Univerzitet u Novom Sadu
Prirodno­matematički fakultet
Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine
Ud ž j za unapređenje
Udruženje
đ j zaštite
š i životne
ži
sredine
di „Novi Sad“
N i S d“
Kontrola mirisa na postrojenju za prečišćavanje otpadnih voda
Đurđa Kerkez,MSc
Novi Sad 2­5. septembar, 2014.
Problem mirisa
Danas, mirisi, bez obzira da li je u pitanju zdravlje, ,
,
j p
j
j ,
bezbednost ili prosta smetnja, nisu više tolerisani od stane javnosti.
R
Razvoj mirisa ‐
j i i
l š lik i i idž
loša slika i imidž postrojenja za tretman u t j j
t t
očima javnosti. Mirisi – ocenjeni kao primarna briga javnosti kada je u pitanju PPOV.
it j PPOV
Problem mirisa
Dizajn, konstrukcija i Dizajn,
konstrukcija i
funkcionisanje postrojenja za tretman otpadnih voda ‐
rešavanje problema mirisa kao problema i i k
bl
VISOKOG PRIORITETA.
Domen kontrole mirisa Domen
kontrole mirisa
je subjektivan, i krajnji sud, prema zakonu o javnom prihvatanju, daje ljudski nos – ŠTA JE PRIHVATLJIVO?
JE PRIHVATLJIVO?
KOROZIJA
Kontrola emisije mirisa
Tretman ili modifikacija p
j
supstanci u tečnoj fazi
Minimizacija oslobađanja u j
ambijentalni vazduh
Tretmana kroz sistem kontrole mirisa
Povećanje disperzije i razblaženja oslobođenih gasova
Šta je miris ?
Stvaranje mirisa u PPOV –
j
praktično u svim fazama sakupljanja, tretmana i odlaganja otpadnih voda.
otpadnih voda
Najviše supstanci koje Najviše
supstanci koje
produkuju mirise nalazi se u komunalnim vodama i u uklonjenoj čvrstoj materiji
uklonjenoj čvrstoj materiji koja potiče od anaerobne biološke aktivnosti.
Supstance koje Supstance
koje
produkuju mirise ‐
relativno volatilni molekuli (molekulskom težinom od 30 do 150 g/mol).
/ l)
H2S
NH3
Miris na pokvarena jaja je dobro poznat. p
j j j
p
Gas je korozivan, toksičan i rastvoran u otpadnoj vodi. H2S je rezultat redukcije sulfata pod dejstvom bakterija pri anaerobnim uslovima
anaerobnim uslovima.
pH>9 (HS‐ jon – nema miris), pH se održava iznad 8.
Ključni parametri koji utiču na generaciju sulfida:
koncentracija organskih materija i nutrijenata; k
koncentracija
ij sulfata; lf
temperatura; rastvoreni kiseonik; i vreme zadržavanja
d ž
Šta je miris ?
Organski mirisi su Organski
mirisi su
obično rezultat biološke aktivnosti pri razgradnji
pri razgradnji organske materije.
Gasovi nikada ne smeju biti tretirani j biti t ti i
takvom metodom kontrole mirisa k j ć
koja će prikriti
ik i i
njihovo prisustvo i učiniti ih manje primetnim.
Prag
Supstanca
Formula
mirisa
Opis mirisa
( b)
(ppb)
Azotne komponentee koje izazivaju miris u otpadnim vodama
Amonijak
NH3
17000 Oštar, opor
Dimetilamin
(CH3)2NH
340
Miris na trulež, ribu
Piridin
C6H5N
660
Opor, iritirajući
p
j
Skatol
C9H9N
1
Fekalan, odbojan
Indol
C2H6NH
0,1
Fekalan, odbojan
Sumporne komponente koje izazivaju miris u otpadnim vodama
Alil merkaptan
CH2=C‐CH2‐SH
0,05
Miris na beli luk
Amil merkaptan
CH3‐(CH2)3‐CH2‐SH
03
0,3
Neprijatan na trulež
Neprijatan, na trulež
Benzil merkaptan
C6H5CH2‐SH
0,2
Neprijatan, jak
Krotil merkaptan
CH3‐CH=CH‐CH2‐SH
0,03
Na zapaljenu gumu Dimetil sulfid
CH3‐S‐CH3
1,0
Trulo povrće
Etil merkaptan
CH3CH2‐SH
0,3
Truo kupus
Vodonik sulfid
H2S
0,47
Pokvarena jaja
Druge komponente koje izazivaju miris u otpadnim vodama
Kiseline
Sirćetna kiselina
CH3COOH
0,16
Na sirće
Butanska kiselina
CH3(CH2)2COOH
0,10
Užegao
Aldehidi i ketoni
Formaldehid
HCOH
370
Oštar, tera na gušenje
Acetaldehid
CH3CHO
1,0
Na voće, jabuka
Stvaranje i oslobađanje mirisa u sistemima za tretman otpadnih voda
Mirisi koji potiču od otpadnih voda i njihove rezidue postaju značajno intenzivnije i razvijaju mnogo više koncentracije kada se kiseonik troši i kada se razviju ANAEROBNI USLOVI. Lokacije u sistemu tretmana otpadnih voda gde može
voda gde može doći do nastanka neprijatnih mirisa
Kolektorski sistemi
Industrijski ispisti –
Industrijski
ispisti – otpadne vode mogu sadržati supstance koje otpadne vode mogu sadržati supstance koje
izazivaju miris ili koje doprinose razvoju uslova koji rezultuju u oslobađanju mirisa u kanalizaciji ili na samom postrojenju.
