7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
1/47
Preiavanje optadnih vodabioloki aktivnim muljemprimenom
konvencionalnog i SBR postupka
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
2/47
Osnovni principi
Bioloko uklanjanje organskog zagaenja iz vode,zasniva se na dva fenomena:
Fiziko-bioloki (bioflokulacija ili bioadsorpcija)
Bioloki proces (metabolizam bakterija)
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
3/47
Fiziko-bioloki proces I.
Bioflokulacija ili bioadsorpcija predstavlja proces
okrupnjavanja sitnih estica flokulacijom
Navedenim procesom uklanjaju se iz vode
suspendovane i/ili koloidne estice zagaenja,netaloive u originalnoj vodi
Fiziku komponentu bioadsorpcije ini turbulencija(zbijanje estica)
Bioloku komponentu predstavljaflokulacija,podpomognuta produktima metabolizma
(razni polisaharidi)
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
4/47
Fiziko-bioloki proces II.
Predhodno opisani proces se odvija u prisustvu
suspendovane biomase: aktivni mulj, podjednako pod
aerobnim i anaerobnim uslovima.
U navedenom procesu ne dolazi do hemijske promeneprisutnih materija, nego samo do njihovog prelaska iz
netaloivog suspendovanog u taloivi suspendovanioblik:
CaHbOgNdPeCaHbOgNdPene iva, netaloiva ne iva, taloiva
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
5/47
Bioloki proces
Bakterije zagaenje, sa jedne strane, koriste kao izvorenergije (katabolizam), a sa druge strane za proizvodnju
nove bakterijske mase (anabolizam)
Oba procesa se odigravaju samo u prisustvu rastvoreneorganske materije-supstrata
Katabolizam: oksidacija treine organskih materija
Anabolizam: neiva materija se pretvara u ivu biomasu
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
6/47
Mikrobiologija i biohemija
preiavanja
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
7/47
Uslovi postojanja ivota
Nutricijenti: C,O,H,N,P,S i mikro elementi
Izvor energije: Sunce: iju energiju fotosintezom direktno asimiliraju autotrofi
Organske materije: heterotrofi
Neorganske materije: hemoautotrofi
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
8/47
Fotosintetizirajui autotrofi
Izvor energije: sunevo zraenje Formira visokoenergetske organske komplekse : H,O,C
i proizvodi O2
CO2 CH2O H,O
N NH4 i NO3 ; iz prirodnih izvora i ljudske aktivnosti
P PO4 ,detrdenti, otpaci iz domainstva
Aerobni : organske materije + O2 CO2+H2O
Anaerobni : organske materije CO2+CH4+NH3
+ -
3-
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
9/47
Heterotrofi
Izvor energije: oksidacija organskih materija
Energija:
Proizvodnja nove bakterijske mase (anabolizam)
Stvaranje slobodne energije
Gubitak toplote
U sluaju prestanka organske materije, kao izvoraenergije, ivot heterotrofa prestane.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
10/47
Hemoautotrofi
Neorganske materije su izvori energije
Nitrifikujue bakterije (iskljuivno aerobni)Nitrosomonas
Nitrobacter
Denitrifikujue bakterije
NH4++3
2
O2 NO2-+H2O+2H
++newbiomas
NO2-+1
2O2 NO3
-
NO2-
NO3- N2 +N2
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
11/47
Aerobni uslovi
Aerobna respiracija
Prisustvo kiseonika Elektron akceptor: O2 H2O
Anoksini uslovi
Anaerobna respiracija
Prisustvo nitrata i nitrita
Elektron akceptor: NO3 i NO2 N2 + H2O
Anaerobni uslovi
Fermentacija
Nije prisutan: kiseonik, nitrat, nitrit ili sulfat
Elektron akceptor: endogeno stvorena organska materija od
strane mikroorganizama
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
12/47
Varijanta biolokog postupka u
zavisnosti od cilja preiavanja
1. Bez nitrifikacije2. Sa nitrifikacijom
3. Sa nitrifikacijom i denitrifikacijom
4. Postupak sa aerobnom stabilizacijom mulja
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
13/47
1. Bez nitrifikacije
Postrojenje za preiavanje otpadnih vodasa aktivnim muljem bez nitrifikacije je
dimenzionosano tako da je starost mulja od 4
do 5 dana, u zavisnosti od kapaciteta preistaa.
