Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

Podobné dokumenty
Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

ANAEROBNÍ FERMENTACE

PŘEDMLUVA...ii. OBSAH...ii 1. ÚVOD...1

Aplikace anaerobního membránového bioreaktoru pro čištění farmaceutických odpadních vod

Mechanické čištění odpadních vod

Biologické odstraňování nutrientů

Biologické odstraňování nutrientů

Anaerobní membránové bioreaktory Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

Biologické čištění odpadních vod - aerobní procesy

ENERGIE Z ODPADNÍCH VOD

BIOLOGICKÁ ÚPRAVA ZEMĚDĚLSKÝCH ODPADŮ A STATKOVÝCH HNOJIV

Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí. Výukové materiály projektu NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ VÝROBA BIOPLYNU

AKTIVACE ODSTRAŇOVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK

Biogeochemické cykly biogenních prvků

Biologické čištění odpadních vod - aerobní procesy

Látka toxická pro mikroorganismy a vyšší živočichy i v nízké koncentraci. Do prostředí se dostává: Používá se například:

(CH4, CO2, H2, N, 2, H2S)

Recyklace energie. Jan Bartáček. Ústav technologie vody a prostředí

Hydrolytické a acidogenní mikroorganismy

Lis na shrabky INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Odstraňování dusíkatého a organického znečištění pomocí Biotechnologie Lentikats

Úprava odpadní vody Biologická úprava odpadní vody

STABILIZACE KALŮ. Anaerobní stabilizace. Definice. Metody stabilizace kalů. Anaerobní stabilizace kalů. Cíle anaerobní stabilizace

MIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně

Zkušenosti z provozu vybraných membránových bioreaktorů

Biologické odsiřování bioplynu. Ing. Dana Pokorná, CSc.

PDF vytvořeno zkušební verzí pdffactory Čištění odpadních vod

ZPRACOVÁNÍ ODPADNÍCH VOD. Cenné látky v odpadní vodě / Separované čištění proudů vod

SYSTÉMY BIOLOGICKÉHO ODSTRAŇOVÁNÍ NUTRIENTŮ

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: Moderní škola 21. století Zařazení materiálu: Šablona: III/2

Pouţití hydrolytických enzymů při produkci bioplynu z odpadů: Výsledky z praxe

Základní údaje o čistírně odpadních vod

Vliv kalového hospodářství na odstraňování dusíku. Kalová voda. Odstraňování dusíku na biologických ČOV

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Ústav technologie vody a prostředí. Environment, France

Fouling a biofouling membrán při provozu MBR, metody potlačení Mgr. Ing. Bc. Lukáš Dvořák, Ph.D.

Separace a zpracování kalu

ZPRÁVA O VÝSLEDCÍCH TESTU PŘÍPRAVKU BCL BioGas

Ing. Radim Staněk, prof. Ing. Jana Zábranská CSc. Čištění odpadních vod z výroby nitrocelulózy

VODÍK. Proč vzrůstá zájem o využití vodíku: Produkce vodíku je jedním ze způsobů AKUMULACE PŘEBYTEČNÉ ELEKTRICKÉ ENERGIE

VLIV TECHNOLOGICKÝCH PARAMETRŮ POST-AERACE NA KVALITU ANAEROBNĚ STABILIZOVANÉHO KALU

Klasifikace vod podle čistoty. Jakost (kvalita) vod. Čištění vod z rybářských provozů

Trendy ve vývoji technologie čištění odpadních vod ve velkých čistírnách

MOŽNOSTÍ ZVÝŠENÍ VÝROBY BIOPLYNU NA STÁVAJÍCÍCH ZAŘÍZENÍCH

ších dostupných technologií odpadních vod Asociace pro vodu ČR Ing. Milan Lánský, Ph.D., Ing. Bc. Martin Srb, Ph.D.

