TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD S VYUŢITÍM NANOVLÁKENNÉHO NOSIČE BIOMASY

TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD S VYUŢITÍM NANOVLÁKENNÉHO NOSIČE BIOMASY. T.Lederer 10.1.2013

OBSAH Obsah ....................................................................................................................................................... 2 Stručný popis ČOV ................................................................................................................................. 3 Instalace rámů s nanovlákenným nosičem do aktivační nádrže AN 2 a sledování nárůstů z kontrolních rámků s nosičem v roce 2012 .................................................................................................................. 3 Množství odpadních vod čerpané na biologickou ČOV v roce 2012 a znečištění na vstupu na biologickou ČOV a na výstupu z biologické ČOV .............................................................................. 4 Množství biomasy na kontrolních vzorcích nosiče............................................................................ 10 Ověřování vlivu extrémních hodnot fyzikálně chemických parametrů................................................. 18 Závěr...................................................................................................................................................... 19 Poděkování ............................................................................................................................................ 20

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI | Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace | Studentská 1402/2 | 461 17 Liberec 1

2 tel.: +420 485 353 638 | [email protected] | cxi.tul.cz | IČ: 467 47 885 | DIČ: CZ 467 47 885

STRUČNÝ POPIS ČOV Odpadní vody z areálu Bochemie Bohumín přitékají do nátokové jímky před ČOV (36 m3) spolu s průsakovými vodami do netěsné kanalizace, s odpadními vodami z hydraulické clony a v případě deště i s dešťovými vodami. Z nátokové jímky jsou čerpány odpadní vody do homogenizační nádrže (170 m3), z ní protékají neutralizační jímkou (12 m3) a jsou čerpány na dva lamelové usazováky (2 x 100 m3). Chemicky vyčištěné odpadní vody z lamelových usazováků vtékají do čerpací jímky před biologickou ČOV, odkud jsou čerpány do dvou aktivačních nádrží (2 x 125 m3) a z nich přes dvě dosazovací nádrže (2 x 67 m3) do Lidického příkopu. Odpadní vody, jejichž množství narůstá během deště a nelze je přečerpat na chemickou nebo z čerpací jímky na biologickou ČOV (nad 18 l/s), odtékají do havarijní jímky (30 m 3). Při nižších přítocích odpadních vod do havarijní jímky je čerpe čerpadlo o výkonu cca 4,5 l/s zpět do homogenizační nádrže. Teprve po naplnění havarijní jímky (např. při větších deštích) je přečerpává čerpadlo o výkonu 150 m3/h přes indukční průtokoměr do odlehčení do Lidického příkopu. Za větších dešťů, kdy naroste množství odpadních a především dešťových vod přitékajících do čerpací jímky čerpací stanice PS 2 (která odvodňuje část areálu dnes již bez výroby), jsou tyto vody odlehčovány čerpadlem ne již do kanalizace na ČOV, ale výtlačným potrubím do Bohumínské stružky.

INSTALACE RÁMŮ S NANOVLÁKENNÝM NOSIČEM DO AKTIVAČNÍ NÁDRŢE AN 2 A SLEDOVÁNÍ NÁRŮSTŮ Z KONTROLNÍCH RÁMKŮ S NOSIČEM V ROCE 2012 Do aktivační nádrže AN 2 byla na začátku roku 20112 vložena vestavba s nanovlákenným nosičem, jehož plocha je 130 m2. Nosič představuje pletenina, jejíž popis je součástí zprávy spoluřešitele TUL. Plocha 130 m2 představuje vnější plošný rozměr této pleteniny, která byla fixována pomocí speciálních rámů umožňujících také dopínání pleteniny v průběhu provozu (při snížení hladiny v AN 2). Provoz obou aktivací (AN 1 bez nosiče a AN 2 s vloženou konstrukcí s nanovlákenným nosičem) byl v roce 2012 sledován těmito ukazateli: a) stanovením sedimentu aktivační směsi po 30-ti minutách z obou AN a stanovením sušiny NL při 105 °C téhož vzorku v g/l, případně ztráty žíháním NL při 550 °C b) z obou DN byl odebírán směsný 24 hodinový vzorek vyčištěné vody (odběr stejného množství vyčištěné vody každé 2 hodiny do vzorkovnice) a provedeno stanovení CHSKCr, BSK5, NL, N-NH4+, N-NO3-, Nanorg, případně dalších látek c) na začátku února 2012 byly instalovány do AN 2 kontrolní rámky s textilií, ponořené cca 2,5 m podél stěny AN 2. Ve zvolených intervalech po vystřižení obdélníku textilie z kontrolního rámku byl vzorek textilie s biologickým nárůstem intenzivně vytřepán v l vody. Byl změřen rozměr vystřiženého vzorku textilie a v získaném litrovém vzorku



z biologického nárůstu vypraného vodou byla stanovena sušina NL při 105 °C a ztráta žíháním NL při 550 °C. Roměry kontrolních vzorků měly plochu 120-190 cm2. d) Z aktivace AN 1 bez nosiče i z aktivace AN 2 byly ve stejných termínech odebírány vzorky aktivační směsi pro stanovení sušiny NL při 105 °C a ztráty žíháním NL při 550 °C.

