Osady z oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu spożywczego

Osady z oczyszczania Osady z oczyszczania ścieków w zakładach ścieków w zakładach

przemysłu spożywczegoprzemysłu spożywczego

Dr inż. Dr inż. Agnieszka NawirskaAgnieszka NawirskaUniwersytet PrzyrodniczyUniwersytet Przyrodniczy

we Wrocławiuwe Wrocławiu

Rodzaje osadów Rodzaje osadów śściekowychciekowych

osad wstępny – powstaje procesie sedymentacji osad wstępny – powstaje procesie sedymentacji

w osadnikach wstępnychw osadnikach wstępnych

osad wtórny – wydzielany jest w osadnikach osad wtórny – wydzielany jest w osadnikach

wtórnychwtórnych

osad nadmierne – wydzielany jako nadmiar osad nadmierne – wydzielany jako nadmiar

osady po recyrkulacji osadu czynnegoosady po recyrkulacji osadu czynnego

osad chemiczny – powstaje przy stosowaniu osad chemiczny – powstaje przy stosowaniu

koagulacji lub neutralizacji ścieków z użyciem koagulacji lub neutralizacji ścieków z użyciem

związków chemicznychzwiązków chemicznych

OsadyOsady po kolejnych stopniach po kolejnych stopniach przeróbki można podzielić przeróbki można podzielić

następująco:następująco:

osady zagęszczone - po procesie zagęszczaniaosady zagęszczone - po procesie zagęszczania

osady stabilizowane w procesach beztlenowych osady stabilizowane w procesach beztlenowych

(przefermentowane)(przefermentowane)

osady ustabilizowane w procesach tlenowychosady ustabilizowane w procesach tlenowych

osady odwodnione - po operacjach odwadnianiaosady odwodnione - po operacjach odwadniania

osady zhigienizowane - po pasteryzacji, wapnowaniu osady zhigienizowane - po pasteryzacji, wapnowaniu

lub suszeniu lub suszeniu

Skład osadów ściekowychSkład osadów ściekowych

uzależniony jest od:uzależniony jest od:

rodzaju ściekówrodzaju ścieków

stosowanej technologii ich oczyszczaniastosowanej technologii ich oczyszczania

etapu oczyszczania, z którego pochodząetapu oczyszczania, z którego pochodzą


Niezależnie od stosowanych metod Niezależnie od stosowanych metod

oczyszczania ścieków osady zawierają:oczyszczania ścieków osady zawierają:

duże ilości węgla (20÷40% w s.m.)duże ilości węgla (20÷40% w s.m.)

substancji organicznej (nie stabilizowane substancji organicznej (nie stabilizowane

zawierają 75÷85% s.m., stabilizowane zawierają 75÷85% s.m., stabilizowane

30÷50% s.m.)30÷50% s.m.)

mają wysokie uwodnienie (osad nadmierny mają wysokie uwodnienie (osad nadmierny

do 99,5%)do 99,5%)


charakteryzują się znaczną zawartością charakteryzują się znaczną zawartością

makroskładników:makroskładników:

azotu od 2,34 do 6,05% w s.m.azotu od 2,34 do 6,05% w s.m.

fosforu 1,18÷2,70% w s.m.fosforu 1,18÷2,70% w s.m.

potasu 0,18÷0,57% w s.m. potasu 0,18÷0,57% w s.m.

Oprócz tych składników w osadach znajduje się:Oprócz tych składników w osadach znajduje się:

wapń 1,36÷4,28% w s.m. wapń 1,36÷4,28% w s.m.

magnez 0,12÷0,42% w s.m. magnez 0,12÷0,42% w s.m.

