Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ (ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΤΗΝΟ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ (ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΤΗΝΟ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ (ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΤΗΝΟ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

2 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) ΕπεξεργασίαςI Η δευτεροβάθμια επεξεργασία, γνωστή και ως βιολογική επεξεργασία, εφαρμόζεται μετά την πρωτοβάθμια με σκοπό την εξουδετέρωση του εναπομένοντος οργανικού φορτίου στα απόβλητα σε διαλυμένη ή κολλοειδή μορφή. Ποσοτικά, το φορτίο αυτό εκτιμάται στο % των ολικών στερεών (Ο.Σ.) και στο % της βιοχημικής ζήτησης οξυγόνου 5 ημερών (BOD 5 ) των νωπών υγρών αποβλήτων. Επί πλέον, σε πολλές περιπτώσεις η δευτεροβάθμια επεξεργασία χρησιμοποιείται και για την απομάκρυνση θρεπτικών συστατικών, όπως φωσφόρου και αζώτου από τα απόβλητα. Η δευτεροβάθμια επεξεργασία μιμείται τις φυσικές διεργασίες, που επιτελούνται στα απόβλητα, όταν αυτά διατίθενται αυτούσια, χωρίς προηγούμενη επεξεργασία, σε φυσικούς αποδέκτες. Η διαφορά είναι ότι κατά τη βιολογική επεξεργασία, οι διεργασίες αυτές γίνονται ελεγχόμενα και ως εκ τούτου, πολύ συντομότερα και είναι πιο αποτελεσματικές.

3 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας IΙ Η δευτεροβάθμια επεξεργασία διακρίνεται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: την αερόβια (παρουσία οξυγόνου) και την αναερόβια (απουσία οξυγόνου) Η αερόβια επεξεργασία είναι πολύ πιο γρήγορη και αποτελεσματική στη διάσπαση των οργανικών ενώσεων (οι αερόβιοι μικροοργανισμοί διπλασιάζονται ως προς τον αριθμό των κυττάρων τους σε διάστημα ωρών) με τελικά προϊόντα: διοξείδιο του άνθρακα και νερό, ενεργειακά ουδέτερες (ανόργανες) ενώσεις. Οι ενώσεις αυτές συνιστούν τις πρώτες ύλες για φωτοσύνθεση, κατά την οποία δημιουργούνται οργανικές ενώσεις (με σχηματισμό χημικών δεσμών, μεταξύ ατόμων C, μέσω της δέσμευσης ηλιακής ενέργειας και μετατροπής της σε χημική) ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ : CO 2 + H ηλιακή ενέργεια = CH 2 O (οργανική ύλη) + Ο 2 Τα συστήματα δευτεροβάθμιας επεξεργασίας σχεδιάζονται έτσι, ώστε να διατηρούν μεγάλους πληθυσμούς ποικίλλων μικροοργανισμών, κυρίως βακτήρια, αλλά και μύκητες, πρωτόζωα, καθώς και άλγη σε ανοιχτού ή κλειστού τύπου εγκαταστάσεις. Μέσα σε αυτές δημιουργούνται οι κατάλληλες, κατά περίπτωση, συνθήκες ανάπτυξης των οργανισμών αυτών, όπως παρουσία ή απουσία διαλυμένου οξυγόνου, επάρκεια θρεπτικών συστατικών, κλπ.

