Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Copy of Ekoinžinjering - Primarni i sekundarni tretman za prečišćavanje otpadne vode

No description
by

Dragana Tomasevic

on 12 July 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Copy of Ekoinžinjering - Primarni i sekundarni tretman za prečišćavanje otpadne vode

za prečišćavanje otpadne vode
Primarni i sekundarni tretman
Katarina Jovanović
Gordana Ilić
Minja Bogunović
Marijana Galović
5 glavnih delova tipičnog tretmana za prečišćavanje otpadnih voda:
5. Tretman preostalih materija i odlaganje
1. Predtretman
2. Primarni tretman (fizički procesi)
3. Sekundarni tretman (biološki procesi)
4. Tercijarni tretman (može biti fizički, biološki i hemijski)
Iako voda može biti zagađena različitim materijama, najčešći zagađiači u otpadnim vodama su:
Organske materije merene biološkom potrošnjom kiseonika
Azot
Fosfor
Suspendovane materije
Patogeni organizmi
Da bi se obezbedila važna informacija za dizajniranje i operativnost postrojenja, sedam glavnih komponenti karakteristika otpadnih voda je uzeto u obzir:
Teški metali
Nutrijenti
Prioritetni organski polutanti
Ukupne suspendovane materije
Biološka potrošnja kiseonika
Patogeni mikroorganizmi
Ukupne rastvorene materije
redtretman
P
Sita
Kružna drobilica
Komora za šljunak
Primarni
tretman
Kružni
Pravougaoni
Uklanjanje oko 60% čvrstih materija, oko 30% potrošnje kiseonika, do 20% P.

Ukoliko je ovo uklanjanje adekvatno i faktor razblaženja u vodenom toku takav da su štetni efekti prihvatljivi, postrojenje sa primarnim tretmanom voda je dovoljno za tretman otpadnih voda.
Ukoliko je neadekvatan, uklanjanje čvrstih materija, BPK i P se pojačava dodatkom hemikalija (alum ili krečnjak) influentu za primarni razbistrivač.
Primarni tretman bez dodatka hemikalija je propraćen sekundarnim tretmanom
Sekundarni
tretman
Cilj: uklanjanje BPK
Reaktor sa fiksiranim slojem (filter na kapanje)
Reaktor sa rastom bakterija (proces sa aktivnim muljem)
Odnos F/M
(BPK i MSSL)
Produžena aeracija
Dizajn sistema aktivnog mulja uz korišćenje
Transfer gasa
Dva osnovna načina:
Zadaci i rešenja
Rešenje:

