Fermentacyjne technologie 
zagospodarowania odpadów

Etapy procesu oczyszczania ścieków

Stawy sedymentacyjne

Typowy ciąg technologiczny dla ścieków o wysokiej wartości BZT

5

.

I etap – staw anaerobowy przez 3 – 5 dni
II etap – staw fakultatywny przez 20 – 40 dni
III etap – staw dojrzewalnikowy przez 7 dni

   

Konstrukcja filtru zraszanego do oczyszczania ścieków

Schemat procesu oczyszczania ścieków z zastosowaniem 
technologii osadu czynnego.

Oczyszczanie ścieków z użyciem osadu czynnego

.

Mikroorganizmy w osadzie czynnym

1. Bakterie: od 5  10

9

 komórek/ml do 1,5  10

10

 komórek/ml.

Dominujące rodzaje: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, 
Alcaligenes, Moraxella, Flavobacterium; bakterie nitryfikacyjne –
Nitrosomonas, Nitrobacter; Thiobacillus

2. Pierwotniaki – orzęski (osiadłe, pełzające, wiciowe, zarodziowe,
wolnopływające), wrotki

Cecha charakterystyczna:
wzrost w postaci kłaczków
(sflokulowany)

Mikroskopowy obraz kłaczka
osadu czynnego

Cykl pracy reaktora SBR (bioreaktor sekwencyjny)

Oczyszczanie ścieków z użyciem osadu czynnego

reaktor pracujący w trybie półciągłym

Chemostat

 – hodowla ciągła drobnoustrojów, w której 

populacja mikroorganizmów jest utrzymywana na stałym 
poziomie poprzez ciągłe odbieranie części hodowli 
i zastępowanie jej świeżą pożywką. Klasyczny układ 
bioreaktora do oczyszczania ścieków z osadem czynnym 
jest przykładem chemostatu z zawracaniem części populacji
komórek.

Q – natężenie przepływu
       ścieków
X – gęstość komórek
S – stężenie składników
      odżywczych
- współczynnik

      recyklingu

C – współczynnik 

      zatężenia biomasy

      zawracanej

Bilans biomasy

Biomasa akumulowana = biomasa dopływająca + przyrost biomasy –
                                            biomasa usuwana – komórki martwe 

X

V

QX

X

V

X

QC

V

QX

dt

dX





















)

1

(

0

-  szybkość wzrostu
 - szybkość obumierania

0



dt

dX

0



dt

dX

Wprowadzając: D = Q/V – szybkość rozcieńczania, zakładając   0

I brak zasilania biomasą oraz uzyskanie stanu równowagi, czyli           , 
otrzymujemy:
                                                = D(1 +  - C)

Parametry technologiczne osadu czynnego

Obciążenie komory osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń

B

v

 = 

S

1

  Q

1

V

Stężenia B

v

 i S

1 

 wyrażone są w postaci parametrów BZT

5

 lub ChZT

Obciążenie osadu ładunkiem zanieczyszczeń

B

x

 =

S

1

  Q

1

V  X

2

X

2 

– zawartość zawiesin w osadzie

       czynnym

Reaktor ze złożem fluidalnym

Głębokoszybowy proces oczyszczania ścieków z zastosowaniem
reaktora typu air-lift

Schemat reaktora membranowego do oczyszczania ścieków

Schemat dwustopniowego oczyszczania ścieków, umożliwiającego
przeprowadzenie nitryfikacji i denitryfikacji

Przekrój pryzmy kompostowej

Fermentacja metanowa

Przekształcenie związków organicznych o różnym stopniu utlenienia do metanu i CO

2

 w warunkach

beztlenowych.  Proces jest kilkuetapowy, prowadzony przez konsorcjum bakterii. 
Ostatni etap – bakterie metanowe

Produkt końcowy – biogaz, zawierający 55 – 75% metanu, 20 – 40% CO

2

, 2 - 3 % wodoru,

                                  1 – 2% pary wodnej i 1 – 2% H

2

S 

Bakterie metanogenne

1. Należą do Archebacteria
2. Mają zróżnicowaną  morfologię (pałeczki o różnej długości i kształcie), 
       ziarniaki 
3. Większość jest organizmami termofilnymi
4. Ścisłe beztlenowce

Methanococcus spp.

Methanosarcina barkeri

Methanobacterium thermoautotrophicum

Methanotrix fervidus

Rodzaje reaktorów i techniki 
fermentacji anaerobowej

Fermentacja anaerobowa w bioreaktorze UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)

Ścieki wpływają do reaktora od spodu i przepływają przez osad 
czynny 
bakterii beztlenowych rosnących na powierzchni ziaren nośnika 
(plastik, żwir,
piasek, szkło). Mieszanina osadu czynnego, biogazu i wody jest 
rozdzielana 
w separatorze w górnej strefie reaktora.

Parametry: - zastosowanie głównie dla stężonych ścieków (> 2 g 
BZT

5

 na dm

3

)

                    -  mały przyrost biomasy (0,1 kg na kg BZT

5

)

                            -

-  wydajność biogazu: 0,3 dm

3

 metanu na g BZT

5

. 

                  

    

Schemat przydomowej wytwornicy biogazu

Poprawianie parametrów technologicznych biogazu

Problemy:

Obecność CO

2

, H

2

S, H

2

O

Skład biogazu:  55 – 75% metanu, 20 – 40% CO

2

, 2 - 3 % wodoru, 1 – 2% 

pary wodnej 
                           i 1 – 2% H

2

S 

Rozwiązania ?

Schemat biogazowni wykorzystującej gnojowicę

 

INSTALACJA 
DO WYTWARZANIA 
BIOGAZU 
Z ORGANICZNYCH 
ODPADÓW STAŁYCH 
(SALZBURG,  AUSTRIA)

W instalacji przerabianych
jest rocznie 20 000 ton
odpadów w jednofazowym
procesie fermentacji beztlenowej.

Odpady rozdrobnione do 40 mm
są transportowane do dozownika,
mieszane ze szlamem fermentacyjnym.
i podgrzewane do 55 C, a następnie

wprowadzane do bioreaktora.

Wydajność 135 m

3

 biogazu/T odpadów.

Przetworzenie na energię elektryczną –
250 kWh ze 135 m

3

 biogazu.

Schemat instalacji wykorzystującej odpady browarnicze do wytwarzania energii
w obiegu zamkniętym

Porównanie parametrów różnych technologii 

biologicznego oczyszczania ścieków

MBR – bioreaktor membranowy
UASB – bioreaktor ze wstępującym przepływem kożucha osadu