Złoża biologiczne zraszane w oczyszczaniu powietrza.

Aspekty prawne i dobre praktyki inżynierskie w zakresie hermetyzacji i dezodoryzacji obiektów emitujących odory do atmosfery. Dotychczas w Polsce nie stworzono aktów prawnych rangi ustawy lub rozporządzeń do istniejących ustaw w szczególności do Ustawy Prawo Ochrony Środowiska. Nie ma też opracowanych krajowych dobrych zasad inżynierskich systematyzujących i porządkujących rozwiązania inżynierskie w zakresie hermetyzacji i dezodoryzacji. Pierwsze próby rozwiązań systemowych w formie rozporządzenia Ministra Środowiska do Ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo Ochrony Środowiska (Dz.U. Nr 62, poz.627 z późn. zm.) podjęto w 2003 r włącznie z przygotowaniem projektu rozporządzenia i szeroko zakrojonych konsultacji. Po kilku latach po zaniechaniu działań nad wprowadzeniem rozporządzenia rozpoczęły się prace legislacyjne nad odrębną Ustawą „antyodorową”. Po konsultacjach społecznych w kwietniu 2011 projekt ustawy „antyodorowej” wkroczył na ścieżkę legislacyjną jednak po czterech latach prac Ministerstwo Środowiska poinformowało 9. kwietnia br., że ustawy nie będzie. Jednocześnie dowiedzieliśmy się, że podjęto prace nad stworzeniem dobrych praktyk dla samorządowców w zakresie problematyki przeciwdziałania uciążliwości zapachowej. W sytuacji takiego stanu rzeczy aby poprawnie rozwiązywać problematykę hermetyzacji i dezodoryzacji środowisko inżynierskie bazuje na następujących zasadach: niemiecki zbiór reguł ATV-DVWK M204P „Zmniejszenie emisji substancji zapachowych (odorantów) z oczyszczalni ścieków – stan techniki i jej zastosowanie, norma PN-EN 13725:2007 „Jakość powietrza - Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej”, dobre zasady podczas prowadzenia inwestycji często zaczerpnięte z podobnych inwestycji w krajach wysoko rozwiniętych, materiały techniczne firm specjalizujących się w systemach hermetyzacji i dezodoryzacji obiektów gospodarki komunalnej jak oczyszczalnie ścieków sanitarnych oraz różne systemy kanalizacji sanitarnej.

1. Znane w praktyce technologie. Biofiltracja – biofiltry. Oczyszczanie powietrza emitowanego przez suszarnie osadów pochodzących ze ścieków komunalnych - praktyczne rozwiązania 1. Znane w praktyce technologie. Biofiltracja – biofiltry. Sorpcja na złożach z węgla aktywnego – filtry węglowe złożowe czy świecowe. Płuczki wodne i skrubery chemiczne. Techniki z użyciem preparatów chemicznych i biologicznych – mgły i bariery przestrzenne, maty żelowe, preparaty dozowane do ścieków. 2. Najnowsze techniki usuwania związków złowonnych. Często są to techniki dwu lub więcej etapowe. Źródłem i inspiracją do tworzenia tych technik są często potrzeby procesowego oczyszczania gazów. Procesy PhoCatOx i IonActOx. Procesy biologicznych złóż zraszanych wspomaganych sorpcją na węglach aktywnych np. LAVA ROCK. . Białowieża 2014

Złoża biologiczne zraszane w oczyszczaniu ścieków(filtry biologiczne, biofiltry) były niezwykle ważnym elementem układu technologicznego oczyszczalni ścieków przez ponad 100 lat i ich istota zapewne nie straci na znaczeniu także w przyszłości. Filtry te składają się z części stałej – nośnika wypełnionego złożem biologicznym, przez który „przesączane” są ścieki. Pojęcie biofiltr może być nieco mylące, ponieważ fizyczna filtracja faktycznie nie występuje w systemie filtra biologicznego. Materiał filtracyjny służy raczej jako stelaż dla mikroorganizmów, które rosną wypełniając medium filtracyjne, a w konsekwencji tworzą błonę biologiczną, czyli biofilm. Biofilm, dzięki procesom biochemicznym, absorbuje zanieczyszczenia zawarte w przepływających ściekach: kiedy ścieki zetkną się z biofilmem i powietrzem, substancje zanieczyszczające dyfundują do warstwy biologicznej i przekształcane są w związki nieszkodliwe. Na dnie biofiltru znajduje się drenaż, który odprowadza ścieki do odstojników, gdzie substancje stałe ulegają sedymentacji.

