1. Czym sie różni SBR od zwykłego osadu czynnego. (porównaj).

Różnica w budowie. Przepływowe to prosty zbiornik, a SBR sterowany.

2. Co będzie jak w A20 (KB,KA,KT) recyrkulacja wewnętrzna z komory tlenowej do KA ulegnie uszkodzeniu? Parametry ścieków przed i po – mówić.

Fosfor będzie ok., ale azot nie zredukuje się w tak dużym stopniu, jak przy recyrkulacji.

Druga odpowiedź: Azot będzie ok., a efekty defosfatacji słabe - azotany będą recyrkulowane recyrkulacją zewnętrzną z KN do KB, a w KB będą zużywać Sa, które normalnie w KB są potrzebne dla PAO.

3. Co się stanie jak w zwykłym osadzie czynnym zamienimy komory KA -KT na KT- KA. Jakie parametry ścieków przed i po – omówić.

Chodziło o denitryfikację – źle przebiegała po zmianie komór, bo brakowało w komorze anoksycznej frakcji Ss, czyli tych łatworozpuszczalnych z dopływu surowych ścieków.

4. Jaki jest wpływ obciążenia hydraulicznego ładunkiem BZT na wiek osadu i nitryfikację.

Obciążenie BZT jest większe – krótki wiek osadu to dużo biomasy i krótka nitryfikacja, obciążenie małe = długi wiek osadu oraz długa nitryfikacja, więcej cykli przyrost – obumieranie.

5. Co się stanie gdy zamienimy komory w MLE?

W komorze nitryfikacji łatworozkładalne związki organiczne będą utleniane tlenem So i będą powstawały azotany w tej komorze. Większe nakłady potrzebne są na napowietrzanie, bo większe zużycie tlenu. W komorze denitryfikacji będzie mało frakcji Ss, więc proces będzie przebiegał wolno i na odpływie będziemy mieli małe stężenie związków organicznych i duże stężenie azotu ogólnego ( azotany nie będą redukowane do N₂).

5. Co sie stanie jak nie będzie recyrkulacji wewnętrznej w A2O?

Układ ten jest nastawiony na usuwanie fosforu i jak nie będzie wewnętrznej recyrkulacji to zewnętrzna recyrkulacja spowoduje, że komora beztlenowa nie będzie juz beztlenowa, bo wraz z recyrkulacja dostarczymy do KB azotany które spowodują, że frakcja Ss będzie utleniana, a akceptorem elektronów będzie NO₃^-. Efektywność defosfatacji zależy od ilości zaakumulowanych polihydroksyalkanianów w komorze beztlenowej, które później wykorzystywane są do wbudowywania fosforanów w postaci złogów polifosforanowych w tlenowych fazach, aby mogło dojść do akumulacji polifosforanów musi byc dużo frakcji Ss w komorze beztlenowej. W wyniku tej awarii mamy duży stopień usunięcia azotu i mały usunięcia fosforu.

5. Wpływ WO na usuwanie azotu i fosforu oraz zużycie energii w układach MLE.

W przypadku azotu, im dłuższy wiek osadu, tym pełniejsza nitryfikacja (przyjmuje się, że pełna nitryfikacja zachodzi po 20 dniach). Dodatkowo, im dłuższy wiek osadu, tym więcej rozmnożonych mikroorganizmów. Im więcej mikroorganizmów, tym potrzeba więcej tlenu potrzebnego tym mikroorganizmom w procesach utleniania. Im więcej potrzeba tlenu, tym większe zużycie energii ze względu na sprężarki itp. W przypadku fosforu nie ma to większego znaczenia, chodzi tylko o odpowiedni czas na proces defosfatacji.

5. Co się stanie kiedy w komorze fermentacji wyłączymy mieszadło?

Jak się wyłączy mieszadło to reaktor zacznie pełnić funkcję osadnika, tzn. jak nie wymiesza się dopływających ścieków będą one miały stosunkowo duży ciężar i zaczną sedymentować.

5. Wyjaśnij i uzasadnij związek efektów usuwania fosforu i azotu w układzie A2/O ze stopniem recyrkulacji wewnętrznej.

6. Uzasadnij celowość stosowania eksploatacyjnej zmiany proporcji objętości komory anoksycznej i tlenowej na przykładzie układu A2/O.

7. Wyjaśnij zależność produkcji osadu nadmiernego, zużycie tlenu i przemian azotu od obciążenia osadu ładunkiem BZT₅.

8. Przedstaw i uzasadnij następstwa dla efektów usuwania fosforu w układzie A2/O wynikające z ewentualnej zamiany poboru osadu nadmiernego ze strumienia osadu recyrkulowanego poborem analogicznej masowo ilości osadu nadmiernego wprost z komory beztlenowej.

9. Porównaj efekty denitryfikacji w pierwszej i drugiej komorze anoksycznej czterostopniowego układu Bardenpho ( AX-OX-AX-OX). Wyjaśnij przyczyny opisanego stanu rzeczy.

