Osady z oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu spożywczego

1. Osady z oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu spożywczego Dr inż. Agnieszka Nawirska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

2. Rodzaje osadów ściekowych • osad wstępny – powstaje procesie sedymentacji w osadnikach wstępnych • osad wtórny – wydzielany jest w osadnikach wtórnych • osad nadmierne – wydzielany jako nadmiar osady po recyrkulacji osadu czynnego • osad chemiczny – powstaje przy stosowaniu koagulacji lub neutralizacji ścieków z użyciem związków chemicznych

3. Osadypo kolejnych stopniach przeróbki można podzielić następująco: • osady zagęszczone - po procesie zagęszczania • osady stabilizowane w procesach beztlenowych (przefermentowane) • osady ustabilizowane w procesach tlenowych • osady odwodnione - po operacjach odwadniania • osady zhigienizowane - po pasteryzacji, wapnowaniu lub suszeniu

4. Skład osadów ściekowych uzależniony jest od: • rodzaju ścieków • stosowanej technologii ich oczyszczania • etapu oczyszczania, z którego pochodzą

5. Skład osadów ściekowych Niezależnie od stosowanych metod oczyszczania ścieków osady zawierają: • duże ilości węgla (20÷40% w s.m.) • substancji organicznej (nie stabilizowane zawierają 75÷85% s.m., stabilizowane 30÷50% s.m.) • mają wysokie uwodnienie (osad nadmierny do 99,5%)

6. Skład osadów ściekowych charakteryzują się znaczną zawartością makroskładników: • azotu od 2,34 do 6,05% w s.m. • fosforu 1,18÷2,70% w s.m. • potasu 0,18÷0,57% w s.m. Oprócz tych składników w osadach znajduje się: • wapń 1,36÷4,28% w s.m. • magnez 0,12÷0,42% w s.m.

7. Parametry technologiczne osadów Przy niektórych metodach przeróbki osadów konieczne jest poznanie także innych jego właściwości do których należą: • właściwości hydrauliczne – potrzebne przy obliczaniu przewodów transportowych • uwodnienie, objętość i gęstość – te parametry konieczne są przy projektowaniu zbiorników, komór fermentacyjnych, wirówek

8. Parametry technologiczne osadów • zdolność do fermentacji – cecha szczególnie ważna przy wymiarowaniu komór fermentacyjnych i urządzeń do biogazu • właściwości filtracyjne (zdolność odwadniania) – istotna właściwość przy obliczaniu poletek i lagun oraz pras • ciepło spalania i inne właściwości paliwowe – istotne przy projektowaniu procesów termicznego unieszkodliwiania • właściwości nawozowe – ważne przy ich przyrodniczym wykorzystaniu

9. Metody zagospodarowani osadów ściekowych

10. Gospodarka osadami ściekowymi obejmuje następujące procesy: • wstępne zagęszczanie • stabilizacja • wtórne zagęszczanie osadu ustabilizowanego • higienizacja • końcowe zagospodarowanie (unieszkodliwianie)

11. ZAGĘSZCZANIEOSADÓW naturalne mechaniczne prasy filtry wirówki poletka laguny

12. Zagęszczenie osadu zarówno wstępne jak i wtórne może być: • samoistne, w którym cząsteczki osadu sedymentują w wyniku działania siły grawitacji • flotacyjne, w którym cząstki osadu wynoszone są na powierzchnię zagęszczacza przy użyciu czynnika flotującego • mechaniczne, w którym wodę z osadu oddziela się w procesie filtracji lub wirowania

13. Samoistne zagęszczanie • Poletka osadowe Poletka osadowe na wolnym powietrzu Poletka osadowe pod przykryciem

14. Samoistne zagęszczanie • Laguny osadowe

15. Flotacyjne zagęszczanie przy użyciu powietrza • bez dodatku polimerów • z dodatkiem polimerów Stosunek powietrza do suchej masy osadu powinien wynosić 0,02÷0,04 kg/kg s.m. przy obciążeniu powierzchni zagęszczacza 60 ÷300 kg s.m./m2d Osad z zakładów mięsnych po flotacji powietrzem z dodatkiem polimerów

16. Mechaniczne zagęszczanie Istotą zagęszczania mechanicznego jest wprowadzenia do procesu dodatkowej siły wspomagającej rozdziała faz: • siła odśrodkowa • ciśnienie

17. Mechaniczne zagęszczanie Do mechanicznego zagęszczania osadów stosowane są zagęszczacze : • sitowo-taśmowe • sitowo-bębnowe • flotacyjne • śrubowe A także • wirówki zagęszczające • filtry próżniowe

18. Mechaniczne zagęszczanie • Filtry próżniowe Taśmowe filtry próżniowe Osiągane podciśnienie od 75 kPa do 85 kPa Na przebieg procesu filtracji mają wpływ warunki procesu charakter osadu

19. Mechaniczne zagęszczanie • Prasy filtracyjne

20. Prasy filtracyjne taśmowe Osad poddawany zagęszczaniu na prasach filtracyjnych taśmowych powinien być: • odgazowany • skoagulowany

21. Przy doborzepolielektolitówdo pras filtracyjnych taśmowych należy zwrócić uwagę na: • Wielkość flokuł powinna wynosić 1÷3 cm • Lepkość filtraty – nie może być lepki ponieważ zwiększa się opór filtracji co utrudnia uwalnianie wody • Wytrzymałość struktury osadu – osad pod wpływem siły ścinającej nie może wypływać poza taśmy

