Osady z oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu spożywczego
description
Transcript of Osady z oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu spożywczego
Osady z oczyszczania Osady z oczyszczania ścieków w zakładach ścieków w zakładach
przemysłu spożywczegoprzemysłu spożywczego
Dr inż. Dr inż. Agnieszka NawirskaAgnieszka NawirskaUniwersytet PrzyrodniczyUniwersytet Przyrodniczy
we Wrocławiuwe Wrocławiu
Rodzaje osadów Rodzaje osadów śściekowychciekowych
osad wstępny – powstaje procesie sedymentacji osad wstępny – powstaje procesie sedymentacji
w osadnikach wstępnychw osadnikach wstępnych
osad wtórny – wydzielany jest w osadnikach osad wtórny – wydzielany jest w osadnikach
wtórnychwtórnych
osad nadmierne – wydzielany jako nadmiar osad nadmierne – wydzielany jako nadmiar
osady po recyrkulacji osadu czynnegoosady po recyrkulacji osadu czynnego
osad chemiczny – powstaje przy stosowaniu osad chemiczny – powstaje przy stosowaniu
koagulacji lub neutralizacji ścieków z użyciem koagulacji lub neutralizacji ścieków z użyciem
związków chemicznychzwiązków chemicznych
OsadyOsady po kolejnych stopniach po kolejnych stopniach przeróbki można podzielić przeróbki można podzielić
następująco:następująco:
osady zagęszczone - po procesie zagęszczaniaosady zagęszczone - po procesie zagęszczania
osady stabilizowane w procesach beztlenowych osady stabilizowane w procesach beztlenowych
(przefermentowane)(przefermentowane)
osady ustabilizowane w procesach tlenowychosady ustabilizowane w procesach tlenowych
osady odwodnione - po operacjach odwadnianiaosady odwodnione - po operacjach odwadniania
osady zhigienizowane - po pasteryzacji, wapnowaniu osady zhigienizowane - po pasteryzacji, wapnowaniu
lub suszeniu lub suszeniu
Skład osadów ściekowychSkład osadów ściekowych
uzależniony jest od:uzależniony jest od:
rodzaju ściekówrodzaju ścieków
stosowanej technologii ich oczyszczaniastosowanej technologii ich oczyszczania
etapu oczyszczania, z którego pochodząetapu oczyszczania, z którego pochodzą
Skład osadów ściekowychSkład osadów ściekowych
Niezależnie od stosowanych metod Niezależnie od stosowanych metod
oczyszczania ścieków osady zawierają:oczyszczania ścieków osady zawierają:
duże ilości węgla (20÷40% w s.m.)duże ilości węgla (20÷40% w s.m.)
substancji organicznej (nie stabilizowane substancji organicznej (nie stabilizowane
zawierają 75÷85% s.m., stabilizowane zawierają 75÷85% s.m., stabilizowane
30÷50% s.m.)30÷50% s.m.)
mają wysokie uwodnienie (osad nadmierny mają wysokie uwodnienie (osad nadmierny
do 99,5%)do 99,5%)
Skład osadów ściekowychSkład osadów ściekowych
charakteryzują się znaczną zawartością charakteryzują się znaczną zawartością
makroskładników:makroskładników:
azotu od 2,34 do 6,05% w s.m.azotu od 2,34 do 6,05% w s.m.
fosforu 1,18÷2,70% w s.m.fosforu 1,18÷2,70% w s.m.
potasu 0,18÷0,57% w s.m. potasu 0,18÷0,57% w s.m.
Oprócz tych składników w osadach znajduje się:Oprócz tych składników w osadach znajduje się:
wapń 1,36÷4,28% w s.m. wapń 1,36÷4,28% w s.m.
magnez 0,12÷0,42% w s.m. magnez 0,12÷0,42% w s.m.
