolj intenzivne. Ker so samočistilni procesi v okolju manj intenzivni in

počasnejši, okolje lahko sprejme samo manjše količine onesnaženja. Če to presežemo, pride

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

32

do preobremenitve in degradacije okolja. Sposobnost okolja, da se upira degradaciji, oz.

kakršnimkoli spremembam, pravimo puferska (buffer) kapaciteta. Čim večja je ta kapaciteta,

tem manj je okolje občutljivo, oz. v prenesenem pomenu ranljivo.

Glede na to, koliko in s čim so odpadne vode onesnažene, lahko uporabimo tri načine čiščenja

odpadnih vod, pogosto pa kar njihovo kombinacijo [21]:

• Mehansko – fizikalno čiščenje

• Kemijsko čiščenje

• Biološko čiščenje

Mehansko – fizikalno čiščenje

Sem spadajo različne oblike filtracije, sedimentacije in flotacije, s katerimi odstranjujemo

večje v vodi netopne anorganske in organske snovi. Slednje nato glede na njihovo sestavo

ustrezno deponiramo ali uničimo.

Kemijsko čiščenje

Pri kemijskem čiščenju uporabljamo principe obarja in izkosmičenja, katerim sledi mehansko

odstranjevanje delcev. Izkosmičenje lahko dosežemo s pomočjo koagulacije, adsorbcijske

koagulacije, flokulacije ipd.

Biološko čiščenje

Biološke čistilne naprave uporabljamo v primerih, ko so odpadne vode obremenjene z

biološko razgradljivimi snovmi. V ta namen nam na pomoč priskočijo mikroorganizmi, ki v

naravi že opravljajo funkcijo čiščenja odpadnih vod. Glavni čistilni »element« je tako združba

mikroorganizmov oz. tako imenovano aktivno blato, ki na relativno majhnem volumnu

opravlja naloge čiščenja odpadne vode. Ker gre tudi v tem primeru za žive organizme, je

uspeh tega čiščenja uspešen le v primerih, ko so pogoji za delovanje teh mikroorganizmov

primerni. Tako lahko nekontroliran vnos strupenih snovi ali trenutna povišanja temperature

oslabijo ali celo uničijo delovanje teh mikroorganizmov in s tem preprečijo učinkovito

delovanje bioloških čistilnih naprav.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

33

3 EKSPERIMENTALNI DEL

V eksperimentalnem delu je opisana uporabljena čistilna naprava Bio-disk 1000 PE v naselju

Banovci, na kateri smo analizirali vhodne in izhodne parametre odpadnih vod glede

onesnaženosti. Prav tako so opisane uporabljene aparature in metode, ki smo jih uporabljali

za določanje parametrov odpadnih vod.

3.1 Opis čistilne naprave Bio-disk 1000 PE

BIO-DISK 1000 PE je naprava za popolno čiščenje kanalizacijskih fekalnih odplak [12],

katera je prikazana na sliki 3.1.

Slika 3.1 Čistilna naprava BIO-disk v Banovcih

Osnovni namen tovrstne čistilne naprave je za čiščenje odpadnih vod manjših naselij. Naprava

se lahko namesti nad zemljo oziroma se jo vkoplje in prilagodi terenu, kjer je postavljena.

Naprava je tako konstruirana, da rešetke in bazeni za uravnavanje pretoka vode niso potrebni.

Sveža kanalizacijska voda se preko cevi spelje direktno v BIO-disk napravo, prečiščena

odplaka, ki izhaja iz naprave pa se lahko preko cevi spelje direktno v reko ali morje oziroma v

primeru posebnih zahtev preko tercialnega prečiščevalnika v vodotoke. BIO-disk je

skonstruiran tako da prečiščena odplaka ne vsebuje več kot 20 mg/l 5 dnevne biokemijske

potrebe po kisiku (BPK5).

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

34

Prečiščene odplake se najpogosteje usmerjajo v vodotoke in morje druge kvalitete.

Vzdrževanje naprave je enostavno in poceni. BIO-disk zahteva čiščenje mulja iz naprave na

vsake 3-6 mesecev s pomočjo kamiona – cisterne z vgrajeno črpalko in pregledom naprave i

krat tedensko. Strošek energije, ki je potreben za obratovanje je minimalen, kar pomeni, da so

skupni stroški obratovanja čistilne naprave nizki.

3.1.1 Podatki o izvoru odpadnih vod

Čistilna naprava je zasnovana na ločeni sistem kanalizacije. Način čiščenja je s potopnikom

tipa Bio–disk kapacitete 1000 PE.

Glede na podatke o obstoječih in predvidenih kapacitetah je ocenjena potrebna velikost

naprave na cca 1000 PE (populacijskih ekvivalentov). V tej velikosti je zajeto tudi naselje

Banovci z 250 PE. Čistilna naprava je projektirana za ločeni sistem kanalizacije.

Hidravlična in biološka obremenitev je izvrednotena v projektu »ČN Banovci«, PGD, PZI, št.

projekta 6K7592, IEI, maj 1997, od koder so podatki, ki so prikazani v preglednici 3.1:

Preglednica 3.1: Podatki o izvoru odpadnih voda

ZDAJ V BODOČE

ležišča izkoriščenost %

letno število nočitev

ležišča izkoriščenost %

letno število nočitev

Turistični center

39 39

100 14235 100 14235

89 12699 89 12699

126 100 45990

57 26214

262 100 955630

65 62160

188 188

100 57000 100 57000

58,6 33,756 58,6 33.756

Naselje Banovci

250

SKUPAJ MAKSIMALNO

227 865

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

35

SKUPAJ POVPREČNO

149 637

ŠTEVILO PRIKLJUČENIH ENOT

HIDRAVLJIČNA OBREMENITEV

BIOLOŠKA OBREMENITEV

865 (v sezoni) 130 m3/dan 51,9 BPK5/dan

637 (v povprečju) 96 m3/dan 38,2 BPK5/dan

3.1.2 Podatki o zahtevani stopnji čiščenja

Kvaliteta prečiščene vode ustreza mejnim vrednostim parametrov po »Uredbi o emisiji snovi

pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav« (Ur. list RS štev. 35/95), ter

»Uredbi o emisiji snovi in toplote pri odvajanju odpadnih voda iz virov onesnaževanja« iz

istega Uradnega lista, ki veljajo za čistilne naprave takšnih zmogljivosti:

• KPK pod 150 mg/l

• BPK pod 30 mg/l

3.1.3 Podatki o odvodniku

Prečiščene odpadne vode so speljane v neimenovan potok, ki se izteka v melioracijski jarek z

oznako MJ VI/1, kamor je imela speljan iztok tudi prejšnja čistilna naprava.

3.1.4 Splošni opis in delovanje čistilne naprave

Naprava BIO-DISK 1000 EE se proizvaja iz črne pločevine in profilov v obliki polkrožnega

žleba s tem, da je nameščena na navpičnih nosilcih, ki se pritrdijo v betonski tlak. Naprava je

zaprta na zgornjem delu s poliesterskimi pokrovi in dostopna v notranjost preko posebnih vrat.

Naprava ima naslednje sestavne dele, ki so prikazani na sliki 3.2:

1. Področje primarnega usedalnika, deponije primarnega mulja in digestije

2. Bio področje

3. Področje sekundarnega usedalnika, deponiranje sekundarnega mulja in digestije

4. Rotor in pogonski sistem

5. Pokrov

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

36

Slika 3.2 Deli čistilne naprave

Področje primarnega usedalnika, deponije primarnega mulja in digestije

Sveža kanalizacijska voda doteka v področje primarnega usedalnika BIO-DISKA skozi cev Fi

150 mm na desni strani desni strani, če gledamo s pogonskega dela naprave. Tekočina teče

skozi primarni usedalnik pri čemer se materialni delci težji od vode usedajo. Delno prečiščena

voda nadalje potuje v prvi in drugi del bio področja. Omenjena področja sta med seboj ločena

s pregradami, ki popolno zadržujejo vse plavajoče delce v primarnem področju naprave.

Kapaciteta primarnega področja je konstruirana tako, da lahko sprejme dotok kanalizacijske

vode večje od predvidenih, vendar le za določeno časovno obdobje. Primarni mulj se useda v

primarnem usedalniku, ki se pozneje odstranjuje s pomočjo kamiona – cisterne.

Bio področje

Bio področje čistilne naprave je urejeno v obliki polkrožnega žleba. Področje je ločeno z

pregradnimi ploščami, ki ga razdeljujejo v pet prekatov, ki so med seboj povezani. Prvi in

drugi prekat sta med seboj povezana tako, da voda prehaja iz enega v drugega po višini. Ostali

trije pa so povezani, da voda prehaja iz enega v drugega cik-cak.

