Αναλογίες θρεπτικών ουσιών στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων

Transcript

1 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ Αναλογίες θρεπτικών ουσιών στην επεξεργασία υγρών αποβλήτων Προκειμένου να πληρούνται οι νομικές απαιτήσεις για τα επεξεργασμένα υγρά απόβλητα, ο χειριστής της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων πρέπει να ελέγχει με προσοχή τη διαδικασία επεξεργασίας, ώστε να είναι σε θέση να αντιμετωπίζει εγκαίρως τυχόν υπερβάσεις των οριακών τιμών. Η επεξεργασία των υγρών αποβλήτων βασίζεται ουσιαστικά τόσο στις φυσικές και χημικές μεθόδους όσο και στη βιολογική επεξεργασία της ενεργούς λάσπης από τους μικροοργανισμούς. Οι γνώσεις σχετικά με τις ανάγκες σε θρεπτικές ουσίες και της σύστασης της ενεργούς λάσπης είναι σημαντικές προκειμένου να διασφαλίζεται η βέλτιστη δυνατή απόδοση λειτουργίας του καθαρισμού. Στην παρούσα αναφορά περιγράφονται τα αίτια, οι συνέπειες και τα μέτρα αντιμετώπισης για τις δυσμενείς αναλογίες θρεπτικών ουσιών. Συντάκτης: Διπλ. Mηχ. Michael Winkler - Προϊστάμενος του τμήματος ανάπτυξης προϊόντων και υποστήριξης πελατών - BIOSERVE GmbH, Mainz

2 2 ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΝΕΡΓΟ ΛΑΣΠΗ Θρεπτικές ουσίες στην ενεργό λάσπη Η εργαστηριακή ανάλυση και η τεχνολογία συνεχούς μέτρησης υποστηρίζουν την τήρηση των οριακών τιμών. Ο σταθμός εργασίας για την εργαστηριακή ανάλυση περιλαμβάνει φωτόμετρο, αντιδραστήρια και ανάλογα με την εκάστοτε παράμετρο, θερμοαντιδραστήρα. Η ισορροπημένη αναλογία θρεπτικών ουσιών αποτελεί προϋπόθεση για την ιδανική απόδοση των μικροοργανισμών όσον αφορά στην αποικοδόμηση. Οι σημαντικότερες θρεπτικές ουσίες είναι ο άνθρακας, το άζωτο και ο φώσφορος. Άνθρακας Ο άνθρακας αποτελεί το κύριο στοιχείο των οργανικών ενώσεων στα υγρά απόβλητα. Ο άνθρακας αποικοδομείται από τους μικροοργανισμούς στην ενεργό λάσπη υπό αναερόβιες συνθήκες (bio-p), σε ανοξικό περιβάλλον (ζώνη απονιτροποίησης) και στο τμήμα αερισμού του βιολογικού καθαρισμού (ζώνη νιτροποίησης). Οι ενώσεις του άνθρακα χρησιμοποιούνται από τους μικροοργανισμούς για την κατασκευή των δικών τους κυτταρικών δομών και για την παραγωγή ενέργειας. Οι ενώσεις άνθρακα προσδιορίζονται ως COD, BOD 5 ή TOC Άζωτο Στην είσοδο της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων το άζωτο απαντάται υπό μορφή οργανικών ενώσεων (οργαν. N) και ως αμμωνιακό άζωτο (NH 4 -N). Κατά τη βιολογική επεξεργασία των υγρών αποβλήτων, το οργανικό N προσλαμβάνεται από τα βακτήρια της ενεργούς λάσπης και μαζί με το NH 4 -N μετατρέπεται σε νιτρώδη και στη συνέχεια σενιτρικά (νιτροποίηση). Οι ενώσεις του αζώτου οι οποίες δεν αποικοδομούνται βιολογικά στην ενεργό λάσπη, μετατρέπονται υπό ανοξικές