PL249213B1 - Sposób oczyszczania ścieków z wykorzystaniem alg, układ do realizacji tego sposobu - Google Patents

Sposób oczyszczania ścieków z wykorzystaniem alg, układ do realizacji tego sposobu

Info

Publication number
PL249213B1
PL249213B1 PL442014A PL44201422A PL249213B1 PL 249213 B1 PL249213 B1 PL 249213B1 PL 442014 A PL442014 A PL 442014A PL 44201422 A PL44201422 A PL 44201422A PL 249213 B1 PL249213 B1 PL 249213B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
algae
sludge
reactor
sewage
thickener
Prior art date
Application number
PL442014A
Other languages
English (en)
Other versions
PL442014A1 (pl
Inventor
Jakub Drewniany
Original Assignee
Jakub Drewniany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jakub Drewniany filed Critical Jakub Drewniany
Priority to PL442014A priority Critical patent/PL249213B1/pl
Priority to PL443331A priority patent/PL443331A1/pl
Publication of PL442014A1 publication Critical patent/PL442014A1/pl
Publication of PL249213B1 publication Critical patent/PL249213B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G33/00Cultivation of seaweed or algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • C02F11/04Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C02F3/322Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae use of algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02Photobioreactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M43/00Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/08Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest układ urządzeń do oczyszczania ścieków zawierający układ napowietrzania ścieków, reaktor glonów zawierający glony, doprowadzenie gazów zawierających dwutlenek węgla, źródło światła, który charakteryzuje się tym, że reaktor glonów (7) ponadto zawiera doprowadzenie odcieków (14, 15) z oczyszczalni ścieków oraz wyprowadzenie gazów zawierających tlen (18), a układ napowietrzania oczyszczalni ścieków (9) zawiera doprowadzenie tlenu (18) z reaktora glonów (7). Przedmiotem zgłoszenia jest także sposób oczyszczania ścieków realizowany w układzie urządzeń zawierającym układ napowietrzania ścieków, reaktor glonów zawierający glony, doprowadzenie gazów zawierających dwutlenek węgla, źródło światła, gdzie do reaktora glonów doprowadza się gaz zawierający dwutlenek węgla, który charakteryzuje się tym, że do reaktora glonów (7) ponadto doprowadza się odcieki (14, 15) z oczyszczalni ścieków i w wyniku uprawy glonów uzyskuje się biomasę (21) oraz gaz zawierający tlen (18), który doprowadza się do układu napowietrzania oczyszczalni ścieków (9).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeprowadzania procesu oczyszczania ścieków przy wykorzystaniu fermentacji beztlenowej oraz alg oraz układ urządzeń do przeprowadzenia tego sposobu
W znanych w oczyszczalniach ścieków układach znajduje się układ napowietrzania ścieków, układ zagęszczania osadu ściekowego, korzystnie układ kondycjonowania osadu polegający na destrukcji mikroorganizmów znajdujących się w osadzie, układ fermentacji osadu, najczęściej w postaci wydzielonej komory fermentacji WKF, oraz układ odwadniania przefermentowanego osadu. W wyniku fermentacji wydziela się biogaz. W oczyszczalniach ten biogaz może być wykorzystany do zasilenia silnika spalinowego, który spala biogaz i wytwarza prąd elektryczny. Czasami silnik ten stanowi maszynę kogeneracyjną, która oprócz prądu przy pomocy wymiennika ciepła wytwarza ciepło technologiczne. Odcieki z układu zagęszczania bogate są w związki azotu. Związki te mogą być odzyskiwane w postaci struwitu. Z kolei odcieki z układu odwadniania osadów przefermentowanych są bogate w związki fosforu. Wysoko-obciążowne odcieki po odwadnianiu osadu ponownie trzeba oczyszczać co generuje dodatkowe koszty i problemy eksploatacyjne.
Hydroliza termiczna osadów jest jedną z metod dezintegracji, w wyniku której w podgrzewanym osadzie następuje rozerwanie struktury komórkowej i błon komórek mikroorganizmów w skutek czego zostają uwolnione składniki organiczne komórki oraz woda związana.