Na dnu prvih dveh prekatov je prostor za usedanje bioloških kultur, katere so s pomočjo

bakterij predelane in se usedajo – potonejo na dno. Po zaključku pretoka odpadne vode skozi

bio področje tekočina prehaja skozi potopljeno gibljivo cev v sekundarno področje.

Področje sekundarnega usedalnika, deponiranje sekundarnega mulja in digestije

Tretje področje je postavljeno v liniji s primarnim področjem. V sekundarnem področju se

odlagajo trde snovi, ki so nastale v procesu bakteriološke razgradnje. Tako izločene trdne

snovi iz vode pomenijo, da iz sekundarnega usedalnika izhaja prečiščena odplaka preko

imhoffove pregrade, ki preprečuje izhod oz. iztok vode sočasno z penami. Prečiščene fekalne

vode tako izhajajo iz čistilne naprave gledano s pogonske strani.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

37

Rotor in pogonski sistem

Rotor čistilne naprave je sestavljen iz sedem »bobnov« diskov, ki so nameščeni na na dve

osovini. Na prvi osovini so trije »bobni«, na drugi pa štirje »bobni«, vsaka osovina ima lastni

pogonski sistem.

Rotor se ob delovanju naprave počasi vrti s pomočjo reduktorskega pogona elektromotorja in

verižnega prenosa. Diski so delno potopljeni v vodo, ki se prečiščuje in se nahaja v žlebu.

Zaradi vrtenja rotorja – diskov se le ti izmenično nahajajo v kanalizacijski vodi oz. na zraku.

Rezultat potapljanja in sušenja diskov je, da se na celotni površini diskov naredi aerobni

biološki aktivni film. Bakterije, ki sestavljajo ta film se hranijo z nečistočo iz fekalnih vod.

Rezultat delovanja bakterijskih kultur so ostanki nečistoč, ki se v obliki trdnih delcev luščijo

iz biološkega filma in usedajo na dno žleba v prvih dveh prekatih bio področja. Plavajoči

delci iz bio področja, ki zapustijo tretji, četrti in peti prekat potonejo v sekundarnem

usedalniku.

Pokrov

Naprava je pokrita z poliesterskimi pokrovi, ki se modulno sestavljajo in so samonosilni.

Barva pokrovov je zelena, kar omogoči, da se čistilna naprava izredno dobro prilagodi okolici.

Prednja in zadnja stena čistilne naprave je oblikovana tako, da ima nameščena vrata s

ključavnico, ki omogoča dostop do pogonskega dela naprave oz. do elektro omarice. Pokrovi

naprave so pritrjeni na bazen, ki predstavlja spodnji del čistilne naprave in je izdelan iz betona

oz. železnih plošč. Prostor med pokrovi naprave in zunanjim robom bazena je pokrit z

pokrovi preko katerega se čisti mulj, ki se je usedel na dno čistilne naprave.

3.1.5 Informacije o delovanju naprave

Podatki o napravi

Velikost: 1000 PE

Nominalno št. ljudi: 1000

Nominalni pretok: 180 m3/dan

Obremenitev BPK5: 68 kp/dan

Tip kanalizacijske vode: Stanovanjske odplake

Prečiščena odtočna odplaka: BPK5 20 mg/l

Pogostost praznenje naprave: na 3 do 6 mesecev

Teža naprave brez betonske osnove: 167,31 kN

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

38

Kapaciteta:

a) Področje primarnega usedalnika: 140 m3

b) Bio področje: 36 m3

c) Področje sekundarnega usedalnika: 34 m3

Odstranjevanje mulja

Priporoča se, da se primarni in sekundarni usedalnik BIO-diska čisti 3 – 6 mesecev, odvisno

od obremenjenosti kanalizacijske vode, ki doteka v napravo.

Usedalnik se prazni s pomočjo kamiona – cisterne. Pri praznjenju usedalnikov je potrebno

upoštevati naslednji postopek. Na začetku se odstrani vrhnja plast usedline, ki plava na

površini. Spodnja plast usedline, ki je težja se odstrani zadnja, s tem, da se odpadna voda med

zgornjo in spodnjo plastjo premeša s spodnjo usedlino, kar lahko naredi kamion črpalka s

povratno vodo.

Odstranjevanje mulja je potrebno nemudoma izvesti v naslednjih primerih:

• Ko višina mulja doseže 1/3 višine usedalnika (0,95 m),

• ko preteče obdobje 6 mesecev in

• ko je iztočna prečiščena fekalna voda slabše kvalitete.

3.1.6 Tehnologija čiščenja

Koncept

Naprava za popolno biološko čiščenje, ki s pomočjo živih mikroorganizmov pretvori

raztopljene in neusedljive suspendirane snovi v usedljivo obliko, ob čemer se pretežno

odstranijo ogljikove spojine ter delno dušikove in fosforjeve spojine.

Opis procesa čiščenja

Proces čiščenja odpadnih vod z bio-diskom zahteva primarno odstranjevanje usedljivih,

netopnih snovi. Primarni usedalnik je postavljen pod bio-cono. V njem se izloča 50-70%

suspendiranih snovi in 30-50% vhodne obremenitve z BPK5. po usedanju odpadna voda

prehaja skozi dve potopljeni odprtini v cono biološke oksidacije. Odprtini zagotavljata

odstranjevanje delcev, ki so specifično lažji od vode.

Biofilm, ki po naravni poti zraste na biodiskih, sestavljajo različne bakterije (heterofobne in

avtotrofne). Ti mikroorganizmi razgrajujejo organsko onesnaženje v odplakah. Prevladujoče

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

39

vrste mikroorganizmov in lastnosti biofilma zavisijo od vrste odplak in od pogojev, v katerih

naprava deluje. Diski, ki so med seboj oddaljeni do 20 mm, se vrtijo s hitrostjo približno 0,50

na minuto. Vrtenje diskov je pomembno predvsem zaradi:

• aeracije; ki omogoči izmenično izpostavljanje biofilma zraku in vodi. Pri vrtenju

biofilma skozi zrak se mikroorganizmom, ki tvorijo biofilm, dovaja kisik medtem, ko

pri vrtenju skozi vodo biofilm navzame substrat,

• masni prenos, tekočina, ki je oddaljena od diska, se giblje proti njegovi površini in v

tanki plasti tik ob njej privzame njegovo krožno gibanje. Pod vplivom centrifugalne

sile privzame tekočina tudi radialno hitrost. Tako rotacija pospeši masni prenos na

biofilm.

Kot končni produkt aerobnega metabolizma mikroorganizmov so voda, ogljikov dioksid in

zelo aktivna biomasa na diskih. Prvo stopnja čiščenja je razgradnja kompleksnih molekul do

nizko molekularnih spojin, kot so aminokisline, monosaharidi in maščobne kisline. Ta

razgradnja poteka s pomočjo encimov, ki jih izločajo mikroorganizmi. Manjše molekule se po

različnih metaboličnih poteh v celici spreminjajo v acetil – koencim A, ki je Krebsov ciklus,

katerega produkt so CO2 in določeni posredniki, ki s končno oksidacijo v razpiratorni verigi

dajejo energijo potrebno za rast, obstoj in razmnoževanje mikroorganizmov. Pri tem ne

nastajajo toksični plini neprijetnega vonja (žveplovodik, metan). Zaradi velike količine

energije pridobljene z aerobno razgradnjo, je prisotna velika hitrost razmnoževanja

mikroorganizmov. S tem je omogočen tudi relativno hiter odziv na občasne manjše

preobremenitve.

Bio-cona je sestavljena iz več med seboj pregrajenih oddelkov z prelivi. Zato so tudi diski

razdeljeni v več delov. Posledica tega je biocenoza, ki je optimalna prilagojena ekološkim

pogojem v posamezni stopnji. Prvi diski so obrasli pretežno z bakterijami tipa Zaoglea in

Sphaerotilus. Rast vrste Rotatoria na nadaljnih diskih pa kaže na intenziviran proces

nitrifikacije, kjer je ostanek organske koncentracije nižji. Nitrifikajoče bakterije so zelo

občutljive na pomanjkanje tako, da je njihova rast dokaz dobro rešene aeracije v napravi.