συνθήκες (απουσία διαλυμένου O 2 ) σε στοιχειακό άζωτο (απονιτροποίηση). Αυτό εκλύεται υπό μορφή N 2 στην ατμόσφαιρα. Οι ενώσεις του αζώτου προσδιορίζονται ως NH 4 -N, NO 2 -N, NO 3 -N και TN (ολικό άζωτο, σημαντικό για ισοζύγια και ελέγχους απορροής). Φωσφόρος Το φορτίο P στην είσοδο μίας μονάδας επεξεργασίας λυμάτων περιλαμβάνει το φωσφόρο των ορθοφωσφορικών ενώσεων (PO 4 -P), των πολυφωσφορικών ενώσεων και των οργανικών ενώσεων του φωσφόρου. Συνολικά προκύπτει η αθροιστική παράμετρος του ολικού φωσφόρου (P tot ). Οργανικές ενώσεις + O 2 + θρεπτικές ουσίες Μικροοργανισμοί Νέα κυτταρική ύλη + CO 2 + H 2 O Πίνακας 1: Σημαντικοί αθροιστικοί παράμετροι για την επεξεργασία υγρών αποβλήτων COD (χημικώς απαιτούμενο οξυγόνο). Αντιστοιχεί κατά προσέγγιση στην ποσότητα οξυγόνου που απαιτείται για την πλήρη οξείδωση των ενώσεων άνθρακα. Επίσης συνυπολογίζονται και ανόργανες ενώσεις. BOD 5 (βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο). Παρέχει πληροφορίες σχετικές με την ποσότητα του οξυγόνου που καταναλώνεται κατά την αποικοδόμηση από τους μικροοργανισμούς υπό πρότυπες συνθήκες σε χρονικό διάστημα πέντε ημερών. TOC (ολικός οργανικός άνθρακας). Προσδιορίζει τον οργανικά δεσμευμένο άνθρακα. Σε αντίθεση με την παράμετρο BOD 5, με την παράμετρο TOC προσδιορίζονται επίσης ενώσεις, οι οποίες δεν αποικοδομούνται εύκολα με βιολογικό τρόπο. Η παράμετρος TKN (άζωτο Kjeldahl) προσδιορίζει το οργανικά δεσμευμένο (οργ. N) άζωτο και το αμμωνιακό άζωτο (NH 4 -N). Η παράμετρος του ολικού αζώτου TN (LATON) περιλαμβάνει το οργανικά δεσμευμένο άζωτο (οργ. N), το αμμωνιακό άζωτο (NH 4 -N), τα νιτρώδη (NO 2 -N) και τα νιτρικά (NO 3 -N).

3 3 Νιτροποίηση Απονιτροποίηση Οργανικές ενώσεις N (ουρία, πρωτεΐνες κλπ.) Υδρόλυση και αμμωνιοποίηση Αμμωνιακό άζωτο NH 4 -N Nitrosomonas + οξυγόνο Νιτρώδες άζωτο ενώσεων NO 2 -N Nitrobacter + οξυγόνο Νιτρικό άζωτο ενώσεων NO 3 -N Νιτρικό άζωτο ενώσεων NO 3 -N Nitrate redouctase - οξυγόνο Νιτρώδες άζωτο ενώσεων NO 2 -N Nitrite reductase οξυγόνο NO, N 2 O Στοιχειακό άζωτο N 2 NO-, N 2 O-reductase οξυγόνο Οξυγόνο Οργανικές ενώσεις C Διοξείδιο του άνθρακα CO 2 Εικ. 1: Διεργασίες αποικοδόμησης κατά την νιτροποίηση και την απονιτροποίηση Κατά το βιολογικό καθαρισμό των υγρών αποβλήτων τα πολυφωσφορικά και ο οργανικά δεσμευμένος φωσφόρος μετατρέπονται σε ορθοφωσφορικά. Οι ανάγκες των οργανισμών για P προκύπτουν από τον ιδιαίτερο ρόλο του φωσφόρου στο μεταβολισμό της ενέργειας. Ο P χρησιμοποιείται για την δημιουργία της κυτταρικής μεμβράνης και του DNA. Ένα μέρος του φωσφόρου αφαιρείται βιολογικά από τα υγρά απόβλητα (Bio-P). Το υπόλοιπο μπορεί να αφαιρεθεί μέσω φυσικοχημικής κατακρήμνισης των φωσφορικών. Οι ενώσεις του φωσφόρου