Aerob szennyvíztisztító üzemi jellemzőinek drasztikus javítása anaerob előtisztítással

AEROB SZENNYVÍZTISZTÍTÓ ÜZEMI JELLEMZŐINEK DRASZTIKUS JAVÍTÁSA ANAEROB ELŐTISZTÍTÁSSAL

Lorx Viktor

Inwatech Kft.

Zsámbék2011. Október 6.

Bevezetés

• Kezdeti félelmek

• Mérföldkő: UASB reaktorok elterjedése 1980-

• Granulált iszap felfedezése tiszta reaktorok elterjedése ‘80 évek második felétől

• Magas térfogati (6-10 kg KOI/m3,d UASB) és felületi terhelés (0,8-1,2 m/h UASB)

Nagyterhelésű, új generációs reaktorok ’90-es évek

Mitől lesz jó granulátum?

• nagy felületi terhelés• nagy feláramlási sebesség• nagy térfogati szervesanyag terhelés és biogáz képződés• nagy turbulencia a reaktortérben,• megfelelő arányban kettéválasztott savanyodás az elősavanyító és az UASB reaktor között• kedvező (alacsony) lebegőanyag koncentrációk a nyers szennyvízben• megfelelő mennyiségű tápanyag, valamint makro- és mikroelem koncentráció a nyers szennyvízben • terhelés nélkül is hónapokig eltartható• jó ülepedési és adaptációs képesség• magas fajlagos metántermelés

Fejlődési korlát gázflotáció

IC BIOPAQ

• 20-24-30 m vízmélység

• belső cirkuláció

• két szint

• 25-35 kg KOI/m3

• 4-8 m/h

• alacsonyabb vegyszerigény

• azonos hatásfok

LÉTESÍTMÉNYEK

Alkalmazhatóság:

koncentrált, melegebb ipari szennyvizek esetében, kevés lebegőanyag, 2-3

t/d-nél magasabb KOI terhelés.

Hozadékok:

• sokkal kevesebb iszaphozam, jobb fölösiszap

• sokkal kisebb energiaigény

• energiatermelés (metán)

• 10-30 kg KOI/m3d terhelés (↔ 1-2 kg KOI/m3d aerobnál) miatt kis helyigény

• kisebb tápanyag igény

• számos technológiai előny (üzemstabilitás, indítási idő, stb.)

Gazdaságosabb!

Anaerob előtisztítás

• elősavanyodottsági fok beállítása és optimális tartományban tartása• pH beállítása elősavanyítóban (4,5-7) és a reaktorban (6,5-7,5)• napon belüli hőmérsékleti és terhelési ingadozások kiegyenlítésének megoldása• makro- és mikro tápanyagok minimális szintjének biztosítása különös tekintettel az N, P, Fe, Ca, tartalomra• hidraulikai terhelés függetlenítése a szerves anyag terheléstől (külső és belső recirkulációk)• alulterhelésekre való felkészülés (térfogat felosztás, recirkulációk kialakítása)• tartós túlterhelések elkerülését szolgáló létesítmények tervezése

Alkalmazhatóság feltételei

Esettanulmány optimális esetre

A vizsgált létesítmények jellemzői:

• élővízre tisztító létesítmények

• szag-, és iszapkezelésse

• 1,2-11 BOI5/d terhelés tartományban (kb. 2000-3000 mg/l BOI5)

• 25-33 °C szabályozatlan üzemi hőmérséklet

• kb. 85%-os össz. BOI5 eltávolítás átlagban

• kis lebegőanyag tartalom: 100-300 mg/l

• KOI/BOI5 ~1,7

• elenyésző N terhelés

• 14-15 nap aerob iszapkor

(pl. söripar, alkoholipar)

anaerob+aerob teljes aerob

Elektromos energia felhasználás(kWh/BOI5eltávolított):(megjegyzés: anaerob résznél 0,10-0,13 kWh/BOI5eltávolított)

0,22-0,3 1,0-1,3(megjegyzés: a jelenlegi legkorszerűbb aerob rendszerekkel számolva)

Iszaptermelés (kg iszap sz.a./BOI5 eltávolított):(megjegyzés: anaerob résznél 0,015-0,02 kg sz.a./BOI5eltávolított)*

0,08-0,17 0,33-0,42

Biogáz termelés(Nm3 metán/KOIeltávolított):

0,32-0,34 0

Fajlagos mutatók optimális esetben

-kb. 22%-ára esik vissza az elektromos energia felhasználás-kb. 24-40%-ra esik vissza az iszaptermelés- a teljes energia és vegyszerigényt bőven fedező értékű biogáz!