Prirastek biomase je posebej intenziven na prvih dveh stopnjah. Višek mikroorganizmov

odpade zaradi trenja pri prehodu skozi vodo. Flokule, ki odpadejo od diskov, se potopijo v

primarni usedalniki skozi odprtine v tanku. V naslednjih dveh stopnjah se flokule obdrže v

stanju suspenzije s pomočjo specialnih lopatic, ki ohranjajo turbolentno gibanje tekočine v

bližini žleba tako, da pride do usedanja šele v sekundarnem usedalniku. Zatem očiščeni

efluent gravitacijsko izteka iz sekundarnega usedalnika. Kadar se uporablja povratno blato, se

le-ta vrača v primarni usedalnik ali v glavni prostor pod diski.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

40

Vpliv spremembe obremenitve in temperature na delovanje naprave

Občasne preobremenitve naprave do 25% so dovoljene le pod pogojem, da do njih pride

postopoma v nekaj dneh. Če do preobremenitve pride hipoma, bo kvaliteta efluenta

poslabšana. Izkušnje so pokazale, da je koncentracija KPK na iztoku odvisna od nihanja

količine dotoka. V slučaju ponovnega dotoka po krajši prekinitvi (npr. 3 dni) se zaradi

razkroja na diskih zraslega biofilma koncentracija KPK na iztoku močno poveča.

Analize na manjših napravah so pokazale, da povprečna koncentracija BPK v iztoku ne pada s

padanjem organske obremenitve na dotoku. To je v nasprotju s splošno znano in sprejeto

teorijo (Steels), ki predvideva povečanje koncentracije BPK v efluentu s povečanjem

organske obremenitve. Izgleda, da je kvaliteta efluenta iz majhnih naprav bolj odvisna od

terenskih specifičnosti, kot so pomanjkljiva oprema ali neprimerno vzdrževanje, kot

povečanje organske obremenitve na dotoku.

Nizke zimske temperature največkrat slabo vplivajo na čiščenje odplak še posebno, če

naprava ni vkopana v zemljo.

V kanalizacijo, ki vodi na napravo , se ne smejo spuščati toksične snovi, ki bi lahko uničile

mikroorganizme, s katerimi so diski obrasli.

Sistem dovajanja meteornih voda mora biti ločen od sistema fekalne kanalizacije.

Da se dosežejo želene norme na iztoku, se priporoča maksimalna obremenitev naprav s

surovo odpadno vodo, ki ima 7,5 g BPK/m2 dan ali 5g BPK/m2 dan takoj po vstopu v prostor

z diski.

3.1.7 Kontrola učinka čistilne naprave

Mesto odvzema vzorcev:

a) dotok na čistilno napravo – vzorec jemljemo iz dotočnega objekta oz. črpališča,

kjer so grobe grablje in potopne črpalke

b) iztok iz čistilne naprave – iztočni jašek za prečiščeno vodo.

3.1.8 Pogostost odvzema vzorcev in obseg analiz

a) enkrat tedensko analiziramo na dotoku in iztoku

• temperaturo vode in zraka

• pH vrednost

• optični ogled

b) enkrat mesečno merimo na dotoku in iztoku

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

41

• usedljive snovi (po 2h)

• KPK (K2Cr2O7)

c) enkrat na dva meseca merimo na dotoku in iztoku

• BPK5

3.1.9 Kontrola tehnologije čiščenja

a) dnevne meritve

Dnevno merimo dotok na čistilno napravo – odčitamo na merilcu pretoka.

3.1.10 Odvzem vzorca in merjenje pretoka odpadne vode

Vzorce odvzemamo direktno iz čistilne naprave Bio-disk 1000PE, kateri so prikazani na sliki

3.3 . Vzorčili smo ročno, mesto odvzema vzorcev:

c) dotok na čistilno napravo – vzorec jemljemo iz dotočnega objekta oz. črpališča,

kjer so grobe grablje in potopne črpalke

d) iztok iz čistilne naprave – iztočni jašek za prečiščeno vodo.

Slika 3.3 Vzorci odpadne vode iz čistilne naprave BIO-disk 1000 PE

Pri napravi Bio-disk 1000 PE uporabljamo za merjenje pretoka zaprti sistem (slika 3.4), ki

ima vgrajeno ustrezno črpalko, tako da količino pretoka odpadne vode odčitavamo iz

vgrajenega števca.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

42

Slika 3.4 Zaprti sistem na čistilni napravi BIO-disk1000 PE

3.2 Aparati in metode

V preglednici 3.2 so prikazani parametri odpadnih vod, standardnih postopkov določanja

parametrov, metode in aparati.

Preglednica 3.2: Standardi postopkov določevanja parametrov odpadnih vod, metode in

aparati

Parametri Standard Metoda/aparat Temperatura (°C)

DIN 38404-C4

termometer

ph - vrednost

SIST ISO 10523

elektrokemična/pH –meter

Hydroquant 501. Neraztopljene snovi (mg/l)

ISO/DIN 11923

gravimetrična/tehtnica

Usedljive snovi (mg/l)

DIN 38409-H9

Sedimentacija/Imhoffov lij

Obarvanost

SIST EN ISO 7887/3

Spektrofotometrična/

vizualna Kemijska potreba po kisiku – KPK (mgO2/l)

SIST ISO 6060

titrimetrična

Biokemijska potreba po kisiku po 5 dneh – BPK5 (mgO2/l)

SIST ISO 5815

elektrometrična

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

43

3.2.1 Temperatura (DIN 38404-C4)

Temperaturo odpadne vode merimo s električnim termometrom (slika 3.5) po standardu DIN

38404-C4.

Slika 3.5 Električni termometer

3.2.2 pH-vrednost (SIST ISO 10523)

Za določanje pH vrednosti uporabimo Elektronski merilnik pH Hydroquant 501, ki je

prikazan na sliki 3.6, po standardu SIST ISO 10523. V posodico za vzorec vlijem odpadno

vodo do oznake, vstavimo v napravo in naredimo zero test, nato dodamo vzorcu 3 kapljice

tekočine Hydroquant pH, ponovno vstavimo v eletronski merilnik in izmerimo pH vrednost

vode.

Slika 3.6 Elektronski merilnik pH Hydroquant 501

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

44

3.2.3 Neraztopljene snovi (ISO/DIN 11923)

Neraztopljene snovi so definirane kot masna koncentracija trdih snovi v tekočini, običajno

izločenih s filtracijo ali centrifugiranjem in nato določenih s sušenjem pri določenih pogojih,

katerega določamo po standardu ISO/DIN 11923.

Neraztopljene snovi določamo na osnovi filtriranja določenega volumna vode skozi stekleni

filter in sušenja pri temperaturi 150°C do konstantne mase. Tako določimo maso organskih in

anorganskih snovi v odpadni vodi, ki ne izlapijo pri pogojih analize. Zelo pomemben je čas

filtracije. Če poteka filtracija več kot eno minuto, prihaja do evaporacije in tako dobimo le

delno sušino. Zato je smiselno redčiti vzorec tako, da je čas filtracije manj kot eno minuto.

Neraztopljene snovi izračunamo iz razlike zatehte pred in po filtraciji [17].

3.2.4 Usedljive snovi (DIN 38409-H9)

Usedljive snovi so definirane kot volumenska koncentracija suspendiranih snovi, ki se

usedajo pri določenih pogojih in ga določamo po standardu DIN 38409-H9. Določanje

usedljivih snovi temelji na merjenju volumna vzorca, ki sedimentira po dveh urah. V ta

namen odvzemamo iz vira onesnaženja dva litra vzorca in ga takoj po odvzemanju, dobro

premešanega, prelijemo v dva enolitrska Imhoffova lijaka, katerega shema je prikazana na

sliki 3.7. Med procesom usedanja lijak večkrat obrnemo za 90°. Po dveh urah odčitamo

zgornji nivo, ki ločuje usedljive snovi od preostale tekočine. Vrednost usedljivih snovi

določimo na osnovi srednje vrednosti meritev za oba Imhoffova lijaka. Temperatura okolice

v času usedanja ne sme presegati 25°C, Imhoffova lijaka pa morata biti zaščitena pred soncem

[13].

Slika 3.7 Shema Imhoffov-ega usedalnika

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

45

3.2.5 Obarvanost (SIST EN ISO 7887/3)

Obarvanost preizkušanega vzorca določamo po standardu SIST EN ISO 7887/3.

Lahko določimo z :

• vizualnim opazovanjem ali

• s spektrafotometričnim merjenjem adsorbance [13].

Obarvanost odpadne vode smo določali vizualno.