προσδιορίζονται ως ορθοφωσφορικά (έλεγχος της κατακρήμνισης) και ως P tot (υπολογισμός ισοζυγίων, έλεγχος απορροής) Ιχνοστοιχεία Σημαντικά ιχνοστοιχεία για την δημιουργία της κυτταρικής δομής όπως κάλιο, μαγνήσιο, μαγγάνιο, σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος, νικέλιο, καθώς και βιταμίνες και αυξητικοί παράγοντες, υπάρχουν συνήθως στα απόβλητα ή παρέχονται από τους ίδιους τους μικροοργανισμούς της ενεργούς λάσπης. Θείο Τα οικιακά ή ακόμη και ορισμένα βιομηχανικά υγρά απόβλητα που έχουν υποστεί σήψη, περιέχουν (υδρόθειο, θειούχες και θειοθεικές ενώσεις). Το θείο αποτελεί απαραίτητο συστατικό των πρωτεϊνών. Στις μονάδες επεξεργασίας λυμάτων, από τις ενώσεις του θείου παράγονται θειικές ενώσεις με χημική οξείδωση και θείο με τη δράση ορισμένων βακτηρίων, τα οποία κατ αυτόν τον τρόπο παράγουν ενέργεια και αποθηκεύουν το θείο ως αποθεματικό υλικό στο εσωτερικό των κυττάρων τους. Ωστόσο, οι υψηλές συγκεντρώσεις αναγωγικών ενώσεων του θείου μπορούν να δημιουργήσουν διάφορα προβλήματα (πίνακας 2). Αναλογία C:N:P (BOD 5 :TN:P tot ) Η περιεκτικότητα των υγρών αποβλήτων στις επιμέρους θρεπτικές ουσίες πρέπει να αντιστοιχεί στις ανάγκες των βακτηρίων της ενεργούς λάσπης και να εμφανίζει μία ισορροπημένη αναλογία C, N και P. Αυτό είναι καθοριστικό για την απόδοση των διεργασιών αποικοδόμησης. Κατά την αερόβια επεξεργασία των υγρών αποβλήτων, η αναλογία C:N:P πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 100:10:1 και 100:5:1. Για τη συνεχή επιτήρηση χρησιμοποιούνται αισθητήρια χωρίς αντιδραστήρια. Οι σύγχρονοι αναλυτές εγκαθίστανται απευθείας στο άκρο της δεξαμενής και δεν απαιτούν προστατευτικό κτίσμα.

4 4 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ_ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ Ευνοϊκές και δυσμενείς αναλογίες θρεπτικών ουσιών Ελεγκτής SC 1000 για έως οκτώ αισθητήρια - ακόμη και σε δίκτυο με π.χ. Profibus Ωστόσο, οι βιομηχανικές μονάδες κάθε είδους, οι τοπικές διατροφικές συνήθειες (απόρριψη διαφορετικών οικιακών αποβλήτων στο αποχετευτικό σύστημα), και τα χαρακτηριστικά του εδάφους και του πόσιμου νερού έχουν ως αποτέλεσμα τη σημαντική διαφοροποίηση της σύνθεσης των υγρών αποβλήτων. Στα αστικά απόβλητα, η αναλογία C:N:P είναι εμπειρικά περίπου 100:20:5. Οι πλεονάζουσες ενώσεις N και P μπορούν συνήθως να αφαιρεθούν απο τα υγρά απόβλητα χωρίς ιδιαίτερα προβλήματα με σύγχρονες μεθόδους. Εάν στα απόβλητα στην είσοδο της βιολογικής βαθμίδας υπάρχει έλλειψη μίας από τις κύριες θρεπτικές ουσίες, μπορούν να προκύψουν ποικίλα προβλήματα (πίνακας 3). Προϋπόθεση για την αποτελεσματική απονιτροποίηση αποτελεί μία συγκεκριμένη αναλογία εύκολα βιοαποικοδομήσιμων ενώσεων άνθρακα. Στα αστικά απόβλητα μετά την