1 / 43

MODUL 11

MODUL 11. III. STUPANJ PROČIŠĆAVANJA Uklanjanje nutrijenata – hranjivih soli. Uklanjanje fosfora. Uklanjanje dušika. Biološki. Nitrifikacija Denitrifikacija. Fizikalno-kemijski. Biološki. Kemijski. izdvajanjem NH 3 plinova (ishlapljivanje). Dodavanjem soli metala ili vapna.

jalene
Download Presentation

MODUL 11

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. MODUL 11

  2. III. STUPANJ PROČIŠĆAVANJA Uklanjanje nutrijenata – hranjivih soli

  3. Uklanjanje fosfora Uklanjanje dušika Biološki Nitrifikacija Denitrifikacija Fizikalno-kemijski Biološki Kemijski izdvajanjem NH3 plinova (ishlapljivanje) • Dodavanjem • soli metala ili • vapna Ugradnja u stanice tkiva oksidacija NH3 sa klorom Mogu se kombinirati

  4. Biološko uklanjanje nutrienata Temeljne reakcije Organski - C Organski - N Plin N2 Hidroliza NH3 - N Bez O2 Nitrifikacija Nitrosomonas +O2 DEN DENITRIFIKACIJA NIT NITRIFIKACIJA NO2 - N Nitriti Potrebno Potrebno • NO3 - N • NemaO2 • Organski C (BPK) • O2 (aeracija) • NH3 - N Nitrifikacija Nitrobacter +O2 NO3 - N Nitrati U anoksičnom spremniku U BR

  5. Biološko uklanjanja dušika + • Kao NH4 opasan za život u vodi, jer iscrpljuje kisik • Kao nitrit i nitrat hranjivo koje stimulira primarnu biološku proizvodnju (eutrofikacija) Propisi određuju maksimalno dozvoljenu koncentraciju u efluentu: Ntot< 15 mg za male UPOV Ntot < 10 mg/l za velike UPOV Može se postići u: • Sustavu sa suspendiranim m/o (aktivni mulj) • i pričvršćenim m/o (Prokapnik, MBBR, IFAS, OBN)

  6. Predanoksični postupak (Ludzak - Ettinger, 1962.g.) miješanje aeracija NT NIT (Biološki rektor) DEN NO3 Recirkulacija mulja Nitrat je sadržan u povratnom mulju i učinkovitost denitrifikacije ovisi o veličini recirkulacije

  7. Modificirani Ludzak-Ettinger-ov postupak (MLE) Ntot≤ 10 mg/l Q miješanje aeracija NT NO3 NIT (Biološki reaktor) DEN Recirkulacija mulja Danas najčešće korišteni postupak Interna recirkulacija iz BR doprinosi većoj opskrbljenosti nitratima. Zbog relativno male koncentracije nitrata u MLSS, veličina interne recirkulacije je od 2 – 4Q

  8. Poslijeanoksični postupak, (Wuhrmann) Dodavanje izvora ugljika (Metanol) aeracija NT NIT (Biološki reaktor) DEN Q Q miješanje Recirkulacija mulja Nakon BR potrošen je najveći dio otopljenih spojeva ugljika, pa je potrebno dodati vanjski izvor za potrebe heterotrofnih bakterija koje obavljaju denitrifikaciju (najčešće metanol)

  9. Dvostupanjska nitrifikacija – denitrifikacija, (postupak s dva mulja) Nitrifikacijski taložnik Dodavanje metanola aeracija aeracija NT DEN Q NIT Q aeracija Recirkulacija mulja Recirkulacija mulja Mali aerirani volumen iza anoksičnog spremnika, služi za otplinjavanje preostalog dušika, postizanja aerobnog stanja i sprječavanja otplinjavanja dušika u NT.