4 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας ΙIΙ Η αερόβια βιολογική διάσπαση 1 mol ή ( = 30g) CH 2 O απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια με το ‘σπάσιμο’ των χημικών δεσμών παρουσία οξυγόνου (οξείδωση). Το 64% περίπου της αρχικής ενέργειας στο mol CH 2 0 χρησιμοποιείται για τις ανάγκες του μεταβολισμού και για τη σύνθεση νέων κυττάρων (βιομάζα) από τους μικροοργανισμούς, ενώ το υπόλοιπο 36% διαφεύγει στο περιβάλλον με τη μορφή θερμότητας. Τα τελικά προϊόντα της παραπάνω βιοχημικής διεργασίας είναι δύο νέες, ενεργειακά ουδέτερες χημικές ενώσεις : CH 2 O + Ο 2 = CΟ 2 + Η 2 Ο + νέα ζώσα οργανική ύλη (βιομάζα) + θερμότητα Εκφρασμένη ποσοτικά η ως άνω σχέση για 33g CH 2 O δίνει τα εξής: 33g οργανικής ουσίας (CH 2 Ο) + 12,8g O 2 → 17,6g CO 2 + 7,2g H 2 O + 21g βιομάζας + θερμότητα Αντίθετα, οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί διπλασιάζονται σε διάστημα ημερών με τελικά προϊόντα: CΟ 2 + Η 2 Ο + νέα ζώσα οργανική ύλη (βιομάζα) + μεθάνιο (ενεργειακά πλούσιο αέριο) Το μίγμα των αερίων CΟ 2 + CH 4, γνωστό ως ΒΙΟΑΕΡΙΟ, ανήκει στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και αποτελεί σήμερα αντικείμενο εμπορικής αξιοποίησης.

5 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας IV Η αναερόβια βιολογική διάσπαση 1 mol ή ( = 30g) CH 2 O δίνει τελικά με το ‘σπάσιμο’ των χημικών δεσμών ενέργειας (απουσία Ο 2 ) δύο νέες ενώσεις, η μία ενεργειακά ουδέτερη (CO 2 ) και η άλλη ενεργειακά θετική (CH 4 ), αν και υποδεέστερη της αρχικής CH 2 O. CH 2 O → 0,5CΟ 2 + 0,5CΗ 4 + νέα ζώσα οργανική ύλη (βιομάζα) + αμελητέα ποσότητα θερμότητας Στην περίπτωση αυτή, μόλις το 10% της αρχικής ενέργειας στο mol CH 2 0 χρησιμοποιείται για τις ανάγκες του μεταβολισμού και για τη σύνθεση νέων κυττάρων (βιομάζα) από τους μικροοργανισμούς, ενώ το υπόλοιπο 90% αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς του μεθανίου. Η απώλεια ενέργειας με τη μορφή θερμότητας είναι αμελητέα. Εκφρασμένη ποσοτικά η ως άνω σχέση για 33g CH 2 O δίνει τα εξής: 33g οργανικής ουσίας (CH 2 Ο) → [22g CO 2 + 8g CH 4 ] (ΒΙΟΑΕΡΙΟ)+3g βιομάζας H σχέση CH 4 /CO 2 στο βιοαέριο από 50/50 κ.ό. (χημικά), τελικά παίρνει μια μέση τιμή 70/30 κ.ό. (πρακτικά), λόγω της δέσμευσης CO 2 από την αμμωνία στο υγρό περιεχόμενο του ΑΧ (ανάγκη δημιουργίας buffer)

6 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας V Η δευτεροβάθμια (αερόβια) επεξεργασία, αν και μπορεί να μειώσει το οργανικό φορτίο των αποβλήτων σε ποσοστό μέχρι και 95%, εν τούτοις, δεν μπορεί να εξουδετερώσει μη βιοδιασπώμενες οργανικές ύλες και ανόργανα συστατικά, όπως άζωτο, φώσφορο, βαριά μέταλλα και ιχνοστοιχεία. Σε συνδυασμό όμως και με τη διαδικασία νιτροποίησης - απονιτροποίησης, η οποία τα τελευταία χρόνια έχει ενσωματωθεί πλέον στην αερόβια βιολογική επεξεργασία, γίνεται δυνατή η απομάκρυνση του ανόργανου αζώτου. Οι μικροοργανισμοί που συμμετέχουν στην αναερόβια βιολογική επεξεργασία διακρίνονται, με βάση το θερμοκρασιακό εύρος ανάπτυξής τους, σε :  Ψυχρόφιλους (10-20 ο C)  Μεσόφιλους (20-45 o C)  Θερμόφιλους (45-60 ο C)

7 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας VI Η αναερόβια χώνευση οργανικών ουσιών είναι μια βαθμιδωτή βιολογική διεργασία, που λαμβάνει χώρα σε τρεις κύριες φάσεις, με τη δράση ειδικών ομάδων βακτηρίων, ως εξής:

