Technika_2016

Špecifiká využitia solí železa a hliníka pri čistení odpadových vôd v stokových sieťach a v procesoch tvorby bioplynu

V nasledovnom príspevku sú uvedené vybrané prevádzkové špecifiká a dôležité technologické parametre, tak ako vyplynuli zo systematického cca desaťročného vyhodnocovania dole uvedených procesov.

 

Na základe doterajších poznatkov z aplikácie Fe a Al solí na komunálnych i priemyselných ČOV, v stokových sieťach, ako aj v progresívne sa rozširujúcich bioplynových staniciach, môžeme konštatovať nasledovné:

1.  Soli Fe a Al v oxidačnom stupni III sa najčastejšie aplikujú na odstraňovanie Pcelk v odpadových vodách zrážaním. Okrem tohto efektu sa potvrdilo, že ich dávkovanie do odpadovej vody má pozitívny vplyv aj na redukciu organického znečistenia (pričom Pcelk aj CHSK sú spoplatňované ukazovatele znečistenia).

2.  Soli Fe a Al v oxidačnom stupni III okrem simultánneho zrážania fosforu pozitívne ovplyvňujú sedimentačné a separačné vlastnosti aktivovaného kalu. Navyše, soli Al vykazujú pozitívny vplyv na kontrolované potlačenie špecifických druhov vláknitých organizmov spôsobujúcich vláknité bytnenie kalu. Ide najmä o dlhodobý problém ČOV s odstraňovaním nutrientov -  nokardioformné aktinomycéty typu Microthrix parvicella. Okrem zníženia kalových indexov a zlepšenia separačných vlastností kalu dochádza aj k potlačeniu výskytu biologickej peny na hladine aktivačných, dosadzovacích i vyhnívacích nádrží ČOV.

3.  Soli Fe v oxidačnom stupni II aj III sa používajú na redukciu sulfánu v stokových sieťach. Sekundárnym efektom je potlačenie zápachu v okolí stokových sietí.

4.  Soli Fe v oxidačnom stupni II aj III sa využívajú na redukciu sulfánu aj v procesoch tvorby bioplynu na bioplynových staniciach, resp. vyhnívacích nádržiach čistiarenských kalov na ČOV. Zároveň sa potvrdilo, že Fe je jedným z rozhodujúcich mikronutrientov pozitívne ovplyvňujúcim anaeróbne procesy tvorby bioplynu, deficit ktorého vedie k ich inhibícii a následným prevádzkovým problémom.


Chemické zrážanie Pcelk spojené s redukciou organického znečistenia

Potreba chemického zrážania Pcelk  v odpadovej vode vyplýva jednak  z európskej legislatívy, konkrétne zo Smernice 91/271/EHS, ako aj zo slovenskej legislatívy, kde je táto požiadavka uvedená v Zákone o vo-dách a v Nariadení vlády SR č. 269/2010 Z.z.


Rozoznávame dva základné typy aplikácií:

-  „nutné“ zrážanie: cieľom je dodržanie stanovených limitov znečistenia stanovených povolením príslušného orgánu (najmä v ukazovateli Pcelk, ale prispieva aj k redukcii CHSK,  NL, BSK5)

-  „možné“ zrážanie: cieľom je zníženie koncentrácií vypúšťaného znečistenia a zníženie poplatkov za vypúšťanie odpadových vôd do recipientu (v ukazovateľoch Pcelk a CHSK).

Základnou otázkou potrebnou zodpovedať ešte pred začiatkom dávkovania solí Fe a Al je (hlavne u „možného zrážania“), aké výsledky procesu chemického zrážania sa v prevádzkach očakávajú a aká je celková ekonomická bilancia dávkovania, t.j. aby celkové náklady na chemické zrážanie boli nižšie ako usporené poplatky za vypúšťané znečistenie. V prevažnej väčšine aplikácií „možného zrážania“ v legislatívnych podmienkach SR sa požadovaný efekt spojený s redukciou Pcelk a organického znečistenia (CHSK) dosiahol a náklady na prevádzku chemického zrážania boli pod hranicou ušetrených poplatkov za vypúšťané znečistenie. Zároveň, minimalizovalo sa riziko spojené s nedodržaním predpísaných odtokových limitov znečistenia, vo vypúšťaných vodách. Nezanedbateľný je aj ekologický efekt, t.j. zníženie množstva fosforu vo vypúšťaných vodách, najmä s ohľadom na eutrofizáciu vodných tokov.