Mnoţství odpadních vod čerpané na biologickou ČOV v roce 2012 a znečištění na vstupu na biologickou ČOV a na výstupu z biologické ČOV Množství odpadních vod

1 Množství odpadních vod přes biologickou ČOV (m3/měsíc) 2 Průměrné množství (m3/d) 3 Čerpání z havarijní jímky zpět do homogenizační nádrže (m3/měsíc) 4 Havarijní odlehčení do Lidického příkopu (m3/měsíc) 1

2

3

4

m3/měsíc

Ø m3/d

m3/měsíc

m3/měsíc

1

21 841

704,5

1 465

1 109

2

18 807

648,5

2 019

625

3

18 346

591,8

1 500

194

4

17 799

593,3

502

468

5

17 689

570,6

292

605

6

18 909

630,3

1 440

1 977

7

13 315

429,5

461

408

8

15 178

489,6

653

746

9

12 673

422,4

503

490

10

17 047

549,9

560

885

11

17 231

574,4

537

1 071

Celkem

188 835

-

9 932

8 578

prům.

17 167

595,1

902,9

779,8

max.

21 841

704,5

2 019

1 977

min.

12 673

429,5

292

194

Měsíc 2012

12



Znečištění odpadních vod

Znečištění odpadních vod přitékajících na ČOV ovlivňuje hlavně výroba chloraminu B nebo T a podle výroby chloraminu se mění i hodnoty znečištění na přítoku do aktivace.

chloramin B Měsíc 2012

chloramin T

t/měsíc

počet dnů výroby

t/měsíc

počet dnů výroby

1

111 365

20

0

0

2

6 730

3

15 640

7

3

0

0

51 940

17

4

48 875

12

13 450

7

5

96 225

20

0

0

6

10 170

2

47 012

18

7

7 130

2

23 365

9

8

79 000

23

0

0

9

42 880

10

0

0

10

13 621

5

43 925

15

11

49 635

18

3 740

3

Celkem

465 631

115

199 072

76

max.

111 365

20

51 940

18

min.

0

0

0

0

12

Detailní průběh výroby chloraminu je uveden např. v grafech 3-5.

Odpadní vody na vstupu do biologickou ČOV a vyčištěné odpadní vody na odtoku z ČOV Vzorky na vstupu do biologické ČOV a na výstupu z biologické ČOV jsou odebírány vzorkovači a jsou analyzovány v provozní laboratoři v areálu. V jednotlivých měsících jsou uvedeny počty odebraných vzorků, průměrné hodnoty stanovení a průměrné teploty vod ve °C.



a) vstup na biologickou ČOV Měsíc 2012

Teplota vody

1

6,2

2

Hodnoty v mg/l pH CHSKCr

BSK5

N-NH4+

Nanorg

Pcelk

8,7

104,3

-

3,0

5,6

0,51

6,5

9,1

102,8

-

2,7

4,8

0,47

3

9,2

8,7

82,2

-

2,9

5,1

0,42

4

11,4

8,4

124,5

-

2,28

4,74

0,66

5

18,9

8,1

108,0

-

1,87

4,34

0,45

6

19,5

8,1

107,1

-

1,56

4,68

0,46

7

20,8

7,9

113,1

-

2,36

4,80

0,42

8

21,7

8,2

159,8

-

1,17

4,30

0,59

9

16,3

8,1

115,5

-

1,56

4,00

0,44

10

11,8

8,2

79,9

-

1,35

2,2

0,52

11

10,4

8,3

113,8

-

1,81

4,6

0,60

prům.

13,9

8,3

110,1

-

2,05

4,47

0,50

max.

21,7

9,1

159,8

-

3,0

5,6

0,66

min.

6,2

7,9

79,9

-

1,56

2,2

0,42

°C

Detailní průběh koncentrace uvedených parametrů je uveden např. v grafech 1,3 a6.