8 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας VIΙ Στην πρώτη φάση πραγματοποιείται υδρόλυση των σύνθετων οργανικών ενώσεων προς απλούστερες με τη βοήθεια εξω-ενζύμων, τα οποία παράγονται από οξεοπαραγωγά βακτήρια. Στη δεύτερη φάση πραγματοποιείται ο σχηματισμός οργανικών (πτητικών) οξέων με την βοήθεια των προαναφερθέντων πληθυσμών βακτηρίων. Τα βακτήρια αυτά αποικοδομούν τα τελικά προϊόντα υδρόλυσης της πρώτης φάσης. Επιπλέον απελευθερώνεται υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα σε μικρές ποσότητες. Στην τρίτη φάση πραγματοποιείται ο σχηματισμός του μεθανίου, κατά 67-70%, με τη βοήθεια οξεότροφων μεθανοβακτηρίων (οξείδωση), τα οποία αποικοδομούν τα προαναφερθέντα οργανικά οξέα (κυρίως οξικό οξύ), που σχηματίστηκαν κατά την προηγούμενη φάση. Το υπόλοιπο 23-30% περίπου συντίθεται, με τη δράση υδρογονοτρόφων μεθανοβακτηρίων, από υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα (αναγωγή).

9 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας VII Τα μεθανοβακτήρια χρησιμοποιούν τελικά μόνο το οξικό οξύ, το υδρογόνο και το διοξείδιο του άνθρακα, ως υπόστρωμα για την παραγωγή μεθανίου. Ως εκ τούτου, η μετατροπή των υπολοίπων ενδιάμεσων ενώσεων, που προκύπτουν κατά τις φάσεις (1) και (2), τελικά σε οξικό οξύ, υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα διενεργείται με την επέμβαση μιας άλλης κατηγορίας εξειδικευμένων αναερόβιων μικροοργανισμών, γνωστών ως μεταβατικών βακτηρίων. Μια τέτοια ομάδα βακτηρίων είναι και τα ομο - οξεοπαραγωγά βακτήρια, τα οποία μετατρέπουν ένα ευρύ φάσμα ενώσεων, όπως το υδρογόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και το μυρμηγκικό οξύ προς οξικό οξύ. Τα μεταβατικά είναι κυρίως οξεοπαραγωγά βακτήρια, τα οποία διασπούν τα προϊόντα της υδρόλυσης και τα μετατρέπουν σε προϊόντα κατάλληλα για υπόστρωμα των μεθανοβακτηρίων, όπως π.χ. τα λιπίδια, προϊόντα υδρόλυσης των λιπών, τα πεπτίδια, προϊόντα υδρόλυσης των πρωτεϊνών και οι ολιγοσακχαρίτες, προϊόντα υδρόλυσης των υδατανθράκων, προς οξικό οξύ, υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα.

10 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας VIII Σε πολλές περιπτώσεις, η αυξημένη συγκέντρωση οξικού οξέος και υδρογόνου έχει αποδειχτεί ανασταλτική στην ανάπτυξη των μεθανοβακτηρίων, ενώ κατ’ άλλους, η αύξηση αυτή είναι το αποτέλεσμα της αναστολής της δράσης των ευαίσθητων αυτών μικροοργανισμών από κάποια άλλη αιτία. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο για την ομαλή εξέλιξη της όλης διαδικασίας να διατηρούνται τα πτητικά οξέα και το υδρογόνο σε σταθερά επιθυμητά επίπεδα συγκέντρωσης μέσα στους αναερόβιους χωνευτήρες, ενδεικτικά της καλής συνεργασίας (ισορροπίας) μεταξύ των πληθυσμών οξεοπαραγωγών βακτηρίων και μεθανοβακτηρίων. Στο διάγραμμα φαίνεται αναλυτικά η συνδυασμένη δράση των διαφόρων πληθυσμών αναερόβιων μικροοργανισμών, καθώς και τα παραγόμενα ενδιάμεσα και τελικά προϊόντα της διάσπασης των οργανικών υλών, κατά τη διαδικασία παραγωγής βιοαερίου. Οι ομάδες βακτηρίων (4), (5) και (6) μπορούν να αντιστρέψουν τη δράση τους, αν οι συνθήκες το επιβάλλουν, όπως π.χ. η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων υδρογόνου και οξικού οξέος, που μπορεί να συμβεί, όταν η πορεία της αναερόβιας χώνευσης δεν εξελίσσεται κανονι κά.