Obr. č. 1. Ilustračné  foto  ČOV  po  rekonštrukcii a intenzifikácii

Z 10 ročného benchmarkingu aplikácií chemického zrážania Pcelk spojeného aj so znižovaním odtokových koncentrácií organického znečistenia na 24 slovenských komunálnych ČOV (ČOV od cca  7  000  až  do  480 000  EO) vyplynulo:

- na väčšine komunálnych ČOV v SR sa dlhodobo ako zrážacie činidlo aplikoval a osvedčil najmä síran železitý (40 % roztok), na niektorých aplikáciách aj chlorid železitý.

- výber vhodného dávkovacieho miesta je „dôležitý detail“. Do úvahy je potrebné brať najmä časové charakteristiky zrážania spojené s dodržaním potrebných reakčných časov homogenizácie a rýchleho a pomalého miešania potrebného pre tvorbu separovateľných zrazenín (dôležité pre efektívny priebeh perikinetickej i ortokinetickej fázy procesu). Hlavný problém je, aby sa vytvorili kompaktné vločky chemického kalu, ktoré následne efektívne odsedimentujú. Takisto je treba vziať do úvahy aj fakt, že už vytvorené vločky kalu, ktoré sú v následnom stupni vystavené vyššej turbulencii (napr. vplyvu mechanických aerátorov, ale aj prevzdušňovacích elementov), sa môžu mechanicky rozrušiť a výsledný efekt chemického zrážania je neuspokojivý. Z porovnania sledovaných ČOV vyplynulo, že najčastejšie aplikované je simultánne zrážanie, t.j. dávkovanie zrážacích činidiel priamo do aktivácie (na všetkých 24 sledovaných ČOV). Najčastejšie a odporúčané miesta dávkovania zrážacích činidiel sú do odtokových žľabov aktivačných nádrží, rozdeľovacích objektov pred nátokom do viacerých liniek aktivačných nádrží, či turbulentných miest v oxických / prevzdušňovaných sekciách aktivačných nádrží. V každom prípade platí, že na ČOV môžu byť optimálne miesta dávkovania rôzne a už v samotnom projekte ČOV by malo byť umožnené, aby prevádzkovateľ mohol dávkovacie miesta overiť a alternovať podľa miestnych podmienok.

- hodnoty odstraňovaného fosforu na sledovaných 24 komunálnych ČOV boli v rozsahu 1 - 8 mg/l (ale známe sú aj vyššie hodnoty, najmä na ČOV s významným príspevkom priemyselných odpadových vôd). Pri potrebe vyzrážania vyšších koncentrácií fosforu sa odporúča rozdeliť celkovú dávku koagulantu na dve dávkovacie miesta vo vhodnom pomere rozdelenia dávky (napr. kombináciou predradeného a simultánneho zrážania pred usadzovacou nádržou  a do aktivačnej nádrže). Pri samotnom simultánnom zrážaní do aktivácie je totiž potrebné venovať pozornosť zvýšeniu koncentrácie kalu vplyvom zrážania (na každý gram Fe je potrebné uvažovať s produkciou ca. 2,5 g chemického kalu)

- na sledovaných komunálnych ČOV [1, 2] sa dávky Fe na vyzrážanie fosforu pohybovali v intervale 0,9 až 4,5 mg Fe / mg Pcelk,odstr, resp. 0,6 až 3,7 mg Fe /mg Pcelk,prítok, resp. 2,3 až 9,2 mg Fe / l.