Měsíc 2012

Hodnoty v mg/l Počet stanovení -

SO42-

NL

RL

RAS

Cl

1

8,8

8 175

7 929

1 488

3 331

13

2

8,8

8 478

8 268

1 280

3 799

13

3

10,8

8 656

8 387

1 375

4 131

9

4

12,2

8 816

8 583

1 465

3 871

13

5

13,9

9 985

9 797

1 768

4 297

16

6

12,7

8 051

7 795

1 441

3 543

15

7

8,6

2 987

2 711

821

972

13

8

13,7

10 418

10 222

1 821

4 466

16

9

14,0

5 502

5 288

1 397

1 616

10

10

12,1

5 260

5 013

1 118

2 155

17

11

12,6

6 173

5 906

1 316

2 494

16

prům.

11,7

7 500

7 263

1 390

3 152

13,7

max.

14,0

10 418

10 222

1 821

4 466

17

min.

8,6

2 987

2 711

821

972

9

Detailní průběh koncentrace RAS je uveden v grafu 9.



b) odtok z ČOV do Lidického příkopu Měsíc 2012

Teplota vody

1

6,2

2

Hodnoty v mg/l pH CHSKCr

BSK5

N-NH4+

Nanorg

Pcelk

7,8

50,7

5,1

4,8

7,2

0,34

5,1

8,1

49,1

4,0

3,0

6,0

0,32

3

9,0

7,9

48,9

5,4

1,8

6,0

0,30

4

11,4

7,8

49,9

4,3

1,6

6,8

1,30

5

16,4

7,8

68,4

5,4

0,5

6,2

0,48

6

19,5

7,9

62,9

6,3

0,4

7,8

0,55

7

20,8

7,2

49,3

4,9

0,7

6,6

0,48

8

21,8

7,6

51,0

4,7

0,6

8,7

0,63

9

15,1

7,7

50,9

2,7

0,3

8,4

0,43

10

11,7

7,6

30,7

2,9

0,2

4,8

0,45

11

9,9

7,6

29,6

3,3

0,13

5,6

0,52

prům.

13,4

7,7

49,2

4,5

1,28

6,7

0,53

max.

21,8

8,1

68,4

6,3

4,8

8,7

1,30

min.

5,1

7,2

29,6

2,7

0,13

4,8

0,30

°C

Detailní průběh koncentrace uvedených parametrů je uveden např. v grafech 2,3 a7.



Měsíc 2012

Hodnoty v mg/l Počet stanovení -

SO42-

NL

RL

RAS

Cl

1

8,9

7 624

7 409

1 224

3 208

14

2

9,4

7 661

7 437

1 145

3 410

14

3

11,2

8 027

7 770

1 361

3 555

9

4

9,0

7 491

7 244

1 049

3 337

11

5

10,3

8 881

8 649

1 557

3 935

12

6

9,2

8 135

7 876

1 416

3 668

14

7

6,3

1 617

1 343

520

398

9

8

11,3

8 328

8 128

1 444

3 502

16

9

8,7

5 281

5 086

1 301

2 166

7

10

8,3

4 409

4 192

986

1 695

17

11

10,5

5 173

4 948

1 102

2 112

17

prům.

9,4

6 603

6 371

1 191

2 817

12,7

max.

11,3

8 881

8 649

1 557

3 935

17

min.

6,3

1 617

1 343

520

398

7

Detailní průběh koncentrace RAS je uveden v grafu 9.



Odběr vzorků aktivační směsi z AN 1 a AN 2 V obou aktivacích (AN 1 i AN 2 s nosičem) byla aktivační směs ve vznosu. Silné mrazy koncem ledna a do poloviny února narušily čerpání vraceného kalu z DN a část aktivovaného kalu z obou aktivací unikla. Ø sediment

Ø sušina NL

Kalový index

Zásoba aktivovaného kalu

ml/l

g/l

ml/g

kg

Měsíc Počet 2012 vzorků

AN 1 AN 2

AN 1

AN 2

AN 1

AN 2

AN 1

AN 2

1

8

145

121

1,09

1,18

133

103

136

148

2

7

41

97

0,34

0,82

121

118

43

103

3

4

58

55

0,63

0,85

92

96

79

106

4

7

109

68

1,07

0,68

102

100

130

85

5

8

108

134

1,11

1,43

98

94

138

179

6

8

108

146

1,07

1,47

101

99

134

184

7

6

67

85

0,59

0,72

114

118

74

90

8

7

126

208

1,11

2,12

114

98

139

265

9

8

301

351

1,84

2,16

163

163

230

270

10

9

338

362

1,83

1,95

184

186

229

244

11

7

216

226

1,68

1,78

129

127

210

223

prům.

7,2

147

169

1,12

1,38

123

118

140,2

172

max.

9

338

362

1,84

2,16

184

186

230

270

min.

