Univerzitet u Novom SaduTehnički fakultet “Mihajlo Pupin”

Zrenjanin

Seminarski rad iz predmeta Tehnički sistemi u zaštiti vode i vazduha

Tema:Uređaj za prečišćavanje vode uz pomoć aktivnog mulja

Student:Pletikapa Ljilja 9/09-03

SADRŽAJ

Zagađivanje voda...........................................................................................3Proces aktivnog mulja....................................................................................4Parametri za projektovanje i kontrolu procesa aktivnog mulja......................6Opterećenje aktivnog mulja............................................................................6Starost mulja i hidrauličko vreme zadržavanja...............................................7Protok recirkulisanog aktivnog mulja.............................................................7Uređaj za prečišćavanje otpadne vode aktivnim muljem................................8Princip rada uređaja.........................................................................................9

2

ZAGAĐIVANJE VODA

Zagađivanje voda može biti slučajno sa ozbiljnim posledicama,ali je uglavnom rezultat nekontrolisanog ispuštanja zagađujućih supstanci različitog porekla kao što su: otpadne vode iz domaćinstava, industrijske otpadne vode, otpadne vode stočnih firmi, vode sa poljoprivrednih površina i vode koje otiču i spiraju gradske površine. Takođe postoji i termičko zagađenje koje je prouzrokovano ispuštanjem toplih voda u u prirodne vodene mase.

Na zagađivanje voda utiče i atmosfera koja je zagađena gasovitim, čvrstim i tečnim materijama. Zagađujuće supstance se talože pod uticajem sile Zemljine teže ili se ispiraju atmosferskim padavinama. Takvog karaktera su kisele kiše koje nastaju rastvaranjem oksida sumpora i azota u atmosferskim kišnim kapima.

Otpadne vode u domaćinstvima nastaju od pripreme hrane, lične higijene, saobraćaja, zanatskih delatnosti i drugih zagađivača. Ove vode mogu u sebi da sadrže uzročnike zaraznih bolesti i parazita.

Industrijske otpadne vode sadrže organske i neorganske zagađujuče supstance. Ove vode najčešće sadrže rastvarače, detrdžente, teške metale, organske i neorganske kiseline, masti, soli, sredstva za beljenje i druga jedinjenja štetna po živi svet. Otpadne vode s obzrom na sastav su teško biološki razgradive i zagađuju kako površinske tako i podzemne vode.

Zagađenje poljoprivrednog porekla potiče od životinjskih otpadaka, proizvoda erozije tla, đubriva, pesticida i mineralnih soli koje potiču od navodnjavanja. Otpadne vode poljoprivrendnog porekla najčešće utiču na podzemne vode.

Ove otpadne vode se prečišćavaju na razne načine najčešće filtrima ili nekim postupcima za prečišćavanje vode. Koriste se filtri sa sitnijim i krupnijim rešetkama, ali uglavnom nije dovoljno vodu prečistiti samo mehanički već i biološki. U biološke tretmane spadaju aerobni procesi biološkog prečišćavanja i anaerobni procesi prečišćavanja.

3

PROCES AKTIVNOG MULJA

Proces aktivnog mulja danas predstavlja najrasprostranjeniji biološki postupak za prečišćavanje otpadnih voda. Prvi put je realizovan u Hjustonu 1916. godine za prečišćavanje sanitarnih otpadnih voda. Kasnije je počeo da se primenjuje u Engleskoj i drugim evropskim zemljama. Proces aktivnog mulja spada u aerobne procese biološkog prečišćavanja otpadnih voda jer se odvija pomoću aerobne mikrobiološke popujacije. Savremeni postupci aktivnog mulja mogu se primeniti i za uklanjanje azotnih materija iz otpadnih voda.

Slika 1. Šematski prikaz aerobnog biološkog procesa

Tehnologija prečišćavanja otpadne vode se sastoji od tri osnovne operacije aeracije, taloženja i rearacije mulja:

Aeracija ulazne otpadne vode sa povratnim aktivnim muljem, Zadržavanje do dobijanja prečišćene vode, Taloženje i odvajanje faza prečišćene vode i mulja, Prečišćena voda se ispušta i Rearacija mulja iz taložnika sa ispuštanjem viška mulja u

aerobni stabilizator

4

Mikroorganizmi, uglavnom bakterije, protozoe i metozoe nalaze se na želatinoznim pahuljicama mulja u bazenu za aeraciju, gde se uz pomoć kiseonika u procesu metabolizma mikroorganizama obezbeđuje razgradnja supstrata-organskog zagađenja. Izdvojeni mulj u taložmiku se vraća u recirkulaciju.

