ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΑΕΡΟΒΙΑ ΧΩΝΕΥΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ

Transcript

1 ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΑΕΡΟΒΙΑ ΧΩΝΕΥΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ Βλυσίδης Απόστολος Καθηγητής ΕΜΠ

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΒΟD (Βιοαποδομήσιμου Οργανικού Άνθρακα) BOD + O 2 ένζυμα CO 2 + H 2 O + ενέργεια (αντίδραση ενέργειας) BOD + N + P + ενέργεια μικροοργανισμοί μικροοργανισμοί C 5 H 7 O 2 NP 0,2 (αντίδραση σύνθεσης) 3

4 Νηματώδη Πλεντάζωα Εδραία Βλεφαριδοφόρα ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΟΙ ΤΡΟΦΗΜΟΙ (Πρωτόζωα) Ελεύθερα Βλεφαριδοφόρα Μαστιγοφόρα Αμοιβαδοειδή Δευτερογενές ΒΟD Λύση ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ (ΟΡΓΑΝΙΚΟ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑ) (Πρωτογενές BOD) Βακτήρια ΠΡΩΤΟΒΑΘΜΙΟΙ ΤΡΟΦΗΜΟΙ (Βακτήρια) ΤΡΟΦΙΚΗ ΕΞΑΡΤΗΣΗ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ 4

5 Βακτήρια 5

6 M Αερόβιος βιολογικός αντιδραστήρας Q S o X, V, S e Q S e O 2 ΔΧ ds dt ΥQ(So -Se) kx ds dt QX X ky(so -Se) Y(So -Se) 6

7 Σύστημα Ενεργού ιλύος M Δεξαμενή καθίζησης (Πάχυνση και διαύγαση) A Q-w Q S o X, V, S e Q+Q r X, S e O2 S e X e Αερόβιος αντιδραστήρας Χr 7 Q, X, S r r e Ανακυκλοφορία w, X, S r e Εξαγωγή περίσσειας λάσπης

8 ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ Η δεξαμενή αερισμού περιέχει μίγμα αποβλήτου και μικροοργανισμών σε διασπορά (MLSS). Στη δεξαμενή τροφοδοτείται αέρας με ειδικούς μηχανισμούς ώστε να επιτυγχάνεται η μέγιστη μεταφορά οξυγόνου Η μικροβιακή μάζα διαχωρίζεται σε μία δεξαμενή καθίζησης και μέρος απο αυτήν επιστρέφει στη δεξαμενή αερισμού Παραλλαγές της Ενεργούς Ιλύος είναι : Συμβατικοί, Υψηλού ρυθμού, Παρατεταμένου αερισμού Προσαρμοσμένου αερισμού, Διαλείποντος έργου SBR 8

9 Δεξαμενή δευτερογενούς καθίζησης Τύμπανο ηρεμίας Q(1+r) Q-w Υπερχείλιση X, S X, S e e e 9 Δεξαμενή δευτερογενούς καθίζησης X r, S Q +w r Απομάστευση λασπών e

10 Τομή και κάτοψη της δεξαμενής δευτερογενούς καθίζησης μεγάλης διαμέτρου A A 10

11 Βιολογικός των Χανίων 11

12 Νηματώδη Βακτήρια 12

13 Ορισμός της ηλικίας της λάσπης M Δεξαμενή καθίζησης (Πάχυνση και διαύγαση) A Q-w Q S o X, V, S e Q+Q r X, S e O2 S e X e Αερόβιος αντιδραστήρας Χr Q, X, S r r e Ανακυκλοφορία w, X, S r e Εξαγωγή περίσσειας λάσπης Θc = X*V/(Xr*W) 13

14 Μαστιγοφόρα πρωτόζωα 14

15 Κινητά βλεφαριοφόρα 15

16 Εδραία βλεφαριοφόρα 16

17 Πλεντάζωα Euchlanis (250 μm) Epiphanes (600 μm) Proales (450 μm) Philodina (400 μm) 17

18 Νηματώδη πρωτόζωα 18

19 Άλγεα 19

20 Επίδραση του χρόνου παραμονής των μικροοργανισμών Θc στην ανάπτυξη του οικοσυστήματος της ενεργού ιλύος Νηματώδη Πλεντάζωα Εδραία Βλεφαριδοφόρα Ελεύθερα Βλεφαριδοφόρα Μαστιγοφόρα Βακτήρια Αμοιβαδοειδή Μεγάλος χρόνος παραμονής των αιωρούμενων στερεών (MLSS) Μικρός χρόνος παραμονής των αιωρούμενων στερεών (MLSS) 20 Αύξηση Θ c