BENCHMARKING KALOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ VELKÝCH ČOV V ČR

Organickou hmotu tvoří obvykle (biomasa): ČZU/FAPPZ

Složka Obsah v % Methan- CH % Oxid uhličitý CO % Vodík H % Sulfan H 2 S 0,1 1 % Dusík 1 3 % Metan CH 4 CO 2 H 2 H 2 S NH 3 N 2

Marek Holba, Adam Bartoník, Ondřej Škorvan, Petr Horák, Marcela Počinková, Karel Plotěný. Ing Milan Uher

AKCE: Přednáška Technologie výroby a zpracování bioplynu Stanislav Bureš. Datum:

NOVÉ TECHNOLOGIE ROZŠIŘUJÍCÍ VYUŽITÍ CELKOVÉHO ENERGETICKÉHO POTENCIÁLU BIOPLYNU A BIOMASY

Aktivační nádrže oběhové čistírny odpadních vod (ČOV) a projekt jejího demonstrátoru

VYUŽITÍ BIOCAT+ V ZAŘÍZENÍ KOMPOGAS V GERMANIER ECORECYCLAGE SA V LAVIGNY VE ŠVÝCARSKU

PŘEHLED ENVIRONMENTÁLNÍCH RIZIK

Předčištění odpadních vod, decentrální čištění odpadních vod. Energetické systémy budov I

PROGRAM BIOPLYNOVÉ STANICE

Nařízení vlády č. 401/2015 Sb.

ČISTÍRNA ODPADNÍCH VOD AS-VARIOcomp K PROVOZNÍ DENÍK

ODPADNÍ VODY ODPADNÍ VODY. další typy znečištění. Ukazatele znečištění odpadních vod. přehled znečišťujících látek v odpadních vodách

FUNKČNÍ VZOREK. AUTOŘI: Radek Stloukal 1, Jan Mrákota 1, Petr Kelbich 2, Michal Rosenberg 3, Jarmila Watzková 1

Hlavní sledované parametry při provozu bioplynové stanice

Chemie životního prostředí III Hydrosféra (04) Samočistící schopnost vod

Moderní čistírenské procesy a technologie umožňující dosáhnout odtokových limitů podle požadavků směrnic EU a recyklaci odpadních vod

Dokončovací operace biotechnologických výrob (downstream procesy)

Využití pyrolýzy ke zpracování stabilizovaných čistírenských kalů

Vývoj koncepcí městského odvodnění

REKONSTRUKCE KALOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ ČOV S CÍLEM ZVÝŠENÍ ENERGETICKÉ SOBĚSTAČNOSTI

Stabilizovaný vs. surový ČK

TECHNOLOGIE ANAEROBNÍHO ZPRACOVÁNÍ BIOMASY A VEDLEJŠÍCH PRODUKTŮ ZE ZEMĚDĚLSKÉ A POTRAVINÁŘSKÉ VÝROBY

Omezování plynných emisí. Ochrana ovzduší ZS 2010/2011

FOTOKATALYTICKÁ OXIDACE BIOLOGICKY OBTÍŽNĚ ODBOURATELNÝCH ORGANICKÝCH LÁTEK OBSAŽENÝCH V NADBILANČNÍCH VODÁCH ZE SKLÁDEK KOMUNÁLNÍHO ODPADU

5. Bioreaktory. Schematicky jsou jednotlivé typy bioreaktorů znázorněny na obr Nejpoužívanějšími bioreaktory jsou míchací tanky.

KANALIZACE, BIOLOGICKÉ ČOV A VLASTNOSTI PRODUKOVANÝCH KALŮ MOTTO:

Procesy čištění odpadních vod. Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Jak se čistí odpadní voda

Omezování plynných emisí. Ochrana ovzduší ZS 2012/2013

Klasifikace znečišťujících látek

05 Biogeochemické cykly

Voda Problematika čištění nestandardních odpadních vod v podmínkách dálničních odpočívek srovnání dvou realizovaných čistíren SBR

OBORU MINERÁLNÍ BIOTECHNOLOGIE

KATALOG OPATŘENÍ 1. POPIS PROBLÉMU 2. PRÁVNÍ ZÁKLAD. ID_OPATŘENÍ 2 NÁZEV OPATŘENÍ Intenzifikace nebo modernizace ČOV DATUM ZPRACOVÁNÍ Prosinec 2005

2. Měření zónové sedimentační rychlosti

INTENZIFIKACE ČOV TLUČNÁ S VYUŽITÍM NOSIČŮ BIOMASY VE FLUIDNÍM LOŽI

Energie z odpadních vod. Karel Plotěný

Stanovení organických sloučenin křemíku v bioplynu

Výstavba čistírny odpadních vod

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

Vliv nestability procesu biologického odstraňování fosforu z odpadní vody. Úskalí biologického odstraňování fosforu z odpadních vod

