Prečišćavanje otpadnih voda postupkom aktivnog mulja, dr Božo

PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODAPREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODAPREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA POSTUPKOM AKTIVNOG MULJAPOSTUPKOM AKTIVNOG MULJA

Profesor dr Božo DalmacijaProfesor dr Božo DalmacijaPrirodno-matematički fakultet Novi Sad

Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine

1 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

AEROBNI POSTUPCI SA SUSPENDOVANOM MIKROFLOROMSUSPENDOVANOM MIKROFLOROM

Postupci sa suspendovanom mikroflorom su najrašireniji vid aerobnog procesa prečišćavanja, u prvom redu za obradu velikih količina slabo i srednje opterećenih otpadnihkoličina slabo i srednje opterećenih otpadnih voda, kao što je otpadna voda većih i velikih naseljaU daleko najvećem broju slučajeva primenjuju se:

POSTUPCI SA AKTIVNIM MULJEM a sreću se još aerobne aerisane lagune (češće), i aerobna (plitka) jezera (retko)aerobna (plitka) jezera (retko)

WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.2

3 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Organska materija Otpadne vode [COHNS]

O2 Uduvava se [Aeracija]

Hranjive soli N, P u otpadnoj vodi

Bakterije Obično se nalaze u otpadnoj vodi

U suspenziji/raspršene

Osnovi procesa Osnovi procesa u postupku s u postupku s aktivnim muljemaktivnim muljem

Osnovi procesa Osnovi procesa u postupku s u postupku s aktivnim muljemaktivnim muljem

Nove bakterije C5H7NO2

aktivnim muljemaktivnim muljemaktivnim muljemaktivnim muljemKonačni proizvodi

oksidacijeCO2, H2O, NO3 - N

4

5

USLOVI DA BI PROCES SA AKTIVNIM MULJEM BIO OPTIMALAN

Za optimalno delovanje čelije (mikroorgnizma):Optimalan satav i koncentracije hrane (supstrata) i ćelijaćelijaOptimalni faktori sredine (ekološki faktori)

Optimalne uslove obezebeđuje biloški reaktor zaOptimalne uslove obezebeđuje biloški reaktor za delovanje bioloških subreaktora (mikroorganizama)

Da bi ćelija mikroorganizma delovala kao transformator t ij d lj fik šć j biti t i imaterije sa dovoljnom efikasnošću, moraju biti ostvareni i

određeni uslovi u okolnom prostoru. Ti uslovi koji regulišu delovenje ćelije kao biološkog j g j j greaktora nazivaju se faktori sredine ili ekološki faktori. Za optimalno delovanje mikroorganizama kao bioloških reaktora potrebno ostvariti optimalne uslove u okolnomreaktora potrebno ostvariti optimalne uslove u okolnom prostoru tj. potrebno je ostvariti optimalne vrednosti ekoloških faktora u bioreaktoru kao što su:

temperaturatemperatura, koncentracija i vrsta prisutne hrane (u postupcima za biološku obradu otpadnih voda i bioloških muljeva hrana je u stvari zagađenje koje se u njima nalazi), pH vrednost, rH vrednost, koncentracija kiseonika, intenzitet svetlosti, mešanje itd. 7

RASTRAST MIKROORGANIZAMAMIKROORGANIZAMA→ → rast pojedinačnih ćelija (individualni rast) 

→→ ćelijska deobaj

→ → bespolno (vegetativno razmnožavanje; npr. pupljenje)bespolno (vegetativno razmnožavanje; npr. pupljenje)

→ → prosta ćelijska deoba (binarna)prosta ćelijska deoba (binarna)

8

STACIONARNE KULTURESTACIONARNE KULTURE→ → kada se rast bakterijskih populacija odvija u laboratoriji, u kada se rast bakterijskih populacija odvija u laboratoriji, u 

hranljivim sredinama ograničenog obima i u ograničenomhranljivim sredinama ograničenog obima i u ograničenomhranljivim sredinama ograničenog obima i u ograničenom hranljivim sredinama ograničenog obima i u ograničenom životnom prostoru, govorimo o stacionarnim kulturama životnom prostoru, govorimo o stacionarnim kulturama 

