Biologiczne oczyszczanie ścieków

1. Biologiczne oczyszczanie ścieków

2. Parametry technologiczne ścieków ChZT - chemiczne zapotrzebowanie na tlen Ilość tlenu potrzebna do całkowitego utlenienia próbki do CO2 i H2O metodami chemicznymi Oznaczenie: Próbka gotowane jest 2 h w roztworze zawierającym określoną ilość K2Cr2O7 w stężonym kwasie siarkowym, w obecności Ag2SO4 i HgSO4. Pozostały dichromian jest miareczkowany. BZT – biologiczne zapotrzebowanie na tlen Ilość tlenu zużywana do utleniania organicznych składników próbki przez drobnoustroje w niej zawarte. Oznaczenie wartości BZT5: Próbka inkubowana jest w zamkniętej szczelnie kolbie, w temperaturze 20 C, przez 5 dni. Następnie oznacza się ilość zużytego tlenu. Inne parametry: ogólny węgiel organiczny (OWO), azot ogólny (TKN), azot organiczny, fosfor ogólny, osad ogólny, osad zawieszony

3. Charakterystyka ścieków komunalnych Typowy skład ścieków komunalnych

4. Etapy procesu oczyszczania ścieków

5. Stawy sedymentacyjne Typowy ciąg technologiczny dla ścieków o wysokiej wartości BZT5. I etap – staw anaerobowy przez 3 – 5 dni II etap – staw fakultatywny przez 20 – 40 dni III etap – staw dojrzewalnikowy przez 7 dni

6. Konstrukcja filtru zraszanego do oczyszczania ścieków

7. Oczyszczanie ścieków z użyciem osadu czynnego. Schemat procesu oczyszczania ścieków z zastosowaniem technologii osadu czynnego.

8. Mikroorganizmy w osadzie czynnym 1. Bakterie: od 5  109 komórek/ml do 1,5  1010 komórek/ml. Dominujące rodzaje: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Alcaligenes, Moraxella, Flavobacterium; bakterie nitryfikacyjne – Nitrosomonas, Nitrobacter; Thiobacillus 2. Pierwotniaki – orzęski (osiadłe, pełzające, wiciowe, zarodziowe, wolnopływające), wrotki Cecha charakterystyczna: wzrost w postaci kłaczków (sflokulowany) Mikroskopowy obraz kłaczka osadu czynnego

9. Oczyszczanie ścieków z użyciem osadu czynnego reaktor przepływowy Zasada procesu: Ścieki przepływają wzdłuż bioreaktora zawierającego mieszaną populację drobnoustrojów, które wykorzystują związki organiczne zawarte w ściekach jako źródło węgla. materia organiczna + drobnoustroje + O2 przyrost biomasy + CO2 Odciek z bioreaktora przepływa do odstojnika, gdzie następuje oddzielenie biomasy i niezdegradowanego osadu. Około 20% biomasy jest zawracanej na początek bioreaktora. Parametry typowego bioreaktora: prostopadłościan o wymiarach 6 10 m  30 – 100 m  4 – 5 m (objętość około 5000 m3).

10. Oczyszczanie ścieków z użyciem osadu czynnego reaktor pracujący w trybie półciągłym Cykl pracy reaktora SBR (bioreaktor sekwencyjny)

11. Chemostat – hodowla ciągła drobnoustrojów, w której populacja mikroorganizmów jest utrzymywana na stałym poziomie poprzez ciągłe odbieranie części hodowli i zastępowanie jej świeżą pożywką. Klasyczny układ bioreaktora do oczyszczania ścieków z osadem czynnym jest przykładem chemostatu z zawracaniem części populacji komórek.

12. Q – natężenie przepływu • ścieków • X – gęstość komórek • S – stężenie składników • odżywczych g - współczynnik • recyklingu • C – współczynnik • zatężenia biomasy • zawracanej Bilans biomasy Biomasa akumulowana = biomasa dopływająca + przyrost biomasy – biomasa usuwana – komórki martwe • - szybkość wzrostu  - szybkość obumierania Wprowadzając: D = Q/V – szybkość rozcieńczania, zakładając   0 I brak zasilania biomasą oraz uzyskanie stanu równowagi, czyli , otrzymujemy:  = D(1 +  - C)

13. Parametry technologiczne osadu czynnego Obciążenie komory osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń S1 Q1 Bv = V Stężenia Bv i S1 wyrażone są w postaci parametrów BZT5 lub ChZT Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń S1 Q1 X2 – zawartość zawiesin w osadzie czynnym Bx = V  X2

14. Napowietrzanie bioreaktorów z osadem czynnym

15. Reaktor ze złożem fluidalnym

16. Głębokoszybowy proces oczyszczania ścieków z zastosowaniem reaktora typu air-lift

17. Schemat reaktora membranowego do oczyszczania ścieków

18. Schemat dwustopniowego oczyszczania ścieków, umożliwiającego przeprowadzenie nitryfikacji i denitryfikacji

19. Nowe możliwości eliminacji amoniaku i azotanów Bakterie Planctomycetes przeprowadzają reakcję: NH4+ + NO2-  N2 + 2H2O Technologia Anammox (anaerobowe utlenianie amoniaku) Zasada metody: strumień ścieków zawierających związki amonowe dzieli się na dwa strumienie. Zawartość jednego ze strumieni jest poddawana nitryfikacji /utlenienie amonu do azotanów(III)/. Strumień ten jest kierowany do reaktora anaerobowego, gdzie w wyniku połączenia z drugim strumieniem i aktywności metabolicznej bakterii Planctomycetes zachodzi reakcja utleniania amoniaku. Zalety: znacznie mniejsze zapotrzebowanie na napowietrzanie, brak konieczności dodawania materii organicznej, redukcja osadu odpadowego

20. Porównanie parametrów różnych technologii biologicznego oczyszczania ścieków MBR – bioreaktor membranowy UASB – bioreaktor ze wstępującym przepływem kożucha osadu

21. Sposoby utylizacji osadów nadmiernych • składowanie na wysypiskach • spalanie • kompostowanie • wykorzystanie w rolnictwie • fermentacja anaerobowa

22. Sposoby składowania osadów nadmiernych

23. Schemat spalarni osadów nadmiernych

24. Wykorzystanie odpadowego osadu czynnego w rolnictwie Obróbka wstępna • pasteryzacja (ogrzewanie w 70 C przez 30 min) • fermentacja anaerobowa w 35 C przez 12 dni • fermentacja termofilna tlenowa w 55C przez 7 dni • kompostowanie • stabilizacja alkaliczna (pH>12 przez 2 h) • przechowywanie w formie wysuszonej przez 3 miesiące

25. Przekrój pryzmy kompostowej

26. Współzależność bakterii acetogennych i metanowych

27. Rodzaje reaktorów i techniki fermentacji anaerobowej