11 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας ΙX Η πορεία της υδρόλυσης των μεγαλομοριακών οργανικών ενώσεων καθορίζει γενικά την ποσότητα του παραγόμενου μεθανίου κατά την αναερόβια χώνευση της οργανικής ύλης. Η φάση της υδρόλυσης, όσον αφορά στα απόβλητα των αγροτικών ζώων, έχει ήδη ξεκινήσει από το πεπτικό σύστημα των ζώων αυτών και μάλιστα, κάτω από συνθήκες ικανοποιητικής ρύθμισης του pH, παρουσία όξινων ανθρακικών ιόντων και αμμωνιακού αζώτου. Για το λόγο αυτό, η παραγωγή βιοαερίου από τα απόβλητα αυτά είναι μια εξαιρετικά ‘αυθόρμητη’, σταθερή και απλή διαδικασία. Οργανικά οξέα μεγαλύτερου μοριακού βάρους από εκείνο του οξικού οξέος (προπιονικό, βουτυρικό, κλπ), καθώς και άλλες οργανικές ενώσεις (αλκοόλες, κλπ) διασπώνται προς όξινα ανθρακικά ανιόντα (HCO 3 - ), ανιόντα οξικού οξέος (CH 3 COO - ) και υδρογόνο (H 2 ) από εξειδικευμένες ομάδες μικροοργανισμών, τα οξεοπαραγωγά και υδρογονοπαραγωγά βακτήρια αντίστοιχα. Πολλές από τις αντιδράσεις αυτές δεν είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκές, εκτός κι αν η μερική πίεση του Η 2 διατηρείται σε επίπεδα κάτω από 0,001 atm, με τη βοήθεια εξειδικευμένης ομάδας μικροοργανισμών, των υδρογονοτρόφων μεθανοβακτηρίων.

12 Διεργασίες Δευτεροβάθμιας (Βιολογικής) Επεξεργασίας

13 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ (ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΤΗΝΟ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ) Αναερόβιοι Χωνευτήρες Παραγωγής Βιοαερίου (ΑΧ) Σειράδια Κομποστοποίησης ή Κομποστοσωροί

14 ΑΝΟΙΧΤΕΣ ΧΩΜΑΤΙΝΕΣ ΑΝΑΕΡΟΒΙΕΣ ΔΕΞΑΜΕΝΕΣ (ΑΧΑΔ)

15 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)I Το σύστημα των ΑΧΑΔ αποτελείται από μία ή δύο συνεχόμενες χωμάτινες βαθιές δεξαμενές (πάνω από 4 m), οι οποίες κατασκευάζονται με εκσκαφή μέσα στο έδαφος ή απλή επιχωμάτωση πάνω σ' αυτό ή τέλος, με συνδυασμό και των δύο. Τα χωμάτινα τοιχώματα και ο πυθμένας στεγανοποιούνται, κατά το δυνατό, με καλή συμπίεση, μετά από διαβροχή τους κατά την κατασκευή ή με επίστρωση αργιλοχώματος ή ειδικών πλαστικών φύλλων στην εσωτερική τους πλευρά και τον πυθμένα, μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής. Διαφυγή υγρών μπορεί να προκύπτει σε μια ανοιχτή χωμάτινη υδατοδεξαμενή οριζόντια, δια μέσου των τοιχωμάτων και κατακόρυφα, δια μέσου του πυθμένα. Γενικά, η ποσότητα κάθετης διαρροής υγρών από τον πυθμένα μπορεί να είναι σημαντική σε καινούργιες δεξαμενές, ιδιαίτερα κατά την έναρξη της λειτουργίας τους (πρώτο γέμισμα με νερό και υγρά), ανάλογα με το πόσο συμπαγές είναι το υπέδαφος στο επίπεδο του πυθμένα. Το μέγεθος της απώλειας, στις περιπτώσεις αυτές, μειώνεται αισθητά μετά την παρέλευση μικρού χρονικού διαστήματος, στο διάστημα του οποίου, οι μεγάλου και μικρού μεγέθους πόροι, καθώς και τα τυχόν ανοίγματα (ρωγμές) του εδάφους ‘γεμίζουν’ από οργανικά υλικά, που συσσωρεύονται στον πυθμένα της δεξαμενής.