Hydrolizę termiczną materiału organicznego można przeprowadzić na dwa sposoby. Proces prowadzi się albo za pomocą ogrzewania pośredniego, przy użyciu wymiany ciepła albo bezpośredniego ogrzewania przy użyciu np. pary.
W kolejnym etapie procesu obróbki osadu ściekowego, osad po dezintegracji i zniszczeniu bakterii tlenowych poddawany jest fermentacji w beztlenowej komorze fermentacyjnej (zwanej WKF).
Wynalazek opisany w EP2753586 (A1) ujawnia sposób obróbki osadów ściekowych polegający na hydrolizie osadu ściekowego i fermentacji. Osad ściekowy jest poddawany oddzielaniu fosforanu po etapie hydrolizy i przed etapem fermentacji.
Strącanie fosforanu z mieszaniny osadów ściekowych lub wody osadowej jako fazy ciekłej przeprowadza się po uprzednim oddzieleniu fazy stałej i fazy ciekłej od osadu ściekowego i przez dodanie środka strącającego, oraz recyrkulację części ilości osadów ściekowych poddanych obróbce w etapie fermentacji do zhydrolizowanego osadu ściekowego przed lub podczas etapu obróbki wytrącania fosforanu w celu zwiększenia zawartości amonu w zhydrolizowanym osadzie ściekowym i podniesienia wartość pH zhydrolizowanego osadu ściekowego na etapie strącania fosforanu.
Proces wytrącania struwitu wymaga dostarczania dodatkowych chemikaliów i soli magnezu a powstały produkt to nawóz sztuczny.
Opis zgłoszeniowy US2014030801A1 ujawnia reaktor do hodowli glonów w wodnej cieczy z wykorzystaniem fotosyntezy. Reaktor zawiera zbiornik do przechowywania wodnej cieczy z algami oraz system oświetleniowy obejmujący źródło światła z wieloma diodami LED, konstrukcję montażową do podtrzymywania diod LED oraz obudowę do pomieszczenia źródła światła i konstrukcji montażowej. Co najmniej część obudowy jest przezroczysta dla światła emitowanego przez źródło światła. System oświetleniowy jest przynajmniej częściowo zanurzony w wodnej cieczy. Dodatkowo, podczas pracy, światło przepuszczane przez przezroczystą część obudowy ma wystarczającą intensywność, aby zasadniczo zapobiegać wzrostowi glonów na powierzchni przezroczystej części obudowy.
Opis zgłoszeniowy US2011023565A1 ujawnia sposób wytwarzania biomasy i sekwestracji gazu cieplarnianego obejmuje dostarczanie gazu cieplarnianego, dostarczanie energii świetlnej oraz hodowanie glonów w pojemniku wzrostowym z gazem cieplarnianym i energią światła. Glony mogą być przetwarzane na surowiec biomasy. Surowiec biomasy można przekształcić w paliwo lub specjalistyczną substancję chemiczną. Co najmniej część alg można wykorzystać jako nawóz do źródła wzrostu biomasy.
Celem wynalazku jest dostarczenie sposobu przeprowadzania procesu obróbki osadu ściekowego, który byłby oszczędny kosztowo i energetycznie i w optymalny sposób wykorzystywał produkty obróbki ścieków z oczyszczalni ścieków. Celem wynalazku jest także bezpieczne dla środowiska zneutralizowanie dwutlenku węgla powstałego przy spalaniu biogazu. Celem wynalazku jest także uzyskanie ze ścieków naturalnej masy organicznej (biomasy) bogatej w węgiel, fosfor i azot, która nadawałaby się do wykorzystania w uprawie roślin.
Układ urządzeń do oczyszczania ścieków według wynalazku zawiera: reaktor glonów zawierający glony oraz źródło światła; zbiornik ścieków połączony z układem napowietrzania ścieków i dalej połączony z reaktorem glonów; silnik spalinowy zasilany biogazem z którego spaliny zawierające dwutlenek węgla doprowadzone są do reaktora glonów; zagęszczarkę osadów ściekowych z wyprowadzeniem odcieku połączoną ze zbiornikiem ścieków; wydzieloną komorę fermentacji WKF połączoną z zagęszczarką osadów i z odwadniarką osadów ściekowych z wyprowadzeniem odcieku. Układ charakteryzuje się tym, że do reaktora glonów doprowadzone są odcieki z zagęszczarki i odwadniarki a z reaktora glonów wyprowadzone są gazy zawierające tlen i doprowadzone do układu napowietrzania oczyszczalni ścieków.
