ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΘΑΡΙΣΜΩΝ

Transcript

1 Περιβαλλοντική Τεχνολογία και Διαχείριση Απόστολος Βλυσίδης Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Χημικών Μηχανικών Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΙΣΜΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΘΑΡΙΣΜΩΝ

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 Κατανάλωση οξυγόνου BOD 5 + O 2 βακτήρια CO 2 + H 2 O + νέα βακτήρια (νεκρά κύτταρα) + O 2 βακτήρια CO 2 + H 2 O + νέα βακτήρια NH /2 O 2 νιτροβακτήρια NO H 2 O (O 2 ) α QS r βbxxv 1000 γq(nh 4r )

4 (O 2 Θεωρητική κατανάλωση οξυγόνου ) α QS r βbxxv 1000 γq(nh 4r (O 2 ) = kg καταναλισκομένου οξυγόνου / ημέρα α = συντελεστής βιοοξείδωσης του BOD, kg O 2 / kg BOD r S r = (S o S e ), mg/l βιοαποικοδομούμενο BOD β = συντελεστής αυτοοξείδωσης, kg O 2 /kg οξειδούμενων MLVSS b = ρυθμός αυτοοξείδωσης των MLVSS, days -1 x = ποσοστό των MLVSS που μπορεί να βιοαποικοδομηθεί X = συγκέντρωση MLVSS στην δεξαμενή αερισμού, mg/l V = όγκος δεξαμενής αερισμού, m 3 γ = συντελεστής οξείδωσης των αμμωνιακών, kg O 2 / kg NH 4r (NH 4r ) = συγκέντρωση αμμωνιακών που οξειδώνονται, mg/l )

5 x = ποσοστό των MLVSS που μπορεί να βιοαποδομηθεί x QYS r bxv (QYS r bxv) 2bXV 2 (4bXV) (0,77 YQS r ) S r = το BOD που βιοαποικοδομείται (S o S), mg/l

6 Τιμές του συντελεστή α για διάφορα βιομηχανικά απόβλητα Είδος βιομηχανικού αποβλήτου Πετροχημική βιομηχανία Βιομηχανία χάρτου Βιομηχανία υφασμάτων Βιομηχανία μπύρας Σακχαροβιομηχανία Χημική φαρμακευτική βιομηχανία Κατανάλωση kg O 2 / kg BOD r 1,05 0,805 0,805 1,15 0,7 0,45 0,4

7 Συντελεστής α για τα αστικά λύματα 1.8 Να kg O 2 /kg BOD r ο C 20 ο C 10 ο C Θ c α (10ºC) =0, ,05779 (Θ c ) 0, (Θ c ) 2 +1,51555 (10-5 ) (Θ c ) 3 α (20ºC) =0, ,05108 (Θ c ) 0, (Θ c ) 2 +1,31805 (10-5 ) (Θ c ) 3 α (30ºC) =0, ,04006 (Θ c ) 0, (Θ c ) 2 +8,57164 (10-6 ) (Θ c ) 3

8 Οι άλλοι συντελεστές β = 1,4 kg O 2 / kg μικροοργανισμών b = 0,071 days -1 γ = 4,6 kg O 2 /kg οξειδούμενου αμμωνιακού αζώτου

9 Πραγματική κατανάλωση οξυγόνου ( O 2 ) o C C t r ( O2 ) Cs α 1,024 (Τ-20) (O 2 ) ο = η πραγματική κατανάλωση οξυγόνου, kg O 2 / day (O 2 ) = η θεωρητική κατανάλωση οξυγόνου, kg O 2 /day β = ο λόγος των συγκεντρώσεων του διαλυμένου οξυγόνου στο απόβλητο δια του διαλυμένου οξυγόνου στο καθαρό νερό, όταν και τα δύο βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία. Το β εξαρτάται από το Θ c, α = ο λόγος της ταχύτητας μεταφοράς οξυγόνου από την αέρια φάση στο υγρό απόβλητο προς την ταχύτητα μεταφοράς του οξυγόνου από την αέρια φάση σε καθαρό νερό. Ο συντελεστής αυτός εξαρτάται από το Θ c E = συντελεστής υψομέτρου και εξαρτάται από το υψόμετρο που βρίσκεται η εγκατάσταση του βιολογικού καθαρισμού. C t = η συγκέντρωση του οξυγόνου σε κορεσμένο με οξυγόνο νερό στη θερμοκρασία σχεδιασμού του βιολογικού καθαρισμού, mg/l. C s = η συγκέντρωση του οξυγόνου στον αερόβιο αντιδραστήρα, mg/l. T = θερμοκρασία λειτουργίας, ºC

10 Σχέση α και β με το Θc Θ C,days α = 0, (Θ c ) 0, Αα Β β 2 β = 0, (Θ c ) 0,

11 Συντελεστής υψομέτρου Ε Συντελεστής Ε Υψόμετρο, m

12 Συγκέντρωση κορεσμού οξυγόνου στο νερό σε σχέη με την θερμοκρασία Συγκέντρωση οξυγόνου κορεσμού, mg/l C t = 13,71734 e -0,018578T O Θερμοκρασία, C

13 Κανόνας σχεδιασμού Ενώ ο σχεδιασμός του βιολογικού καθαρισμού γίνεται με βάση τη θερμοκρασία του χειμώνα, ο σχεδιασμός του αερισμού του συστήματος της ενεργούς ιλύος γίνεται με βάση τη θερμοκρασία του καλοκαιριού.

14 Τελικός υπολογισμός κατανάλωσης οξυγόνου (O 2 ) τελικό = 1,15 (O 2 ) ο kg/d

15 Ρυθμός μεταφοράς οξυγόνου dc dt k L a C S C k L a (O 2 ) τελικό 24 V C t 1000 E β k L a = συντελεστής μεταφοράς οξυγόνου, h -1 a = ειδική επιφάνεια = Α/V, m -1 V = όγκος βιοαντιδραστήρα, m 3 Α = επιφάνεια επαφής αερίου υγρού, m 2 k L = συντελεστής αντίστασης μεταφοράς οξυγόνου στην υγρή στοιβάδα της διεπιφάνειας, m/h

16 Συστήματα αερισμού Υποβρύχια συστήματα αερισμού Επιφανειακά συστήματα αερισμού

17 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)

18 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα μικρής φυσαλίδας

19 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα μικρής φυσαλίδας

20 Διασπορά Αέρα στον Πυθμένα Διαχυτήρες μικρής φυσαλίδας

21 Διασπορά Αέρα στον Πυθμένα

22 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα μικρής φυσαλίδας

23

24

25 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα μεσαίας φυσαλίδας

26 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα μεσαίας φυσαλίδας

27 Κεραμικοί Διαχυτήρες μικρής φυσαλίδας

28 Διαχυτήρες μικρής φυσαλίδας με ελαστικές μεμβράνες

29 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα τύπου Eddy jet aerators

30 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα τύπου Eddy jet aerators

31 Eddy Jet Mixers

32 Υποβρύχια συστήματα αερισμού Διαχυτήρες αέρα με μηχανική ανάδευση

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

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

35 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας

36 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας

37 Ταχύστροφοι επιφανειακοί αεριστήρες

38 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας

39 Ταχύστροφος επιφανειακός αεριστήρας vertical floating mixer

40 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας LOW SPEED TURBINE

41 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας

42 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας

43 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας LOW SPEED TURBINE

44 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας

45 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας Τύπου βούρτσας

46 Αργόστροφος επιφανειακός αεριστήρας Τύπου βούρτσας

47 Υπολογισμός ισχύος αργόστροφου επιφανειακού αεριστήρα

48 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.