16 Τύπος εδάφους Κάθετη διαρροή σε ακατέργαστο (φυσικό) έδαφος (mm/ημέρα) Κάθετη διαρροή σε κατεργασμένο επιφανειακά έδαφος (mm ημέρα) Αμμώδες25, , Αμμοπηλώδες13, , Πηλώδες 8, , Αργιλοπηλώδες 2, ,00περίπου 1 Πηλοαργιλώδες 0,25 - 5,00περίπου 1 Αργιλώδες 1, ,00- Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)ΙI

17 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)IΙΙ Τα τοιχώματα της δεξαμενής διαμορφώνονται κατάλληλα, ώστε να παραμένουν σταθερά, απαλλαγμένα, κατά το δυνατό, από βλάστηση και προσεγγίσιμα όλο το χρόνο, με πρόβλεψη ‘στέψης’ (δρόμου), πλάτους 1,0 - 2,5 m, στο υψηλότερο σημείο τους, περιφερειακά της δεξαμενής. Τα τοιχώματα στο τμήμα τους, που είναι εμβαπτισμένο στα υγρά, μπορεί να είναι κατακόρυφα ή με κλίση, ανάλογα με τη φύση και την συνεκτικότητα του φυσικού υπεδάφους. Στο ελεύθερο τμήμα των τοιχωμάτων πάνω από τα υγρά της δεξαμενής δίνεται κλίση συνήθως από 1 : 0,5 μέχρι και 1 : 2 (οριζόντια : κατακόρυφα). Η θέση κατασκευής μιας ΑΧΑΔ, όπως και κάθε εγκατάστασης επεξεργασίας αποβλήτων, θα πρέπει να επιλέγεται μακριά από κατοικημένους ή πολυσύχναστους χώρους και με τέτοιο προσανατολισμό, ώστε οι επικρατούντες στην περιοχή άνεμοι να απομακρύνουν τις εποχιακές οσμές, όπου αυτές υπάρχουν. Η οικονομική κατασκευή μιας ΑΧΑΔ προϋποθέτει κατακόρυφα τοιχώματα και έδαφος συνεκτικό, αδιαπέραστο, με χαμηλό υπόγειο υδατικό ορίζοντα.

18 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)IV

19 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ) V Το σχήμα της δεξαμενής μπορεί να είναι κυκλικό, τετραγωνικό ή ορθογωνικό, ανάλογα με τον διαθέσιμο χώρο στη μονάδα και το μέγεθος της δεξαμενής. Το κυκλικό ή τετραγωνικό σχήμα συνιστάται για τις μεγάλες, ενώ το ορθογωνικό για τις μικρές δεξαμενές, ώστε να αποφεύγεται η γρήγορη έξοδος των εισερχόμενων υγρών και να διευκολύνεται η ομοιόμορφη κατανομή του ρυπαντικού φορτίου των αποβλήτων μέσα σε αυτές. Στις περιπτώσεις, που γίνεται χρήση ζιζανιοκτόνων για την αντιμετώπιση της αυτοφυούς βλάστησης πάνω στα τοιχώματα, η κλίση των πρανών δεν θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 30 ο (1 : 1,7). Κάτω από την ανώτερη στάθμη των υγρών αποβλήτων, η κλίση των πρανών μπορεί να μειωθεί ακόμα περισσότερο, αρκεί να μην επηρεάζεται η εδαφική σταθερότητα. Οι βαθιές δεξαμενές, με απότομες κλίσεις των πρανών τους, ελαχιστοποιούν την απώλεια θερμότητας, αυξάνουν την εσωτερική ανάμιξη των υγρών, ελαττώνουν την παραγωγή οσμών, ευνοούν τη δημιουργία αναερόβιων συνθηκών, ελαχιστοποιούν τα προβλήματα από την ανάπτυξη των ζιζανίων, ελαττώνουν το κόστος εκσκαφής του εδάφους και ελαχιστοποιούν τον κίνδυνο ανάπτυξης κουνουπιών και μυγών.

