biolosko preciscavanje optadnih voda aktivnim muljem i

7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i

1/47

Preiavanje optadnih vodabioloki aktivnim muljemprimenom

konvencionalnog i SBR postupka


2/47

Osnovni principi

Bioloko uklanjanje organskog zagaenja iz vode,zasniva se na dva fenomena:

Fiziko-bioloki (bioflokulacija ili bioadsorpcija)

Bioloki proces (metabolizam bakterija)


3/47

Fiziko-bioloki proces I.

Bioflokulacija ili bioadsorpcija predstavlja proces

okrupnjavanja sitnih estica flokulacijom

Navedenim procesom uklanjaju se iz vode

suspendovane i/ili koloidne estice zagaenja,netaloive u originalnoj vodi

Fiziku komponentu bioadsorpcije ini turbulencija(zbijanje estica)

Bioloku komponentu predstavljaflokulacija,podpomognuta produktima metabolizma

(razni polisaharidi)


4/47

Fiziko-bioloki proces II.

Predhodno opisani proces se odvija u prisustvu

suspendovane biomase: aktivni mulj, podjednako pod

aerobnim i anaerobnim uslovima.

U navedenom procesu ne dolazi do hemijske promeneprisutnih materija, nego samo do njihovog prelaska iz

netaloivog suspendovanog u taloivi suspendovanioblik:

CaHbOgNdPeCaHbOgNdPene iva, netaloiva ne iva, taloiva


5/47

Bioloki proces

Bakterije zagaenje, sa jedne strane, koriste kao izvorenergije (katabolizam), a sa druge strane za proizvodnju

nove bakterijske mase (anabolizam)

Oba procesa se odigravaju samo u prisustvu rastvoreneorganske materije-supstrata

Katabolizam: oksidacija treine organskih materija

Anabolizam: neiva materija se pretvara u ivu biomasu


6/47

Mikrobiologija i biohemija

preiavanja


7/47

Uslovi postojanja ivota

Nutricijenti: C,O,H,N,P,S i mikro elementi

Izvor energije: Sunce: iju energiju fotosintezom direktno asimiliraju autotrofi

Organske materije: heterotrofi

Neorganske materije: hemoautotrofi


8/47

Fotosintetizirajui autotrofi

Izvor energije: sunevo zraenje Formira visokoenergetske organske komplekse : H,O,C

i proizvodi O2

CO2 CH2O H,O

N NH4 i NO3 ; iz prirodnih izvora i ljudske aktivnosti

P PO4 ,detrdenti, otpaci iz domainstva

Aerobni : organske materije + O2 CO2+H2O

Anaerobni : organske materije CO2+CH4+NH3

+ -

3-


9/47

Heterotrofi

Izvor energije: oksidacija organskih materija

Energija:

Proizvodnja nove bakterijske mase (anabolizam)

Stvaranje slobodne energije

Gubitak toplote

U sluaju prestanka organske materije, kao izvoraenergije, ivot heterotrofa prestane.


10/47

Hemoautotrofi

Neorganske materije su izvori energije

Nitrifikujue bakterije (iskljuivno aerobni)Nitrosomonas

Nitrobacter

Denitrifikujue bakterije

NH4++3

2

O2 NO2-+H2O+2H

++newbiomas

NO2-+1

2O2 NO3

-

NO2-

NO3- N2 +N2


11/47

Aerobni uslovi

Aerobna respiracija

Prisustvo kiseonika Elektron akceptor: O2 H2O

Anoksini uslovi

Anaerobna respiracija

Prisustvo nitrata i nitrita

Elektron akceptor: NO3 i NO2 N2 + H2O

Anaerobni uslovi

Fermentacija

Nije prisutan: kiseonik, nitrat, nitrit ili sulfat

Elektron akceptor: endogeno stvorena organska materija od

strane mikroorganizama


12/47

Varijanta biolokog postupka u

zavisnosti od cilja preiavanja

1. Bez nitrifikacije2. Sa nitrifikacijom

3. Sa nitrifikacijom i denitrifikacijom

4. Postupak sa aerobnom stabilizacijom mulja


13/47

1. Bez nitrifikacije

Postrojenje za preiavanje otpadnih vodasa aktivnim muljem bez nitrifikacije je

dimenzionosano tako da je starost mulja od 4

do 5 dana, u zavisnosti od kapaciteta preistaa.

