Biologické odstraňování nutrientů

Podobné dokumenty
Biologické odstraňování nutrientů

SYSTÉMY BIOLOGICKÉHO ODSTRAŇOVÁNÍ NUTRIENTŮ

SYSTÉMY BIOLOGICKÉHO ODSTRAŇOVÁNÍ NUTRIENTŮ

Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

05 Biogeochemické cykly

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

Ohlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E-PRTR

Trendy ve vývoji technologie čištění odpadních vod ve velkých čistírnách

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

Biologické čištění odpadních vod - anaerobní procesy

Biogeochemické cykly biogenních prvků

AKTIVACE ODSTRAŇOVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK

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

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

Odstraňování dusíkatého a organického znečištění pomocí Biotechnologie Lentikats

Získávání dat Metodiky laboratorních testů pro popis vlastností aktivovaného kalu a odpadní vody

Řízení procesu čištění odpadních vod na základě měření koncentrace dusíku.

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

Biologické odsiřování bioplynu. Ing. Dana Pokorná, CSc.

Vstupní šneková čerpací stanice

C1200 Úvod do studia biochemie 4.2 Velké cykly prvků. OpVK CZ.1.07/2.2.00/

Základní údaje o čistírně odpadních vod

Lis na shrabky INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

PDF vytvořeno zkušební verzí pdffactory Čištění odpadních vod

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

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

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

POZNATKY K PROJEKTOVÁNÍ. Ing. Stanislav Ház

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

BIOLOGICKÁ ČÁST ČOV. Obsah. Biologické čištění odpadních vod. Vývoj ištní odpadních vod. Redukce znečištění

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

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

PODPOROVANÁ ATENUACE V PRAXI. Vít Matějů, ENVISAN-GEM, a.s. Tomáš Charvát, VZH, a.s. Robin Kyclt, ENVISAN-GEM, a.s.

2.3.1 Uspořádání aktivace pro zvýšené biologické odstranění fosforu Chemické srážení fosforu...30

Čistírna odpadních vod

Biologické čištění odpadních vod - aerobní procesy

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

Sloučeniny dusíku. N elementární N anorganicky vázaný. N organicky vázaný. resp. N-NH 3 dusitanový dusík N-NO. amoniakální dusík N-NH 4+

Biologické čištění odpadních vod - aerobní procesy

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

Voda jako životní prostředí rozpuštěné látky : sloučeniny dusíku

Dekompozice, cykly látek, toky energií

Možnosti monitoringu a řízení pro ekonomiku a spolehlivý provoz ČOV. Prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc. VŠCHT Praha

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

DEKOMPOZICE, CYKLY LÁTEK, TOKY ENERGIÍ

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

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

Denitrifikace vod s vysokým obsahem solí pomocí biotechnologie Lentikats

KANALIZACE, BIOLOGICKÉ ČOV A VLASTNOSTI PRODUKOVANÝCH KALŮ MOTTO:

MEMBRÁNOVÉ ČOV MOŽNOSTI, PRAKTICKÉ APLIKACE A PROVOZNÍ ZKUŠENOSTI

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

Nařízení vlády č. 401/2015 Sb.

ENERGIE Z ODPADNÍCH VOD

OVLIVŇOVÁNÍ SEPARAČNÍCH A ZAHUŠŤOVACÍCH VLASTNOSTÍ AKTIVOVANÉHO KALU

Klasifikace znečišťujících látek

*S00BX01GI8XA* MAGISTRÁT MĚSTA PARDUBIC OZNÁMENÍ. STAVEBNÍ ÚŘAD Štrossova 44, Pardubice V E Ř E J N Á V Y H L Á Š K A

TECHNIKA PRO ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ (13)

2. Měření zónové sedimentační rychlosti

ZKUŠENOSTI S VÝPOČTEM ČOV POMOCÍ SOFTWARE WEST

TECHNIKA PRO ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ (13)