Parametry technologiczne osadówParametry technologiczne osadów

Przy niektórych metodach przeróbki osadów Przy niektórych metodach przeróbki osadów

konieczne jest poznanie także innych jego konieczne jest poznanie także innych jego

właściwości do których należą:właściwości do których należą:

właściwości hydrauliczne – potrzebne przy właściwości hydrauliczne – potrzebne przy

obliczaniu przewodów transportowychobliczaniu przewodów transportowych

uwodnienie, objętość i gęstość – te uwodnienie, objętość i gęstość – te

parametry konieczne są przy projektowaniu parametry konieczne są przy projektowaniu

zbiorników, komór fermentacyjnych, wirówekzbiorników, komór fermentacyjnych, wirówek

Parametry technologiczne osadów Parametry technologiczne osadów

zdolność do fermentacji – cecha szczególnie zdolność do fermentacji – cecha szczególnie ważna przy wymiarowaniu komór fermentacyjnych ważna przy wymiarowaniu komór fermentacyjnych i urządzeń do biogazu i urządzeń do biogazu

właściwości filtracyjne (zdolność odwadniania) – właściwości filtracyjne (zdolność odwadniania) – istotna właściwość przy obliczaniu poletek i lagun istotna właściwość przy obliczaniu poletek i lagun oraz prasoraz pras

ciepło spalania i inne właściwości paliwowe – ciepło spalania i inne właściwości paliwowe – istotne przy projektowaniu procesów termicznego istotne przy projektowaniu procesów termicznego unieszkodliwianiaunieszkodliwiania

właściwości nawozowe – ważne przy ich właściwości nawozowe – ważne przy ich przyrodniczym wykorzystaniuprzyrodniczym wykorzystaniu

Metody zagospodarowani Metody zagospodarowani osadów ściekowychosadów ściekowych

Gospodarka osadami ściekowymi Gospodarka osadami ściekowymi obejmuje następujące procesy:obejmuje następujące procesy:

wstępne zagęszczanie wstępne zagęszczanie

stabilizacjastabilizacja

wtórne zagęszczanie osadu wtórne zagęszczanie osadu

ustabilizowanegoustabilizowanego

higienizacjahigienizacja

końcowe zagospodarowanie końcowe zagospodarowanie

(unieszkodliwianie) (unieszkodliwianie)

prasy filtry wirówki

ZAGĘSZCZANIE OSADÓW

naturalne

mechaniczne

poletka laguny

Zagęszczenie osadu zarówno Zagęszczenie osadu zarówno wstępne jak i wtórne może być:wstępne jak i wtórne może być:

samoistne, w którym cząsteczki osadu samoistne, w którym cząsteczki osadu

sedymentują w wyniku działania siły grawitacjisedymentują w wyniku działania siły grawitacji

flotacyjne, w którym cząstki osadu wynoszone flotacyjne, w którym cząstki osadu wynoszone

są na powierzchnię zagęszczacza przy użyciu są na powierzchnię zagęszczacza przy użyciu

czynnika flotującego czynnika flotującego

mechaniczne, w którym wodę z osadu oddziela mechaniczne, w którym wodę z osadu oddziela

się w procesie filtracji lub wirowaniasię w procesie filtracji lub wirowania

Samoistne zagęszczanie Samoistne zagęszczanie

Poletka osadowe Poletka osadowe

Poletka osadowe pod przykryciem

Poletka osadowe na wolnym powietrzu

Samoistne zagęszczanieSamoistne zagęszczanie

Laguny osadoweLaguny osadowe

Flotacyjne zagęszczanieFlotacyjne zagęszczanieprzy użyciu powietrzaprzy użyciu powietrza

bez dodatku polimerów bez dodatku polimerów

z dodatkiem polimerówz dodatkiem polimerów

Osad z zakładów mięsnych po flotacji powietrzem z dodatkiem polimerów

Stosunek powietrza

do suchej masy osadu

powinien wynosić

0,02÷0,04 kg/kg s.m.

przy obciążeniu powierzchni

zagęszczacza 60 ÷300 kg s.m./m2d

Mechaniczne zagęszczanieMechaniczne zagęszczanie

Istotą zagęszczania mechanicznego jest Istotą zagęszczania mechanicznego jest

wprowadzenia do procesu wprowadzenia do procesu dodatkowejdodatkowej siły siły

wspomagającej rozdziała faz:wspomagającej rozdziała faz:

siła odśrodkowasiła odśrodkowa

ciśnienieciśnienie


Do mechanicznego zagęszczania osadów Do mechanicznego zagęszczania osadów

stosowane są zagęszczacze :stosowane są zagęszczacze :

sitowo-taśmowesitowo-taśmowe

sitowo-bębnowesitowo-bębnowe

flotacyjneflotacyjne

śruboweśrubowe

A także A także

wirówki zagęszczającewirówki zagęszczające

filtry próżniowefiltry próżniowe


Filtry próżnioweFiltry próżniowe

Taśmowe filtry próżnioweOsiągane podciśnienieod 75 kPa do 85 kPa

Na przebieg procesu filtracji mają wpływNa przebieg procesu filtracji mają wpływ warunki procesuwarunki procesu charakter osadu charakter osadu


