Flokulacja

kłaczków osadu

czynnego przez

stymulację

tlenowej

aktywności

biologicznej

OSAD CZYNNY

• Osad czynny

jest żywą,
kłaczkowatą
zawiesiną
złożoną głównie
z bakterii
heterotroficzny
ch.

Mikroorganizmy osadu czynnego

Osad czynny ma strukturę luźną,
gąbczastą, złożoną z drobnych,
kłaczkowatych tworów o różnym
kształcie.

FLOKULACJA – jest to proces
tworzenia kłaczkowatej struktury
osadu czynnego.

Głównym gatunkiem
drobnoustrojów umożliwiającym
flokulację jest Zooglea ramigera.

Osad zooglealny

W procesie flokulacji

nakładają się dwa

przeciwstawne mechanizmy:

- tworzenie kłaczków, prowadzące

do usuwania pierwotnych cząstek,

- rozbijanie kłaczków, prowadzące

do odtworzenia cząstek

pierwotnych.

DEFLOKULACJA – jest to
rozpad kłaczków osadu
czynnego w mniejsze cząsteczki.

Deflokulacja jest bezpośrednim
wynikiem zmniejszonej
wytrzymałości kłaczka.

Proces deflokulacji zachodzi w
warunkach beztlenowych.

REFLOKULACJA – jest
procesem ponownego tworzenia
kłaczków osadu czynnego.

Proces reflokulacji przebiega w
warunkach tlenowych.

Reflokulacja częściowo jest
określana przez aktywność
mikroorganizmów tlenowych

Schematyczne przedstawienie metod

oczyszczania ścieków osadem czynnym

Q – ścieki
Q

r

– recyrkulacja organizmów (nadmierny osad recyrkulowany)

Q

n

– dzienny przyrost organizmów (osad nadmierny)

Q

o

– ścieki oczyszczone

Doświadczenie z osadami

czynnymi

Celem tego eksperymentu było zbadanie:
- czy tlenowa aktywność bakterii jest

bardziej ważna dla reflokulacji po procesie
deflokulacji kłaczków osadu czynnego niż
skutek utleniania Fe(II) do Fe(III)

- czy tlenowa aktywność bakterii, może być

stymulowana przez dodanie specyficznych
substratów, a tym samym czy zwiększa
stopień reflokulacji

Doświadczenie z osadami

czynnymi

• Osady czynne pochodziły z dwóch

oczyszczalni ścieków – OŚ w Aalborg
East oraz OŚ w Rya

• OŚ w Aalborg East i w Rya stosują

metody biologiczne usuwania azotu i
fosforu oraz chemiczne usuwanie fosforu
poprzez dodanie FeSO

4

.

• WO = 25-30 dni (Aalborg East)
• WO = 3-4 dni (Rya)

Doświadczenie z osadami
czynnymi

• Osad czynny został zagęszczony

dwukrotnie do uzyskania stężenia 8-10g/l

(OŚ w Aalborg East) oraz 4-6g/l (OŚ w Rya)

• Przeprowadzono proces deflokulacji i

reflokulacji

• Osad czynny przed doświadczeniem był

napowietrzany przez 1 godzinę

• Warunki tlenowe – sprężone powietrze
• Warunki beztlenowe – napowietrzanie

gazowym azotem

Metody analityczne

• Stopień deflokulacji/reflokulacji w

osadzie był sprawdzany poprzez
badanie mętności w wodzie
nadosadowej jako absorbancji przy
długości fali 650nm;

• Wartości absorbancji były

normalizowane w stosunku do ogólnej
zawartości substancji stałych w celu
określenia stopnia deflokulacji.

Wpływ azotanów na

reflokulację

Gdy azotany zostały dodane zamiast tlenu

jako akceptory elektronów:

- deflokulacja miała miejsce, ale nie tak

jak przebiega w warunkach beztlenowych;

- reflokulacja była zawsze bardziej

efektywna z tlenem jako akceptorem
elektronów.

1 – reflokulacja z azotanami; 2 – reflokulacja z tlenem; 3 – faza beztlenowa; 4 – faza
tlenowa
Eksperyment był prowadzony w temperaturze 13

o

C. Poziom absorbancji był

normalizowany w odniesieniu do suchej masy.

 

Rys. 1. Deflokulacja – reflokulacja osadu z Rya

Znaczenie utleniania Fe(II)

Rys. 2. Deflokulacja – reflokulacja osadu z Rya ABS650;
1- warunki tlenowo-beztlenowe; 2 – warunki tlenowe
Eksperyment był prowadzony w temperaturze 20

o

C.

Znaczenie utleniania Fe(II)

Rys. 2. Deflokulacja – reflokulacja osadu z Rya stężenie
Fe(II);

1- warunki tlenowo-beztlenowe; 2 – warunki tlenowe

Eksperyment był prowadzony w temperaturze 20

o

C.

Pobudzenie

aktywności

drobnoustrojów tlenowych przez

substraty

Rys. 4. Reflokulacja osadu z Aalborg East podczas tlenowej fazy z dodatkiem
substratów: etanol;
1 – 0g/l; 2 – 0,1g/l; 3 – 0,25g/l; 4 – 0,5g/l; 5 – faza tlenowa. . Eksperyment był
prowadzony w temperaturze 15

o

C. Poziom absorbancji był normalizowany w

odniesieniu do suchej masy.

Pobudzenie

aktywności

drobnoustrojów tlenowych przez

substraty

Rys. 4. Reflokulacja osadu z Aalborg East podczas tlenowej fazy z dodatkiem
substratów: mleczany;
1 – 0,25g/l; 2 – 0,5g/l; 3 – 0g/l; 4 – faza tlenowa. Eksperyment był prowadzony w
temperaturze 15

o

C. Poziom absorbancji był normalizowany w odniesieniu do

suchej masy.

Wnioski:

• Reflokulacja z beztlenową deflokulacją kłaczków

osadu czynnego są bezpośrednio lub pośrednio

regulowane przez aktywność drobnoustrojów

tlenowych;

• Reflokulacja jest bardziej efektywna gdy

akceptorem elektronów jest tlen a nie azotany;

• Utlenianie Fe(II) do Fe(III) ma mniejsze znaczenie

dla reflokulacji niż tlenowa aktywność tlenowa;

• Dodatek niektórych substratów organicznych tj.

glukoza czy etanol wpływają pozytywnie na

reflokulację natomiast innych substratów tj.

mleczany i octany hamują proces reflokulacji;

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