Flokulacja
kłaczków osadu
czynnego przez
stymulację
tlenowej
aktywności
biologicznej
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