Parametry technologiczne osadówParametry technologiczne osadów
Przy niektórych metodach przeróbki osadów Przy niektórych metodach przeróbki osadów
konieczne jest poznanie także innych jego konieczne jest poznanie także innych jego
właściwości do których należą:właściwości do których należą:
właściwości hydrauliczne – potrzebne przy właściwości hydrauliczne – potrzebne przy
obliczaniu przewodów transportowychobliczaniu przewodów transportowych
uwodnienie, objętość i gęstość – te uwodnienie, objętość i gęstość – te
parametry konieczne są przy projektowaniu parametry konieczne są przy projektowaniu
zbiorników, komór fermentacyjnych, wirówekzbiorników, komór fermentacyjnych, wirówek
Parametry technologiczne osadów Parametry technologiczne osadów
zdolność do fermentacji – cecha szczególnie zdolność do fermentacji – cecha szczególnie ważna przy wymiarowaniu komór fermentacyjnych ważna przy wymiarowaniu komór fermentacyjnych i urządzeń do biogazu i urządzeń do biogazu
właściwości filtracyjne (zdolność odwadniania) – właściwości filtracyjne (zdolność odwadniania) – istotna właściwość przy obliczaniu poletek i lagun istotna właściwość przy obliczaniu poletek i lagun oraz prasoraz pras
ciepło spalania i inne właściwości paliwowe – ciepło spalania i inne właściwości paliwowe – istotne przy projektowaniu procesów termicznego istotne przy projektowaniu procesów termicznego unieszkodliwianiaunieszkodliwiania
właściwości nawozowe – ważne przy ich właściwości nawozowe – ważne przy ich przyrodniczym wykorzystaniuprzyrodniczym wykorzystaniu
Metody zagospodarowani Metody zagospodarowani osadów ściekowychosadów ściekowych
Gospodarka osadami ściekowymi Gospodarka osadami ściekowymi obejmuje następujące procesy:obejmuje następujące procesy:
wstępne zagęszczanie wstępne zagęszczanie
stabilizacjastabilizacja
wtórne zagęszczanie osadu wtórne zagęszczanie osadu
ustabilizowanegoustabilizowanego
higienizacjahigienizacja
końcowe zagospodarowanie końcowe zagospodarowanie
(unieszkodliwianie) (unieszkodliwianie)
prasy filtry wirówki
ZAGĘSZCZANIE OSADÓW
naturalne
mechaniczne
poletka laguny
Zagęszczenie osadu zarówno Zagęszczenie osadu zarówno wstępne jak i wtórne może być:wstępne jak i wtórne może być:
samoistne, w którym cząsteczki osadu samoistne, w którym cząsteczki osadu
sedymentują w wyniku działania siły grawitacjisedymentują w wyniku działania siły grawitacji
flotacyjne, w którym cząstki osadu wynoszone flotacyjne, w którym cząstki osadu wynoszone
są na powierzchnię zagęszczacza przy użyciu są na powierzchnię zagęszczacza przy użyciu
czynnika flotującego czynnika flotującego
mechaniczne, w którym wodę z osadu oddziela mechaniczne, w którym wodę z osadu oddziela
się w procesie filtracji lub wirowaniasię w procesie filtracji lub wirowania
Samoistne zagęszczanie Samoistne zagęszczanie
Poletka osadowe Poletka osadowe
Poletka osadowe pod przykryciem
Poletka osadowe na wolnym powietrzu
Samoistne zagęszczanieSamoistne zagęszczanie
Laguny osadoweLaguny osadowe
Flotacyjne zagęszczanieFlotacyjne zagęszczanieprzy użyciu powietrzaprzy użyciu powietrza
bez dodatku polimerów bez dodatku polimerów
z dodatkiem polimerówz dodatkiem polimerów
Osad z zakładów mięsnych po flotacji powietrzem z dodatkiem polimerów
Stosunek powietrza
do suchej masy osadu
powinien wynosić
0,02÷0,04 kg/kg s.m.