3.2.6 Kemijska potreba po kisiku – KPK (SIST ISO 6060)

Organske nečistoče določimo tako (slika 3.8), da analizirani vzorec razklopimo s kalijevim

dikromatom, kot oksidacijsko sredstvo ob pomoči srebrovega sulfata kot katalizatorja v

močno žvepleno kislem mediju pri 148±3°C. Reakcijo lahko dobro opišemo z enačbo 3.1:

2 32 7 2Cr 6 14 2 7AgO e H Cr H O

+− − + +

+ + → + (3.1)

Nezreagirane dikromatne ione določimo analitično s Fe3+ ( titracija z [(NH4)2Fe(SO4)·6H2O]

ob uporabi Ferroina kot redoks indikatorja), prikazani v enačbi 3.2 [13]:

2 2 3 32 7 2Cr 6 14 2 6 7AgO Fe H Cr Fe H O

+− + + + +

+ + → + + (3.2)

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

46

Slika 3.8 Potek določitve KPK

3.2.7 Biokemijska po kisiku po 5 dneh – BPK 5 (SIST ISO 5815)

Princip določitve BPK temelji na določanju koncentracije raztopljenega kisika v vodi pred in

po inkubaciji (slika 3.9). V ta namen uporabljamo standatizirano razredčevalno metodo,

nekateri laboratoriji pa uporabljajo tudi nastandizirano manometrično metodo.

Pri manometričnem določanju BPK, porabljen kisik določimo s pomočjo manometra , ki je

povezan na inkobatorsko BPK steklenico, ki pa ni povsem napolnjena . po tem, ko

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

47

mikroorganizmi porabijo kisik raztopljen v vodni raztopini, začnejo porabljati kisik nad

raztopino. Padec parcialnega tlaka je tako merilo za biokemijsko potrebo po kisiku.

Kontinuirno spremljanje BPK je nepraktičnol, zato ponavadi določamo BPK po 5-ih dneh i

govorimo o biokemiski potrebi po kisiku po petih dneh (BPK5) [13].

Slika 3.9 Potek določitve BPK5

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

48

3.3 Allium test (čebulni test)

Ta metoda je lahka, dostopna in enostavna ter zelo občutljiva za ugotavljanje in ocenitev

splošne onesnaženosti okoljskih vzorcev (predvsem vod) s škodljivimi kemičnimi snovmi.

Kaj hitro ugotovimo, da je od stopnje onesnaženosti odvisna hitrost rasti in dolžina koreninic

testne rastline mlade čebule (Allium cepa L.). Strupene snovi namreč upočasnjujejo

(inhibirajo) in zaustavljajo rast koreninic testnih rastlin. Čim daljše so koreninice, tem manjša

je stopnja strupenih snovi v vodi ter obratno [19].

Da ugotovimo, ali test sploh deluje in kakšna je njegova odzivnost, moramo sočasno s

poskusom pripraviti še pozitivno in negativno kontrolo.

Pri pozitivni kontroli uporabimo različno koncentracijo že znanih kemičnih snovi,

raztopljenih v vodi, za katere je že poznana njihova toksičnost in genotoskičnost. Pri tem

pogosto uporabljajo metil metansulfonat.

Pri negativni kontroli pa uporabimo le vodo iz pipe, ki jo prefiltriramo bodisi z

dvostopenjskim ali tristopenjskim filtrirnim sistemom. Pri naših poskusih lahko uporabimo

destilirano vodo.

Vzorci

• negativni vzorec 2× (destilirana voda)

• pozitivni vzorec 2× (etanol)

• pitna voda 2×

• dotok na ČN 2×

• odtok iz ČN 2×

Princip in potek določitve

Po 72 urah, kolikor traja test, izmerimo in primerjamo dolžine koreninic. Te so pokazatelj

kakovosti vode, kot je prikazano na sliki 3.10.

S testom smo pričeli v sredo 19.3.2008 in zaključili v soboto 22.4.2008.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

49

Slika 3.10 Dolžina koreninic po zaključku testa dne 22.4.2008

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

50

4 REZULTATI IN DISKUZIJA

Analizirali smo vzorce odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE, glede na

veljavno zakonodajo v Republiki Sloveniji. Merili smo pretok odpadne vode, ter določali

naslednje parametre: temperaturo, pH-vrednost, neraztopljene snovi, usedljive snovi, vizualno

obarvanost, KPK, BPK5. Izvajali smo tudi splošni toksični test Allium test (čebulni test).

4.1 Merjenje pretoka odpadne vode

Pretok odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo odčitavali na merilcu

pretoka (zaprti sistem), kjer je tekočina v cevi in jo prečrpava z ustrezna črpalka.

Preglednica 4.1: Merjenje pretoka odpadne vode

Mesec JANUAR

Pretok

FEBRUAR

Pretok

MAREC

Pretok 1. 95241 101021 107143 2. 95536 101174 107324 3. 95714 101274 107540 4. 95910 101380 107732 5. 96103 101521 107942 6. 96322 101752 108104 7. 96541 101948 108325 8. 96788 102203 108523 9. 96928 102423 108834

10. 96998 102654 109184 11. 97081 102849 109331 12. 97111 103059 109524 13. 97168 103231 109705 14. 97198 103487 109987 15. 97244 103706 110198 16. 97374 103989 110232 17. 97588 104176 110497 18. 97797 104281 110652 19. 97998 104512 110832 20. 98198 104996 111005 21. 98464 105245 111199 22. 98753 105421 111532 23. 99002 105733 111735 24. 99166 105987 111934 25. 99426 106122 112145 26. 99601 106321 112371 27. 99764 106543 112584 28. 99976 106799 112801 29. 100145 106971 113004 30. 100353 113335 31. 100541 113587

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

51

Merjenje pretoka odpadnih vod

85000

90000

95000

100000

105000

110000

115000

1. 3. 5. 7. 9. 11.

13.

15.

17.

19.

21.

23.

25.

27.

29.

31.

dan

pre

tok JANUAR

FEBRUAR

MAREC

Slika 4.1 Graf meritve merjenja pretoka odpadnih vod

V preglednici 4.1 so podane meritve merjenja pretoka odpadnih vod. Na sliki 4.1 je prikazan

graf iz katerega je razvidno, da se odpadna voda pretaka konstantno na čistilno napravo.

4.2 Merjenje temperature odpadne vode

Temperaturo odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo merili z električnim

termometrom na dotoku in iztoku čistilne naprave.

V preglednici 4.2 so podane meritve merjenja temperature odpadne vode. Temperature

odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.2, na sliki 4.3 pa so

prikazane temperature odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave. Kot je razvidno iz grafa so

bila največja odstopanja temperature dotoka in iztoka v mesecu januarju, medtem ko februarja

in marca odstopanja niso tako očitna. Ta pojav lahko obrazložimo z vplivom zunanje

temperature, saj je bila temperatura meseca januarja nižja od temperature februarja in marca

(slika 4.4).

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

52

Preglednica 4.2: Merjenje temperature odpadne vode

Mesec JANUAR FEBRUAR MAREC Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok

1. 7,5 8,0 24,2 17,3 24,1 21,3 2. 7,9 8,5 22,4 16,9 22,5 19,8 3. 7,4 8,8 22,0 17,1 22,9 20,3 4. 8,3 11,3 21,2 17,4 23,5 21,5 5. 7,9 9,8 20,0 15,4 23,4 22,0 6. 8,4 10,1 20,3 16,5 24,5 208, 7. 9,7 9,5 21,7 18,6 24,9 20,5 8. 14,5 10,4 19,8 16,1 22,1 21,3 9. 14,1 9,0 20,3 17,7 22,6 20,6

10. 13,0 9,1 20,6 16,9 23,1 20,3 11. 13,1 9,8 21,2 18,4 22,9 20,1 12. 12,9 10,4 20,9 19,2 21,1 18,4 13. 12,5 14,6 21,4 18,4 22,3 19,0 14. 11,8 18,1 20,7 19,4 23,5 20,6 15. 10,1 16,3 20,2 15,9 22,7 20,4 16. 14,7 13,7 20,8 17,8 21,6 20,6 17. 13,5 17,1 20,9 18,6 23,8 21,1 18. 16,1 19,8 21,4 20,5 22,9 19,6 19. 18,3 16,5 22,4 20,3 21,8 19,3 20. 20,6 17,5 23,9 21,8 24,0 22,2 21. 22,7 18,6 24,2 20,2 23,6 20,5 22. 21,8 17,5 21,9 20,6 24,1 18,5 23. 22,4 16,7 22,8 21,7 21,3 19,3 24. 20,8 17,1 20,6 20,1 23,9 19,6 25. 21,3 17,5 21,4 21,4 24,2 19,7 26. 20,9 16,9 22,7 20,3 22,6 20,1 27. 20,6 16,7 24,2 20,3 21,9 18,0 28. 21,8 16,5 22,5 21,3 22,3 19,0 29. 22,2 17,0 23,2 19,9 23,4 20,1 30. 20,3 16,2 22,9 19,4 31. 22,2 17,3 23,6 20,8

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

53

Merjenje temperature odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo

0

5

10

15

20

25

30

1. 3. 5. 7. 9. 11.