Slika 2:Uklanjanje organskog zagađenja iz otpadne vode pomoću aerobnih organizama

5

PARAMETRI ZA PROJEKTOVANJE I KONTROLU PROCESA

AKTIVNOG MULJA

Parametri su: opterećenje aktivnog mulja, starost mulja i hidrauličko vreme zadržavanja, srednje vreme zadržavanje ćelija, protok recirkulisanog aktivnog mulja i drugi procesi.

Opterećenje aktivnog mulja

Opterećenje aktivnog mulja se definiše kao odnos hrane prema biomasi. Najčešće se izražava kao F/M(food/mass).

Opterećenje predstavlja odnos između hrane koja ulazi u biološki reaktor i mase mikroorganizama u bioreaktoru izražene kao masa suspendovane supstance aktivnog mulja- MLSS. MLSS se sastoji uglavnom od mikroorganizama, nerazgradivih suspendovanih čestica organskih supstanci i drugih inertnih supstanci. Mikroorganimi koji čine MLSS su izgrađeni od 70-90 % organske supstance i 10-30 % neorganske supstance.

Vrednost opterećenja aktivnog mulja se može izračunati na sledeći način:

F/M- odnos hrane prema mikroorganizanima, kg BPKs po danu po kg MLSSBPKs-dnevna biološka potreba za kiseonikom, kg/dMLSS-suspendovana supstanca aktivnog mulja u bioaeracionom bazenu, kgMLVSS-volatilna suspendovana supstanca aktivnog mulja u bioaeracionom bazenu, kg

Opterećenje aktivnog mulja varira u zavisnosti od tipa postrojenja. Prema opterećenju, proces aktivnog muljase može klasifikovati u sledeće kategorije:

Konvencionalni, Visokoopterećeni, Niskoopterećeni.

6

Starost mulja i hidrauličko vreme zadržavanja

Starost mulja predstavlja vreme u toku kog su čestice suspendovane supstance aktivnog mulja podvrgnute aeraciji. Na osnovu starosti mulja definiše se količina aktivnog mulja koju je potrebno održavati u biološkom reaktoru da bi sistem funkcionisao optimalno. Starost mulja se kreće u opsegu od 3.5 do 7 dana za konvencionalan proces aktivnog mulja.

Optimalna starost mulja varira u svakom postrojenju u određenim uslovima i mora se eksperimentalno odrediti. Starost mulja se može izračunati na osnovu mase volatilne ficije suspendovane supstance aktivnog mulja MLVSS ili na osnovu mase ukupne suspendovane supstance MLSS sktivnog mulja. MLVSS preciznije određuje biološku masu od ukupne MLSS. Starost mulja se izrežava u danima, a vreme aeracije u procesu sktivnog mulja se kreće od 3-30 sati.

Starost mulja se izračunava:

G-starost mulja,SS u aeraciji- MLSS ili MLVS, kgSS ulazna- suspendovana supstanca koja dnevno ulazi u sistem,kg/d

Protok recirkulisanog aktivnog mulja

Recirkulacija aktivnog mulja vrši se radi održavanja optimalne količine suspendovane supstance u sistemu. Proračun recirkulisanog aktivnog mulja na rezultatima 60-minutnog testa taloženja.