przy obciążeniu powierzchni
zagęszczacza 60 ÷300 kg s.m./m2d
Mechaniczne zagęszczanieMechaniczne zagęszczanie
Istotą zagęszczania mechanicznego jest Istotą zagęszczania mechanicznego jest
wprowadzenia do procesu wprowadzenia do procesu dodatkowejdodatkowej siły siły
wspomagającej rozdziała faz:wspomagającej rozdziała faz:
siła odśrodkowasiła odśrodkowa
ciśnienieciśnienie
Mechaniczne zagęszczanieMechaniczne zagęszczanie
Do mechanicznego zagęszczania osadów Do mechanicznego zagęszczania osadów
stosowane są zagęszczacze :stosowane są zagęszczacze :
sitowo-taśmowesitowo-taśmowe
sitowo-bębnowesitowo-bębnowe
flotacyjneflotacyjne
śruboweśrubowe
A także A także
wirówki zagęszczającewirówki zagęszczające
filtry próżniowefiltry próżniowe
Mechaniczne zagęszczanieMechaniczne zagęszczanie
Filtry próżnioweFiltry próżniowe
Taśmowe filtry próżnioweOsiągane podciśnienieod 75 kPa do 85 kPa
Na przebieg procesu filtracji mają wpływNa przebieg procesu filtracji mają wpływ warunki procesuwarunki procesu charakter osadu charakter osadu
Mechaniczne zagęszczanieMechaniczne zagęszczanie
Prasy filtracyjnePrasy filtracyjne
Prasy filtracyjne taśmowePrasy filtracyjne taśmowe
Osad poddawany zagęszczaniu na prasach Osad poddawany zagęszczaniu na prasach
filtracyjnych taśmowych powinien być:filtracyjnych taśmowych powinien być: odgazowanyodgazowany skoagulowanyskoagulowany
Przy doborzePrzy doborze polielektolitówpolielektolitów do pras do pras filtracyjnych taśmowych należy zwrócić filtracyjnych taśmowych należy zwrócić uwagę na:uwagę na:
Wielkość flokuł powinna wynosić 1Wielkość flokuł powinna wynosić 1÷÷3 cm3 cm
Lepkość filtraty – nie może być lepki Lepkość filtraty – nie może być lepki
ponieważ zwiększa się opór filtracji co ponieważ zwiększa się opór filtracji co
utrudnia uwalnianie wodyutrudnia uwalnianie wody
Wytrzymałość struktury osadu – osad pod Wytrzymałość struktury osadu – osad pod
wpływem siły ścinającej nie może wpływem siły ścinającej nie może
wypływać poza taśmy wypływać poza taśmy
Prasy filtracyjne taśmowePrasy filtracyjne taśmowe
Prasy filtracyjne komorowePrasy filtracyjne komorowe
Pracują cykliczniePracują cyklicznienapełnianienapełnianiefiltracjafiltracjarozładunekrozładunekmyciemycie
Mechaniczne zagęszczanieMechaniczne zagęszczanie
WirówkiWirówki
Wirówka dekantacyjnaWirówka dekantacyjna
Wirówki doWirówki do
zagęszczaniazagęszczania
osadów osadów
z przemysłu z przemysłu
mięsnegomięsnego
Stabilizacja osadówStabilizacja osadów
to procesy: to procesy:
biologicznebiologiczne
chemiczne chemiczne
fizycznefizyczne
Procesy biologiczneProcesy biologiczne
fermentacja – procesy beztlenowefermentacja – procesy beztlenowe
kompostowanie – procesy tlenowe kompostowanie – procesy tlenowe
FermentacjaFermentacja Procesy cząstkoweProcesy cząstkowe
hydroliza złożonej materii organicznejhydroliza złożonej materii organicznej
fermentacja aminokwasówfermentacja aminokwasów
beztlenowe utlenianie produktów beztlenowe utlenianie produktów
pośrednichpośrednich
produkcja octanów z COprodukcja octanów z CO22 i H i H22
przetwarzanie octanów w metanprzetwarzanie octanów w metan
przetwarzanie COprzetwarzanie CO22 i H i H22 w metan w metan
FermentacjaFermentacja
Proces fermentacji może być prowadzone:Proces fermentacji może być prowadzone:
z odzyskiem biogazuz odzyskiem biogazu
bez odzysku biogazubez odzysku biogazu
Fermentacja – WKFFermentacja – WKF
FermentacjaFermentacja z odzyskiem biogazuz odzyskiem biogazu
FermentacjaFermentacja bez odzysku biogazubez odzysku biogazu
KompostowanieKompostowanie
Metody kompostowania:Metody kompostowania:
metoda tradycyjna w pryzmach na otwartej metoda tradycyjna w pryzmach na otwartej
przestrzeni przestrzeni
kompostowanie w kontenerach kompostowanie w kontenerach
kompostowanie w biostabilizatorach kompostowanie w biostabilizatorach
kompostowanie w bioreaktorachkompostowanie w bioreaktorach
KompostowanieKompostowanie
Suszenie Suszenie
