ChZT to parametr techniczny stosowany w oczyszczaniu ścieków przemysłowych, szczególnie w procesach biologicznych. Opisuje on ilość związków organicznych, mierzonych jako ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na tlen), które mogą zostać zdegradowane na jednostkę objętości reaktora biologicznego w określonym czasie. Obciążenie ChZT jest zwykle podawane w kg ChZT/m³-d (kilogram ChZT na metr sześcienny objętości reaktora i dzień).

Parametr ten jest szczególnie ważny przy projektowaniu i wymiarowaniu biologicznych oczyszczalni ścieków, ponieważ opisuje obciążenie organiczne systemu w stosunku do jego objętości. Staranna kontrola obciążenia objętościowego ChZT ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia optymalnego biologicznego oczyszczania ścieków, ponieważ ma znaczący wpływ na degradację substancji organicznych przez mikroorganizmy.

Zaplecze techniczne

W procesach biologicznego oczyszczania ścieków, takich jak proces osadu czynnego lub procesy beztlenowe do produkcji biogazusubstancje organiczne w ściekach są rozkładane przez mikroorganizmy. Mikroorganizmy te potrzebują tlenu do utleniania związków organicznych i przekształcania ich w biomasę, dwutlenek węgla i wodę. Szybkość tego procesu zależy od różnych czynników, w tym ilości materii organicznej (ChZT), stężenia mikroorganizmów (stężenie osadu) i dostępnej objętości reaktora.

Obciążenie ChZT wskazuje, ile materii organicznej można zdegradować na metr sześcienny objętości reaktora dziennie. Jest to zatem miara intensywności procesu degradacji biologicznej. Dobrze zaprojektowany system biologiczny osiąga równowagę między dostarczanym ładunkiem organicznym a zdolnością systemu do rozkładu tego ładunku.

Znaczenie obciążenia pomieszczenia COD w praktyce

Obciążenie przestrzenne ChZT jest krytycznym parametrem projektowym w projektowaniu biologicznych oczyszczalni ścieków, ponieważ bezpośrednio wpływa na wydajność i wymiarowanie oczyszczalni:

  1. Optymalna aktywność biologiczna:

    • Nadmierne ładunki ChZT mogą prowadzić do przeciążenia systemu biologicznego, ponieważ mikroorganizmy nie są w stanie całkowicie rozłożyć substancji organicznych. Prowadzi to do zwiększenia ChZT w ściekach i nieefektywnego oczyszczania ścieków.
    • Z drugiej strony, zbyt niskie obciążenie pomieszczenia ChZT prowadzi do niepełnego wykorzystania instalacji, co niepotrzebnie zwiększa koszty operacyjne i prowadzi do nieefektywnego wykorzystania zdolności biologicznych.

  2. Produkcja osadu:

    • Obciążenie przestrzenne ChZT wpływa również na ilość wytwarzanego osadu nadmiernego. Przy wyższym obciążeniu przestrzennym powstaje więcej biomasy (osadu), co zwiększa wymagania dotyczące oczyszczania osadu.

  3. Zapotrzebowanie na tlen:

    • Ponieważ mikroorganizmy potrzebują tlenu do utleniania substancji organicznych, obciążenie pomieszczenia ChZT również wpływa na zapotrzebowanie systemu na tlen. Wyższe obciążenie wymaga intensywniejszego napowietrzania w celu utrzymania procesu biologicznego.

Zastosowanie obciążenia pomieszczenia COD

Obliczenie obciążenia przestrzeni ChZT służy do wymiarowania objętości zbiornika reaktora, powrotu osadu, systemów napowietrzania i innych krytycznych elementów biologicznego oczyszczania ścieków. Typowe obszary zastosowań to

1. proces osadu czynnego:

W tym przypadku obciążenie pomieszczenia ChZT jest wykorzystywane do wymiarowania zbiorników napowietrzających i określania optymalnego stężenia osadu.

Zbiornik napowietrzający ALMA BHU BIO technology

Zdjęcie: Klasyczny zbiornik napowietrzający naszego ALMA BHU Bio

2. beztlenowe oczyszczanie ścieków

Reaktory beztlenowe są często wykorzystywane w przemyśle spożywczym i napojów, mleczarniach, papierniach i biogazowniach do rozkładu substancji organicznych w ściekach i jednoczesnego wytwarzania energii w postaci biogazu. Typowe reaktory do procesów beztlenowych to

Reaktory UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket):

  • Reaktor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) to technologia reaktora beztlenowego charakteryzująca się wydajnym oczyszczaniem ścieków i produkcją biogazu. Ścieki przepływają na zasadzie przeciwprądu z dołu do góry reaktora, gdzie napotykają warstwę osadu składającą się z granulowanych mikroorganizmów beztlenowych. Mikroorganizmy te rozkładają substancje organiczne w ściekach w warunkach beztlenowych i wytwarzają biogaz, który składa się głównie z metanu i dwutlenku węgla.

