Biologiczne oczyszczanie
ś
cieków i
perspektywy zagospodarowania produktów
ubocznych w technologiach wytwarzania
biodiesla.
A. Ko
ź
biał
1
, P. Kaszycki
2
, T. Juliszewski
3
, H. Kołoczek
2
1-Petroster Sp...,2- Zakład Biochemii AR –Kraków, 3-Katedra Eksploatacji
Maszyn Rolniczych AR -Kraków
Tabela. Wybrane parametry charakteryzuj
ą
ce typowy
ś
ciek z produkcji biodiesla.
Lekko mętna zawiesina o
mdłym, draŜniącym zapachu.
Wybrane cechy fizykochemiczne
Brak Ŝycia biologicznego
Organizmy autochtoniczne
b.d.
Inne stwierdzone składniki: estry
metylowe, glicerol, triglicerydy,
węglowodory- substancje
ropopochodne
5,51
pH
110 824 [mg O
2
/ L]
ChZT
11,3 [mg/L]
Formaldehyd całkowity
6,13 [mg/L]
Formaldehyd (FD)wolny
(monomer)
*
100 598 [mg/L]
MetOH
Wartość/stęŜenie/opis
Parametry/składniki
Ś
cieki poprodukcyjne biodiesla zawieraj
ą
gro
ź
ne dla
ś
rodowiska zwi
ą
zki organiczne.
Szczególnie toksyczny jest metanol i powstaj
ą
cy w procesach niespecyficznego
utleniania - formaldehyd.
Ś
cieki poprodukcyjne biodiesla zawieraj
ą
gro
ź
ne dla
ś
rodowiska zwi
ą
zki organiczne.
Szczególnie toksyczny jest metanol i powstaj
ą
cy w procesach niespecyficznego
utleniania - formaldehyd.
Rozdział chromatograficzny składników
ś
cieku z produkcji biodiesla
metod
ą
chromatografii gazowej (GC)
metanol
Oznaczenia składu chemicznego
ś
cieku z produkcji biodiesla metod
ą
chromatografii gazowej dokumentuje obecno
ść
heterogenicznych i
gro
Ŝ
nych zanieczyszcze
ń
.
Oznaczenia składu chemicznego
ś
cieku z produkcji biodiesla metod
ą
chromatografii gazowej dokumentuje obecno
ść
heterogenicznych i
gro
Ŝ
nych zanieczyszcze
ń
.
Obraz mikroskopowy
ś
cieku z produkcji biodiesla
bezpo
ś
rednio po zaszczepieniu hodowl
ą
dro
Ŝ
d
Ŝ
y oraz
bakteryjnym biopreparatem ZB04
W Zakładzie Biochemii AR w Krakowie opracowano aktywny biopreparat
rozkładaj
ą
cy metanol, formaldehyd oraz inne ska
Ŝ
enia do CO
2
i H
2
O.
W Zakładzie Biochemii AR w Krakowie opracowano aktywny biopreparat
rozkładaj
ą
cy metanol, formaldehyd oraz inne ska
Ŝ
enia do CO
2
i H
2
O.
Obserwacje biodegradacji metanolu oraz pozostałych
składników
ś
cieku wysokoobci
ąŜ
onego
(ChZT ok. 50 000 mg O
2
/L), przez zaadaptowan
ą
mieszan
ą
kultur
ę
dro
Ŝ
d
Ŝ
owo – bakteryjn
ą
od góry, kolejno: dzie
ń
8, 13 oraz 16 procesu
Po 16 dniach działania
biopreparatu nast
ą
piła
całkowita biodegradacja
substancji toksycznych
zawartych w
ś
ciekach.
Po 16 dniach działania
biopreparatu nast
ą
piła
całkowita biodegradacja
substancji toksycznych
zawartych w
ś
ciekach.
Zmiany ChZT w próbie
ś
cieku z produkcji biodiesla, poddanego biooczyszczaniu
za pomoc
ą
wyspecjalizowanego konsorcjum drobnoustrojów.
Czas [h]
C
h
e
m
ic
z
n
e
Z
a
p
o
tr
z
e
b
o
w
a
n
ie
T
le
n
u
[
m
g
O
2
/
L
]
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
56
104
176
8
0
Biodegradacja ogólnego ładunku zanieczyszcze
ń
mierzona
wska
ź
nikiem chemicznego zapotrzebowania na tlen.
Biodegradacja ogólnego ładunku zanieczyszcze
ń
mierzona
wska
ź
nikiem chemicznego zapotrzebowania na tlen.
Biodegradacja metanolu w próbie
ś
cieku z produkcji biodiesla, zaszczepionego
wyspecjalizowan
ą
biocenoz
ą
drobnoustrojów.
Czas [h]
%
p
ró
b
y
w
y
j
ś
c
io
w
e
j
0
20
40
60
80
100
56
8
0
176
Biodegradacja metanolu zawartego w
ś
ciekach
poprodukcyjnych biodiesla.
Biodegradacja metanolu zawartego w
ś
ciekach
poprodukcyjnych biodiesla.
Podczas procesu biodegradacji metanolu w konwencjonalnych oczyszczalniach
ś
cieków na
skutek niespecyficznych procesów biochemicznych powstaje formaldehyd, który powoduje
zahamowanie pracy oczyszczalni i zniszczenie osadu czynnego.
Opracowany unikalny biopreparat umo
Ŝ
liwia rozwi
ą
zanie powy
Ŝ
szego problemu.