4

41

55

0,34

0,68

92

94

43

85

12

Průměrná ztráta žíháním NL aktivační směsi během 11 měsíců (68 stanovení) byla v AN 1 cca 71,6 % a v AN 2 cca 71,8 %. Detailní průběh koncentrace uvedených parametrů je uveden v grafech 10 a 11.

Mnoţství biomasy na kontrolních vzorcích nosiče Odběr byl proveden následovně. Kontrolní rámek s textilií ponořený podél stěny AN 2 do hloubky cca 2,5 m byl vytažen k zábradlí nad hladinu a byl z něj vystřižen obdélník tkaniny,



který byl vložen do plastové láhve s vodou. Kal s tkaniny byl intenzivním třepáním s lahví převeden do vody a v laboratoři byla stanovena sušina NL při 105 °C v g/l a ztráta žíháním NL při 550 °C v %. Na začátku dubna byly instalovány nové rámečky. Vývoj biofilmu byl dále sledován měřením sušiny na těchto nových kontrolních rámečcích s tím, že pro přepočet na celkovou sušinu imobilizovaného kalu v systému byly tyto hodnoty přičítány k poslední hodnotě 1. série rámečků. Na konci sledovaného období byl z rámečku 1.serie odebrán vzorek, který celkový trend vývoje sušiny na nanovlákenném nosiči víceméně potvrdil.

Rozměry tkaniny

NL

Ztráta žíháním

Přepočet kalu

Kal na vestavbě 130 m2 v AN 2

cm2

g/l

%

g/m2 tkaniny

kg

6.3.2012

154

4,33

71,0

281

36,6

19.3.2012

182

3,68

72,8

202

26,3

12.4.2012

120

4,26

70,3

355

46,2

Vzorek ze dne

Instalace nových rámečků 3.5.2012

130

1,29

76,5

454

59,0

15.5.2012

180

0,29

-

371

48,2

4.6.2012

190

0,31

-

371

48,3

25.6.2012

160

0,45

-

383

49,8

11.7.2012

180

0,32

-

373

48,5

25.7.2012

190

0,46

-

379

49,3

21.8.2012

150

0,74

-

404

52,6

20.9.2012

180

1,11

68,7

417

54,2

23.10.2012

190

1,23

70,5

420

54,6

Odběr kontrolního, na začátku instalovaného rámečku 10.12.2012

196

10,63

72,6

542,3

70,5

Odebrané vzorky z dosazovacích nádrží DN 1 a DN 2

Ve čtyřech termínech (od 22.4.2012 do 25.4.2012, od 20.5.2012 do 23.5.2012, od 22.7.2012 do 25.7.2012 a od 2.9.2012 do 4.9.2012) odebírala obsluha směsné vzorky ve dvouhodinových intervalech z DN 1 a DN 2, aby se ukázalo, jak v AN 1 (s aktivovaným kalem ve vznosu) a v AN 2 (s aktivovaným kalem ve vznosu, ale i fixovaným na 130 m2 instalované tkaniny na vestavbě) probíhá čištění odpadních vod. V následujícím přehledu jsou uvedeny průměrné hodnoty vždy 4 odběrů 24 hodinových směsných vzorků.



