Osady z oczyszczania ścieków w zakładach przemysłu spożywczego Dr inż. Agnieszka Nawirska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Rodzaje osadów ściekowych osad wstępny – powstaje procesie sedymentacji w osadnikach wstępnych osad wtórny – wydzielany jest w osadnikach wtórnych osad nadmierne – wydzielany jako nadmiar osady po recyrkulacji osadu czynnego osad chemiczny – powstaje przy stosowaniu koagulacji lub neutralizacji ścieków z użyciem związków chemicznych

Osady po kolejnych stopniach przeróbki można podzielić następująco: osady zagęszczone - po procesie zagęszczania osady stabilizowane w procesach beztlenowych (przefermentowane) osady ustabilizowane w procesach tlenowych osady odwodnione - po operacjach odwadniania osady zhigienizowane - po pasteryzacji, wapnowaniu lub suszeniu

Skład osadów ściekowych uzależniony jest od: rodzaju ścieków stosowanej technologii ich oczyszczania etapu oczyszczania, z którego pochodzą

Skład osadów ściekowych Niezależnie od stosowanych metod oczyszczania ścieków osady zawierają: duże ilości węgla (20÷40% w s.m.) substancji organicznej (nie stabilizowane zawierają 75÷85% s.m., stabilizowane 30÷50% s.m.) mają wysokie uwodnienie (osad nadmierny do 99,5%)

Skład osadów ściekowych charakteryzują się znaczną zawartością makroskładników: azotu od 2,34 do 6,05% w s.m. fosforu 1,18÷2,70% w s.m. potasu 0,18÷0,57% w s.m. Oprócz tych składników w osadach znajduje się: wapń 1,36÷4,28% w s.m. magnez 0,12÷0,42% w s.m.

Parametry technologiczne osadów Przy niektórych metodach przeróbki osadów konieczne jest poznanie także innych jego właściwości do których należą: właściwości hydrauliczne – potrzebne przy obliczaniu przewodów transportowych uwodnienie, objętość i gęstość – te parametry konieczne są przy projektowaniu zbiorników, komór fermentacyjnych, wirówek

Parametry technologiczne osadów zdolność do fermentacji – cecha szczególnie ważna przy wymiarowaniu komór fermentacyjnych i urządzeń do biogazu właściwości filtracyjne (zdolność odwadniania) – istotna właściwość przy obliczaniu poletek i lagun oraz pras ciepło spalania i inne właściwości paliwowe – istotne przy projektowaniu procesów termicznego unieszkodliwiania właściwości nawozowe – ważne przy ich przyrodniczym wykorzystaniu

Metody zagospodarowani osadów ściekowych

Gospodarka osadami ściekowymi obejmuje następujące procesy: wstępne zagęszczanie stabilizacja wtórne zagęszczanie osadu ustabilizowanego higienizacja końcowe zagospodarowanie (unieszkodliwianie)

prasy filtry wirówki ZAGĘSZCZANIE OSADÓW poletka laguny naturalne mechaniczne poletka laguny

Zagęszczenie osadu zarówno wstępne jak i wtórne może być: samoistne, w którym cząsteczki osadu sedymentują w wyniku działania siły grawitacji flotacyjne, w którym cząstki osadu wynoszone są na powierzchnię zagęszczacza przy użyciu czynnika flotującego mechaniczne, w którym wodę z osadu oddziela się w procesie filtracji lub wirowania

Samoistne zagęszczanie Poletka osadowe Poletka osadowe na wolnym powietrzu Poletka osadowe pod przykryciem

Samoistne zagęszczanie Laguny osadowe

Flotacyjne zagęszczanie przy użyciu powietrza bez dodatku polimerów z dodatkiem polimerów Stosunek powietrza do suchej masy osadu powinien wynosić 0,02÷0,04 kg/kg s.m. przy obciążeniu powierzchni zagęszczacza 60 ÷300 kg s.m./m2d Osad z zakładów mięsnych po flotacji powietrzem z dodatkiem polimerów

Mechaniczne zagęszczanie Istotą zagęszczania mechanicznego jest wprowadzenia do procesu dodatkowej siły wspomagającej rozdziała faz: siła odśrodkowa ciśnienie

Mechaniczne zagęszczanie Do mechanicznego zagęszczania osadów stosowane są zagęszczacze : sitowo-taśmowe sitowo-bębnowe flotacyjne śrubowe A także wirówki zagęszczające filtry próżniowe

Mechaniczne zagęszczanie Filtry próżniowe Taśmowe filtry próżniowe Osiągane podciśnienie od 75 kPa do 85 kPa Na przebieg procesu filtracji mają wpływ warunki procesu charakter osadu

Mechaniczne zagęszczanie Prasy filtracyjne

Prasy filtracyjne taśmowe Osad poddawany zagęszczaniu na prasach filtracyjnych taśmowych powinien być: odgazowany skoagulowany

Przy doborze polielektolitów do pras filtracyjnych taśmowych należy zwrócić uwagę na: Wielkość flokuł powinna wynosić 1÷3 cm Lepkość filtraty – nie może być lepki ponieważ zwiększa się opór filtracji co utrudnia uwalnianie wody Wytrzymałość struktury osadu – osad pod wpływem siły ścinającej nie może wypływać poza taśmy

Prasy filtracyjne taśmowe

Prasy filtracyjne komorowe Pracują cyklicznie napełnianie filtracja rozładunek mycie