Korzystnie w układzie za zagęszczarką znajduje się ponadto połączony z nią układ kondycjonowania osadu stanowiący reaktor hydrolizy lub układ dezintegracji mechanicznej lub ultradźwiękowej osadu lub układ dezintegracji chemicznej osadu lub układ dezintegracji mieszanej mechaniczno-chemicznej dalej połączony z wydzieloną komorą fermentacji WKF a silnik spalinowy jest zasilany biogazem wyprowadzonym z WKF.
Korzystnie układ kondycjonowania osadu stanowi reaktor hydrolizy i/lub układ dezintegracji mechanicznej lub ultradźwiękowej.
Korzystnie doprowadzenie osadu zhydrolizowanego do wydzielonej komory fermentacji WKF zawiera doprowadzenie spalin z silnika spalinowego.
Korzystnie wydzielona komora fermentacyjna WKF zawiera doprowadzenie biomasy alg z reaktora glonów.
Korzystnie silnik zawiera wymiennik ciepła i reaktor hydrolizy zawiera wymiennik ciepła, przy czym te wymienniki ciepła połączone są obiegowo.
Korzystnie źródło światła sztucznego i/ lub dmuchawa układu napowietrzania ścieków zasilane są prądem z silnika spalinowego.
Sposób oczyszczania ścieków realizowany w układzie urządzeń do oczyszczania ścieków według wynalazku zawierającym: reaktor glonów zawierający źródło światła; zbiornik ścieków połączony z układem napowietrzania ścieków i dalej połączony z reaktorem glonów; silnik spalinowy zasilany biogazem z którego spaliny zawierające dwutlenek węgla doprowadzone są do reaktora glonów; zagęszczarkę osadów ściekowych z wyprowadzeniem odcieku połączoną ze zbiornikiem ścieków; wydzieloną komorę fermentacji WKF połączoną z zagęszczarką osadów i z odwadniarką osadów ściekowych z wyprowadzeniem odcieku charakteryzuje się tym, że do reaktora glonów wprowadza się glony oraz doprowadza się odcieki z zagęszczarki i odwadniarki oraz spaliny z silnika spalinowego a z reaktora glonów wyprowadza się gazy zawierające tlen powstałe w wyniku fotosyntezy glonów i doprowadza się do układu napowietrzania zbiornika ścieków oczyszczalni ścieków.
Zaletą układu i sposobu według wynalazku jest oszczędność kosztów związana z ograniczeniem zużycia chemikaliów w procesie. Z kolei powstały w reaktorze glonów produkt w postaci biomasy może stanowić nawóz organiczny lub może mieć inne zastosowania.
Wynalazek został przedstawiony na rysunku, gdzie:
Fig. 1 przedstawia schemat układu urządzeń dla realizacji sposobu według przykładu1,
Fig. 2 przedstawia schemat układu urządzeń dla realizacji sposobu według przykładu2,
Fig. 3 przedstawia schemat układu urządzeń dla realizacji sposobu według przykładu3,
Fig. 4 przedstawia schemat układu urządzeń dla realizacji sposobu według przykładu4.