Proces suszenia przebiega według następujących Proces suszenia przebiega według następujących
etapów:etapów:
suszenie wstępne,suszenie wstępne, temperatura osadów wzrasta do temperatura osadów wzrasta do
stałej wartościstałej wartości
suszenie zasadnicze,suszenie zasadnicze, stan ustalony (suszenie ze stałą stan ustalony (suszenie ze stałą
prędkością)prędkością)
suszenie końcowesuszenie końcowe, w którym rozpoczyna się suszenie , w którym rozpoczyna się suszenie
ze zmniejszającą się prędkością prowadzącą do ze zmniejszającą się prędkością prowadzącą do
osiągnięcia uwodnienia równowagowegoosiągnięcia uwodnienia równowagowego
Słoneczna suszarnia osadów Słoneczna suszarnia osadów istist
Suszarnia typu KULT HUBERSuszarnia typu KULT HUBER
Higienizacja Higienizacja
Proces ten prowadzi się najczęściej przy Proces ten prowadzi się najczęściej przy
użyciu wapna, jest to najtańszy i użyciu wapna, jest to najtańszy i
najskuteczniejszy sposób dezaktywacji najskuteczniejszy sposób dezaktywacji
mikroorganizmów mikroorganizmów
HigienizacjaHigienizacja
W praktyce spotyka się trzy sposoby mieszania W praktyce spotyka się trzy sposoby mieszania
osadów ściekowych z wapnem:osadów ściekowych z wapnem:
dodawanie wapna palonego w postaci CaO do dodawanie wapna palonego w postaci CaO do
osadów po mechanicznym odwodnieniuosadów po mechanicznym odwodnieniu
wapnowanie uwodnionych osadów przed ich wapnowanie uwodnionych osadów przed ich
mechanicznym odwadnianiemmechanicznym odwadnianiem
dawkowanie wapna do uwodnionego osadu w dawkowanie wapna do uwodnionego osadu w
trakcie wprowadzania osadów do glebytrakcie wprowadzania osadów do gleby
Mieszanie osadu z wapnemMieszanie osadu z wapnem
Przyrodnicze wykorzystaniePrzyrodnicze wykorzystanie
Pod pojęciem Pod pojęciem przyrodniczegoprzyrodniczego użytkowania użytkowania
osadów rozumie się stosowanie ich do:osadów rozumie się stosowanie ich do:
nawożenia gleb i roślin, to rodzaj rolniczego nawożenia gleb i roślin, to rodzaj rolniczego
wykorzystania osadów, które wprowadzane są wykorzystania osadów, które wprowadzane są
do gleb użytków rolnych i zielonych (pola do gleb użytków rolnych i zielonych (pola
uprawne i łąki)uprawne i łąki)
Przyrodnicze wykorzystaniePrzyrodnicze wykorzystanie
rekultywacji gleb zdegradowanych, hałd, rekultywacji gleb zdegradowanych, hałd,
zwałowisk, nieużytkówzwałowisk, nieużytków
roślinnego utrwalania bezglebowych gruntów roślinnego utrwalania bezglebowych gruntów
narażonych na erozję wodną i wietrznąnarażonych na erozję wodną i wietrzną
nawożenie terenów leśnychnawożenie terenów leśnych
produkcji kompostu na wyżej wymienione produkcji kompostu na wyżej wymienione
cele cele
W środowisku przyrodniczym W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane:osady nie mogą być stosowane:
w parkach narodowych i rezerwatach przyrodyw parkach narodowych i rezerwatach przyrody
na terenach objętych innymi formami ochrony na terenach objętych innymi formami ochrony
przyrody, niż wyżej wymienione, jeżeli osady przyrody, niż wyżej wymienione, jeżeli osady
ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami
na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref
ochronnych źródeł i ujęć wodyochronnych źródeł i ujęć wody
w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio
przylegającym do brzegów jezior i ciekówprzylegającym do brzegów jezior i cieków
W środowisku przyrodniczym W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane:osady nie mogą być stosowane:
na gruntach o bardzo dużej przepuszczalności, na gruntach o bardzo dużej przepuszczalności,
tj. piaskach luźnych i słabogliniastych oraz na tj. piaskach luźnych i słabogliniastych oraz na
piaskach i glinach lekkich, w których piaskach i glinach lekkich, w których
maksymalnie wysoki poziom wód gruntowych maksymalnie wysoki poziom wód gruntowych
sięga do 1,5 m od powierzchni terenusięga do 1,5 m od powierzchni terenu
na terenach zalewowych i bagiennychna terenach zalewowych i bagiennych