( Detaljno u tabeli br.1.)

Starost mulja po varijantama postupka

u zavisnosti od temperature i veliinepostrojenja


14/47

1. Sa nitrifikacijom

Starost mulja kod postrojenja za preiavanjeotpadnih voda sa aktivnim muljem sa

nitrifikacijom je dimenzionosana na osnovu

sledee jednaine:

Starost mulja po varijantama postupka

u zavisnosti od temperature i veliinepostrojenja


15/47

1. Sa nitrifikacijom i denitrifikacijom

Starost mulja kod postrojenja za preiavanje

otpadnih voda sa aktivnim muljem sa nitrifikacijom i

denitrifikacijom je dimenzionosana na osnovu

sledee jednaine:


Starost mulja po varijantama postupka u

zavisnosti od temperature i veliine

postrojenja


16/47


zavisnosti od temperature i veliine

postrojenja

1. Postupak sa aerobnom stabilizacijom mulja

Starost mulja kod postrojenja za preiavanje

otpadnih voda sa aktivnim muljem sa aerobnomstabilizacijom mulja je dimenzionosana na osnovu

sledee jednaine:



17/47


zavisnosti od temperature i veliine postrojenja- Tabela br.1. -


18/47

Mogua tehnika reenja postupka

1) Konvencionalni postupak

a) Protoni reaktor

b) Sa potpunim meanjem

2) arni postupak


19/47

1,Konvencionalnim putem I.


20/47

1,Konvencionalnim putem II.


21/47

1,Konvencionalnim putem III.


22/47

1,Konvencionalnim putem IV.


23/47

1,Konvencionalnim putem V.


24/47

1,Konvencionalnim putem VI.


25/47

Parametri za dimenzionisanje biolokogpostupka

HPK

BPK

SM Azot po Kjeldahlu

Amonijani-azot (NH4+ - N)

Nitrat-azot (NO3- -N)

Ukupan fosfor

Alkalitet

Temperatura


26/47

Dimenzioniranje konvencionalnog

postupka

Osnovni parametri za projektovanje

Zapremina aeracionog bazena

Kapacitet aeracionog sistema

Odnos recirkulacije

Dimenzije talonika

Viak mulja


27/47

Zapremina aeracionog bazena

Zavisi od:a) Koliine aktivnog mulja u bazenu (kg SM)

Zavisi od vremena zadravanaja mulja.

Vreme zadravanja odreuje se kao odnos koliine

mulja u aeracionom bazenu i dnevnog vika mulja. Dnevna produkcija mulja se odreuje na osnovu

masenog protoka organske materije (kgBPK5/d) i

specifine produkcije mulja (kgSM/kgBPK5).

b) Koncentracije mulja u bazenu (kg SM/m3)

Vrednost se kree izmeu 4 i 6 kg/m3


28/47

Kapacitet aeracionog sistema I.

Potreba kiseonika se sastoji od 3 komponente:

1. Direktna oksidacija organske materije

otpadne vode

2. Indirektna oksidacija aktivnog mulja tokomnjegove stabilizacije to je poseban cilj ovogpostupka

3. Nitrifikacija to se obavezno odvija, sa

obzirom da je vreme zadravanja potrebnoza stabilizaciju mulja takvo da omoguujerazvoj i opstanak nitrifikanata


29/47

Kapacitet aeracionog sistema II.

Ukupna potreba kiseonika moe se izraunati na

osnovu dnevnog organskog optereenja (kgBPK5/d) i

specifine potronje kiseonika (kgO2/kgBPK5):

Direktna oksidacija: 0,6 kgO2/kgBPK5 Indirektna oksidacija: 0,8 kgO2/kgBPK5

Nitrifikacija: 4,5 kgO2/kgN

Kapacitet aeracije se izraava u kgO2/h. asovni kapacitet

aeracionog sistema naziva se unosom kiseonika i znaavase sa OC. Potrebna snaga za aeraciju zavisi od OC

(kgO2/h) i od efekta unosa kiseonika sistema (kgO2/kWh).


30/47

Recirkulacioni odnos I.