Przykład 1
Schemat układu urządzeń do oczyszczania ścieków według pierwszego przykładu przedstawiono na Fig. 1. Przykład oczyszczania ścieków według wynalazku składa się z następujących etapów. Ze zbiornika ścieków 1 osad nadmierny 10 kieruje się do zagęszczarki 2. W procesie zagęszczania osadu nadmiernego 10, uzyskuje się osad zagęszczony 11 oraz odciek 14. Następnie osad zagęszczony 11 wprowadza się do wydzielonej komory fermentacji (WKF) 4 w celu przeprowadzenia fermentacji. Z WKF 4, osad przefermentowany kieruje się do odwadniarki 5 celem odwodnienia. W procesie odwodnienia uzyskuje się osad odwodniony oraz odciek 15. W WKF 4 w procesie fermentacji wytwarza się biogaz 16, który kierowany jest do silnika spalinowego 6 w celu wytworzenia energii elektrycznej 24 w procesie spalania biogazu. Biogaz 16 może być wcześniej magazynowany w zbiorniku biogazu. W procesie spalania biogazu wytwarzają się spaliny 17 zawierające dwutlenek węgla (CO2). Następnie odcieki 14 z układu zagęszczania 2 i/lub odcieki 15 z układu odwadniania 5 oraz spaliny 17 z silnika 6 kieruje się do reaktora glonów 7. Do reaktora glonów 7 wprowadza się glony 19 na przykład są to Algi. Reaktor glonów 7 znajduje się w miejscu, gdzie dostępne jest źródło światła 8 wymagane przez glony. Korzystnie jest to światło słoneczne. W porze nocnej w otoczeniu reaktora glonów 7 znajduje się instalacja zapewniająca naświetlanie światłem sztucznym. Instalacja korzystnie zawiera promienniki świetlne o niskim poborze prądu, np. źródła LED. Instalacja sztucznego oświetlenia może być zasilana prądem 24 wytworzonym przez silnik spalinowy 6. Przedstawiony na Fig. 1 układ jest przykładem korzystnym, wykorzystującym urządzenia, które zwykle są obecne w oczyszczalni ścieków. Jednakże dla realizacji wynalazku istotne jest doprowadzenie odcieków z oczyszczalni ścieków, mogą to być tylko odcieki z zagęszczarki lub tylko odcieki z odwadniania, lub oba te odcieki, oraz doprowadzenie gazów zawierających CO2, np. spalin, które mogą pochodzić także z innego źródła.
Związki te są bardzo korzystne dla rozwoju glonów, które w wyniku reakcji fotosyntezy przerabiają je na tlen 18 i na masę organiczną (biomasę) 21 bogatą w węgiel, fosfor i azot. Reaktor glonów 7, dla ich prawidłowego rozwoju i przeżycia wymaga utrzymywania temperatury w zakresie 16°C - 35°C, korzystnie temperatura wewnątrz reaktora powinna wynosić 25°C. W czasie, gdy temperatura otoczenia jest niższa niż wymagana lub korzystna, gorące spaliny 17 nie tylko zapewniają dopływ CO2 lecz również podgrzewają wnętrze reaktora glonów 7. Jeżeli temperatura otoczenia jest wyższa, schłodzenie wewnątrz reaktora glonów 7 zapewniają odcieki 14 z układu zagęszczania 2, które są zimne i maja temperaturę ok. kilkunastu stopni.
Jeżeli temperatura jest za niska dla rozwoju glonów, ogrzewanie, oprócz spalin, zapewniają odcieki 15 z układu odwadniania 5 osadów przefermentowanych 13, które są ciepłe i maja temperaturę ok 30 stopni Celsjusza.
Wytwarzany przez algi tlen O2 jest kierowany do układu natleniania ścieków 9 oczyszczalni ścieków, który jest zazwyczaj zasilany przez dmuchawy napowietrzające powietrza atmosferycznego 21 zawierającego ok. 21% tlenu. Taki układ napowietrzania 9 stosuje się na przykład w komorach napowietrzania osadu czynnego. W niektórych szczególnych przypadkach w oczyszczalniach ścieków podłącza się kosztowne generatory tlenu. Zasilenie tlenem 18 pochodzącym z reaktora glonów 7, podnosi efektywność procesu natleniania ścieków oraz zmniejsza zużycie energii elektrycznej przez instalację natleniającą, gdyż aby uzyskać pożądany efekt natlenienia ścieków będzie można pompować mniej gazu bogatszego w tlen niż powietrze atmosferyczne. W tym przypadku reaktor glonów 7 będzie generatorem tlenu 18, który jest produktem ubocznym procesu usuwania CO2, azotu i fosforu. Powstała biomasa 21 może być wykorzystana do produkcji biogazu, a z niego energii i to w miejscu jej powstania, gdyż w oczyszczalni ścieków. Biomasę można wykorzystać w każdy inny dopuszczalny prawem sposób, np. jako nawóz organiczny, który jest korzystniejszy od nawozu mineralnego, gdyż według powszechnie dostępnej literatury lepiej wzbogaca glebę i mniej zanieczyszcza wody i cieki gruntowe.
