1 / 41

MODUL 8

MODUL 8. II. STUPANJ PROČIŠĆAVANJA NASTAVAK. Biološki postupak :. Oksidacija ugljika. Sudjeluju heterotrofne bakterije. Organski C. Izvori C. 1. Izvor energije. 2. Kemijska reakcija npr . oksidacija. Heterotrofne bakterije trebaju. Nutrienti.

miranda-ballard
Download Presentation

MODUL 8

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 8

  2. II. STUPANJ PROČIŠĆAVANJA NASTAVAK

  3. Biološki postupak : Oksidacija ugljika Sudjeluju heterotrofne bakterije Organski C Izvori C 1. Izvor energije 2. Kemijska reakcija npr. oksidacija Heterotrofne bakterije trebaju Nutrienti N, P, S, Fe, Ca, Mg, K, Mo, Zn, Co 3. O2 4. Izvor O2

  4. Kemija 1. Otpadne vode ima dovoljno COHNS+O2+nutrienti+bakterije C5H7NO2+CO2+NO3+H2O+ drugi proizvodi 2. Otpadne vode nema dovoljno Bakterije oksidiraju vlastite stanice da bi osigurale energiju = Endogeno/unutarnje disanje C5H7NO2+5O2+bakterije   5CO2 +2H2O + drugi proizvodi+energija Za oksidaciju 1g stanica (C5H7NO2) potrebno je: 160/113=1,42g O2 C5H7NO2=(5x12)+(7x1)+(14)+(2x16)=113 5O2=5x32=160

  5. Proizvodnja biomase Može se izračunati korištenjem više jednadžbi - rast smrt Empirički:   Izdvajanje ugljika Neto prirast bakterija Proizvodnja biomase To jest ΔXB  BPK uklonjeni ili ΔXB = YB· Buklo. Buklo. = BPK uklonjen (kg/d) YB = koeficijent uklanjanja (kg DS proizvedene/kg BPKuklonjenog)

  6. Nitrifikacija Sudjeluju kemo-autotrofne bakterije Izvor C 1. anorganski CCO2 2. Kemijske reakcije, npr. oksidacija Izvor energije Nutrienti 3. N, P, S, Fe, Ca, Mg, K, Mo, Zn, Co Izvor O2 4. O2

  7. Kemija Energetski vrlo neučinkovita reakcija → spori rast m/o Izvor C Iz C oksidacijom NH4+HCO3+4CO2+H2O  C5H7NO2+5O2 Izvor energije NH4+1,5O2+Nitrosomonas NO2 +2H+H2O+ 267,5 KJ NO2 +0,5O2+Nitrobacter NO3+2H+H2O+ 87 KJ Za oksidaciju 1g N kao NH4 potrebno je: 64/14=4,57 g O2 (1,5+0,5)O2=2O2=64 N=14 +354,5 KJ/mol Dobivena energija troši se na fiksaciju CO2

  8. Empirički [Vidi oksidacija ugljika] Proizvodnja biomase Može se računati korištenjem više jednadžbi + Uklanjanje NH4 – N Proizvodnja biomase  ΔXN NH4 - N uklonjen + + ΔXN= YN· NH4 – N uklonjen + NH4-Nuklo. = uklonjen NH4-N (kg/d) YN = koeficijent uklanjanja (kg ST proizvedenog/kg NH4-N uklonjenog) +

  9. Stabilizacija mulja Biološki mulj sadrži organsku tvar koja se oksidira u anaerobnim uvjetima i može proizvesti neugodan miris Mulj se mora stabilizirati, tj. treba mu se smanjiti sadržaj biološki razgradive organske tvari ! Koriste se dva postupka biološke stabilizacije: Aerobna stabilizacija ili digestija Kod postupka s produženom aeracijom stabilizacija mulja se odvija u biološkom reaktoru Aerobna Anaerobna Anaerobna digestija

  10. Glavni parametri za projektiranje Hidrauličko vrijeme zadržavanja, Θ Koliko vremena se otpadna voda se zadržava u BR? Θ [sati] V [m3] BR Q Q (m3/d) Dotok V [m3]·24 Θ = [h] Q [m3/d] V = volumen reaktora Q = projektirani dotok

  11. Starost mulja, ΘC (temeljni podatak u karakterizaciji postupka) Koliko se vremena m/o zadržavaju u BR? ΘC[dani] Masa m/o u BR : MX [kg] = X·V ΔΧ = Masa m/o proizvedena u BR: (a) Oksidacija ugljika ΔΧΒ (b) Nitrifikacija ΔΧΝ (c) Ukupno ΔΧ [kg/d] = ΔΧΒ+ΔΧΝ ΜΧ = Χ·V ΔΧ ΘC [dani] = MX [kg] / ΔX [kg/dan]

  12. Zašto ΘC nije jednak Θ? Zbog recirkulacije mulja, kojom se m/o vraćaju u BR, ali ne i otopljena biološki razgradiva tvar Drugi način određivanja starosti mulja je korištenjem ukupne suhe tvari Masa DSu BR: M = T · V = (X+A)·V Masa izdvojene DS, ΔT= ΔA+ΔX ΘC (dani) = M [kg] / ΔT [kg/dan]

  13. Odnos hrane prema m/o: F/M F/M MALI Koliko kg hrane [kg BPK/d] otpada na 1 kg m/o [kg MLVSS]? F (food) : Hrana BPKul[kg BPK/dan] M (microorganisms) : Masa m/o Mx[kg MLVSS] = X·V Hrana F/M = BPKul/Mx= BPKul/X·V F/M VELIKI

