Biologinen fosforinpoisto Mahdollisuudet, rajoitukset, tekniikka

Transkriptio

1 Biologinen fosforinpoisto Mahdollisuudet, rajoitukset, tekniikka Prosessiasiantuntija Pöyry Environment Oy 1

2 Yleistä Biomassa sitoo fosforia yli normaalin metaboliatarpeen PAO (Phosphorus-Accumulating Organisms) prosessin suunnittelu ja ajo PAO-biomassan rikastus aktiivilietteessä fosforia 4 5 %, vs. norm. 1 2 % Typenpoisto voidaan toteuttaa samassa prosessissa biologinen ravinteidenpoisto, BNR Historia havaittiin 1950-luvulla prosessitekniikka 1970-luvulla biokemiallinen teoria 1980-luvulla Käyttö Saksa, Alankomaat, Australia, Etelä-Afrikka Saksassa n laitosta Suuria laitoksia esim. Amsterdam (AVL ), Mannheim (AVL ) Ruotsissa ja Tanskassa muutamia (esim. Käppala) Suomessa n. 5 2

3 Perusedellytykset Anaerobi aerobi(/anoksi)olosuhteiden vuorottelu Helposti hajoava orgaaninen hiili haihtuvat rasvahapot (VFA) suoraan jätevedessä fermentaatio viemärissä tai prosessissa Positiiviset ionit esim. Mg 2+ polyfosfaattiketjujen negatiivisen varauksen neutralointi 3

4 Teoria Varastopolymeerit polyfosfaatit polyhydroksyalkanoaatit Anaerobivaihe hiilen varastointi: VFA PHA energia polyfosfaattien pilkkomisesta fosforia vapautuu hiilen varastointi myös aerobi- tai anoksivaiheessa, jos VFAta riittää Aerobi(anoksi)vaihe PHA biomassa hapen tai nitraatin kulutus fosforia sitoutuu polyfosfaateiksi Nettotulos: fosforia sitoutuu enemmän kuin vapautuu Toiminta ilman elektroniakseptoria (O 2, NO 3 ) PAOjen kilpailuetu 4

5 Suunnittelu: yleisimmät ratkaisut ANA ANO ANA ANO AER A 2 O UCT ANO ANA ANO AER JHB 5

6 Suunnittelu: uudempia ratkaisuja ANA S ANO AER PO 4 -stripper BCFS (partial precipitation) ANA AER ANO AER DEPHANOX (external nitrification) ANA ANO/ AER AER ANO HUT / Savonlinna (very low-loaded) 6

7 Prosessin ajo Typenpoiston hallinta = anaerobian suojelu lieteikä minimi-no 3 palautuslietteessä ja anoksiosassa NO 3 - tai redox-ohjatut kierrätykset Orgaanisen hiilen hallinta raakalietteen hydrolyysi kuormitustasaus tarvittaessa VFA:n syöttö esim. viikonlopun jälkeen Sisäisen fosforikuormituksen hallinta fosforin sekundäärisen vapautumisen estäminen / minimointi rejektien täsmäsaostus Jäännösfosforin hallinta jälkisaostus ohjaus online-fosforimittauksella 7

8 Vahvuudet Vähemmän kemikaaleja Vähemmän ylijäämälietettä Toteutettavissa aktiivilieteprosessin rakenteisiin Luonnonmukainen menetelmä Mahdollistaa fosfaatin talteenoton Hyvänä päivänä < 0,1 mgp/l 8

9 Haasteet Fosforin- ja typenpoiston ristiriitaiset ajotavoitteet Tilantarve Epävakaus fosforinpoisto voi romahtaa ilman selvää syytä syitä esim. viikonlopun matala BOD-kuorma, pitkä lieteikä... Sisäisen kuormituksen hallinta etenkin mädättämöt hankalia Vaatii korkean BOD/P suhteen Järkevä puhdistustavoite 1 mgp/l vuosikeskiarvona tiukempi tavoite vaatii osittaisen saostuksen 9

10 BioP Itämeren näkökulmasta Sopii entisen itäblokin laitoksiin yleensä väljästi mitoitettuja vesimäärät vähenevät verkostoa korjattaessa muutokset melko pieniä kierrätykset ja ilmastuksen uusinta sopii hyvin esim. kontaktistabilointiprosessiin Tunnettua tekniikkaa esim. Puolassa ja Baltiassa Helpommin myytävissä kuin kemiallinen saostus Ei pysyvä ratkaisu, jos halutaan alle 1 mgp/l tai lietteen mädätys Hyvä alku tai parempi kuin ei mitään 10

11 Soveltuvuus lyhyesti Suositeltava, jos ei vaadita typenpoistoa ei mädätystä 1 1,5 mgp/l vuosikeskiarvona riittää paljon orgaanista hiiltä Harkittavissa, jos vaaditaan typenpoisto osittainen saostus hyväksytään 0,5-1 mgp/l vuosikeskiarvona riittää normaali yhdyskuntajätevesi Haasteellinen, jos vaaditaan jatkuvasti < 1 mgp/l lietteen mädätys normaalia matalampi BOD/P -suhde 11