  10. Bardenpho postupak s 4 stupnja Objedinjen predanoksični i poslijeanoksični postupak Recirkulacija nitrata aeracija NT DEN DEN Q NIT Q miješanje miješanje aeracija Recirkulacija mulja U prvom stupnju se denitrificira najveći dio nitrata, a u trećem ostatak. Četvrti stupanj je reaeracijski reaktor za otplinjavanje dušika i postizanje aerobnog stanja kojim se poboljšava flokulacija mulja prije taloženja i smanjuje mutnoća efluenta.

  11. Simultana nitrifikacija - denitrifikacija Primjena na oksidacijskim jarcima i karusel BR Nije potreban poseban spremnik za denitrifikaciju, recirkulacija, miješanje efluent aeracija četkama Složeno vođenje postupka zbog održavanja potrebnih veličina aerobnih i anoksičnih zona DEN NIT supstrat Aerobna zona O2 DEN Anoksična zona NIT N2 CO2 Aerobna i anoksična zona u pahuljici mulja + - - influent NH4 NO2 NO3

  12. Biološko uklanjanja fosfora Kao fosfat hranjivo koje stimulira primarnu biološku proizvodnju (eutrofikacija) Propisi određuju maksimalno dozvoljenu koncentraciju u efluentu: Ptot< 2 mg za male UPOV Ptot < 1 mg/l za velike UPOV Može se postići u: • Sustavu sa suspendiranim m/o (aktivni mulj) • i pričvršćenim m/o (Prokapnik, MBBR, IFAS, OBN)

  13. Biološko uklanjanje fosfora - postupak Postoje m/o koji akumuliraju fosfor (engl. PhosphorusaccumulatingorganismsPAOs) kad im se osiguraju povoljni uvjeti. • Biološko uklanjanje fosfora temelji se na slijedećim principima: • 1. Brojne bakterije sposobne su pohraniti viškove fosfora u obliku polifosfata u svoje stanice. • 2. U anaerobnim uvjetima PAOs asimiliraju proizvode fermentacije (npr. hlapive masne kiseline) i skladište ih unutar stanica uz istovremeno otpuštanje fosfora iz pohranjenih polifosfata. • 3. U aerobnim uvjetima proizvodi se energija oksidacijom u stanici uskladištene tvari, uz istovremeno povećanje skladištenja polifosfata u stanici.

  14. Phoredox ili A/O postupak, Barnard 1975. θc = 2 – 5 dana (nema nitrifikacije) θ = 1-3h θ = 0,5 – 1h MLSS 3-4kg/m3 0,25-1Q Koristeći energiju iz pohranjenih polifosfata, PAOs asimiliraju acetate i unutar stanice proizvode polihidroksibiturate (PHB)

  15. A2O postupak θc = 5 – 25 dana MLSS 3-4kg/m3 Q Q θ = 4-8h θ = 0,5-1,5h θ = 0,5-1,0h 0,25-1Q Uvođenjem anoksičnog spremnika i interne recirkulacije nitrata, smanjuju se nitrati u recirkulaciji aktivnog mulja i time pospješuje otpuštanje fosfata. (nitrati su izvor kisika za kemo-autotrofne bakterije koje se razvijaju na račun PAOs i time smanjuju učinkovitost uklanjanja fosfora)

  16. UCT postupak, (Universityof Cape Town) Za otpadne vode koje imaju malo otopljenog BPK θc = 10 – 25 dana 2-4Q MLSS 3-4kg/m3 Q Q θ = 4-12h θ = 2-4h θ = 1-2h 1-3Q 0,8-1Q Povratni mulj se recirkulira u anoksični, a ne u aerobni reaktor, čime je eliminiran dotok nitrta u anaerobni reaktor. Interna recirkulacija nakon anoksičnog u anaerobni reaktor sadrži malo nitrata, ali bitno više potrebnog otopljenog BPK u anaerobnom reaktoru.