21 Ανάπτυξη ποικιλομορφίας και ηλικία Θc ΣΧΕΤΙΚΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΧΡΟΝΟΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ (γήρανση λάσπης) ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΜΑΣΤIΓΟΦΟΡΑ ΑΜΟΙΒΑΔΕΣ ΚΙΝΗΤΑ ΒΛΕΦΑΡΙΔΟΦΟΡΑ ΕΔΡΑΙΑ ΒΛΕΦΑΡΙΔΟΦΟΡΑ ΠΛΕΤΑΖΩΑ ΝΗΜΑΤΩΔΗ ΑΛΓΕΑ ΜΥΚΗΤΕΣ 21

22 Καλή καθίζηση Κολλοειδή σωματίδια σε διασπορά (stragglers) Τριχόποδα Λίγα μικρά σωματίδια στην εκροή (pin floc) Σχετική επικράτηση μικροοργανισμών Ελεύθερα (κολυμπώντα) βλεφαριδωτά Μαστιγοφόρα Τριχόποδα Διακλαδισμένα βλεφαριδωτά Ελεύθερα (κολυμπώντα) βλεφαριδωτά Μαστιγοφόρα Διακλαδισμένα βλεφαριδωτά Ελεύθερα (κολυμπώντα) βλεφαριδωτά Μαστιγοφόρα Νηματοειδή Τριχόποδα Διακλαδισμένα βλεφαριδωτά Ελεύθερα (κολυμπώντα) βλεφαριδωτά Νηματοειδή Τριχόποδα Διακλαδισμένα βλεφαριδωτά Ελεύθερα (κολυμπώντα) βλεφαριδωτά Αμοιβαδοειδή Αμοιβαδοειδή Αμοιβαδοειδή Μαστιγοφόρα Αμοιβαδοειδή Μαστιγοφόρα Αμοιβαδοειδή Χαμηλή Υψηλός Θ (ηλικία λάσπης) c F/M (λόγος τροφής/βιόμαζα) Υψηλή Χαμηλός 22

23 Ορισμός της ηλικίας της λάσπης Q S o M X, V, S e Q+Q r X, S e O2 Δεξαμενή καθίζησης (Πάχυνση και διαύγαση) A Q-w S e X e Θc = X*V/(Xr*W) Αερόβιος αντιδραστήρας Χr Q, X, S r r e Ανακυκλοφορία w, X, S r e Εξαγωγή περίσσειας λάσπης F/M = Q*So/(X*V) 23

24 Ορισμός της φόρτισης F/M M Δεξαμενή καθίζησης (Πάχυνση και διαύγαση) A Q-w Q S o X, V, S e Q+Q r X, S e O2 S e X e Αερόβιος αντιδραστήρας Χr Q, X, S r r e Ανακυκλοφορία w, X, S r e Εξαγωγή περίσσειας λάσπης F/M = Q*So/(X*V) 24

25 Σχέση FM και Θc F/M Kg B OD /kg M LVSS-d F / M = 1, Θ c 0, Χρονος παραμονής των M LVSS, Θ c,days

26 5 F/M, kg BOD/kg MLSS-d Ελάττωση BOD και παραγωγή βιόμαζας Φάση αύξησης Φάση απόκλισης Φάση ενδογενής Περιοχή Modified aeration Περιοχή High rate Παραμένον BOD Περιοχή καλής κροκίδωσης αλλά κακής καθίζησης Περιοχή Conventional Περιοχή καλής κροκίδωσης και καθίζησης Περιοχή extended aeration Περιοχή κακής κροκίδωσης αλλά καλής καθίζησης Ζωντανά κύτταρα Φάση καθαρά ενδογενής Σύνολο κυτταρικής μάζας Περιοχή καλής καθίζησς αλλά και διασποράς (pin floc) C Απόστολος Βλυσίδης 26 Φάση προσαρμογής Θ, days c α β γ δ ε Εκθετική φάση ανάπτυξης Λογαριθμική φάση ανάπτυξης Φάση στασιμότητας Φάση λογαριθμικού θανάτου