πρωτοβάθμια επεξεργασία η αναλογία BOD 5 :N είναι 100:25 (=4). Εάν η αναλογία υπολείπεται της τιμής 100:40 (=2,5), τότε η απόδοση της διαδικασίας απονιτροποίησης περιορίζεται και κατ αυτόν τον τρόπο προκύπτουν αυξημένες τιμές νιτρικών στην έξοδο. Εάν δεν Αισθητήριο NITRATAX sc στην επιφάνεια για μέτρηση νιτρικών online Πίνακας 2: αίτια και αποτελέσματα υψηλών συγκεντρώσεων θείου Αίτια/προέλευση υγρών αποβλήτων Πιθανές συνέπειες Υψηλές συγκεντρώσεις ενώσεων θείου από χημικές βιομηχανικές μονάδες και βιομηχανικές μονάδες επεξεργασίας πρωτεϊνών (επεξεργασία κρέατος και πουλερικών) Αναερόβιες διεργασίες στο αποχετευτικό δίκτυο με αναγωγή των ενώσεων θείου σε υδρόθειο Διάβρωση των αποχετευτικών δικτύων και των τοιχωμάτων των δεξαμενών των μονάδων επεξεργασίας λυμάτων Όχληση των περιοίκων από δυσοσμία Αυξημένη ανάπτυξη νηματοειδών βακτηρίων που οξειδώνουν το θείο (τύπος 021 N) Μέτρα αντιμετώπισης Αποφυγή παρεμπόδισης στο αποχετευτικό δίκτυο Προσθήκη αλάτων σιδήρου στο αποχετευτικό δίκτυο (π. χ. στα αντλιοστάσια) Πίνακας 3: Αίτια και αποτελέσματα της έλλειψης θρεπτικών ουσιών στη βαθμίδα βιολογικής επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων Έλλειψη Αίτια/προέλευση υγρών αποβλήτων Πιθανές συνέπειες Μέτρα αντιμετώπισης Άνθρακας Μακρόχρονη παραμονή στο αποχετευτικό Έντονη ανάπτυξη νηματοειδών δίκτυο, Εκτενής πρωτοβάθμια επεξεργασία των υγρών αποβλήτων, βακτηρίων (διόγκωση της λάσπης και αφρός), Ανεπαρκής απονιτροποίηση, Βιομηχανικά υγρά απόβλητα υψηλής περιεκτικότητας σε άζωτο, π.χ. από την επεξεργασία γάλακτος και κρέατος Άζωτο Φωσφόρος Υγρά απόβλητα χαμηλής περιεκτικότητας σε άζωτο από: Τη χαρτοβιομηχανία Την επεξεργασία οπωροκηπευτικών Υγρά απόβλητα χώρων υγειονομικής ταφής, υγρά απόβλητα από την επεξεργασία οπωροκηπευτικών. Υψηλές τιμές COD/TOC στην εισροή της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων Νηματοειδή βακτήρια Αυξημένες τιμές COD/TOC στην εκροή Νηματοειδή βακτήρια Παράκαμψη της πρωτοβάθμιας επεξεργασίας Αύξηση του όγκου απονιτροποίησης με διατήρηση επαρκούς όγκου για την νιτοποίηση (ηλικία λάσπης τουλάχιστον 9 ημέρες) Εξισορρόπηση της αναλογίας θρεπτικών ουσιών: Προσθήκη ενώσεων N (οικονομικά τεχνητά προϊόντα, όπως π.χ. ουρία) Προσθήκη οικιακών υγρών αποβλήτων, θολά νερά από τη δεξαμενή χώνευσης Εξισορρόπηση της αναλογίας θρεπτικών ουσιών με: Προσθήκη ενώσεων P (οικονομικά τεχνητά προϊόντα, όπως π.χ. φωσφορικό οξύ ή φωσφορικά γεωργικά λιπάσματα) προσθήκη οικιακών υγρών αποβλήτων