Zapremina mulja koja se taloži u 1-litarskom ili 2-litarskom cilindru predstavlja procenat mulja koji bi se taložio iz zbirnog toka ulazne otpadne vode u postrojenje i recirkulisanog aktivnog mulja iz sekundarnog taložnika. U procesu konvencionalnog aktivnog mulja recirkulisani tok, RAS obično iznosi 20-30 % od dnevnog protoka u postrojenje.Protok se izračunava:

7

1000-faktor,mg/lQr-protok recirkulisanog mulja,m3/dQ-ulazni protok u bioreaktor, m3/dSV-zapremina istaloženog mulja, mg/l

UREĐAJ ZA PEČIŠĆAVANJE OTPADNEVODE AKTIVNIM MULJEM

BIOTIP max je konvencionalni uređaj za biološko pečišćavanje otpadnih voda. Proces prečišćavanja je sa povratkom ili bez povratka aktivnog mulja. Aeracija je izvedena “aeracijskim granama” koje osiguravaju dobro mešanje u svim delovima bazena. Ovaj uređaj se sastoji od: prostora za smeštaj postrojenja za fino mehaničko pročišćavanje otpadne vode, bazeni za dodatnu denitrifikaciju, bioareacijski bazen, sekundarni taložnici, skladište- ugušćivač mulja, prostor za smeštaj strojne dehidracije mulja, kanal za postavljanje merne opreme.

Princip rada uređaja

Sveža voda ulazi u kompaktno postrojenje za mehaničko prečišćavanje vode, gde se ukljanjaju krute supstance kao što su pesak i mast koji se odlažu u komunalne kontenjere. Mehanički prečišćena voda dolazi u bazene za dentifikaciju u kojima se voda intenzivno meša u anoksičnim uslovima nakon čega prelazi u aeracijski bazen. U otpadnu vodu se intenzivno uduvava komprimovani vazduh kroz membranske aeratorekoji stvaraju mehuriće vazduha. Otapdna voda se meša sa mehurićima vazduha i na taj način se voda obogaćuje kisonikom. Mešavina otpadne vode, mehurića vazduha i mikroorganizama prelazi u sekundarni taložnik gde se aktivni mulj odvaja od izbistrene vode koja odlazi u prelev. Iz sekundarnog taložnika se pomoću pumpi u aeracijski bazen prebacuje i istaloženi “aktivni” mulj kojega čine flokule mikroorganizama (bakterije, alge, protozoe). Mikroorganizmi za svoj život trebaju hranu i kiseonik. Hranu uzimaju iz otpadne vode (organske materije) i na taj način je prečišćavaju, a kiseonik dobijaju iz vazduha koji se uduvava u vodu. Aktivni mulj se ponovo vraća u aeracijski bazen i time se proces kontinuirano obnavlja.

Izbistrena i biološki pročišćena voda odlazi u kontrolno merno okno i dalje u recipijent. Nakon određenog vremena deo mikroorganizama

8

umire i stvara se inertna biomasa čija se koncentracija u otpadnoj vodi povećava.

Međutim, proces je tako dimenzionisan da se ta biomasa dodatno obogaćuje kiseonikom i mineralima i proces se vodi do faze endogene respiracije. Time se smanjuje volumen viška mulja i potreba izvlačenja i dehidriranja viška mulja se produžuje na duže vreme. Izlazna voda ima manje od 25mg (BPK5)/l što čini stepen prečišćavanja veći od 95% razgradnje organske materije. To se postiže dimenzionisanjem aeracijskog bazena na opterećenje volumena manje od 0,25 kg (BPK5)/m3,d, zadržavanjem vode u sekundarnom taložniku većem od 4 sata i unošenjem kiseonika od najmanje 2,5 kg O2/kg (BPK5). Izlazna voda zadovoljava: (BPK5)  manje od 25 mg O2 /l, KPK manje od 125 mg O2 /l, nerazgradive materije manje od 35 mg /l, ukupni fosfor manje od 2 mg P/l, ukupni azot manje od 15 mg N/l.

Ovaj uređaj se primenjuje u industriji, gradovima i naseljima.

Slika 3:Postrojenje za prečišćavanje otpadne vode aktivnim muljem

9

LITERATURA

1.Analiza zagađivača vazduha i vode, prof. Vladimir Rekalić, Beograd 1989.

2.Biološka obrada otpadnih voda, dr. Ljiljana Mojović, Beograd 2004.

3.Životna sredina i njena zaštita, prof. dr Šimon A. Đarmati, prof. dr Dragan S. Veselinović, prof. dr Ivan A. Gržatević, prof. dr Dragan A. Marković, Beograd 2007.

4.Aerobni sistemi za tretman otpadnih voda, prof. dr Hajrudin Simičić, Univerzitet u Tuzli, BiH

5.http:/www.interplan-eko.com/proizvodi/biotip.htm

10