Použití systému MBBR – další možnosti minimalizace

5. 7. 2012

Účinnost a návrh nosiče

Účinnost biologického procesu se vztahuje na aktivní plochu použitého nosiče. Přitom jsou na nosič kladeny následující požadavky: Musí být k dispozici dostatečná plocha, aby se mohly mikroorganismy v tomto prostoru udržet a rozmnožovat a také aby mohlo dojít k maximální látkové výměně (substrát, kyslík, produkty látkové výměny) mezi mikroorganismy a  odpadní vodou. Směřování k maximální porozitě nosičů ovšem vede k tomu, že jsou tyto lehce kolmatovány a vnitřní prostory tak vzhledem k účinnosti čištění zůstávají nevyužity a jsou tedy neaktivní. Použitý nosič ve tvaru chipsu kombinuje oba tyto požadavky následujícím způsobem. Vzhledem k relativní malé tloušťce a otevřené ploše nosiče je k dispozici velká aktivní plocha, kterou mohou mikroorganismy osídlit, přičemž ovšem zůstávají v intenzivním kontaktu s okolní kapalinou (odpadní vodou). Výsledkem je dosažení optimálního zásobování mikroorganismů živinami a účinné odvedení produktů látkové výměny s přímou vazbou na efektivitu čištění a vysokou účinnost odbourání znečištění v odpadní vodě. Aktivní plocha nosiče v tomto případě činí více než 3 000 m2/m3.

Obr.1: Porostlý nosič

Obr.2: Pórovitost nosiče v řezu

Výhodou tohoto nosiče je dále tvar paraboloidu, který zajišťuje rovnoměrné rozdělení a zamíchání nosiče do odpadní vody aktivačních nádrží a rovněž díky tomuto tvaru vysokou turbulenci nosiče, což zajišťuje jak vysoký látkový přenos, tak rovněž pravidelné samovolné odstraňování nárůstů z nosiče.

Provozní výsledky a oblasti použití

V současnosti jsou k dispozici čtyřleté zkušenosti s tímto druhem nosiče a to ve sféře komunálních odpadních vod, při čištění odpadních vod z papírenského průmyslu, koksoven a ocelářského průmyslu s realizacemi v Německu, Švýcarsku, Polsku, Jihoafrické republice a Číně. Technologie se s výhodou používá jako vysokozatěžovaný reaktor u průmyslových aplikací a to zejména pro redukci CHSK, amoniakálního dusíku, nebo eliminaci celkového dusíku, kde na základě současných zkušeností lze počítat s odbouracím výkonem 24 -36 kg CHSK/(m3.d) u klasického systému a 40 – 200 kg/(m3.d), pokud bude sloužit jako předčišťovací stupeň před zařízením s aktivovaným kalem. Odbourací výkon u dusíkatého znečištění je na základě současných průmyslových aplikací na úrovní 2-4 kg/(m3.d) pro nitrifikaci a 10-18 kg/(m3.d) pro denitrifikaci. Pro méně zatížené, resp. komunální odpadní vody jsou odbourací výkony přiměřeně nižší a pohybují se např. pro nitrifikaci v mezích 1,2 – 1,5 kg N-NH4/(m3.d).

Tyto hodnoty nám jednoznačně určují oblasti použití tohoto systému a to zejména u průmyslových výrob s vysokým zatížením odpadních vod dusíkatým znečištěním, ale i s vysokým CHSK a to jak pro kompletní čisticí systém, nebo pouze jako první, vysokozatěžovaný biologický stupeň před dalším biologickým čištěním. Další oblastí použití je jednoznačně intenzifikace stávajících čistíren odpadních vod a to jak průmyslových, tak komunálních, které jsou buď dlouhodobě, nebo i ve výhledu budou přetěžovány, nebo v současném stavu nejsou schopny plnit požadované limity v parametrech CHSK, nebo dusíku. Tyto aplikace umožňují v podstatě bez jakýchkoliv stavebních nákladů pouze technologickým zásahem zvýšit účinnost stávajícího čištění odpadních vod. Při návrhu nových systémů lze potom uvažovat s redukcí celkových objemů nádrží až o 2/3 oproti standardně uvažovanému způsobu aktivace s nízkým zatížením kalu a jeho stabilizací v rámci čisticího procesu.

Obr.3: Aplikace v papírenském průmyslu jako vysokozatěžovaný reaktor – 1.stupeň čištění Dilingen

V současnosti firma ASIO, spol. s r.o. testuje první aplikaci pro ověření účinnosti této technologie pro komunální odpadní vody a to na Výzkumném ústavu vodohospodářském v Praze pro ověření eliminace dusíkatého znečištění, BSK5 a CHSK. Na základě prvních provozních zkušeností zapracování nosiče při provozních podmínkách bez inokulace lze konstatovat, že zapracovávání nosiče trvá při nízkém zatížení komunálními odpadními vodami cca 5 týdnů. V současné době se připravuje rovněž zkoušení této technologie jako vysokozatěžovaného reaktoru a to ve spolupráci se Slovenskou technickou univerzitou v Bratislavě, fakultou chemické a potravinářské technologie.

Obr.4: Víření nosiče - zkušební reaktor Praha

Shrnutí a výhled

Stávající aplikace a dosavadní výsledky zkoušek dokazují, že lze využít tento systém čištění pro různá média a koncentrace látek v odpadních vodách a jejím použitím lze výrazně redukovat stavební náklady oproti systémům s klasickou nízkozatěžovanou aktivací. Lze ji rovněž využít při intenzifikaci stávajících čisticích zařízeních s minimálními nároky na stavební úpravy a tedy relativně jednoduše, rychle a výhodně intenzifikovat procesy na stávajících čistírnách odpadních vod.

Ing. Antonín Vondruška