Srovnání průměrných hodnot Hodnoty v mg/l

Ukazatel

22.4.2012 – 25.4.2012

20.5.2012 – 23.5.2012

22.7.2012 – 25.7.2012

2.9.2012 – 4.9.2012

Odtok z DN 1

Odtok z DN 2

Odtok z DN 1

Odtok z DN 2

Odtok z DN 1

Odtok z DN 2

Odtok z DN 1

Odtok z DN 2

pH

7,15

7,15

7,4

7,4

6,9

6,9

7,2

7,2

CHSKCr

100,5

46,5

108,3

81,3

73,3

52,3

70,3

58,7

NL

13,5

14,5

14,5

17,3

9,8

11,8

18,7

22,0

RL

8 995

8 823

11 273

11 227

4 278

4 220

6 713

6 763

RAS

8 710

8 598

11 070

11 073

4 060

3 995

6 570

6 247

SO42-

3 726

3 524

4 981

4 893

1 318

244

2 525

2 554

Cl-

1 840

1 866

2 189

2 198

1 291

1 278

1 632

1 746

N-NH4+

0,99

1,10

0,6

0,51

1,48

1,30

0,39

0,25

N-NO2-

0,13

0,10

0,06

0,06

0,27

0,16

0,01

0,01

N-NO3-

4,21

4,44

5,22

5,51

4,55

4,53

11,22

11,04

Nanorg

5,3

5,89

5,89

5,98

6,30

5,99

11,62

11,30

Pcelk

0,67

0,88

1,48

1,68

0,61

0,60

0,80

0,96

Průměrné hodnoty CHSKCr na vstupu do AN byly v době od 22.4.2012 do 25.4.2012 (3 stanovení) 231,2 mg/l CHSKCr, při průtoku 593 m3/d to představuje produkci 137 kg/d CHSKCr. Ve vstupu do AN je k výsledkům laboratorních rozborů odebíraných vzorkovačem (typ B) započítáno i znečištění od zaměstnanců – vody ze sociálních zařízení, které se čerpají do AN samostatným výtlakem. Při druhém odběru v době od 20.5.2012 do 23.5.2012 pak průměrná hodnota CHSKCr na vstupu do AN byla 166,1 mg/l a při průtoku 571 m3/d to je 94,7 kg/d CHSKCr. Při třetím odběru od 22.7.2012 do 25.7.2012 byla průměrná hodnota CHSKCr na vstupu do AN 127,7 mg/l a při průtoku 430 m3/d to představuje 54,9 kg/d CHSKCr. Při prvních dvou odběrech se vyráběl chloramin B, při třetím odběru vzorků chloramin T. V období odběru vzorků vyčištěné odpadní vody z DN 1 a DN 2 od 22.4.2012 do 25.4.2012 se vyrobilo 9 430 kg chloraminu B, při druhém odběru v době od 21.5.2012 do 23.5.2012 se vyrobilo 15 045 kg chloraminu B, při třetím odběru se vyráběl chloramin T – 8 215 kg.



V období 22.4.2012 – 25.4.2012 byla v AN 1 zásoba aktivovaného kalu ve vznosu 126 kg, v AN 2 pak 145 kg aktivovaného kalu ve vznosu a 46 kg imobilizovaného kalu na textilii. Zatížení kalu při prvním odběru bylo (137 kg/d CHSKCr : 2) : 145 kg NL = 0,54 kg CHSKCr na kg aktivovaného kalu za den. Čistící efekt AN 1 v době prvního odběru dle CHSKCr byl 56,5 % a s vyčištěnou odpadní vodou z DN 1 odtékalo 13,5 mg/l NL. V aktivaci AN 2 bylo 145 kg NL aktivovaného kalu ve vznosu a cca 46 kg NL imobilizovaného kalu. Zatížení kalu (137 kg/d CHSKCr : 2) : 145 kg NL = 0,35 kg CHSKCr na kg NL aktivovaného kalu ve vznosu a imobilizovaného kalu. Čistící efekt AN 2 v době odběru byl dle CHSKCr 79,9 % a s vyčištěnou odpadní vodou z DN 2 odtékalo 14,5 mg/l NL. Při druhém odběru 20.5.2012 – 23.5.2012 byla v AN 1 zásoba aktivovaného kalu 158 kg, v AN 2 pak 180 kg NL ve vznosu a 46 kg NL kalu imobilizovaného na textilii – celkem 226 kg. Zatížení kalu v AN 1 bylo (94,7 kg/d CHSKCr : 2) : 158 kg NL = 0,30 kg CHSKCr/kg.NL.d a v AN 2 bylo zatížení kalu 0,21 kg CHSKCr/kg.NL.d. Čistící efekt dle CHSKCr v AN 1 byl 34,8 %, v AN 2 pak 51,0 %. S vyčištěnou odpadní vodou z DN 1 odtékalo 14,5 mg/l NL, z DN 2 pak 17,0 mg/l NL. Začátkem dubna byly zavěšeny v AN 2 nové kontrolní rámky s nanovlákennou pleteninou. Nárůst imobilizovaného kalu na tkanině byl v období od 3.4.2012 do 3.5.2012 (za 30 dní) 99,2 g/m2. Při třetím odběru v době od 22.7.2012 do 25.7.2012 byla průměrná hodnota CHSKCr na vstupu do AN 127,7 mg/l a při průtoku 430 m3/d 54,9 kg/d CHSKCr. Při třetím odběru se vyráběl chloramin T – 8 215 kg. Zásoba aktivovaného kalu v AN 1 byla 40 kg, v AN 2 pak 54 kg NL aktivovaného kalu ve vznosu a 49,3 kg imobilizovaného kalu – celkem 103,3 kg. Zatížení kalu v AN 1 bylo 0,68 kg CHSKCr na kg aktivovaného kalu za den, v AN 2 pak 0,27 CHSKCr na kg aktivovaného kalu za den. Čistící efekt v AN 1 dle CHSKCr byl 42,6 %, v AN 2 pak 59,1 %. U všech čtyř odběrů jsou započítány i odpadní vody ze sociálních zařízení, které se čerpají do AN samostatně – odhad 12 kg/d CHSKCr.