Koncentracija supstrata S, u efluentu je ista kao i S u reaktoru, ali samo ukoliko imamo savršeno mešanje.
θc = (K_s+ S)/Sû = (500 mg/l + 10 mg/l)/((10 mg/l)*(4 d^(-1))) = 12,75 dana
V = θc * Q = (12,75 dana)*(3 m3/danu) = 38,25 m3 ≈ 38 m3
1. Biološki reaktor (bez recikliranih čvrstih materija) sadrži influent koji ima 600mg/l BPK i treba da bude smanjen na 10 mg/l. Konstanta kinetike Ks je 500 mg/l, a û je 4 d-1. Ukoliko je protok 3 m3/danu, koliki reaktor treba da bude?
2. Uslovi su kao u zadatku 1, predpostavljamo da jedini dostupan reaktor ima zapreminu od 24 m3. Koji bi bio procenat smanjenja supstrata (efikasnost uklanjanja supstrata)?
Rešenje:
θc = V/Q= (24 m^3)/(3 m^3/danu) = 8 dana
S = K_s/(ûθ_c- 1) = (500 mg/l)/((4 d^(-1) )(8 dana)- 1) = 16 mg/l
Efikasnost uklanjanja = ((600-16))/600 * 100 = 97%
3. Sistem aktivnog mulja ima protok od 400 m3/danu, vrednost BPK je 300 mg/l. Konstanta kinetike je 200 mg/l, û = 2 d-1, Y = 0,5 kgSS/kg BPK a t = 0,129 dana. Koncentracija čvrstih materija je 4000 mg/l u aeracionom tanku. Koja koncentracija pomešane tečnosti i čvrste materije je potrebna da bi se dobilo uklanjanje BPK od 95% (i.e. S = 15 mg/l)?
Rešenje:
U ovom slučaju možemo koristiti dve jednačine za vrednost uklanjanja supstrata. Primetili smo da je MLSS koncentracija 2x veća od koncentracije u efluentu, što znači da je otpornost ćelija 2x veća.
q = μ/y = ûS/(Y (K_s+ S)) = (( 2 d^(-1) )(15 mg/l))/((0,5 kg/kg)(200 mg/l+ 15 mg/l)) = 0,28 d-1
X = (S_0- S)/tq= (300 mg/l- 15 mg/l)/((0,129 dana)(0,28d^(-1))) = 7 890 mg/l
θc = 1/qY= 1/((0,28 d^(-1) )(0,5 kg/kg)) = 7,1 dan
4. Rastvorljivost čistog kiseonika u vodi na atmosferskom pritisku iznosi 46mg/l ako voda ne sadrži rastvorene materije. Šta bi se desilo sa količinom rastvorenog kiseonika u čistoj vodi, ako je gas iznad vode kiseonik? Šta se događa sa rastvorljivošću ako se kiseonik zameni azotom pa zatim vazduhom? Pretpostaviti da je u sva tri slučaja ukupan pritisak gasova iznad vode atmosferski(jedna atmosfera) i temperatura je 20°C.
Rešenje:
S = K * P46 mg/l = K * 1 atm ili K = 46 mg/l-atm
Primer sistema sa slike. stoga sadrži 46 mg/l rastvorenog kiseonika , jer je ukupan pritisak od kiseonika. Kada se kiseonik zameni sa azotom, parcijalni pritisak kiseonika je 0, i S = 0 mg/l.







Slika 10. Tri gasa iznad vode, na atmosferskom pritisku
U trećem slučaju, pošto vazduh sadrži 20% kiseonika, rešenje je:
S = K * P = (46 mg/l-atm) * (0,20) = 9,2 mg/l

Proverom u tabeli, na 20°C, rastvorljivost kiseonika iz vazduha u čistoj vodi je zaista 9.2 mg/l. Predpostavlja se da je gas u dodiru sa vodom imao dovoljno vremena da se rastvori, tako da se koncentracije tokom vremena neće promeniti.
5. Testiran je kapacitet transfera kiseonika kod dva difuzora. Test je rađen na 20°C, koristeći sistem, koji je prikazan na slici 9, sa sledećim rezultatima:



Test ne mora da počne na C = 0 i t = 0.
Rešenje: S = 9,2 mg/l (zasićenje je na 20°C),
Ovi su brojevi naneti na grafik , na x osi je ln(S - C) a na y je vreme t. Nagib prave je factor proporcionalnosti, u ovom slučaju , koeficijent transfera gasa K. Kod air-max difuzera K je 0,27 min¯¹, dok je kod wonder difuzera K 0,25 min¯¹. Drugi difuzor je pokazao bolji kapacitet za transfer.
6. U uzorku promešane tečnosti je određen SS = 4000 mg/l, nakon 30 min. taloženja u 1-L cilindru, je bio 400 ml. Izračunati SVI.
Rešenje:
SVI = (400 ml/l) * (1000 mg/g)/4000 mg/l = 100
7. Aktivni mulj ima protok od 4000 m3/danu, a X = 4000 mg/l i S0 = 300 mg/l. Konstanta kinetike pilot postrojenja je 200 mg/l, Y = 0,5 kgSS/kgBPK, û = 3 d-1. Potrebno je dizajnirati aeracioni tank koji će ukloniti 90% BPK5. Pri tome moramo da znamo:

a) zapreminu aeracionog tanka;
b) starost mulja (MCRT);
c) iznos otpadnog aktivnog mulja.
Rešenje:

a) Zapremina se računa iz hidrauličkog retencionog vremena (HRT), koji je nepoznat. Zbog toga nam je potrebna druga jednačina za računanje HRT. Poznata nam je vrednost konstante kinetike, pa zbog toga koristimo sledeću jednačinu:

