1

1

Wpływ temperatury i wieku

osadu na beztlenową

stabilizację i przemiany

substancji polimerowych w

osadzie wstępnym

Anaerobic stabilisation and conversion of biopolymers

in primary sludge – effect of temperature and sludge

retention time

2

2

Wysokosprawne beztlenowe metody

Wysokosprawne beztlenowe metody

oczyszczania ścieków:

oczyszczania ścieków:

Niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne,

Niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne,

Małe wymagania terenowe

Małe wymagania terenowe

Niska produkcja osadów nadmiernych

Niska produkcja osadów nadmiernych

Wysokosprawne systemy:

Wysokosprawne systemy:

-

Jednostopniowe reaktory UASB

Jednostopniowe reaktory UASB

-

Dwustopniowe reaktory UASB

Dwustopniowe reaktory UASB

3

3

Parametry kontrolujące

Parametry kontrolujące

stabilizację osadów wstępnych:

stabilizację osadów wstępnych:

WO

WO

TEMPERATURA

TEMPERATURA

4

4

Skład osadu wstępnego:

Skład osadu wstępnego:

Węglowodany

Węglowodany

Tłuszcze

Tłuszcze

Białka

Białka

Tabela 1. Skład i stężenie osadu wstępnego użytego do badań

Tabela 1. Skład i stężenie osadu wstępnego użytego do badań

5

5

Cel badań:

Cel badań:

Optymalizacja procesów

Optymalizacja procesów

stabilizacji osadów w

stabilizacji osadów w

systemach UASB

systemach UASB

Poszerzenie wiedzy na temat

Poszerzenie wiedzy na temat

beztlenowego rozkładu materii organicznej

beztlenowego rozkładu materii organicznej

i tempa hydrolizy dla rozpatrywanych

i tempa hydrolizy dla rozpatrywanych

reaktorów

reaktorów

6

6

Materiały i metody stosowane

Materiały i metody stosowane

w badaniach

w badaniach

Reaktory o pełnym wymieszaniu

Reaktory o pełnym wymieszaniu

-

Temperatura procesu 15

Temperatura procesu 15

°

°

C,

C,

25

25

°

°

C i 35

C i 35

°

°

C

C

-

WO = 10, 15, 20,30 i 75 dni

WO = 10, 15, 20,30 i 75 dni

-

Stężenie osadu wstępnego - 20 g s.m./l

Stężenie osadu wstępnego - 20 g s.m./l

-

Pojemność czynna reaktorów – 10 i 15 l.

Pojemność czynna reaktorów – 10 i 15 l.

7

7

Materiały i metody stosowane

Materiały i metody stosowane

w badaniach c.d.

w badaniach c.d.

Reaktory porcjowe

Reaktory porcjowe

-

Pojemność reaktorów - 500 ml

Pojemność reaktorów - 500 ml

-

Stężenie osadu wstępnego – 5 gChZT/l

Stężenie osadu wstępnego – 5 gChZT/l

Dodatkowo:

Dodatkowo:

-

Mineralny roztwór zawierający składniki

Mineralny roztwór zawierający składniki

pokarmowe i pierwiastki śladowe

pokarmowe i pierwiastki śladowe

-

Bufor dwuwęglanowy

Bufor dwuwęglanowy

8

8

Wyniki badań

Wyniki badań

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i

metanowej (M) w temperaturze 25

metanowej (M) w temperaturze 25

°

°

C

C

9

9

Wyniki badań cd.

Wyniki badań cd.

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i

metanowej (M) w temperaturze 35

metanowej (M) w temperaturze 35

°

°

C

C

10

10

Wyniki badań – reaktory porcjowe

Wyniki badań – reaktory porcjowe

Produkcja gazu do 60 dnia w temperaturze 35

Produkcja gazu do 60 dnia w temperaturze 35

°

°

C i do 75

C i do 75

dnia w temperaturze 35

dnia w temperaturze 35

°

°

C

C

Długi czas potrzebny do całkowitej stabilizacji osadu

Długi czas potrzebny do całkowitej stabilizacji osadu

Lepsza stabilizacja osadu wstępnego w wyższej

Lepsza stabilizacja osadu wstępnego w wyższej

temperaturze i przy dłuższym WO

temperaturze i przy dłuższym WO

11

11

Wyniki badań – reaktory porcjowe

Wyniki badań – reaktory porcjowe

c.d.

c.d.

Stałe hydrolizy w warunkach pełnej

Stałe hydrolizy w warunkach pełnej

fermentacji metanowej można

fermentacji metanowej można

opisywać kinetykami I rzędu

opisywać kinetykami I rzędu

12

12

Podsumowanie

Podsumowanie

Optymalne warunki pracy reaktorów

Optymalne warunki pracy reaktorów

Temperatura 25

Temperatura 25

°

°

C – WO=15 dni

C – WO=15 dni

Temperatura 35

Temperatura 35

°

°

C – WO=10 dni

C – WO=10 dni

Temperatura 15

Temperatura 15

°

°

C (WO=60-75 dni) – należy

C (WO=60-75 dni) – należy

wydłużyć hydrauliczny czas przetrzymania do 20 h

wydłużyć hydrauliczny czas przetrzymania do 20 h

13

13

Wnioski

Wnioski

WO i temperatura mają bardzo ważny wpływ na hydrolizę

WO i temperatura mają bardzo ważny wpływ na hydrolizę

biopolimerów

biopolimerów

Hydroliza lipidów w temp. 25

Hydroliza lipidów w temp. 25

°

°

C przy WO=10 dni jest

C przy WO=10 dni jest

ograniczona

ograniczona

Temperatura 15

Temperatura 15

°

°

C , WO=75 dni – wydłużenie

C , WO=75 dni – wydłużenie

hydraulicznego czasu przetrzymania

hydraulicznego czasu przetrzymania

Brak zależności stopnia biologicznego rozkładu od

Brak zależności stopnia biologicznego rozkładu od

temperatury w przedziale 15-35

temperatury w przedziale 15-35

°

°

C

C

Wartość wskaźnika stałej hydrolizy dla wszystkich rodzajów

Wartość wskaźnika stałej hydrolizy dla wszystkich rodzajów

stałych substratów zależy od temperatury

stałych substratów zależy od temperatury

Stałe hydrolizy otrzymane z badań prowadzonych w

Stałe hydrolizy otrzymane z badań prowadzonych w

reaktorach porcjowych nie mogą być stosowane dla

reaktorach porcjowych nie mogą być stosowane dla

reaktorów o pełnym wymieszaniu

reaktorów o pełnym wymieszaniu