Vojtíšková Marie

Vedoucí/Supervisor

Doc. Ing. Pavel Jeníček, CSc.

Jazyk/Language

Czech

Abstrakt

Dosažení efektivní stabilizace, ať už anaerobní nebo aerobní, se jak vhledem k přítomnosti toxických znečišťujících látek a patogenů, tak z důvodu implementace striktní legislativy stává extrémně důležitým úkolem kalového hospodářství. Postaerace, která kombinuje výhody a limituje nevýhody obou typů stabilizace se zdá být slibnou technologií. I když se jedná o docela jednoduchý proces, dosud bylo o jejím efektu publikováno poměrně málo dat.

V této práci byly nejdříve provedeny batch experimenty, které naznačily, že postaerace ovlivňuje koncentraci amoniakálního dusíku a odvodnitelnost kalu. Amoniakální dusík může být v závislosti na specifických podmínkách odstraněn stripováním nebo biologickou oxidací. Odvodnitelnost, jejíž rychlé a provozním výsledkům se přibližující laboratorní stanovení je stále nedořešenou záležitostí, byla hodnocena pomocí dvou různých metod: standardní metodou měření času kapilárního sání (CST) a centrifugační metodou.

Poté byla postaerace zkoumána prostřednictvím semikontinuálního vsádkového reaktoru. Testována byla hydraulická doba zdržení 8, 6, 4, a 2 dny a různé intenzity aerace. Účinnost odstranění amoniakálního dusíku dosahovala 40-60 %, odvodnitelnost kalu vyjádřená jako sušina kalového koláče po odvodnění se zvýšila o 5-30 %. Největší změny sledovaných parametrů byly zaznamenány při nejdelší době zdržení. Navíc byl zjištěn pozitivní vliv postraerace na koncentraci vybraných mikropolutantů jako jsou léčiva, extrahovatelné organicky vázané halogeny (EOX) a adsorbované organicky vázané halogeny (AOX).

Na základě poznatků získaných v předchozích laboratorních experimentech a díky financování juniorského grantu byla postaerace vyzkoušena i na reálné čistírně odpadních vod (ČOV) s termofilní anaerobní stabilizací. Během dvou dlouhodobých experimentů byla počáteční doba zdržení 6 dní postupně zkracována až na 2 dny. Na rozdíl od laboratorních experimentů byla biologická oxidace amoniakálního dusíku pozorována i při nejkratší době zdržení, a to s účinností odstranění cca 60 %. Dalšími potenciálními benefity jsou zmenšení finálního množství kalu a efekt na koncentraci všudypřítomných mikropolutantů. Postaerace se ukázala jako zajímavá možnost zlepšení kvality anaerobně stabilizovaného kalu a kalové vody.

Abstract

The effective stabilization of digested sludge, either anaerobic or aerobic, is becoming an extremely important task of the sludge management due to the presence of toxic pollutants and pathogens, as well as to the implementation of strict regulatory legislation. Postaeration, which combines the advantages and limits the disadvantages of both types of stabilization, is considered to be a promising technology. Although it is a fairly simple process, only few data about the effect of postaeration have been published.

In this study, several batch experiments have been performed first, indicating that postaeration affects the total ammonia nitrogen (TAN) and sludge dewaterability. In terms of TAN removal, both stripping and biological oxidation can play an important role depending on specific conditions. Dewaterability, whose rapid laboratory determination comparable with operational results is still a research a gap, was measured in two ways: by the standard capillary suction time (CST) method and by the centrifuge dewatering method.

Then the postaeration was investigated in a semicontinuous batch reactor. The hydraulic retention time (HRT) of 8, 6, 4 and 2 days and different aeration intensities were tested. The TAN removal efficiency achieved was about 40–60%, sludge dewaterability expressed by sludge cake total solids (TS) concentration after dewatering improved relatively by 5–30%. The biggest changes in observed parameters were recorded at the longest HRT. In addition, the positive effect of postaeration on the concentration of selected micropollutants such as pharmaceuticals, EOX and AOX was reported. Based on knowledge gained during the previous experiments and thanks to junior grant funding, postaeration was examined in a pilot scale on a real wastewater treatment plant (WWTP) where thermophilic anaerobic digestion is applied. During two long-term experiments, the initial HRT of 6 days was shortened up to an HRT of 2 days. Compared with lab experiments, the biological oxidation of TAN was observed also during the shortest HRT with removal efficiency of about 60 %. Other potential benefits are the reduction of the final amount of sludge to be disposed and the effect on widespread micropollutants. Our results proved postaeration as an interesting possibility of digested sludge and sludge liquor quality improval.