Reaktor glonów 7 korzystnie ma postać fotobioreaktora rurowego, czyli przeszklonego zamkniętego naczynia, wewnątrz którego znajdują się glony zanurzone w cieczy. Naczynie ma doprowadzenie z zewnątrz dla wprowadzenia wspomnianych wcześniej spalin 17 i odcieków 14 i 15. Korzystnie reaktor 7 wewnątrz naczynia rurowego ma wgłębienie korzystnie sięgające w głąb całego naczynia, przez które dochodzi światło od wewnątrz naczynia (rura w rurze). Reaktor może zawierać także inne źródła jego podgrzewania, w celu utrzymania odpowiedniej temperatury wewnątrz naczynia.
Znawca w dziedzinie techniki może dla realizacji wynalazku wykorzystać także i inne kształty i formy bioreaktorów korzystnych dla rozwoju glonów. Różne typy reaktorów zostały przykładowo opisane w artykule „Przegląd instalacji do przemysłowej produkcji alg na biomasę”, mgr inż. Andrzej Lewicki, mgr inż. Damian Janczak, mgr inż. Wojciech Czekała, Instytut Inżynierii Biosystemów, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, z czasopisma Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna 3/2013.
Reaktor może zawierać różne typy glonów np. algi, przy czym najkorzystniejsza wydaje się chrollea sp.
W artykule „Analiza możliwości zastosowania alg w procesie usuwania CO2 z wykorzystaniem metodyki LCA”, Maria Bałazińska, Jarosław Zuwała, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze, czasopismo Energetyka, sierpień 2015, str. 505-509 opisano badania dla kilku gatunków alg z zamiarem określenia optymalnego gatunku mającego najlepszy wpływ na usuwanie CO2 z gazów. Przedstawiono także schemat fotobioreaktora wykorzystywanego w tym celu. Fotobioreaktor, w którym hodowane były algi umiejscowiony został w szklarni mającej korzystny wpływ na zachowanie odpowiedniej temperatury wewnątrz kanału. Przez kanał przepuszczane były gazy odlotowe, z których algi usuwały CO2. Otrzymane w rezultacie wyniki wskazują na znaczącą korzyść dla środowiska. Spośród ośmiu gatunków alg, które poddane zostały ocenie (Chlorella sp., Chlorella kessleri, Scenedesmus sp., Chlorella vulgaris, Botryococcus braunii, Haematococcus pluvialis, Scenedesmus obliquus, Spirulina sp.), najbardziej ko rzystny wpływ na środowisko wykazuje chrollea sp. Wynika to z faktu, że w odniesieniu do innych gatunków alg charakteryzuje się ona najwyższą efektywnością procesu fotosyntezy. W konsekwencji przekłada się to na najwyższy stopień pochłaniania CO2. W rezultacie algom z gatunku chrollea sp. można przyporządkować potencjalnie największą moc hipotetycznego obiektu energetycznego.
Osadem może być osad zagęszczony lub osad wstępny lub osad mieszany stanowiący mieszaninę osadu zagęszczonego i osadu wstępnego osadem może być także osad przefermentowany lub ich mieszanina w dowolnej proporcji i konfiguracji, współpracującego z instalacją.
Przykład 2
Korzystnym wariantem układu wynalazku przedstawionego na Fig. 1 i opisanego w przykładzie 1, jest układ zawierający układ kondycjonowania osadu 3 przedstawiony na Fig. 2. Może być to układ zawierający reaktor hydrolizy, w którym przeprowadza się hydrolizę osadu. Może być to układ dezintegracji mechanicznej lub ultradźwiękowej osadu, może być to także układ dezintegracji chemicznej lub układ dezintegracji mieszanej, np. mechaniczno-chemicznej. Do takiego układu wprowadza się osad zagęszczony 11, który po kondycjonowaniu jako osad 12 wprowadza się do wydzielonej komory fermentacji WKF 4.