na terenach zamarzniętych i pokrytych śniegiemna terenach zamarzniętych i pokrytych śniegiem
w odległości mniejszej niż 50 m od ujęć wody, w odległości mniejszej niż 50 m od ujęć wody,
domów mieszkalnych i zakładów produkcji domów mieszkalnych i zakładów produkcji
żywnościżywności
W środowisku przyrodniczym W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane:osady nie mogą być stosowane:
na glebach, na których uprawiane są owoce i na glebach, na których uprawiane są owoce i
warzywa, z wyjątkiem drzew owocowychwarzywa, z wyjątkiem drzew owocowych
na gruntach przeznaczonych pod uprawę owoców na gruntach przeznaczonych pod uprawę owoców
i warzyw, które bezpośrednio stykają się z ziemią i i warzyw, które bezpośrednio stykają się z ziemią i
spożywane są zwykle w stanie surowym, w ciągu spożywane są zwykle w stanie surowym, w ciągu
10 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie 10 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie
samych zbiorówsamych zbiorów
W środowisku przyrodniczym W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane:osady nie mogą być stosowane:
na terenach pastwisk i łąk użytkowanych na terenach pastwisk i łąk użytkowanych
rolniczo, jeżeli wypas zwierząt ma rolniczo, jeżeli wypas zwierząt ma
nastąpić przed upływem 1 miesiąca,nastąpić przed upływem 1 miesiąca,
pogłównie na trawy i mieszanki traw z pogłównie na trawy i mieszanki traw z
motylkowymi,motylkowymi,
do nawożenia gleby pod osłonamido nawożenia gleby pod osłonami
Przyrodnicze wykorzystaniePrzyrodnicze wykorzystanie
Termiczne metody utylizacji Termiczne metody utylizacji osadówosadów
Wybór termicznej metody wymaga Wybór termicznej metody wymaga przeprowadzenia wielu analiz:przeprowadzenia wielu analiz:
określenie możliwego do uzyskania i określenie możliwego do uzyskania i energetycznie uzasadnionego stopnia energetycznie uzasadnionego stopnia mechanicznego odwodnienia osadów mechanicznego odwodnienia osadów przeznaczonych do termicznego przeznaczonych do termicznego przetwarzaniaprzetwarzania
SpalanieSpalanie
analiza wskazania lokalizacyjnego dla analiza wskazania lokalizacyjnego dla planowanej instalacji suszenia i termicznego planowanej instalacji suszenia i termicznego przetwarzania osadów, jej odległości od przetwarzania osadów, jej odległości od zakładu oczyszczania ścieków wraz z zakładu oczyszczania ścieków wraz z logistyką i kosztami transportu osadówlogistyką i kosztami transportu osadów
analiza celowości zastosowania określonej analiza celowości zastosowania określonej technologii suszenia osadów wraz z analizą technologii suszenia osadów wraz z analizą technicznych i ekonomicznych wariantów technicznych i ekonomicznych wariantów optymalnej technologii suszeniaoptymalnej technologii suszenia
SpalanieSpalanie
analiza zaawansowanych technologii analiza zaawansowanych technologii termicznego przetwarzania osadów, przy termicznego przetwarzania osadów, przy koncepcji bezpośredniego spalania osadów koncepcji bezpośredniego spalania osadów lub koncepcji ich współspalania lub koncepcji ich współspalania
analiza efektywności energetycznej procesu analiza efektywności energetycznej procesu spalania osadów w powiązaniu z procesem ich spalania osadów w powiązaniu z procesem ich suszenia, w tym przeprowadzenie bilansu suszenia, w tym przeprowadzenie bilansu wykorzystania energii wytwarzanego biogazu wykorzystania energii wytwarzanego biogazu na potrzeby technologiczne oczyszczalni na potrzeby technologiczne oczyszczalni ścieków, gospodarcze oraz do suszenia ścieków, gospodarcze oraz do suszenia osadówosadów
SpalanieSpalanie
analiza ekonomiczna obejmująca analiza ekonomiczna obejmująca określenie nakładów inwestycyjnych określenie nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnychi kosztów eksploatacyjnych
analiza akceptacji społecznej dla analiza akceptacji społecznej dla planowanej inwestycjiplanowanej inwestycji
SpalanieSpalanie
Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę