Univerzitet u Novom SaduPrirodno­matematički fakultet

Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredineUd ž j đ j š i ži di N i S d“Udruženje za unapređenje zaštite životne sredine „Novi Sad“

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 j i i l š lik i i idž t j j t tRazvoj mirisa ‐ loša slika i imidž postrojenja za tretman u očima javnosti. 

Mirisi – ocenjeni kao primarna briga javnosti kada je u it j PPOVpitanju PPOV.

Problem mirisa

Dizajn, konstrukcija i Domen kontrole mirisaDizajn, konstrukcija i funkcionisanje postrojenja za tretman 

Domen kontrole mirisa je subjektivan, i krajnji sud, prema zakonu o 

otpadnih voda ‐rešavanje problema i i k bl

javnom prihvatanju, daje ljudski nos – ŠTA JE PRIHVATLJIVO?mirisa kao problema 

VISOKOG PRIORITETA.JE PRIHVATLJIVO?

KOROZIJA

Kontrola emisije mirisamirisa

Tretman ili modifikacija 

supstanci u tečnoj 

Minimizacija oslobađanja u ambijentalni p j

fazij

vazduh

Tretmana kroz sistem kontrole 

mirisa

Povećanje disperzije i razblaženja 

oslobođenih gasovaoslobođenih gasova

Šta je miris ?

Stvaranje mirisa u PPOV – Supstance kojejpraktično u svim fazama sakupljanja, tretmana i odlaganja otpadnih voda

Supstance koje produkuju mirise ‐relativno volatilni odlaganja otpadnih voda.

Najviše supstanci koje

molekuli (molekulskom težinom od 30 do 150 / l)Najviše supstanci koje 

produkuju mirise nalazi se u komunalnim vodama i u uklonjenoj čvrstoj materiji

g/mol).

uklonjenoj čvrstoj materiji koja potiče od anaerobne biološke aktivnosti.

H2S

NH3

Miris na pokvarena jaja je dobro poznat. p j j j pGas je korozivan, toksičan i rastvoran u otpadnoj vodi. H2S je rezultat redukcije sulfata pod dejstvom bakterija pri anaerobnim uslovimaanaerobnim 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 ij lfkoncentracija sulfata; temperatura; rastvoreni kiseonik; i 

d žvreme zadržavanja

Šta je miris ?

Organski mirisi su Supstanca FormulaPragmirisa( b)

Opis mirisaOrganski mirisi su obično rezultat biološke aktivnosti pri razgradnji

(ppb)Azotne komponentee koje izazivaju miris u otpadnim vodamaAmonijak NH3 17000 Oštar, oporDimetilamin (CH3)2NH 340 Miris na trulež, ribuPiridin C6H5N 660 Opor, iritirajućipri razgradnji 

organske materije.Gasovi nikada ne 

j biti t ti i

6 5 p jSkatol C9H9N 1 Fekalan, odbojanIndol C2H6NH 0,1 Fekalan, odbojanSumporne komponente koje izazivaju miris u otpadnim vodamaAlil merkaptan CH2=C‐CH2‐SH 0,05 Miris na beli lukAmil merkaptan CH ‐(CH ) ‐CH ‐SH 0 3 Neprijatan na truležsmeju biti tretirani 

takvom metodom kontrole mirisa k j ć ik i i

Amil merkaptan CH3‐(CH2)3‐CH2‐SH 0,3 Neprijatan, na truležBenzil merkaptan C6H5CH2‐SH 0,2 Neprijatan, jakKrotil merkaptan CH3‐CH=CH‐CH2‐SH 0,03 Na zapaljenu gumu Dimetil sulfid CH3‐S‐CH3 1,0 Trulo povrćeEtil merkaptan CH3CH2‐SH 0,3 Truo kupus

koja će prikritinjihovo prisustvo i učiniti ih manje 

Vodonik sulfid H2S 0,47 Pokvarena jajaDruge komponente koje izazivaju miris u otpadnim vodamaKiselineSirćetna kiselina CH3COOH 0,16 Na sirćeButanska kiselina CH3(CH2)2COOH 0,10 Užegao

primetnim.Butanska kiselina CH3(CH2)2COOH 0,10 UžegaoAldehidi i ketoniFormaldehid HCOH 370 Oštar, tera na gušenjeAcetaldehid 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 moževoda gde može doći do nastanka neprijatnih mirisa

Kolektorski sistemiIndustrijski ispisti – otpadne vode mogu sadržati supstance kojeIndustrijski ispisti – 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 ( i ij ki) i i i l H S iKolektori (gravitacijski)‐ mirisi su rezultat prvenstveno H2S i drugih komponenata koje sadrže sumpor u redukovanoj formi nastalih dejstvom sulfat‐redukujućih bakterija u depozitima 

lmulja.Vodovi ‐ dugo hidrauličko vreme zadržavanja može izazvati da otpadna voda postane anaerobna, ispuštajući neprijatne mirise u p p p j p jvazduh na ventilima i glavnom ispustu.Pumpne stanice ‐ idealno mesto za oslobađanje i sakupljanje gasova koji su predhodno ostali zarobljeni u kanalizacionom sistemukoji su predhodno ostali zarobljeni u kanalizacionom sistemuDepoziti čvrste materije usled niskih protoka

Projektovanje i operativne mere kontrole uključuju:• projektovanje kanalizacionog sistema sa nagibom dovoljnim da se održi• projektovanje kanalizacionog sistema sa nagibom dovoljnim da se održi 

takva brzina protoka koja će sprečiti taloženje čvrstih materija,• minimiziranje hidrauličkog vremena zadržavanja u cevima i pumpnim 

stanicamastanicama,• minimizacija upotrebe šahtova i drugih struktura koje mogu izazvati 

značajne turbulencije,d ž d č k d d ž• održavanje cevi i zidova čistim kroz redovno održavanje i proveru,

• 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 vodavisok 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 ‐ brza potrošnja rastvorenog kiseonika i stvaranju p p j g jneprijatnih mirisa.Višak septičkog otpada, treba biti odložen ili predtretiran kako bi se smanjio i homogenozovao pre ulaska na postrojenje za tretmansmanjio 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 ispuštanjunjegovom 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 sistemomPotreba za zatvorenim sistemom.• Prevencija nastanka mirisa ‐ čisti zidovi i kanali same strukture naulazu, 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 najmanje dva puta dnevno; uklanjanje mulja iz tankova.j j p j j j

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 i ij d lj d d ž b i l ibiološkim procesima nije dovoljan da se održe aerobni uslovi.

Hidrauličko preopterećenje procesa ili zapušavanje biološkog filtra p p j p p j gmože 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 aktivnimmuljem: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 

t ih t i k j i d i i j t krastvorenih supstanci koje proizvode mirise u ovaj tank.Mehanički aeratori sa visokim nivoom turbulencije obično produkuju najviše neprijatnih mirisa i volatilnih organskih komponenti.

Prevencija nastanka mirisa – rutinsko čišćenje difuzera, difuzeri sa finijim mehurićimafinijim 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 taloženjaMirisi 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 odom pod isokimPrevencija nastanka mirisa – mehaničko pranje vodom pod visokim 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 lj k i ć jiti ši j i i d d ž j k k bimulja kroz cevi će smanjiti širenje mirisa; dnevno održavanje kako 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 centrifugetrake, centrifugezahtevaju 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 uZajedničko 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 mirisaza 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:klj č j k id ij hl b di tij b di tijuključuje oksidaciju hlorom, anaerobnu digestiju, aerobnu digestiju, 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 neadekvatnoMesta 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 

mirisaMetode i 

tehnologije za Ispitivanje fizičkih i procesnih uslova na 

lokaciji izvora

P  h ij kih 

g jkontrolu mirisa 

Procena hemijskih komponenti odgovornih za 

pojavu mirisa

Prenosiva oprema za monitoring

Pristup problemima pojave mirisa kao što su ugrožena područja, 

zdravstveni i bezbednosni aspekti

Problem mirisa ne može biti ispravljen od strane operatera

Problem neprijatnog mirisa je moguće ispraviti kroz kontrolu izvora ili tretmana 

samog mirisa Projektovanje tehnologije za samog mirisa Projektovanje tehnologije za kontrolu mirisa i/ili istraživanje mogućih promena u dizajnu 

postrojenja

Operativnemetode kontroleOperativnemetode kontrole

Preventivne operativne mere uključuju:Održavanje adekvatne koncentracije rastvorenog kiseonika u otpadnoj vodi.Obezbeđivanje dovoljne brzine (bez turbulencije) kako bi se j j ( j )obezbedilo kompletno mešanje i time sprečilo taloženje organske materije.Sprečavanje akumulacije mulja u tankovima i sprečavanje p j j j p jprekomernog starenja mulja kroz odgovarajuće mešanje, stopu povlačenja i kontrolu procesnih parametara.Sprečavanje preopterećenja recirkulacijom, izjednačavanjem p j p p j j , j jprotoka ili uvođenjem u rad dodatnih tankova.Obezbeđivanje ujednačenog organskog opterećenja u biološkom procesu.p

Preventivne mere održavanja uključuju:j j jRedovno 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 jakimmulja od strane betona. Ovo se može kontrolisati pranjem sa jakim hlorisanim rastvorom.Redovno uklanjanje plutajuće nečistoće sa površine vode.

Dodatak hemikalijaj

• Kontrola mirisa u kanalizaciji, vodovima i postrojenju za tretman otpadne vode prevencijom anaerobnih uslova ili k l l b đ j i k j i i j i ikontrola oslobađanja supstanci koje izazivaju miris. 

• 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; i4. alkalije koje podižu pH vrednost i stoga održavaju sulfide u jonskom obliku a ne u formi vodonik‐sulfidaobliku, a ne u formi vodonik‐sulfida.

Efikasnost dodatka hemikalija kao tehnologije za kontrolu mirisa zavisiod 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 kojisadrži mirise pri čemu dolazi do njegovog prskanjahemijskim rastvorom kako bi se uklonile mirisnekomponente pre ispuštanja u ambijentalni vazduh.Miris biva absorbovan u tečnoj fazi, što je praćenohemijskom reakcijom. Efikasnost hemijskog skruberazavisi od adekvatnog kontakta tečnost‐gas id ć d ž h k dodgovarajućeg održavanja hemijske sredine.

Adsorpcija na aktivnom uglju‐ površinskomadhezijom. Sistem se obično sastoji od suda odnerđajućeg čelika ili fiberglasa koji sadrži jedan ili dvasloja granulovanog aktivnog uglja, kroz koji se

š d h k ji d ži i ipropušta vazduh koji sadrži mirise.

BiofiltracijaBiofiltracijabiološki proces korišćenja zemlje, komposta ili drugog medija kao supstrata za mikrobe koji će ukloniti kontaminante koji 

k j j i i i t j d h t k juzrokuju pojavu mirisa, iz struje vazduha tokom njegovog 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 bitiZbog svoje veličine i teške konstrukcije, biofilteri mogu biti skuplji nego mokri skruberi i jedinice sa aktivnim ugljem.

Biofiltri sa orošavanjem ‐ neorganski mediji podržava j g j pmikrobijalni 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 l k đ d h t t k dif d hprolazak zagađenog vazduha na tretman kroz difuzere za vazduh 

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 jaJedan od nedostataka je potreba za materijalom otpornim na koroziju.

HVALA NA PAŽNJI !