→ → rast se odvija u nekoliko faza:rast se odvija u nekoliko faza:

•• lag fazalag faza

•• log faza (logaritamska, eksponencijalna)log faza (logaritamska, eksponencijalna)

•• stacionarna fazastacionarna faza

•• faza odumiranjafaza odumiranja

9

ASIMILACIJA

Otpadna vodaOtpadna voda

OKSIDACIJA, MINERALIZACIJA

10

Rastvoreni kiseonikRastvoreni kiseonik

OtpadnaOtpadna voda

11

12

OTPADNA VODAOTPADNA VODA

MIKROORGANIZAM (ĆELIJA)

Energetski Resinteza ćelijskog

materijalaRazgradnja čelijskog

metabolizam

čelijskog materijala

DEPO REZERVNIH MATERIJA

PRIRAST BIOMASE

PRODUKTI RAZGRADNJE

PRODUKTI ENERGETSKOG METABOLIZMA

13

Sastav mikroflore aktivnog mulja

Najvažniji i najzastupljeniji mikroorganizmi aktivnog mulja su bakterije. Uglavnom se radi o gram-negativnim bakterijama rodova Pseudomonas, Zooglea, Achroniubiiaer, Flavobacterium, Nocardia, Mycobacterium, kao i o nitrifikacionim bakterijama Nitrosomonas i Nitrobacter.nitrifikacionim bakterijama Nitrosomonas i Nitrobacter. Javljaju se i filamentozne bakterije, rodovi Sphaerottius, Thiothrix, Lecicothrix, Geomchum i slične.

14 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Vaižnu ulogu u prečišćavanju aktivnim muljem imaju i druge vrste mikroorganizama: protozoe, koje se hrane dispergovanim (nenokulisanim) bakterijama i nilifere kojedispergovanim (nenokulisanim) bakterijama i nilifere koje uklanjaju male, neistaložene flokule aktivnog mulja, igraju značajnu ulogu u završnom prečišćavanju, tzv. poliranju, efluenta aerobnog reaktora.

15 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Mikroorganizmi aktivnog mulja

16 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

U prostoru za aeraciju potrebno je održavati određenu razmeru između dovedene nove količine organske materije koju trebaizmeđu dovedene nove količine organske materije koju treba razgraditi, prema masi mikroorganizama koji vrše prečišćavanje, zbog čega se jedan deo izdvojenog mulja, koji je bogat mikroorganizmima stalno šalje na početak procesamikroorganizmima, stalno šalje na početak procesa.

Drugi deo mulja je višak, i upućuje se na obradu mulja.

17

FAKTORISREDINE

Dva osnovna Dva osnovna načina aeracije otpadne vode načina aeracije otpadne vode su: su: 1)1) DIFUZNA AERACIJA DIFUZNA AERACIJA -- unošenje vazduha unošenje vazduha ili čistog ili čistog kiseonika kiseonika

potopljenim difuzorima ili drugim aeracijskim potopljenim difuzorima ili drugim aeracijskim napravama napravama 2)2) MEHANIČKA AERACIJA MEHANIČKA AERACIJA -- raspršivanjem raspršivanjem -- agitacijom vode agitacijom vode

mehanički kako bi se mehanički kako bi se poboljšalo rastvaranje kiseonika poboljšalo rastvaranje kiseonika u vodu iz u vodu iz t ft fatmosfere atmosfere

Mehanička aeracija Difuzna aeracija18

Kiseonik za biološku oksidaciju se obezbeđuje stalnom aeracijom otpadne vode u reaktoru, čime se obično postiže j p , pi potreban stepen mešanja za održavanje flokula aklivnog mulja u suspenziji, a ukoliko to nije dovoljno potpuno mešanje se obezbeđuje mehaničkim mešanjem. p p j j jJedan deo mikroflore u unutrašnjosti flokule, do koje ne dospeva kiseonik, nalazi u uslovima anaerobnog metabolizmametabolizma.

