Úszó fedlapok hatásának vizsgálata nem levegőztetett eleveniszapos medencék működésére nagyüzemi helyszíni mérésekkel és matematikai szimulációval

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék Úszó fedlapok hatásának vizsgálata nem levegőztetett eleveniszapos medencék működésére nagyüzemi helyszíni mérésekkel és matematikai szimulációval Berecz Vivien Berecz Vivien, Dr. Bakos Vince, Dr. Jobbágy Andrea Dr. Dulovics Dezső Junior Szimpózium Budapest, március 22.

2 A denitrifikáció hatékonysága szűkös szerves szénforrás elérhetőség mellett és oxigén jelenlétében nagymértékben romlik 1/15 C-forrás felesleg C-forrás hiány Nulla-gázterű reaktor Nyitott reaktor Nyitott és zero head-space reaktor Jobbágy et al., Water Research, Nitrát-ion koncentráció, mg l Kísérletindítástól eltelt idő, min

3 A biológiai többletfoszfor eltávolítást végző PAO-k is jól biodegradálható szervesanyagot igényelnek 2/15 Nyomon követés A biológiai többletfoszfor eltávolítás hatékonyságának megállapításához nem elég az elfolyó foszfát koncentrációt mérni! Legjobb indikátora a nem levegőztetett reaktorokban tapasztalható ún. foszfor visszanyomás Működés PAO-k működéséhez aerob és anaerob környezet is szükséges A foszfor felvétel- és visszanyomás mechanizmusa fontos energiatermelő tevékenység a PAO-k növekedéséhez

4 Low S Low DO körülményekből adódó lehetséges problémák 3/15 Fonalas és flokkulens szervezetek növekedési sebessége a szubsztrátkoncentráció függvényében (Chudoba, 1973 alapján) Okai: A befolyó szűkös szerves szénforrás tartalma Nyitott reaktorok felszínén beoldódó oxigén (különösen alacsonyabb hőfokon) Tagolatlan reaktorok Következmények: Tápanyageltávolítás nem tud hatékonyan működni Oxigén a denitrifikációt metabolikusan és kinetikailag is gátolja PAO-k működéséhez aerob és anaerob környezet is szükséges Mikroaerofil fonalasok túlszaporodása romló ülepedési tulajdonságok, elsősorban télen

5 Megoldás a low S low DO problémára: Úszó fedlapok telepítése nem levegőztetett medencékre 4/15 Előülepített szennyvízre vonatkozóan akár 60 mg/l jól biodegradálható KOI megtakarítása (a recirkuláltatott áramok hígító hatásának figyelembe vételével) Erőteljesebb P-visszanyomás Hatékonyabb denitrifikáció Kisebb SVI értékek A képet készítette: Dr. Jobbágy Andrea (Jobbágy et al., 2015, Bakos et al. 2017)

6 Az Észak-Budapesti Szennyvíztisztító Telep vízvonala 5/15

7 Célkitűzés és módszerek 6/15 Fedlap által módosított koncentráció profilok vizsgálata Vegyszeradagolás melletti foszforeltávolítás költségkímélő hatékonyságnövelési lehetőségeinek (pl. dózis csökkentés) vizsgálata a fedlap által módosított körülmények között Helyszíni koncentráció profil mérések T, ph, DO, BOI 5, összes KOI, centrifugált-szűrt KOI, MLSS, SVI, DSVI, NH 4 N, NO 2 N, NO 3 N, TKN PO 4 P, oldott és összes Fe Mért értékek alapján ASM2d modell alapú számítógépes szimuláció (BioWin 4.1)

8 Vizsgált szekciók a mintavételi pontokkal 7/15

9 Szimulációs számítások 8/15 Az oxigén beoldódásának modellezése indirekt módon 4 hatékonysági fokozatot kifejező szennyvízminőség, a fedett reaktor eredményei alapján 14, 18, 20, 24 ⁰C Nincs vegyszeradagolás, 1440 és 2880 l/d vas-klorid Nyitott 60 Nyitott 40 Nyitott 20 Fedett 60 mg/l KOI fogy el a beoldódó oxigénnel 40 mg/l KOI fogy el a beoldódó oxigénnel 20 mg/l KOI fogy el a beoldódó oxigénnel Fedett reaktor, amelyben nem fogy KOI oxigénnel

10 A helyszíni mérések eredményei: Fokozott denitrifikáció a fedett szekcióban 9/ /03/ /06/16

11 A helyszíni mérések eredményei: Vegyszer által elnyomott foszfát profil 10/ /03/ /06/16

12 A szimuláció eredményei: A biodegradálható KOI alakulása az oxigén kizárás hatékonyságának függvényében 11/15 12 Elérhető szénforrás (rbcod) alakulása a nem levegőztetett terekben [mg/l] Nyitott 60 vegyszer nélkül Fedett nincs vegyszer 2 0 NA1 NA2

13 A szimuláció eredményei: Magasabb elérhető szénforrás mellett mutatott hatékonyabb denitrifikáció 12/15 Oxidált szervetlen nitrogén koncentráció [mg/l] NO2,3N profil az egyes szennyvizeknél, vegyszerrel NA 1 NA 2 Elfolyó Nyitott l/d FeCl3 Nyitott l/d FeCl3 Nyitott l/d FeCl3 Fedett 2880 l/d FeCl3

14 A szimuláció eredményei: A foszfor visszanyomás mértéke növekszik a lefedés által megtakarított szénforrás mennyiségével 13/15 Foszfát-foszfor koncentráció [mg/l] PO4P profil az egyes szennyvizeknél, vegyszer adagolás nélkül és vegyszerrel tényleges befolyó NA1 NA2 elfolyó Nyitott 60 nincs vegyszer Nyitott l/d FeCl3 Nyitott 40 nincs vegyszer Nyitott l/d FeCl3 Nyitott 20 nincs vegyszer Nyitott l/d FeCl3 Fedett nincs vegyszer Fedett 2880 l/d FeCl3

15 A szimuláció eredményei: Elegendő szénforrás mellett fokozódik a PAO aktivitás, így a hatérérték kevesebb vegyszerrel is teljesíthető 14/15 6,00 Összesen visszanyomott PO4P a bioreaktorba befolyó és NA2 között, ill. elfolyó TP Viszanyomott PO4P [mg/l] 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00-1,00-2,00 Nyitott 60 Nyitott 40 Nyitott 20 Fedett TP határérték: 5 mg/l nincs vegyszer 1440 l/d vas-klorid 2880 l/d vas-klorid elfolyó TP vegyszer nélkül elfolyó TP 1440 l/d vegyszerrel elfolyó TP 2880 l/d vegyszerrel

16 Konklúziók 15/15 A lefedés növeli a denitrifikáció és a biológiai foszforeltávolítás hatékonyságát, ha a rendelkezésre álló szénforrás mennyisége szűkös A telepen adagolt vegyszermennyiség méréstechnikailag elfedi, biotechnológiailag gátolja a PAO-k működését Lefedéssel elérhető elegendő szénforrás mellett a TP hatérérték kisebb vegyszerdózissal is teljesíthető (alacsonyabb költség!) A lefedés hatékonysága függ a befolyó szennyvíz jól biodegradálható KOI tartalmától!

17 Köszönöm a megtisztelő figyelmet! Köszönetnyilvánítás Dr. Bakos Vince (BME ABÉT) Dr. Jobbágy Andrea (BME ABÉT) Dr. Makó Magdolna (FCsM Zrt.) Az Észak-Budapesti Szennyvíztisztító Telep mérnökei (FCsM Zrt.)