Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Usuwanie i odzysk fosforu przyszłość oczyszczalni ścieków Stanisław M. Rybicki, Politechnika Krakowska Uroczysta Sesja Naukowo-Techniczna z okazji Jubileuszu.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Usuwanie i odzysk fosforu przyszłość oczyszczalni ścieków Stanisław M. Rybicki, Politechnika Krakowska Uroczysta Sesja Naukowo-Techniczna z okazji Jubileuszu."— Zapis prezentacji:

1 Usuwanie i odzysk fosforu przyszłość oczyszczalni ścieków Stanisław M. Rybicki, Politechnika Krakowska Uroczysta Sesja Naukowo-Techniczna z okazji Jubileuszu 70 - lecia powstania Krakowskiego Oddziału Polskiego Zrzeszenia Inżynierów i Techników Sanitarnych

2 Fosfor –w historii nauki Odkryty przez Henninga Brandta w 1669 w Hamburgu, był 13 w kolejności daty odkrycia pierwiastkiem  średnia zawartość w skorupie ziemskiej-0.1% P 2 O 5  Średnia zawartość w polskich glebach % P 2 O 5 Znaczenie w rolnictwie wzrosło gdy Justus von Liebig w 1840r. Opublikował Teorię mineralnego odżywiania roślin i prawa minimum. Odkrycia te zapoczątkowały rozwój współczesnego rolnictwa bazującego na wspomaganiu wzrostu roślin nawozami mineralnymi 2

3 Fosfor –w przyrodzie  Zasoby glebowe- 150 mln ton  Globalna biomasa 2000 mln ton  Globalny wzrost w biomasie mln ton  Zasoby oceaniczne 120 mln ton  Zasoby surowcowe mln ton  Roczne wymywanie fosforu z gleb 15 mln ton  Roczne wydobycie surowcowe 42 mln ton 3

4 Fosfor –w przyrodzie Fosfor jest pierwiastkiem niezbędnym do życia. Należy do grupy makroelementów. W formie fosforanów, wchodzi w skład cząsteczek biologicznych:  kwasów nukleinowych DNA i RNA  związków przekazujących energię na poziomie molekularnym, takich jak ATP  Fosfolipidy to główne składniki strukturalne błon komórkowych. U zwierząt i człowieka jest składnikiem kości – fosforan wapnia pełni rolę usztywniającą. Organizm człowieka zawiera 1 kg P, z czego ¾ jako apatyt w kościach i zębach. Dziennie, człowiek konsumuje/wydala ok.1,5 g P. 4

5 Fosfor –w przyrodzie 5

6 Fosfor – w diecie człowieka  Roczne spożycie fosforu w produktach spożywczych 0,5 kg P/Mk  Roczne spożycie fosforu przez mieszkańców Ziemi – 3mln ton P  Roczna produkcja zw. fosforu 16.3 mln ton P Składnik dietyg P/rok Produkty zbożowe296 Warzywa75 Rośliny strączkowe 51 Owoce32 Mięso i ryby26 Mleko i jaja15 Produkty skrobiowe 3 Napoje1 RAZEM500 6

7 Fosfor „dwa oblicza” „Jasna strona Mocy”:  Nawozy  Dodatki paszowe  Środki czyszczące  Impregnaty przeciwogniowe  Inhibitory korozji  Pestycydy  Leki „Ciemna strona Mocy”  Gazy bojowe  Bomby zapalające  Zatrucia pestycydami  Poparzenia  Katastrofy środowiskowe  EUTROFIZACJA WÓD 7

8 Fosfor – zagrożenie dla jakości wody Źródła  ścieki komunalne,  ścieki przemysłowe  odchody hodowlane  kompostownie  wymywanie nawozów  solubilizacja zasobów glebowych 8

9 Fosfor – usuwanie ze ścieków historia  Ok 1941 – odzysk fosforanów wapnia dla celów nawozowych (USA)  Lata – wprowadzenie chemicznego strącania wapnem, później solami glinu dla ochrony wód odbiornika (Szwajcaria, Szwecja);  Lata – obserwacje Eksploatatorów wskazujące na niesterowane osiągania nawet 80% efektywności usuwania fosforu bez stosowania środków chemicznych pod warunkiem zaistnienia pewnych czynników:  Przepływ tłokowy lub z wyraźnym wydzieleniem stref;  Występowanie stref z bardzo niskim stężeniem tlenu rozpuszczonego  Zaobserwowane zjawisko miejscowego uwalniania fosforanów w niektórych (niedotlenionych) strefach komór osadu czynnego  Niski indeks osadu (osad niepuchnący) 9

10 Biologiczne usuwania fosforu - rozwój technologii  1954 Wuhrman proponuje reaktor z dwoma stopniami : tlenowym oraz niedotlenionym  1957 Davidson uzyskuje patent na układ o odwrotnej kolejności stref: całkowicie beztlenowej oraz tlenowej  1962 Ludzack i Ettinger rozwijają układ dwustopniowy: niedotleniony oraz tlenowy; 10