19 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Q XX(Q+Qr) Q

X

ASNT

Q X( r) Xr

Qr Xr

VMRM CS

Q X =X(Q+Q ) Q =QX/(X -X)

VMCrpna stanica povratnog mulja

QrXr X(Q+Qr) Qr=QX/(Xr-X)

20

Osnovni tehnološki parametriOsnovni tehnološki parametri prečišćavanja aktivnim muljem su:opterećenje procesa, specifična brzina razgradnje (utroška) zagadjenja, i srednje vreme zadržavanja mikroorganizama (ili starost mulja).

21 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Uprošćena šema postupka prečišćavanja otpadne vode sa aktivnim miljem saotpadne vode sa aktivnim miljem, sa

recirkulacijom mulja

(Q-Qe), Se, Xe

22 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Starost mulja, retenciono vreme taloga, srednje vreme zadržavanjasrednje vreme zadržavanja

Zbunjujuće su mnoge razlike između starosti mulja, vremena zadržavanja aktivnog mulja (SRT) i MCRT (srednje vreme zadržavanja ćelija).

I starost mulja kao i SRT se koriste za određivanje vremena boravka mikroorganizma u određenom aktivnom mulju pre nego što se istroši kao i MCRTistroši, kao i MCRT.

To je veoma važno, međutim, uvek se mora proveriti da li se radi odnosno govori o istoj stvari (posebno kada se radi na različitim g j (ppostrojenjima za pre-radu otpadnih voda). Treba definisati onaj termin, koji je već korišćen u obradi podataka i kontroli rada postrojenja sa aktivnim muljem

23

Zašto ΘC (starost mulja) nije jednak Θ (HRT)?

Zbog recirkulacije mulja, kojom se m/o vraćaju u BR, ali ne i rastvorene biološki razgradive materije

Drugi način određivanja starosti mulja je korištenjem ukupne suve materije

24

F (food) : Hrana BPK l [kg BPK/dan]

Koliko kg hrane [kg BPK/d] otpada na 1 kg m/o [kg MLVSS]?

F (food) : Hrana BPKul [kg BPK/dan]

M (microorganisms) : Masa m/o Mx [kg MLVSS] = X·V

25

Koliko kg hrane [kg BPK/d] otpada na 1 kg m/o [kg

F (food) : Hrana BPKul [kg BPK/dan]

Koliko kg hrane [kg BPK/d] otpada na 1 kg m/o [kg MLVSS]?

M (microorganisms) : Masa m/o Mx [kg MLVSS] = X·V

Hrana

HRANA

Hrana

26

Uz pretpostavku da je:Uz pretpostavku da je:BPKulaza : zadanΔX : približno konst.

Proizlazi da je: ΘC. F/M ≅ konst.

a isto tako: ΘC ↑ ⇒ F/M ↓

27

28

S h d j j MLSS d d + š j j ljS h d j j MLSS d d + š j j ljSvrha: razdvajanje MLSS od vode + zgušnjavanje muljaSvrha: razdvajanje MLSS od vode + zgušnjavanje mulja

Potrebne karakteristike muljaPotrebne karakteristike mulja

Q+Qr Q

1. Da ima veliku brzinu taloženja Vs>1 m/h2. Da je dosta zgusnut (zauzima malu

zapreminu)3 Da se zadržava na dnu (ne isplivava)

1. Da ima veliku brzinu taloženja Vs>1 m/h2. Da je dosta zgusnut (zauzima malu

zapreminu)3 Da se zadržava na dnu (ne isplivava)

Povratni mulj

3. Da se zadržava na dnu (ne isplivava)3. Da se zadržava na dnu (ne isplivava)MuljC.S.

Višak muljaVišak mulja

29

30

1000 ml aktivnog mulja1000 ml aktivnog mulja

1l cilindar ili 1000 g1l cilindar ili 1000 gZapremina mulja [ml]Zapremina mulja [ml]

gg

31

32

Pojava RazlogMali broj flokula Ne talože se lakoMali broj flokula Ne talože se lakoIsplivavanje mulja Nekontrolirana denitrifikacija i dr.Bubrenje mulja Končaste bakterije i dr.j j jPenjenje mulja Končaste bakterije i dr.