27 Σχέση ηλικίας της λάσπης και παραμέτρους σχεδιασμού της ενεργούς ιλύος Τύπος διεργασίας Θ c F / M V L X Θ r Modified aeration (very high rate) High rate aeration (high rate) Conventional (low rate) Extended aeration (very low rate) days Kg BOD/kg X/d Kg BOD/m 3 mg MLVSS/m 3 hours 0,2 0,5 1,5 5,0 1,2 2, ,5 3 0,05 0,15 0,5 5 0,4 1,5 1,6 3, ,5 2 1,0 5, ,2 0,4 0,3 0, ,25 0, ,05 0,15 0,1 0, ,75 1,5 27

28 Μέγιστος ρυθμός ανάπτυξης Ρυθμός ανάπτυξης Οριακός ρυθμός ανάπτυξης A Συκεντρωση υποστρώματος 28

29 Είδος x Ρυθμός ανάπτυξης Είδος y Συκεντρωση υποστρώματος 29

30 Τροφική κατάσταση βακτηρίων Υψηλός ρυθμός τροφοδοσίας Χαμηλός ρυθμός τροφοδοσίας 30

31 Ρυθμός ανάπτυξης συγκέντρωση χαμηλού ρυθμού Μέγιστος ρυθμός ανάπτυξης συγκέντρωση υψηλού ρυθμού A Συκεντρωση υποστρώματος 31

32 100 Βιομάζα Λάσπη Απομείωση BOD Αναπνοή για σύνθεση Ενδογενή αναπνοή CO 2 Υψηλού ρυθμού Χαμηλού ρυθμού 32

33 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΕΡΟΒΙΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ CO 2 ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗ ΚΑΘΙΖΗΣΗ ΥΓΡΟ ΑΠΟΒΛΗΤΟ ΑΕΡΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ: ΤΑΧΥΡΥΘΜΗ ΒΙΟ-ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΕΡΟΒΙΟΣ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ MODIFIED AERATION HIGH RATE CONVENTIONAL ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΙΣ ΛΑΣΠΕΣ ΕΝΟΣ ΣΤΑΔΙΟΥ HIGH RATE 33

34 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΕΡΟΒΙΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ CO 2 CO 2 N 2 CO 2 1ο ΣΤΑΔΙΟ 2ο ΣΤΑΔΙΟ ΤΑΧΥΡΥΘΜΗ ΒΙΟ-ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΡΓΟΡΥΘΜΗ ΒΙΟ-ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗ-ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΟΦΩΣΦΟΡΩΣΗ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΙΣ ΛΑΣΠΕΣ ΔΥΟ ΣΤΑΔΙΩΝ HIGH-LOW RATE 34

35 Σύστημα ενεργούς ιλύος δύο σταδίων M Q X 1, V 1, S1,e S o Q+w 2+Q1,r Δεξαμενή καθίζησης 1ου σταδίου A 1 X 1,e M Δεξαμενή καθίζησης 2ου σταδίου Q-w 1 X 2, V 2, S2,e S 1,e X 2,e A 2 S 2,e Αερόβιος αντιδραστήρας 1ου σταδίου O 2 X 1,r Αερόβιος αντιδραστήρας 2ου σταδίου O 2 X 2,r Q, X, S 1,r 1,r 1,e Ανακυκλοφορία 1ου σταδίου Q, X, S 2,r 2,r 2,e Ανακυκλοφορία 2ου σταδίου Ανακυκλοφορία περίσσειας λάσπης 2ου σταδίου στο 1ο στάδιο w, X, S 2 2,r 2,e 35 Εξαγωγή περίσσειας λάσπης όλου του συστήματος w, X, S 1 1,r 1,e

36 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΕΡΟΒΙΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 36

37 Τα Σπουδαιότερα Αερόβια Βιολογικά Συστήματα Τύπος μικροβιακής ανάπτυξης Ανάπτυξη σε διασπορά Ανάπτυξη σε Σταθερό υπόστρωμα Συνδυασμένη ανάπτυξη Ονομα Ενεργή ιλύς (AS) Αερόβιες Λαγκούνες Βιόφιλτρα (trickling filters) Βιόφιλτρα (Roughing Filters) Περιστρεφόμενοι δίσκοι (Rotating Biological Contactors) Packed-bed reactors Activated Biofilter Process Trickling filter-solids contact process Biofilter-AS process Series trickling filter-as process Χρήση Απομάκρυνση ΤOC, TKN, P Απομάκρυνση ΤOC, TKN, P Απομάκρυνση ΤOC, TKN, P Απομάκρυνση ΤOC Απομάκρυνση ΤOC, TKN, P Απομάκρυνση ΤOC, TKN, P Απομάκρυνση ΤOC, TKN, P 37