11 Biologiczne usuwania fosforu - rozwój technologii  1973 Barnard modyfikuje system Ludzack-Ettingera przez tzw recyrkulowanie osadu  1975 Barnard patentuje rozwiązanie Bardenpho  1983 Ukazuje się cykl artykułów z RPA dotyczący zasad projektowania oraz eksploatacji reaktorów do zintegrowanego biologicznego usuwania związków biogennych bez użycia środków chemicznych 11

12 Biologiczne usuwania fosforu - rozwój technologii  Bardenpho  A2O 12

13 Biologiczne usuwania fosforu - rozwój technologii  UCT  A/O 13

14 Odzysk fosforu - rozwój technologii  Odzysk fosforu w celu jego ponownego użycia oferuje korzyści ekonomiczne i środowiskowe dla przemysłu wodnego.  Korzyści te muszą być jednak porównywalne z kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi instalacji do odzysku fosforu.  Efektywność ekonomiczna będzie zależna od:  przygotowania przemysłu fosforanowego do zapłaty za odzyskany produkt (czy wystąpią znaczne różnice w cenie);  kosztów odzysku fosforu z wody w porównaniu z procesami usuwania fosforu;  kosztów i trasy usuwania fosforu;  przemysł fosforanowy może ponieść podwyższone koszty odzysku fosforu, jeśli zawartość metali ciężkich i innych zanieczyszczeń jest mniejsza niż w większości skał fosforanowych (kopalnych).. 14

15 Odzysk fosforu - rozwój technologii Korzyści z odzysku i ponownego użycia fosforanów ze ścieków i osadów:  redukcja objętości osadów wytwarzanych w oczyszczalniach ścieków;  redukcja chemikaliów używanych w oczyszczalniach ścieków;  ochrona wód powierzchniowych poprzez udoskonalenie procesu oczyszczania ścieków;  fosforany mogą być odzyskiwane wspólnie ze wszystkich źródeł w ściekach (żywność, materia organiczna, chemikalia przemysłowe, itp.);  redukcja zużycia skał fosforanowych (surowca nieodnawialnego); 15

16 Odzysk fosforu – przykłady technologii Technologia usuwania / odzysku fosforu Status rozwojuZapoczątkowanie pracAutorzy projektuKraj wprowadzenia technologii Chemiczne strącanie Komercyjny~1950 do dziśWieluProjekt globalny Biologiczne usuwanie P (i N): Phostrip Zmodyfikowany Bardenpho Phoredox A / O UCT Zmodyfikowany UCT Rotanox Biodenphio Komercyjny ~1960 do dziś ~1965 ~1974 do dziś ~1976 do dziś ~1980 do dziś ~1983 do dziś ~1990 ~1982 ~1980 Wielu Levlin i Shapiro, 1965 Barnard, 1990 Randall, 1990 Siebritz, 1983 Farnell, 1990 Rachwell, 1984 Bundgard i Pedersen, 1991 Projekt globalny USA Południowa Afryka USA Południowa Afryka UK USA Krystalizacja: DHV Crystalactor® CSIR Kurita Phosnix Sydney Water Board OFMSW Naturalnej wielkości Laboratoryjny ~1979 do dziś ~1992 do dziś ~1984 do dziś ~ 1994 do dziś ~1993 do dziś ~1994 do dziś DHV, 1991 Momberg i Oellermann, 1992 Joko, 1984 Unitika Ltd., 1994 Angel, 1980 Cecchi, 1994 Holandia Południowa Afryka Japonia Australia Włochy, Hiszpania 16

17 Wybrane przykłady odzysku fosforu z osadów HYPRO 17

18 Wybrane przykłady odzysku fosforu z osadów RIM-NUT 18

19 Wybrane przykłady odzysku fosforu z osadów N-VIRO 19

20 Wybrane przykłady odzysku fosforu z osadów CAMBI  W tym procesie osad jest poddawany termicznej hydrolizie przed fermentacją. W porcjowym procesie osad jest poddany przeróbce z parą w temperaturze 180 o C.  Większe cząstki organiczne są rozdrabniane i dlatego bardziej dostępne dla mikroorganizmów.  Redukcja materiału organicznego w procesie fermentacji wzrasta z 45-50% do 65-70%, także produkcja metanu wzrasta o 30%. 20

21 Odzysk fosforu ze ścieków - krystalizacja  Rozwój technologii krystalizacji rozpoczął się w latach 70–ych, w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na usuwanie fosforu połączone z produkcją surowca na szeroką skalę.  Jest prawdopodobnie najlepszym (z punktu widzenia odzysku) sposobem recyrkulowania fosforanów z miejskich ścieków  Główne produkty to:  nierozpuszczalny hydroksyapatyt Ca 5 (OH)(PO 4 ) 3 ;  42% P 2 O 5 ;  struwit (MgNH 4 PO 4 ) – fosforan amonowo magnezowy; 21

22 Odzysk fosforu ze ścieków - krystalizacja 22

23 Dziękuję za uwagę 23


Pobierz ppt "Usuwanie i odzysk fosforu przyszłość oczyszczalni ścieków Stanisław M. Rybicki, Politechnika Krakowska Uroczysta Sesja Naukowo-Techniczna z okazji Jubileuszu."

Podobne prezentacje


Reklamy Google