K č t b kt ij Bežanje m lja i NTKončaste bakterije Bežanje mulja iz NT

33

Delovanje pojedinačnih mikroorganizama uvek se udružuje kako u prirodi tako i u sistemima za biološku obradu otpadnih voda a to znači

34

p pda ogroman broj ćelija (i preko 106 ćelija po jednom mililitru) istovetnih ili različitih mikrobioloških vrsta deluju u istom smislu.

Penasti Penasti aerobni muljaerobni mulj

35

IZBOR POSTUPKA SA AKTIVNIMIZBOR POSTUPKA SA AKTIVNIM MULJEM, IZBOR REAKTORA

Brojne su izvedbe procesa aerobnog prečišćavanjaBrojne su izvedbe procesa aerobnog prečišćavanja sa aktivnim muljem:

Konvencionalni postupakKonvencionalni postupakStepenasta aeracijaKontaktni postupakReaktor sa potpunim mešanjemPostupak sa produženom aeracijomReaktor tipa jarka (rova kanala)Reaktor tipa jarka (rova, kanala)Sekvencijalni šaržni reaktoritd.

36 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Pojednostavljene šeme postupaka sa aktivnim

a) konvencionalni

postupaka sa aktivnim muljem:

a) konvencionalni, b) stepenasta dodavanje

otpadne vode ili aeracija, p j ,c) kontaktni postupak

37

K i l t j jKonvencionalno postrojenjeKonvencionalno postrojenje sastoji se od prethodne taložnice (1),

i b kli i t j j ili t i š jaeracionog bazena sa klipnim strujanjem ili sa potpunim mešanjem (2) i naknadne taložnice (3). Prečišćena voda izlazi iz naknadne taložnice i odlazi u prirodni prijemnik ili na dalje prečišćavanje, ako je potrebnopotrebno.

38 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

ridi

fuzo

r

Dovod Odvod

Dovod

Od dOdvod

mehanički aerator39

P iPrimer

40

Reaktor sa klipnim tečenjem

Raspored osnovnih tehnoloških parametara po dužini bazena i dijagram toka

d i ljvode i mulja za bioaeracionibazen sa klipnim strujanjemPotrošnja kiseonika duž bazena za aeraciju odgovara potrebamapotrebama mikroorganizama, pa je najveća na početku aeracionog bazena aaeracionog bazena a zatim duž njega opada

41

Reaktor sa potpunim mešanjem

Modifikacija konvencionalnog postupka: umestodugačkog pravougaonog tanka, reaktora sa g g p g g ,preovlađujućim klipnim tokom, primenjuje sereaktor sa potpunim mešanjem, što se obezbeđuje mehaničkim mešanjemmehaničkim mešanjem

42 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Da bi se održavali ovi uslovi potrebno je intenzivno mešanje vode u bazenu koje se postiže turbinama ili drugimse postiže turbinama ili drugim uređajima za mehaničku aeraciju.Ovo je naročito povoljno za mala postrojenja gde se javljaju udaripostrojenja, gde se javljaju udari opterećenja, kao i za postrojenja gde dolaze i industrijske otpadne vode na preradu.p

43 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Kontaktna stabilizacija (bio sorpcija)(bio-sorpcija)

U procesu sa aktivnim muljem postoje dve faze. U prvoj fazi u trajanju od 20 do 40

Zona boosorpcije

minuta, odigrava se apsorpcija koloidnih sitnih suspendovanih čestica u pahuljice mulja. Taloženjem ovako obrazovanih agregata

U drugoj fazi odigrava se proces asimilacije organskih materija od

Taloženjem ovako obrazovanih agregata postiže se znatno smanjenje BPK5otpadne vode.