38 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ CO 2 ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗ ΚΑΘΙΖΗΣΗ ΥΓΡΟ ΑΠΟΒΛΗΤΟ ΑΕΡΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ: ΤΑΧΥΡΥΘΜΗ ΒΙΟ-ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΕΡΟΒΙΟΣ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ MODIFIED AERATION HIGH RATE CONVENTIONAL ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΙΣ ΛΑΣΠΕΣ 38 ΕΝΟΣ ΣΤΑΔΙΟΥ HIGH RATE

39 Πλεονεκτήματα/Μειονεκτήματα Πλεονεκτήματα Ευέλικτη στις μεταβολές του ph, της οργανικής φόρτισης και των μεταβολών της θερμοκρασίας Απαιτείται σχετικά μικρή έκταση Ο βαθμός νιτροποίησης και απόφωσφόρωσης μπορεί εύκολα να ελεγχθεί Σχετικά μικρά προβλήματα δυσοσμιών Παράγονται ελεγχόμενες ποσότητες βιολογικής λάσπης Μειονεκτήματα Μεγάλο λειτουργικό κόστος Απαιτεί μεγάλες εκτάσεις Ενώ μπορεί να πετύχει μεγάλες αποδόσεις ως προς την μείωση του BOD εντούτοις δύσκολα επιτυγχάνει χαμηλές συγκεντρώσεις στην έξοδο 39

40 Διαφορά διαλείποντος και συνεχούς έργου BOD BODe Ε1 Ε1=Ε2 Ε2 t 40 Θ (διαλείποντος έργου) Θ (συνεχούςλειτουργείας)

41 ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ-ΕΠΑΦΗΣ (Conduct Stabilization) M Δεξαμενή καθίζησης (Πάχυνση και διαύγαση) Εισαγωγή αποβλήτου Αερόβιος αντιδραστήρας O 2 Εξαγωγή επεξεργασμένου αποβλήτου 41 Ανακυκλοφορία O 2 Δεξαμενή αποθήκευσης βιολογικής λάσπης Εξαγωγή περίσσειας λάσπης

42 ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ ΕΜΒΟΛΙΚΗΣ ΡΟΗΣ Εισαγωγή αποβλήτου Δεξαμενή καθίζησης O 2 Εξαγωγή περίσσεια λάσπης Επιστροφή βιολογικής λάσπης 42

43 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ ΔΙΑΛΕΙΠΟΝΤΟΣ ΕΡΓΟΥ SBR Sequential Biological Reactor 43

44 SBR Sequential Biological Reactor 44 Σύστημα επίπλευσης για την εξαγωγή του επεξεργασμένου αποβλήτου

45 Πλεονεκτήματα/Μειονεκτήματα Πλεονεκτήματα Ευέλικτη στις μεταβολές του ph, της οργανικής φόρτισης και των μεταβολών της θερμοκρασίας Απαιτείται σχετικά μικρή έκταση Ο βαθμός νιτροποίησης μπορεί να ελεγχθεί Σχετικά μικρά προβλήματα δυσοσμοιών Μειονεκτήματα Μεγάλο λειτουργικό κόστος Παράγονται μεγάλες ποσότητες βιολογικής λάσπης Είναι ευαίσθητη στις τοξικότητες του αποβλήτου Απαιτεί συνεχή τροφοδοσία σε αέρα 45

46 ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ MBR Εξαγωγή αποβλήτου M Δεξαμενή καθίζησης (Πάχυνση και διαύγαση) Εισαγωγή αποβλήτου μεμβράνη O 2 Εξαγωγή περίσσειας λάσπης 46

47 ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ MBR 47

48 Βιόφιλτρα Τα βιόφιλτρα περιέχουν ένα σταθερό υπόστρωμα, από πλαστικό ή πέτρες, όπου αναπτύσσονται οι μικροοργανισμοί Οι μικροοργανισμοί επικάθονται στο σταθερό υπόστρωμα και σχηματίζουν έναν βιολογικό υμένα. Τα διαλυτά οργανικά διαχέονται εντός του υμένα και αποδομούνται. Περιοδικά μέρος του υμένα απορρίπτεται με μηχανικό τρόπο. 48