13.

15.

17.

19.

21.

23.

25.

27.

29.

31.

dan

tem

per

atu

ra °

C

JANUAR Dotok

FEBRUAR Dotok

MAREC Dotok

Slika 4.2 Graf meritve merjenja temperature odpadnih vod na dotoku čistilne naprave

Merjenje temperature odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave

0

5

10

15

20

25

1. 3. 5. 7. 9. 11.

13.

15.

17.

19.

21.

23.

25.

27.

29.

31.

dan

tem

per

atu

ra °

C

Januar Iztok

Februar Iztok

Marec Iztok

Slika 4.3 Graf meritve merjenja temperature odpadnih vod na iztoku čistilne naprave

Na sliki 4.3 so prikazane meritve merjenja temperature odpadnih vod. Kot je razvidno iz grafa

so bila največja odstopanja temperature dotoka in iztoka v mesecu januarju, medtem ko

februarja in marca odstopanja niso tako očitna. Ta pojav lahko obrazložimo z vplivom

zunanje temperature, saj je bila temperatura meseca januarja nižja od temperature februarja in

marca (slika 4.4).

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

54

Temperatura zraka

-5

0

5

10

15

20

25

1. 4. 7. 10.

13.

16.

19.

22.

25.

28.

dan

tem

per

atu

ra °

CJANUAR

FEBRUAR

MAREC

Slika 4.4 Graf meritve merjenja temperature zraka

4.3 Merjenje pH – vrednosti odpadne vode

pH-vrednost odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo merili elektronskim

merilnikom pH Hydroquant 501.

V preglednici 4.3 so podane meritve merjenja pH-vrednosti odpadne vode. pH-vrednosti

odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.5, na sliki 4.6 pa so

prikazane pH-vrednosti odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave. Kot je razvidno iz grafa

so vse vrednosti v mejah normativa, ki ga določajo kriteriji mejnih vrednosti iz Uredbe o

emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav, 4.člen – KČN z

zmogljivostjo < 2000 PE, Ur. List RS št. 35/96, 90/98, 31/01 in 62/01.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

55

Preglednica 4.3: Merjenje pH-vrednosti odpadne vode

Mesec Normativ za iztok

JANUAR FEBRUAR MAREC

Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok 1. 6,5 -9 7,2 7,2 7,32 7,31 7,13 7,29 2. 6,5 -9 6,98 7,01 7,52 7,21 7,20 7,33 3. 6,5 -9 7,3 7,4 7,56 7,43 7,34 7,41 4. 6,5 -9 6,74 7,41 7,56 7,42 7,41 7,33 5. 6,5 -9 7,21 7,73 7,22 7,39 7,31 7,37 6. 6,5 -9 7,30 7,63 7,42 7,33 7,23 7,29 7. 6,5 -9 7,18 7,01 7,85 7,54 7,17 7,23 8. 6,5 -9 7,11 6,9 7,25 7,21 7,27 7,31 9. 6,5 -9 6,67 6,79 7,31 7,48 7,23 7,26

10. 6,5 -9 6,92 6,86 7,36 7,34 7,35 7,21 11. 6,5 -9 6,92 6,80 7,42 7,39 7,32 7,31 12. 6,5 -9 7,01 7,34 7,34 7,32 7,41 7,42 13. 6,5 -9 7,3 7,28 7,29 7,35 7,33 7,35 14. 6,5 -9 6,8 7,42 7,33 7,42 7,45 7,21 15. 6,5 -9 7,03 7,21 7,41 7,31 7,23 7,31 16. 6,5 -9 7,51 7,32 7,27 7,22 7,28 7,15 17. 6,5 -9 6,96 7,32 7,32 7,38 7,14 7,23 18. 6,5 -9 6,88 7,52 7,72 7,60 7,36 7,21 19. 6,5 -9 7,03 7,21 7,81 7,57 7,15 7,34 20. 6,5 -9 7,32 7,22 8,00 7,68 7,38 7,35 21. 6,5 -9 7,52 7,32 7,31 7,51 7,31 7,19 22. 6,5 -9 7,46 7,27 7,45 7,39 7,25 7,25 23. 6,5 -9 7,39 7,43 7,42 7,45 7,30 7,34 24. 6,5 -9 7,56 7,36 7,30 7,29 7,21 7,30 25. 6,5 -9 7,5 7,48 7,21 7,33 7,27 7,24 26. 6,5 -9 7,49 7,45 7,34 7,42 7,25 7,32 27. 6,5 -9 7,37 7,50 7,21 7,42 7,31 7,29 28. 6,5 -9 7,76 7,54 7,45 7,42 7,42 7,31 29. 6,5 -9 7,67 7,44 7,42 7,32 7,39 7,16 30. 6,5 -9 7,52 7,31 7,29 7,20 31. 6,5 -9 7,57 7,45 7,40 7,24

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

56

Merjenje pH-vrednosti odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo

6

6,5

7

7,5

8

8,5

1. 3. 5. 7. 9. 11.

13.

15.

17.

19.

21.

23.

25.

27.

29.

31.

dan

pH

-vre

dn

ost

JANUAR Dotok

FEBRUAR Dotok

MAREC Dotok

Slika 4.5 Graf meritve merjenja pH-vrednosti na dotoku čistilne naprave

Merjenje pH - vrednosti odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave

0123456789

10

2. 4. 6. 8. 10.

12.

14.

16.

18.

20.

22.

24.

26.

28.

30.

dan

pH

-vre

dn

ost

Januar iztok

Februar iztok

Marec iztok

Normativ iztok

Normativ iztok

Slika 4.6 Graf meritve merjenja pH-vrednosti na iztoku čistilne naprave

4.4 Merjenje neraztopljenih snovi odpadne vode

Neraztopljene snovi odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo določali z

gravimetrično metodo.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

57

V preglednici 4.4 so podane meritve merjenja neraztopljenih snovi odpadne vode. Vrednost

neraztopljenih snovi odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.7, na

sliki 4.8 pa so prikazane vrednosti neraztopljenih snovi odpadne vode, ki izteka iz čistilne

naprave, iz katere je razvidno, da v mesecu januarju presega normativ, ki ga določajo kriteriji

mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih

čistilnih naprav.

Preglednica 4.4: Merjenje neraztopljenih snovi odpadne vode

Mesec Normativ za iztok Januar Februar Marec

Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok

Neraztopljene snovi (mg/l)

80

1700

90

1600

80

1500

41

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

Količina neraztopljenih snovi

(mg/l)

Dotok Dotok Dotok

Januar Februar Marec

Merjenje neraztopljenih snovi v odpadni vodi, ki priteka na čistilno napravo

Slika 4.7 Graf meritve merjenja neraztopljenih snovi na iztoku čistilne naprave

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

58

0102030405060708090

Količina neraztopljenih snovi

(mg/l)

Iztok Iztok Iztok

Normativza iztok

Januar Februar Marec

Merjenje neraztopljenih snovi v odpadni vodi, ki izteka iz čistilne naprave

Preseganje normativa

Neraztopljene snovi (mg/l)

Slika 4.8 Graf meritve merjenja neraztopljenih snovi na iztoku čistilne naprave

4.4 Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi

Usedljive snovi odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo določali z metodo

sedimentacije s pomočjo Imhoffovega lijaka.

V preglednici 4.5 so podane meritve merjenja usedljivih snovi odpadne vode. Vrednost

usedljivih snovi odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.9, na sliki

4.10 pa so prikazane vrednosti usedljivih snovi odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave, iz

katere je razvidno, da v mesecu januarju in februarju presega normativ, ki ga določajo kriteriji

mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih

čistilnih naprav.