Recirkulacija omoguuje postizanje i kontrolu

koncentracije mulja u aeracionom bazenu.

Zadravanje mulja u bazenu je nezavisno i due odhidraulikog vremena zadravanja.

Potreban odnos recirkulacije Qr/Q utvruje se iz

sledee ravnotee sistema:


31/47

Recirkulacioni odnos II.


32/47

Dimenzije talonika

Dimenzionisanje talonika zavisi od tri faktora:

1. Ulaznog protoka vode (maksimalni asovni protok)

2. Koncentracije mulja u aeracionom bazenu

3. Talonih karakteristika mulja

Glavni parametar za dimenzioniranje je povrinsko

hidrauliko optereenje (m3/m2h) ije se vrednosti kreu od

0.5 do 1 m3/m2h.


33/47

Konvencionalni potupak - Sekvencijalni arnireaktor (SBR) sa aerobnim aktivnim muljem

Konvencionalno postrojenjesa aerobnim aktivnim muljemzahteva vie elemenata, kaoto su bioloki reaktori,

talonik i vraanje aktivnogmulja iz talonika u aeracionibazen

Nasuprot tome, SBRtehnologija je takva metoda

preiavanja otpadnih vodau kojoj se svaka faza odigrava

u istom bazenu.


34/47

Sekvencijalni arni reaktor (SBR) sa aerobnimaktivnim muljem

Svaki SBR funkcionie na osnovu

vremenski razgranienih ciklusa, da

se postignu takvi uslovi koji su

potrebni za oksidaciju karbonske

materije, za nitrifikaciju, za

denitrifikaciju i odstranjivanje

fosfora.

Pored prethodno navedenih

odigrava se i separacija esticaod tene faze,odvoenje tretiranog

efluenta i odstranjivanja nastalog

vika mulja.


35/47

Sekvencijalni arni reaktor (SBR) saaerobnim aktivnim muljem

Osnovni sastojci sistema su:

Reaktorni bazen

Mehanizacija za odvoenje vika mulja

Postrojenje za aeraciju

Dekanter efluenata

Sistem za kontrolisanje procesa


36/47

2, arni I.


37/47

2, arni II.


38/47

Variacije SBR postupka

ICEAS-Intermitentni ciklini sistem sa produenomaeracijom

pre-reaktivna zona u okviru SBR bazena, gde se influent

kontinualno uliva, ovim metodom se moe izostaviti upravljanjena osnovu meraa protoka. Umesto toga upravljanje se vri naosnovu vremena.

CASS-Ciklini sistem sa aktivnim muljem


39/47

ICEAS postupak


40/47

Prednosti i ogranienja za postupkesa aktivnim muljem za odstranivanjeBPK i nitrifikaciju


41/47

POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJASa potpunim meanjem Jednostavan, isproban-dokazan

postupak

Moe se koristiti za sve vrsteotpadne vode

Veliki kapacitet za razblaavanje,u sluaju ulivanja toksinihsupstanci

Ravnomerna potreba za

kiseonikom

Pogodan za sve tipove

aeracionih sistema

Sklonost ka nagomilavanju mulja

filamentnog tipa

Sa protonom reaktorom Isproban-dokazan postupakVea efikasnost u odstranivanjuamonijaka nego kod postupka sa

potpunim meanjemMoe se kombinovati sa drugim

postupcima, kao to su:raspodeljeno napajanje,anoksini/aerobni procesi

Zbog opadajue aeracijeprojektovanje i funkcionisanje je

sloenijeMogue potekoe kod doziranjakiseonika na poetku reaktora

Sa kontaktnom

stabilizacijom

Nije potrebna aeracija u veojmeri

Nema ili ima ali jako mali

kapacitet za nitrifikaciju

Funkcionisanje sistema je

sloenije


42/47

POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJARaspodeljeno napajanje Fleksibilno funkcionisanje

