1

Lagune – lagunski sustavi

Koriste se za pročišćavanje komunalnih otpadnih voda i otpadnih voda poljoprivredne industrije.

Dijele se na tipove ovisno o stanju DO u vodenom stupcu: Unos kisika:

• djelovanjem vjetra i valova • djelovanjem sunca preko respiracije algi • djelovanjem mehaničke aracije 2

Učinkovitost ovisi o:

• Tipu lagune • Opterećenju i karakteristikama otpadne vode • Klimi • Konfiguraciji lagunskog sustava

Pozitivne karakteristike:

• Ekonomski povoljne u gradnji, a naročito u pogonu i održavanju, • Jednostavne u pogonu i održavanju, • Dezinfekcija djelovanjem sunca, • Prirodno trošenje i redukcija hranjiva, • Proizvodnja plina u anaerobnim natkrivenim lagunama

Negativne karakteristike

• Potrebna velika površina zemljišta • Skromni rezultati u uklanjanju N i P.

• Potencijalna mogućnost širenja neugodnih mirisa 3

Anaerobne lagune

Visoko su organski opterećene , bez DO, bez velike populacije algi.

Imaju veliko hidrauličko zadržavanje θ Dublje su od ostalih laguna, zbog održavanja anaerobnog stanja

Fakultativne lagune

U površinskom su sloju aerobne, a u pridnenom gdje je intenzivna razgradnja taloga, anaerobne.

Pliće su od anaerobnih laguna

Aerobne lagune

Plitke su Intenzivan rast algi Manje opterećenje SS i BPK 4

Lagune za poliranje – (maturation ponds, polishing pond)

Aerobne su Služe za “poliranje” – dotjerivanje efluenta Plitke su kako bi omogućile prodor svjetla i dezinfekciju UV zrakama

Evaporacijske lagune

Koriste se tamo gdje je efluent problematičan za ispuštanje (npr. visoki salinitet) Vrlo su plitke (manje od 1,5m) Potrebni volumen određuje se na temelju količine otpadnih voda i klimatskih karakteristika (temperature, vlažnosti i oborina) 5

Lagunski sustavi

Lagune se najčešće izvode kao sustavi od većeg broja jedinica koje slijede konačni tehnološki cilj Obuhvaćaju niz laguna: anaerobnu, fakultativnu, aerobnu, lagunu za poliranje za uklanjanje BPK (nekad i hranjiva) i smanjenje patogenih m/o prije ispuštanja u okoliš (ponovno korištenje za navodnjavanje ili ispuštanje u prijemnik) Primjereni lagunski sustav određuje se na temelju opterećenja. Dodatno je moguće prevladati nedostatak oksidacijskog kapaciteta i tečenje prečacem, instalacijom opreme za mehaničku aeraciju i miješanje 1 Anaerobna 2 Fakultativna 3 Za poliranje Lagunski sustav 6

Ključni kriteriji za dimenzioniranje

• • • • • • • • Organsko opterećenje (po volumenu i/ili površini) Vrijeme zadržavanja otpadne vode Dubina Oblik (odnos širina/duljina, položaj ulaza i izlaza zbog postizanja klipnog tečenja) Karakteristike otpadne vode, Akumulacija mulja između dva pražnjenja Faktori okoline (temperatura, vjetar, oborine, sunčeva radijacija) Posebni lokalni uvjeti 7

Tehnološki- tehnički problemi i nedostaci

• • • • • • • Nedostatak miješanja Nejednolika akumulacija mulja (sludge rafting) Povećanje mrtvih zona i stvaranje tečenja prečacem, Gomilanje ulja, masti i drugog plivajućeg otpada, Preobilni rast algi, Prebrzo punjenje laguna zbog izraženog rasta algi, promjene lokalnih brzina ili ugradnje mehaničke aeracije Konstrukcijski problemi, procjeđivanje zbog oštećenja ili slabe ugradnje nepropusnog sloja-obloge Nakupine plivajuće tvari i algi u jednoj fakultativnoj laguni 8

Učinkovitost laguna

Tip lagune

Anaerobna laguna Fakultativna laguna Aerobna laguna Aerirana laguna Laguna za poliranje

Ukl. BPK (%)

50 – 90 70 – 85 70 – 85 70 – 85 60 – 80

Konc. SS (mg/l) Napomena

Ovisi o opterećenju, recirkulaciji uz uobičajenu konc. otp. vode >2000mg/l. Uklanjanje N i P malo.