Przykład 3
W układzie opisanym w przykładzie 1 i/lub przykładzie 2 część spalin 17 można kierować do WKF 4 (Fig. 3). Wówczas absorbcja CO2 ze spalin występuje także w osadzie poddanym fermentacji beztlenowej. Wysoka zawartość CO2 w osadzie poddawanym fermentacji beztlenowej pozwala na wytworzenie większych ilości metanu przez bakterie metanogenne - archeony. Absorbcja CO2 ma korzystny skutek dla środowiska, gdyż jego emisja w procesie obróbki ścieków zostaje zredukowana.
Komora WKF 4 zwykle ma ograniczoną objętość i w sytuacji, gdy nie ma wystarczającego miejsca spaliny z zawartością CO2 mogą być wprowadzane do osadu przy pomocy dodatkowego zbiornika (nie pokazanego na rysunku) i po absorbcji CO2 nadwyżkę spalin zubożonych o co najmniej część CO2 wyprowadza się do atmosfery. Osad z zaabsorbowanym CO2 wprowadza się do WKF 4.
Przykład 4
W układzie opisanym w przykładach 1 i/ lub 2 i/lub 3 silnik spalinowy 6 może działać jako maszyna kogeneracyjna, która oprócz prądu 24, dzięki wymiennikowi ciepła 23 wytwarza ciepło technologiczne 25, np. w postaci gorącej wody. Ciepło to może być wykorzystywane do podgrzewania układu kondycjonowania osadu 3, np. do podgrzewania reaktora hydrolizy, który zawiera wymiennik ciepła 22. Ciepło technologiczne 25 może być także wykorzystywane do podgrzania innych urządzeń w oczyszczalni ścieków, np. reaktora glonów 7.
Przykład 5
W innym wariancie układu według wynalazku realizowanego według powyższych przykładów, biomasę alg można wprowadzić do WKF 4, gdzie będzie podlegała procesowi fermentacji i będzie wytwarzała biogaz 16.
Korzyścią z zastosowania reaktora glonów 7 w układzie według wynalazku jest usuwanie azotu i fosforu z odcieków a co za tym idzie główny ciąg technologiczny oczyszczalni nie jest obciążony ich zawartością.
Kolejną korzyścią jest redukcja emisji gazu cieplarnianego jakiem jest CO2, która w znanych układach trafia do atmosfery.
Poprawa efektywności napowietrzania ścieków i zmniejszenie zużycia energii przez dmuchawy.
Użycie reaktora glonów może się także przyczynić do wzrostu podaży nawozów, których cena stale rośnie.
Wynalazek znajduje zastosowanie w oczyszczalniach ścieków.
Spis odnośników
1. Zbiornik ścieków oczyszczalni ścieków
2. Zagęszczarka osadów ściekowych
3. Układ kondycjonowania osadów ściekowych
4. WKF (Wydzielona komora fermentacji
5. Odwadniarka osadów ściekowych
6. Silnik spalinowy
7. Reaktor glonów
8. Źródło światła
9. Układ napowietrzania oczyszczalni ścieków
10. Osad ściekowy (nadmierny)
11. Osad zagęszczony
Osad zhydrolizowany
13. Osad przefermentowany
14. Odciek z osadu ściekowego
15. Odciek z odwadniania osadu ściekowego
16. Biogaz
17. Spaliny (CO2)
18. Tlen (O2)
19. Glony (np. Algi)
20. Biomasa
21. Powietrze
22. Wymiennik ciepła reaktora hydrolizy
23. Wymiennik ciepła maszyny kogeneracyjnej
24. Prąd
25. Ciepło technologiczne

Claims (8)

1. Układ urządzeń do oczyszczania ścieków zawierający:
reaktor glonów (7) zawierający glony oraz źródło światła (8);
zbiornik ścieków (1) połączony z układem napowietrzania ścieków (9) i dalej połączony z reaktorem glonów (7);
silnik spalinowy (6) zasilany biogazem (16) z którego spaliny (17) zawierające dwutlenek węgla doprowadzone są do reaktora glonów (7);
zagęszczarkę osadów ściekowych (2) z wyprowadzeniem odcieku (14) połączoną ze zbiornikiem ścieków (1);
wydzieloną komorę fermentacji WKF (4) połączoną z zagęszczarką osadów (2) i z odwadniarką osadów ściekowych (5) z wyprowadzeniem odcieku (15) znamienny tym, że do reaktora glonów (7) doprowadzone są odcieki (14, 15) z zagęszczarki (2) i odwadniarki (5) a z reaktora glonów (7) wyprowadzone są gazy zawierające tlen (18) i doprowadzone do układu napowietrzania oczyszczalni ścieków (9).