Účinnost odstraňování fosforu na mechanicko-biologických čistírnách odpadních vod metodou simultánního srážení

Výstavba čistírny odpadních vod

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

HODNOCENÍ ÚČINNOSTI VEGETAČNÍ KOŘENOVÉ ČISTÍRNY

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

Úprava odpadní vody Biologická úprava odpadní vody

DÝCHÁNÍ. uložená v nich fotosyntézou, je z nich uvolňována) Rostliny tedy mohou po určitou dobu žít bez fotosyntézy

Vyhodnocení provozu. období leden Dr. Ing. Libor Novák

Čištění odpadních vod

EXKURZE ÚSTŘEDNÍ ČISTÍRNA ODPADNÍCH VOD PRAHA. Katedra zdravotního a ekologického inženýrství. Stará čistírna odpadních vod Papírenská 199/6 Praha

Recyklace energie. Jan Bartáček. Ústav technologie vody a prostředí

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

ANAEROBNÍ FERMENTACE

Modul 02 Přírodovědné předměty

Koloběh živin ve vodě a půdě

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Anaerobní proces. Anaerobní rozklad organických látek. Bioplyn

TECHNICKO DODACÍ PODMÍNKY - CFR

Čištění odpadních vod z malých zdrojů znečištění:

Bioremediace půd a podzemních vod

Optimální poměry nutrientů pro čištění odpadních vod

Pracovní list číslo 01

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

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

Mikrobiální ekologie vody. Znečištění: 9. Znečištění a (bio)degradace DEGRADACE / BIODEGRADACE DEGRADACE / BIODEGRADACE

Orientačně lze uvažovat s potřebou cca Kcal na vypaření 1 l kapalné odpadní vody.

Odstraňování dusičnanů a dusitanů ze zasolených vod pomocí denitrifikačních Biokatalyzátorů lentikats

MORAVSKÁ VYSOKÁ ŠKOLA OLOMOUC. Ústav ekonomie. Zdeněk März

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

Aplikace anaerobního membránového bioreaktoru pro čištění farmaceutických odpadních vod

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály Monitorování životního prostředí. Monitoring vody

INTENZIFIKACE ČOV TLUČNÁ S VYUŽITÍM NOSIČŮ BIOMASY VE FLUIDNÍM LOŽI

OVĚŘENÍ FUNKČNOSTI BIONOSIČŮ LEVAPOR

MATHEMATICAL MODELLING OF NITRIFICATION CAPACITY OF THE WASTE WATER TREATMENT PLANT

CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ I. (06) Biogeochemické cykly

Chemie životního prostředí III Hydrosféra (03) Sedimenty

AUTOTROFNÍ DENITRIFIKACE BAKTERIÍ THIOBACILLUS DENITRIFICANS ZA PŘÍTOMNOSTI FOSFORU A MOLYBDENU

Obecné zásady biologických čistírenských procesů

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky

Transkript:

Biologické odstraňování nutrientů Martin Pivokonský 8. 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

Nutrienty v odpadních vodách Dusík (N) specifická produkce 12 g N na 1 obyvatele za 1 den antropogenními zdroji jsou hlavně splašky, odpady ze zemědělství a splachy z půdy obdělávané pomocí dusíkatých hnojiv, některé průmyslové odpadní vody (potravinářství, tepelné zpracování uhlí ) Fosfor (P) specifická produkce 2-3 g P na 1 obyvatele za 1 den antropogenními zdroji jsou prací a čistící prostředky, živočišné odpady a některá hnojiva Eutrofizace růst obsahu minerálních živin (nutrientů), zejména sloučenin N a P, důsledkem je zvýšený rozvoj fotosyntetizujících organismů ovlivňujících jakost vody

