PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA. Prof. dr. Laszlo Sipos Sveučilište u Zagrebu Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Zagreb

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA. Prof. dr. Laszlo Sipos Sveučilište u Zagrebu Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Zagreb"

Κλεόπατρος Παχής
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA Prof. dr. Laszlo Sipos Sveučilište u Zagrebu Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Zagreb

2 TEMELJNI PRINCIPI PROČIŠĆAVNJA OTPADNIH VODA

3 Influent UREðAJI ZA PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA POSTUPAK S AKTIVNIM MULJEM GFR 1. Gruba i fina rešetka (GFR) 2. Aerirani pjeskolov mastolov(apm) 3. Primarna taložnica (PT) 4. Aeracijski spremnik (AS) 5. Sekundarna taložnica (ST) APM PT AS ST Efluent t=5-30 min η 10 % t=2-3 h η 30 % Povratni mulj t= h t= 2-5 h η> 90 % Višak mulja

4 TMELJNI PROCESI PROČIŠĆAVANJA OTPADNIH VODA Uklanjanje organskih tvari C 6 H 12 O O 2 = 6 CO H 2 O Proizvodnja biomase NH ,83 O 2 1,98 HCO 3 - = 0,021 C 5 H 7 NO 2 + 0,98 NO ,041 H 2 O + 1,88 H 2 CO 3 APM PT AS ST

5 Nitrifikacija HN ,5 O 2 = NO H 2 O + 2 H + (Nitrosomonas) NO 2 + 0,5 O 2 = NO 3 - (Nitrobakter) NH 4 + 2O 2 = NO 3- + H 2 O + 2 H + Denitrifikacija 2 NO 3 + 2H + = N 2(g) + H 2 O + 5(O) APM AS N/DN T

6 KINETIKA BIOLOŠKIH PROCESA PROČIŠĆAVANJA OTPADNIH VODA

7 KINETIKA PRIRASTA BIOMSE I POTROŠNJE SUPSTRATA X S X S dx r x = = dt kx

8 k o k o /2 K s S Monod-ova konstanta brzine reakcije k = k K s o S + S k S X r dx x = = 0 * * dt K s + S

9 rx rs = Y rx = Y ds dt = Yr s * S * X = ko Y( Ks + S) dx r d = = kd * dt X dx ko * S * X r s = = dt kd * Ks + S X

10 BILANCA BIOMASE I SUPSTRATA U SUSTAVU S AKTIVNIM MULJEM Q 0, S 0, X 0 Q 0 + Q R, X, S Q 0 - Q w, X e, S In AS V, X, S T Efluent Q r, X u Q w, X u Q u, X u Višak mulja Biomasa Q o X o k XS + V( k d X) = ( Q o Q w ) X K + S e o + s Q w X u

11 Supstrat Q o S o ko XS V( k d X) = ( Q o Q w ) S + Q w S Y( K + S) s Pretpostavke: X o X e S o 0 0 S Procesi se odvijaju samu u AS!

12 KsS K + S s = Q o Y VX ( So S) K K S + S Qw X VX o u = + s kd Qw X VX u = ( S S) k QoY VX o d Hidrauličko vrijeme zadržavanja: θ = V Q o Starost mulja: θ c = VX Q w X u Uvrštavanjem i preureñenjem jednadžbi dobivamo: 1 θ Y ( S θ o = c * S) X X = θcy( S θ (1+ k o d S) θ ) c

13 S o S = θ (1+ k θ θ Y c d c * X η = f (X ) Prostorno opterećenje (V L ili B R ): VL = QS V o kgbpk m 3 d 5 Muljno opterećenje (F/M ili B TS ): F Q( S0 S) / M = VX kgbpk 5 kgstd