SUCHÁ FERMENTACE V MALOOBJEMOVÉM

Membránové bioreaktory

Denitrifikace vod s vysokým obsahem solí pomocí biotechnologie Lentikats

ZKUŠENOSTI S VÝPOČTEM ČOV POMOCÍ SOFTWARE WEST

Výzkumné centrum Pokročilé sanační technologie a procesy

N N N* Cyklus a transformace N. Dvě formy: N 2 a N* Mikrobiální ekologie vody. Cyklus uhlíku a dusíku - rozdíly

Anaerobní fermentace

SEPARÁTORU NA ODDĚLENÍ BIOKATALYZÁTORU LENTIKATS OD KAPALNÉ FÁZE V RÁMCI KONTEJNEROVÉ TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ PRŮMYSLOVÝCH ODPADNÍCH VOD

Číslo zakázky: 13 PROTOKOL O ZKOUŠCE č. 1 Číslo přihlášky: 13. Zkoušený výrobek - zařízení: domovní aktivační čistírna - typ EKO-NATUR 3-6

Energetické zhodnocení komunálního odpadu, plastů, kalů ČOV, kyselých kalů, gudrónov, gumy a biomasy

Transkript:

Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy Martin Pivokonský 7. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Tel.: 221 951 909 E-mail: pivo@ih.cas.cz

Druhy vod 1) podle původu přírodní odpadní splaškové průmyslové městské (směs splaškových a průmyslových vod) Mezi odpadní vody patří i průsakové vody z odkališť nebo skládek odpadů. 2) podle výskytu atmosférické podzemní povrchové 3) podle použití voda pitná voda provozní voda odpadní Důlní vody všechny podzemní, povrchové a srážkové vody, které vnikly do hlubinných nebo povrchových důlních prostorů, a to až do jejich spojení s jinými stálými podzemními nebo povrchovými vodami.

Anaerobní rozklad organických látek soubor na sebe navazujících procesů, na kterých se podílejí různé skupiny anaerobních mikroorganismů mezi anaerobní čistírenské procesy lze řadit: anaerobní čištění odpadních vod anaerobní stabilizaci kalů konečnými produkty anaerobního čištění odpadních vod jsou: nově vzniklá biomasa plyny: CH 4, CO 2, H 2, N 2, H 2 S vyčištěná odpadní voda při anaerobních procesech dochází oproti aerobním procesům k podstatně nižší produkci biomasy na jednotku spotřebovaného substrátu (nižší energetický zisk pro organismy)

Anaerobní rozklad organických látek lze rozlišovat čtyři hlavní skupiny biochemických reakcí: 1. Hydrolýza rozklad makromolekulárních látek (polysacharidy, proteiny, lipidy) na látky nízkomolekulární pomocí extracelulárních hydrolytických enzymů 2. Acidogeneze rozklad nízkomolekulárních látek na jednodušší organické látky (kyseliny, alkoholy) vzniká také CO 2, H 2 acidogeneze probíhá uvnitř buněk 3. Acetogeneze oxidace jednoduchých organických látek na CO 2, H 2 a kyselinu octovou 4. Methanogeneze rozklad jednouhlíkatých látek dochází k produkci methanu CH 3 COOH CH 4 + CO 2 4 H 2 + CO 2 CH 4 + 2 H 2 O acetotorofní methanogenní bakterie hydrogenotrofní methanogenní bakterie

Anaerobní rozklad organických látek Porovnání s aerobními procesy Aerobní procesy 60 % energie spotřebováno na syntézu nové biomasy 40 % energie se ztrácí ve formě reakčního tepla 50 % uhlíku ze substrátu přeměněno v biomasu 50 % uhlíku přeměněno v CO 2 Anaerobní procesy 90 % energie zachováno ve vzniklém bioplynu 5-7 % energie spotřebováno na růst nové biomasy 3-5 % energie se ztrácí ve formě reakčního tepla 95 % uhlíku ze substrátu přechází do bioplynu 5 % uhlíku přeměněno v biomasu