U drugoj fazi odigrava se proces asimilacije organskih materija od strane organizama, što se ispoljava u povećanoj biohemijskoj potrošnji rastvorenog kiseonika i stabilizaciji organskih materija. Za odvijanje druge faze potrebno je 2 do 4 časa aeracije. U ovom postupku ove faze su radvojenje

44 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Sirova, ili prethodno izbistrena voda mesa se sa povratnim muljem i odlazi u aerisani bazen za mešanje i apsorpciju. Vreme zadržavanja vode u ovom bazenu je od 30 do 60 minuta. Zatim odlazi u naknadnu taložnicu. Prečišćena voda odlazi u prirodni

ij ikprijemnik. Istaloženi mulj odlazi na regeneraciju (vreme zadržavanja od 3 do 6 časova) gde se vrši stabilizacija organske materije. Koncentracija aktivnog mulja je ovde velika i iznosi preko 4000Koncentracija aktivnog mulja je ovde velika i iznosi preko 4000 mg/l. Na ovaj način postiže se smanjenje potrebnih zapremina bazena, ili se u preopterećenim postrojenjima neznatnom rekonstrukcijomse u preopterećenim postrojenjima neznatnom rekonstrukcijom cevovoda postižu dobri rezultati bez dograđivanja objekata, a pri povećanom biološkom opterećenju. 45

0 5 2h aeracije

Pogodan kad je veliki dio supstrata u netaloživom partikularnom oblikuPogodan kad je veliki dio supstrata u netaloživom partikularnom obliku

Reaeracija Kontaktni

0,5-2h aeracije, adsorpcija (biosorpcija)Moguće su

verzije bez PT

Reaeracijastabilizacija

mulja

Kontaktnibazen

(aeracija)Dovod Odvod

Povratni mulj3 do 6h aeracije, oksidacija zagađenja

Ovim postupkom u kontaktnom bazenu male zapremine zagađenje se adsorbuju, a nakon taloženja oksiduje u bazenu za reaeraciju i stabilizaciju Ukupni zapremina bazena je manji nego ustabilizaciju. Ukupni zapremina bazena je manji nego u konvencionalnom postupku.

46

Primer

47

Stepenasto dodavanje otpadne vodeU t k t dU ovom postupku otpadna voda se dodaje na više mesta duž aeracionog bazena sa klipnirn pstrujanjem Na ovaj način smanjena je potreba za kiseonikom na početku i ravnomernije jepočetku, i ravnomernije je raspoređena duž bazena. Time je i ukupna efikasnost prenosa i iskorišćenja p jkiseonika poboljšana.

Sav povratni mulj ulazi na početak bazena za aeraciju U ovomSav povratni mulj ulazi na početak bazena za aeraciju. U ovom postupku opterećenje je raspoređeno na ceo aeracioni bazen, a ne smo na njegov početak kao što je slučaj u konvencionalnom postupku. Stoga u slučajevima gde postoje udari opterećenja otpadne vode ovaj g j g p j p j p jpostupak je pogodniji od konvencionalnog, koji je na udarna opterećenja posebno osetljiv.48

Dovod

Odvod

≈≈ ≈≈

49

Primer

50

Stepenasto dodavanje kiseonikaPostupak sa stepenastom aeracijom razvijen je da bi se kompenzovala glavnase kompenzovala glavna mana konvencionalnog postupka sa aktivnim muljem: velikomuljem: veliko opterećenje na početku tanka (veliki F/M odnos).

Ovaj postupak se razlikujeOvaj postupak se razlikuje od konvencionalnog u tome što se duž aeracionog bazena

Dijagram toka ode i m lja i kiseonični

aeracionog bazena dodaju različite količine kiseonika, približno saglasno potrebama.Dijagram toka vode i mulja i kiseonični

režim u bazenu pri prečišćavanju stepenastom aseracijom

g p

51

difuzeri

52

CMRΘ = 0,5 – 2hManja efikasnost, ali i manji Manja efikasnost, ali i manji Θc= 5-10 danaQr/Q = 1-5MLSS = 4-10 kg/m3

F/M 0 4 1 5 k BPK /k MLVSS d

j , jtroškovi građenja. Može poslužiti kao I. stepen u dvostepenompostupku s nitrifikacijom

j , jtroškovi građenja. Može poslužiti kao I. stepen u dvostepenompostupku s nitrifikacijom

F/M = 0,4–1,5 kgBPK5/kgMLVSS⋅dp p jp p j

53

Za aeraciju se koristi O2 a ne vazduhZa aeraciju se koristi O2 a ne vazduh

Prenos kiseonik je mnogo brži, a smanjenje BPK je također oko dva puta brže. Umesto 6 sati dovoljno hidrauličko zadržavanje u BR je oko 3 sata.