Výše uvedené údaje jsou shromážděny v přehledné tabulce: 22. – 25.4.2012

20. – 23.5.2012

22. – 25.7.2012

2. – 4.9.2012

průměrné množství m3/d

593

571

430

422

CHSKCr mg/l

231

166

128

169

CHSKCr kg/d

137

94,8

55,0

71,3

B

11,3

6,7

-

7,7

T

-

-

8,6

-

Hodnoty

Přítok do AN včetně vod ze sociálního zařízení

Průměrné množství pochloraminových louhů (m3/d) vypouštěných během odběru do kanalizace z výroby chloraminu

22. – 25.4.2012

Hodnoty Zásoba kalu

aktivovaného

20. – 23.5.2012

22. – 25.7.2012

2. – 4.9.2012

AN 1

AN 2

AN 1

AN 2

AN 1

AN 2

AN 1

AN 2

ve vznosu

NL kg

126

145

158

180

40

54

226

249

na textilii

NL kg

0

46

0

46

0

49,3

0

54,2

celkem

NL kg

126

191

158

226

40

103

226

303

Zatížení kalu kg CHSKCr/kg.NL.d

0,54

0,36

0,30

0,21

0,68

0,27

0,16

0,12

Čistící efekt dle CHSKCr %

56,5

79,9

34,8

51,0

42,6

59,1

58,3

65,2

Odtok z DN

DN 1

DN 2

DN 1

DN 2

DN 1

DN 2

DN 1

DN 2

CHSKCr

mg/l

100,5

46,5

108,3

81,3

73,3

52,2

70,3

58,7

NL

mg/l

13,5

14,5

14,5

17,0

9,8

11,8

18,7

22,0

Souhrn poznatků za rok 2012

1. Biologickou ČOV proteklo během jedenácti měsíců 2012 celkem 188 835 m3 odpadních vod, průměrně 564,1 m3/d. Do aktivace přitékalo průměrně 63,7 kg CHSKCr/d a cca 12 kg/d CHSKCr, které se dostávají do aktivace přímo čerpáním odpadních vod ze sociálních zařízení (odhad provozovatele – na ČOV nepřitékají veškeré odpadní vody ze sociálních



zařízení). Celkem tedy 63,7 + 12 = 75,7 kg/d CHSKCr. BSK5 se ve směsných vzorcích na vstupu na ČOV nestanovuje. V jednotlivých měsících kolísá průměrné znečištění na přítoku do obou aktivací od 77,7 do 141,4 % průměrné hodnoty CHSK Cr v mg/l za 11 měsíců. 2. Kolísání množství a znečištění v jednotlivých dnech není zanedbatelné. O víkendech přitékají na ČOV pouze balastní vody prosakující do ne zcela těsné kanalizace a odpadní vody čerpané z vrtů. Znečištění odpadních vod je ovlivněno nejvíce čerpáním pochloraminových louhů do chemické kanalizace ze zásobních nádrží. Zvýšené množství znečištění se čerpe do kanalizace a na ČOV hlavně v době zvýšené výroby chloraminu B nebo T. Chloramin B se vyráběl 20 dnů v lednu, 3 dny v únoru, 12 dnů v dubnu, 20 dnů v květnu, 2 dny v červnu i červenci, 23 dnů v srpnu, 10 dnů v září, 5 dnů v říjnu a 18 dnů v listopadu. Chloramin T pak 7 dnů v únoru, 17 dnů v březnu, 7 dnů v dubnu, 18 dnů v červnu, 9 dnů v červenci, 15 dnů v říjnu a 3 dny v listopadu. 3. Průměrné hodnoty v jedenácti měsících 2012 P – přítok na ČOV, O – odtok z ČOV

Měsíc 2012

Výroba chloraminu

Teplota

t / počet dní

°C

Q

pH

m3/d

B

T

P

O

P

O

1

704,5

111 365 / 20

0/0

6,2

6,2

8,7

7,8

2

648,5

6 730 / 3

15 640 / 7

6,5

5,1

9,1

8,1

3

591,8

0/0

51 940 / 17

9,2

9,0

8,7

7,9

4

593,3

48 875 / 12

13 450 / 7

11,4

11,4

8,4

7,8

5

570,6

96 225 / 20

0/0

18,9

16,4

8,1

7,8

6

630,3

10 170 / 2

47 012 / 18

19,5

19,5

8,1

7,9

7

429,5

7 130 / 2

23 365 / 9

20,8

20,8

7,9

7,2

8

489,6

79 000 / 23

0/0

21,7

21,8

8,2

7,6

9

422,4

42 880 / 10

0/0

16,3

15,1

8,1

7,7

10

549,9

13 621 / 5

43 925 / 15

11,8

11,7

8,2

7,6

11

574,4

49 635 / 18

3 740 / 3

10,4

9,9

8,3

7,4

Celkem

-

-

-

-

-

prům.

