ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΟΡΓΑΝΙΚΟΥ ΑΖΩΤΟΥ από υγρά βιομηχανικά απόβλητα

Transcript

1 ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΟΡΓΑΝΙΚΟΥ ΑΖΩΤΟΥ από υγρά βιομηχανικά απόβλητα Βλυσίδης Απόστολος Καθηγητής ΕΜΠ

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

3 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗ 40 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΩΚΕΑΝΟΙ ΦΥΤΑ ΖΩΑ ΖΩΑ ΦΥΤΑ ΝΕΚΡΗ ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΥΛΗ 760 ΝΕΚΡΗ ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΥΛΗ 900 ΕΔΑΦΟΣ ΑΝΟΡΓΑΝΟ ΑΖΩΤΟ ΑΝΟΡΓΑΝΟ ΑΖΩΤΟ ΕΚΒΟΛΕΣ ΠΟΤΑΜΩΝ ΔΙΑΛΥΤΟ ΑΖΩΤΟ ΙΖΗΜΑΤΑ ΦΛΟΙΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΑΖΩΤΟΥ 3

4 Κύκλος αζώτου 4

5 Βιοαντιδράσεις νιτροποίησης-νιτρικοποίησης 2 ΝΗ Ο 2 Nitrosomonas 2 NO H 2 O + 4 H + + νέα κύτταρα (νιτροποίηση) 2 ΝΟ Ο 2 Nitrobacter 2 NO3 - + νέα κύτταρα (νιτρικοποίηση) 5

6 Επίδραση της θερμοκρασίας και της ηλικίας της λάσπης 5 Nitrosomonas Ελάχιστο Θc (days) Nitrobacter Θερμοκρασία ( o) 6

7 Βιοαντίδραση απονιτικοποίησης (ΝΟ 3- ή ΝΟ 2- ) + BOD ετερότροφα βακτηρια Ν 2 + O 2 + H 2 O + OH - + νέα κύτταρα 7

8 Μέθοδος μετα-απονιτροποίησης Μεθανόλη εισαγωγή O 2 N 2 O 2 Βιολογική οξείδωση Δευτερογενή καθίζηση οξικές συνθήκες αέρας ανοξικές συνθήκες RAS WAS 8

9 Μέθοδος προ-απονιτροποίησης (Μέθοδος Ludzack-Ettinger) εισαγωγή N 2 O 2 O 2 Βιολογική οξείδωση Δευτερογενή καθίζηση ανοξικές συνθήκες αέρας οξικές συνθήκες αέρας RAS WAS 9

10 Τροποποιημένη μέθοδος Ludzack-Ettinger από 100 έως 400% Q εισαγωγή Q N 2 O 2 O 2 Βιολογική οξείδωση Δευτερογενή καθίζηση ανοξικές συνθήκες οξικές συνθήκες αέρας RAS WAS 10

11 Q No m 3 /d mg/l So mg BOD /l N 2 = ; kg/d Σύστημα ΑΟ 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 11

12 Μέθοδος Bardenpho από 100 έως 400% Q πηγή άνθρακα (μεθανόλη) εισαγωγή Q N 2 O 2 O 2 N 2 O 2 O 2 Βιολογική οξείδωση Δευτερογενή καθίζηση ανοξικές συνθήκες οξικές συνθήκες αέρας ανοξικές συνθήκες οξικές συνθήκες αέρας RAS WAS 12

13 ακατέργαστο απόβλητο Αντιδραστήρας SBR αναερόβιες συνθήκες επεξεργασμένο απόβλητο λάσπη ακατέργαστο απόβλητο οξικές συνθήκες ανο ξικές συνθήκες 13

14 Σύστημα πολλαπλών ΑΟ τύπου carousel επιφανειακός αεριστήρας τύπου βούρτσας ανοξική οξική Δεξαμενή δευτερογενούς καθίζησης εισαγωγή οξική ανοξική ανοξική οξική οξική ανοξική οξική RAS WAS 14