K l k i(
Kolektori (gravitacijski)‐
i ij ki) mirisi su rezultat prvenstveno H
i i i
l
H2S i Si
drugih komponenata koje sadrže sumpor u redukovanoj formi nastalih dejstvom sulfat‐redukujućih bakterija u depozitima mulja.
l
Vodovi ‐ dugo hidrauličko vreme zadržavanja može izazvati da otpadna voda postane anaerobna, ispuštajući neprijatne mirise u p
p
p
j
p j
vazduh na ventilima i glavnom ispustu.
Pumpne stanice ‐ idealno mesto za oslobađanje i sakupljanje gasova koji su predhodno ostali zarobljeni u kanalizacionom sistemu
koji
su predhodno ostali zarobljeni u kanalizacionom sistemu
Depoziti čvrste materije usled niskih protoka
Projektovanje i operativne mere kontrole uključuju:
•
•
•
•
•
•
•
projektovanje kanalizacionog sistema sa nagibom
projektovanje
kanalizacionog sistema sa nagibom dovoljnim da se održi dovoljnim da se održi
takva brzina protoka koja će sprečiti taloženje čvrstih materija,
minimiziranje hidrauličkog vremena zadržavanja u cevima i pumpnim stanicama,
stanicama
minimizacija upotrebe šahtova i drugih struktura koje mogu izazvati značajne turbulencije,
održavanje cevi i zidova čistim kroz redovno održavanje i proveru,
d ž
d
č
k
d
d ž
osiguranje pravilnog sakupljanja i tretmana vazduha koji sadrži neprijatne mirise.
adekvatnu ventilaciju šahtova kako bi se osiguralo zdravlje i bezbednost zaposlenih;
pravilno projektovanje šahtova kako bi se izbegle „mrtve“ zone, uključujući nedeljno ispiranje radi prevencije nakupljanja čvrstih materija.
Proces tretmana tečne faze
Odlaganje otpada iz septičkih tankova:
Odlaganje otpada iz septičkih tankova:
približno 97% je voda
visok sadržaj azota ( i do 500 mg/l ukupnog N), biorazgradiv je (2000‐5000 mg/l biohemijska potrošnja kiseonika [BPK5]), sadrži veliki broj virusa, bakterija i drugih štetnih mikroorganizama.
Nekontrolisano ispuštanje relativno velikih zapremina septičkog otpada na PPOV ‐
p
brza potrošnja rastvorenog kiseonika i stvaranju p
j
g
j
neprijatnih mirisa.
Višak septičkog otpada, treba biti odložen ili predtretiran kako bi se smanjio i homogenozovao pre ulaska na postrojenje za tretman
smanjio i homogenozovao pre ulaska na postrojenje za tretman. Sistem za kontolu mirisa će biti neophodan pri skladištenju ovog otpada ‐ podizanje pH vrednosti (kreč ili kaustična soda) pri njegovom ispuštanju
njegovom ispuštanju.
Proces tretmana tečne faze
• Preliminarni tretman:
Preliminarni tretman:
• Najčešće glavni izvor emisije neprijatnih mirisa.
• Organska materija se nakuplja na sitima i rešetkama.
• Mirisi potiču od sakupljanja peska i druge čvrste materije.
