Univerzitet u Novom SaduPrirodno­matematički fakultet

Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredineUd ž j đ j š i ži di N i S d“Udruženje za unapređenje zaštite životne sredine „Novi Sad“

Aerobni tretman muljeva

MSc Nataša Slijepčević

Novi Sad 2­5. septembar, 2014.

Aerobna digestijag j

• Upotrebljava se za tretiranje: • Dodatne prednosti aerobne digestije

• otpadnog aktivnog mulja,

• smešu otpadnog aktivnog mulja ilimulja iz kapajućih filtera sai i lj

su sledeće:

• postizanje redukcije organskihmaterija sa manjim vremenomzadržavanja;primarnim muljem,

• primarnog mulja,

• otpadnog mulja iz postrojenja zaaeraciju ili

zadržavanja;

• lakše održavanje opreme;

• ne produkuje se eksplozivni gasdigestoraaeraciju ili

• mulja iz membranskih bioreaktora.

digestora.

Opis procesa aerobne digestijep p g j

• Aerobna digestija je slična procesu aktivnog mulja. Opis procesa kroz jednačine:

• Degradacija biomase aerobnom digestijom:

• C5H7O2N + 5O2 4CO2 + H2O + NH4HCO3Nitrifikacija oslobođenog amonijačnog azota:

• NH4+ + 2O2 NO3

‐ + 2H+ + H2O

• Kompletna nitrifikacija:

• C5H7O2N + 7O2 5CO2 + 3H2O + HNO3

• Parcijalna nitrifikacija:

• 2C5H7O2N + 12O2  10CO2 + 5H2O + NH4+ + NO3

‐

Denitrifikacija primenom nitratnog azota kao akceptora elektrona: 

• C5H7O2N + 4NO3‐ + H2O  NH4

+ + 5HCO3‐ + 2N2

Kompletna nitrifikacija i denitrifikacija: 

• C5H7O2N + 5,75O2 5CO2 + 0,5N2 + 3,5H2O

eerob

ne Mezofilnakonvencionalna digestija

ocesaa

estije Digestija kiseonikom

visoke čistoće

cije

pro

dige

Termofilna digestija

Varijac

Kriofilna aerobna digestija

Konveniconalna (mezofilna) aerobna digestija( ) g j

Primer aerobnih digestora (a) šaržni tip sa dodatkom vazduha, (b) kontinualni tip sa mehaničkim površinskim aeratorom( ) p p

Aerobna digestija kiseonikom visoke čistoćeg j

Ki ik i k či t ć k i ti t d h• Kiseonik visoke čistoće se u ovom procesu koristi umesto vazduha.

• Primenjiva je u hladnim klimatskim uslovima zbog svoje relativne neosetljivosti napromenu temperature ambijentalnog vazduha.

• Proces se izvodi i u otvorenim i u zatvorenim reaktorima• Proces se izvodi i u otvorenim i u zatvorenim reaktorima.

• Visoki troškovi rada, zbog potrebe za proizvodnjom velike količine kiseonika.

Autotermalna termofilna aerobna digestijag j

Autotremalna termofilna aerobna digestija (a) šematski prikaz(a) šematski prikaz sistema,(b) šematski prikaz reaktora

Prednosti i nedostaci  procesa sa ATAD reaktorima

Kriofilna aerobna digestijag j

A b di ij k j d ij i ki• Aerobna digestija koja se odvija na niskim temperaturama(manjim od 20ºC)

• Ovaj način aerobne digestija nije dovoljno istražen.

• Za ovaj tip digestije potrebno je duže vreme zadržavanjamulja u digestoru, kako bi se postigao prihvatljiv nivoredukcije suspendovanih materija.

AerobnoVišefazna aeracija

Aerobno‐anoksičan 

rad

Prethodno šći j

Kontrola 

Tehnike za unapređenje aerobne digestije

ugušćivanje temperature

digestije

Ugušćivanje muljag j j

• Kategorije prethodnog ugušćivanja:

• Kategorija A – Diskontinualan rad i dekantovanje mulja aerobnog digestora.