OŚ w Sierpcu – przykrycie złóż biologicznych zraszanych.

Złoża biologiczne zraszane w oczyszczaniu powietrza. 1. Synonimy, skróty i/lub nazwy procesu: BTF, Lava filter, Biodenox, Lava rock, 2. Usuwane składniki: węglowodory: alkohole, aldehydy i ketony, kwasy tłuszczowe i ich estry, fenole, styren, naftlen, zapach, związki azotu i NH3, aminy, heterocykliczne związki azotu, H2S, merakptany, heterocykliczne związki siarki, disiarczek węgla, dichlorometan, 1,2-dichloroetan, chlorofenol, trichloroetan, chlorek winylu, Nox Nie nadaje się do usuwania węglowodorów alifatycznych, tetrachloroetylenu i 1,1,1-trichloroetanu.

Złoża biologiczne zraszane – kontrola emisji zapachu siarkowodoru Proste procesy biologiczne zastępują chemiczne metody 1. Kontrola emisji siarkowodoru i innych substancji o uciążliwym zapachu, jest poważnym problemem dla większości oczyszczalni ścieków. Zapach H2S może być zredukowany do bardzo niskich poziomów przy użyciu mokrych skruberów za pomocą sody kaustycznej, chloru lub podchlorynu sodu. Jednakże, do całkowitych kosztów eksploatacji skrubera należy doliczyć magzynowanie substancji chemicznych, pomiary oraz utrzymanie urządzeń sterujących procesem. Substancje chemiczne są niebezpieczne, a ich ilości potrzebne do usuwania H2S są całkiem duże, więc koszty eksploatacji skrubera (płuczki) dodatkowo rosną. Jednym ze sposobów zmniejszania kosztów chemikaliów jest zastosowanie mikroorganizmów do rozkładu większości siarkowodoru z wykorzystaniem tlenu pochodzącego z powietrza. 2. Kilka gatunków bakterii może utleniać siarczek wodoru w wyniku czego wytwarzany jest bezwonny kwas siarkowy. Niektóre gatunki z grupy Thiobacillus są w stanie utleniać H2S w środowisku o niskim pH. W szczególności, Thiobacillus thiooxidans rozwija się przy pH <3, a jego wzrost nie ulega zahamowaniu nawet przy spadku pH do 1,3. 3. Aby wyeliminowć konieczność wstępnej obróbki powietrza lub okresowej wymiany zużytego wypełnienia złoża biologicznego, bioflitry mogą być zbudowane z użyciem nieorganicznego medium odpornego na działanie kwasu, takiego jak skały lawy. Określa się je jako złoża biologiczne zraszane, ponieważ medium filtracyjne jest ciągle zwilżony, dzięki ciągłej cyrkulacji wody.

Opis procesu Złoże biologiczne zraszane jest połączeniem biofiltra oraz bioskrubera. Bakterie odpowiedzialne za rozkład unieruchamiane są na wypełnieniu filtra lub materiale filtracyjnym. Materiał filtracyjny składa się z pianki syntetycznej, lawy lub tworzywa sztucznego. Powierzchnia nośnika powinna mieć taką strukturę, która pozwoli biomasie na skuteczne przywarcie do niego (związanie z materiałem). Nośnik stale pokrywany jest wodą. Oznacza to, że woda musi być równomiernie rozpylana nad wypełnieniem filtra. Zanieczyszczenia przedostają się do warstewki cieczy, po czym są rozkładane przez bytujące w filtrze bakterie. W celu pielęgnowania biomasy, niezbędne dla niej składniki odżywcze dodaje się do wody. Woda ta dodatkowo odprowadza nadmiar osadu / biofilmu oraz produkty rozkładu, które mogą hamować rozwój biomasy. Ciecz płucząca, która krąży nad wypełnieniem, musi być poddawana kontroli pod kątem pH, zawartości składników odżywczych oraz stężenia soli. Wskaźnik pH może być mierzony ciągle i na bieżąco korygowany. Składniki odżywcze są stale dawkowane, dawki okresowo poddawane są analizie. W celu utrzymania stężenia soli w dopuszczalnych granicach, jedna z sekcji musi być opróżniana i napełniana słodką wodą. Proces ten może być oparty o zjawisko przewodności właściwej. Aby zabezpieczyć proces, pomiar temperatury może być dokonywany dla gazów zanieczyszczonych, jeśli istnieje prawdopodobieństwo przekroczenia ustalonych limitów temperatury. Pomoże to ochronić złoże biologiczne.