Potreba za zatvorenim sistemom.
sistemom
• Prevencija nastanka mirisa ‐ čisti zidovi i kanali same strukture na
ulazu, uključujući bazene za izjednačavanje protoka;
• uklanjanje čvrste materije na dnevnom nivou; kontejneri
• pravilna regulacija vazduha i kontrola brzine vode.
Proces tretmana tečne faze
• Primarno izbistravanje:
Primarno izbistravanje:
• Glavni uzročnici pojave mirisa – veći nivo rastvorenog sulfida.
• Velike površine koje emituju mirise.
• Akumulacija nečistoća na površini vode u tanku kao i zadržavanje organske materije na prelivima za efluent može generisati neprijatne mirise.
• Primarni mulj će takođe usloviti pojavu mirisa.
• Prevencija nastanka mirisa – pokriven sistem, ventilacija
• sakupljanje plutajuće čvrste materije i masnoće iz primarnog tanka j
j
p
j j
j
najmanje dva puta dnevno; uklanjanje mulja iz tankova.
Proces tretmana tečne faze
Sekundarni tretman:
Sekundarni tretman:
Procesi sa fiksiranim‐filmom kao što su biološki filtri ili rotirajući biološki kontaktori, generišu mirise ukoliko vazduh dostupan ovim bi l ški
biološkim procesima nije dovoljan da se održe aerobni uslovi.
i
ij d
lj d
d ž
b i l i
Hidrauličko preopterećenje procesa ili zapušavanje biološkog filtra p p
j p
p
j
g
može smanjiti cirkulaciju vazduha i dovesti do razvijanja septičkih uslova.
Prevencija nastanka mirisa ‐ Natkrivanje procesa i ventilacija vazduha omogućava efikasnu kontrolu mirisa.
Proces tretmana tečne faze
Proces sa aktivnim muljem:
Proces sa aktivnim muljem:
Dva glavna izvora neprijatnih mirisa u tanku sa aktivnim muljem su razvoj anoksičnih ili anaerobnih uslova u aeracionom tanku i ulazak rastvorenih supstanci
t
ih
t i koje proizvode mirise u ovaj tank.
k j
i d
i i
jt k
Mehanički aeratori sa visokim nivoom turbulencije obično produkuju najviše neprijatnih mirisa i volatilnih organskih komponenti.
Prevencija nastanka mirisa – rutinsko čišćenje difuzera, difuzeri sa finijim mehurićima
finijim mehurićima.
Proces tretmana tečne faze
Sekundarni izbistrivači:
Sekundarni izbistrivači:
Akumulacija nečistoća na površini vode u tanku, akumulacija mulja na zidovima tanka,
organske materije na prelivu efluenta mogu produkovati miris ukoliko nema dnevnog održavanja.
Mirisi od sekundarnog mulja će se razvijati ukoliko dođe do taloženja
Mirisi od sekundarnog mulja će se razvijati ukoliko dođe do taloženja čvrstih materija na dnu tanka ili ukoliko dođe do nakupljanja mulja tokom dužeg perioda vremena.
Pre encija nastanka mirisa mehaničko pranje vodom pod visokim Prevencija nastanka mirisa –
mehaničko pranje odom pod isokim
pritiskom minimizuje rast algi i sprečava razvoj mirisa; uklanjanje mulja sa dna tanka što je brže moguće; neka postrojenja povremeno hlorišu mulj radi kontrole mirisa tokom problematičnog perioda.
Proces tretmana čvrste materije
Transportni sistemi:
Transportni sistemi:
Oprema korišćena za tranfer i transport mulja ili čvrste materije uključuje:
pumpe, trakaste ili spiralne transportere i vakumske sisteme.
vakumske sisteme. Prevencija nastanka mirisa ‐ Zatvoreni transporteri ili pumpanje mulja kroz cevi će smanjiti širenje mirisa; dnevno održavanje kako bi lj k
ić
jiti ši j
i i d
d ž
j k k bi
se osiguralo da oprema, zidovi i dna ostanu očišćeni od mulja, čvrste materije i supernatanta.
Proces tretmana čvrste materije
Ugušćivanje: gravitacione i flotacione jedinice, trake centrifuge
trake, centrifuge
zahtevaju prostorije sa kontrolom mirisa ili pokrove sa sistemom za sakupljanje i tretman vazduha koji sadrži mirise.
Sloj mulja u flotacionoj jedinici mora se brzo uklanjati tokom rada, a potpuno uklanjanje se mora izvršiti tokom prestanka rada jedinice.