BR mora biti natkriven (zatvoren) da bi zadržao skupi O2 koji se ponovno koristi.BR mora biti natkriven (zatvoren) da bi zadržao skupi O2 koji se ponovno koristi.

54

Dovod vode

Odvod

55

Primeri

56

Primer

57

Produžena aeracija je proces sa aktivnim muljem koji radi u opsegu endogene respiracije mikroorganizama.U ovim postrojenjima nema prethodne taložnice pa ni primarnog mulja Sav mulj se aerobno stabilizuje uprimarnog mulja. Sav mulj se aerobno stabilizuje u aeracionom bazenu. Da bi se ovo postiglo potrebno je ostvariti nisko organsko opterećenje i dugo vreme aeracije. Primenjuje se za mala i prefabrikovana postrojenja. Obično se i mulj ispušta sa prečišćenom vodom a gde seObično se i mulj ispušta sa prečišćenom vodom, a gde se zahteva ispuštanje izbistrene vode mora se predvideti i naknadna taložnica. Ako mulj nije dovoljno stabilizovan može se primeniti odvojena aerobna stabilizacija. Mulj se suši na poljima za sušenje muljaMulj se suši na poljima za sušenje mulja.

58 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Osnovne vrednosti postupka Osnovne vrednosti postupka s produženom aeracijoms produženom aeracijomParametar Vrednosti

Koncentracija MLSS visoka, 3 – 6 kg/m3

Prirast m/o niski

Prostorno organsko opterećenje malo, 0,16-0,4 kg BPK5/m3 BR

F/M niski, 0,05-0,15 kg BPK5/kg MLVSS·dF/M niski, 0,05 0,15 kg BPK5/kg MLVSS d

Starost mulja, ΘC velika, ≥ 15 dana (25)

Zapremina BR, Θ velika

Troškovi izgradnje opreme i pogona velikiTroškovi izgradnje, opreme i pogona veliki

Efikasnost vrlo velika, ≈ 98%

Nitrifikacija Potpuna

Količina proizvedenog mulja mala

Višak mulja stabiliziran

Problemi kod taloženja u NT Isplivavanje mulja, nadimanje mulja

Složenost pogona jednostavan

Pouzdanost u radu velika59

D d

Aeracija četkama

Odvod

Dovod

Aerator s vertikalnom osovinom

Odvod DovodOdvod Dovod

Mješalice, flow mixer-i (ako je potrebno)60

Difuzna aeracija + flow-mixer

61

A AeracijaA

D

O

j

Dovod vode

Odvod vodeO

T

Odvod vode

Taloženje

IM Izdvajanje mulja

Zavisno od konačnog cilja prečišćavanja moguće su različite kombinacije režima rada (npr punjenje i aeracija prekidi ukombinacije režima rada (npr. punjenje i aeracija, prekidi u aeraciji i sl.)

62

D AD A

AAPunjenje

IM

O AeracijaO

IMT

Aeracija reakcija

Dekantiranje

Taloženje63

Sekvencijalni šaržni reaktor (SBR –Sekvencijalni šaržni reaktor (SBR Sequencing Batch Reactor) je postupak sa aktivnim muljem pogodan za manje kapacitete, zbog svoje veće elastičnosti u odnosu na kontinualne proceseU pravilu se SBR postavljaju u paru (sem za sasvim male kapacitete) čime se omogućuje k ik ti l i d PPOVkvazikontinualni rad PPOV-a

64 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

65 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

66 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Postoje četiri osnovna ciklusa u procesu koji se odigrava u SBR reaktoru:

