Zkušenosti z provozu vybraných membránových bioreaktorů

Zkušenosti z provozu vybraných membránových bioreaktorů Lukáš Dvořák, Ph.D. Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace Technická univerzita v Liberci Bendlova 1409/7 461 17 Liberec [email protected], www.tul.cz

Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014

Obsah  představení jednotlivých membránových bioreaktorů  vybrané výsledky  2 poloprovozní jednotky pro průmyslové OV - aerobní - anaerobní

 2 konkrétní realizace v ČR – severní Čechy, jižní Čechy


MBR 1 Cíl: Intenzifikace stávajících procesů čištění chemických OV 

polo-provozní model (50 + 30 l)



aerobní podmínky



dlouhodobě provozovaný na průmyslové ČOV – směs reálné průmyslové a komunální vody



sledována účinnost odstranění, rychlost zanášení, reakce na výkyvy v zatížení (hydraulickém, látkovém) → celková stabilita systému



postupná adaptace kalu na vyšší podíl POV



charakter kalu a jeho změny


MBR 1

effluent

↑ schématické znázornění MBR


↑ fotografie MBR

[mg·l-1]

[mg·l-1]

MBR 1 – vybrané výsledky

↑ vývoj koncentrací organických látek (CHSKCr)


↑ vývoj koncentrací sloučenin dusíku v permeátu z MBR

-AUR [mg·g-1·h-1]

-AUR [mg·g-1·h-1]


↑ změny AUR pro testované podíly POV 0 a 100 % - referenční ↑ změny AUR pro testované podíly POV 0 a 100 % – kal z MBR Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014

aktivovaný kal

MBR 2 Cíl: Ověřit čistitelnost farmaceutických OV a odpadů pomocí AnMBR 

polo-provozní model (50 l)



anaerobně provozovaný



čištěny farmaceutické OV s přídavkem organických rozpouštědel



sledována účinnost odstranění, rychlost zanášení, reakce na výkyvy v zatížení (hydraulickém, látkovém) → celková stabilita systému



adaptace na co nejvyšší zatížení → vysoká produkce bioplynu



charakter kalu a jeho aktivita


Anaerobní membránový bioreaktor 

inovativní technologie



propojení anaerobních procesů (biodegradace organických látek) a membránové separace



anaerobní procesy -

bez přístupu kyslíku

-

produkce bioplynu (CH4 a CO2)

-

zdroj energie



membrána -

specifické podmínky v reaktoru

-

vysoká kvalita odtoku – bez nerozpuštěných látek, možné opětovné využití


MBR 2

↑ schéma testovaného AnMBR Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014

↑ fotografie AnMBR

MBR 2

http://www.ctisa.fr/eng/membranes-traitement-liquide.php

↑ schéma testovaného AnMBR Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014

↑ fotografie AnMBR

MBR 2 – vybrané výsledky 

směs farmaceutických OV a metanolu (hl. složka odpadních rozpouštědel)



složení farmaceutických OV -

voda metanol etanol aceton metylenchlorid tetrahydrofuran etylacetát toluen Namon.


14,7 % 62,5 % 6,4 % 0,5 % 6,9 % 0,4 % 2,8 % 2,1 % 2,7 %


Graf

↑ vývoj koncentrací organických látek v přítoku a permeátu z AnMBR Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014



průměrná účinnost odstranění organických látek 80%



kvalita odtoku stabilní – navzdory kolísání v přítoku



CHSK v odtoku 400 1400 mg·l-1



přeměna organických látek z přítoku na bioplyn (+ na novou biomasu)


produkce bioplynu korespondovala s látkovým zatížením biomasy, tedy s koncentrací organických látek v přítoku



platné jen do určité míry – poté přetížení systému a kolaps

Graf

↑ vývoj produkce bioplynu v závislosti na zatížení v AnMBR Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014


testy aktivity za uzančních podmínek: CHSK = 1 g·l-1, 35°C, X = 1,5 g·l-1

Graf

↑ vývoj specifické rychlosti produkce metanu v průběhu adaptace Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014


2. fáze: směs farmaceutické OV a MeOH – adaptace biomasy – přídavek odpadních rozpouštědel

Graf



pomalé zvýšení zatížení biomasy OK



rychlejší zvýšení zatížení → problémy



proč? - přetížení - málo specifických mikroorganismů



Graf

↑ vývoj produkce bioplynu v závislosti na zatížení v AnMBR Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014



produkce bioplynu korespondovala se zatížením biomasy



vliv akumulace v reaktoru

Konkrétní realizace 

MBR v severních Čechách (cca 600 m n m. – zastřešená budova)



jedna centrální ČOV – intenzifikace z 900 na 1900 EO



rozdílný počet EO v létě a v zimě



investor: VHS Turnov



zhotovitel: Syner VHS Vysočina a.s. a ENVI-PUR, s.r.o. (technologická část)



provozovatel: Severočeské vodovody a kanalizace, a.s.



provoz od prosince 2011


Konkrétní realizace

zdroj: http://www.envi-pur.cz/download/dokument_151_benecko-stepanicka_lhota_cz.pdf



stabilní provoz MBR



vysoká kvalita permeátu: -

CHSKCr ˂ 15 mg/l (p 90, m 150)

-

BSK5 ˂ 3 mg/l (p 25, m 50)

-

NL ˂ 5 mg/l (p 30, m 40)

-

Ncelk. ~ 16 mg/l

-

Pcelk. ~ 1,7 mg/l



nízké nároky na údržbu



dosavadní provoz bez potřeby chemického čištění



MBR-čistírna odpadních vod v jižních Čechách



rekreační areál na břehu Otavy



značné rozkolísání průtoku v průběhu dne



navrhovaná kapacita 400 EO – obvykle využívána polovina kapacity



provoz přibližně od dubna do září/října


Konkrétní realizace  kolísání, přesto stabilní provoz  vysoká kvalita odtoku Ukazatel

CHSKCr

Namon.

NL

P-PO43-

Přítok [mg/l]

250

50

130

5,2

Permeát [mg/l]

< 10

<1

0

2,3

Účinnost odstranění [%]

97

98

~ 100

55

 velmi vysoká retence mikroorganismů Seminář CZEMP | KÚ – Liberec | 9. 9. 2014

Závěry Polo-provozní jednotky 

prokázána možnost nasazení MBR technologie pro čištění POV



vysoká stabilita provozu



snadné a velmi rychlé znovuzprovoznění



velmi vysoká a stabilní kvalita permeátu



minimalizace produkce OV a jejich přeměna na energii (bioplyn)


dlouhodobě stabilní a téměř bezproblémový provoz



vysoká kvalita odtoku: chemické ukazatele, ale i mikrobiologické oživení – vhodné pro opětovné využití


Děkuji za pozornost. Prostor pro Vaše otázky.


Zkušenosti z provozu vybraných membránových bioreaktorů

Recommend Documents