Granulowany osad czynny

Granulowany osad czynny i szybszy sposób biologicznego oczyszczania ścieków

Naukowcy z Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku (WBiNŚ) Politechniki Białostockiej (PB) zakończyli projekt wsparty przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR). W efekcie prowadzonych badań opracowali lepszy i szybszy sposób biologicznego oczyszczania ścieków. Jak podkreśla PB, badacze skonstruowali unikatowy reaktor biologiczny typu SBR (sekwencyjny reaktor biologiczny) i zebrali obszerną bazę danych, liczącą blisko milion pomiarów! Opracowaną metodę, w której wykorzystuje się granulowany osad czynny, zgłosili do urzędu patentowego.

Granulowany osad czynny i technologia oczyszczania ścieków

Zespół naukowców z WBiNŚ PB przeprowadził badania nad tlenowym granulowanym osadem czynnym. Na realizację projektu pn. „Analiza wpływu hydrodynamicznych sił ścinających na mechanizm przemian azotu podczas naturalnej granulacji kłaczkowatego osadu czynnego” pozyskał grant z NCBiR w wysokości ponad 34 tys. zł, a pracami zespołu kierował dr inż. Piotr Ofman.

Technologia oczyszczania ścieków z wykorzystaniem tlenowego granulowanego osadu czynnego polega na wykorzystaniu konsorcjum mikroorganizmów do biodegradacji szeroko rozumianych związków węgla, form azotu i fosforu. W porównaniu do metod stosowanych do tej pory tlenowe granule osadu czynnego pozwalają na uzyskanie stabilniejszych i lepszych efektów oczyszczania ścieków – podkreśla dr inż. Piotr Ofman.

Technologia biologicznego oczyszczania ścieków oparta o granulowany osad czynny, to innowacyjna metoda – przekonuje PB i tłumaczy, że polega ona na wykorzystaniu i kontrolowaniu warunków, w których biomasa formuje się w postaci granul, a nie kłaczków. Niweluje się dzięki temu problem efektywnego oddzielania zawiesiny osadu od oczyszczonej cieczy, który często występuje w przypadku konwencjonalnego – kłaczkowatego osadu czynnego. Granulowana masa osadza się bowiem znacznie szybciej niż biomasa kłaczkowata, co redukuje potrzebę stosowania wielokomorowych reaktorów oraz recyrkulacji – dodaje uczelnia.

Granulowany osad czynny przedmiotem dalszych badań

Wynaleziona i wdrożona blisko dekadę temu technologia, została dotąd zastosowana tylko w kilkunastu przemysłowych i miejskich oczyszczalniach na świecie. W Polsce taka oczyszczalnia ścieków od 2015 r. obsługuje miejscowość Ryki (oczyszczalnia ścieków „Fregata”). Wciąż też trwają badania podstawowe nad granulowanym osadem czynnym – zaznacza PB.

Przeprowadzone w Katedrze Technologii w Inżynierii Środowiska WBiNŚ PB badania mają na celu weryfikację występowania relacji pomiędzy intensywnością z jaką zachodzą przemiany form azotu i stopniem zgranulowania kłaczkowatego osadu czynnego – wskazuje białostocka uczelnia. Badania prowadzono w warunkach laboratoryjnych w sekwencyjnym reaktorze biologicznym typu SBR autorskiego projektu dr. inż. Piotra Ofmana.

Skrócić długość fazy sedymentacji

Skrót SBR może wydawać się nieco enigmatyczny. Z języka angielskiego oznacza on Sequencing Batch Reactor, czyli sekwencyjny lub porcjowy reaktor biologiczny. Z założenia w pojedynczym cyklu pracy tego reaktora można wydzielić tak zwane fazy procesowe, na które składają się między innymi napełnianie, oczyszczanie ścieków w warunkach beztlenowych i tlenowych, fazę sedymentacji oraz dekantacji. Dzięki temu w pojedynczym urządzeniu można przeprowadzić wszystkie biologiczne procesy oczyszczania ścieków – wyjaśnia naukowiec z PB.

Takie właściwości reaktora porcjowego, które umożliwiły dowolne sterowanie długościami poszczególnych faz, były istotne ze względu na prowadzone badania w ramach omawianego projektu – dodaje PB.

Szczególnie istotna w tym przypadku była długość fazy sedymentacji. Poprzez jej skracanie w pierwszej kolejności uzyskiwaliśmy selekcję grawimetryczną kłaczków osadu czynnego. Powodowało to pozostawienie w reaktorze kłaczków o większym ciężarze właściwym, które wykazują lepsze właściwości sedymentacyjne. To z kolei przyczyniało się do wzrostu oddziaływania hydrodynamicznych sił ścinających i przyspieszenia procesu formowania tlenowych granul osadu czynnego. Dodatkowo możliwość przeprowadzenia procesów beztlenowego i tlenowego oczyszczania ścieków w tym samym reaktorze pozwalała na obserwację przemian związków azotu – podkreśla dr inż. Piotr Ofman.

Obserwacja przemian dwóch form azotu

Przedmiotem analiz było przede wszystkim zaobserwowanie przemian dwóch form azotu: azotu amonowego i azotu azotanowego (V). Z punktu widzenia technologii oczyszczania ścieków, te formy azotu pozwalają na określenie kinetyki procesów amonifikacji, denitryfikacji i nitryfikacji. Dodatkowo w projekcie kontrolowano najważniejsze parametry technologiczne procesu oczyszczania ścieków – informuje PB.

Precyzyjny obraz przemian poszczególnych form azotu, jakie przebiegają w trakcie formowania się tlenowych granul osadu czynnego, naukowcy uzyskali dzięki wykorzystaniu sond wieloparametrowych. Pomiar był wykonywany w sposób ciągły. Okresowo wskazania sondy były kontrolowane za pomocą metod analitycznych opartych o spektroskopię UV-VIS. Poszczególne stężenia dwóch form azotu, które rozpatrywano w projekcie, były mierzone co 5 minut przez 24 godziny przez 11 miesięcy. W ten sposób powstała obszerna baza danych, licząca blisko milion pomiarów, która posłuży do dokładnego opisu zaobserwowanych przemian – dodaje uczelnia.

W ramach przeprowadzonych badań zespół pod kierownictwem Piotra Ofmana wykazał, że intensywność z jaką zachodzą przemiany form azotu zwiększa się wraz ze stopniem zgranulowania osadu czynnego.

Granulowany osad czynny – najpierw publikacja naukowa, a później zastosowanie przemysłowe

Wyniki przeprowadzonych przez nas badań w pierwszej kolejności posłużą do opracowania publikacji naukowej. Natomiast w szerszej perspektywie i przy kontynuacji badań, które tak na dobrą sprawę cały czas są prowadzone, będą one mogły znaleźć zastosowanie również w gałęzi przemysłowej. Mianowicie posłużą nam do lepszego wdrożenia tych wyników na obiektach rzeczywistych. Metodę granulacji kłaczkowatego osadu czynnego zgłosiliśmy też do urzędu patentowego – podsumowuje badacz z PB.

Na podstawie nadesłanej informacji

fot. Paweł Jankowski/Politechnika Białostocka

reklama

 

reklama

reklama