- uvedené rozsahy nesvedčia o všadeprítomnom optimálnom dávkovaní. Keďže hodnota dávky Fe závisí aj od účinnosti biologického odstraňovania fosforu (v aktivácii s predradeným anaeróbnym stupňom a procesom Luxury uptake bude viac Pcelk odstráneného biologicky) a keďže korektne a presne oddeliť chemicky a biologicky odstránený Pcelk nedokážeme, boli špecifické dávky mg Fe / mg Pcelk,odstr resp. mg Fe /mg Pcelk,prítok  vyhodnotené aj podľa technológie aktivácie. Na ČOV bez zvýšeného biologického odstraňovania fosforu vychádzali priemerné dávky 2,1 mg Fe / mg Pcelk,odstr, resp. 1,5 mg Fe /mg Pcelk,prítok. Na ČOV so zvýšeným biologickým odstraňovaním fosforu vychádzali priemerné dávky  1,7 mg Fe / mg Pcelk,odstr, resp. 1,4 mg Fe /mg Pcelk,prítok.

- z dlhodobej prevádzky týchto ČOV vyplynulo, že vhodnou voľbou horeuvedených faktorov je možné fosfor vyzrážať prakticky až na koncentrácie na úrovni 0,2 mg/l Pcelk, čo sa ale v žiadnom prípade bez racionálneho zdôvodnenia neodporúča

- zrážanie Pcelk s Fe nastavené tak, aby dochádzalo aj k redukcii odtokovej koncentrácie CHSK pod spoplatniteľné koncentrácie (momentálne 30 mg/l CHSK), sa v SR bežne aplikuje. Na sledovaných 24 ČOV bolo zrážanie takto realizované a nasledovné hodnoty dokumentujú pozitívny efekt (zároveň aj extrémne hranice čistiteľnosti komunálnych odpadových vôd): priemerná CHSK v odtoku z týchto ČOV bola 20,4 mg/l (v rozsahu 11 až 42 mg/l, pričom len na 4 ČOV boli CHSK 30 a viac mg/l). Priemerná BSK5 bola 5,7 mg/l (rozsah 3 až 20 mg/l)

- priemerná koncentrácia Pcelk bola 0,7 mg/l (rozsah 0,2 až 2 mg/l), pričom 19 ČOV malo koncentrácie pod 0,9 mg/l a 13 pod 0,8 mg/l (tieto čísla dokumentujú, že Pcelk na úrovni 0,7 mg/l uvedený v návrhu BAT technológií je realistický [7]). Tak nízke koncentrácie Pcelk by mali byť dosahované odôvodnene, napr. ak majú prispieť k redukcii CHSK alebo ak tieto hodnoty vychádzajú z emisno – imisného princípu.


Potláčanie vláknitého bytnenia a zlepšenie separačných vlastností aktivovaného kalu

Vláknité bytnenie je dlhodobý problém ČOV spojený s nevhodnými sedimentačnými vlastnosťami  aktivovaného kalu. Príčinou je nadmerný nárast vláknitých mikroorganizmov, k rozvoju ktorých dochádza v dôsledku zvýhodnenia ich pozície oproti vločkujúcim mikroorganizmom. V súčasnosti evidujeme ešte stále ako najčastejšie príčiny dominancie vláknitých organizmov nasledovné: nízka koncentrácia rozpusteného O2, nízky pomer substrátu a biomasy (nízke špecifické zaťaženie Bx), prítomnosť mastných kyselín s dlhým reťazcom, nízka teplota odpadovej vody, prítomnosť sulfidov, nízke pH a nedostatok živín.

Okrem zlej sedimentácie, vláknité nokardioformné aktinomycéty Microthrix parvicella (ďalej MP), Typ 0092 a Typ 0961 sú príčinou aj tvorby peny na hladine aktivačných i dosadzovacích nádrží (najmä prítomnosť MP je celosvetovo evidovaný problém ČOV). Pena má vzhľad hustej, tmavohnedej, lesklej, mastnej a kompaktnej niekoľko cm deky.