W pierwszej komorze denitryfikacji KD1 szybkość denitryfikacji jest większa niż w KD2. Spowodowane jest to dostępnością łatworozkładalnych zw. org. (Ss). W KD1 frakcja Ss pochodzi z dopływu (20% CHZT całkowitego) oraz z hydrolizy frakcji Xs i jest „zużywana” w KD1 oraz w KN1 (jest utleniana z wykorzystaniem tlenu lub azotanów jako akceptora elektronów) natomiast w KD2 frakcja Ss pochodzi tylko z hydrolizy frakcji Xs. Hydroliza jest procesem wolnym wiec w KD2 frakcji Ss jest bardzo mało, co jest przyczyną wolniejszej/gorszej denitryfikacji. Mała dostępność Ss szybkość denitryfikacji mniejsza.

5. Układ A2O (AN-AX-OX) oczyszcza ścieki komunalne i działa prawidłowo. W pewnym momencie recyrkulacja osadu z osadnika wtórnego została trwale przekierowana do komory anoksycznej. Jaki to będzie miało wpływ i dlaczego na jakość ścieków oczyszczonych. Porównaj jakość ścieków oczyszczonych przed i po recyrkulacji.

KB - Jak recyrkulację αQ zawrócimy do komory KD w KB nie będzie osadu z osadnika wtórnego - nie będzie tam biomasy, więc procesy nie będą zachodzić w tej komorze prawidłowo. Nie będzie uwalniania fosforanów i poboru LKT (bo nie będzie Xpao – one są w osadzie a ten idzie do KD), nie będzie usidlania frakcji Xs i Xi ( nie będą się miały gdzie usidłać), nie będzie prawidłowo przebiegać fermentacja bo nie ma Xbh.

KD – Nie będzie utleniania Xpha bo nie wytworzyły się w KB. Denitryfikacja będzie przebiegać całkiem dobrze (ale nie o to nam chodzi) bo w KB nie będzie Xpao a więc nie będą ze sobą konkurować w o frakcję Ss - więcej tej frakcji będzie dostępne do denitryfikacji.

5. Zaproponuj i uzasadnij możliwie najprostszy (nie wymagający przeróbek budowlanych) sposób modernizacji tlenowego układu osadu czynnego z pojedynczą komorą napowietrzaną aeratorem powierzchniowym o wale pionowym, na układ ze znacznie lepszym usuwaniem azotu. Jaki parametr procesu może uniemożliwić taką modernizację. Porównaj jakości ścieków oczyszczonych przed modernizacją układu.

Tutaj napisałam, że nie jestem pewna ale wydaje mi się, że chodzi o to żeby tak sterować aeratorami, aby w komorach wytworzyć warunki tlenowo/anoskyczne, żeby w komorze równolegle z nitryfikacją biegła denitryfikacja w ten sposób na odpływie będzie znacznie mniej azotanów bo zostaną zużyte do denitryfikacji.

5. Przedstaw i uzasadnij wpływ wieku osadu na zużycie energii elektrycznej i produkcję osadu nadmiernego w procesie oczyszczania ścieków osadem czynnym.

Produkcja osadu nadmiernego zależy od WO. Jeśli WO jest dugi to ilość osadu maleje (bo więcej się utleni do CO2 i H2O. Przy krótkim wieku osadu więcej przyrośnie biomasy.

Ilość energii elektrycznej zależy od ilości tlenu do napowietrzania a to zależy od WO. Jeśli WO jest długi więcej się utleni więc więcej tlenu będziemy do tego potrzebować – większe koszt napowietrzania, przy krótkim wieku osadu koszty maleją bo więcej przyrasta biomasy a mniej się utlenia.

5. Co się zmieni jak w MLE zamienimy kolejność komór?

Układ MLE to układ z predenitryfikacją czyli usuwamy azot ( nitryfikacja/denitryfikacja) oraz zmniejszamy zapotrzebowanie na tlen. Jeśli zamienimy kolejność komór i pierwsza będzie komora tlenowa to frakcja Ss zostanie utleniona tlenem So jako akceptorem elektronów. Ponadto w komorze będzie przebiegać nitryfikacja zużyje się frakcja SNH również z wykorzystaniem tlenu ( większe zapotrzebowanie na tlen). W procesie nitryfikacji powstanie SNO. W komorze drugiej anoksycznej będą azotany SNO ale praktycznie nie będzie frakcji Ss (bo zużyta została w KN) albo będzie bardzo mało bo przebiega hydroliza frakcji Xs, wiec denitryfikacji praktycznie nie będzie albo będzie bardzo powolna. Więc na odpływie będzie więcej azotanów Ncałk.

5. Jak wpływa stopień recyrkulacji na to co odbywa się w układzie A2O, czy jakoś tak.

Układ A2O to układ do usuwania fosforu i trochę azotu. Składa się z KB – KD – KN.

W KB odbywa się fermentacja kwaśna i uwalnianie fosforanów i pobór LKT ( SA) przez Xpao (zużywa się frakcja Ss) ponadto zachodzi denitryfikacja (azotany z recyrkulacji αQ).Gdy duża recyrkulacja αQ to większa denitryfikacja w tej komorze i więcej frakcja Ss się zużywa i pogarsza się defosfatacja.