14 UČINAK PROČIŠĆAVANJA OVISNO O MULJNOM OPTEREĆENJU 100 η/% 50 0 η A = = ( ( 60 * 1 + *log B TS A A ) ) B TS

15 TEHNOLOŠKI PARAMETRI UREðAJA ZA PROČIŠĆAVANJA OTPADNIH VODA

16 B TS f P TIPIČNI VRIJEDNOSTI TEHNOLOŠKIH PARAMETARA UREðAJA ZA PROČIŠĆAVNJE OTPADNIH VODA Efikas. kg BPk 5 /kg ST d % ST g/l B R kgbpk 5 /m3d >3.5 t h ~ O O 2 2 ~0.7 kgo2/kgbpk 5 kwh/kg BPK >1.0 ~

17 Influent UREðAJI ZA PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA POSTUPAK S AKTIVNIM MULJEM UZ PRIMARNI TALOŽNIK GFR 1. Gruba i fina rešetka (GFR) 2. Aerirani pjeskolov mastolov(apm) 3. Primarna taložnica (PT) 4. Aeracijski spremnik (AS) 5. Sekundarni taložnik (ST) APM PT AS ST Efluent t=5-30 min η 10 % t=2-3 h η 30 % Povratni mulj t= h t= 2-5 h η> 90 % Višak mulja

18 UREðAJI ZA PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA POSTUPAK S AKTIVNIM MULJEM BEZ PRIMARNE TALOŽNICE Influent 1. Gruba i fina rešetka (GFR) 2. Aerirani pjeskolov mastolov(apm) 3. Aeracijski spremnik (AS) 4. Taložnik (T) GFR APM AS T Efluent t=5-30 min η 10 % Povratni mulj t= h t= 2-5 h η> 90 % Višak mulja

19 UKLANJANJE DUŠIKA I FOSFORA IZ OTPADNIH VODA

20 SPOJEVI DUŠIKA U OTPADNIM VODAMA TN=33.6 mg/l N mg/l NO 2+3 -N 3.0 mg/l Denitrifikacija NO 2+3 -N 12.6 mg/l NH 4 -N 18.4 mg/l Org-N 12.2 mg/l Redukcija Amonifikacija Precipitacija Nitrifikacija Asimilacija NH 4 -N 1.0 mg/l Org-N 2.3 mg/l Org-N u mulju: 5.9 mg/l

21 POSTUPCI PROČIŠĆAVANJA Ovisno o primijenjenim procesima pročišćavanja razlikujemo: - Pročišćavnja bez nitrifikacije; - Pročišćavanja uz nitrifikaciju; - Pročišćavanja uz uklanjanje spojeva dušika, a i fosfora. Spojevi dušika uklanjanju se postupkom nitrifikacije i denitrifikacije. Postoji niz različitih reaktorskih sustava za ove procese. Neki od tih su: - Prethodna denitrifikacija; - Naknadna denitrifikacija; - Simultana denitrifikacija; - Kaskadna denitrifikacija; - Izmjenična denitrifikacija; - Denitrifikacija s prekidima, a i drugi.

22 Prethodna denitrifikacija Ulaz vode Denitrifikacija Nitrifikacija Sekundarni taložnik Efluent Interna recirkulacija Povrat mulja Višak mulja

23 Naknadna denitrifikacija Naknadna aeracija Ulaz vode Nitrifikacija Denitrifikacija Sekundarni taložnik Efluent Povrat mulja Višak mulja

24 Simultana denitrifikacija Ulaz vode Denitrifikacija Nitrifikacija Sekundarni taložnik Efluent Povrat mulja Višak mulja

25 Kaskadna denitrifikacija Ulaz vode Efluent D Nitrifikacija D Nitrifikacija Sekundarni taložnik Povrat mulja Višak mulja D = Denitrifikacija

26 Izmjenična denitrifikacija Ulaz vode Denitrifikacija Sekundarni taložnik Efluent Nitrifikacija Povrat mulja Višak mulja

27 Denitrifikacija s prekidima Ulaz vode Nitrifikacija ili Denitrifikacija Sekundarni taložnik Efluent Povrat mulja Višak mulja