 

Obr. č. 2. Pena na hladine aktivačných nádrží spôsobená nadmerným rozvojom vláknitých baktérií


Praktické skúsenosti s aplikáciou Fe a Al solí na kontrolované potlačenie dominancie vláknitých baktérií na komunálnych ČOV v SR je možné zosumarizovať nasledovne:

- dávkovanie solí Fe a Al do aktivácie je spojené nielen so zrážaním fosforečnanov, ale aj so vznikom hydratovaných oxidov daných kovov. Zrazeniny zaťažia aktivovaný kal a zlepšia jeho sedimentačné vlastnosti. Nižšie kalové indexy umožňujú zvýšenie koncentrácie a veku kalu v aktivačných nádržiach, čo podporuje nitrifikáciu -  denitrifikáciu

- zvýšenie hustoty aktivovaného kalu zrazeninami Fe a Al môže potlačiť aj penenie nielen v aktivačných a dosadzovacích nádržiach, ale aj v nádržiach anaeróbnej stabilizácie kalu

- na všetkých 24 sledovaných komunálnych ČOV došlo po začatí dávkovania solí Fe a Al k zlepšeniu kalových indexov. Priemerne klesli kalové indexy z 205 ml/g na 161 ml/g (rozsah kalových indexov na daných ČOV pred zrážaním bol 100 až 410 ml/g a zavedením zrážania klesol na 90 až 250 ml/g). Pred zrážaním boli kalové indexy nad 200 ml/g na 13 z 24 ČOV, po začatí zrážania už len na 2 ČOV

- prevládajúcom vláknitým mikroorganizmom na sledovaných komunálnych ČOV v SR bola MP (na 12 ČOV z 24 sledovaných dochádzalo aspoň k občasnému vlákneniu a peneniu, pričom na prevažnej väčšine týchto ČOV sa vyskytoval práve tento mikroorganizmus). Prevládajúca objektová skladba ČOV s výskytom MP predstavuje existenciu anaeróbnej, denitrifikačnej i nitrifikačnej nádrže, teda striedanie oxických, anoxických, resp. anaeróbnych zón v technologickej linke pri vysokom veku kalu (bežne nad 15 dní). Ale MP sa niekedy vyskytuje aj v úplne iných podmienkach (napr. nižší vek kalu s vyšším zaťažením). Je zrejmé, že sa jedná o mimoriadne adaptabilný mikroorganizmus

- zaujímavým efektom, v posledných rokoch potvrdeným aj na slovenských ČOV (jedná sa už o minimálne 9 komunálnych ČOV), je selektívny pozitívny vplyv solí Al na kultivačné podmienky a rast MP.  Z prevádzkových výsledkov sa podľa bežne používanej stupnice podľa Jenkinsa potvrdila redukcia výskytu tohto mikroorganizmu z 4 - 5 na  2 – 3 po začatí dávkovania. Bežnou praxou je dávkovanie zmesi Fe a Al solí, pričom priemerné dávky na daných ČOV, postačujúce pre zníženie výskytu MP sú na úrovni 0,8 mg /l  Fe + 2,2 mg/l Al (rozsahy 0,4 – 1,5 mg/l Fe + 1,1 – 3,9 mg/l Al)

- prevádzkové skúsenosti ale ukazujú, že spôsob dávkovania nie je jednoznačný a okrem expertného prístupu pred dávkovaním vhodné prevádzkovým výsledkom venovať dlhodobú pozornosť. Takisto platí, že nie na každej ČOV sa potlačenie MP dostaví okamžite.

Vzhľadom na špecifické a relatívne nové aplikovanie solí Al na ČOV je v nasledovnom texte uvedený teoretický rozbor mechanizmu vplyvu Al na uvedený mikroorganizmus:

- MP využíva pre svoju výživu najmä mastné kyseliny s dlhým reťazcom ako substrát, ktorý dokáže využiť za aeróbnych, anaeróbnych i anoxických podmienok. Zároveň bolo zistené, že na hydrogélovom povrchu tohto vláknitého mikroorganizmu sú viazané enzýmy

- častice tukov sa adsorbujú na hydrofóbnom povrchu MP, kde sú transformované na mastné kyseliny s dlhým reťazcom prostredníctvom práve týmito enzýmami. Následne sú tieto mastné kyseliny transportované do vnútra bunky a využívané ako výživový substrát

- adsorpcia mastných kyselín s dlhým reťazcom u Microthrix parvicella klesá s prítomnosťou Al solí.