2. Układ urządzeń według zastrz. 1 znamienny tym, że za zagęszczarką (2) znajduje się ponadto połączony z nią układ kondycjonowania osadu (3) stanowiący reaktor hydrolizy lub układ dezintegracji mechanicznej lub ultradźwiękowej osadu lub układ dezintegracji chemicznej osadu lub układ dezintegracji mieszanej mechaniczno-chemicznej dalej połączony z wydzieloną komorą fermentacji WKF (4) a silnik spalinowy (6) jest zasilany biogazem (16) wyprowadzonym z WKF (4).
3. Układ według zastrz. 2 znamienny tym, że układ kondycjonowania osadu (3) stanowi reaktor hydrolizy i/lub układ dezintegracji mechanicznej lub ultradźwiękowej.
4. Układ według zastrz. 2 albo 3 znamienny tym, że doprowadzenie osadu zhydrolizowanego (12) do WKF (4) zawiera doprowadzenie spalin (17) z silnika spalinowego (6).
5. Układ urządzeń według zastrz. 2 albo 3 albo 4 znamienny tym, że wydzielona komora fermentacyjna (4) ma doprowadzenie biomasy alg (21) z reaktora glonów (7).
6. Układ urządzeń według zastrz. od 2 do 5 znamienny tym, silnik (6) zawiera wymiennik ciepła (23) a reaktor hydrolizy (3) zawiera wymiennik ciepła (22), przy czym wymienniki ciepła (22) i (23) połączone są obiegowo.
7. Układ urządzeń według zastrz. od 2 do 6 znamienny tym, że źródło światła sztucznego (8) i/lub dmuchawa układu napowietrzania ścieków (9) zasilane są prądem (24) z silnika spalinowego (6).
8. Sposób oczyszczania ścieków realizowany w układzie urządzeń do oczyszczania ścieków określonym w zastrzeżeniu 1 zawierającym: reaktor glonów (7) zawierający źródło światła (8);
zbiornik ścieków (1) połączony z układem napowietrzania ścieków (9) i dalej połączony z reaktorem glonów (7);
silnik spalinowy (6) zasilany biogazem (16) z którego spaliny (17) zawierające dwutlenek węgla doprowadzone są do reaktora glonów (7);
zagęszczarkę osadów ściekowych (2) z wyprowadzeniem odcieku (14) połączoną ze zbiornikiem ścieków (1);
wydzieloną komorę fermentacji WKF (4) połączoną z zagęszczarką osadów (2) i z odwadniarką osadów ściekowych (5) z wyprowadzeniem odcieku (15) znamienny tym, że do reaktora glonów (7) wprowadza się glony (19) oraz doprowadza się odcieki (14, 15) z zagęszczarki (2) i odwadniarki (5) oraz spaliny (17) z silnika spalinowego (6) a z reaktora glonów (7) wyprowadza się gazy zawierające tlen (18) powstałe w wyniku fotosyntezy glonów i doprowadza się do układu napowietrzania (9) zbiornika ścieków (1) oczyszczalni ścieków.