  17. Uklanjanje fosfora kemijskom obaranjem - precipitacijom Postupak može biti samostalan ili u kombinaciji s biološkim uklanjanjem kada treba postići visoku učinkovitost Uklanjanje umjereno-topivih fosfata uz pomoć: Soli više-valentnih iona metala (Ca(II), Al(III) i Fe(III)) Polimera (najčešće u kombinaciji s alaunom i vapnom) Vapna Alaun, stipsa KAl(SO4)2.12H2O. Obaranje uz pomoć kalcija: Hidroksilapatit Sirovina je vapno Ca(OH)2 Vapno prvo reagira s bikarbonatnim alkalitetom kako bi istaložilo CaCO3. pH vrijednost raste iznad 10, a višak kalcijevih iona tada reagira s fosfatima stvarajući taloživihidroksilapatit. Količina vapna = 1,4-1,5 ukupnog alkaliteta (kao CaCO3)

  18. Obaranje uz pomoć aluminija i željeza: • Obaranje se može obaviti dodavanjem kemikalija: • ispred prethodnog taložnika = Pre-precipitacija • ispred ili iza BR (taloženje u NT) = Ko-precipitacija • iza drugog stupnja pročišćavanja (dodatni taložnik) = Post-precipitacija • na više mjesta u liniji vode (sva nabrojena mjesta i ispred filtracije) • Odabir kemikalije koja se koristi, ovisi o: • Koncentraciji fosfora u otpadnoj vodi • Koncentraciji SS u otpadnoj vodi • Alkalitetu • Troškovima za kemikalije • Pouzdanosti opskrbe kemikalijama • Načinu obrade mulja • Načinu konačnog odlaganja mulja • Kompatibilnosti s ostalim postupcima pročišćavanja

  19. Učinkovitost uklanjanja fosfora Biološko uklanjanje = 40 - 50%, Bez biološkog uklanjanja P, uklanjanje P = 10 - 30% (veći dio u prethodnom taloženju) Učinkovitost kemijskog uklanjanja ovisi o primijenjenoj dozi kemikalija. Povrat mulja Bez biološkog uklanjanja P P  1,5% Višak mulja Može se povećati kemikalijama P  4,5% Na obradu mulja ! Kada je mulj u anaerobnim uvjetima Otpuštanje P

  20. Kombinirano biološko uklanjanje N i P NT NIT Influent ANA DEN Najčešća konfiguracija UPOV NO3 Interna recirkulacijaMLSS Povrat mulja Višak mulja

  21. Projektiranje Nitrifikacija Potrebna masa nitrificirajućih bakterija ovisi o omjeru BPK5/TKN (TKN je ukupni dušik po Kjeldahl-u, org.N+NH4+NH3) + Da bi se provela nitrifikacija ΘC > ΘC,NIT Denitrifikacija - Anoksičnispremnik Da bi se ostvarila denitrifikacija ΘC > ΘC,DEN Karakteristična veličina VDEN 1/3 VNIT P - otpuštanje - Anaerobinispremnik Θ  0,5 – 2,0 h

  22. DEZINFEKCIJA

  23. Svrha: Selektivno eliminiranje organizama koji uzrokuju oboljenja Smanjenje rizika od širenja zaraze Enteralne bakterije Virusi Paraziti • lambliaza • amebna dizenterija • hepatitis • poliomielitis • Tifus i paratifus • gastroenteritis • [E - Coli] • kolera • dizenterija

  24. Potrebna učinkovitost dezinfekcije Tipične veličine koncentracija ukupnih koliforma 106– 109b.c. / 100 ml Tipične veličine uklanjanja (1-0,10)x(1-0,25)x(1-0,90)=0,0675 Ukupno bez dezinfekcije (1-0,45)x(1-0,80)x(1-0,98)=0,0022 93,25 - 99,78 ≈ 99 % Ako je konc. u dotoku: 108b.c., izlaz bez dezinfekcije = 108 · 0,01 = 106b.c./100ml Standard vode za kupanje je: 500 b.c./100ml Prema tome, učinak dezinfekcije treba biti:[1- ] = 0,9995, odnosno 99,95% 500 106

