Technická Univerzita v Liberci Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií AQUATEST a.s.
O čem to dnes bude??? Využití biofilm tvořících MO Obecné požadavky na vlastnosti nosiče biomasy Nový typ nosiče praktické využití CHBČOV Lučební závody Draslovka a.s. Kolín Testování a optimalizace technologie Výsledky 2
Úvod Využití mikroorganismů tvořících přirozený biofilm + Vyšší rezistence k toxikantům + Udržení i pomalu rostoucích mikroorganismů (MO) Přirozeně pomalu rostoucích MO Pomalu rostoucích za specifických podmínek (zejména teplota, salinita) + Variabilita koncentrace biomasy - Cena nosiče - Cena dodávky technologie 3
Nosič biomasy musí splňovat následující vlastnosti 1. Kolonizovatelný 2. Maximální specifický povrch 3. Měrná hmotnost srovnatelná s odpadní vodou 4. Optimální velikost vzhledem k technickému řešení 5. Cenová přijatelnost PŘED PO 4
Nový typ nosiče Technická univerzita v Liberci vývoj nového nosiče Nanovlákenný materiál Částice sférického tvaru tzv. nanobambule Nosičem je PE, PU, PP, PVA Nanovláknem je PU, PP, PVA + Vysoký specifický chráněný povrch PŘED PO 5
Praktické využití - modelový příklad Čištění OV z výroby DPG produkovaného v Lučebních závodech Draslovka a.s. Kolín Biomasa upoutaná na nosiči ve vznosu Nosičem biomasy je komerčně dostupný produkt Reálná odpadní voda - extrémní kontaminace toxickými organickými i anorganickými látkami, vysoká salinita, změny teplot Optimalizace pro široký rozsah rozhodných technologických parametrů (doba zdržení OV, teplota, salinita) Cílem je potvrzení vhodnosti vyvíjeného nosiče při paralelním provozu BR s oběma nosiči (stabilita, kolonizovatelnost, schopnost regenerace) 6
CHBČOV Lučební závody Draslovka a.s. Kolín Kombinovaná chemicko-biologická čistírna projektovaná na likvidaci technologických OV z procesů výroby DPG. Produkované denní množství je max. 16 m 3. OV obsahují kyanidy v koncentracích 1-2 mg/l, anilín (,5-1, g/l) a DPG (,5-,8 g/l). VIDEO 7
CHBČOV Lučební závody Draslovka a.s. Kolín CHSK [mg/l] 7 6 5 4 3 2 1 CHBČOV Draslovka Kolín 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Průtok [m 3 /den] 1.4.8 1.5.8 1.6.8 1.7.8 1.8.8 1.9.8 čas [dny] CHSK přítok [mg/l] CHSK odtok [mg/l] Průtok [m 3 ] 8
CHBČOV Lučební závody Draslovka a.s. Kolín Koncentrace celkových kyanidů a anilínu na přítoku a odtoku CHBČOV 8 Koncentrace [mg/l] 6 4 2 7.4.8 21.4.8 5.5.8 19.5.8 2.6.8 16.6.8 3.6.8 14.7.8 Čas [dny] CN - pritok CN - odtok Anilin pritok Anilin odtok 9
Testování a optimalizace technologie Kontinuální kultivace bakterie rodu Rhodococcus Cíle Ověření hraničních podmínek a limitů technologických parametrů Optimalizace technologie, vývoj nového typu nosiče Snížení finanční náročnosti Zvýšení účinnosti čištění Biodegradace kontaminantů (anilín, kyanidy, DPG). Zcela minimálním množství polutantů na odtoku: CN - 15 mg/l -> 3, mg/l Anilín 54 mg/l -> 17 μg/l CHSK 35 mg/l -> 3 mg/l 1
Testování a optimalizace technologie 11
Odstraňování org. látek jako CHSK Průměrná účinnost procesu je 9 %. Biodegradační rychlost určují i další faktory: teplota, rychlost přítoku OV (doba zdržení OV a látkové zatížení), typ a koncentrace polutantu, ph, koncentrace rozpuštěného kyslíku. 12
CHSK / denní průtok 4 PE nosič Hodnota CHSK [mg/l] nové vody 25 26 2585 3725 378 255 3 385 3725 4325 8 CHSK [mg/l] 3 2 1 6 4 2 Řízený průtok [ml/den] 1.2.8 1.4.8 1.6.8 1.8.8 1.1.8 čas [dny] CHSK [mg/l] Řízený průtok [ml] CHSK Nové vody [mg/l] 13
CHSK / denní průtok 4 Nanovlákno Hodnota CHSK [mg/l] nové vody 25 26 2585 3725 378 255 3 385 3725 4325 8 CHSK [mg/l] 3 2 1 6 4 2 Řízený průtok [ml/den] 1.2.8 1.4.8 1.6.8 1.8.8 1.1.8 čas [dny] CHSK [mg/l] Řízený průtok [ml] CHSK Nové vody [mg/l] 14
Závislost na teplotě Rychlost biodegradace se zpomaluje s klesající teplotou. Stejně tak je inhibující i vysoká teplota. Teplota byla zvýšena až na hodnotu 4 C, kdy MO již ztrácejí schopnost degradovat polutanty. S rostoucí teplotou dochází k synergickému vlivu v důsledku odpařování vody z kultivačního media a dochází tak k zasolování prostředí. 15
Závislost na teplotě 4 PE nosič Hodnota CHSK [mg/l] nové vody 25 26 2585 3725 378 255 3 385 3725 4325 3 25 Teplota [ C] 3 2 1 2 15 1 5 CHSK [mg/l] 1.2.8 1.4.8 1.6.8 1.8.8 1.1.8 čas [dny] Teplota [ C] CHSK [mg/l] Nová voda 16
Závislost na teplotě 4 Nanovlákno Hodnota CHSK [mg/l] nové vody 25 26 2585 3725 378 255 3 385 3725 4325 3 25 Teplota [ C] 3 2 1 2 15 1 5 CHSK [mg/l] 1.2.8 1.4.8 1.6.8 1.8.8 1.1.8 čas [dny] Teplota [ C] CHSK [mg/l] Nová voda 17
18
Závěry Biologické čištění v biofilmovém bioreaktoru je velmi vhodnou variantou pro odstraňování specifického toxického znečištění. Testované biofilmtvořící mikroorganismy se dobře přizpůsobují změnám vnějších podmínek. Kvalita odtoku z bioreaktorů u obou testovaných nosičů splňuje požadované nároky. Vyvíjený typ nosičů využívající nanomateriálů je plně srovnatelný s dostupným komerčním typem. Vyvíjený typ nosiče umožňuje rychlejší zapracování urychluje úvodní fáze kolonizace. Rychlost tvorby a zapracování biofilmu bude dále ověřována. 19
2/13