Preglednica 4.5: Merjenje usedljivih snovi odpadne vode

Mesec Normativ za iztok Januar Februar Marec

Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok

Usedljive snovi (ml/l)

0,5

130

1,0

120

1,0

100

<0,1

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

59

0

20

40

60

80

100

120

140

Količina usedljivih snovi (ml/l)

Dotok Dotok Dotok

Januar Februar Marec

Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi, ki priteka na čistilno napravo

Slika 4.9 Graf meritve merjenja usedljivih snovi na dotoku čistilne naprave

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Količina usedljivih snovi (ml/l)

Iztok Iztok Iztok

Normativza iztok

Januar Februar Marec

Merjenje usedljivih snovi v odpadni vodi, ki izteka iz čistilne naprave

Preseganje normativa

Usedljive snovi (ml/l)

Slika 4.10 Graf meritve merjenja usedljivih snovi na iztoku čistilne naprave

4.6 Določitev obarvanosti

Obarvanost odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo določali z vidualnim

opazovanjem, pri čem je bilo opazno, da v čistilno napravo doteka temno rumena odpadna

voda, očiščena odpadna voda, ki izteka iz čistilne naprave pa je bolj svetlo rumene barve.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

60

4.7 Kemijska potreba po kisiku – KPK

Kemijska potreba po kisiku - KPK odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo

določali z titrimetrično metodo. Uporabljeni vzorci so bili odvzeti iz dotoka in iztoka čistilne

naprave.

V preglednici 4.6 so podane meritve merjenja KPK odpadne vode. Vrednost KPK odpadne

vode, ki doteka na čistilno napravo so prikazane na sliki 4.11, na sliki 4.12 pa so prikazane

vrednosti KPK odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave, iz katere je razvidno, da pri vseh

treh meritvah količina KPK presega normativ, ki ga določajo kriteriji mejnih vrednosti iz

Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav.

Preglednica 4.6: Merjenje kemijske potrebe po kisiku odpadne vode

Mesec Normativ za iztok Januar Februar Marec

Dotok Iztok Dotok Iztok Dotok Iztok

Kemijska potreba po

kisiku – KPK (mgO2/l)

150

3600

370

3700

300

3200

260

290030003100320033003400350036003700

Kemijska potreba po kisiku – KPK

(mgO2/l)

Dotok Dotok Dotok

Januar Februar Marec

Merjenje kemijske potrebe po kisiku - KPK v odpadni vodi, ki priteka na čistilno napravo

Slika 4.11 Graf meritve merjenja kemijske potrebe po kisiku – KPK na dotoku čistilne

naprave

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

61

050

100150200250300350400

Količina KPK (mgO2/l)

Iztok Iztok Iztok

Normativza iztok

Januar Februar Marec

Merjenje kemijske potrebe po kisiku - KPKodpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave

Preseganje normativa

Kemijska potreba po kisiku - KPK(mgO2/l)

Slika 4.12 Graf meritve merjenja kemijske potrebe po kisiku – KPK na iztoku čistilne

naprave

4.8 Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5

Biokemijsko potrebo po kisiku po 5 dneh – BPK5 odpadne vode iz čistilne naprave BIO-disk

1000 PE smo določali z elektrometrično metodo. Uporabljeni vzorci so bili odvzeti iz dotoka

in iztoka čistilne naprave.

V preglednici 4.7 so podane vrednosti BPK5 za odpadno vodo iz dotoka in iztoka čistilne

naprave. Količina BPK5 pri dotoku je prikazana na sliki 4.13, količina BPK5 pri iztoku je pa

prikazana na sliki 4.14 iz katere je razvidno, da pri obeh meritvah količina BPK5 presega

normativ, ki ga določajo kriteriji mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju

odpadnih vod iz komunalnih čistilnih naprav.

Preglednica 4.7: Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 odpadne vode

Mesec Normativ za iztok Januar Marec

Dotok Iztok Dotok Iztok

Biokemijska potreba po kisiku po 5

dneh –BPK5 (mgO2/l)

30

1800

200

1400

100

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

62

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Količina BPK5

(mgO2/l)

Dotok Dotok

Januar Marec

Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh - BPK5 odpadne vode, ki doteka na čistilno napravo.

Slika 4.13 Graf meritve merjenja biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 na

dotoku čistilne naprave

0

50

100

150

200

Količina BPK5 (mg/l O2)

Iztok Iztok

Normativza iztok

Januar Marec

Merjenje biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh - BPK5 odpadne vode, ki izteka iz čistilne naprave

Preseganje normativa

BPK5 (mg/l O2)

Slika 4.14 Graf meritve merjenja biokemijske potrebe po kisiku po 5 dneh – BPK5 na

iztoku čistilne naprave

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

63

4.9 Splošni toksični Allium test (čebulni test)

Za izvedbo čebulnega testa odpadne vode iz čistilne naprave BIO-DISK 1000 PE smo

uporabili vzorce iz dotoka in iztoka čistilne naprave. Da ugotovimo, ali test sploh deluje in

kakšna je njegova odzivnost, moramo sočasno s poskusom pripraviti še pozitivno in

negativno kontrolo. Prav tako smo dodali vzorec vode iz pipe.

Za primerjavo smo od vsake vode vzeli po 2 vzorca.

Preglednica 4.8: Dolžina koreninic čebule

POZITIVNI

VZOREC

NEGATIVNI

VZOREC

PITNA

VODA

DOTOK NA

ČN

IZTOK IZ

ČN

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]

Vzorec 1 41 32 30 8 25

Vzorec 2 41 39 51 0 12

Povprečje 41 35,5 40 4 18,5

Čebulni test

0

10

20

30

40

50

60

Pozitivni vzorec Negativni vzorec Pitna voda Dotok na ČN Iztok iz ČN

Do

lžin

a ko

ren

in [

mm

]

Vzorec 1

Vzorec 2

Povprečje

Slika 4.15 Meritve čebulnega testa

V preglednici 4.8 so podane dolžine koreninic čebulic vzorcev negativnega in pozitivnega

vzorca, vzorca iz pipe, ter vzorec iz dotoka in iztoka čistilne naprave. Iz slike 4.15 je razvidno,

da so koreninice najkrajše pri vzorcu dotoka na čistilno napravo, prav tako so koreninice pri

vzorcu iz iztoka čistilne naprave veliko krajše od preostalih vzorcev. Iz tega lahko sklepamo,

da na čistilno napravo doteka izredno obremenjena voda, katera se pa v procesu čiščenja na

čistilni napravi ne očisti zadostno, kar pojasnjuje dolžina koreninic.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

64

5 ANALIZA INVESTICIJSKIH IN OBRATOVALNIH

STROŠKOV

V tem poglavju smo izdelali primerjavo stroškov dobave, montaže in vzdrževanja za čistilne

naprave, ki so prikazani v preglednici 5.1 in preglednici 5.2. Primerjava je bila izvedena z

sledečimi čistilnimi napravami:

- z razpršeno biomaso (primer SBR čistilne naprave),

- z potopniki Bio-disk ,

- z potopniki Bio-rotor

- rastlinske čistilne naprave,

- z precejalniki [15].

Preglednica 5.1: Stroški dobave in montaže čistilnih naprav različnih tipov

Tip čistilne naprave

Velikost čistilne

naprave

Cena na enoto obremenitve

(€ / PE)

Rastlinska ČN 100 145 Precejalnik 100 265

Potopnik Bio-Disk 100 270 Potopnik Bio-Rotor 100 260 Razpršena biomasa 100 215

Preglednica 5.2: Letni stroški vzdrževanja čistilnih naprav različnih tipov

Tip čistilne naprave

Velikost čistilne

naprave

Letni strošek na enoto obremenitve z

upoštevano amortizacijo

(€ / PE)

Letni strošek na enoto obremenitve

brez upoštevane amortizacije

(€ / PE) Rastlinska ČN 100 25 18

Precejalnik 100 22 9 Potopnik Bio-Disk 100 25 12 Potopnik Bio-Rotor 100 22 9 Razpršena biomasa 100 22 11

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

65

Prav tako so obravnavani stroški izgradnje in obratovanja rastlinske čistilne naprave.