Zajedničko ugušćivanje biološkog i primarnog mulja rezultuje u
Zajedničko ugušćivanje biološkog i primarnog mulja rezultuje u kombinaciji populacije organizama kojima je potrebna hranljiva materija i viška hrane u sredini sa manjkom kiseonika ‐ stvara potencijal za nastanak jakih mirisa
za nastanak jakih mirisa.
Prevencija nastanka mirisa ‐ Dodatak rastvora koji sadrži hlor sprečava da supernatant postane septičan, istovremeno smanjujući sloj mulja; zasebno ugušćivanje biološkog i primarnog mulja; pokrivanje i ventilacija vazduha koji sadrži mirise.
Proces tretmana čvrste materije
Stabilizacija:
uključuje oksidaciju hlorom, anaerobnu digestiju, aerobnu digestiju, klj č j k id ij hl
b di tij
b di tij
kompostiranje, tretman krečom i procese hemijske‐fiksacije alkalijama.
Proces aerobne digestije produkuje mirise po karakteru slične onima koji nastaju u tanku za aeraciju aktivnog mulja ukoliko je prisutna dovoljna koncentracija rastvorenog kiseonika.
Anaerobna digestija se odvija u zatvorenim tankovima, i stoga je verovatnoća širenja mirisa ograničena. Mesta gde može doći do oslobađanja mirisa uključuju neadekvatno
Mesta gde može doći do oslobađanja mirisa uključuju neadekvatno zatvorene prelivne komore, kružne prostore oko poklopaca digestora i sl.
Proces tretmana čvrste materije
•
•
•
•
Kompostiranje ‐ oslobađanje mirisa je rezultat agitacije (mešanja, slaganja gomile, utovara i sl.) gomila za kompostiranje. Trenutno, mnogi sistemi za kompostiranje rade sa negativnom aeracijom i ispuštanjem procesnog vazduha u sistem za kontrolu mirisa.
Termalno sušenje – termalna oksidacija – tretman izlaznog gasa zbog visoke temperature i kompleksnog sastava struje vazduha
Incineracija ‐ uključuje višestruko spaljivanje u fluidizovanom sloju, brzo sušenje, mokru oksidaciju i pirolizu. Primarni izvor mirisa je ispuštanje nepotpuno oksidovanog gasa. Održavanja odgovarajućih radnih temperatura, turbulencije, vremena kontakta i nivoa kiseonika sprečiće pojavu mirisa.
Odlaganje na zemljište ‐Najniže emisije mirisa postižu se injektiranjem ispod površine pri čemu se materijal odmah inkorporira u zemljište. Prepoznavanje mirisa
Utvrđivanje tačnog izvora neprijatnog mirisa
Metode i tehnologije za gj
kontrolu mirisa Ispitivanje fizičkih i procesnih uslova na lokaciji izvora
Prenosiva oprema za monitoring
Procena hemijskih P
h ij kih komponenti odgovornih za pojavu mirisa
Pristup problemima pojave mirisa kao što su ugrožena područja, zdravstveni i bezbednosni aspekti
Problem neprijatnog mirisa je moguće ispraviti kroz kontrolu izvora ili tretmana samog mirisa
Problem mirisa ne može biti ispravljen od strane operatera
Projektovanje tehnologije za kontrolu mirisa i/ili istraživanje mogućih promena u dizajnu postrojenja
Operativne metode kontrole
Preventivne operativne mere uključuju:
Održavanje adekvatne koncentracije rastvorenog kiseonika u otpadnoj vodi.
Obezbeđivanje dovoljne brzine
j
j
((bez turbulencije) kako bi se j )
obezbedilo kompletno mešanje i time sprečilo taloženje organske materije.
Sprečavanje akumulacije mulja u tankovima i sprečavanje p
j
j
j
p
j
prekomernog starenja mulja kroz odgovarajuće mešanje, stopu povlačenja i kontrolu procesnih parametara.
Sprečavanje preopterećenja recirkulacijom, izjednačavanjem p
j p p
j
j , j
j
protoka ili uvođenjem u rad dodatnih tankova.
Obezbeđivanje ujednačenog organskog opterećenja u biološkom p
procesu.
Preventivne mere održavanja uključuju:
j
j
j
Redovno pranje kanala i zidova kako bi se sprečilo taloženje čvrste materije, naročito tokom rada tanka za obezvodnjavanje.