15 Μέθοδος νιτροποίησης SHARON 6ΝΗ Ο 2 6ΝΟ Η 2 Ο + 12Η + (νιτροποίηση-sharon) 6ΝΗ Ο 2 6ΝΟ Η 2 Ο + 12Η + (νιτρικοποίηση) 6ΝΟ H 3 OH + 3O 2 3N 2 + 6HO 3 + 3H 2 O (απονιτροποίηση-sharon) 6ΝΟ H 3 OH +O 2 3N 2 + 6HO 3 + 3H 2 O (απονιτρικοποίηση) 15

16 Ν 2 O 2 Εισαγωγή ΝΗ ΝΟ 4 2 Εξαγωγή Μέθοδος SHARON ΝΟ 2 Ν2 35 o H 3OH Αέρας Ανάδευση Εναλλάκτης 16

17 Μέθοδος ΑΝΑΜΜΟΧ (ANaerobic AMMonium OXidation Κύκλος αζώτου NO NH 4+ N 2 + 2H 2 O Ο 2 17

18 Συνδυασμός των μεθόδων Sharon και ANAMMOX 95% N 2 N-NH 4 100% 50% N-NO 2 50% N-NH 4 5% N-NO 3 UASB O2 18 SHARON ANAMMOX NH O N NO H 2 O H +

19 εισαγωγή εναλλάκτης θερμότητας προς ψεκασμό SR Απογυμνωτής αμμωνίας με αέρα πληρωτικό υλικό εξαγωγή επεξεργασμένου απογυμνωτής αέρας 19 αντλία ανακυκλοφορίας ηλεκτρική θέρμανση ΝΗ 3 + Η 2 Ο ΝΗ 4+ + ΟΗ -

20 60 o Απογυμνωτής αμμωνίας σε συνδυασμό με καταλυτικό αποτεφρωτή 60 o mist eliminator 215 o εναλλάκτη ς θερμότητας καμινάδα Θέρμανση πληρωτικό υλικό αέρας o o 94 o 315 o Καταλύτης εξαγωγή 15 o εισαγωγή 10 o εναλλάκτης θερμότητας 45 o αντλία φυσητήρας αποτεφρωτήρας 20 Καυστήρας

21 προς ψεκασμό SR νερό ψύξης εναλλάκτης θερμότητας Απογυμνωτής αμμωνίας με ατμό εισαγωγή εναλλάκτης θερμότητας συμ πύκνωμ α αντλία ανακυκλοφορίας απογυμνωτής πληρωτικό εξαγωγή υλικό επεξεργασμένου ατμός χαμηλής πίεσης 21 αντλία ανακυκλοφορίας

22 mist eliminator 60 o Απογυμνωτής αμμωνίας με ατμό σε συνδυασμό με πλυντρίδα θειικού οξέος για την αξιοποίησή της 60 o 45 o Θέρμανση πληρωτικό υλικό mist eliminator διάλυμα H SO 2 4 Θέρμανση 38 o πληρωτικό υλικό 94 o εξαγωγή 15 o εισαγωγή 10 o εναλλάκτης θερμότητας 45 o αντλία πύργος απογύμνωσης αντλία πύργος απορρόφησης 22 διάλυμα (NH ) SO 25% 4 4 2

23 Συνδυασμός απογυμνωτών ατμού και αέρα συμπύκνωμα αμμωνία για βιομηχανική χρήση αμμωνία για οξείδωση ΝΟχ ακατέργαστο απόβλητο υψηλής περιεκτικότητας σε αμμωνία απογυμνωτής με ατμό αλκαλοποίηση διαύγαση απογυμνωτής με αέρα επεξεργασμένο απόβλητο ατμός ασβέστης χημικές λάσπες αέρας 23

24 Μέθοδος ΜΑΡ (Magnesium, Ammonium, Phosphate precipitation) Mg 2+ + NH 4+ + H 2 PO H 2 O MgNH 4 PO 4.6H 2 O (στρουβίτης) + 2H + 24

25 Διάλυμα Mg Δεξαμενή συγκράτησης νεαρών κρυστάλλων Ζώνη αντίδρασης Διαυγαστήρας εξαγωγή αποβλήτων Κρυσταλλωτής στρουβίτη by pass Ενεργή Ζώνη Στερεά απόβλητα Ζώνη συγκομιδής NaOH εισαγωγή αποβλήτων 25 Ώριμοι κρύσταλλοι στρουβίτη

26 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.