Konkrét optimális eset, teljes aerob tisztítás

Konkrét optimális eset, anaerob+aerob tisztítás

HOZADÉKOK (szén mérleg konkrét optimális eset)

• 5000 mg/l-es KOIbe,• oldott KOI/összKOI=0,85,• a szén alapú szennyezők 100%-a szerves,• anaerob hatásfok 87%ÖBOI,• biogáz: 80% CH4,• 1 kg iszap sz.a.-ban 0,53 kg C,• BOI5/TOC=0,58 nyers szennyvíznél és 0,3 a tisztítottnál,• a szennyvíz jól bontható,• aerob iszapkor 14 nap.

Az anaerob+aerob eljárásnál az iszap formájú szén a kiindulási szénnek összesen 16,5%-a (1%+15,5%), míg az aerob eljárásnál 35%-os.

A fajlagos iszaphozam rendkívül kicsi az aerob fokozatoknál, az alacsony lebegőanyag tartalom és magas hőmérséklet és iszapkor miatt, mindkét esetben. 

Nem optimális eset

• élővízre tisztító létesítmény

• szag-, és iszapkezelés

• 1,2-11 BOI5/d terhelés

• 25-33 °C szabályozatlan üzemi hőmérséklet

• 73%-os össz.BOI5 eltávolítás

• magas lebegőanyag tartalom: 500-1000 mg/l

• KOI/BOI5 ~2,0

• elenyésző N terhelés

• 13-15 nap aerob iszapkor

• pl. papíripar, gyümölcslé feldolgozás, élesztőgyártás

anaerob+aerob teljes aerob

Elektromos energia felhasználás(kWh/BOI5eltávolított):(megjegyzés: anaerob résznél 0,12-0,15 kWh/BOI5eltávolított)

0,35-0,46 1,0-1,3(megjegyzés: a jelenlegi legkorszerűbb aerob rendszerekkel)

Iszaptermelés (kg iszap sz.a./BOI5 eltávolított):(megjegyzés: anaerob résznél 0,015-0,02 kg sz.a./BOI5eltávolított)*

0,21-0,28 0,45-0,59

Biogáz termelés(Nm3 metán/KOIeltávolított):

0,32-0,34 0

Fajlagos mutatók nem optimális esetben

- „csak” kb. 35%-ra esik vissza az elektromos energia felhasználás- „csak” kb. 45-50%-ra esik vissza az iszaptermelés- a teljes energia és vegyszerigényt megközelítő-elérő értékű biogáz!

Konkrét nem optimális eset

Nem optimális eset

HOZADÉKOK (szén mérleg konkrét nem optimális eset)

• 5000 mg/l-es KOIbe,• oldott KOI/összKOI=0,7,• a szén alapú szennyezők 100%-a szerves,• anaerob hatásfok 77%ÖBOI,• biogáz: 80% CH4,• 1 kg iszap sz.a.-ban 0,53 kg C,• BOI5/TOC=0,58 nyers szennyvíznél és 0,3 a tisztítottnál,• a szennyvíz jól bontható,• aerob iszapkor 14 nap.

Az anaerob+aerob eljárásnál az iszap formájú szén a kiindulási szénnek összesen 27,2%-a (1%+26,2%), míg az aerob eljárásnál 43%-os.

További előnyök (optimális eset)

anaerob+aerob teljes aerob

N adagolási igény (kg N / 100kg BOI5 eltávolított):* 1,6 5

P adagolási igény (kg P / 100kg BOI5 eltávolított):* 0,32 1

Aerob iszap Mohlman indexe (ml/g): (25-40) 60-80 120-150 (200)

Helyigény 40% 100%

• jobban vízteleníthető iszap• iszapindex javulása• KOI lebontási hatásfok javulása• szélesebb spektrumú szubsztrát lebontás• alacsony és stabil Mohlmann index• üzemstabilitás, üzemrugalmasság

Köszönöm a figyelmet!