Slide 1 OBDELAVA ODPADNE VODE
Slide 2 KAKO POVRNITI PORUŠENI EKOSITEM V PRVOTNO STANJE? KAKO POVRNITI PORUŠENI EKOSITEM V PRVOTNO STANJE?! uravnavanje ph, alkalnosti! odstranjevanje ali dodajanje elementov! obdelava odpadkov KAKŠNE SO POSLEDICE?! kemijske! biološke! ekonomske
Slide 3 LASTNOSTI ODPADNE VODE GOSPODINJSTEV (vse (vse verednosti v mg/l) koncentracija parameter močna srednja šibka BPK 5 400 220 110 KPK 1 000 500 250 Organski N 35 15 8 NH 3 -N 50 25 12 Celokupni N 85 40 20 Celokupni P 15 8 4 Celokupni trdni delci 1200 720 350 Suspendirani delci 350 220 100
Slide 4 POTREBA PO KISIKU POTREBA PO KISIKU BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Karbonatni BPK (CBPK) Dušična poraba kisika (NPK) KEMIJSKA PORABA KISIKA CELOKUPNA PORABA KISIKA CELOKUPNI ORGANSKI OGLJIK (TOC) C a H b N d S e + xo 2 aco 2 + 1/2bH 2 O + dno - 3 + e SO 2-4
Slide 5 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 )! Definicija BPK je količina raztopljenega kisika, ki ga mikroorganizmi porabijo za biokemijsko oksidacijo organskih (karbonatni BPK) in anorganskih snovi (avtrofični ali dušični BPK). (Vzorec je potrebno razredčevati, če je BPK večji kot 8 mg/l)
Slide 6 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Karbonatni BPK (CBPK)! Definicija CBPK je količina kisika, ki ga porabi mešana populacija heterotrofnih mikroorganizmov za oksidacijo organskih snovi v temne pri 20 C v petih dneh. O 2 Organske snovi CO 2 + H 2 O + NH 4 + Bakterijska biomasa heterotrofi O 2 Bakterijska biomasa Biomasa protozojev + CO 2 protozoji
Slide 7 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Karbonatni BPK (CBPK)! KONVERZIJA BAKTERIJSKE BIOMASE V BIOMASO PROTOZOJEV 1mg bakterijska biomasa = 0.78 mg biomase protozojev
Slide 8 Karbonatni BPK (CBPK)
Slide 9 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Karbonatni BPK (CBPK)! BPK test je bil v osnovi razvit za napovedovanje vpliva odpadne vode na prejemnika (rečni tok, itd.) in za določanje njenegove kapacitete za asimilacijo organske snovi
Slide 10 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Karbonatni BPK (CBPK) DOLOČANJE BPK BPK (mg/l) = (D 1 D 5 )/P D 1 -začetna konc. raztopljenega kisika D 5 - konc. raztopljenega kisika po 5 dneh P decimalni volumetrični delež odpande vode, ki se je uporabil
Slide 11 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Karbonatni BPK (CBPK) DOLOČANJE BPK BPK (mg/l) = (D 1 D 2 ) (B 1 B 2 )f /P D 1 -začetna konc. raztopljenega kisika razredčenega vzorca (mg/l) D 5 končna konc. raztopljenega kisika razredčenega vzorca (mg/l) P decimalni volumetrični delež vzorca, ki se je uporabil B1 -začetna konc. raztopljenega kisika kontrole (kot inokulum) (mg/l) D 5 končna konc. raztopljenega kisika kontrole (kot inokulum) (mg/l) f razmerje med inokulumom v vzorcu in inokulumom v kontroli = (% inok. V D1)/ f = (% inokuluma v D 1 )/(%inokuluma v B 1 )
Slide 12 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Karbonatni BPK (CBPK) DOLOČANJE BPK! za določanje CBPK se dodaja inhibitor nitrifikacije, da so aktivni samo heterotrofni mikroorganizmi! določanje koncentracije kisika kisikova elektroda ali kemijski postopek (Winklerjev test) ali manomentrično
Slide 13 Karbonatni BPK (CBPK) BPK (v( času t) t) = končni ni BPK (1-10 10 -kt )
Slide 14 Karbonatni BPK (CBPK) BPK (v( času t) t) = končni ni BPK (1-10 k = hitrost BPK je konstantna ~ 0.1/dan za odpadne vode gospodinjstva 10 -kt ) k = odvisen: Vrste odpadkov: k se spreminja od 0.15 0.30 v prvotni odpadni vodi in od 0.05 0.10 za površinske vode Prilagojenosti mo vrsti odpadkov, ki jih analiziramo: BPK se praviloma izvaja prilagojenimi m.o. odpadkom Temperature: BPK test se izvaja pri standardni T 20 C. Pri uporabi drugih temperatur je k podan z naslednjo enačbo: k T = k 20 Θ T-20 T = C; k T = konstantna BPK hitrost pri dani temperaturi T (dan -1 ); k 20 = konstanta hitrosti pri 20 C in Θ= temperaturni koeficient (1.135 v območju 4<T<20 C in 1.056 v temperaturnem območju 20<T<30 C)
Slide 15 Karbonatni BPK (CBPK) POMANJKLJIVOSTI BPK TESTA! prisotnost toksičnih snovi (interference! težko ali nerazgradljive snovi
Slide 16 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Dušična poraba kisika (NPK)! Definicija Autotrofne bakterije (nitrifikatorji) prav tako potrebujejo kisik za oksidacijo NH 4+ do nitrata. Kisik, ki ga porabljajo nitrifikatorji imenujemo autotrofni BPK ali dušična porba kisika (NPK).