( Detaljno u tabeli br.1.)
Starost mulja po varijantama postupka
u zavisnosti od temperature i veliinepostrojenja
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
14/47
1. Sa nitrifikacijom
Starost mulja kod postrojenja za preiavanjeotpadnih voda sa aktivnim muljem sa
nitrifikacijom je dimenzionosana na osnovu
sledee jednaine:
Starost mulja po varijantama postupka
u zavisnosti od temperature i veliinepostrojenja
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
15/47
1. Sa nitrifikacijom i denitrifikacijom
Starost mulja kod postrojenja za preiavanje
otpadnih voda sa aktivnim muljem sa nitrifikacijom i
denitrifikacijom je dimenzionosana na osnovu
sledee jednaine:
( Detaljno u tabeli br.1.)
Starost mulja po varijantama postupka u
zavisnosti od temperature i veliine
postrojenja
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
16/47
Starost mulja po varijantama postupka u
zavisnosti od temperature i veliine
postrojenja
1. Postupak sa aerobnom stabilizacijom mulja
Starost mulja kod postrojenja za preiavanje
otpadnih voda sa aktivnim muljem sa aerobnomstabilizacijom mulja je dimenzionosana na osnovu
sledee jednaine:
( Detaljno u tabeli br.1.)
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
17/47
Starost mulja po varijantama postupka u
zavisnosti od temperature i veliine postrojenja- Tabela br.1. -
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
18/47
Mogua tehnika reenja postupka
1) Konvencionalni postupak
a) Protoni reaktor
b) Sa potpunim meanjem
2) arni postupak
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
19/47
1,Konvencionalnim putem I.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
20/47
1,Konvencionalnim putem II.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
21/47
1,Konvencionalnim putem III.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
22/47
1,Konvencionalnim putem IV.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
23/47
1,Konvencionalnim putem V.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
24/47
1,Konvencionalnim putem VI.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
25/47
Parametri za dimenzionisanje biolokogpostupka
HPK
BPK
SM Azot po Kjeldahlu
Amonijani-azot (NH4+ - N)
Nitrat-azot (NO3- -N)
Ukupan fosfor
Alkalitet
Temperatura
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
26/47
Dimenzioniranje konvencionalnog
postupka
Osnovni parametri za projektovanje
Zapremina aeracionog bazena
Kapacitet aeracionog sistema
Odnos recirkulacije
Dimenzije talonika
Viak mulja
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
27/47
Zapremina aeracionog bazena
Zavisi od:a) Koliine aktivnog mulja u bazenu (kg SM)
Zavisi od vremena zadravanaja mulja.
Vreme zadravanja odreuje se kao odnos koliine
mulja u aeracionom bazenu i dnevnog vika mulja. Dnevna produkcija mulja se odreuje na osnovu
masenog protoka organske materije (kgBPK5/d) i
specifine produkcije mulja (kgSM/kgBPK5).
b) Koncentracije mulja u bazenu (kg SM/m3)
Vrednost se kree izmeu 4 i 6 kg/m3
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
28/47
Kapacitet aeracionog sistema I.
Potreba kiseonika se sastoji od 3 komponente:
1. Direktna oksidacija organske materije
otpadne vode
2. Indirektna oksidacija aktivnog mulja tokomnjegove stabilizacije to je poseban cilj ovogpostupka
3. Nitrifikacija to se obavezno odvija, sa
obzirom da je vreme zadravanja potrebnoza stabilizaciju mulja takvo da omoguujerazvoj i opstanak nitrifikanata
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
29/47
Kapacitet aeracionog sistema II.
Ukupna potreba kiseonika moe se izraunati na
osnovu dnevnog organskog optereenja (kgBPK5/d) i
specifine potronje kiseonika (kgO2/kgBPK5):
Direktna oksidacija: 0,6 kgO2/kgBPK5 Indirektna oksidacija: 0,8 kgO2/kgBPK5
Nitrifikacija: 4,5 kgO2/kgN
Kapacitet aeracije se izraava u kgO2/h. asovni kapacitet
aeracionog sistema naziva se unosom kiseonika i znaavase sa OC. Potrebna snaga za aeraciju zavisi od OC
(kgO2/h) i od efekta unosa kiseonika sistema (kgO2/kWh).