Prasy filtracyjnePrasy filtracyjne

Prasy filtracyjne taśmowePrasy filtracyjne taśmowe

Osad poddawany zagęszczaniu na prasach Osad poddawany zagęszczaniu na prasach

filtracyjnych taśmowych powinien być:filtracyjnych taśmowych powinien być: odgazowanyodgazowany skoagulowanyskoagulowany

Przy doborzePrzy doborze polielektolitówpolielektolitów do pras do pras filtracyjnych taśmowych należy zwrócić filtracyjnych taśmowych należy zwrócić uwagę na:uwagę na:

Wielkość flokuł powinna wynosić 1Wielkość flokuł powinna wynosić 1÷÷3 cm3 cm

Lepkość filtraty – nie może być lepki Lepkość filtraty – nie może być lepki

ponieważ zwiększa się opór filtracji co ponieważ zwiększa się opór filtracji co

utrudnia uwalnianie wodyutrudnia uwalnianie wody

Wytrzymałość struktury osadu – osad pod Wytrzymałość struktury osadu – osad pod

wpływem siły ścinającej nie może wpływem siły ścinającej nie może

wypływać poza taśmy wypływać poza taśmy

Prasy filtracyjne taśmowePrasy filtracyjne taśmowe

Prasy filtracyjne komorowePrasy filtracyjne komorowe

Pracują cykliczniePracują cyklicznienapełnianienapełnianiefiltracjafiltracjarozładunekrozładunekmyciemycie


WirówkiWirówki

Wirówka dekantacyjnaWirówka dekantacyjna

Wirówki doWirówki do

zagęszczaniazagęszczania

osadów osadów

z przemysłu z przemysłu

mięsnegomięsnego

Stabilizacja osadówStabilizacja osadów

to procesy: to procesy:

biologicznebiologiczne

chemiczne chemiczne

fizycznefizyczne

Procesy biologiczneProcesy biologiczne

fermentacja – procesy beztlenowefermentacja – procesy beztlenowe

kompostowanie – procesy tlenowe kompostowanie – procesy tlenowe

FermentacjaFermentacja Procesy cząstkoweProcesy cząstkowe

hydroliza złożonej materii organicznejhydroliza złożonej materii organicznej

fermentacja aminokwasówfermentacja aminokwasów

beztlenowe utlenianie produktów beztlenowe utlenianie produktów

pośrednichpośrednich

produkcja octanów z COprodukcja octanów z CO22 i H i H22

przetwarzanie octanów w metanprzetwarzanie octanów w metan

przetwarzanie COprzetwarzanie CO22 i H i H22 w metan w metan

FermentacjaFermentacja

Proces fermentacji może być prowadzone:Proces fermentacji może być prowadzone:

z odzyskiem biogazuz odzyskiem biogazu

bez odzysku biogazubez odzysku biogazu

Fermentacja – WKFFermentacja – WKF

FermentacjaFermentacja z odzyskiem biogazuz odzyskiem biogazu

FermentacjaFermentacja bez odzysku biogazubez odzysku biogazu

KompostowanieKompostowanie

Metody kompostowania:Metody kompostowania:

metoda tradycyjna w pryzmach na otwartej metoda tradycyjna w pryzmach na otwartej

przestrzeni przestrzeni

kompostowanie w kontenerach kompostowanie w kontenerach

kompostowanie w biostabilizatorach kompostowanie w biostabilizatorach

kompostowanie w bioreaktorachkompostowanie w bioreaktorach

KompostowanieKompostowanie

Suszenie Suszenie

Proces suszenia przebiega według następujących Proces suszenia przebiega według następujących

etapów:etapów:

suszenie wstępne,suszenie wstępne, temperatura osadów wzrasta do temperatura osadów wzrasta do