22. Prasy filtracyjne taśmowe

23. Prasy filtracyjne komorowe Pracują cyklicznie napełnianie filtracja rozładunek mycie

24. Wirówki Mechaniczne zagęszczanie Wirówki do zagęszczania osadów z przemysłu mięsnego Wirówka dekantacyjna

25. Stabilizacja osadów to procesy: • biologiczne • chemiczne • fizyczne

26. Procesy biologiczne • fermentacja – procesy beztlenowe • kompostowanie – procesy tlenowe

27. FermentacjaProcesy cząstkowe • hydroliza złożonej materii organicznej • fermentacja aminokwasów • beztlenowe utlenianie produktów pośrednich • produkcja octanów z CO2 i H2 • przetwarzanie octanów w metan • przetwarzanie CO2 i H2 w metan

28. Fermentacja Proces fermentacji może być prowadzone: • z odzyskiem biogazu • bez odzysku biogazu

29. Fermentacja – WKF

30. Fermentacjaz odzyskiem biogazu

31. Fermentacjabez odzysku biogazu

32. Kompostowanie Metody kompostowania: • metoda tradycyjna w pryzmach na otwartej przestrzeni • kompostowanie w kontenerach • kompostowanie w biostabilizatorach • kompostowanie w bioreaktorach

33. Kompostowanie

34. Suszenie Proces suszenia przebiega według następujących etapów: • suszenie wstępne, temperatura osadów wzrasta do stałej wartości • suszenie zasadnicze, stan ustalony (suszenie ze stałą prędkością) • suszenie końcowe, w którym rozpoczyna się suszenie ze zmniejszającą się prędkością prowadzącą do osiągnięcia uwodnienia równowagowego

35. Słoneczna suszarnia osadów ist

36. Suszarnia typu KULT HUBER

37. Higienizacja Proces ten prowadzi się najczęściej przy użyciu wapna, jest to najtańszy i najskuteczniejszy sposób dezaktywacji mikroorganizmów

38. Higienizacja W praktyce spotyka się trzy sposoby mieszania osadów ściekowych z wapnem: • dodawanie wapna palonego w postaci CaO do osadów po mechanicznym odwodnieniu • wapnowanie uwodnionych osadów przed ich mechanicznym odwadnianiem • dawkowanie wapna do uwodnionego osadu w trakcie wprowadzania osadów do gleby

39. Mieszanie osadu z wapnem

40. Przyrodnicze wykorzystanie Pod pojęciem przyrodniczego użytkowania osadów rozumie się stosowanie ich do: • nawożenia gleb i roślin, to rodzaj rolniczego wykorzystania osadów, które wprowadzane są do gleb użytków rolnych i zielonych (pola uprawne i łąki)

41. Przyrodnicze wykorzystanie • rekultywacji gleb zdegradowanych, hałd, zwałowisk, nieużytków • roślinnego utrwalania bezglebowych gruntów narażonych na erozję wodną i wietrzną • nawożenie terenów leśnych • produkcji kompostu na wyżej wymienione cele

42. W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: • w parkach narodowych i rezerwatach przyrody • na terenach objętych innymi formami ochrony przyrody, niż wyżej wymienione, jeżeli osady ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami • na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref ochronnych źródeł i ujęć wody • w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio przylegającym do brzegów jezior i cieków

43. W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: • na gruntach o bardzo dużej przepuszczalności, tj. piaskach luźnych i słabogliniastych oraz na piaskach i glinach lekkich, w których maksymalnie wysoki poziom wód gruntowych sięga do 1,5 m od powierzchni terenu • na terenach zalewowych i bagiennych • na terenach zamarzniętych i pokrytych śniegiem • w odległości mniejszej niż 50 m od ujęć wody, domów mieszkalnych i zakładów produkcji żywności

44. W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: • na glebach, na których uprawiane są owoce i warzywa, z wyjątkiem drzew owocowych • na gruntach przeznaczonych pod uprawę owoców i warzyw, które bezpośrednio stykają się z ziemią i spożywane są zwykle w stanie surowym, w ciągu 10 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie samych zbiorów

45. W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: • na terenach pastwisk i łąk użytkowanych rolniczo, jeżeli wypas zwierząt ma nastąpić przed upływem 1 miesiąca, • pogłównie na trawy i mieszanki traw z motylkowymi, • do nawożenia gleby pod osłonami

46. Przyrodnicze wykorzystanie

47. Termiczne metody utylizacji osadów Wybór termicznej metody wymaga przeprowadzenia wielu analiz: • określenie możliwego do uzyskania i energetycznie uzasadnionego stopnia mechanicznego odwodnienia osadów przeznaczonych do termicznego przetwarzania

48. Spalanie • analiza wskazania lokalizacyjnego dla planowanej instalacji suszenia i termicznego przetwarzania osadów, jej odległości od zakładu oczyszczania ścieków wraz z logistyką i kosztami transportu osadów • analiza celowości zastosowania określonej technologii suszenia osadów wraz z analizą technicznych i ekonomicznych wariantów optymalnej technologii suszenia

49. Spalanie • analiza zaawansowanych technologii termicznego przetwarzania osadów, przy koncepcji bezpośredniego spalania osadów lub koncepcji ich współspalania • analiza efektywności energetycznej procesu spalania osadów w powiązaniu z procesem ich suszenia, w tym przeprowadzenie bilansu wykorzystania energii wytwarzanego biogazu na potrzeby technologiczne oczyszczalni ścieków, gospodarcze oraz do suszenia osadów

50. Spalanie • analiza ekonomiczna obejmująca określenie nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych • analiza akceptacji społecznej dla planowanej inwestycji