49 CO 2 ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΠΟΒΛΗΤΟΥ ΒΙΟΦΙΛΤΡΟ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΚΑΘΙΖΗΣΗ ΑΝΑΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΙΣ ΛΑΣΠΕΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΝΟΣ ΣΤΑΔΙΟΥ Βιόφιλτρα CO 2 CO 2 ΕΙΣΟΔΟΣ ΑΠΟΒΛΗΤΟΥ ΒΙΟΦΙΛΤΡΟ 1ου ΣΤΑΔΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΚΑΘΙΖΗΣΗ 1ου ΣΤΑΔΙΟΥ ΒΙΟΦΙΛΤΡΟ 2ου ΣΤΑΔΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΚΑΘΙΖΗΣΗ 2ου ΣΤΑΔΙΟΥ ΑΝΑΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ 2ου ΣΤΑΔΙΟΥ ΑΝΑΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ 1ου ΣΤΑΔΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΙΣ ΛΑΣΠΕΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΥΟ ΣΤΑΔΙΩΝ ΜΕ ΒΙΟΦΙΛΤΡΑ 49

50 Βιομάζα σ ένα βιόφιλτρο 50

51 Βιόφιλτρα (Roughing Filters) 51 Από τις παραδόσεις του μαθήματος 8ου εξαμήνου Σχολής Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

52 Βιόφιλτρα (Roughing Filters) 52

53 Trickling Biofilters 53 Από τις παραδόσεις του μαθήματος 8ου εξαμήνου Σχολής Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

54 Packed-bed reactors 54

55 Πλεονεκτήματα/Μειονεκτήματα Πλεονεκτήματα Καλή απόδοση (80-90% BOD 5 removal) και για δύο στάδια μπορεί να φτάσει και τα 95% Μέτριο λειτουργικό κόστος (χαμηλότερο από την ενεργό ιλύ) Αντιστέκεται στα sock της τροφοδοσίας περισσότερο από κάθε άλλο σύστημα Disadvantages Μεγάλο πάγιο κόστος Παρουσιάζει προβλήματα μπλοκαρίσματος Προβλήματα ανάπτυξης μεταζώων (σκουλίκια, κουνούπια κ.ά.) 55

56 Περιστρεφόμενοι Δίσκοι Rotating Biological Contactors Αποτελείται από μία σειρά δίσκων από πολυστυρένιο ή PVC Οι δίσκοι περιστρέφονται ερχόμενοι διαδοχικά σε επαφή με το απόβλητο και κατόπιν με τον ατμοσφαιρικό αέρα ώστε να απορροφούν την απαραίτητη ποσότητα οξυγόνου. Η περίσσεια λάσπης απομακρύνεται με μηχανισμούς τριβής των δίσκων 56

57 Περιστρεφόμενοι Δίσκοι Q S o Αεριζόμενο τμήμα Ωω Q Rr i Rr o S e Βυθιζόμενο τμήμα 2 2 ½ Rr ( o Rr i ) 57

58 Πλεονεκτήματα/Μειονεκτήματα Πλεονεκτήματα Μικρός υδραυλικός χρόνος παραμονής Διαχειρίζεται μεγάλο εύρος διακύμανσης της τροφοδοσίας Εύκολος διαχωρισμός της βιομάζας από το υγρό απόβλητο Χαμηλό λειτουργικό κόστος Χαμηλή παραγωγή βιολογικής λάσπης Εξαιρετικός έλεγχος της διεργασίας Μειονεκτήματα Απαιτείται κάλυψη τη μονάδας για την αποφυγή δημιουργίας πάγου κατά τους χειμερινούς μήνες Απαιτείται συχνή συντήρηση του μηχανολογικού εξοπλισμού 58

59 Moving Bed Biofilm Reactor MBBR 59

60 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΘΑΡΙΣΜΩΝ 60

61 Συστήματα αερισμού Υποβρύχια συστήματα αερισμού Επιφανειακά συστήματα αερισμού 61

62 62

63 63

64 Υποβρύχια συστήματα αερισμού 1. Διάχυση πεπιεσμένου αέρα μικρών, μεσαίων ή μεγάλων φυσαλίδων που δημιουργούνται από κατάλληλους διαχυτήρες 2. Αναμικτήρες αέρα/υγρού τύπου jet 3. Συνδυασμός υποβρύχιας μηχανικής ανάδευσης και διαχυτήρων αέρα 4. Διάχυση πεπιεσμένου αέρα σε δεξαμενή μεγάλου βάθους (Deep Shaft Process) 64