564,1

-

-

13,9

13,4

8,3

7,7

max.

704,5

111 365 / 20

51 940 / 17

21,7

21,8

9,1

8,1

min.

422,4

0/0

0/0

6,2

5,1

7,9

7,2

465 631 / 115 199 072 / 76



CHSKCr Měsíc 2012

mg/l

Čistící efekt dle CHSKCr

BSK5

NL

mg/l

mg/l

P

O

%

O

P

O

1

121,0

50,7

58,1

5,1

8,8

8,9

2

131,3

49,1

62,6

4,0

8,8

9,4

3

102,5

48,9

52,3

5,4

10,8

11,2

4

144,7

49,9

65,5

4,3

12,2

9,0

5

129,0

68,4

47,0

5,4

13,9

10,3

6

107,1

62,9

41,3

6,3

12,7

9,2

7

113,1

49,3

56,4

4,9

8,6

6,3

8

159,8

51,0

68,1

4,7

13,7

11,3

9

115,5

50,9

55,9

2,7

14,0

8,7

10

79,9

30,7

61,6

2,9

12,1

8,3

11

113,8

29,6

74,0

3,3

12,6

10,5

prům.

119,8

49,2

55,3

4,5

11,7

9,4

max.

159,8

68,4

74,0

6,3

14,0

11,3

min.

79,9

29,6

41,3

2,7

8,6

6,3

Na přítoku na ČOV zohledněno 12 kg CHSKCr vod ze sociálních zařízení čerpaných přímo do AN. 4. Zásoba aktivovaného kalu ve vznosu kolísala v jednotlivých měsících v AN 1 od 43 do 230 kg a v AN 2 od 85 do 270 kg. V AN 2 kolísala zásoba imobilizovaného kalu na 130 m2 nanovlákenné pleteniny od 26,3 do 70,5 kg. 5. V říjnu 2012 byl rovněž stanoven poměr BSK/CHSK v přítoku V období 29.10. – 31.10.2012 (pondělí až čtvrtek) se čerpaly do kanalizace pochloraminové louhy z výroby chloraminu T – 1 200 kg/d.



Čistící efekt

Hodnoty v mg/l Přítok na ČOV 30.10.2012

Odtok z ČOV 31.10.2012

%

CHSKCr

42,4

22

48,1

BSK5

7,3

3,0

59,0

Poměr CHSKCr : BSK5 na přítoku na ČOV byl 5,8, ve vyčištěné vodě na odtoku z ČOV 7,3. Z výsledků je patrné, že při nízkých hodnotách CHSK BSK nedosahuje ani 20%. Z výsledků celoročního monitoringu vyplývá, že čím vyšší je hodnota CHSK na vstupu, tím vyšší je účinnost čištění (stanovená jako eliminace CHSK).

6. Výsledky čtyř monitorovacích kampaní vzájemného porovnání obou aktivačních nádrží ukázaly, že AN 2 s instalovanou vestavbou s nanovlákenným nosičem dosahuje obecně vyšších účinností eliminace CHSK. Maximální zjištěný rozdíl byl téměř 25% celkové účinnosti odstraňování CHSK. Nosič biomasy umožňuje obecně zvýšit kalovou zásobu čímž stabilizuje čistící efekt. Rozdíly jsou výrazné zejména v případech výrazného rozdílu v zatížení kalu, které obecně nastávají při vyšších koncentracích CHSK na vstupu (duben 2012) nebo extrémně nízkých hodnotách sušiny aktivovaného kalu (červenec 2012).

Fotodokumentace vestavby s nanovlákenným nosičem po 1 roce provozu



OVĚŘOVÁNÍ VLIVU EXTRÉMNÍCH HODNOT FYZIKÁLNĚ CHEMICKÝCH PARAMETRŮ

Maximální průtok [ml/day]

1000

120 100 80 60 40 20 0

900 800 700 600 500 10

15

20

25 30 35 Teplota [°C] Maximální průtok *ml/den+ Komerční technologie AnoxKaldnes Nanovlákenná technologie (50 dtex)

Účinnost procesu [%]

Vliv extrémních hodnot byl ověřován zejména dlouhodobě, provozně na ČOV Bochemie, kde byl nanovlákenný nosič instalován na začátku roku 2011 a byl testován v průběhu celého roku i roku 2012. Odpadní vody Bochemie jsou vysoce zasolené a rovněž rozsah teplot v průběhu roku je díky malé velikosti ČOV a neúplnému zapuštění aktivačních nádrží do země velmi výrazný. Vliv rozsahu teploty a extrémní salinity na nanovlákenný nosič byl v také laboratorně testován na TUL. Zde se jednalo o odpadní vody z výroby difenylguanidinu, jejichž solnost se pohybuje mezi 30-40 g/l a rozsah testovaných teplot byl 10-40°C. Z výsledků tohoto testování plyne bezproblémovost využití nanovlákenného nosiče v daném rozsahu parametrů. Účinnost procesu odstraňování CHSK dokumentuje následující graf.