5 5 επιτευχθεί βελτίωση με την παράκαμψη της πρωτοβάθμιας επεξεργασίας και την αύξηση του όγκου απονιτροποίησης, θα πρέπει να εξετασθεί η λύση της προσθήκης εύκολα αποικοδομήσιμου υποστρώματος (εξωτερική πηγή C). Πηγές άνθρακα για την εξισορρόπηση της αναλογίας των θρεπτικών ουσιών είναι: - ο εσωτερικός C = υδρολυμένη ή οξινισμένη πρωτογενής λάσπη - ο εξωτερικός C = βιομηχανικά κατάλοιπα (ζυθοποιίες, γαλακτοκομικές μονάδες, βιομηχανία ζάχαρης), και βιομηχανικά προϊόντα (μεθανόλη, αιθανόλη, οξικό οξύ) Αναλογία COD:BOD 5 Ο συσχετισμός αυτών των δύο αθροιστικών παραμέτρων αποτελεί μέτρο για τη δυνατότητα βιολογικής αποικοδόμησης του φορτίου ρύπων των υγρών αποβλήτων. Θεωρείται ότι η αναλογία COD:BOD 5 έως 2:1, εξασφαλίζει τη δυνατότητα εύκολης αποικοδόμησης. Υψηλότερες τιμές καταδεικνύουν ενώσεις, οι οποίες δεν αποικοδομούνται εύκολα με βιολογικό τρόπο. Παράδειγμα Μία δημοτική μονάδα επεξεργασίας λυμάτων με υψηλό ποσοστό βιομηχανικών υγρών αποβλήτων εμφανίζει στην είσοδο της βαθμίδας της βιολογικής επεξεργασίας τις ακόλουθες παραμέτρους θρεπτικών ουσιών (πίνακας 5). Η αναλογία BOD 5 :N 2,45 είναι πολύ χαμηλή για την επαρκή απονιτροποίηση. Αυτό σημαίνει ότι απαιτείται προσθήκη ενώσεων άνθρακα. Για αυτό το λόγο αρχικά απαιτούνται διάφοροι υπολογισμοί: 1. Ποσότητα του αζώτου που δεν πρόκειται να αφαιρεθει στην απονιτριποίηση (ΣN n.z.d. ): βλ. πίνακα 6 2. Υπολογισμός της ποσότητας αζώτου που μπορεί να απονιτροποιηθεί μαζί με τα υγρά απόβλητα: Για μία συμπληρωματική απονιτροποίηση και μία αναλογία V D :V AT της τάξης του 0,5 προκύπτει από τον πίνακα 7 μία ικανότητα απονιτροποίησης C Deni = 0,15 kg NO 3 -N D /kg BOD 5. S NO3-N, D = C Deni BOD 5 infl aer = 0, mg/l = 16,5 mg/l Τα πρακτικά τεστ φιαλιδίων της LANGE είναι διαθέσιμα για όλες τις σημαντικές παραμέτρους. Σε συνδυασμό με την αναλυτική διασφάλιση της ποιότητας τα αποτελέσματα των μετρήσεων αναγνωρίζονται από τις αρμόδιες αρχές. Δηλ. 16,5 mg/l NO 3 -N μπορούν να απονιτροποιήθουν με την υφιστάμενη βιολογική επεξεργασία. Πίνακας 4: Αίτια και αποτελέσματα δυσμενών αναλογιών COD:BOD 5 Αίτια/προέλευση υγρών αποβλήτων Πιθανές συνέπειες Στραγγίσματα χώρων υγειονομικής ταφής, υγρά απόβλητα μονάδων λιπασματοποίησης, μονάδες επεξεργασίας υπολειμματικών αποβλήτων και χημική βιομηχανία Έντονη μείωση της τιμής BOD 5 στο αποχετευτικό δίκτυο μεγάλου μήκους κατά τη θερινή περίοδο Εντατική πρωτοβάθμια επεξεργασία των υγρών αποβλήτων Ανεπαρκής απονιτροποίηση (υψηλές τιμές νιτρικών στην έξοδο) Υψηλή τιμή COD στην έξοδο της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων Επιδείνωση της βιολογικής αφαίρεσης του φωσφόρου (Bio-P) Μέτρα αντιμετώπισης Προσθήκη πηγών C για βελτίωση της απονιτροποίησης Για δύσκολα ή καθόλου βιοαποικοδομήσιμες ύλες εφαρμογή χημικών/φυσικών μεθόδων (επεξεργασία με όζον, φίλτρα ενεργού άνθρακα, τεχνολογία μεμβράνης) Οι αυτόματες εργαστηριακές συσκευές παρέχουν πολύτιμη υποστήριξη για περιπτώσεις μεγάλου αριθμού δειγμάτων.

