fermentacyjne technologie zagospodarowania odpadów
DESCRIPTION
Fermentacyjne technologie zagospodarowania odpadów. Etapy procesu oczyszczania ścieków. Stawy sedymentacyjne. Typowy ciąg technologiczny dla ścieków o wysokiej wartości BZT 5 . I etap – staw anaerobowy przez 3 – 5 dni II etap – staw fakultatywny przez 20 – 40 dni - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Fermentacyjne technologie zagospodarowania odpadów
Etapy procesu oczyszczania ścieków
Stawy sedymentacyjne
Typowy ciąg technologiczny dla ścieków o wysokiej wartości BZT5.
I etap – staw anaerobowy przez 3 – 5 dniII etap – staw fakultatywny przez 20 – 40 dniIII etap – staw dojrzewalnikowy przez 7 dni
Konstrukcja filtru zraszanego do oczyszczania ścieków
Schemat procesu oczyszczania ścieków z zastosowaniem technologii osadu czynnego.
Oczyszczanie ścieków z użyciem osadu czynnego.
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 kłaczkaosadu czynnego
Cykl pracy reaktora SBR (bioreaktor sekwencyjny)
Oczyszczanie ścieków z użyciem osadu czynnego
reaktor pracujący w trybie półciągłym
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 populacjikomórek.
Q – natężenie przepływu ściekówX – gęstość komórekS – stężenie składników odżywczych- współczynnik recyklinguC – współczynnik zatężenia biomasy zawracanej
Bilans biomasyBiomasa akumulowana = biomasa dopływająca + przyrost biomasy – biomasa usuwana – komórki martwe
XV
QXX
V
XQC
V
QX
dt
dX
)1(0- szybkość wzrostu - szybkość obumierania
0dt
dX
0dt
dXWprowadzając: D = Q/V – szybkość rozcieńczania, zakładając 0I brak zasilania biomasą oraz uzyskanie stanu równowagi, czyli , otrzymujemy: = D(1 + - C)
Parametry technologiczne osadu czynnego
Obciążenie komory osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń
Bv = S1 Q1
VStężenia Bv i S1 wyrażone są w postaci parametrów BZT5 lub ChZT
Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń
Bx =S1 Q1
V X2
X2 – zawartość zawiesin w osadzie czynnym
Reaktor ze złożem fluidalnym
Głębokoszybowy proces oczyszczania ścieków z zastosowaniemreaktora typu air-lift
Schemat reaktora membranowego do oczyszczania ścieków
Schemat dwustopniowego oczyszczania ścieków, umożliwiającegoprzeprowadzenie nitryfikacji i denitryfikacji
Przekrój pryzmy kompostowej
Fermentacja metanowaPrzekształcenie związków organicznych o różnym stopniu utlenienia do metanu i CO2 w warunkachbeztlenowych. Proces jest kilkuetapowy, prowadzony przez konsorcjum bakterii. Ostatni etap – bakterie metanowe
Produkt końcowy – biogaz, zawierający 55 – 75% metanu, 20 – 40% CO2, 2 - 3 % wodoru, 1 – 2% pary wodnej i 1 – 2% H2S
Bakterie metanogenne
1. Należą do Archebacteria2. Mają zróżnicowaną morfologię (pałeczki o różnej długości i kształcie), ziarniaki 3. Większość jest organizmami termofilnymi4. Ścisłe beztlenowce
Methanococcus spp.
Methanosarcina barkeri
Methanobacterium thermoautotrophicum
Methanotrix fervidus
Rodzaje reaktorów i techniki fermentacji anaerobowej
Fermentacja anaerobowa w bioreaktorze UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Ścieki wpływają do reaktora od spodu i przepływają przez osad czynny bakterii beztlenowych rosnących na powierzchni ziaren nośnika (plastik, żwir,piasek, szkło). Mieszanina osadu czynnego, biogazu i wody jest rozdzielana w separatorze w górnej strefie reaktora.
Parametry: - zastosowanie głównie dla stężonych ścieków (> 2 g BZT5 na dm3) - mały przyrost biomasy (0,1 kg na kg BZT5)
-- wydajność biogazu: 0,3 dm3 metanu na g BZT5.
Schemat przydomowej wytwornicy biogazu
Poprawianie parametrów technologicznych biogazu
Problemy:
Obecność CO2, H2S, H2O
Skład biogazu: 55 – 75% metanu, 20 – 40% CO2, 2 - 3 % wodoru, 1 – 2% pary wodnej i 1 – 2% H2S
Rozwiązania ?
Schemat biogazowni wykorzystującej gnojowicę
INSTALACJA DO WYTWARZANIA BIOGAZU Z ORGANICZNYCH ODPADÓW STAŁYCH (SALZBURG, AUSTRIA)
W instalacji przerabianychjest rocznie 20 000 tonodpadów w jednofazowymprocesie fermentacji beztlenowej.
Odpady rozdrobnione do 40 mmsą transportowane do dozownika,mieszane ze szlamem fermentacyjnym.i podgrzewane do 55 C, a następniewprowadzane do bioreaktora.
Wydajność 135 m3 biogazu/T odpadów.Przetworzenie na energię elektryczną –250 kWh ze 135 m3 biogazu.
Schemat instalacji wykorzystującej odpady browarnicze do wytwarzania energiiw obiegu zamkniętym
Porównanie parametrów różnych technologii biologicznego oczyszczania ścieków
MBR – bioreaktor membranowyUASB – bioreaktor ze wstępującym przepływem kożucha osadu