stałej wartościstałej wartości

suszenie zasadnicze,suszenie zasadnicze, stan ustalony (suszenie ze stałą stan ustalony (suszenie ze stałą

prędkością)prędkością)

suszenie końcowesuszenie końcowe, w którym rozpoczyna się suszenie , w którym rozpoczyna się suszenie

ze zmniejszającą się prędkością prowadzącą do ze zmniejszającą się prędkością prowadzącą do

osiągnięcia uwodnienia równowagowegoosiągnięcia uwodnienia równowagowego

Słoneczna suszarnia osadów Słoneczna suszarnia osadów istist

Suszarnia typu KULT HUBERSuszarnia typu KULT HUBER

Higienizacja Higienizacja

Proces ten prowadzi się najczęściej przy Proces ten prowadzi się najczęściej przy

użyciu wapna, jest to najtańszy i użyciu wapna, jest to najtańszy i

najskuteczniejszy sposób dezaktywacji najskuteczniejszy sposób dezaktywacji

mikroorganizmów mikroorganizmów

HigienizacjaHigienizacja

W praktyce spotyka się trzy sposoby mieszania W praktyce spotyka się trzy sposoby mieszania

osadów ściekowych z wapnem:osadów ściekowych z wapnem:

dodawanie wapna palonego w postaci CaO do dodawanie wapna palonego w postaci CaO do

osadów po mechanicznym odwodnieniuosadów po mechanicznym odwodnieniu

wapnowanie uwodnionych osadów przed ich wapnowanie uwodnionych osadów przed ich

mechanicznym odwadnianiemmechanicznym odwadnianiem

dawkowanie wapna do uwodnionego osadu w dawkowanie wapna do uwodnionego osadu w

trakcie wprowadzania osadów do glebytrakcie wprowadzania osadów do gleby

Mieszanie osadu z wapnemMieszanie osadu z wapnem

Przyrodnicze wykorzystaniePrzyrodnicze wykorzystanie

Pod pojęciem Pod pojęciem przyrodniczegoprzyrodniczego użytkowania użytkowania

osadów rozumie się stosowanie ich do:osadów rozumie się stosowanie ich do:

nawożenia gleb i roślin, to rodzaj rolniczego nawożenia gleb i roślin, to rodzaj rolniczego

wykorzystania osadów, które wprowadzane są wykorzystania osadów, które wprowadzane są

do gleb użytków rolnych i zielonych (pola do gleb użytków rolnych i zielonych (pola

uprawne i łąki)uprawne i łąki)


rekultywacji gleb zdegradowanych, hałd, rekultywacji gleb zdegradowanych, hałd,

zwałowisk, nieużytkówzwałowisk, nieużytków

roślinnego utrwalania bezglebowych gruntów roślinnego utrwalania bezglebowych gruntów

narażonych na erozję wodną i wietrznąnarażonych na erozję wodną i wietrzną

nawożenie terenów leśnychnawożenie terenów leśnych

produkcji kompostu na wyżej wymienione produkcji kompostu na wyżej wymienione

cele cele

W środowisku przyrodniczym W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane:osady nie mogą być stosowane:

w parkach narodowych i rezerwatach przyrodyw parkach narodowych i rezerwatach przyrody

na terenach objętych innymi formami ochrony na terenach objętych innymi formami ochrony

przyrody, niż wyżej wymienione, jeżeli osady przyrody, niż wyżej wymienione, jeżeli osady

ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami

na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref

ochronnych źródeł i ujęć wodyochronnych źródeł i ujęć wody

w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio

przylegającym do brzegów jezior i ciekówprzylegającym do brzegów jezior i cieków


na gruntach o bardzo dużej przepuszczalności, na gruntach o bardzo dużej przepuszczalności,

tj. piaskach luźnych i słabogliniastych oraz na tj. piaskach luźnych i słabogliniastych oraz na

piaskach i glinach lekkich, w których piaskach i glinach lekkich, w których

maksymalnie wysoki poziom wód gruntowych maksymalnie wysoki poziom wód gruntowych

