Biologiczne oczyszczanie

ś

cieków i

perspektywy zagospodarowania produktów

ubocznych w technologiach wytwarzania

biodiesla.

A. Ko

ź

biał

1

, P. Kaszycki

2

, T. Juliszewski

3

, H. Kołoczek

2

1-Petroster Sp...,2- Zakład Biochemii AR –Kraków, 3-Katedra Eksploatacji

Maszyn Rolniczych AR -Kraków

Tabela. Wybrane parametry charakteryzuj

ą

ce typowy

ś

ciek z produkcji biodiesla.

Lekko mętna zawiesina o

mdłym, drażniącym zapachu.

Wybrane cechy fizykochemiczne

Brak życia biologicznego

Organizmy autochtoniczne

b.d.

Inne stwierdzone składniki: estry

metylowe, glicerol, triglicerydy,

węglowodory- substancje

ropopochodne

5,51

pH

110 824 [mg O

2

/ L]

ChZT

11,3 [mg/L]

Formaldehyd całkowity

6,13 [mg/L]

Formaldehyd (FD)wolny

(monomer)

*

100 598 [mg/L]

MetOH

Wartość/stężenie/opis

Parametry/składniki

Ś

cieki poprodukcyjne biodiesla zawieraj

ą

gro

ź

ne dla

ś

rodowiska zwi

ą

zki organiczne.

Szczególnie toksyczny jest metanol i powstaj

ą

cy w procesach niespecyficznego

utleniania - formaldehyd.

Ś

cieki poprodukcyjne biodiesla zawieraj

ą

gro

ź

ne dla

ś

rodowiska zwi

ą

zki organiczne.

Szczególnie toksyczny jest metanol i powstaj

ą

cy w procesach niespecyficznego

utleniania - formaldehyd.

Rozdział chromatograficzny składników

ś

cieku z produkcji biodiesla

metod

ą

chromatografii gazowej (GC)

metanol

Oznaczenia składu chemicznego

ś

cieku z produkcji biodiesla metod

ą

chromatografii gazowej dokumentuje obecno

ść

heterogenicznych i

gro

ż

nych zanieczyszcze

ń

.

Oznaczenia składu chemicznego

ś

cieku z produkcji biodiesla metod

ą

chromatografii gazowej dokumentuje obecno

ść

heterogenicznych i

gro

ż

nych zanieczyszcze

ń

.

Obraz mikroskopowy

ś

cieku z produkcji biodiesla

bezpo

ś

rednio po zaszczepieniu hodowl

ą

dro

ż

d

ż

y oraz

bakteryjnym biopreparatem ZB04

W Zakładzie Biochemii AR w Krakowie opracowano aktywny biopreparat
rozkładaj

ą

cy metanol, formaldehyd oraz inne ska

ż

enia do CO

2

i H

2

O.

W Zakładzie Biochemii AR w Krakowie opracowano aktywny biopreparat
rozkładaj

ą

cy metanol, formaldehyd oraz inne ska

ż

enia do CO

2

i H

2

O.

Obserwacje biodegradacji metanolu oraz pozostałych
składników

ś

cieku wysokoobci

ąż

onego

(ChZT ok. 50 000 mg O

2

/L), przez zaadaptowan

ą

mieszan

ą

kultur

ę

dro

ż

d

ż

owo – bakteryjn

ą

od góry, kolejno: dzie

ń

8, 13 oraz 16 procesu

Po 16 dniach działania
biopreparatu nast

ą

piła

całkowita biodegradacja
substancji toksycznych
zawartych w

ś

ciekach.

Po 16 dniach działania
biopreparatu nast

ą

piła

całkowita biodegradacja
substancji toksycznych
zawartych w

ś

ciekach.

Zmiany ChZT w próbie

ś

cieku z produkcji biodiesla, poddanego biooczyszczaniu

za pomoc

ą

wyspecjalizowanego konsorcjum drobnoustrojów.

Czas [h]

C

h

e

m

ic

z

n

e

Z

a

p

o

tr

z

e

b

o

w

a

n

ie

T

le

n

u

[

m

g

O

2

/

L

]

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

56

104

176

8

0

Biodegradacja ogólnego ładunku zanieczyszcze

ń

mierzona

wska

ź

nikiem chemicznego zapotrzebowania na tlen.

Biodegradacja ogólnego ładunku zanieczyszcze

ń

mierzona

wska

ź

nikiem chemicznego zapotrzebowania na tlen.

Biodegradacja metanolu w próbie

ś

cieku z produkcji biodiesla, zaszczepionego

wyspecjalizowan

ą

biocenoz

ą

drobnoustrojów.

Czas [h]

%

p

ró

b

y

w

y

j

ś

c

io

w

e

j

0

20

40

60

80

100

56

8

0

176

Biodegradacja metanolu zawartego w

ś

ciekach

poprodukcyjnych biodiesla.

Biodegradacja metanolu zawartego w

ś

ciekach

poprodukcyjnych biodiesla.

Podczas procesu biodegradacji metanolu w konwencjonalnych oczyszczalniach

ś

cieków na

skutek niespecyficznych procesów biochemicznych powstaje formaldehyd, który powoduje
zahamowanie pracy oczyszczalni i zniszczenie osadu czynnego.

Opracowany unikalny biopreparat umo

ż

liwia rozwi

ą

zanie powy

ż

szego problemu.