  14. Odnos ΘC - F / M ΘC = MX ΔX BPKul. ΘC. F/M = ΔX F/M = BPKul. MX Uz pretpostavku da je: BPKulaza : zadan ΔX: približno konst. Proizlazi da je: ΘC. F/M konst. a isto tako :ΘC  F/M  Upamtiti: kad ΘC tada F/M 

  15. Važnost ΘC • ΘC upravlja svim procesima: • oksidacijom ugljikovih spojeva • nitrifikacijom • stabilizacijom mulja Da bi se obavio proces oksidacije C ΘC Θmin,C Da bi se obavila nitrifikacija ΘC Θmin,N Da bi se obavila stabilizacija ΘC Θmin,st. ! Θmin, C , Θmin, N i Θmin, st ovise značajno o temperaturi

  16. Taloženje Taložnici Svrha: razdvajanje MLSS od vode + zgušnjavanje mulja Q Q+Qr Potrebne karakteristike mulja 1. Da ima veliku brzinu taloženja Vs>1 m/h 2. Da je dosta zgusnut (zauzima mali volumen) 3. Da se zadržava na dnu (ne isplivava) Povratni mulj Mulj C.S. Višak mulja

  17. Aktivni mulj se taloži kao muljna zavjesa Pahuljice mulja taložeći se ne mijenjaju međusobni položaj

  18. Volumni indeks mulja SVI, Sludgevolumeindex Karakterizira taloživost mulja Vol. istaloženog mulja (ml/l) SVI = 1000 ml aktivnog mulja (SVI) je volumen u mililitrima zauzet 1 gramom suspenzije nakon 30 min. taloženja Suspendirana tvar SS (g/l) Niske vrijednosti SVI (50-100ml/g)  Dobre karakteristike taloženja 1l cilindar ili 1000 g Volumen mulja [ml]

  19. Problemi vezani uz taloženje Bježanje mulja iz NT Nitaste bakterije Pjenjenje mulja

  20. Pjenasti aerobni mulj

  21. Modifikacije postupka s aktivnim muljem

  22. 1. Konvencionalni postupak Tipovi BR: 1. Reaktor s klipnim tečenjem, (plug flowreactor) (PFR) 2. Potpuno izmiješani reaktor, (Completelymixedreactor) (CMR) difuzori (PFR) Dovod Odvod (CMR) Dovod Odvod mehanički aerator

  23. 2. Kontinuirano dozirana aeracija, (Taperedaeration) O2 Visok O2 Srednji O2 Nizak difuzori U ovom se postupku opskrba kisikom prilagođava potražnji kisika duž BR.

  24. 3. Postupak s prihranjivanjem u koracima, (Stepaeration) Dovod Odvod O2 O2 O2 ≈ ≈ U ovom se postupku istaložena otpadna voda uvodi u BR u nekoliko točaka, čime se stvara ujednačena potražnja za kisikom.

  25. 4. Kontaktna stabilizacija, (Contactstabilization) Pogodan kad je veliki dio supstrata u netaloživom partikularnom obliku 0,5-2h aeracije, adsorpcija (biosorpcija) Moguće su verzije bez PT Reaeracija stabilizacija mulja Kontaktni bazen (aeracija) Odvod Dovod NT PT 3 do 6h aeracije, oksidacija hranjiva Povratni mulj Ovim postupkom u kontaktnom spremniku malog volumena hranjiva se tvar adsorbira, a nakon taloženja oksidira u spremniku za reaeraciju i stabilizaciju. Ukupni volumen spremnika je manji nego u konvencionalnom postupku.

  26. 5. Visoko opterećena aeracija, (High rate aeration) 6. Aeracija čistim O2 , (Highpurityoxygen) CMR  = 0,5 – 2h c= 5-10 dana Qr/Q = 1-5 MLSS = 4-10 kg/m3 F/M = 0,4–1,5 kgBPK5/kgMLVSSd Manja učinkovitost, ali i manji troškovi građenja. Može poslužiti kao I. stupanj u dvostupanjskom postupku s nitrifikacijom ! Suviše skupo Za aeraciju se koristi O2 a ne zrak Prijenos kisika je mnogo brži, a smanjenje BPK je također oko dva puta brže. Umjesto 6 sati dovoljno hidrauličko zadržavanje u BR je oko 3 sata. BR mora biti natkriven da bi zadržao skupi O2 koji se ponovno koristi.

  27. 7. Produžena aeracija, (Extendedaeration) ! = postupak s istovremenom stabilizacijom mulja • nizak F / M - visok ΘC • veliki volumen • potrebna velika količina O2 • obavlja se i stabilizacija mulja • nema primarnog taložnika • Primjer : Oksidacionijarak Dovod vode Odvod

  28. Temeljne značajke postupka s produženom aeracijom

  29. Oksidacijski kanal-jarak, (Oxidationditch) Aeracija četkama Dovod Odvod Aerator s vertikalnom osovinom Odvod Dovod Mješalice, flowmixer-i (ako je potrebno)

  30. Difuzna aeracija + flow-mixer

  31. Primjer empirijskog dimenzioniranja Tehnološki parametri

  32. Svedene veličine na ES

  33. 8. SBR - SequencingBatchReactor Postupak sa naizmjeničnim punjenjem i pražnjenjem A Šaržni reaktor, (Completelymixedbatchreactor) (CMBR) D O Temeljne etape rada: Punjenje Aeracija Taloženje Dekantiranje T IM Ovisno o konačnom cilju pročišćavanja moguće su različite kombinacije režima rada (npr. punjenje i aeracija, prekidi u aeraciji i sl.)

  34. D A A Punjenje IM Aeracija reakcija O T Dekantiranje IM Taloženje

  35. Karakteristični projektni parametri za postupke s aktivnim muljem

More Related