PL442014A 2022-08-13 2022-08-13 Sposób oczyszczania ścieków z wykorzystaniem alg, układ do realizacji tego sposobu PL249213B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442014A PL249213B1 (pl) 2022-08-13 2022-08-13 Sposób oczyszczania ścieków z wykorzystaniem alg, układ do realizacji tego sposobu
PL443331A PL443331A1 (pl) 2022-08-13 2022-12-29 Sposób przeprowadzania obróbki osadów ściekowych, układ do realizacji tego sposobu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL442014A PL249213B1 (pl) 2022-08-13 2022-08-13 Sposób oczyszczania ścieków z wykorzystaniem alg, układ do realizacji tego sposobu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL442014A1 PL442014A1 (pl) 2024-02-19
PL249213B1 true PL249213B1 (pl) 2026-03-09

Family

ID=89942739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL442014A PL249213B1 (pl) 2022-08-13 2022-08-13 Sposób oczyszczania ścieków z wykorzystaniem alg, układ do realizacji tego sposobu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL249213B1 (pl)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101414769B1 (ko) * 2012-11-28 2014-07-03 한국과학기술연구원 슬러지 처리 방류수를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법
KR20190074638A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 서울과학기술대학교 산학협력단 조류의 광합성 산소를 이용한 자원 생산형 질산화 공정

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101414769B1 (ko) * 2012-11-28 2014-07-03 한국과학기술연구원 슬러지 처리 방류수를 이용한 미세조류 배양장치 및 방법
KR20190074638A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 서울과학기술대학교 산학협력단 조류의 광합성 산소를 이용한 자원 생산형 질산화 공정

Also Published As

Publication number Publication date
PL442014A1 (pl) 2024-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Santos et al. Nutrient recovery from wastewaters by microalgae and its potential application as bio-char
US5525229A (en) Process and apparatus for anaerobic digestion
Doušková et al. Utilization of distillery stillage for energy generation and concurrent production of valuable microalgal biomass in the sequence: Biogas-cogeneration-microalgae-products
Zhang et al. Performance of mixed LED light wavelengths on nutrient removal and biogas upgrading by different microalgal-based treatment technologies
US9593300B2 (en) Device for fuel and chemical production from biomass-sequestered carbon dioxide and method therefor
CN111032849A (zh) 用于微藻高密度培养的灭菌培养基,和空气压缩机、空气冷却器、二氧化碳自动供应装置、密封垂直光生物反应器、收获装置、干燥装置,且其特征在于提供二氧化碳生物质转化和固定及利用其进行空气和水的净化方法
TWI555840B (zh) 微藻減碳之沼氣發電系統及其方法
CN103981220B (zh) 一种氢烷发酵耦合微藻养殖处理有机废弃物的方法
Ficara et al. Growth of microalgal biomass on supernatant from biosolid dewatering
US9745895B2 (en) Method and an apparatus for producing energy by recycling materials during a fuel combustion process
Nutiu Anaerobic purification installation with production of biogas and liquid fertilizers
RU2423323C2 (ru) Установка для анаэробной переработки субстратов в биогаз и удобрения
CN113817644B (zh) 海产加工废物厌氧消化耦合微藻养殖联产气-油-饲的方法
PL249213B1 (pl) Sposób oczyszczania ścieków z wykorzystaniem alg, układ do realizacji tego sposobu
RU2505490C2 (ru) Устройство для утилизации органических субстратов с влажностью 92-99% с получением органических удобрений и электроэнергии
CN112457992A (zh) 一株小球藻突变株及其培养方法和它在畜禽养殖废水处理中的应用
CN101749106B (zh) 一种可循环利用碳源的微生物发电方法
Konstandt Engineering, operation and economics of methane gas production
JP2023112609A (ja) 燃料化システム、燃料化方法、バイオフィルム型リアクター
US20240200017A1 (en) Integrated process for the sustainable and autonomous co2-emission-free production of hydrogen and related system
CN113754220A (zh) 一种高含固市政污泥制备生物燃气工艺
Chernova et al. Recycling of aqueous phase from hydrothermal liquefaction and municipal wastewater by microalgae
CN222331816U (zh) 一种用于农业农村有机废弃物多能互补资源化利用系统
CN114368838A (zh) 一种氮磷废水的处理方法
Dursun Various Applications to Macroalgal and Microalgal Biomasses for Biohydrogen and Biomethane Production