sięga do 1,5 m od powierzchni terenusięga do 1,5 m od powierzchni terenu

na terenach zalewowych i bagiennychna terenach zalewowych i bagiennych

na terenach zamarzniętych i pokrytych śniegiemna terenach zamarzniętych i pokrytych śniegiem

w odległości mniejszej niż 50 m od ujęć wody, w odległości mniejszej niż 50 m od ujęć wody,

domów mieszkalnych i zakładów produkcji domów mieszkalnych i zakładów produkcji

żywnościżywności


na glebach, na których uprawiane są owoce i na glebach, na których uprawiane są owoce i

warzywa, z wyjątkiem drzew owocowychwarzywa, z wyjątkiem drzew owocowych

na gruntach przeznaczonych pod uprawę owoców na gruntach przeznaczonych pod uprawę owoców

i warzyw, które bezpośrednio stykają się z ziemią i i warzyw, które bezpośrednio stykają się z ziemią i

spożywane są zwykle w stanie surowym, w ciągu spożywane są zwykle w stanie surowym, w ciągu

10 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie 10 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie

samych zbiorówsamych zbiorów


na terenach pastwisk i łąk użytkowanych na terenach pastwisk i łąk użytkowanych

rolniczo, jeżeli wypas zwierząt ma rolniczo, jeżeli wypas zwierząt ma

nastąpić przed upływem 1 miesiąca,nastąpić przed upływem 1 miesiąca,

pogłównie na trawy i mieszanki traw z pogłównie na trawy i mieszanki traw z

motylkowymi,motylkowymi,

do nawożenia gleby pod osłonamido nawożenia gleby pod osłonami


Termiczne metody utylizacji Termiczne metody utylizacji osadówosadów

Wybór termicznej metody wymaga Wybór termicznej metody wymaga przeprowadzenia wielu analiz:przeprowadzenia wielu analiz:

określenie możliwego do uzyskania i określenie możliwego do uzyskania i energetycznie uzasadnionego stopnia energetycznie uzasadnionego stopnia mechanicznego odwodnienia osadów mechanicznego odwodnienia osadów przeznaczonych do termicznego przeznaczonych do termicznego przetwarzaniaprzetwarzania

SpalanieSpalanie

analiza wskazania lokalizacyjnego dla analiza wskazania lokalizacyjnego dla planowanej instalacji suszenia i termicznego planowanej instalacji suszenia i termicznego przetwarzania osadów, jej odległości od przetwarzania osadów, jej odległości od zakładu oczyszczania ścieków wraz z zakładu oczyszczania ścieków wraz z logistyką i kosztami transportu osadówlogistyką i kosztami transportu osadów

analiza celowości zastosowania określonej analiza celowości zastosowania określonej technologii suszenia osadów wraz z analizą technologii suszenia osadów wraz z analizą technicznych i ekonomicznych wariantów technicznych i ekonomicznych wariantów optymalnej technologii suszeniaoptymalnej technologii suszenia

SpalanieSpalanie

analiza zaawansowanych technologii analiza zaawansowanych technologii termicznego przetwarzania osadów, przy termicznego przetwarzania osadów, przy koncepcji bezpośredniego spalania osadów koncepcji bezpośredniego spalania osadów lub koncepcji ich współspalania lub koncepcji ich współspalania

analiza efektywności energetycznej procesu analiza efektywności energetycznej procesu spalania osadów w powiązaniu z procesem ich spalania osadów w powiązaniu z procesem ich suszenia, w tym przeprowadzenie bilansu suszenia, w tym przeprowadzenie bilansu wykorzystania energii wytwarzanego biogazu wykorzystania energii wytwarzanego biogazu na potrzeby technologiczne oczyszczalni na potrzeby technologiczne oczyszczalni ścieków, gospodarcze oraz do suszenia ścieków, gospodarcze oraz do suszenia osadówosadów

SpalanieSpalanie

analiza ekonomiczna obejmująca analiza ekonomiczna obejmująca określenie nakładów inwestycyjnych określenie nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnychi kosztów eksploatacyjnych

analiza akceptacji społecznej dla analiza akceptacji społecznej dla planowanej inwestycjiplanowanej inwestycji

SpalanieSpalanie

Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę

Documents

Osady z oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu spożywczego