65 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα μικρής φυσαλίδας 65

66 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα μικρής φυσαλίδας 66

67 Διασπορά Αέρα στον Πυθμένα Διαχυτήρες μικρής φυσαλίδας 67

68 Διασπορά Αέρα στον Πυθμένα 68

69 Υποβρύχια συστήματα αερισμού 69 Διαχυτήρες αέρα μικρής φυσαλίδας

70 70

71 71

72 Υποβρύχια συστήματα αερισμού 72 Διαχυτήρες αέρα μεσαίας φυσαλίδας

73 Υποβρύχια συστήματα αερισμού 73 Διαχυτήρες αέρα μεσαίας φυσαλίδας

74 Κεραμικοί Διαχυτήρες μικρής φυσαλίδας 74

75 Διαχυτήρες μικρής φυσαλίδας με ελαστικές μεμβράνες 75

76 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα τύπου Eddy jet aerators 76

77 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα τύπου Eddy jet aerators 77

78 Eddy Jet Mixers 78 Από τις παραδόσεις του μαθήματος 8ου εξαμήνου Σχολής Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

79 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα με μηχανική ανάδευση 79

80 Αεροσυμπιεστές που χρησιμοποιούνται στους βιολογικούς καθαρισμούς 80 Λοβοειδής φυσητήρας τύπου roots blower

81 Αεροσυμπιεστές που χρησιμοποιούνται στους βιολογικούς καθαρισμούς Φυγοκεντρικός φυσητήρας πλευρικού καναλιού Side centrifugal blower 81

82 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας 82

83 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας 83

84 Ταχύστροφοι επιφανειακοί αεριστήρες 84

85 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας 85

86 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας 86 vertical floating mixer

87 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας LOW SPEED TURBINE 87

88 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας 88

89 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας 89

90 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας 90 LOW SPEED TURBINE

91 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας 91

92 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας Τύπου βούρτσας 92

93 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας Τύπου βούρτσας 93

94 Ενεργειακή στάθμη BOD A B Αντίδραση σύνθεσης Αντίδραση ενέργειας C H O N CO + H O + ενέργεια 2 60% 2 Θερμότητα 40% dx dt Y ds dt - b X ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΣΥΝΘΕΣΗΣ 94 U ds Xdt k k K max S S S ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

95 r C X w V X Θ b - S K S k Y Θ 1 e S e max C 1 - b - k Y Θ Θ b 1 K S max C C S e 95

96 1 Y k max S O - b lim Θ C K S S O lim Θ C Y 1 k max - b 1 μ max t ln2 lim d Θ C 96

97 Θ Q 1 r V - r X 1 r C X r=q r /Q P X Y Q (S 1 O b Θ - S C e ) X Y Q (S O 1 b Θ S C e ) Θ C Θ 97

98 k k T-20 max, BOD,T max,bod, KS, K 1.06 BOD,T S,BOD,20 20-T b b T-20 BOD, T BOD,

99 99

100 100

101 101

102 N 2 = ; kg/d Σύστημα ΑΟ Q No m 3 /d mg/l So mg BOD /l Q R V ; D X D m 3 ; mg/l ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ V X m 3 mg/l ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΟΞΥΓΟΝΟ Se mg/l N-NH 4 = N-NO 3 = mg/l mg/l Xr g/l Qr w m 3 /d 102

103 Σύστημα Α2Ο N 2 = ; kg /d Q R = 5Q Q = 2000 m 3 /d ΔΕΞΑΜΕΝΗ No= 120 mg/l ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ P o = 75 mg/l ΑΠΟΦΩΣΦΟΡΩΣΗΣ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ V N = 1400 m 3 Vp = 30 m 3 V D = 800 m 3 X = 3.5 g/l Xp = ; X D = ; X N = 150 mg/l T= 12 o C DO = 1.0 mg/l ph = 7.6 Q r = Q X r = 9 g/l Q e = ; m 3 /d ( N-NH 4 ) e = ; mg/l ( N-NO 3 ) e = ; mg/l P e = ; mg/l W = 128 m 3 /d 103

104 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΕΡΟΒΙΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ ΕΝΕΡΓΟΥ ΙΛΥΟΣ CO 2 N 2 CO ΕΝΟΣ ΣΤΑΔΙΟΥ LOW RATE

105 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» του ΕΜΠ έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.