Preglednica 5.3: Cenik za rastlinske čistilne naprave

Velikost RCN

Projektna dokumentacija za izvedbo

rastlinske

čistilne

naprave

Svetovanje glede optimizacije delovanja

Tehnološka pomoč ter svetovanje nad gradnjo in poskusnim delovanjem + izdelava obratovalnega poslovnika

Skupaj neto cena brez DDV

DDV

20 %

Skupaj cena z DDV Cena

Cena vzdrževanja /leto

do 5 970,00 170,00 350,00 1.490,00 298,00 1.788,00 20,00

do 10 1.383,33 170,00 350,00 1.903,33 380,67 2.284,00 20,00

do 15 1.875,83 170,00 350,00 2.395,83 479,17 2.875,00 20,00

do 20 2.407,50 200,00 390,00 2.997,50 599,50 3.597,00 20,00

do 30 2.875,00 200,00 390,00 3.465,00 693,00 4.158,00 30,00

do 40 3.465,83 200,00 390,00 4.055,83 811,17 4.867,00 30,00

do 50 4.579,00 250,00 420,00 5.249,00 1.049,80 6.298,80 30,00

do 75 6.109,00 250,00 420,00 6.779,00 1.355,80 8.134,80 30,00

do 100 7.810,00 300,00 460,00 8.570,00 1.714,00 10.284,00 70,00

do 150 9.399,00 350,00 500,00 10.249,00 2.049,80 12.298,80 100,00

do 250 15.520,00 450,00 600,00 16.570,00 3.314,00 19.884,00 200,00

do 300 16.099,00 500,00 650,00 17.249,00 3.449,80 20.698,80 350,00

do 400 17.429,00 600,00 750,00 18.779,00 3.755,80 22.534,80 350,00

do 500 19.020,00 700,00 850,00 20.570,00 4.114,00 24.684,00 400,00

do 1000 20.995,00 950,00 1.050,00 22.995,00 4.599,00 27.594,00 500,00

VSE CENE SO V EUR

Vir: Ekoremediacijski tehnološki center – ERTC; http://www.ertc.si/images/stories/cenik.pdf

V preglednici 5.3 so prikazani stroški izgradnje rastlinske čistilne naprave pri podjetju

Limnos d.o.o. [4]

V našem primeru rabimo velikost čistilne naprave 1000 PE in kot je razvidno iz tabeli, se

stroški izgradnje nanašajo na 27.594,00 €.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

66

6 ZAKLJUČEK

Človek že od nekdaj misli, da lahko voda odnese in predela vso umazanijo. Vendar pa to že

dolgo ni več res. Vodotoki so prekomerno onesnaženi. Proizvajamo zelo velike količine

odpadne vode, ki niso onesnažene le z naravnimi organskimi onesnažili, temveč tudi z umetno

ustvarjenimi onesnažili, od katerih so nekatere biološko razgradljiva, druga pa ne.

Namen diplomske naloge je bilo analizirati vhodne in izhodne odpadne vode iz čistilne

naprave Bio-disk 1000 PE v naselju Banovci in se seznaniti z delovanjem rastlinske čistilne

naprave, ter možnostjo implementacije z obstoječo čistilno napravo BIO-disk 1000 PE.

Vzorcem odpadne vode pri dotoku in iztoku čistilne naprave smo določali ekološke parametre

(temperaturo, pH-vrednost, neraztopljene snovi, usedljive snovi, vizualno obarvanost, KPK in

BPK5). Glede na dobljene rezultate lahko povzamemo, da čiščenje z BIO-diskom 1000 PE ne

zadostuje določbam kriterij mejnih vrednosti iz Uredbe o emisiji snovi pri odvajanju odpadnih

vod iz komunalnih čistilnih naprav, saj vrednosti KPK in BPK5 niso usklajene s kriteriji, daj

presegajo normativ.

Učinek čiščenja, izračunan iz vrednosti parametrov odpadne vode na dotoku in iztoku, je:

- η KPK = 48 %

- η BPK5 = 30 %

V drugem delu diplomske naloge smo se osredotočili na spoznavanje rastlinske čistilne

naprave, ter možnosti njene implementacije z obstoječo čistilno napravo. Za rastlinsko

čistilno napravo je splošno znano, da je primerna za čiščenje odpadnih vod manjših

podeželskih naselij in turističnih centrov, ter za tercialno ali dodatno čiščenje odpadne vode

čistilnih naprav. Zaradi slabega vzdrževanja obstoječe čistilne naprave in tudi nepopolnega

čiščenja odpadnih vod bi bilo te vode potrebno dopolnilno čistiti. Na takšen način bi

preprečili odtekanje za okolje nevarnih snovi. Rastlinsko čistilno napravo bi lahko izgradili

na tej vasi pri že obstoječi čistilni napravi.

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

67

7 VIRI

[1] Agencija Republike Slovenije za okolje, Internetna stran

http://www.arso.gov.si/vode/ http://okolje.arso.gov.si/onesnazevanje_voda/pages.php?op=print&id=CISNPR_POD

[2] Dodevska Majda, Država spodbuja in kreditira gradnjo, Delo in dom (2008), št. 22,

str. 34-36

[3] Ekologija voda, Internetna stran http://cst.fs.uni-mb.si/Vode/Ekologija%20vod.pdf [4] Ekoremediacijski tehnološki center – ERTC; Internetna stran http://www.ertc.si/images/stories/cenik.pdf [5] Erico, Internetna stran http://www.erico.si/slo/storitve_monitoring-odpadne-vode.php [6] Griessler Bulc Tjaša, Vrhovšek Danijel, Rastlinske čistilne naprave za čiščenje

odpadnih voda; Internetna stran http://web.bf.uni-lj.si/zt/bioteh/kongresi/voda2007/pdf/12_Griessler.pdf

[7] Kompare Boris, Atanasova Nataša, Uršič Matej, Drev Darko in Vahtar Marta; Male

čistilne naprave na območju razpršene poselitve, FGG, Inštitut za zdravstveno hidrotehniko, Ljubljana ICRO – Inštitut za celostni razvoj in okolje, Domžale; Ljubljana 2007 http://www.fgg.uni-lj.si/izh/izh1/0_Dokumenti/Projekti/MCN/Brosura.pdf

[8] Kazalci okolja v Sloveniji; Internetna stran

http://kazalci.arso.gov.si/kazalci/index_html?Kaz_id=27&Kaz_naziv=%C4%8Ci%C5 %A1%C4%8Denje%20odpadnih%20voda&Sku_id=4&Sku_naziv=VODE&tip_kaz=1

[9] LIMNOS Podjetje za aplikativno ekologija; Internetna stran http://www.limnos.si/files/LIMNOS_prospekt.pdf http://www.limnos.si/files/Limnowet_prospekt.pdf

[10] Mariborčan, Internetna stran http://www.revijakapital.com/mariborcan/clanki.php?idclanka=329

[11] Mozetic Robert, Tehnično ekonomska analiza različnih postopkov čiščenja

komunalnih odpadnih voda na modelu povodij Lijaka in Branice (diplomsko delo); Nova Gorica, 2007

http://www.p-ng.si/~vanesa/diplome/OKOLJE/slv/20Mozetic.pdf [12] Navodila za delovanje in vzdrževanje čistilne naprave bio-disk 100 EE, »TEH- PROJEKT HIDRO« d.d. RIJEKA, Veljača 1998

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

68

[13] Neral Branko, Doliška Aleš; Tehnološke vode in odplake (navodila za vaje), Fakulteta za strojništvo; Maribor, 2003

[14] Operativni program odvajanja in čiščenja komunalne odpadne vode, Internetna stran

http://okolje.arso.gov.si/onesnazevanje_voda/predpisi/20050422_081419_operativni_

program_KOV.pdf

[15] Primerjava in vrednotenje tehnologij čiščenja odpadnih vod; Internetna stran

http://www.kostak.si/dokumenti/mcn/primerjava_razlicnih_BCN.pdf

[16] Roš Milenko, Simonič Marjana, Šostar Turk Sonja; Priprava in čiščenje vod;

Fakulteta za strojništvo; Maribor, 2005 [17] Šostar Turk Sonja, Simonič Marjana; Tehnološke vode in odpake, Fakulteta za

strojništvo; Maribor, 2003

[18] Vaupotič Marko; Opis in velikost posameznih sklopov komunalne čistilne naprave;

Varstvo okolja II; Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Oddelek za tehniško varstvo, 2004 www.vtvs.uni-lj.si/files03/31.pdf

[19] VEDEŽ; Internetna stran

http://vedez.dzs.si/dokumenti/dokument.asp?id=993

[20] Vrhovšek Danijel, Vovk Korže Ana; Ekoremediacije; Maribor in Ljubljana 2007 [21] Tik tak, Za boljši svet; Internetna stran

http://www.tiktak.si/kategorija/ciscenje_odpadnih_vod

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

69

8 PRILOGE

PRILOGA 1: Meritve meseca Januarja Datum Pretok Temp.

zraka DOTOK IZTOK

JANUAR

temp.

vode

[ °C ]

pH optični ogled temp.