Moe se koristiti sa drugim

postupcima kao to su npr.Anoksini/aerobni postupci

Projektovanje aeracionog

sistema je komplikovano

Funkcionisanje je sloenije

Produena aeracija Efluent je visokog kvalitetaRelativno jednostavno

projektovanje i funkcionisanje

Dobro stabilizovani mulj, niska

produkcija bioloke mase

Velika potronja energije zaaeraciju

Relativno veliki aeracioni bazeni

Vie se koristi kod preistaa sa

manjim kapacitetima

Sa istim kiseonikom Relativno mala zapreminaaeracionog bazena

Emituje manju koliinu gasovaProdukcija mulja sa dobrim

talonim karakteristikamaFunkcionisanje sistema nije

komplikovano

Moe se koristiti za skoro svevrste otpadne vode

Ograniena nitrifikacijaStvara se pena Nocardia

POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJA


43/47

POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJASa oksidacionim jarkom Jednostavno funkcionisanje

Nije osetljiv na ulivanje toksinihsuptanci

Zahteva manje energije za

funkcionisanje nego postupak sa

produenom aeracijomVrlo dobar kvalitet efluenta

Stabilizovan mulj,niska produkcija

biomase

Veoma velika konstrukcija, veapotreba za prostorom

Potrebna je vea koliina energije zaaeraciju

Poveanje kapaciteta preistaa je

veoma teko izvesti

SBR Postupak je pojednostavljen,

sekundarni talonik nije potrebanFleksibilno funkcionisanje,

odstranjivanje nutricijenata se vri sapromenom faze postupkaIzvodljiv je za sve veliine kapaciteta

Kontrolisanje postupka je veoma

komplikovano

Potrebno je visokokvalifikano osoblje

za kontrolu funkcionisanja sistema

Zavisno od projektovanja neki tipovine iskoriavaju dovojno efikasnoaeracionu jedinicu

Dekantirana voda moe da seegalizira, filtrira i dezinfikuje

Protivstrujni

(sa suprotnim tokom)

Visokokvalitetni efluent

Efikasnost transfera kiseonika jevea nego kod konvencionalnihaeracionih sistema

Stabilizovan mulj, niska produkcija

biomase

Projektovanje procesa se moemenjati u zavisnosti od cilja

odstranivanja nutricijenata

Potrebna je fina filtracija radi

spreavanja zaepljavanja difuzora


44/47

Uporeivanje konvencionalnog postupkasa sekvencijalni arnim reaktorom (SBR)

sa aerobnim aktivnim muljem


45/47

Parametri zauporeivanje

Konvencionalni postupak saaktivnim muljem

SBR

Osnovni biolokiprincipi

Proces biolokog tretmana naosnovu prirasta mikroorganizamaformirajui aktivnu biomasu koja jesuspendovana u meanoj tenosti ureaktoru

Proces biolokog tretmanaje isti kao i kodkonvencionalnog postupka

Principi specifinihprocesa Kontinualno strujanje otpadnih vodakroz bioloko postrojenje zapreiavanje, bez obzira nanaizmeninost masenog protoka iorganskog optereenja

Kod sekvencijalnog arnogreaktora treba uzeti u obzirnaizmeninost organske ihidraulike osobine otpadnihvoda

Glavni postupak Postupak je hidrauliki voen.Veoma ograniena kontrola nad

biolokim procesom.

Postupak je vremenskiupravljan.

Svako dodavanje siroveotpadne vode se tretira savie biolokih procesa.


46/47

Parametri zauporeivanje

Konvencionalni postupak saaktivnim muljem

SBR

Rasporeivanjeureaja za glavnipostupak

U konvencionalnom postupku sekoristi vie bazena samehanizacijom za ienje irecirkulacionim sistemom mulja.Konvencionalni postupak jeprostorno orijentisan sa vieobjekata i mehanikih elemenata

SBR postupak se sastoji odjednog reaktora u kojoj seodigravaju svi fizki I biolokipostupci preiavanjaSBR postupak je vremenskiorijentisan, u kome sekombinovano koriste reaktor italonik

Kontrola glavnihbiolokih procesa

Uglavnom jako ograniena:Starost muljaRecirkulacija mulja (iz talonika ureaktor)

Zavisno od osobineorganske materije, moe seprimeniti predhodnafermentacijaStvaranjeanoksine,anaerobne iaerobne okoline

Vremenska kontrola nadsvakom biolokom reakcijomAktivnosti biomase ikarakteristike taloenja


47/47

Hvala na panji

biolosko preciscavanje optadnih voda aktivnim muljem i

Documents