Podczas procesu biodegradacji metanolu w konwencjonalnych oczyszczalniach

ś

cieków na

skutek niespecyficznych procesów biochemicznych powstaje formaldehyd, który powoduje
zahamowanie pracy oczyszczalni i zniszczenie osadu czynnego.

Opracowany unikalny biopreparat umo

ż

liwia rozwi

ą

zanie powy

ż

szego problemu.

Uwaga – zagrożenie osadu czynnego endogennym
formaldehydem generowanym podczas biologicznego utleniania
metanolu !

Zmiany st

ęż

enia formaldehydu w

ś

cieku 5x rozc.

Czas [ h ]

S

t

ęż

e

n

ie

F

d

[

m

g

/

L

]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

D14
biocenoza mieszana KiP + D14

0

4

8

32

49

56

80

104

konwencjonalny osad czynny
ulega degeneracji przez
formaldehyd

Opracowany biopreparat
-

brak toksyczno

ś

ci

dozownik

wlot

ś

cieków

zestaw urz

ą

dze

ń

pomiarowych
[pH, O , T]

2

B1 140 L

klucz hydrauliczny

B2 60L

system napowietrzania
drobnop

ę

cherzykowego

zawór

spustowy 1

zawór

spustowy 2

przepływomierz

kompresor

Ś

CIEKI

Schemat modelowego układu oczyszczania

ś

cieków przemysłowych

instalacji produkcji biopaliwa z symulowanym przepływem

ś

cieków, na bazie

opracowanego biopreparatu.

Perspektywy wykorzystania innych odpadów (produktów ubocznych)

powstałych w produkcji biopaliw, dotyczy to w szczególno

ś

ci:

1. wykorzystania makuchów,
2. odpadu glicerynowego.

Negatywne skutki masowej produkcji biopaliw:

•

Ilo

ść

makuchów przy przewidywanej skali produkcji biopaliwa przekracza

mo

ż

liwo

ś

ci ich zastosowania jako dodatku do paszy zwierz

ą

t,

•

wysokie koszty oczyszczania odpadu glicerynowego oraz nasycanie rynku gliceryn

ą

wyklucza dalsze zastosowanie w przemy

ś

le farmaceutycznym i kosmetycznym.

•

Konieczno

ść

alternatywnego zagospodarowania produktów ubocznych wymuszona

jest wysokimi kosztami utylizacji i zagro

ż

eniem dla

ś

rodowiska

Perspektywy wykorzystania innych odpadów (produktów ubocznych)

powstałych w produkcji biopaliw, dotyczy to w szczególno

ś

ci:

1. wykorzystania makuchów,
2. odpadu glicerynowego.

Negatywne skutki masowej produkcji biopaliw:

•

Ilo

ść

makuchów przy przewidywanej skali produkcji biopaliwa przekracza

mo

ż

liwo

ś

ci ich zastosowania jako dodatku do paszy zwierz

ą

t,

•

wysokie koszty oczyszczania odpadu glicerynowego oraz nasycanie rynku gliceryn

ą

wyklucza dalsze zastosowanie w przemy

ś

le farmaceutycznym i kosmetycznym.

•

Konieczno

ść

alternatywnego zagospodarowania produktów ubocznych wymuszona

jest wysokimi kosztami utylizacji i zagro

ż

eniem dla

ś

rodowiska

Proponowane rozwi

ą

zanie problemu (prace badawcze i

projektowe prowadzone w Akademii Rolniczej w Krakowie):

Zagospodarowanie w celach energetycznych:

Opracowanie i wdro

ż

enie technologii spalania, a w szczególno

ś

ci:

- dostosowanie kot

ł

ów (palników) do spalania odpadu glicerynowego,

- logistyki zaopatrzenia lokalnych kot

ł

owni w w/w odpady,

- analizy spalin,

- technologii wspó

ł

spalania z innymi rodzajami biomasy lub konwencjonalnymi

no

ś

nikami energii

Wykorzystanie do celów suplementacji specyficznej karmy i

od

ż

ywek dla psów i kotów:

(niektóre rasy kotów i psów wymagaj

ą

od kilku do kilkunastu egzogennych

aminokwasów – aminokwasy takie obecne s

ą

w makuchach)

-Prowadzone s

ą

prace w celu pozyskania frakcji białkowej z makuchów i

opracowanie procesu hydrolizy oraz separacji w/w aminokwasów.

Proponowane rozwi

ą

zanie problemu (prace badawcze i

projektowe prowadzone w Akademii Rolniczej w Krakowie):

Zagospodarowanie w celach energetycznych:

Opracowanie i wdro

ż

enie technologii spalania, a w szczególno

ś

ci:

- dostosowanie kot

ł

ów (palników) do spalania odpadu glicerynowego,

- logistyki zaopatrzenia lokalnych kot

ł

owni w w/w odpady,

- analizy spalin,

- technologii wspó

ł

spalania z innymi rodzajami biomasy lub konwencjonalnymi

no

ś

nikami energii

Wykorzystanie do celów suplementacji specyficznej karmy i

od

ż

ywek dla psów i kotów:

(niektóre rasy kotów i psów wymagaj

ą

od kilku do kilkunastu egzogennych

aminokwasów – aminokwasy takie obecne s

ą

w makuchach)

-Prowadzone s

ą

prace w celu pozyskania frakcji białkowej z makuchów i

opracowanie procesu hydrolizy oraz separacji w/w aminokwasów.