40

Závislost účinnosti čištění odpadní vody na průtoku a teplotě Provozní testování nanovlákenného nosiče probíhalo za podmínek daných zejména složením odpadních vod. Jak je uvedeno v předcházejících kapitolách, toto složení odráží aktuální stav výroby v Bochemii (salinita) a stabilitu provozu předcházející neutralizační stanice (pH). Teplota odpadní vody je pak určena zejména vnější teplotou, objemem výroby určující podíl provozních teplejších vod a průsakových vod. Průběh salinity resp. koncentrace RAS (rozsah 500-13000 mg/l) je uveden v grafu 9 přílohy, průběh pH v AN 2 v grafu 12 (pH bylo c rozsahu 7-7,6). Teploty se v průběhu roku 2012 pohybovaly v rozmezí 6-22 °C. Průměrné teploty v jednotlivých měsících shrnuje tabulka uvedená v kapitole popisující odtokové parametry ČOV v průběhu provozního testování vestavby s nanovlákenným nosičem. Na konci roku 2012 byla hladina v AN 2 snížena tak aby bylo možno revidovat stav nanovlákenného nosiče a mírně jej napnout. Následující obrázky dokumentují stav nosiče na počátku a bezproblémový stav na konci roku 2012.



Stav nanovlákenného nosiče při instalaci

Stav nanovlákenného nosiče po cca 1 roce provozu ZÁVĚR Byl potvrzen pozitivní vliv Technologie čištění odpadních vod s využitím nanovlákenného nosiče biomasy na stabilizaci kalových poměrů na ČOV Bochemie a zvýšení účinnosti čištění. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI | Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace | Studentská 1402/2 | 461 17 Liberec 1


Ačkoli bylo látkové zatížení biologické ČOV velmi rozkolísané a poměrně malé, byl zjištěn jednoznačně pozitivní efekt vestavby nanovlákenného nosiče a to při instalaci pouze 1/6 možné plochy. Tento kladný efekt se projevuje zejména při zvýšení zatížení vyvolané nárůstem objemu výroby chlorminu, který je s ohledem na průběh výrobního programu společnosti velmi běžný. PODĚKOVÁNÍ Tato práce vznikla za finanční podpory jednak TAČR v rámci projektu TA01021764 „Modifikované nosiče biomasy pro čištění odpadních vod“, dále pak za podpory projektu OP VaVpI Centrum pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace CZ.1.05/2.1.00/01.0005, kdy pro hodnocení tvorby biofilmu byl používán fluorescenční mikroskop Carl Zeiss AxioVision pořízený z projektu OP VaVpI.

PŘÍLOHOVÁ ČÁST Grafické přílohy –monitoring provozu ČOV Bochemie Graf 1: Graf 2: Graf 3: Graf 4: Graf 5: Graf 6: Graf 7: Graf 8: Graf 9: Graf 10: Graf 11: Graf 12:

přítok slévaný 24h - CHSKCr, aktivní Cl2 a ztráta žíháním odtok slévaný 24h - CHSKCr, aktivní Cl2 a ztráta žíháním CHSKCr na vstupu a výstupu a produkce chloraminu B a T bilance celkového látkového zatížení ČOV (jako CHSKCr) látkové zatížení Bv a produkce chloraminu B a T přítok slévaný 24h - dusíkaté látky a fosfor odtok slévaný 24h - dusíkaté látky a fosfor přítok a odtok slévaný 24h - dusíkaté látky přítok a odtok slévaný 24h - RAS a RL AN-1 - sušina a produkce chloraminu B a T AN-2 - sušina a produkce chloraminu B a T AN-2 – průběh pH





TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI | Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace | Studentská 1402/2 | 461 17 Liberec 1 tel.: +420 485 353 638 | [email protected] | cxi.tul.cz | IČ: 467 47 885 | DIČ: CZ 467 47 885

2


3


4


5


6


7


8


9


10


11


12

TECHNOLOGIE ČIŠTĚNÍ ODPADNÍCH VOD S VYUŢITÍM NANOVLÁKENNÉHO NOSIČE BIOMASY

Recommend Documents