S = 30 mg/l -> 90% od 300 mg/l.
t = (Y (S_0- S)(K_s+ S))/ûSX = 0,09 dana
V = t*Q = 0,09 dana * 4000 m3/danu = 360 m3
b) q = ûS/(Y (K_s+ S)) = 0, 522 d-1

θc = 1/qY = 3,83 dana

c) XrQw = XV/Q_c = ((4000 mg/l)(360 m^3 ) 10^3 l/m^3)/(3,8 dana 10^6 mg/kg) = 3,789,5 kg/d
Mehaničko uvođenje vazduha
Uvođenje mehurića komprimovanog vazduha kroz difuzor
KAKO AERACIONI SISTEM FUNKCIONIŠE ?
CO2(gas) <--> CO2 (rastvoreni) + H2O <--> H2CO3
Na svakom datom pH i temperaturi, količina datog rastvorenog gasa u tečnosti je regulisano Henrijevim zakonom, koji kaže da:

Gde je:
•S= rastvorljivost gasova (mg gasa/l vode)
•P= parcijalni pritisak gasa (psi, kPa…)
•K= konstanta rastvorljivosti
S = K * P
Henrijev zakon
Daltonov zakon
Iznad površine vode, predpostavlja se da se vazduh dobro meša, ne postoje koncentracioni gradijenti u vazduhu.
U sistemu vazduh / voda, prikazano je da postoji difuzioni sloj kroz koji kiseonik moze da prođe.


Gde je: x = debljina sloja difuzije.
dC / dx
dC / dx
Ako je ovaj nagib veliki (dC je veća u poređenju sa dx), prenos kiseonika u vodi je veliki. Nasuprot tome, kada dC / dx je mali, C se približava S, tako da je stopa promena mala.
Ova ideja se može izraziti kao
dC/dx * α (S-C)
Kako se (S-C) približava nuli, dC / dx -> 0, i kada je (S-C) velika, dC / dx je velika. Može se tvrditi da stopa promene u koncentraciji sa vremenom mora biti veliki kada je nagib veliki (dC / dx je veliki). Nasuprot tome, kada je dC / dx približno nuli, stopa promene treba da bude približno nuli. Proporcionalnost je:
dC/dt * α (S-C)
dC/dt = K_α * (S-C)
koeficijent prenosa gasa
Jednačina u smislu deficita:
dD/dt = - K_a * D
S obzirom da se deficit smanjuje u toku trajanja aeracije, K je negativan. Ova jednačina može biti integrisana na prinos:
lnD/Do = - K_at
gde je Do = početni deficit.
K_a je funkcija, između ostalih faktora, tipa aeratora, veličine mehurića, zapremine vode, putanje mehurića i prisustvo površinskih aktivnih agenasa.
Transfer kiseonika u vodu je opisan jednacinom:



Gde je:

k₂ = konstanta ponovljene aeracije i identična je K koja je upravo definisana.
Ova kontanta se koristi da opiše kako se kiseonik transferuje iz atmosfere u izlivnu vodu, kako bi obezbedio dovoljno rastvorenog kiseonika za aerobne vodene mikroorganizme
dD/dt = -k₂ * D
Razdvajanje materije
čvrste
Kvalitet aktivnog mulja zavisi od performansi primarnog taložnika (za razdvajanje mulja)

Ako se u tanku za odlaganje mulja ne postigne odgovarajuća gustina mulja, koncentracija čvrstog mulja će biti mala;
MLSS će u aeracionom tanku opasti i efikasnost procesa će biti redukovana.
Smeštanje aktivnog mulja je opisano indeksom zapremine mulja (SVI), koji je određen merenjem zapremine mulja nakon smeštanja, nakon 30 minuta u 1-L cilindru,računa se kao:
uslova u životnoj sredini (pH, temperatura, salinitet)
r
x
=
Monodova jednačina:
Aktivni
mulj
Reaktor bez recikliranja
Reaktor sa recikliranjem
Produkcije supstrata
Upotrebe supstrata
Xo = 0
Hvala na pažnji!
dinamike biološkog procesa
Rast mikroorganizama zavisi od:
dostupnosti hrane (supstrata)
Full transcript