Slide 17 Dušična poraba kisika (NPK)
Slide 18 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Dušična poraba kisika (NPK)! prisotnost nitrifikatorjev v odpadni vodi lahko pomeni, da NPK predstavlja 24 % - 86 % celotnega BPK NH 4+ + 3/2O 2 =NO 2- + H 2 O + 2H + (Nitrosomonas) NO 2- + 1/2O 2 =NO 3- (Nitrobacter) --------------------------------------------------------------------------------- NH 4+ + 2O 2 = NO 3- + H 2 O + 2H + 4.75 g O 2 = 1 g NH 4+ v NO 3 -
Slide 19 BIOLOŠKA PORABA KISIKA (BPK 5 ) Dušična poraba kisika (NPK) DOLOČANJE NPK NPK (mg/l) = (razpoložljivi N) (porabljeni N) x 4.33! za ločevanje med CBPK in NPK potrebna inhibicija! 2-kloro-6(triklorometil) piridin 10 mg/l inhibira vendar ne zaustavi oksidacije organske snovi
Slide 20 KEMIJSKA PORABA KISIKA (KPK)! Definicija KPK količina kisika, ki je potrebna za oksidacijo celotneg organskega ogljika do CO2, H2O in amoniaka.
Slide 21 KEMIJSKA PORABA KISIKA (KPK) DOLOČANJE KPK C a H b O c N d S e + Cr 2 O 2-7 Cr 3+ + aco 2 + 1/2bH 2 O + dno - 3 + eso 2-4 1g OH ali proteinov = 1g KPK PREDNOSTI! hiter test za določanje KPK! močni oksidanti in kisli medij s katalizatorjem (srebrov sulfat) POMANJKLIVOSTI! ni informacij glede snovi, ki se lahko biološko oksidirajo! nekatere organske snovi so zelo inertne (nerazgradljive)! motnje zaradi prisotnosti elementov v vodi
Slide 22 CELOKUPNA PORABA KISIKA CELOKUPNI ORGANSKI OGLJIK (TOC) C a H b N d S e + xo 2 aco 2 + 1/2bH 2 O + dno - 3 + e SO 2-4! Definicija TOC predstavlja celokupni organski ogljik v vzorcu in je neodvisen od oksidacijskega stanja organske snovi.
Slide 23 CELOKUPNA PORABA KISIKA CELOKUPNI ORGANSKI OGLJIK (TOC) C a H b N d S e + xo 2 aco 2 + 1/2bH 2 O + dno - 3 + e SO 2-4 DOLOČANJE TOC! z oksidacijo organskih snovi s segrevanjem in prisotnostjo kisika (aeracijska stopnja se ne uporablja, če vzorec vsebuje hlapne snovi) ali kemijsko oksidacijo, ki ji sledi merjenje sproščenega CO 2 na infrardečem analizatorju
Slide 24 KPK, BPK 5 v mg/l in razmerje BPK 5 /KPK za nekatere odpadne vode KPK, BPK 5 v mg/l in razmerje BPK 5 /KPK za nekatere odpadne vode ODPADNA VODA KPK BPK 5 BPK 5 /KPK Gospodinjstva pred obdelavo 500 300 0.60 po obdelavi 50 10 0.20 Klavnice 3500 2000 0.57 Destilacija žganja 60000 30000 0.50 Mlekarne 1800 900 0.50
Slide 25 PRISTOP K OBDELAVI ODPADNIH VOD 1. TESTI V ERLENMAJERICAH (250 ml bioreaktorji) 2. LABORATORIJSKI NIVO ( 5 10 L bioreaktorji) 3. PILOTNI NIVO (10 20 m 3 bioreaktorji)
Slide 26 1. OPERACIJE FIZIKALNE tresenje, sedimentacija, filtracija, flotacija 2. PROCESI KEMIJSKI dezinfekcija, adsorpcija, precipitacija BIOLOŠKI mikrobna aktivnost 3. STOPNJE OBDELAVE ODPADNE VODE: I. Stopnja predobdelave II. Primarna stopnja obdelava III. Sekundarna stopnja obdelava IV. Terciarna ali kvartarna stopnja
Slide 27