  25. Osnovne metode dezinfekcije 1. Dezinfekcija klorom (i dekloriranje) 2. Dezinfekcija ozonom-ozonizacija 3. UV - zračenje 4. Druge (druge kemikalije, toplina + svjetlo)

  26. Čimbenici koji utječu na dezinfekciju • 1. Karakteristike dezinficirajućeg sredstva • Koncentracija (C) • Karakteristike otpadne vode • Temperatura • E-Colikoncentracija • ST koncentracija • Karakteristike kontaktnog spremnika • Vrijeme zadržavanja (Θ) Obično je: C . Θ = konstantno To znači: Ako je veliko Θ (veliki volumen) →malo C Ako je malo Θ (mali volumen)→veliko C

  27. Uporaba klora - Kloriranje • Široka uporaba • Dobro poznat postupak (mnogo se koristi kod pitkih voda) • Zaostali klor ima toksični učinak na život u vodi • Preduvjet za korištenje: • Pridržavanje strogih propisa o klornom ostatku u efluentu. Iritantni plin, toksičan za čovjeka u niskim koncentracijama Vrlo opasan za transport, skladištenje i korištenje. Potrebno korištenje zaštitne opreme Oblici klora koji se koriste za dezinfekciju: Cl2plin klor NaOClnatrijev hipoklorit Ca(OCl)2kalcijev hipoklorit ClO2klor dioksid Za male uređaje  NaOCl Za velike uređaje  obično Cl2

  28. Temeljne reakcije NaOCl + H2O  HOCl + NaOH Cl2 + H2O  HOCl+ H++ Cl- HOCl = hipoklorna kiselina Slobodan raspoloživi klor Raspoloživ kao vezani klor HOCl reagira sa NH3 NH2Cl = kloramin NHCl2 = dikloramin NCl3= dušikov triklorid NH3 + HOCl NH2Cl+ H2O NH2Cl + HOCl NHCl2+ H2O NHCl2 + HOCl  NCl3 + H2O Vezani klor može biti oksidiran  HCl • Temperaturi, To C • pH • Θ • NH3, Cl2 koncentraciji Reakcija ovisi o:

  29. Kloriranje do prijelomne točke, Brakepointchlorination E ”prijelomna točka - breakpoint" C Klorni ostatak Slobodan D Vezan A B Dodani klor AB : Samo oksidacija - nema dezinfekcije BC : Reakcija sa NH3 Formiranje vezanog klora CD : Oksidacija vezanog klora DE : Dodani klor  ostaje kao slobodni klor  dezinfekcija

  30. Dekloriranje - uklanjanje klora Smanjenje toksičnih utjecaja na vodu prijemnika Uklanjanje klornog ostatka Svrha: SO2 Metode: Adsorpcija ugljenom Postupak sa SO2 ClO2 = klor dioksid SO2 + H2O → H2SO3 5H2SO3 + 2ClO2 + H2O → 5H2SO4 + 2HCl

  31. Projektiranje sustava kloriranja i dekloriranja Kloriranje: E EO = (1+0,23 CΘ)-3 EO = ulazna koncentracija ukupnih b.c. E = izlazna koncentracija ukupnih b.c. Obično: Određuje kapacitet E-S opreme C = 5 - 8 mg/l Određuje volumen spremnika Θ = 30 min na Qvršno Dekloriranje: C = 1-1,6 mg/l zaQsrednje C = 2-5 mg/l za Qvršno Θ = 0,5-1,0 min zaQvršno

  32. Spremnik za kloriranje i dekloriranje Vrlo intenzivno miješanje Mjesto dodavanja klora Ulazno okno Klipno tečenje Spremnik sa šikanama Glavni Spremnik Vrlo intenzivno miješanje Mjesto dodavanja SO2 Izlazno okno