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
30/47
Recirkulacioni odnos I.
Recirkulacija omoguuje postizanje i kontrolu
koncentracije mulja u aeracionom bazenu.
Zadravanje mulja u bazenu je nezavisno i due odhidraulikog vremena zadravanja.
Potreban odnos recirkulacije Qr/Q utvruje se iz
sledee ravnotee sistema:
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
31/47
Recirkulacioni odnos II.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
32/47
Dimenzije talonika
Dimenzionisanje talonika zavisi od tri faktora:
1. Ulaznog protoka vode (maksimalni asovni protok)
2. Koncentracije mulja u aeracionom bazenu
3. Talonih karakteristika mulja
Glavni parametar za dimenzioniranje je povrinsko
hidrauliko optereenje (m3/m2h) ije se vrednosti kreu od
0.5 do 1 m3/m2h.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
33/47
Konvencionalni potupak - Sekvencijalni arnireaktor (SBR) sa aerobnim aktivnim muljem
Konvencionalno postrojenjesa aerobnim aktivnim muljemzahteva vie elemenata, kaoto su bioloki reaktori,
talonik i vraanje aktivnogmulja iz talonika u aeracionibazen
Nasuprot tome, SBRtehnologija je takva metoda
preiavanja otpadnih vodau kojoj se svaka faza odigrava
u istom bazenu.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
34/47
Sekvencijalni arni reaktor (SBR) sa aerobnimaktivnim muljem
Svaki SBR funkcionie na osnovu
vremenski razgranienih ciklusa, da
se postignu takvi uslovi koji su
potrebni za oksidaciju karbonske
materije, za nitrifikaciju, za
denitrifikaciju i odstranjivanje
fosfora.
Pored prethodno navedenih
odigrava se i separacija esticaod tene faze,odvoenje tretiranog
efluenta i odstranjivanja nastalog
vika mulja.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
35/47
Sekvencijalni arni reaktor (SBR) saaerobnim aktivnim muljem
Osnovni sastojci sistema su:
Reaktorni bazen
Mehanizacija za odvoenje vika mulja
Postrojenje za aeraciju
Dekanter efluenata
Sistem za kontrolisanje procesa
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
36/47
2, arni I.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
37/47
2, arni II.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
38/47
Variacije SBR postupka
ICEAS-Intermitentni ciklini sistem sa produenomaeracijom
pre-reaktivna zona u okviru SBR bazena, gde se influent
kontinualno uliva, ovim metodom se moe izostaviti upravljanjena osnovu meraa protoka. Umesto toga upravljanje se vri naosnovu vremena.
CASS-Ciklini sistem sa aktivnim muljem
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
39/47
ICEAS postupak
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
40/47
Prednosti i ogranienja za postupkesa aktivnim muljem za odstranivanjeBPK i nitrifikaciju
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
41/47
POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJASa potpunim meanjem Jednostavan, isproban-dokazan
postupak
Moe se koristiti za sve vrsteotpadne vode
Veliki kapacitet za razblaavanje,u sluaju ulivanja toksinihsupstanci
Ravnomerna potreba za
kiseonikom
Pogodan za sve tipove
aeracionih sistema
Sklonost ka nagomilavanju mulja
filamentnog tipa
Sa protonom reaktorom Isproban-dokazan postupakVea efikasnost u odstranivanjuamonijaka nego kod postupka sa
potpunim meanjemMoe se kombinovati sa drugim
postupcima, kao to su:raspodeljeno napajanje,anoksini/aerobni procesi
Zbog opadajue aeracijeprojektovanje i funkcionisanje je
sloenijeMogue potekoe kod doziranjakiseonika na poetku reaktora
Sa kontaktnom
stabilizacijom
Nije potrebna aeracija u veojmeri
Nema ili ima ali jako mali
kapacitet za nitrifikaciju
Funkcionisanje sistema je
sloenije
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
42/47
POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJARaspodeljeno napajanje Fleksibilno funkcionisanje
Moe se koristiti sa drugim
postupcima kao to su npr.Anoksini/aerobni postupci
Projektovanje aeracionog
