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“
Aerobni tretman muljeva
MSc Nataša Slijepčević
Novi Sad 2­5. septembar, 2014.
Aerobna digestija
g
j
•
•
•
•
•
•
Upotrebljava se za tretiranje:
otpadnog aktivnog mulja,
smešu otpadnog aktivnog mulja ili
mulja iz kapajućih filtera sa
primarnim
i
i muljem,
lj
primarnog mulja,
otpadnog mulja iz postrojenja za
aeraciju ili
mulja iz membranskih bioreaktora.
•
•
•
•
Dodatne prednosti aerobne digestije
su sledeće:
postizanje
redukcije
organskih
materija sa manjim vremenom
zadržavanja;
lakše održavanje opreme;
ne produkuje se eksplozivni gas
digestora
digestora.
Opis procesa aerobne digestije
p p
g
j
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Aerobna digestija je slična procesu aktivnog mulja. Opis procesa kroz jednačine:
Degradacija biomase aerobnom digestijom:
C5H7O2N + 5O2 Æ 4CO2 + H2O + NH4HCO3
Nitrifikacija oslobođenog amonijačnog azota:
NH4+ + 2O2 Æ NO3‐ + 2H+ + H2O
Kompletna nitrifikacija:
C5H7O2N + 7O2 Æ 5CO2 + 3H2O + HNO3
Parcijalna nitrifikacija:
2C5H7O2N + 12O2 Æ 10CO2 + 5H2O + NH4+ + NO3‐
Denitrifikacija primenom nitratnog azota kao akceptora elektrona: C5H7O2N + 4NO3‐ + H2O Æ
Æ NH4+ + 5HCO3‐ + 2N2
Kompletna nitrifikacija i denitrifikacija: C5H7O2N + 5,75O2 Æ 5CO2 + 0,5N2 + 3,5H2O
Varijaccije pro
ocesa aerobne
e
digeestije
Mezofilna
konvencionalna digestija
Digestija kiseonikom
visoke čistoće
Termofilna digestija
Kriofilna aerobna digestija
Konveniconalna (mezofilna) aerobna digestija
(
)
g
j
Primer aerobnih digestora (a) šaržni tip sa dodatkom vazduha,
((b)) kontinualni tip
p sa mehaničkim p
površinskim aeratorom
Aerobna digestija kiseonikom visoke
g
j
čistoće
•
•
•
•
Kiseonik
Ki
ik visoke
i k čistoće
či t ć se u ovom procesu koristi
k i ti umesto
t vazduha.
d h
Primenjiva je u hladnim klimatskim uslovima zbog svoje relativne neosetljivosti na
promenu temperature ambijentalnog vazduha.
Proces se izvodi i u otvorenim i u zatvorenim reaktorima.
reaktorima
Visoki troškovi rada, zbog potrebe za proizvodnjom velike količine kiseonika.
Autotermalna termofilna aerobna digestija
g
j
Autotremalna termofilna
aerobna digestija
(a) šematski prikaz
sistema,
(b) šematski prikaz
reaktora
Prednosti i nedostaci procesa sa ATAD reaktorima
Kriofilna aerobna digestija
g
j
•
•
•
Aerobna
A
b digestija
di
ij koja
k j se odvija
d ij na niskim
i ki temperaturama
(manjim od 20ºC)
Ovaj način aerobne digestija nije dovoljno istražen.
Za ovaj tip digestije potrebno je duže vreme zadržavanja
mulja u digestoru, kako bi se postigao prihvatljiv nivo
redukcije suspendovanih materija.
Višefazna aeracija
Prethodno šći j
ugušćivanje
Aerobno‐
Aerobno
anoksičan rad
Tehnike za unapređenje aerobne digestije
Kontrola temperature
Ugušćivanje mulja
g
j
j
•
Kategorije prethodnog ugušćivanja:
•
•
•
Kategorija A – Diskontinualan rad i dekantovanje mulja aerobnog digestora.