  33. Glavna E-S oprema za kloriranje i uklanjanje klora • 1. Skladište Cl2 - dovoljno za 10 - 30 dana • Spremnik za NaOCl ili • Kontejner tekućeg klora (obično1000 kg), ili • Boca tekućeg klora (obično 68 kg) 2. Spremnik za dnevne potrebe Cl2 (Opcija) • 3. Klorinator • Za doziranje plinskog klora ili NaOCl • 4. Spremnik za SO2 (kada se provodi uklanjanje klora) • SO2boca (obično 68 kg) ili • SO2kontejner • 5. Dodavač SO2 • Za doziranje SO2 Za velike uređaje i plinski Cl2 Isparivači Zaštitna oprema!!! + Cl2 detektor za klor

  34. Spremnik klora Klorinator Mjerenje protoka Ulazno okno Spremniksa šikanama SO2 Spremnik Dodavač SO2 Shematski dijagram Klorinacija-deklorinacija Izlazno okno Mjerenje Cl2 klornog ostataka

  35. Kontaktni spremnik za kloriranje Uređaj za proizvodnju klora

  36. Dezinfekcija ozonom Opće značajke Jače i brže dezinficirajuće sredstvo od Cl2300 - 3000 puta ! Ne može se skladištiti Vrlo nestabilan Mora se na licu mjesta kontinuirano proizvoditi Potrebno korištenje zaštitne opreme Otrovan za čovjeka • Nema O3 ostatka • Povećanje otopljenog O2 u prijamniku Dobar za vodni okoliš

  37. Projektiranje Obično C = 3 - 20 mg/l Θ = nekoliko minuta ovisno o C i željenom % dezinfekcije Mjehurići Zatvoreni spremnik* Difuzori - raspršivači Kontaktni spremnik mora biti dubok da se poveća učinkovitost transfera O3difuzorima O3 *Tako da se zrak sa O3 može ponovno vratiti na difuzore ili uništiti prije nego što se ispusti u atmosferu

  38. Glavna E-S oprema za ozoniranje • 1. Zrak ili sustav za pripremu O3 • Filtar (za čišćenje zraka) • Sustav za hlađenje (za hlađenje zraka i osiguranje dotjecanja gušćeg zraka) • Sustav za sušenje (za sušenje zraka, odnosno odstranjivanje vlažnosti) • 2.Ozonator • Za proizvodnju O3 • 3. O3 opskrbni sustav za dotjecanje u kontaktni spremnik • Cijevi i difuzori/raspršivači • 4. Sustav za uništenje viška plina • Po mogućnosti recirkulacija 5. Analizator za ostatak O3

  39. Shematski dijagram sustava za ozonizaciju Mjerenje protoka O2 Sustav za pripremu Ozonator Povratni tok O2 Višak plina U sustav za uništavanje O3 Ostatak

  40. UV- Radijacija Opće značajke • Ubija bakterije i viruse na 253,7 nm UVtransmisiji 1. Otopljene tvari 2. Raspršene tvari 3. Boja SS koncentraciji Značajkama protoka • Ne proizvodi ostatke postupka • Učinkovitost ovisi o : Dovod ST ukloniti prije UV dezinfekcije Odvod Obično: TSS<10-15 mg/L Mutnoća<5-10 NTU UV svjetiljka

  41. UV Lampe Brisač lampi Relativna učinkovitost dezinfekcije u odnosu na valnu duljinu UV svjetlosti AquionicsUV systems Relativna učinkovitost dezinfekcije Valna duljina (nm)

  42. Projektiranje UV sustava Doza zračenja = I . Θ Ι = zračenje svjetiljke [mW/cm2] Θ = kontaktno (izlaganje) vrijeme [s] = exp[-K . Doze] E EO K = konstanta [cm2/W . s]

  43. Glavna oprema za UV - Dezinfekciju 1.UV - proizvodni sustav 2. Svjetiljka u kontaktnom spremniku sa sustavima čišćenja 3. Sustav za kontrolu i regulaciju proizvodnje zračenja snaga UV zračenja Podaci UV svjetiljka Mjerenje protoka Kontaktni spremnik

More Related