20 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)VI Για αισθητικούς λόγους, τα τοιχώματα θα πρέπει να παραμένουν χωρίς υπερβολική βλάστηση, σε ύψος τουλάχιστον ενός μέτρου πάνω από την υγρή επιφάνεια της δεξαμενής. Η καταπολέμηση των ζιζανίων είναι απαραίτητη επί πλέον και για τους εξής λόγους : - Δεξαμενές με πλούσια βλάστηση στα τοιχώματα είναι πιθανές εστίες αναπαραγωγής κουνουπιών και μυγών. - Από την πτώση τμημάτων της βλάστησης αυτής προστίθεται οργανική ύλη στη δεξαμενή, ελαττώνοντας έτσι τις δυνατότητες επεξεργασίας των αποβλήτων. Επίσης μπορεί να αποφραχτούν οι αγωγοί μεταφοράς των υγρών και οι αντλίες. -Εκτός από την αισθητική πλευρά, παρέχεται και η ευχέρεια ταχύτερου και ευκολότερου ελέγχου της δεξαμενής. Καθαρά τοιχώματα κάνουν αμέσως αντιληπτή οποιαδήποτε αλλαγή, τόσο στη λειτουργία, όσο και στην εμφάνιση της δεξαμενής. -Η επένδυση των τοιχωμάτων και του πυθμένα των ΑΧΑΔ με ανθεκτικά πλαστικά φύλλα εξουδετερώνει τα παραπάνω μειονεκτήματα και ως εκ τούτου, συνιστάται ιδιαιτέρως.

21 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)VII Σε μια ΑΧΑΔ καταλήγουν τα υγρά απόβλητα, μετά την απομάκρυνση των χονδρόκοκκων αιωρούμενων συστατικών με μηχανικό διαχωρισμό. Το υγρό περιεχόμενο μιας ΑΧΑΔ διακρίνεται στο i.κατώτερο τμήμα ή τη ζώνη του ιζήματος ii.ενδιάμεσο τμήμα ή τη ζώνη των υπερκείμενων υγρών iii.ανώτερο τμήμα ή τη ζώνη επιπλεόντων συστατικών ή κρούστας Η ζώνη του ιζήματος συνίσταται από αδρανή υλικά, συσσωματώματα μικροβιακών κυττάρων και γενικά αιωρούμενων συστατικών, βαρύτερων του νερού, που τελικά καθιζάνουν με τη βοήθεια της βαρύτητας στον πυθμένα της δεξαμενής. Η ζώνη των υπερκείμενων υγρών αποτελείται κυρίως από ένα σκουρόχρωμο υγρό, μικρής περιεκτικότητας σε ολικά στερεά (κάτω από 0,5%). Τα χαμηλότερα στρώματα των υπερκείμενων υγρών και τα ανώτερα στρώματα του ιζήματος συνιστούν την κυρίως ενεργή ζώνη, στην οποία γίνεται η βιοαποικοδόμηση των οργανικών ουσιών από τους μικροοργανισμούς.