• Kategorija B – Kontinualni proces punjenja koristeći sedimentaciju nakon digestije

• Kategorija C–upotreba gravitacionog ugušćivača povezanog sa aerobnimdigestorom

• Kategorija D–upotreba membrana za ugušćivanje zajedno sa aerobnom digestijom.

• Kategorija E – upotreba bilo kojeg mehaničkog ugušćivača pre aerobne digestije

Višefazna aeracijaj

• Verovatno najpraktičnija alternativa jednostepenog reaktora sa potpunim meša‐njem je fazna operacija.

• Prednosti dvostepenog sistema reaktora u nizu ili u izolaciji uključuju sledeće:

• (1) poboljšanje uklanjanja patogena;

• (2) poboljšanje SOUR‐a;

• (3) smanjenje troškova opreme za aeraciju;

• (4) smanjenje troškova zapremine rezervoara;( ) j j p

• (5) smanjenje protoka vazduha, kao rezultat zahteva procesa u prvom digestoru i

• (6) smanjenje protoka vazduha, kao rezultat zahteva procesa mešanja u drugomdigestoru.

Aerobno­anoksičan proces i Kontrola temperatureKontrola temperature

• Aerobno‐anoksičan rad• Kontrola temperature:• Redukuje SRT i veličinu postrojenja.

omogućava uspešnu

• nitrifikaciju/denitrifikaciju

• kontrolu pH vrednosti,

Redukuje SRT i veličinu postrojenja.• Smanjuje kapitalne troškove potrebne za

opremu za aeraciju i rezervoare.• Omogućava pouzdan proces tokom cele

di• regeneraciju alkaliteta i

• uštedu energije.

godine

Projektovanje i izbor opreme­vrste reaktoraj j p

• Aerobni digestori su ili otvoreni ili zatvoreni tankovi.

• Poklopci smanjuju zamrzavanje, gubitak toplote i površinsko isparavanje.

• Uobičajena konstrukcija tankova je: visina zida tanka od 7,3 m i nivo vode od 6,7m.

• Izgrađeni su od armiranog betona i čelika.

• Najmanje dva tanka treba da budu instalirana da obezbede fleksibilnost procesa ifleksibilnost opreme, ukoliko bilo koji tank bude imao potrebu za popravkom.

• Primer jednog poprečnog i uzdužnog preseka reaktora je prikazan na slici

Kontrola procesap

• Primarni indikatori: • Sekundarni pokazatelji:

• Temperatura

• pH

p j

• Amonijak

• Nitrati

• Rastvoreni kiseonik

• Neprijatni mirisi

• Nitriti

• Fosfor

• Karakteristike taloživosti mulja

• Alkalitet

• Starost mulja

• SOUR• SOUR

Preporučene vrednosti primarnih i sekundarnih parametara monitoringa (Stege i Bailey, 2003)g ( g y, )

Parametar monitoringa FrekvencijaOperativni opseg

Minimum Nominalni Maksimum

Temperatura ºC Dnevno 15 20 37

pH Dnevno 6 0 7 0 7 6pH Dnevno 6,0 7,0 7,6

Rastvoreni kiseonik mg/l Dnevno 0,1 0,4‐0,8 2,0

Alkalitet mg/l kao CaCO3 Nedeljno 100 >500 ‐

Amonijačni azot mg/l Nedeljno ‐ <20 40j g/ j

Nitrati mg/l Nedeljno ‐ <20 ‐

Nitriti mg/l Po potrebi ‐ <10 ‐

SOUR, mg O2/h/g ukupnih čvrstih  Po potrebi <1 5materija

Po potrebi ‐ <1,5 ‐

Fosfati mg/l Po potrebi <5

Otklanjanje problema kod opreme i u procesu

• Rutinski operativni nadzor uključuje:

• analitičko testiranje i

• periodične provere električne i mehaničke opreme.

• Ponekad greška u opremi može prouzrokovati zastoj u procesu, usled na primeruslova u kojem proces funkcioniše, a ti uslovi mogu izazvati kvar opreme.

HVALA NA PAŽNJI!