28 UKLANJANJE SPOJEVA FOSFORA Fosfor je prisutan u obliku PO 4 3- i Org-P a) Biološko uklanjanje fosfora Temelji se na procesima adsorpcije i ugradnje u biomsu. b) Uklanjanje kemijskim postupcima FeCl 3 + PO 4 3- = FePO 4 +3 Cl -

29 ULAZNI PODACI ZA DIMENZIONIRANJE UREðAJA ZA PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA

30 KAKVOĆA OTPADNIH VODA

31 TIPIČNI POKAZATELJI KAKVOĆE KOMUNALNIH OTPADNIH VODA Pokazatelj kakvoće Koncentracija MDK efluenta Protok, Q, m 3 /h Susp. tvar., mg/l Vol. susp. tvari., ml/ 10 BPK 5, O 2, mg/l KPK, O 2, mg/l Tot. N, mg/l Org-N, mg/l 15 NH 3 -N, mg/l 25 NO 2 -N, mg/l 0 NO 3 -N, mg/l 0 Tot. P, mg/l 8 2 Org-P, mg/l 3 Anorg-P, mg/l 5 Kloridi, Cl - 50 Alk., CaCO 3,, mg/l 100 Masti i ulja, mg/l 100 Industrijske otpadne vode: KPK, O 2 mg/l

32 WASTEWATER TREATMEN PLANT BJELOVAR The values of COD (mg/l O2) at different treatment steps C O D, m g / L O Ulaz Izlaz A Izlaz B Date January 2002

33 WASTEWATER FLOW RATE GAREŠNICA Q / m 3 /s : : : : : : : :00 Time/ day

34 Protok/m3/h Dnevne varijacije protoka otpadnih voda Maksimalni satni protok Dnevni prosjek Sati

35 ULAZNI PODACI ZA DIMENZIONIRANJE UREðAJA ZA PROČIŠĆAVNJE OTPADNIH VODA PROTOK VODE EKVIVALENTI STANOVNIKA (ES) Broj stanovnika Protok vode L/(ES*dan) < > PODACI NA TEMELJU TERENSKIH MJERENJA Dnevne količine otpadnih voda sušno razdoblje: Q d - Prosječni dnevni protok Q - T,d Prosječni dnevni protok sušno razdoblje Q T,h,max - Maksimalni satni protok sušno razdoblje

36 Sušni protok: Q t = Q T,d Kišni protok: Q W = 2* Q t OPTEREĆENJE OTPADNIH VODA EKVIVALENTI STANOVNIKA BPK 5 60 g/(es*d) KPK 120 g/(es*d) ST 70 g/(es*d) N 12 g/(es*d) P 3 g/(es*d)

37 MJERENJE PROTOKA OTPADNIH VODA U KANALIZACIJSKOJ MREŽI

38 PRAVOKUTNI PRELJEV ZA MJERENJE PROTOKA OTPADNE VODE Q = µ lh 2 gh Q = protok m 3 /s L = širina toka, m h = visina toka, m g = 9,81 m/s 2 Shematski prikaz pregradne ploče za mjerenja protoka otpadne vode. Dimenzije su u mm.

39 Mjerni profil s ultrazvučnim mjeračem razine na glavnom kolektoru otpadnih voda u ðakovu

40 Lokacija uzorkovanja na glavnom kolektoru otpadnih voda grada ðakova

41 Mjerni kanal s instaliranim mjeračem razina na izlazu ureñaja za pročišćavanje otpadnih voda grada Križevaca

42 MJERENJA PROTOKA OTPADNIH VODA Mjerenje protoka otpadnih voda ultrazvučnom sondom primjenjujući Doppler-ov efekt. Area-Velocity Flow Meter h V AVFM

