Sekwencyjny system sedymentacyjno-biofiltracyjny do oczyszczania miejskich rzek zasilanych ściekami opadowymi

Abstract

W zarządzaniu zasobami wodnymi zidentyfikowano trzy globalne problemy: za dużo, za mało i zbyt zanieczyszczone. Zmierzyć musza się z nimi także obszary miejskie. Intensywny proces urbanizacji przyczynił się do zmiany zagospodarowania wód opadowych wpływając na ilość i jakość miejskich zasobów wody. Rozwiązanie tych problemów powinno być prowadzone równolegle w trzech zakresach: prawodawstwa, edukacji i rozwoju nowoczesnych technologii. Niniejsza praca dotyczy ostatniego z nich. Badania zrealizowano w Łodzi. Pierwszym etapem badań była ocena jakości wód największych łódzkich rzek i odprowadzanych do nich ścieków opadowo-roztopowych. Ważnym elementem w rozwoju nowoczesnych biotechnologii jest znajomość rozkładu zanieczyszczeń w czasie wezbrań opadowo-roztopowych. W tym celu wykonano ocenę efektu pierwszego spływu na rzece Sokołówce. Głównym etapem badani była ocena efektywności pracy sekwencyjnego systemu sedymentacyjno-biofiltracyjnego (SSSB) jako ulepszonej oczyszczalni hydrofitowej dla usuwania zanieczyszczeń z miejskich cieków zasilanych ściekami opadowo-roztopowymi. W ramach tej części prac wykonano ocenę zróżnicowania dopływu zanieczyszczeń do systemu oraz efektywności pracy SSSB w zależności od temperatury i wielkości przepływu. W celu optymalizacji redukcji zanieczyszczeń przeanalizowano także udział poszczególnych stref systemu SSSB w efektywności ogólnej. Wyniki wskazują na znaczne zanieczyszczenia łódzkich rzek związkami fosforu i zawiesiną, których źródłem są ścieki opadowo-roztopowe. Dodatkowo w okresie zimowych odnotowano znaczne zanieczyszczenie jonami chlorkowymi, które stanowią istotne toksyczne zagrożenie dla organizmów na każdym poziomie troficznym. W dopływie do systemu dominowało zanieczyszczenie jonami fosforanowymi (stałe zasilanie w ciągu roku). Wysokie przepływy w sezonie spoczynkowym charakteryzowały się najwyższymi średnimi stężeniami analizowanych zanieczyszczeń. Ponadto okresy wysokich przepływów charakteryzowały się wysokimi stężeniami fosforu ogólnego i zawiesiny całkowitej. W czasie niskich przepływów odnotowano podwyższone stężenia jonów amonowych i azotanowych. System SSSB efektywnie przechwytywał zanieczyszczenia w czasie wezbrań opadowo-roztopowych, które były usuwane w okresach niskich przepływów. Największą efektywność zaobserwowano przy wysokich stężeniach zanieczyszczeń w dopływie, co świadczy o skuteczności zastosowanych innowacyjnych metod. Strefa sedymentacyjna miała największy udział w ogólnej efektywności usuwania zanieczyszczeń. Okres niskich przepływów w sezonie wegetacyjnym charakteryzował się najwyższą efektywnością usuwania zanieczyszczeń.