6 6 ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ_ΕΛΕΓΧΟΣ Ρύθμιση της δοσολογίας του υποστρώματος μέσω της μέτρησης του NO 3 -N Μέσες ημερήσιες τιμές Πίνακας 5: Μέσες ημερήσιες τιμές μίας δημοτικής μονάδας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων Μέσες ημερήσιες τιμές Είσοδος [m 3 /d] BOD 5 infl. aer [mg/l] 110 TN infl. aer LATON [mg/l] 45 P tot infl. aer [mg/l] 3,5 BOD 5 infl. aer : TN infl aer = 110:45 = 2,45 3. Υπολογισμός του απαιτούμενου εξωτερικού υποστρώματος Η ποσότητα του Ν που πρέπει να απονιτροποιηθεί, προκύπτει από τη διαφορά της ολικής παροχής αζώτου μείον την ποσότητα του Ν που δεν απονιτροποιείται και την ποσότητα του Ν που απονιτροποιείται στη μονάδα: Πίνακας 6: Παράδειγμα υπολογισμού της ποσότητας αζώτου που δεν απονιτροποιείται (ΣN n.d. ) N ενσωματωμένο σε βιομάζα (5 % του BOD 5 ) N org.e (e = υποθετική στοχοθετημένη τιμή στην έξοδο) NH 4 -N e (e = στοχοθετημένη τιμή στην έξοδο) NO 3 -N e (e = στοχοθετημένη τιμή στην έξοδο) Άθροισμα 5,5 mg/l 2 mg/l 0 mg/l 8 mg/l 15,5 mg/l Πίνακας 7: Διαχείριση της ικανότητας απονιτροποίησης κατά ATV-A131 (ενδεικτικές τιμές για συνθήκες χωρίς βροχόπτωση και θερμοκρασίες από 10 έως 12 C) V D /V AT C Deni (ικανότητα απονιτροποίησης σε kg NO 3 -N D / kg BOD 5 ) Όγκος απονιτροποίησης/όγκος αερισμού Συμπληρωματική απονιτροποίηση Ταυτόχρονη και περιοδική απονιτροποίηση 0,2 0,11 0,06 0,3 0,13 0,09 0,4 0,14 0,12 0,5 0,15 0,15 V D : όγκος της δεξαμενής αερισμού που αξιοποιείται για απονιτροποίηση V AT : όγκος της δεξαμενής αερισμού Πίνακας 8: εξωτερικές πηγές άνθρακα για τον υπολογισμό της απαιτούμενης δόσης Οξικό οξύ Μεθανόλη Αιθανόλη COD kg/kg 1,07 1,50 2,09 TOC kg/kg 0,40 0,38 0,52 BOD 5 kg/kg 0,70 0,96 1,35 Πυκνότητα kg/m Σε αυτό το παράδειγμα, 1 kg οξικού οξέος ισοδυναμεί με 1,07 kg COD. S NO3-N, D, Ext = TN inflow - ΣN n.d. - S NO3-N, D = 45 mg/l - 15,5 mg/l - 16,5 mg/l = 13 mg/l Για την απονιτροποίηση των υπολειπόμενων 13 mg/l αζώτου πρέπει να παρασχεθεί στους μικροοργανισμούς της δραστικής λάσπης μία πρόσθετη πηγή άνθρακα. Για μία ημερήσια ποσότητα υγρών αποβλήτων της τάξης των m 3 προκύπτει φορτίο αζώτου 130 kg. Σύμφωνα με το δελτίο DWA A131, η απαιτούμενη εξωτερικά παρεχόμενη ποσότητα άνθρακα ανέρχεται σε 5 kg COD/1 kg NO 3 -N. Επομένως, για την πλήρη απονιτροποίηση απαιτούνται 650 kg COD ημερησίως. Εάν ο επιπρόσθετως άνθρακας παρέχεται σε μορφή οξικού οξέως σύμφωνα με τον πίνακα 8, η τιμή του θα ήταν 607 kg ημερησίως. Η συγκεκριμένη δόση εξαρτάται από τις τιμές NO 3 -N. Συμπέρασμα Οι δυσμενείς αναλογίες θρεπτικών ουσιών και οι υψηλές συγκεντρώσεις επιμέρους ουσιών μειώνουν την απόδοση αποικοδόμησης των διεργασιών βιολογικής επεξεργασίας. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη γρήγορη λήψη μέτρων αντιμετώπισης αποτελεί ο έγκαιρος προσδιορισμός και η αδιάλειπτη παρακολούθηση των κρίσιμων παραμέτρων. Μόνο κατ αυτόν τον τρόπο εξασφαλίζεται η τήρηση των τιμών στην έξοδο που επιβάλλει η νομοθεσία και η κατά περίπτωση εξοικονόμηση των εισφορών επί των λυμάτων. Στο πλαίσιο αυτό, τα φιαλίδια της LANGE και τα συστήματα συνεχούς μέτρησης είναι απαραίτητα.