Sekvenca punjenja – ulazna otpadna voda se uvodi u sloj mulja u uslovima bez aeracije. Svrha operacije punjenja reaktora je dodavanje substrata (primarni efluent) Proces punjenja uglavnomdodavanje substrata (primarni efluent). Proces punjenja uglavnom obezbeđuje da nivo tečnosti varira od 25% do 100% kapaciteta bazena. Proces punjenja je kontrolisan vremenom punjenja i nivoom u bazenu.u bazenu.Sekvenca reakcije – svrha faze u kojoj se odigrava reakcija je da se završi reakcija, koja je započeta u fazi punjenja. Reakcija uključuje mešanje i aeraciju u bazenu Tokom faze aeracije se organskimešanje i aeraciju u bazenu. Tokom faze aeracije se organski ugljenik oksiduje, azot podleže procesu nitrifikacije, a fosfor se uklanja iz vode i izdvaja preko mulja. Zbog uspešnog odvijanja procesa nitrifikacije-denitrifikacije, tokom perioda reakcije kada nema p j j , p jaeracije, odnosno dovoda kiseonika, dolazi do denitrifikacije nitrata i nitrita.

67 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Sekvenca taloženja – svrha taloženja je da se izvrši separacija formiranog aktivnog mulja kao i da se izdvoji prečišćena voda Uformiranog aktivnog mulja, kao i da se izdvoji prečišćena voda. U SBR reaktoru, ovaj proces je mnogo efikasniji zato što je u toku taloženja sadržaj reaktora potpuno miran. Period taloženja nastupa kada se mešanje i aeracija u reaktoru zaustavi nakon čega dolazi dokada se mešanje i aeracija u reaktoru zaustavi, nakon čega dolazi do taloženja čestica. Velika dubina reaktora obezbeđuje efikasno taloženje.Sekvenca pražnjenja – period pražnjenja nastupa nakon taloženjaSekvenca pražnjenja period pražnjenja nastupa nakon taloženja, kada se formira znatna dubina supernatanta. Ventili se automatski otvaraju i pomoću dekantera se ispušta deo prečišćene vode iz reaktora.

68

69

Jedinstvena karakteristika SBR reaktora je da nema potrebe za recirkulacijom aktivnog mulja u sistemu a u okviruza recirkulacijom aktivnog mulja u sistemu, a u okviru reaktora se nalazi i potopljena pumpa za višak mulja koja prebacuje mulj u rezervoar za odlaganje mulja, koji služi za dopunsko ugušćivanje pre procesa dehidratacije na centrifugidopunsko ugušćivanje pre procesa dehidratacije na centrifugi. Prečišćena otpadna voda se ispušta pomoću specijalnog sistema za ispuštanje prečišćene vode, pomoću d k t i l i k ldekantera u izlazni kanal. Dekanter je najvećim delom iznad nivoa vode odnosno uranja u bazen i omogućava protok vode iz reaktora samo tokom g psekvence pražnjenja. Dekanter je snabdeven motorom koji omogućava promenu visine u zavisnosti od faze rada.Konstrukcija je napravljena tako da dekanter omogućavaKonstrukcija je napravljena tako da dekanter omogućava ispuštanje samo prečišćene vode iz reaktora bez mogućnosti da u tom trenutku dođe do ispuštanja mulja sa dna bazena.

70 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

O2 potrebe, RO

O2 je potreban za sledeće reakcije:O2 je potreban za sledeće reakcije:

Oksidaciju ugljenika BPK uklonjen(uključujući unutrašnje disanje)

Nitrifikacija

BPK uklonjen

NH4 - N uklonjen

RO se računa jednačinama:RO se računa jednačinama: Empirijke veličine:Empirijke veličine:

(a) u standardnim uslovima, RO,S(b) u stvarnim uslovima RO,R

(a) u standardnim uslovima, RO,S(b) u stvarnim uslovima RO,R

RO,S = 2÷4,5 Kg O2 /Kg BPK5 uklonjenogVisoke veličine odgovaraju visokim vrednostima ΘC

RO,S = 2÷4,5 Kg O2 /Kg BPK5 uklonjenogVisoke veličine odgovaraju visokim vrednostima ΘC