Odstraňování N v aktivačních systémech z anorganických forem se ve splaškových vodách vyskytuje zejména dusík amoniakální, organický dusík pak zpravidla v redukovaném stavu N -III dusičnanový a dusitanový dusík se zpravidla nevyskytují ve významných koncentracích (vzhledem k mikrobiální redukci ve stokové síti) princip biologického odstraňování N: oxidace na dusičnany a následné snižování jejich koncentrace na požadovanou hodnotu podstatná část N je také využívána mikroorganismy pro syntézu biomasy (může obsahovat až 6-8 % N)

Amonifikace dusík vázaný v aminoskupině (-NH 2 ) organických látek bílkovinné povahy je hydrolýzou konvertován na amoniakální dusík prvním krokem je depolymerizace makromolekul bílkovin pomocí extracelulárních enzymů produkovaných mikroorganismy, vzniklé aminokyseliny jsou následně transportovány do buněk a dále degradovány kromě amoniakálního dusíku vznikají při amonifikaci různé typy uhlíkatých sloučenin (alkoholy, mastné kyseliny ) vznikající amoniakální dusík je následně dostupný pro nitrifikaci

Nitrifikace oxidace amoniakálního dusíku probíhající ve dvou stupních 1) 2) 2 NH 3 + 3 O 2 2 NO 2 - + 2 H 2 O + 2 H + 2 NO 2 - + O 2 2 NO 3 - při nitrifikaci mikroorganismy (chemolitotrofní nitrifikační bakterie) využívají energii produkovanou oxidací anorganických sloučenin nitrifikace probíhá při oxických podmínkách (kyslík jako akceptor elektronu) na 1. stupni se podílejí např. rody Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus na 2. stupni pak např. rody Nitrobacter, Nitrocystis nitrifikační bakterie jsou pomalu rostoucí (řádově menší rychlost než ostatní mikroorganismy aktivovaného kalu) a v aktivovaném kalu mívají nízké zastoupení (do 3 %)

Nitrifikace Faktory: zpravidla nutná vyšší doba zdržení biomasy (stáří aktivovaného kalu) obvykle nad 10-13 dní koncentrace rozpuštěného kyslíku by neměla klesnout pod 1,5-2 mg.l -1 během nitrifikace hrozí nadměrný pokles ph (během první fáze jsou uvolňovány H + ionty) při ph pod 7,0-7,2 dochází ke zpomalení nitrifikace při ph pod 6,0-6,4 nitrifikace ustává optimální teplota pro čisté kultury je 28-32 C (s klesající teplotou se snižuje rychlost nitrifikace) nitrifikační bakterie jsou citlivé na řadu anorganických i organických látek z anorganických např. těžké kovy, kyanidy, kyanatany, neiontové formy amoniaku z organických látek zejména ty, které obsahují v molekule síru a dusík (např. allylthiomočovina) škodlivé látky mohou vznikat i během vlastní nitrifikace - autoinhibice

Denitrifikace oxidované formy dusíku mohou být organismy využity asimilačně nebo disimilačně nitrátová asimilace redukce dusičnanového dusíku na amoniakální, který může být využit v anabolických procesech, a tak být inkorporován do nově vznikající biomasy nitrátová disimilace dusičnanový a dusitanový dusík je využíván jako konečný akceptor elektronů místo kyslíku, konečný produkt je určován druhem mikroorganismu a podmínkami reakce jako denitrifikace je označován proces, kdy je dusík redukován na N 0, který uniká z vodního prostředí jako plynný dusík N 2 denitrifikace probíhá za anoxických podmínek procesu denitrifikace je schopna většina organotrofních bakterií (např. rody Pseudomonas, Micrococcus, Denitrobacillus) 5 CH 3 OH + 6 NO 3-3 N 2 + 7 H 2 O + 5 CO 2 + 6 OH - 3 CH 3 OH + 6 NO 2-3 N 2 + 3 H 2 O + 3 CO 2 + 6 OH -

Denitrifikace Faktory: denitrifikace může částečně nebo zcela kompenzovat pokles ph způsobený nitrifikací může probíhat v širokém rozmezí ph od 6 do 9 není výrazně ovlivňována teplotou denitrifikační bakterie jsou oproti nitrifikačním obecně méně citlivé na podmínky okolního prostředí