7 7 Συνήθη σημεία μέτρησης για την επιτήρηση των θρεπτικών ουσιών σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων Είσοδος μονάδας πρωτοβάθμιας επεξεργασίας: προσδιορισμός και παρακολούθηση του φορτίου της μονάδας Είσοδος δεξαμενής αερισμού: βελτιστοποίηση της παροχής θρεπτικών ουσιών Έξοδος δεξαμενής αερισμού: παρακολούθηση και βελτιστοποίηση της απόδοσης αποικοδόμησης του C, της νιτροποίησης /απονιτροποίησης και της αφαίρεσης του P Έξοδος μονάδας επεξεργασίας λυμάτων: παρακολούθηση οριακών τιμών, έλεγχος της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων Σύμφωνα με τους κανονισμούς ελέγχου/ αυτό επιτήρησης, οι εξεταζόμενες παράμετροι θρεπτικών ουσιών είναι: COD (κατά περίπτωση TOC) BOD 5 ορθο PO 4 -P P ολ. NH 4 -N TKN (άζωτο Kjeldahl: άθροισμα του NH 4 -N και του οργαν. N) N ολ.ανορ. (ανόργ. N: άθροισμα των NH 4 -N, NO 3 -N και NO 2 -N) TN b (ολικό άζωτο: άθροισμα του οργαν. και του ανόργαν. N) Φίλτρα Τελική καθίζιση Εκσχάρωση Πρωτοβάθμια καθίζιση Αερισμός Παχυντής Χωνευτής Αγωγός Δεξαμενή βρόχινου νερού Αφυδάτωση λάσπης Εργαστήριο/Κέντρο ελέγχου Εικ. 2: Σχηματική αναπαράσταση μονάδας επεξεργασίας λυμάτων με σημεία μέτρησης για την επιτήρηση των θρεπτικών ουσιών

8 ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ_ΛΥΣΕΙΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ Ιδανικές αναλογίες θρεπτικών ουσιών με σύγχρονη τεχνολογία μέτρησης Εξοπλισμός μέτρησης για εργαστηριακή ανάλυση DR 3900 LT 200 Εναλλακτικά HT 200S Τεστ φιαλιδίων Ισχυρό φασματοφωτόμετρο μικρών διαστάσεων ( nm) με τεχνολογία RFID για αξιόπιστα αποτελέσματα μετρήσεων με δυνατότητα εξακρίβωσης της προέλευσης των δειγμάτων σε τακτικές αναλύσεις και εφαρμογές χρήστη. Σύστημα ανάγνωσης barcode (IBR) για την αυτόματη εκτίμηση των τεστ με φιαλίδια LANGE. Φωτιζόμενη οθόνη αφής γραφικών Θερμοαντιδραστήρας για πρότυπες και ειδικές χωνεύσεις, προγραμματισμός εκ των προτέρων για την επεξεργασία : του COD, του ολικού N, του ολικού P, του TOC, οργαν. οξέων, μετάλλων Θερμοαντιδραστήρας υψηλής θερμοκρασίας για γρήγορη χώνευση για την ανάλυση των παραμέτρων COD, ολικού N, ολικού P, μετάλλων εντός μόλις 35 λεπτών. Τυποποιημένη επεξεργασία της παραμέτρου TOC Έτοιμα για χρήση αντιδραστήρια με μέγιστη ασφάλεια για τον χειριστή, εξαιρετικής ακρίβειας, αναγνωρισμένη μέθοδος, για περισσότερες από 50 παραμέτρους και περιοχές μέτρησης Συστήματα συνεχούς