Anaerobní čištění odpadních vod Porovnání s aerobními procesy Výhody: úspora energie vynakládané na aeraci produkce bioplynu nižší produkce biomasy (kalu) nižší náklady na jeho zpracování, navíc není nutné jej dále stabilizovat díky nižší produkci biomasy menší nároky na živiny lze udržovat vysokou koncentraci biomasy v reaktoru není limitace rychlostí přestupu kyslíku Nevýhody: pomalý metabolismus - nízká rychlost, delší doba zdržení dlouhá doba zapracování anaerobních procesů relativně vysoká koncentrace organických látek na odtoku, často je potřebné ještě aerobní dočištění (zejména při vysoké výchozí koncentraci organických látek) citlivost methanogenních bakterií vůči změnám životních podmínek

Anaerobní reaktory pro čištění odpadních vod Reaktory s kultivací biomasy v suspenzi a) bez recirkulace biomasy směšovací reaktor s promícháváním kontinuální dávkování odpadní vody jednostupňové uspořádání nebo odděleně předmethanizační a methanizační fáze b) s recirkulací biomasy anaerobní aktivace výhodou je prodloužení doby zdržení biomasy (stáří kalu) vůči době zdržení kapalné fáze nevýhodou je obtížná separovatelnost biomasy (zpravidla nedostatečně sedimentuje) membránový anaerobní reaktor separace biomasy membránovou ultrafiltrací v separačním zařízení mimo reaktor lze udržet vysokou koncentraci biomasy v reaktoru bez ohledu na její schopnost sedimentace

Anaerobní reaktory pro čištění odpadních vod Reaktory s imobilizovanou biomasou doba zdržení biomasy je podstatně delší než doba zdržení kapaliny vysoká koncentrace anaerobní biomasy, intenzifikace procesu Dělení reaktorů: a) dle způsobu imobilizace biomasy s biomasou ve formě nárostu s agregovanou (granulovanou) biomasou s vnitřním separátorem plynu a biomasy s externím separátorem biomasy přepážkové reaktory b) dle jejich technologického uspořádání: s pevnou náplní s průtokem zdola nahoru s průtokem shora dolů s pohyblivou náplní s náplní ve vznosu

Anaerobní reaktory pro čištění odpadních vod příklady reaktorů s imobilizovanou biomasou: anaerobní rotační diskový reaktor (ARBC Anaerobic Rotating Biological Contactor) biomasa ve formě nárostu UASB reaktor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) agregovaná biomasa EGSB reaktor (Expanded Granular Sludge Bed) agregovaná biomasa

Zapracování anaerobních reaktorů důležitá fáze vliv na stabilitu a účinnost provozu! aspekty zapracování anaerobních reaktorů: adaptace mikroorganismů na daný substrát a dané podmínky imobilizace biomasy v biofilmu nebo jejich agregace akumulace dostatečného množství biomasy, aby bylo možné zpracovávat požadované zatížení zvyšování zatížení (dávkování substrátu) musí být pozvolné tak, aby byla udržována požadovaná úroveň čištění měřítky rychlosti zatěžování jsou: a) koncentrace těkavých mastných kyselin v reaktoru b) produkce bioplynu c) účinnost čištění

Zapracování anaerobních reaktorů faktory ovlivňující rychlost zapracování: kvalita a množství inokula (přímý vliv na dobu zapracování) charakter odpadní vody biologická rozložitelnost organických látek množství a typ suspendovaných látek přítomnost toxických nebo inhibujících látek rychlost růstu methanogenních mikroorganismů (limitujícím faktorem je zpravidla růstová rychlost acetotrofních methanogenů žádoucí je optimalizace jejich růstových podmínek teplota, ph, obsah nutrientů) míra vyplavování mikroorganismů odtokem důležitá je důkladná separace biomasy nebo její zadržování v reaktoru

Bioplyn složení: převážně CH 4 a CO 2, menší množství H 2, N 2, H 2 S vysoký obsah methanu (až 80 %) = vysoká výhřevnost, energetické využití kogenerace využití bioplynu pro produkci elektrické energie a tepla v rámci ČOV využití pro vyhřívání methanizačních nádrží, vytápění budov, produkci teplé vody některé ČOV jsou díky produkci bioplynu a následné kogeneraci téměř soběstačné z hlediska spotřeby tepla i elektrické energie