Reakcja w płuczce wodnej Reakcje degradacji w biofiltrze Główne zadanie tego urządzenia to rozpuszczenie siarkowodoru, amoniaku i innych zanieczyszczeń w dopływającej i będącej w obiegu zamkniętym wodzie. Powstały w wyniku płukania roztwór jest okresowo usuwany do ścieków. Płuczka ma także zapewnić odpowiednią wilgotność powietrza kierowanego na złoże biologiczne biofiltrów. Związki organiczne zawierające siarkę Mineralizacja Utlenianie siarki R-SH SO42- + Biomasa SO42- Biomasa Związki organiczne zawierające azot Mineralizacja Nitryfikacja R-NH2 NO3- + Biomasa NO3- Biomasa Związki organiczne zawierające węgiel Asymilacja Respiracja R-CH3 CO2 + H2O + Biomasa R = resztki organiczne

Warunki graniczne: temperatura: 15 – 40°C, optymalnie 30 - 35°C; ciśnienie: atmosferyczne stężenie LZO: 400 - 2 000 mg/Nm³ stężenie NH3: 100 - 400 mg/Nm³ odory: > 20 000 ou/Nm³ H2S: 50 -200 mg/Nm³ merkaptany: 5 -100 mg/Nm³

Skuteczność procesu – stopień redukcji. Węglowodory 80 – 95 % Amoniak 80 – 95 % Zapach 70 – 90 % H2S 80 – 95 % Merkaptany 70 – 90 % Disiarczek węgla 98 – 99 % (Dla wejściowego stężenia 100 mg/Nm³) Styren 80 % (Dla wejściowego stężenia 160 mg/Nm³) Chlorek winylu 99 % (Dla wejściowego stężenia < 100 mg/Nm³).

Zalety: biologiczny rozkład składników; brak pozostałości po LZO odpowiedni do stosowania w przypadku substancji kwasotwórczych sprawdzanie i korekcja pH możliwa jest w pewnych warunkach niski spadek ciśnienia średnie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne Wady: wahania składu i wartości obciążenia ładunkiem doprowadzanego powietrza poważnie wpływają na wydajność składniki o niskiej rozpuszczalności są trudne do zatrzymania na filtrze (trudne do „wyłapania”) należy unikać toksycznych i silnie stężonych składników kwaśnych wypełnienia mogą być zapychane przez tworzącą się biomasę trudniejsze do skonstruowania niż biofiltr droższe niż biofiltr wytworzenie ścieków

OŚ Koziegłowy dla Miasta Poznania – system oczyszczania powietrza typu LAVA ROCK (4x12 000 m3/h)

OŚ Koziegłowy dla Miasta Poznania – system oczyszczania powietrza typu LAVA ROCK (4x12 000 m3/h)

OŚ Mosina k/Poznania system LAVA ROCK oczyszczania powietrza o wydajności ok. 9 000 m3/h.

PODSUMOWANIE 1.Pomimo braku regulacji prawnych a także spisanych i publikowanych krajowych dobrych praktyk inżynierskich w Polsce coraz powszechniej stosuje się także najnowsze techniki usuwania odorów na obiektach gospodarki komunalnej. 2, Oczyszczanie powietrza złowonnego emitowanego przez obiekty komunalne może być realizowane za pomocą różnych technik jednak najbardziej skuteczne są nowoczesne metody szeregowego łączenia tych technik. 3. Przedstawiona metoda usuwania zanieczyszczeń z powietrza przy zastosowaniu biologicznego złoża zraszanego należy do bardzo bezpiecznych dla środowiska i jednocześnie skutecznych szczególnie przy zastosowaniu końcowego doczyszczania na złożu działającym sorpcyjnie. Literatura: 1. Kulig A. (2004) Aspekty prawne ochrony przed oddziaływaniem uciążliwych zapachów. Seminarium nt. „Potrzeby i możliwości dezodoryzacji obiektów gospodarki ściekowej”, Nałęczów 2004. 2. Temat wydania. (2015) „Przeciwdziałanie uciążliwości zapachowej. Ustawy antyodorowej nie będzie i co dalej?” Przegląd Komunalny Nr 6/2015. 3. Jia Zhu and Bryan Rothermel (2014) Everything you need to know about Tryckling Filters. Clear Waters Summer 2014. 4. Manuel Ponte and M. Boyd Miller (December 28, 2000 )Control System for Odorous Emissions from Rock Media Trickling Filters. Odor Control 2014. 5. Yang-Soo Von, Tae-Jin Lee, Yo-Ping G. Wu and Marc A. Deshusses (April 14, 2003) An Environmentally Friendly Method for Controlling Filters for Air Pollution Control.