Τι σύστημα μικροοργανισμών;

Transcript

1 Σχεδιασμός εγκατάστασης ενεργού ιλύος Δεδομένα Υδραυλική παροχή και συγκέντρωση αποβλήτου (BOD 5, COD, X 0 ) Απαίτηση Συγκέντρωση στην έξοδο της εγκατάστασης (BOD 5, COD, X e ) Υπολογισμός Του όγκου της απαιτούμενης δεξαμενής (V) Της ανακυκλοφορίας λάσπης (Q r = r.q) Της απομάκρυνσης λάσπης (Q w, X u ) Της παροχής οξυγόνου (F O2, Q O2 ) Της ανάμειξης Ισοζύγια Μικροοργανισμών (Χ) Υποστρώματος (S) Οξυγόνου (O 2 ) Επιλογή τριών παραμέτρων (μεταξύ των θ, θ C, r, X, X u, Q w ) και υπολογισμός των υπόλοιπων. Έλεγχος «καλής πρακτικής». Ε. Γρηγοροπούλου, 27/3/2017 Τι σύστημα μικροοργανισμών; Σύσταση του αποβλήτου Προσαρμογή στην τροφή Θερμοκρασία Ψυχρόφιλοι (5-20 ο C), μεσόφιλοι (20-40 οc ), θερμόφιλοι (45-65 ο C) ph Βακτήρια, φύκη, πρωτόζωα Μύκητες Συμβιωτική καλλιέργεια Χρόνος παραμονής βιομάζας Μικρός βακτήρια, μεγάλος πρωτόζωα Λόγος τροφής / μικροοργανισμούς (F/M) Μεγάλος χαμηλό SVI, διαυγές απόβλητο στην έξοδο Μικρός υψηλό SVI, ευκολία αερισμού Κάθε σύστημα και ειδική περίπτωση. 1

2 Παράμετροι βιολογικού καθαρισμού Ρυθμός αραίωσης Ρυθμός χρήσης υποστρώματος Ειδικός ρυθμός χρήσης υποστρώματος, U Φαινόμενη απόδοση Y U k U Λόγος τροφής/μικροοργανισμούς Απόδοση Y obs d Q D V rs 0 (S S ) D rs U X Y obs r r D S / M X F 0 S0 S E 100 S 0 X S Βασικές παραδοχές σχεδιασμού Βιολογική οξείδωση και ανάπτυξη μόνο μέσα στη δεξαμενή αερισμού Περιγραφή της διεργασίας με δύο μεταβλητές: S (διαλυμένα οργανικά: BOD 5, COD, TOC) X (μικροοργανισμοί/βιομάζα) Χ = ΜLVSS, πτητικά (οργανικά) αιωρούμενα στερεά ανάμεικτου υγρού μέσα στη δεξαμενή αερισμού αμελητέα η μη κυτταρική οργανική μάζα στην είσοδο αμελητέα βιομάζα (X 0 =0), αλλά ενδεχομένως αιωρούμενα - αδρανή. Βιομάζα μόνο μέσα στη δεξαμενή αερισμού Πλήρης διαύγαση στη δεξαμενή β βάθμιας καθίζησης (X e =0) 2

3 Τυπικές τιμές κινητικών παραμέτρων αστικών αποβλήτων για συστήματα ενεργού ιλύος Παράμετρος Tιμές Υ για απόβλητα μετά από πρωτοβάθμια καθίζηση VS/kg απαγόμενου BOD 5 Υ για απόβλητα χωρίς πρωτοβάθμια καθίζηση VS/kg απαγόμενου BOD 5 k (της r S = -k.s.x, περίπου μ max /K s ) L/mg.d στους 20 o C K S mg/l (ΒΟD 5 ) k d d -1 στους 20 o C a kg O 2 / kg απαγόμενου BOD 5 b d -1 [kgo 2 /(kg ολ.μικροοργ.)(d)] Τιμές παραμέτρων σχεδιασμού συστημάτων ενεργού ιλύος Τύπος διεργασίας Συμβατική Τροποποιημένου αερισμού Ταχύρρυθμη Εκτεταμένου αερισμού SRT, d F/M, kg BOD5/kg MLVSS.d kgbod 5/m 3 αντιδ.d X, mg/l θ, h r kgo 2/kg(ΔBOD 5) Τροποποιημένου αερισμού: αερισμός διακοπτόμενος Ταχύρρυθμη: υψηλή οργανική φόρτιση, υψηλή συγκέντρωση λάσπης, τουρμπίνες Εκτεταμένου αερισμού: λειτουργία στην περιοχή ενδογενούς αναπνοής Σταθεροποίηση της λάσπης 3

4 Δευτεροβάθμια καθίζηση Στην καθίζηση των συσσωματωμάτων της δεξαμενής αερισμού (ενεργός ιλύς, δραστική λάσπη), (δευτεροβάθμια καθίζηση) έχουμε ταυτοχρόνως: Καθίζηση ενεργού ιλύος για διαύγαση υγρού Πύκνωση ενεργού ιλύος μετά την καθίζηση Τυπική πειραματική διαδικασία 1 Β A B Α A B A Παρατήρηση της διεπιφάνειας συναρτήσει του χρόνου C C D D D (α) (β) (γ) (δ) Κλίση της καμπύλης: ταχύτητα διαύγασης 4

5 Διπλός στόχος Σχεδιασμός δεξαμενής Δ.Κ. Διαύγαση υγρού προσδιορισμός επιφάνειας1 Πύκνωση λάσπης προσδιορισμός επιφάνειας2 Επιλογή της μεγαλύτερης τιμής (συνήθως η δεύτερη) Δευτεροβάθμια καθίζηση άσκηση 1 Μία παροχή αποβλήτου Q που περιέχει βιολογική λάσπη με συγκέντρωση X, εισέρχεται σε παχυντήρα με σκοπό τη συμπύκνωση της βιολογικής λάσπης σε μία επιθυμητή συγκέντρωση Xu η οποία όμως θα απομακρύνεται, από τον πυθμένα της δεξαμενής πάχυνσης, με μία επιθυμητή παροχή Qrw Παροχή αποβλήτου Q 58 m 3 /h Συγκέντρωση στερεών X 10 g/l Παροχή συμπυκνωμένης λάσπης Q w 12 m 3 /h Επιθυμητή συγκέντρωση συμπύκνωσης X u 35 g/l Το τεστ καθιζησιμότητας της βιολογικής λάσπης έδωσε τα παρακάτω αποτελέσματα Υπολογίστε την επιφάνεια του παχυντήρα και τη συγκέντρωση των αιωρουμένων στην έξοδο (Xe). Στη συνέχεια, με δεδομένη την επιφάνεια και με δεδομένες τις παροχές του Πίνακα Α, υπολογίστε τη συγκέντρωση Xu ώστε η δεξαμενή πάχυνσης να λειτουργεί και σαν διαυγαστήρας. 5

6 Δευτεροβάθμια καθίζηση άσκηση 2 M Ar A = Q*X/ = 58 * 10/14,5 = 40 m 2 A = Q*X/= 58 * 10/14,5 = 40 m 2, Χe = 3,5 g/l 1. Αλλάζουμε την επιφάνεια, ώστε Xe = 0. Σταθερά: Q, Qw, X.. 1. Κρατάμε την επιφάνεια. Πρέπει να αλλάξει το Χ. 6

7 7