W KD zachodzi denitryfikacja frakcji Ss z wykorzystaniem azotanów (z βQ) jako akceptora elektronów. Ss pochodzi z dopływu oraz z hydrolizy frakcji Xs. Azotany pochodzą z recyrkulacji wewnętrznej βQ, więc recyrkulacja wewnętrzna służy nam do recyrkulacji azotanów z KN do KD. Stopień recyrkulacji β wynosi od 100-400% i uzależniony jest od dostępności frakcji Ss w tej komorze. Jeśli duża będzie recyrkulacja to dużo azotanów dostarczymy z KN do KD więc dużo frakcji Ss będziemy potrzebować w komorze KD do denitryfikacji. W KD jest raczej mało frakcji Ss (bo została zużyta w KB przez Xpao i na denitryfikację) więc recyrkulacja βQ nie może być zbyt duża bo w KD będą azotany ale nie będzie frakcji Ss. Poza tym jeśli będzie duże recyrkulacja βQ to więcej tlenu doprowadzimy do KD z KN i w KD także zużyje się frakcja Ss z wykorzystaniem tlenu a nie azotanów jako akceptora elektronów. Ogólnie chodzi o dostępność frakcji Ss w KD do denitryfikacji.

Energia elektryczna. W oczyszczalni ok. 60% energii idzie na napowietrzanie. Ilość tlenu zużytego równa się ilości utlenionego ChZT zanieczyszczeń. W jednym cyklu bakteria może maksymalnie wbudować w siebie 67% masy ChZT a 33% idzie na utlenianie. Zależne jest to od tego współczynnika Y. Przy wieku osadu równym 0 Y=0,67, więc maksymalna ilość idzie na budowanie biomasy. Przy WO dążącym do nieskończoności Y=0 więc nic nie idzie na biomasę, a max na utlenianie i wtedy jest maksymalne zużycie energii elektrycznej, a minimalna produkcja biomasy. Zależy to też od tej stałej , która zależ od temperatury, więc latem więcej utleniania, a zimą więcej biomasy (bo wolniej osad przyrasta).

Komora z wałem pionowym. Taka komora ma pełne wymieszanie, to ważna rzecz, wielokrotnie to powtarzał. Na tej podstawie wysnułem 2 teorie:

Zrobić okresowe napowietrzanie, wtedy można wytworzyć warunki beztlenowe do denitryfikacji (niemożliwe, przy napowietrzaniu wałem, bo wszędzie taka sama ilość tlenu). Ale trzeba zamontować mieszadło mechaniczne, żeby osad nie opadał.

Pogłębić nitryfikację. Nitryfikacja wymaga długiego wieku osadu, a to trudne w komorze o pełnym wymieszaniu, bo taki sam osad na wlocie, jak i na wylocie. Trzeba więc zastosować recyrkulację osadu nadmiernego, bo wtedy wydłuży się wiek osadu. Ale możliwe, że przez to pełne mieszanie, znowu osad wymiesza się ze świeżymi ściekami (?).

Jakość ścieków – przed zamontowaniem mieszadła w procesie tlenowym powstają azotany i trafiają do odpływu. Po modernizacji azotany zostaną usunięte w czasie denitryfikacji. Ale znowu pełne wymieszanie powoduje, że stężenia zanieczyszczeń zostają uśrednione

Modyfikacja A2O. Recyrkulując osad do komory anoksycznej powoduje się, że cała ilość azotanów zawracanych z osadem trafi do komory z bakteriami PAO i będą te azotany konkurencją dla tych bakterii. ChZT zanieczyszczeń będzie utleniane przez azotany, a nie magazynowane przez PAO. Przez to bakterie nie rozwiną się dostatecznie, nie zgromadzą zapasu pokarmu, żeby je utlenić w komorze tlenowej, więc nie zdołają przyswoić fosforu i związać go w polifosforanach. Za tym idzie niższa skuteczność usuwania fosforu. Poza tym bakterie denitryfikacyjne w 1. komorze nie dostaną azotanów (bo ich nie ma w ściekach surowych) i obumrą lub znacznie spadnie ich przyrost.

Badenpho. To umiałem najmniej, ale kolega Jarek miał podobną koncepcję. 1. komora denitryfikacji jest ważniejsza, tu denitryfikowana jest największa ilość azotanów (zawracanych z komór tlenowych po nitryfikacji). 2. komora denitryfikacji spełnia jakby rolę doczyszczającą tego co przepłynie z 1. denitr. i co wytworzone zostanie w 1. komorze tlenowej, a nie zostanie zawrócone na początek. Lepsze efekty są w pierwszej, bo tam dopływają świeże ścieki i jest wystarczająca ilość ChZT zanieczyszczeń dla azotanów, żeby miały co utleniać podczas denitryfikacji. W drugiej komorze już tej pożywki może być mniej i czasem trzeba ją sztucznie dodawać np. metanol. Nie wiem, czy to dobrze wykombinowałem, bo to pytanie umiałem najmniej.