40 – 60 10 – 30 9

Jednadžbe opterećenja laguna

Jednadžba opterećenja

Anaerobna laguna

Parametri Kriteriji/uvjeti

Volumetrijsko opterećenje (kg/m 3 ·d) λv = Xi Q/1000V Xi = BPK u dotoku, (mg/l) Q = Dnevni dotok (m 3 /d) V = Volumen lagune (m 3 ) λv = 0,1 (za T<10°) λv = 0,1(20T-100) (za T<10-20°) λv = 0,1(10T+100) (za T<20-25°) λv = 0,35 (za T>25°) Fakultativna laguna Opterećenje površine (kg/ha·d) λs = 350(1,107-0,002T) T-25 T = Temperatura najhladnijeg mjeseca u godini (C°) Laguna za poliranje Opterećenje površine (kg/ha·d) λs = Xi D/100·θ λs = 80 (za T<8°) λs = 350 (za T>25°) D = dubina, (m) θ = vrijeme zadržavanja, (d) θ = 3-5 (za T>10), a tipično10 30 dana za postizanje dezinfekcije 10

Pojednostavljeni kriteriji opterećenja laguna za pročišćavanje komunalnih otpadnih voda (Australija)

Klimatski uvjeti Fakultativne lagune

Hladna klima Umjerena do topla Vrela/tropska

Laguna za poliranje

Hladna klima Umjerena do topla Vrela/tropska

Površinsko opterećenje (kg BPK/ha·d) Vrijeme zadržavanja (d)

10-50 50-150 150 - 350 10 - 20 20 - 30 30 - 45 100 - 150 40 - 100 20 - 40 20 - 30 10 - 20 5 - 10 11

Građenje

• • • • • • • • Oblikovanje u postojećem terenu s izjednačenjem masa Težnja prirodnim oblicima s korištenjem bilja Osiguranje vodo-nepropusnosti ugradnjom slabo-propusnih glina ili oblaganje zavarenim folijama Minimalna uporaba betona Prethodno pročišćavanje za uklanjanje krupnih krutina, pijeska, ulja i masti Uronjene “pregače” za sprječavanje istjecanja isplivale tvari i algi Paralelno građenje u linijama da se ne prekida pročišćavanje za vrijeme pražnjenja mulja Termini pražnjenja mulja svakih 2 – 5 godina 12

Oblaganje lagune folijom Gotova laguna 13

Aerirane lagune (AL)

Aeracija Ulaz Izlaz Aerirana laguna Taložnik Opcija Biološki mulj Dublje od prirodno aerobnih laguna, zbog mogućnosti unosa kisika u dublje slojeve.

Taložnik je također laguna, a može biti i od betona Ako imaju recirkulaciju povratnog mulja iste su kao postupak s AM 14

Rast algi

Utječe na:

• • Kakvoću efluenta Učinkovitost taložnika T Anaerobno stanje u T Dubina  1,0 m Pojava smrada 15

Različiti načini aeracije Dvije aerirane + jedna laguna za poliranje 16

Aerirana laguna tvornice ambalaže Iggesunds Bruk’s u Švedskoj. Laguni je dodana kemijska precipitacija 17

Prokapnik, (Trickling filter)

Ispuna prokapnika Otpadna voda Bio-film Zrak Organska tvar Proizvodi razgradnje O 2 CO 2 Shematski prikaz presjeka bio-filma u prokapniku, fotografija i mikroskopski snimak bio-filma na ispuni prokapnika.

18

Klasični prokapnik Raspršivač Ispuna Dovod Potporna konstrukcija Potrebno je prethodno pročišćavanje zbog začepljenja ispune • • • • Ispuna prokapnika od: eruptivnog kamena troske sekvojinih daščica plastičnih elemenata Zrak Efluent 19

Opcionalni pokrov Hidraulički ili pogonjeni distributor Zaštitna mreža SSI POI SSI = slučajno složena ispuna POI = površinski orijentirana ispuna Otvori za ventilaciju Dotok Nosači ispune Opcionalno puhalo Recirkulacija Efluent Moderni prokapnik s plastičnom ispunom 20