Aktivační systémy s predenitrifikací aktivační směs přítok anoxická zóna oxická zóna dosazovací nádrž odtok interní recirkulace aktivační směsi vratný aktivovaný kal přebytečný aktivovaný kal mísení aktivovaného kalu s odpadní vodou za anoxických podmínek umožňuje využít organické látky z odpadní vody jako substrát pro denitrifikaci dusičnany vzniklé nitrifikací se vrací do denitrifikační zóny pomocí recirkulace někdy se využívají systémy s opakovaným zařazením anoxických a oxických zón

Aktivace s předřazenou denitrifikací a regenerací vratného aktivovaného kalu regenerační zóna zvyšuje metabolickou aktivitu mikroorganismů aktivovaného kalu zvyšování rychlosti je umožněno dosahovat potřebného stáří kalu pro úplnou nitrifikaci Aktivační systémy se simultánní nitrifikací a denitrifikací uspořádání aktivační nádrže umožňuje vznik anoxických zón (vyčerpáním kyslíku respirační aktivitou mikroorganismů) v oxickém reaktoru Bioaugmentace obohacování biocenózy nitrifikačními mikroorganismy kultivovanými v rámci ČOV kultivátor je součástí aktivačního systému, umístění např. v proudu vratného kalu nebo v regenerační nádrži

Odstraňování P v aktivačních systémech v odpadních vodách se vyskytují zejména orthofosforečnany, polyfosforečnany a organicky vázaný fosfor hydrolýzou polyfosforečnanů a degradací organických látek se však téměř veškerý fosfor transformuje na formu orthofosforečnanů část fosforu je při biologickém čištění vždy odstraněna inkorporací do nově syntetizované biomasy (obsah P v sušině kalu cca 2 %) bakterie schopné zvýšené akumulace fosforu do buněk ve formě polyfosfátů se nazývají poly-p bakterie (polyfosfátkumulující) např. rody Acinetobacter, Klebsiella, Moraxella pro navození zvýšené akumulace fosforu je nutné opakované střídání anaerobních a oxických kultivačních podmínek a přenos energie mezi těmito systémy (obsah P v sušině kalu pak může dosahovat až 9-10 %)

Odstraňování P v aktivačních systémech fermentativními procesy vznikají v anaerobních podmínkách nižší alkoholy nebo nižší mastné kyseliny, důležitá je přítomnost kyseliny octové poly-p bakterie si z těchto látek za anaerobních podmínek vytvářejí zásobní látku poly-β-hydroxymáselnou kyselinu PHB (potřebná energie je uvolňována depolymerizací buněčných polyfosforečnanů) po přechodu do oxických podmínek jsou zásobní látky oxidovány a přebytečná uvolněná energie je ukládána do buněčných polyfosforečnanů za oxických podmínek kumulují poly-p bakterie jak fosfor uvolněný za anaerobních podmínek, tak fosfor dodaný odpadní vodou fosfor je pak vázaný v přebytečném aktivovaném kalu, který je odebírán za oxických podmínek

Odstraňování P v aktivačních systémech může být odstraňování fosforu zařazeno jak v hlavní lince, tak mimo ni samostatně nebo v kombinaci s biologických odstraňováním lze také aplikovat chemické srážení fosforu za využití anorganických solí (železnatých, železitých nebo hlinitých, zpravidla se jedná o sírany nebo chloridy) chemické srážení fosforu lze provozovat jako: předřazené srážecí činidlo je dávkováno před usazovací nádrží, přičemž ale musí být vyloučena limitace fosforem při následném biologickém čištění simultánní srážecí činidlo je dávkováno do aktivační směsí před aktivační nádrží po precipitaci k chemickému srážení dochází za dosazovací nádrží, tedy po dokončení biologického čištění lze dosáhnout téměř nulových odtokových koncentrací P je nutný další separační stupeň investiční náklady