sistema je komplikovano
Funkcionisanje je sloenije
Produena aeracija Efluent je visokog kvalitetaRelativno jednostavno
projektovanje i funkcionisanje
Dobro stabilizovani mulj, niska
produkcija bioloke mase
Velika potronja energije zaaeraciju
Relativno veliki aeracioni bazeni
Vie se koristi kod preistaa sa
manjim kapacitetima
Sa istim kiseonikom Relativno mala zapreminaaeracionog bazena
Emituje manju koliinu gasovaProdukcija mulja sa dobrim
talonim karakteristikamaFunkcionisanje sistema nije
komplikovano
Moe se koristiti za skoro svevrste otpadne vode
Ograniena nitrifikacijaStvara se pena Nocardia
POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJA
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
43/47
POSTUPAK PREDNOSTI OGRANIENJASa oksidacionim jarkom Jednostavno funkcionisanje
Nije osetljiv na ulivanje toksinihsuptanci
Zahteva manje energije za
funkcionisanje nego postupak sa
produenom aeracijomVrlo dobar kvalitet efluenta
Stabilizovan mulj,niska produkcija
biomase
Veoma velika konstrukcija, veapotreba za prostorom
Potrebna je vea koliina energije zaaeraciju
Poveanje kapaciteta preistaa je
veoma teko izvesti
SBR Postupak je pojednostavljen,
sekundarni talonik nije potrebanFleksibilno funkcionisanje,
odstranjivanje nutricijenata se vri sapromenom faze postupkaIzvodljiv je za sve veliine kapaciteta
Kontrolisanje postupka je veoma
komplikovano
Potrebno je visokokvalifikano osoblje
za kontrolu funkcionisanja sistema
Zavisno od projektovanja neki tipovine iskoriavaju dovojno efikasnoaeracionu jedinicu
Dekantirana voda moe da seegalizira, filtrira i dezinfikuje
Protivstrujni
(sa suprotnim tokom)
Visokokvalitetni efluent
Efikasnost transfera kiseonika jevea nego kod konvencionalnihaeracionih sistema
Stabilizovan mulj, niska produkcija
biomase
Projektovanje procesa se moemenjati u zavisnosti od cilja
odstranivanja nutricijenata
Potrebna je fina filtracija radi
spreavanja zaepljavanja difuzora
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
44/47
Uporeivanje konvencionalnog postupkasa sekvencijalni arnim reaktorom (SBR)
sa aerobnim aktivnim muljem
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
45/47
Parametri zauporeivanje
Konvencionalni postupak saaktivnim muljem
SBR
Osnovni biolokiprincipi
Proces biolokog tretmana naosnovu prirasta mikroorganizamaformirajui aktivnu biomasu koja jesuspendovana u meanoj tenosti ureaktoru
Proces biolokog tretmanaje isti kao i kodkonvencionalnog postupka
Principi specifinihprocesa Kontinualno strujanje otpadnih vodakroz bioloko postrojenje zapreiavanje, bez obzira nanaizmeninost masenog protoka iorganskog optereenja
Kod sekvencijalnog arnogreaktora treba uzeti u obzirnaizmeninost organske ihidraulike osobine otpadnihvoda
Glavni postupak Postupak je hidrauliki voen.Veoma ograniena kontrola nad
biolokim procesom.
Postupak je vremenskiupravljan.
Svako dodavanje siroveotpadne vode se tretira savie biolokih procesa.
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
46/47
Parametri zauporeivanje
Konvencionalni postupak saaktivnim muljem
SBR
Rasporeivanjeureaja za glavnipostupak
U konvencionalnom postupku sekoristi vie bazena samehanizacijom za ienje irecirkulacionim sistemom mulja.Konvencionalni postupak jeprostorno orijentisan sa vieobjekata i mehanikih elemenata
SBR postupak se sastoji odjednog reaktora u kojoj seodigravaju svi fizki I biolokipostupci preiavanjaSBR postupak je vremenskiorijentisan, u kome sekombinovano koriste reaktor italonik
Kontrola glavnihbiolokih procesa
Uglavnom jako ograniena:Starost muljaRecirkulacija mulja (iz talonika ureaktor)
Zavisno od osobineorganske materije, moe seprimeniti predhodnafermentacijaStvaranjeanoksine,anaerobne iaerobne okoline
Vremenska kontrola nadsvakom biolokom reakcijomAktivnosti biomase ikarakteristike taloenja
7/29/2019 Biolosko Preciscavanje Optadnih Voda Aktivnim Muljem i
47/47
Hvala na panji