Mechaniczne zagęszczanie Wirówki Wirówki do zagęszczania osadów z przemysłu mięsnego Wirówka dekantacyjna

Stabilizacja osadów to procesy: biologiczne chemiczne fizyczne

Procesy biologiczne fermentacja – procesy beztlenowe kompostowanie – procesy tlenowe

Fermentacja Procesy cząstkowe hydroliza złożonej materii organicznej fermentacja aminokwasów beztlenowe utlenianie produktów pośrednich produkcja octanów z CO2 i H2 przetwarzanie octanów w metan przetwarzanie CO2 i H2 w metan

Fermentacja Proces fermentacji może być prowadzone: z odzyskiem biogazu bez odzysku biogazu

Fermentacja – WKF

Fermentacja z odzyskiem biogazu

Fermentacja bez odzysku biogazu

Kompostowanie Metody kompostowania: metoda tradycyjna w pryzmach na otwartej przestrzeni kompostowanie w kontenerach kompostowanie w biostabilizatorach kompostowanie w bioreaktorach

Kompostowanie

Suszenie Proces suszenia przebiega według następujących etapów: suszenie wstępne, temperatura osadów wzrasta do stałej wartości suszenie zasadnicze, stan ustalony (suszenie ze stałą prędkością) suszenie końcowe, w którym rozpoczyna się suszenie ze zmniejszającą się prędkością prowadzącą do osiągnięcia uwodnienia równowagowego

Słoneczna suszarnia osadów ist

Suszarnia typu KULT HUBER

Higienizacja Proces ten prowadzi się najczęściej przy użyciu wapna, jest to najtańszy i najskuteczniejszy sposób dezaktywacji mikroorganizmów

Higienizacja W praktyce spotyka się trzy sposoby mieszania osadów ściekowych z wapnem: dodawanie wapna palonego w postaci CaO do osadów po mechanicznym odwodnieniu wapnowanie uwodnionych osadów przed ich mechanicznym odwadnianiem dawkowanie wapna do uwodnionego osadu w trakcie wprowadzania osadów do gleby

Mieszanie osadu z wapnem

Przyrodnicze wykorzystanie Pod pojęciem przyrodniczego użytkowania osadów rozumie się stosowanie ich do: nawożenia gleb i roślin, to rodzaj rolniczego wykorzystania osadów, które wprowadzane są do gleb użytków rolnych i zielonych (pola uprawne i łąki)

Przyrodnicze wykorzystanie rekultywacji gleb zdegradowanych, hałd, zwałowisk, nieużytków roślinnego utrwalania bezglebowych gruntów narażonych na erozję wodną i wietrzną nawożenie terenów leśnych produkcji kompostu na wyżej wymienione cele

W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: w parkach narodowych i rezerwatach przyrody na terenach objętych innymi formami ochrony przyrody, niż wyżej wymienione, jeżeli osady ściekowe zostały wytworzone poza tymi terenami na wewnętrznych terenach ochrony pośredniej stref ochronnych źródeł i ujęć wody w pasie gruntu o szerokości 50 m bezpośrednio przylegającym do brzegów jezior i cieków

W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: na gruntach o bardzo dużej przepuszczalności, tj. piaskach luźnych i słabogliniastych oraz na piaskach i glinach lekkich, w których maksymalnie wysoki poziom wód gruntowych sięga do 1,5 m od powierzchni terenu na terenach zalewowych i bagiennych na terenach zamarzniętych i pokrytych śniegiem w odległości mniejszej niż 50 m od ujęć wody, domów mieszkalnych i zakładów produkcji żywności

W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: na glebach, na których uprawiane są owoce i warzywa, z wyjątkiem drzew owocowych na gruntach przeznaczonych pod uprawę owoców i warzyw, które bezpośrednio stykają się z ziemią i spożywane są zwykle w stanie surowym, w ciągu 10 miesięcy poprzedzających zbiory i w czasie samych zbiorów

W środowisku przyrodniczym osady nie mogą być stosowane: na terenach pastwisk i łąk użytkowanych rolniczo, jeżeli wypas zwierząt ma nastąpić przed upływem 1 miesiąca, pogłównie na trawy i mieszanki traw z motylkowymi, do nawożenia gleby pod osłonami

Przyrodnicze wykorzystanie

Termiczne metody utylizacji osadów Wybór termicznej metody wymaga przeprowadzenia wielu analiz: określenie możliwego do uzyskania i energetycznie uzasadnionego stopnia mechanicznego odwodnienia osadów przeznaczonych do termicznego przetwarzania

Spalanie analiza wskazania lokalizacyjnego dla planowanej instalacji suszenia i termicznego przetwarzania osadów, jej odległości od zakładu oczyszczania ścieków wraz z logistyką i kosztami transportu osadów analiza celowości zastosowania określonej technologii suszenia osadów wraz z analizą technicznych i ekonomicznych wariantów optymalnej technologii suszenia

Spalanie analiza zaawansowanych technologii termicznego przetwarzania osadów, przy koncepcji bezpośredniego spalania osadów lub koncepcji ich współspalania analiza efektywności energetycznej procesu spalania osadów w powiązaniu z procesem ich suszenia, w tym przeprowadzenie bilansu wykorzystania energii wytwarzanego biogazu na potrzeby technologiczne oczyszczalni ścieków, gospodarcze oraz do suszenia osadów

Spalanie analiza ekonomiczna obejmująca określenie nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych analiza akceptacji społecznej dla planowanej inwestycji

Spalanie

Dziękuję za uwagę