22 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)IX

23 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ) VIII Τα προϊόντα διάσπασης είναι νερό και αέρια με σημαντικότερο το βιοαέριο (μίγμα μεθανίου, κατά % και διοξειδίου του άνθρακα, κατά %, καθώς και ιχνών άλλων αερίων, π.χ. υδρογόνου, υδρόθειου, μονοξειδίου του άνθρακα, υδρατμών και αμμωνίας, κατά 1 - 2% περίπου). Η ζώνη των επιπλεόντων συστατικών ή κρούστας συνίσταται από συστατικά των αποβλήτων, που είναι ελαφρύτερα από το νερό και ανέρχονται στην επιφάνεια μαζί με τον αφρό, που παράγεται από τη βιολογική δραστηριότητα στην ενεργό κυρίως ζώνη των υγρών. Η ζώνη αυτή, ανάλογα με την ένταση του ανέμου και τη σύσταση των αποβλήτων, καλύπτει ολόκληρη ή μέρος της υγρής επιφάνειας της δεξαμενής. Το πάχος της κυμαίνεται από μερικά χιλιοστά μέχρι μερικά εκατοστά, ανάλογα με την εποχή, το είδος των αποβλήτων και τους χειρισμούς, πριν από την είσοδό τους στη δεξαμενή. Η εφαρμογή μηχανικού διαχωρισμού μειώνει σημαντικά τα ιζήματα και την επιφανειακή κρούστα και μπορεί να επιμηκύνει τον ενεργό χρόνο λειτουργίας των ΑΧΑΔ για πάνω από 25 χρόνια.

24 Ανοιχτές Χωμάτινες Αναερόβιες Δεξαμενές (ΑΧΑΔ)X Θερμοκρασίες υγρών πάνω από 15 ο C θεωρούνται ευνοϊκές για αισθητή δραστηριοποίηση των μικροοργανισμών. Για την επίτευξη του καλύτερου δυνατού αποτελέσματος θα πρέπει η ρίψη των αποβλήτων στις ΑΧΑΔ να είναι καθημερινή και, κατά το δυνατό, σταθερή σε όγκο και σύσταση. Σε μια καλά λειτουργούσα ΑΧΑΔ, οι οσμές (κύρια αμμωνίας) συγκρατούνται στα ελάχιστα δυνατά επίπεδα, είναι εποχιακού χαρακτήρα και συνήθως δεν ανιχνεύονται σε απόσταση μεγαλύτερη των m από τη δεξαμενή. Έντονη δυσοσμία σημαίνει ότι η δεξαμενή δε λειτουργεί καλά και θα πρέπει να μειωθούν οι ποσότητες υγρών, που πέφτουν σε αυτήν και να προστεθεί νερό ή να διορθωθεί ότι δεν έχει σχεδιαστεί επαρκώς. Στις περιπτώσεις όπου η έκλυση χαμηλής έντασης οσμών, έστω και εποχιακών, μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα, το επιφανειακό στρώμα του υγρού περιεχομένου της δεξαμενής είναι δυνατό να διατηρηθεί σε αερόβια κατάσταση με συνεχή ανατάραξη των υγρών (εφαρμογή επιφανειακού καταιονισμού από τα ίδια τα υγρά με σύστημα τεχνητής βροχής) σε βάθος 0,30 - 0,50 m. Κάτω από το επιφανειακό αερόβιο στρώμα των υγρών εξακολουθούν να επικρατούν οι επιθυμητές, αμιγώς αναερόβιες συνθήκες και η έλλειψη φωτός (αποφυγή φωτοσύνθεσης και δημιουργία αλγών ευτροφισμού).

25 Σχεδιασμός Ανοιχτών Χωμάτινων Αναερόβιων Δεξαμενών (ΑΧΑΔ)Ι Κύριος στόχος είναι η απρόσκοπτη ανάπτυξη και δράση των αναερόβιων μικροοργανισμών, η επαρκής αποθήκευση των αποβλήτων και παράλληλα, η ελαχιστοποίηση των οσμών, μέχρις ότου οι καιρικές συνθήκες επιτρέψουν την προγραμματισμένη διάθεση των υγρών για λίπανση - άρδευση καλλιεργειών ή σε εδαφικό - φυτικό φίλτρο ανάπτυξης αυτοφυών, χωρίς απορροή. Ο χρόνος αποθήκευσης ποικίλλει από 3 μέχρι 9 μήνες, με πλέον συνήθη, τους μήνες. Τα υγρά των ΑΧΑΔ προορίζονται αποκλειστικά για εφαρμογή στο έδαφος και είναι ακατάλληλα για απευθείας διάθεση σε υδάτινους αποδέκτες, λόγω του παραμένοντος υψηλού ρυπαντικού τους φορτίου, που συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 500 και mg/L BOD 5 και των ανόργανων συστατικών (κυρίως αμμωνιακού αζώτου mg/L). Η προγραμματισμένη εφαρμογή τους στο έδαφος δε δημιουργεί προβλήματα, γιατί το έδαφος έχει αυξημένη αφομοιωτική ικανότητα, λόγω της ιδιαίτερης φυσικοχημικής του σύστασης και δομής, των μικροοργανισμών που διαθέτει και των φυτών που αναπτύσσονται σε αυτό. Αντίθετα, μπορεί να αποφέρει οικονομική ωφέλεια με την υποκατάσταση ρυπογόνων χημικών λιπασμάτων.

