1

1

Wpływ temperatury i wieku 

osadu na beztlenową 

stabilizację i przemiany 

substancji polimerowych w 

osadzie wstępnym

Anaerobic stabilisation and conversion of biopolymers 

in primary sludge – effect of temperature and sludge 

retention time

2

2

Wysokosprawne beztlenowe metody 

Wysokosprawne beztlenowe metody 

oczyszczania ścieków:

oczyszczania ścieków:

Niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne,

Niskie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne,

Małe wymagania terenowe

Małe wymagania terenowe

Niska produkcja osadów nadmiernych

Niska produkcja osadów nadmiernych

Wysokosprawne systemy:

Wysokosprawne systemy:

-

Jednostopniowe reaktory UASB

Jednostopniowe reaktory UASB

-

Dwustopniowe reaktory UASB

Dwustopniowe reaktory UASB

3

3

Parametry kontrolujące 

Parametry kontrolujące 

stabilizację osadów wstępnych:

stabilizację osadów wstępnych:

WO

WO

TEMPERATURA

TEMPERATURA

4

4

Skład osadu wstępnego:

Skład osadu wstępnego:

Węglowodany

Węglowodany

Tłuszcze

Tłuszcze

Białka

Białka

Tabela 1. Skład i stężenie osadu wstępnego użytego do badań

Tabela 1. Skład i stężenie osadu wstępnego użytego do badań

5

5

Cel badań:

Cel badań:

Optymalizacja procesów 

Optymalizacja procesów 

stabilizacji osadów w 

stabilizacji osadów w 

systemach UASB

systemach UASB

Poszerzenie wiedzy na temat 

Poszerzenie wiedzy na temat 

beztlenowego rozkładu materii organicznej 

beztlenowego rozkładu materii organicznej 

i tempa hydrolizy dla rozpatrywanych 

i tempa hydrolizy dla rozpatrywanych 

reaktorów

reaktorów

6

6

Materiały i metody stosowane 

Materiały i metody stosowane 

w badaniach

w badaniach

Reaktory o pełnym wymieszaniu 

Reaktory o pełnym wymieszaniu 

-

Temperatura procesu 15

Temperatura procesu 15

°

°

C, 

C, 

25

25

°

°

C i 35 

C i 35 

°

°

C 

C 

-

WO = 10, 15, 20,30 i 75 dni

WO = 10, 15, 20,30 i 75 dni

-

Stężenie osadu wstępnego - 20 g s.m./l

Stężenie osadu wstępnego - 20 g s.m./l

-

Pojemność czynna reaktorów – 10 i 15 l.

Pojemność czynna reaktorów – 10 i 15 l.

7

7

Materiały i metody stosowane 

Materiały i metody stosowane 

w badaniach c.d.

w badaniach c.d.

Reaktory porcjowe

Reaktory porcjowe

-

Pojemność reaktorów - 500 ml

Pojemność reaktorów - 500 ml

-

Stężenie osadu wstępnego – 5 gChZT/l

Stężenie osadu wstępnego – 5 gChZT/l

Dodatkowo:

Dodatkowo:

-

Mineralny roztwór zawierający składniki 

Mineralny roztwór zawierający składniki 

pokarmowe i pierwiastki śladowe

pokarmowe i pierwiastki śladowe

-

Bufor dwuwęglanowy

Bufor dwuwęglanowy

8

8

Wyniki badań

Wyniki badań

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie 

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie 

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i 

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i 

metanowej (M) w temperaturze 25 

metanowej (M) w temperaturze 25 

°

°

C

C

9

9

Wyniki badań cd.

Wyniki badań cd.

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie 

Tabela 2. Stopień redukcji biopolimerów zawartych w osadzie 

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i 

wstępnym podczas hydrolizy (H), fermentacji kwaśnej (A) i 

metanowej (M) w temperaturze 35 

metanowej (M) w temperaturze 35 

°

°

C

C

10

10

Wyniki badań – reaktory porcjowe

Wyniki badań – reaktory porcjowe

Produkcja gazu do 60 dnia w temperaturze 35

Produkcja gazu do 60 dnia w temperaturze 35

°

°

C i do 75 

C i do 75 

dnia w temperaturze 35

dnia w temperaturze 35

°

°

C 

C 

Długi czas potrzebny do całkowitej stabilizacji osadu

Długi czas potrzebny do całkowitej stabilizacji osadu

Lepsza stabilizacja osadu wstępnego w wyższej 

Lepsza stabilizacja osadu wstępnego w wyższej 

temperaturze i przy dłuższym WO

temperaturze i przy dłuższym WO

11

11

Wyniki badań – reaktory porcjowe 

Wyniki badań – reaktory porcjowe 

c.d.

c.d.

Stałe hydrolizy w warunkach pełnej 

Stałe hydrolizy w warunkach pełnej 

fermentacji metanowej można 

fermentacji metanowej można 

opisywać kinetykami I rzędu

opisywać kinetykami I rzędu

12

12

Podsumowanie

Podsumowanie

Optymalne warunki pracy reaktorów

Optymalne warunki pracy reaktorów

Temperatura 25

Temperatura 25

°

°

C – WO=15 dni

C – WO=15 dni

Temperatura 35

Temperatura 35

°

°

C – WO=10 dni

C – WO=10 dni

Temperatura 15 

Temperatura 15 

°

°

C (WO=60-75 dni) – należy 

C (WO=60-75 dni) – należy 

wydłużyć hydrauliczny czas przetrzymania do 20 h

wydłużyć hydrauliczny czas przetrzymania do 20 h

13

13

Wnioski

Wnioski

WO i temperatura mają bardzo ważny wpływ na hydrolizę 

WO i temperatura mają bardzo ważny wpływ na hydrolizę 

biopolimerów

biopolimerów

Hydroliza lipidów w temp. 25

Hydroliza lipidów w temp. 25

°

°

C przy WO=10 dni jest 

C przy WO=10 dni jest 

ograniczona

ograniczona

Temperatura 15 

Temperatura 15 

°

°

C , WO=75 dni – wydłużenie 

C , WO=75 dni – wydłużenie 

hydraulicznego czasu przetrzymania

hydraulicznego czasu przetrzymania

Brak zależności stopnia biologicznego rozkładu od 

Brak zależności stopnia biologicznego rozkładu od 

temperatury w przedziale 15-35 

temperatury w przedziale 15-35 

°

°

C 

C 

Wartość wskaźnika stałej hydrolizy dla wszystkich rodzajów 

Wartość wskaźnika stałej hydrolizy dla wszystkich rodzajów 

stałych substratów zależy od temperatury

stałych substratów zależy od temperatury

Stałe hydrolizy otrzymane z badań prowadzonych w 

Stałe hydrolizy otrzymane z badań prowadzonych w 

reaktorach porcjowych nie mogą być stosowane dla 

reaktorach porcjowych nie mogą być stosowane dla 

reaktorów o pełnym wymieszaniu

reaktorów o pełnym wymieszaniu