Upotrebu vruće vode, rastvora za čišćenje i abraziva kako bi se uklonile nečistoće i masnoća.
Brzo i potpuno odvodnjavanje i pranje tankova. Isušeni, čisti betonski tankovi i dalje mogu emitovati neprijatne mirise kao rezultat sorpcije mulja od strane betona Ovo se može kontrolisati pranjem sa jakim
mulja od strane betona. Ovo se može kontrolisati pranjem sa jakim hlorisanim rastvorom.
Redovno uklanjanje plutajuće nečistoće sa površine vode.
Dodatak hemikalija
j
• Kontrola mirisa u kanalizaciji, vodovima i postrojenju za tretman otpadne vode prevencijom anaerobnih uslova ili k
kontrola
l oslobađanja supstanci koje izazivaju miris. l b đ j
ik j i i j
i i
• Mehanizam kontrole mirisa:
1. hemikalije koje oksiduju mirisne supstance do stabilnijih formi bez mirisa;
2. hemikalije koje podižu oksidaciono‐redukcioni potencijal i sprečavaju hemijsku redukciju sulfata do vodonik‐sulfida;
3. baktericidi koji ubijaju ili inaktiviraju anaerobne bakterije koje proizvode supstance neprijatnog mirisa; i
4. alkalije koje podižu pH vrednost i stoga održavaju sulfide u jonskom obliku
a ne u formi vodonik‐sulfida
obliku, a ne u formi vodonik‐sulfida.
Efikasnost dodatka hemikalija kao tehnologije za kontrolu mirisa zavisi
od promenjljivih kao što su cena, doza, prisustvo komponenti koje
izazivaju miris, efekta akumulacije hemikalija u mulju i procesnoj vodi, održavanja opreme, prostornog ograničenja i bezbednosnih problema.
Tehnologija za kontrolu gasne faze
Hemijski mokri skruberi‐ prolazak vazduha koji
sadrži mirise pri čemu dolazi do njegovog prskanja
hemijskim rastvorom kako bi se uklonile mirisne
komponente pre ispuštanja u ambijentalni vazduh.
Miris biva absorbovan u tečnoj fazi, što je praćeno
hemijskom reakcijom. Efikasnost hemijskog skrubera
zavisi od adekvatnog kontakta tečnost‐gas i
odgovarajućeg
d
ć održavanja
d ž
h
hemijske
k sredine.
d
Adsorpcija na aktivnom uglju‐ površinskom
adhezijom. Sistem se obično sastoji od suda od
nerđajućeg čelika ili fiberglasa koji sadrži jedan ili dva
sloja granulovanog aktivnog uglja, kroz koji se
propušta
š vazduh
d h koji
k ji sadrži
d ži mirise.
i i
Biofiltracija
biološki proces korišćenja zemlje, komposta ili drugog medija kao supstrata za mikrobe koji će ukloniti kontaminante koji uzrokuju pojavu mirisa, iz struje vazduha tokom njegovog k j
j
i i i t j
d h t k
j
prolaska kroz sam medijum. Vreme zadržavanja i poroznost.
Životni ciklus varira od koncentracije kontaminanata, ali obično iznosi 2 do 3 godine. Zbog svoje veličine i teške konstrukcije biofilteri mogu biti
Zbog svoje veličine i teške konstrukcije, biofilteri mogu biti skuplji nego mokri skruberi i jedinice sa aktivnim ugljem.
Biofiltri sa orošavanjem
j
‐ neorganski
g
mediji
j p
podržava mikrobijalni rast. Kontaminirani vazduh se uvodi na dno medija dok voda prska sa vrha. Voda prolazi na dole kroz mediji i obezbeđuje vlažnu sredinu koja poboljšava mikrobijalni rast. j
j p
j
j
Tretman aktivnim muljem za kontrolu mirisa uključuje prolazak zagađenog vazduha na tretman kroz difuzere za vazduh l k
đ
d h
t t
k
dif
d h
u sistem aeracionog bazena uz pomoć mikroorganizama aktivnog mulja. Tretman aktivnim muljem ima nekoliko prednosti: može biti uspešno izveden i pri visokim koncentracijama H2S, sistem je lak za rad i održavanje, ne zahteva skladištenje i upotrebu opasnih hemikalija. e a teva s ad šte je upot ebu opas
e
a ja
Jedan od nedostataka je potreba za materijalom otpornim na koroziju.
HVALA NA PAŽNJI !
Download

Kontrola mirisa na postrojenju za prečišćavanje