Podczas procesu biodegradacji metanolu w konwencjonalnych oczyszczalniach
ś
cieków na
skutek niespecyficznych procesów biochemicznych powstaje formaldehyd, który powoduje
zahamowanie pracy oczyszczalni i zniszczenie osadu czynnego.
Opracowany unikalny biopreparat umo
Ŝ
liwia rozwi
ą
zanie powy
Ŝ
szego problemu.
Uwaga – zagroŜenie osadu czynnego endogennym
formaldehydem generowanym podczas biologicznego utleniania
metanolu !
Zmiany st
ęŜ
enia formaldehydu w
ś
cieku 5x rozc.
Czas [ h ]
S
t
ęŜ
e
n
ie
F
d
[
m
g
/
L
]
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
D14
biocenoza mieszana KiP + D14
0
4
8
32
49
56
80
104
konwencjonalny osad czynny
ulega degeneracji przez
formaldehyd
Opracowany biopreparat
-
brak toksyczno
ś
ci
dozownik
wlot
ś
cieków
zestaw urz
ą
dze
ń
pomiarowych
[pH, O , T]
2
B1 140 L
klucz hydrauliczny
B2 60L
system napowietrzania
drobnop
ę
cherzykowego
zawór
spustowy 1
zawór
spustowy 2
przepływomierz
kompresor
Ś
CIEKI
Schemat modelowego układu oczyszczania
ś
cieków przemysłowych
instalacji produkcji biopaliwa z symulowanym przepływem
ś
cieków, na bazie
opracowanego biopreparatu.
Perspektywy wykorzystania innych odpadów (produktów ubocznych)
powstałych w produkcji biopaliw, dotyczy to w szczególno
ś
ci:
1. wykorzystania makuchów,
2. odpadu glicerynowego.
Negatywne skutki masowej produkcji biopaliw:
•
Ilo
ść
makuchów przy przewidywanej skali produkcji biopaliwa przekracza
mo
Ŝ
liwo
ś
ci ich zastosowania jako dodatku do paszy zwierz
ą
t,
•
wysokie koszty oczyszczania odpadu glicerynowego oraz nasycanie rynku gliceryn
ą
wyklucza dalsze zastosowanie w przemy
ś
le farmaceutycznym i kosmetycznym.
•
Konieczno
ść
alternatywnego zagospodarowania produktów ubocznych wymuszona
jest wysokimi kosztami utylizacji i zagro
Ŝ
eniem dla
ś
rodowiska
Perspektywy wykorzystania innych odpadów (produktów ubocznych)
powstałych w produkcji biopaliw, dotyczy to w szczególno
ś
ci:
1. wykorzystania makuchów,
2. odpadu glicerynowego.
Negatywne skutki masowej produkcji biopaliw:
•
Ilo
ść
makuchów przy przewidywanej skali produkcji biopaliwa przekracza
mo
Ŝ
liwo
ś
ci ich zastosowania jako dodatku do paszy zwierz
ą
t,
•
wysokie koszty oczyszczania odpadu glicerynowego oraz nasycanie rynku gliceryn
ą
wyklucza dalsze zastosowanie w przemy
ś
le farmaceutycznym i kosmetycznym.
•
Konieczno
ść
alternatywnego zagospodarowania produktów ubocznych wymuszona
jest wysokimi kosztami utylizacji i zagro
Ŝ
eniem dla
ś
rodowiska
Proponowane rozwi
ą
zanie problemu (prace badawcze i
projektowe prowadzone w Akademii Rolniczej w Krakowie):
Zagospodarowanie w celach energetycznych:
Opracowanie i wdro
Ŝ
enie technologii spalania, a w szczególno
ś
ci:
- dostosowanie kot
ł
ów (palników) do spalania odpadu glicerynowego,
- logistyki zaopatrzenia lokalnych kot
ł
owni w w/w odpady,
- analizy spalin,
- technologii wspó
ł
spalania z innymi rodzajami biomasy lub konwencjonalnymi
no
ś
nikami energii
Wykorzystanie do celów suplementacji specyficznej karmy i
od
Ŝ
ywek dla psów i kotów:
(niektóre rasy kotów i psów wymagaj
ą
od kilku do kilkunastu egzogennych
aminokwasów – aminokwasy takie obecne s
ą
w makuchach)
-Prowadzone s
ą
prace w celu pozyskania frakcji białkowej z makuchów i
opracowanie procesu hydrolizy oraz separacji w/w aminokwasów.
Proponowane rozwi
ą
zanie problemu (prace badawcze i
projektowe prowadzone w Akademii Rolniczej w Krakowie):
Zagospodarowanie w celach energetycznych:
Opracowanie i wdro
Ŝ
enie technologii spalania, a w szczególno
ś
ci:
- dostosowanie kot
ł
ów (palników) do spalania odpadu glicerynowego,
- logistyki zaopatrzenia lokalnych kot
ł
owni w w/w odpady,
- analizy spalin,
- technologii wspó
ł
spalania z innymi rodzajami biomasy lub konwencjonalnymi
no
ś
nikami energii
Wykorzystanie do celów suplementacji specyficznej karmy i
od
Ŝ
ywek dla psów i kotów:
(niektóre rasy kotów i psów wymagaj
ą
od kilku do kilkunastu egzogennych
aminokwasów – aminokwasy takie obecne s
ą
w makuchach)
-Prowadzone s
ą
prace w celu pozyskania frakcji białkowej z makuchów i
opracowanie procesu hydrolizy oraz separacji w/w aminokwasów.