43 UZIMANJE UZORAKA OTPADNIH VODA

44 SHEMATSKI PRIKA AUTOMATSKOG UZORKIVAČA OTPADNIH VODA Vacuum Tlak Spremnik za uzorak Kanal

45 Automatski uzorkivač na ulazu ureñaja za pročišćavanje otpadnih voda grada Križevaca

46 NOVI TRENDOVI U RAZVOJU POSTUPAKA PROČIŠĆAVNJA OTPADNIH VODA

47 PRIMJENA MEMBRANSKIH TEHNOLOGIJA Koncentracija biomase biomase 3 5 g/l APM AS N/DN T Membranska filtracija APM AS N/DN F

48 1.800 V= f(x) Volumen bazena [m 3 ] Koncentracija mulja [kg/m 3 ]

49 Koncentracija biomase biomase 3 5 g/l APM AS N/DN T Koncentracija biomase g/l APM AS N/DN F F

Spektar filtracije Dissolved salts Colloids Suspended solids Viruses Org. macro. molecules Bacteria Parasites 0.0001 0.

50 Spektar filtracije Dissolved salts Colloids Suspended solids Viruses Org. macro. molecules Bacteria Parasites µm polio virus smallest microorganism Cryptosporidium hair Reverse Osmosis Ultrafiltration Sand filtration Nanofiltration Microfiltration

51 ZW - Shemat ematski prikaz vlakna Filtrat prema gornjem kolektoru Membrana Nosivi sloj Aeracija Mjehuri (za mješanje fluida) Biomasa Veliki mjehuri Difuzor Veliki mjehuri Difuzor Filtrat prema donjem kolektoru

52 Membrane sa šupljim vlaknima Pločaste membrane

53 ZeeWeed ZW500 membrane sa šupljim vlaknima 1 Kaseta sa 8 ZeeWeed modula 484 m 2 površine filtracije 6 m Zeno Okvir sa 6 Kaseta - 48 modula 12 m Zeno Okvir sa 12 Kaseta - 96 modula

54 Dijagram toka Spremnik za protustrujno ispiranje Dotok vode koja se pročišćava Uronjene membrane Bazen sa membranama Čišćenje/Otpad Filtrat Pumpa filtrata

55 ZenoGem MBR Shema Tretirana voda ZeeWeed Membranski Bioreaktor Fino sito Backpulse spremnik Spremnik aditiva Puhala Otpadni

56 UREÐAJ ZA PROÈIŠÆAVANJE OTPADNIH VODA GRADA BJELOVARA Slika 3. Varijanta 1a Stanje godine 6 8 Mulj Proèišæena voda Ispust 1. Ulazna graðevina 2. Kišna retencija 3. Upravna zgrada 4. Pjeskolov 5. Prvi biološki stupanj 6. Aeracijski spremnik 7. Taložnici 8. Laguna za mulj

57 UREÐAJ ZA PROÈIŠÆAVANJE OTPADNIH VODA GRADA BJELOVARA Slika 5. Varijanta 2b i 2c Mulj Proèišæena voda Ispust 1. Ulazna graðevina9. Novi aeracijski spremnik 2. Kišna retencija10. Novi taložnik 3. Upravna zgrada 4. Pjeskolov 5. Prvi biološki stupanj 6. Aeracijski spremnik 7.Taložnici 8. Laguna za mulj

58 UREÐAJ ZA PROÈIŠÆAVANJE OTPADNIH VODA GRADA BJELOVARA Slika 7. Varijanta 6 2d 8 Mulj Proèišæena voda Ispust 1. Ulazna graðevina 2. Kišna retencija 3. Upravna zgrada 4. Pjeskolov 5. Prvi biološki stupanj 6. Aeracijski spremnik 7. Taložnici 8. Laguna za mulj

59 KRAJ

Σχετικά έγγραφα

KOLIČINA I KAKVOĆA OTPADNIH VODA

KOLIČINA I KAKVOĆA OTPADNIH VODA Označavanje količina i kakvoće otpadnih vada Tumačenje kratica i simbola u dokumentu: ATV-DVWK-A 198 1.1. Općenito - Površine odvodnje naseljenih područja (AE): AE,Tr