vode

[ °C ]

pH optični

ogled

1. 95241 1,9 7,5 7,2 Temno rumena 8,0 7,2 Rumena 2. 95536 1,5 7,9 6,98 Temno rumena 8,5 7,01 Rumena 3. 95714 2,2 7,4 7,3 Temno rumena 8,8 7,4 Rumena 4. 95910 -1,5 8,3 6,74 Temno rumena 11,3 7,41 Rumena 5. 96103 0,5 7,9 7,21 Temno rumena 9,8 7,73 Rumena 6. 96322 2,3 8,4 7,30 Temno rumena 10,1 7,63 Rumena 7. 96541 2,7 9,7 7,18 Temno rumena 9,5 7,01 Rumena 8. 96788 8,1 14,5 7,11 Temno rumena 10,4 6,9 Rumena 9. 96928 1,7 14,1 6,67 Temno rumena 9,0 6,79 Rumena 10. 96998 1,5 13,0 6,92 Temno rumena 9,1 6,86 Rumena 11. 97081 4,3 13,1 6,92 Temno rumena 9,8 6,80 Rumena 12. 97111 4,4 12,9 7,01 Temno rumena 10,4 7,34 Rumena 13. 97168 5,5 12,5 7,3 Temno rumena 14,6 7,28 Rumena 14. 97198 6,8 11,8 6,8 Temno rumena 18,1 7,42 Rumena 15. 97244 6,7 10,1 7,03 Temno rumena 16,3 7,21 Rumena 16. 97374 10,4 14,7 7,51 Temno rumena 13,7 7,32 Rumena 17. 97588 7,5 13,5 6,96 Temno rumena 17,1 7,32 Rumena 18. 97797 10,0 16,1 6,88 Temno rumena 19,8 7,52 Rumena 19. 97998 12,1 18,3 7,03 Temno rumena 16,5 7,21 Rumena 20. 98198 13,9 20,6 7,32 Temno rumena 17,5 7,22 Rumena 21. 98464 15,4 22,7 7,52 Temno rumena 18,6 7,32 Rumena 22. 98753 10,3 21,8 7,46 Temno rumena 17,5 7,27 Rumena 23. 99002 8,7 22,4 7,39 Temno rumena 16,7 7,43 Rumena 24. 99166 5,8 20,8 7,56 Temno rumena 17,1 7,36 Rumena 25. 99426 8,1 21,3 7,5 Temno rumena 17,5 7,48 Rumena 26. 99601 9,2 20,9 7,49 Temno rumena 16,9 7,45 Rumena 27. 99764 8,3 20,6 7,37 Temno rumena 16,7 7,50 Rumena 28. 99976 7,1 21,8 7,76 Temno rumena 16,5 7,54 Rumena 29. 100145 110,4 22,2 7,67 Temno rumena 17,0 7,44 Rumena 30. 100353 9,0 20,3 7,52 Temno rumena 16,2 7,31 Rumena 31. 100541 7,1 22,2 7,57 Temno rumena 17,3 7,45 Rumena

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

70

PRILOGA 2: Meritve meseca Februarja Datum Pretok Temp.

zraka DOTOK IZTOK

FEBRUAR temp.

vode pH optični ogled temp.

vode pH optični

ogled 1. 101021 10,3 24,2 7,32 Temno rumena 17,3 7,31 Rumena 2. 101174 7,4 22,4 7,52 Temno rumena 16,9 7,21 Rumena 3. 101274 8,6 22,0 7,56 Temno rumena 17,1 7,43 Rumena 4. 101380 9,4 21,2 7,56 Temno rumena 17,4 7,42 Rumena 5. 101521 8,1 20,0 7,22 Temno rumena 15,4 7,39 Rumena 6. 101752 7,6 20,3 7,42 Temno rumena 16,5 7,33 Rumena 7. 101948 10,2 21,7 7,85 Temno rumena 18,6 7,54 Rumena 8. 102203 8,3 19,8 7,25 Temno rumena 16,1 7,21 Rumena 9. 102423 9,5 20,3 7,31 Temno rumena 17,7 7,48 Rumena

10. 102654 8,2 20,6 7,36 Temno rumena 16,9 7,34 Rumena 11. 102849 6,0 21,2 7,42 Temno rumena 18,4 7,39 Rumena 12. 103059 7,7 20,9 7,34 Temno rumena 19,2 7,32 Rumena 13. 103231 8,5 21,4 7,29 Temno rumena 18,4 7,35 Rumena 14. 103487 8,1 20,7 7,33 Temno rumena 19,4 7,42 Rumena 15. 103706 4,3 20,2 7,41 Temno rumena 15,9 7,31 Rumena 16. 103989 3,4 20,8 7,27 Temno rumena 17,8 7,22 Rumena 17. 104176 4,6 20,9 7,32 Temno rumena 18,6 7,38 Rumena 18. 104281 5,3 21,4 7,72 Temno rumena 20,5 7,60 Rumena 19. 104512 14,2 22,4 7,81 Temno rumena 20,3 7,57 Rumena 20. 104996 15,4 23,9 8,00 Temno rumena 21,8 7,68 Rumena 21. 105245 16,3 24,2 7,31 Temno rumena 20,2 7,51 Rumena 22. 105421 16,1 21,9 7,45 Temno rumena 20,6 7,39 Rumena 23. 105733 17,5 22,8 7,42 Temno rumena 21,7 7,45 Rumena

24. 105987 16,9 20,6 7,30 Temno rumena 20,1 7,29 Rumena 25. 106122 18,1 21,4 7,21 Temno rumena 21,4 7,33 Rumena 26. 106321 19,0 22,7 7,34 Temno rumena 20,3 7,42 Rumena 27. 106543 15,9 24,2 7,21 Temno rumena 20,3 7,42 Rumena 28. 106799 16,2 22,5 7,45 Temno rumena 21,3 7,42 Rumena 29. 106971 20,8 23,2 7,42 Temno rumena 19,9 7,32 Rumena

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

71

PRILOGA 3: Meritve meseca Marca

Datum Pretok Temp.

zraka

VTOK IZTOK

MAREC temp.

vode

pH optični ogled temp.

vode

pH optični

ogled

1. 107143 14,8 24,1 7,13 Temno rumena 21,3 7,29 Rumena

2. 107324 15,3 22,5 7,20 Temno rumena 19,8 7,33 Rumena

3. 107540 16,5 22,9 7,34 Temno rumena 20,3 7,41 Rumena

4. 107732 17,4 23,5 7,41 Temno rumena 21,5 7,33 Rumena

5. 107942 18,2 23,4 7,31 Temno rumena 22,0 7,37 Rumena

6. 108104 15,4 24,5 7,23 Temno rumena 208, 7,29 Rumena

7. 108325 15,9 24,9 7,17 Temno rumena 20,5 7,23 Rumena

8. 108523 17,1 22,1 7,27 Temno rumena 21,3 7,31 Rumena

9. 108834 18,6 22,6 7,23 Temno rumena 20,6 7,26 Rumena

10. 109184 20,3 23,1 7,35 Temno rumena 20,3 7,21 Rumena

11. 109331 18,3 22,9 7,32 Temno rumena 20,1 7,31 Rumena

12. 109524 15,2 21,1 7,41 Temno rumena 18,4 7,42 Rumena

13. 109705 10,4 22,3 7,33 Temno rumena 19,0 7,35 Rumena

14. 109987 11,5 23,5 7,45 Temno rumena 20,6 7,21 Rumena

15. 110198 9,5 22,7 7,23 Temno rumena 20,4 7,31 Rumena

16. 110232 8,7 21,6 7,28 Temno rumena 20,6 7,15 Rumena

17. 110497 8,6 23,8 7,14 Temno rumena 21,1 7,23 Rumena

18. 110652 7,4 22,9 7,36 Temno rumena 19,6 7,21 Rumena

19. 110832 6,4 21,8 7,15 Temno rumena 19,3 7,34 Rumena

20. 111005 9,3 24,0 7,38 Temno rumena 22,2 7,35 Rumena

21. 111199 11,5 23,6 7,31 Temno rumena 20,5 7,19 Rumena

22. 111532 12,4 24,1 7,25 Temno rumena 18,5 7,25 Rumena

23. 111735 11,6 21,3 7,30 Temno rumena 19,3 7,34 Rumena

24. 111934 10,5 23,9 7,21 Temno rumena 19,6 7,30 Rumena

25. 112145 11,6 24,2 7,27 Temno rumena 19,7 7,24 Rumena

26. 112371 5,6 22,6 7,25 Temno rumena 20,1 7,32 Rumena

27. 112584 6,7 21,9 7,31 Temno rumena 18,0 7,29 Rumena

28. 112801 8,5 22,3 7,42 Temno rumena 19,0 7,31 Rumena

29. 113004 5,3 23,4 7,39 Temno rumena 20,1 7,16 Rumena

30. 113335 4,6 22,9 7,29 Temno rumena 19,4 7,20 Rumena

31. 113587 3,9 23,6 7,40 Temno rumena 20,8 7,24 Rumena