71

Osnovni načini unosa kiseonika

Raspršivanjem otpadne vode ili uvođenjem atmosferskogRaspršivanjem otpadne vode ili uvođenjem atmosferskogMehanička aeracijaAA

Unošenje vazduha ili čistog O2Unošenje vazduha ili čistog O2

uvođenjem atmosferskog vazduha u vodu uvođenjem atmosferskog vazduha u vodu

Mehanička aeracija

Difuzna aeracija

AA

BB potopljenim difuzorimapotopljenim difuzorimaDifuzna aeracijaBB

72

Aeracija čistim kiseonikom. Postupak sa aktivnim muljem i aeracijom čistim kiseonikom karakteriše, u poredenju sa aeracijom sa vazduhom mnogo veća količina kiseonika koja sevazduhom, mnogo veća količina kiseonika koja se unosi u vodu i brži prenos kiseonika po jedinici zapremine reaktora

73 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

74 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

75 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Merenje kiseonika u toku aeracije

76 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Horizontalna osovinas lopaticama

Motor

77

Uronjena TORING turbina prozvodivrlo fine mehuriće8,5 kgO2/kWh

Uronjeni mehanički aerator

8,5 kgO2/kWh

s vertikalnom osovinom, HyperclassicInvent, SRNJ

78

Neporozni difuzor, difuzor

Kontrolni

Difuzor od inoxčelika

useci

U i bič 4 k

Kontrolni useci

Useci, obično 4 kom.

Neporozni difuzor, cevni difuzor p ,od nehrđajućeg čeličnog lima

79

80 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

81 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Osnovni zahtev koji se postavlja pred aeratore, nezavisno od tipa i konstrukcije, je da obezbedi prenos kiseonika koji će zadovoljiti potrebe mikroflore aktivnog muljapotrebe mikroflore aktivnog muljaPotrebno je obezbediti 40-120 m3 vazduha po kilogramu obrađene BPK u zavisnosti odkilogramu obrađene BPK, u zavisnosti od primenjenog postupkaprimer:primer:• 60 m3/kg BPK, za konvencionalni postupak• 120 m3/kg BPK za postupak sa produženom• 120 m /kg BPK, za postupak sa produženom

aeracijom

82 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

Druge kombinacije reaktora

WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.83

Postupci suspendirane i pričvršćene biomase, Postupci suspendirane i pričvršćene biomase, Integrated Fixed Film Activated SludgeIntegrated Fixed Film Activated Sludge,, IFASIFASg gg g ,,

84

Membranski postupci, Membrane Membranski postupci, Membrane bioreactorbioreactor, , MBRMBR

Biološki

Efluent

Biološki reaktor

Membranski moduli

Pumpa zaTipična konfiguracija MBR Pumpa za permeat Kompresor

p g jpostupka

Najpodesnija filtracija s porama membrana od 0 04 doNajpodesnija filtracija s porama membrana od 0 04 doNajpodesnija filtracija s porama membrana od 0,04 do 2,0 µm

Najpodesnija filtracija s porama membrana od 0,04 do 2,0 µm

85

86

Sekundarni taložniciZa uklanjanje aktivnog mulja iz postupaka biološkog prečišćavanja otpadne vode, koje sebiološkog prečišćavanja otpadne vode, koje se obično definiše kao sekundarno prečišćavanje, koriste se sekundarni taložnici Za razliku od primarnih taložnika, kojima je osnovna funkcija izbistravanje otpadne vode, sekundarnim taložnicima je podjednako važna i funkcija ugušćivanja mulja

87 WW 2014., Novi Sad, 2-5. septembra 2014.

u pahuljicama flokulamaBakterije

u pahuljicama - flokulamaBRNAKNADNI

TALOŽNIK NT

Izdvajaju seEFLUENT

GravitacijskimGravitacijskimtaloženjem

POVRATNI MULJ VIŠAK MULJA

CILJEVI:

Inače … bl i!

• Efikasnost razdvajanje aktivnog mulja od pročišćene vode

• Što veća koncentracija aktivnog lj d t l ž ik problemi!mulja na dnu taložnika

88

89

Hvala na pažnji!p j

90