Existujú dve základné hypotézy o mechanizme ich pôsobenia:

- soli Al inhibujú aktivitu povrchových enzýmov vláknitých mikroorganizmov,

- soli Al adsorbované na povrchu MP menia jeho vlastnosti, čo spôsobí nižšiu adsorpciu častíc tukov a pokles dostupnosti a transportu substrátu do buniek baktérií.

Hypotéza, prečo je MP citlivý práve na soli Al a v oveľa menšej miere na soli Fe súvisí s kinetikou a chemizmom hydrolýzy solí týchto prvkov. Al soli pri svojej hydrolýze, popri makroskopických hydroxidoch Al, tvoria aj polyalumíniové ióny s nízkou molekulovou hmotnosťou. Tieto sú stabilné a prítomné pomerne dlhý čas, takže je priestor na ich difúziu do enzymatického povrchu vláknitých mikroorganizmov a ich následné pôsobenie.  Fe soli hydrolyzujú úplne na hydroxidy železa vo veľmi krátkom čase, takže vzniklé ióny nemajú časový priestor na difúziu do povrchových štruktúr mikroorganizmov.

Sekundárnym mechanizmom pôsobenia je pravdepodobne fakt, že použitím Al solí (v tomto zmysle aj Fe – Al solí) sa mení charakter vločiek kalu, ktoré sa stávajú hutnejšími, s vyšším pomerom vláknitých mikroorganizmov vo vnútri vločiek, čo taktiež redukuje ich prístup k vhodnému výživovému substrátu.


Potláčanie zápachu v stokovej sieti

Soli Fe sa môžu použiť aj na redukciu sulfánu (H2S) v stokových sieťach, sekundárnym efektom čoho je potlačenie zápachu. H2S vzniká v anaeróbnych podmienkach biochemickou redukciou síranov alebo biologickým rozkladom organických sírnych látok so skupinami -SH a -S-S. Jeho antropogénnym zdrojom bývajú aj niektoré typy priemyselných odpadových vôd. H2S sa vo vodnom roztoku vyskytuje buď nedisociovanej forme alebo v závislosti od pH a teploty disociuje na HS- a na S-. Z chemických rovnováh vyplýva, že podiel nedisociovaného a zápach spôsobujúceho H2S sa zvyšuje najmä s klesajúcim pH.

Anaeróbne podmienky spojené s vyčerpaním kyslíka a dusičnanov v odpadových vodách vznikajú vplyvom mikrobiálnej činnosti v každej stokovej sieti. Intenzívne tento proces prebieha najmä tam, kde sú stoky buď zaplnené alebo kde sa vplyvom napr. nevhodného spádu kumuluje primárny kal a lokálne jeho rozkladom vzniká väčšie množstvo H2S. Následne sa na týchto miestach produkuje zápach. Problém zápachu nie je jediný – vyskytuje sa tu aj riziko korózie materiálu stokovej siete a odpadové vody s obsahom H2S resp. s príliš nízkym redox potenciálom negatívne vplývajú aj na procesy čistenia v ČOV.

Okrem anaeróbnych podmienok a lokálne zvýšenej koncentrácie CHSK (napr. z akumulovaného primárneho kalu) tvorbu H2S ovplyvňujú aj vyššia teplota a slabo kyslé pH (pod 7). Problémom je, že na tieto faktory má prevádzkovateľ kanalizácie malý vplyv.

Zamedziť vzniku zápachu je možné dvomi základnými spôsobmi:

- prevenciou vzniku anaeróbnych podmienok s príliš nízkym redox potenciálom, kedy sa dávkujú látky zvyšujúce redox potenciál a tým pádom zabraňujúce redukcii síranov (O2, H2O2, KMnO4, dusičnan sodný, dusičnan vápenatý)

- zamedzením vzniku nedisociovaného H2S v stokovej sieti, aj keď sa odpadová voda nachádza v anaeróbnych podmienkach:

- zvýšením pH vôd prídavkom  napr. vápna

- prídavkom baktericídnych látok inhibujúcich bakteriálnu redukciu síranov na sulfidy

- priamym zrážaním sulfidov soľami Fe.  

