Praktyczne aspekty wydłużenia czasu pracy kolumny sorpcyjnej bez wspomagania oraz ze wspomaganiem poprzedzającym złożem filtracyjnym

Złoża sorpcyjne tworzone z węgli aktywnych [1,2] stanowią dzisiaj bardzo często newralgiczne węzły typowych obiegów wodno-ściekowych zakładów przemysłowych. Dobór rodzajów węgli aktywnych i ich wprowadzanie do konkretnych układów wodno-mułowych zakładów przemysłowych determinowany jest najczęściej ilością oraz jakością ścieków poprodukcyjnych danego zakładu. Jednocześnie niezwykle ważnym czynnikiem warunkującym wprowadzanie kolumn sorpcyjnych do tych obiegów są możliwości finansowe zakładu - nie każdy zakład może sobie na węgle aktywne pozwolić, bowiem ich stosowanie podraża koszty eksploatacyjne, na skutek konieczności wymiany takiego zużytego sorbentu, który następnie staje się odpadem. Dlatego też, projektant obiegu wodno-mułowego w porozumieniu z inwestorem, którym najczęściej jest dany zakład przemysłowy stoi przed dylematem: czy wydłużać okres efektywnego użytkowania danej kolumny sorpcyjnej poprzez zastosowanie dodatkowego węzła - filtracji grawitacyjnej, który poprzedza węzeł sorpcji i który to węzeł filtracyjny ma dodatkowo doczyścić po uprzedniej koagulacji zdekantowany ściek w pierwszym węźle procesu jego oczyszczania. Ten zdekantowany ściek, który najczęściej zawiera poniżej 1 g/dm3 zawiesiny jest w odniesieniu do niektórych ocen [3] tzw. przelewem sklarowanym na "zero przemysłowe", natomiast w odniesieniu do ogólnych przepisów i norm dotyczących oczyszczania ścieków pod kątem ich odprowadzania do ziemi i zbiorników otwartych [6] jest to wartość dosyć wysoka, a w odniesieniu do przyjętego założenia bezpośredniego wprowadzania takiego ścieku zdekantowanego na kolumnę sorpcyjną na tyle wysoką, że będzie powodować skrócenie jej efektywnego czasu pracy, na skutek tworzenia pokryć mułowych na sorbencie, a tym samym szybszego zmniejszenia chłonności sorpcyjnej danej kolumny. Z drugiej strony wprowadzenie dodatkowego węzła filtracji grawitacyjnej, doczyszczającej zdekantowany przelew (wodę nadosadową) po koagulacji i sedymentacji grawitacyjnej to dodatkowy koszt zarówno inwestycyjny, jak i eksploatacyjny, gdyż takie złoże filtracyjne np. piasku, także trzeba wymieniać co pewien czas na skutek procesu kolmatacji [4] - a to z kolei nie tylko zwiększenie kosztów ale określony kłopot techniczny. Oczywiście piaskowe złoże filtracyjne można także płukać, najczęściej przeciwprądowo i pod ciśnieniem - ale to też pewien koszt (np zużycie wody czystej) pojawienie się ścieku popłucznego, który należy oczyścić zawracając go najczęściej na pierwszy węzeł do procesu koagulacji, gdzie jednak z biegiem czasu następuje w obiegu wzrost koncentracji zawiesiny właśnie tej najtrudniej sedymentującej. Wydaje się zatem sprawą ważną, aby dla każdego konkretnego zakładu przemysłowego w odniesieniu do jego kondycji finansowej z jednej strony, oraz w odniesieniu do rodzaju ścieków przemysłowych z drugiej strony, rozważyć możliwość wzajemnych relacji pracy kolumny sorpcyjnej dla danych warunków koagulacji i sedymentacji ścieków na węźle pierwszym w układzie bez filtracji przed kolumną sorpcyjną oraz w układzie z kolumną filtracyjną przed kolumną sorpcyjną. Właśnie odpowiedzi na powyższe pytanie, głównie w odniesieniu do czynnika technicznego użytkowania kolumny sorpcyjnej w odniesieniu do jej pracy na konkretnych ściekach przemysłowych pochodzących z wydziału myjki zrębków Zakładu Przetwórstwa Drewna Polspan-Kronospan ma udzielić niniejsza publikacja. Z przeprowadzonych wyników badań oraz ich analizy można przedstawić pewne ogólne wnioski: Oczyszczanie ścieków, poprzez wprowadzanie ich na kolumnę sorpcyjną w danym układzie obiegu wodno-ściekowego w przypadku gdy, taki ściek zdekantowany po koagulacji zawiera zawiesiny ogólnej około 1276 mg/dm3 powinno być poprzedzone węzłem filtracji, gdyż ze względu na podstawowy wskaźnik tj. chemiczne zapotrzebowanie tlenu ChZT a także odczyn pH wydłuża czas pracy takiej kolumny sorpcyjnej o około 2,7 razy. Wpływ zastosowania złoża filtracyjnego poprzedzającego kolumnę sorpcyjną jest różny dla różnych wskaźników zanieczyszczenia eluatu po procesie sorpcji w aspekcie wydłużenia realnego efektywnego czasu pracy kolumny sorpcyjnej. Wprowadzanie węzła filtracji przed procesem sorpcji powoduje jednak pewne dodatkowe problemy natury technicznej i zwiększa koszty nie tylko inwestycyjne, (które nie są tu znacznie) lecz zwiększa koszty głównie eksploatacyjne obiegu, związane z tym węzłem.

Sorptional beds of active carbons are often trouble nodes of water sewage cycles of industrial plants. Designer of water sewage cycle, in consultation with investor, has a question: to extend efficient usage period of a column by application of additional node - gravitational filtration, which precedes sorption node. This paper should answer this question taking as an example of existing industrial wastewater from Chip Washing Division of POLSPAN-KRONOSPAN Wood Processing Plant in Szczecinek. Post-production raw wastewater coming from Chip Washing Division, which technological characteristics is given in the Table 1, at first was treated using coagulation process and then gravitational sedimentation process. In the next step there were to variants of further treatment of sedimentation water after coagulation and sedimentation processes. Namely: variant I - decanted water was moved directly to the sorption node - Table 2 variant II - decanted water was at first passed through gravitational filtration bed made of sand With reference to the research a computer programme was developed. This programme may be useful in designing node of sorption on active carbon of wastewater treated earlier using coagulation with calcium hydroxide Ca(OH)2, decanted and then directed to the filtration bed and only then filtrate is directed to the sorption bed. Analysing results of the research following conclusions may be drawn: Wastewater treatment on sorptional column in the given water sewage cycle system, in case when after coagulation wastewater contains about 1276 mg/dm3 of total suspension, should be preceded by filtration node, because taking into consideration COD and pH it extends column working time about 2.7 times. Influence of a filtration bed preceding sorptional column is different for different eluate pollution indexes after sorption process in the aspect of extending real effective sorptional column working time. Introduction of filtration node before sorption process causes additional technical problems and increases investment costs as well as exploitation costs of the cycle.