μέτρησης AMTAX sc PHOSPHAX sc AISE sc AN-ISE sc NISE sc NITRATAX sc Ελεγκτής SC 1000 Εναλλακτικά Ελεγκτής SC 200 Συσκευή συνεχούς μέτρησης για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των αμμωνιακών σε δείγματα νερού και υγρών αποβλήτων χαμηλής περιεκτικότητας σε στερεά. Η μέτρηση διεξάγεται με αισθητήριο ανίχνευσης αερίων. Συσκευή συνεχούς μέτρησης για τον αδιάλειπτο προσδιορισμό της συγκέντρωσης των ορθοφωσφορικών σε δείγματα νερού και υγρών αποβλήτων χαμηλής περιεκτικότητας σε στερεά. Η μέτρηση βασίζεται στη μέθοδο vanadate-molybdate. Αισθητήριο ISE για το συνεχή προσδιορισμό εντός του ρευστού της συγκέντρωσης αμμωνιακών (AISE sc, AN-ISE sc) και της συγκέντρωσης νιτρικών (NISE sc, AN-ISE sc). Η μέτρηση εκτελείται με τη χρήση ιοντοεπιλεκτικού ηλεκτροδίου (ISE) με αυτόματη αντιστάθμιση καλίου και χλωριόντων. Εξαιρετικά εύκολος χειρισμός χάρη στην κεφαλή αισθητηρίου CARTRICAL plus. Αισθητήριο για τον απευθείας προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε νιτρικά στο νερό, στα υγρά απόβλητα ή στην ενεργό λάσπη, αυτοκαθαριζόμενο, μέθοδος χωρίς αντιδραστήρια, διάφορες περιοχές μέτρησης Το σύστημα ελεγκτή SC 1000 αποτελείται από μία μεμονωμένη μονάδα οθόνης και μία ή περισσότερες μονάδες αισθητηρίων. Διαμορφώνεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του εκάστοτε πελάτη και μπορεί να επεκταθεί ανά πάσα στιγμή με την προσθήκη περισσότερων σημείων μέτρησης, αισθητηρίων, εισόδων και εξόδων, καθώς και διεπαφών. Κάθε μονάδα ελέγχει έως οκτώ αισθητήρια. Ελέγχει έως δύο αισθητήρια (δεν συνεργάζεται με τις συσκευές μέτρησης AMTAX sc και PHOSPHAX sc). Εξοπλισμός μέτρησης για εργαστηριακή ανάλυση με φωτόμετρο DR 3900, θερμοαντιδραστήρα LT 200 και τεστ φιαλιδίων LANGE Βιβλιογραφία 1. ATV-Handbuch: Biologische und weitergehende Abwasserreinigung, Ernst & Sohn- Verlag K. Hänel: Biologische Abwasserreinigung mit Belebtschlamm, VEB Gustav Fischer Verlag, K. Mudrack, S. Kunst: Biologie der Abwasserreinigung, Gustav Fischer Verlag, Arbeitsblatt DWA A S. Kunst, C. Helmer, S. Knoop: Betriebsprobleme auf Kläranlagen durch Blähschlamm, Schwimmschlamm, Schaum, Springer-Verlag D. Jenkins, M. G. Richard, G. T. Daigger: Manual on the causes and control of activated sludge bulking, foaming, and other solids separation problems, Lewis Publishers Poster Betriebssicherheit und Kosteneinsparung mit HACH LANGE, DOC DOC Oct12