Na zrážanie je možné aplikovať Fe v oxidačnom stupni II aj III (síran, chlorid). Fe2+ sa priamo zráža s S2-. Fe3+ najskôr reaguje s S2- za vzniku Fe2+ a elementárnej So a až následne vzniknutý Fe2+ sa priamo zráža s ďalším S2-.



Obr. č. 3. Fermentor bioplynovej stanice.


Dávkovanie solí Fe je výhodné aj preto, lebo na rozdiel od dávkovania oxidačných činidiel zvyšujúcich redox potenciál nedochádza k oxidácii organického znečistenia odpadových vôd (rozpustený kyslík alebo dusičnany v stokovej sieti vždy zoxidujú časť organických zlúčenín a tým pádom sa znížia CHSK resp. BSK5 odpadovej vody na prítoku do ČOV. Ak sa na ČOV odstraňujú nutrienty, deficit organických zlúčenín môže byť problém). Navyše Fe nadávkované do stokovej siete sa nestratí ani na ČOV – nadbytočné Fe resp. Fe uvoľnené z FeS pri jeho oxidácii v aktivácii sa zužitkuje na vyzrážanie časti fosforu.

Skúsenosti s dávkovaním solí Fe na potlačenie zápachu je možné zhrnúť nasledovne:

- dávkovanie je variabilné podľa danej stokovej siete. Vyzrážanie je veľmi rýchle. Príkladmi aplikácií sú napr. dávkovanie do gravitačnej stokovej siete (napr. pri vypúšťaní splaškov z vozidiel do kanalizácie) alebo napr. do výtlačného potrubia čerpacej stanice

- odporúčané kontinuálne dávky na bezpečné potlačenie zápachu sú v rozsahu 0,9 – 1,3 mol Fe / mol S (napr. pre H2S na úrovni 10  mg/l bezpečné dávky Fe sú na úrovni 20 mg/l apod.).


Zvýšenie produkcie bioplynu na bioplynových staniciach alebo vyhnívacích nádržiach na ČOV

V anaeróbnych reaktoroch využívaných okrem iného na výrobu bioplynu z organických substrátov resp. čistiarenských kalov (buď na bioplynových staniciach alebo v kalovom hospodárstve ČOV) vzniká na princípe rovnakom ako v predošlej kapitole H2S. V tomto prípade jeho výskyt nie je spojený s problémom zápachu, ale s tým, že zvýšené koncentrácie H2S sú jedným z významných inhibítorov metanogenézy. Navyše, prítomnosť H2S v kalovej zmesi je spojená aj s prítomnosťou H2S v bioplyne, kde pôsobí korozívne, negatívne ovplyvňuje kogeneračnú výrobu elektrickej energie z bioplynu a kvalitu spalín zo spaľovania bioplynu (vzniká zvýšené množstvo oxidu siričitého).

Toxické hodnoty H2S nie sú jednoznačné, závisia od pH, teploty a adaptácie anaeróbnej biomasy. Napriek tomu je možné zovšeobecniť, že inhibičné sú už koncentrácie na úrovni desiatok mg/l. Odstraňovať H2S je možné rôznymi spôsobmi, napr. v SR a ČR sa osvedčila mikroaerácia spojená s dávkovaním obmedzeného množstva vzduchu do anaeróbneho reaktoru (do kalového recirkulačného potrubia). Prítomný kyslík prispeje k zastaveniu redukcie síranovej síry na elementárnej síre, t.j. vzniká prevažne So a nie S2-.

Okrem vyššie uvedenej mikroaerácie sa ale na odstránenie H2S môže využiť aj zrážanie so soľami Fe, čo je takisto jednoducho aplikovateľný proces. Do reaktora sa môže dávkovať Fe v oxidačnom stupni II a III, pričom zrážanie prebieha rovnako ako je popísané v kap. 3. Pozn.: hlavné zdroje solí Fe sú sírany a chloridy, ale dávkovanie síranu by bolo  v tomto prípade spojené s ďalším dávkovaním neželanej síry do reaktora.