Kategorija B – Kontinualni proces punjenja koristeći sedimentaciju nakon digestije
Kategorija C–upotreba gravitacionog ugušćivača povezanog sa aerobnim
digestorom
Kategorija D–upotreba membrana za ugušćivanje zajedno sa aerobnom digestijom.
Kategorija E – upotreba bilo kojeg mehaničkog ugušćivača pre aerobne digestije
•
•
Višefazna aeracija
j
•
Verovatno najpraktičnija alternativa jednostepenog reaktora sa potpunim meša‐
njem je fazna operacija.
•
•
•
•
•
•
•
Prednosti dvostepenog sistema reaktora u nizu ili u izolaciji uključuju sledeće:
(1) poboljšanje uklanjanja patogena;
(2) poboljšanje SOUR‐a;
(3) smanjenje troškova opreme za aeraciju;
((4)) smanjenje
j j troškova zapremine
p
rezervoara;
(5) smanjenje protoka vazduha, kao rezultat zahteva procesa u prvom digestoru i
(6) smanjenje protoka vazduha, kao rezultat zahteva procesa mešanja u drugom
digestoru.
Aerobno­anoksičan proces i Kontrola temperature
•
•
•
•
•
Aerobno‐anoksičan
rad
omogućava uspešnu
nitrifikaciju/denitrifikaciju
kontrolu pH vrednosti,
regeneraciju alkaliteta i
uštedu energije.
• Kontrola temperature:
• Redukuje SRT
SRT i veličinu
i veličinu postrojenja.
• Smanjuje kapitalne troškove potrebne za
opremu za aeraciju i rezervoare.
• Omogućava pouzdan proces tokom cele
godine
di
Projektovanje i izbor opreme­vrste reaktora
j
j
p
•
•
•
•
•
•
Aerobni digestori su ili otvoreni ili zatvoreni tankovi.
Poklopci smanjuju zamrzavanje, gubitak toplote i površinsko isparavanje.
Uobičajena konstrukcija tankova je: visina zida tanka od 7,3 m i nivo vode od 6,7m.
Izgrađeni su od armiranog betona i čelika.
Najmanje dva tanka treba da budu instalirana da obezbede fleksibilnost procesa i
fleksibilnost opreme, ukoliko bilo koji tank bude imao potrebu za popravkom.
Primer jednog poprečnog i uzdužnog preseka reaktora je prikazan na slici
Kontrola procesa
p
•
•
•
•
•
•
Primarni indikatori:
Temperatura
pH
Rastvoreni kiseonik
Neprijatni mirisi
Karakteristike taloživosti mulja
•
•
•
•
•
•
•
•
Sekundarni pokazatelji:
p
j
Amonijak
Nitrati
Nitriti
Fosfor
Alkalitet
Starost mulja
SOUR
Preporučene vrednosti primarnih i sekundarnih parametara monitoringa (Stege i Bailey, 2003)
g ( g
y,
)
Parametar monitoringa
Frekvencija
Operativni opseg
Minimum
Nominalni
Maksimum
Temperatura ºC
Dnevno
15
20
37
pH
Dnevno
60
6,0
70
7,0
76
7,6
Rastvoreni kiseonik mg/l
Dnevno
0,1
0,4‐0,8
2,0
Alkalitet mg/l kao CaCO3
Nedeljno
100
>500
‐
Amonijačni azot mg/l
j
g/
Nedeljno
j
‐
<20
40
Nitrati mg/l
Nedeljno
‐
<20
‐
Nitriti mg/l
Po potrebi
‐
<10
‐
SOUR, mg O2/h/g ukupnih čvrstih materija
Po potrebi
Po potrebi
‐
<1 5
<1,5
‐
Fosfati mg/l
Po potrebi
<5
Otklanjanje problema kod opreme i u procesu
•
•
•
•
Rutinski operativni nadzor uključuje:
analitičko testiranje i
periodične provere električne i mehaničke opreme.
Ponekad greška u opremi može prouzrokovati zastoj u procesu, usled na primer
uslova u kojem proces funkcioniše, a ti uslovi mogu izazvati kvar opreme.
HVALA NA PAŽNJI!
Download

Aerobni tretman muljeva, Nataša Slijepčević