    Dane techniczne:
    • Kierunek przepływu: od dołu do góry (upflow)
    • Hydrauliczny czas przebywania: Zazwyczaj od 6 do 12 godzin
    • Szybkość ładowania organicznego: do 10 kg ChZT/m³-d
    • Zakres temperatur: Może pracować zarówno w obszarach mezofilnych (30-40°C), jak i termofilnych (50-60°C).
    • Produkcja gazu: 0,25 do 0,35 m³ biogazu na kg zdegradowanego ChZT.
ALMA BIO UASB do produkcji biogazu z biodegradowalnych ścieków

Zdjęcie: Schemat naszego reaktora ALMA BIO UASB

Reaktory EGSB (Expanded Granular Sludge Bed):

  • Reaktor EGSB (Expanded Granular Sludge Bed) jest rozwinięciem reaktora UASB i charakteryzuje się wyższym natężeniem przepływu i lepszym mieszaniem. W reaktorze EGSB ścieki są kierowane przez warstwę granulowanego osadu z większą prędkością, co skraca hydrauliczny czas retencji i zwiększa obciążenie organiczne. Ta ulepszona cyrkulacja płynu i rozszerzanie się złoża osadu sprawia, że reaktor jest bardziej wydajny, szczególnie w przypadku ścieków o bardzo wysokim obciążeniu organicznym.

    Dane techniczne:
    • Kierunek przepływu: od dołu do góry, podobnie jak w reaktorze UASB, ale z większą prędkością przepływu.
    • Hydrauliczny czas retencji: Zazwyczaj od 1 do 6 godzin, w zależności od składu ścieków.
    • Szybkość ładowania organicznego: do 30 kg ChZT/m³-d
    • Wysokość reaktora: Reaktory EGSB są zazwyczaj wyższe niż reaktory UASB, co prowadzi do lepszej separacji szlamu i ścieków.
    • Produkcja gazu: Podobna do reaktora UASB, z produkcją gazu wynoszącą około 0,3 do 0,35 m³ biogazu na kg zdegradowanego ChZT.
ALMA BHU BIO EGSB do beztlenowej fermentacji ścieków o wysokim ładunku organicznym

Zdjęcie: Schemat naszego reaktora ALMA BHU BIO EGSB

Reaktory mieszania gazów:
  • W naszym reaktorze ALMA BHU GMR (reaktor mieszania gazów) ścieki są skutecznie oczyszczane w warunkach beztlenowych, przy czym reaktor został opracowany specjalnie dla ścieków o wysokim stężeniu wap nia. Zaawansowana technologia mieszania gazów w reaktorze ALMA BHU GMR zapewnia optymalne mieszanie gazów reakcyjnych w ściekach, co znacznie poprawia biologiczną degradację i wytrącanie wapnia.
     
    Reaktor oferuje szczególnie wydajne rozwiązanie dla ścieków, które są trudne do oczyszczenia ze względu na wysoką zawartość wapnia. Nie tylko zmniejsza obciążenie organiczne ścieków, ale także umożliwia ukierunkowane wytrącanie wapnia, co zapobiega powstawaniu osadów w dalszych systemach. Zapewnia to stabilną pracę i znacznie obniża koszty konserwacji. Urządzenie ALMA BHU GMR jest zatem idealny do zastosowań przemysłowych, w których wysokie stężenie wapnia w ściekach jest kluczowym wyzwaniem.
Produkcja biogazu w przetwórstwie warzyw za pomocą ALMA BHU GMR

Zdjęcie: Zdjęcia naszego beztlenowego reaktora mieszania gazów ALMA BHU GMR

Wnioski

ChZT jest decydującym parametrem w biologicznym oczyszczaniu ścieków, który opisuje ilość związków organicznych, które mogą zostać zdegradowane na jednostkę objętości reaktora. Ma on znaczący wpływ na wydajność, wymiarowanie i koszty operacyjne oczyszczalni ścieków. Dzięki niestandardowym rozwiązaniom ALMAWATECH, firmy mogą skutecznie oczyszczać ścieki i optymalnie kontrolować obciążenie ChZT, aby spełnić wymogi prawne i cele operacyjne.