Obrotowe tarczowe

złoża biologiczne

Hybrydowe procesy biologiczne

Hybrydowe procesy

biologiczne

Osad pływający w

ściekach

Biofilm na

wypełnieniu

Tarczowe złoża biologiczne
(TZB)

Rysunek 1. Tarczowe złoża biologiczne współpracujące z osadnikiem wtórnym.

Tarczowe złoża biologiczne
(TZB)

Rysunek 2. Tarczowe złoża biologiczne.

Tarczowe złoża biologiczne
(TZB)

Rysunek 3.1. Możliwe podstawowe konfiguracje ustawienia TZB.

Tarczowe złoża biologiczne
(TZB)

Rysunek 3.2. Możliwe podstawowe konfiguracje ustawienia TZB.

typical secondary treatment - typowe oczyszczanie drugiego
stopnia, typical advanced treatment – typowe zaawansowane
oczyszczanie,
typical parallel train configuration - typowa równoległa
konfiguracja ciągów,
end flow for small plants - końcowy przepływ dla małych
oczyszczalni

Rysunek 4. Możliwe
konfiguracje ustawienia
ciągów TZB.

Parametry procesowe

• powierzchnia wypełnienia,
• równowaga między pH, a składnikami

pokarmowymi,

• transfer tlenu,
• zmienność przepływu i obciążenia

ładunkiem,

• temperatura prowadzenia procesu,
• poziom substancji toksycznych i

inhibitorów.

Mechanizm oczyszczania

influent-ścieki dopływające, oxygen-tlen, food-pokarm,
nutrients-składniki pokarmowe, cover-pokrywa,
degradation products-produkty przemiany przez osad,
sludge-osad nadmierny, interstage baffle-przegroda
międzystopniowa, efluent-ściek oczyszczony

Rysunek 5.
Ogólny
schemat
mechanizmu
oczyszczania.

Mechanizm oczyszczania

- wskaźnik przepływu powierzchniowego substratów,
- współczynnik dyfuzji substratów w wodzie,
- gradient stężenia substratów,
- stężenie substratu w cieczy,
- stężenie substratu na zewnętrznej powłoce biofilmu,
- efektywna grubość niezmienionej warstwy,

•  

�

𝑠�

=− �

�

∙ 𝑑�

𝑑�

=− �

�

∙

(

�

�

− �

𝑠

)

�

 

Mechanizm oczyszczania

- wskaźnik efektywnej dyfuzji w biofilmie,
– wskaźnik maksymalnego szczególnego rozrostu bakterii,
– punktowe stężenie substratu w biofilnie,
- stężenie biomasy,
- współczynnik wzrostu,
- stała uśredniona prędkość,

•  

�

�

∙

𝑑

2

�

�

𝑑�

2

−

(

�

�

∙ �

�

∙ �

� ∙

(

�

𝑠

+ �

�

)

)

=0

 

Proces nitryfikacji w TZB

• nitryfikacja jest to utlenianie amoniaku do

azotanów,

• podstawową rolę w biologicznej nitryfikacji

odgrywają bakterie z rodzaju Nitrosomonas
i Nitrobacter,

• utlenianie amoniaku przez Nitrosomonas

przebiega według reakcji:

• azotyny są utleniane przez Nitrobacter:

•  

Proces nitryfikacji w TZB

Rysunek 6. Typowy układ strumieni w komorze TZB.

Proces nitryfikacji w TZB

Rysunek 7. Kryteria projektowania TZB dla jednostopniowego oczyszczania
ścieków komunalnych z nitryfikacją.

Proces nitryfikacji w TZB

Rysunek 8. Współczynnik zmniejszający dla nitryfikacji na TZB w
temperaturach ścieków niższych niż 13

o

C.

Oczyszczalnia w
Niederzeuzheim

Rysunek 9. Zastosowanie tarczowych złóż biologicznych w oczyszczalni
Niederzeuzheim.

Oczyszczalnia w
Niederzeuzheim

Tabela 1. Dane techniczne oczyszczalni ścieków w Niederzeuzheim.

Dane techniczne

Liczba obsługiwanych mieszkańców

3 200 RLM

Ładunek dobowy BZT

5

192 kg O

2

/d

Dopływ sekundowy pogody bezdeszczowej

28 l/s

Dopływ podczas ścieków

55 l/s

Objętość komory biologicznej

250 m

3

Cztery zespoły złóż tarczowych o ogólnej

powierzchni

9 700 m

2

Oczyszczalnia w
Niederzeuzheim

Tabela 2. Wskaźniki ścieków oczyszczonych w oczyszczalni Niederzeuzheim.

* Dane z zakresu RLM=2 000÷9 999

Wskaźniki ścieków

oczyszczonych

Wartości

urzędowe

Średnie z

wielolecia

Dla

porównania

w Polsce*

ChZT, g O

2

/m

3

75

35

125

BZT

5

, g O

2

/m

3

10

<5

25

Azot amonowy, g

N/m

3

10

5

10

Azot ogólny, g N/m

3

16

10

15

Fosfor ogólny, g

P/m

3

5

1

2

Oczyszczalnia w
Niederzeuzheim

Rysunek 10. Sprawność oczyszczania ścieków w Niederzeuzheim – dane z
wielolecia.

Zalety TZB

• duża powierzchnia możliwa do porośnięcia i

utrzymania się błony biologicznej,

• podwyższony wiek osadu wskutek

nagromadzenia się wolno rozmnażających się
autotrofów w biofilmie,

• równomierne, wolne mieszanie zawartości

komory bez dodatkowego urządzenia i energii,

• niskie koszty budowy, mniejszy zajmowany

teren,

• niskie koszty eksploatacyjne i długi cykl życia

urządzenia,

• mniejsza objętość osadników wtórnych,

wyższe stężenie biomasy w wydzielonych
osadach o lepszych właściwościach
zagęszczania i odwadniania.

Zalety TZB

• mniejsza objętość komór i mniejsze zużycie

energii.

Rysunek 11. Porównanie KOCZ, TZB i SBR.

Znane problemy eksploatacyjne
– wady TZB

• błędy konstrukcyjne wałów, wypełnienia,
• nadmierny rozrost bakterii nitkowatych,
• nadmierny lub nierówny rozwój biomasy,
• niewłaściwe określenie parametrów procesu

podczas badań pilotażowych,

• niewłaściwe prowadzenie procesu lub użycie

niewłaściwych kryteriów projektowych,

• błędne założenie obciążenia ładunkiem w

procesie projektowym.

Literatura

• Rotating Biological Contactors – materiały uzyskane na

seminarium,

• Stosowanie tarczowych złóż obrotowych oraz kierunki

przepływu ścieków w komorze i złożu – I. Kługiewicz, J.
Kługiewicz, Katedra Inżynierii Sanitarnej i Wodnej, Wydział
Budownictwa i Inżynierii Środowiska Akademii Techniczno-
Rolniczej im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy, 2001,

• Oczyszczanie ścieków na obrotowych złożach tarczowych z

samorzutnym napowietrzaniem – Edward S. Kempa,
EkoTechnika 3/19/2001,

• Biotechnologia ścieków – Korneliusz Miksch, Jan Sikora,

Wydawnictwo PWN, Warszawa 2006,

• Odnowa wody. Podstawy teoretyczne procesów – Apolinary

Kowal i inni, Oficyna Wydawnicza PWr, Wrocław 1997,

• Urządzenia do oczyszczania ścieków – Zbigniew Heidrich,

Andrzej Witkowski, Wydawnictwo Seidel-Przywecki,
Warszawa 2010.

Dziękuję za uwagę