Karakteristike različitih tipova prokapnika

Tip

Nisko-opterećeni Visoko-opterećeni Plastična ispuna Roughing filters

Organsko opterećenje (kgBPK 5 /m 3 ·d)

0,1 - 0,3 0,2 - 1,0 0,8 - 2,5 0,8 - 5

Hidrauličko opterećenje (m 3 /m 3 ·d) 5 )

1 - 4 10 - 40* 15 - 85* 50 - 175* 80 - 85 65 - 80 65 - 85 40 - 65

Dubina filtra (m)

1,5 - 3 1,2 - 2,5 4,5 - 12 4,0 - 12 *uključena je i recirkulacija Roughing filter = prokapnik za grubo pročišćavanje visoko-opterećenih otpadnih voda iza kojeg obično slijedi drugi stupanj pročišćavanja.

21

Slučajno složena ispuna, SSI Površinski orijentirana ispuna, POI

Materijal ispune

Oblutak D60 Šljunak D60 Surfpac Surfpac C.C.

Flocor E Flocor RS Cloisonlyle RAN Gray Biofil C50 Biofil C70

Tip

SSI SSI POI POI POI SSI POI SSI SSI SI

Specifična težina (kg/m 3 )

1350-1500 1300-1400 64 48 37 45 80 40 43,5 40 Karakteristike ispuna prokapnika

Specifična površina (m 2 /m 3 )

80-90 60-70 92 187 90 230 220 105 185 136

Volumen šupljina (m 3 /m 3 )

0,45-0,50 0,40-0,45 0,94 0,94 0,96 0,97 0,94 0,94 0,95 0,94 22

Prokapnik, Henderson North Carolina, SAD 23

Prokapnik Prethodni taložnik Međutaložnik Naknadni taložnik Različite konfiguracije i mogućnosti recirkulacije kod postupka pročišćavanja s prokapnikom 24

Okretni biološki nosač, (Rotating Biological Contactor)

Niz gusto postavljenih diskova uronjenih oko 40% u otpadnu vodu rotira na osovini 2-5 o/min.

25

26

Siemens Envirex OBN 27

Horst Bruns, SRNJ 28

DMW CO. Tokyo

29

BIO-DISK u Višnjanu 30

BIOROTOR – TEHNIX, Hrvatska 31

HIBRIDNI SUSTAVI

1

Postupci suspendirane i pričvršćene biomase, Integrated Fixed Film Activated Sludge, IFAS

2

Membranski postupci, Membrane bioreactor, MBR

32

1

Postupci suspendirane i pričvršćene biomase, IFAS

33

PREDNOSTI HIBRIDNIH SUSTAVA

Dodatna biomasa bez povećanja opterećenja krutinama NT Moguć postupak veće učinkovitosti zbog veće biomase u istom volumenu Poboljšane karakteristike taloženja Smanjena proizvodnja mulja Simultana nitrifikacija i denitrifikacija Slični pogon kao i kod konvencionalnog postupka s aktivnim muljem Minimalni dodatni troškovi pogona Poboljšana otpornost na toksične udare i ispiranje biomase

NEDOSTACI

Gubitak ispune Pojava crvenog crva koji se hrani biomasom Oštećenje ispune Začepljenje rešetki za odvajanje plivajuće ispune Tonjenje ispune zbog nagomilane biomase 34

Nosači bio-filma (ispuna) mogu biti pokretni (cilindri, spužvice) ili fiksni (različite strukture POI kao kod prokapnika, užad, tekstil) Glavne osobine ispune: velika površina i oblik koji štiti bio-film od ljuštenja pri koliziji.

Pokretna ispuna

Model

K1 K3

Duljina (mm)

7 12

Promjer (mm)

9 25

Zaštićena površina (m²/m³)

500 500 Karakteristike ispune AnoxKaldnes

Ukupna površina (m²/m³)

800 600 35

IFAS postupci suspendirane i pokretne pričvršćene biomase

activecell.swf

U profesionalnim krugovima nazivaju se i MBBR TM postupcima (Moving Bed Biological Reactor) Patent tvrtke AnoxKaldnes 36

Nepokretna ispuna Modul s užadi, Ringlace Products Moduli s tkaninom, Brentwood Fabric Web type System, Moduli od PE, Brentwood AccuFAS™ System 37

Gotovi moduli MBBR uređaja, Dinamic Aqua Science - SAD 38