Výhodou zrážania H2S je okrem iného aj to, že prípadný nadbytok Fe sa môže sčasti využiť na zrážanie prítomných fosforečnanov (pri aplikácii na ČOV bude odstraňovanie Pcelk potrebné vždy; anaeróbna stabilizácia kalov spojená s produkciou bioplynu je typická pre väčšie ČOV a všade tam je odstraňovanie Pcelk nutnosťou).

Skutočnosť, že fosfor zostane vyzrážaný v kale aj po anaeróbnej stabilizácii a odvodnení, potvrdzujú koncentrácie Pcelk namerané v kalovej vode na sledovaných ČOV so zrážaním so soľami Fe – priemerná koncentrácia Pcelk vychádza len na úrovni 50 mg/l, pričom na 6 ČOV bola koncentrácia Pcelk dokonca pod 30 mg/l.

Na bioplynových staniciach, kde sa spracúvajú aj špecifické substráty /odpady, môže dávkovanie Fe okrem zrážania H2S vyriešiť ďalší problém. Fe je dôležitý mikronutrient a jeho absencia môže významne spomaliť anaeróbny rozklad a metanogenézu. Dnes už bežným intenzifikačným faktorom na bioplynových staniciach je pridávanie zmesi ťažkých kovov vrátane Fe ako mikronutrientov. Mikronutrienty sú súčasťou rôznych enzýmov a koenzýmov a pre anaeróbne procesy sú esenciálne najmä Co, Ni, Zn, Mo, Sn a Fe. Napríklad substráty na báze tukov a bitúnkové odpady zvyčajne vykazujú deficit Co, Ni, Zn a Fe. Substráty na báze uhľohydrátov a bielkovín vykazujú deficit Mo, Se, Sn a Fe.

Procesy tvorby bioplynu s prídavkom roztokov Fe solí, v porovnaní s konvenčnými procesmi, môžu sumárne vykazovať nasledovné pozitívne charakteristiky:

- možnosť zvýšenia organického zaťaženia reaktorov pri udržateľnej alebo zvýšenej výťažnosti bioplynu

- redukcia nižších mastných kyselín, zvýšenie stability procesov

- zníženie nákladov na spracovanie digestátu a odvodnenie kalu

- redukcia času potrebná na údržbu techniky (napr. zníženie intenzity koróznych procesov).

Z hydrochemického rozboru procesov v bioplynovej stanici, resp. vyhnívacej nádrži na ČOV vyplýva nasledovné – dávkovanie solí Fe prispieva k zníženiu pH, čo znižuje podiel nedisociovaného NH3 toxického pre metanogenézu a zvyšuje podiel CO2 (jeden zo substrátov pre metanogénne baktérie).  Aj v tomto prípade platí, že dávkovanie solí Fe sa nedá zovšeobecniť a je odporúčané okrem expertného posúdenia zrealizovať aspoň laboratórne resp. poloprevádzkové overenie.


Záver

Soli Fe a Al sú historicky jedny z najdlhšie a najčastejšie využívaných činidiel vo vodnom hospodárstve (v minulosti najmä pri úprave vody). Vo vyššie uvedenom príspevku sú zdôvodnené a vyhodnotené prevádzkové skúsenosti a aplikačné možnosti týchto solí na ČOV a bioplynových staniciach. Na základe dosahovaného progresu a zvyšovania počtu aplikácií je možné očakávať, že ďalším výskumom a vyhodnocovaním praktických skúseností bude dosahovaná stále vyššia účinnosť a efektívnosť.

Vyhodnotenie ČOV bolo realizované aj s podporou projektu v rámci OP Výskum a vývoj pre projekt: Centrum excelentnosti integrovanej protipovodňovej ochrany územia, ITMS: 2624012000, spolufinancovaného zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.

Text: Ing. Ján Pavúk, PhD., Prof. Ing. Miloslav Drtil, PhD.

Kemifloc Slovakia, s.r.o., OEI  FCHPT STU Bratislav



Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
4 + 6 =
Odoslanie formulára

Priemyselné utierky

MEWA - priemyselne_utierky