26 Σχεδιασμός Ανοιχτών Χωμάτινων Αναερόβιων Δεξαμενών (ΑΧΑΔ)ΙI Για καλύτερα αποτελέσματα, ιδιαίτερα στα χοιροστάσια, συνιστάται συνήθως η κατασκευή δύο συνεχόμενων ΑΧΑΔ. Αντίθετα, στα βουστάσια γαλακτοπαραγωγής συνιστάται συνήθως η κατασκευή μιας μονής ενιαίας ΑΧΑΔ, λόγω του μικρού συνήθως παραγόμενου όγκου υγρών αποβλήτων. Στη περίπτωση των δύο συνεχόμενων ΑΧΑΔ, τα υγρά της πρώτης εισέρχονται με υπερχείλιση στη δεύτερη δεξαμενή, όπου και αποθηκεύονται. Στην πρώτη δεξαμενή γίνεται κυρίως η αναερόβια χώνευση των υγρών, ενώ στην δεύτερη, κυρίως η αποθήκευση των υγρών και παράλληλα, συμπληρώνεται η αναερόβια χώνευσή τους. Στην περίπτωση της μονής ΑΧΑΔ, τόσο η αναερόβια χώνευση, όσο και η αποθήκευση των υγρών διενεργούνται ταυτόχρονα μέσα στην ίδια δεξαμενή.

27 Σχεδιασμός Ανοιχτών Χωμάτινων Αναερόβιων Δεξαμενών (ΑΧΑΔ)ΙII Η χωρητικότητα μιας ανοιχτής αναερόβιας δεξαμενής, απλής ή διπλής, που προορίζεται για την επεξεργασία και αποθήκευση υγρών κτηνοτροφικών αποβλήτων, απαρτίζεται από το άθροισμα τεσσάρων επί μέρους όγκων:  Μόνιμο όγκο  Όγκο υγρών διαχωρισμού  Όγκο νερών βροχής  Όγκο ασφάλειας

28 Σχεδιασμός Ανοιχτών Χωμάτινων Αναερόβιων Δεξαμενών (ΑΧΑΔ)ΙV Μόνιμος όγκος Είναι ο ζωτικός χώρος, που απαιτείται για την απρόσκοπτη ανάπτυξη και δράση των αναερόβιων μικροοργανισμών μέσα στην ΑΧΑΔ και ο χώρος συγκέντρωσης του ιζήματος, που προκύπτει κατά την παραμονή των αποβλήτων στη δεξαμενή. Όγκος υγρών διαχωρισμού Είναι ο τελικός όγκος των παραγόμενων καθημερινά υγρών αποβλήτων στη μονάδα (μίγμα κοπριάς, ούρων και νερού), μετά την απομάκρυνση των χονδρόκοκκων αιωρούμενων συστατικών στο μηχανικό διαχωριστή και ο όγκος της βροχής που πέφτει σε ανοιχτά προαύλια άσκησης των ζώων και σε στέγες κτιριακών εγκαταστάσεων (όπου δεν προβλέπονται υδρορροές). Όγκος νερών βροχής Είναι ο όγκος των νερών της βροχής, που πέφτει α) απ ’ευθείας στην επιφάνεια της δεξαμενής (περίπτωση μονής δεξαμενής) και β) απ ’ευθείας στη δεύτερη δεξαμενή και επί πλέον, στην πρώτη και καταλήγει με υπερχείλιση στη δεύτερη (περίπτωση δύο συνεχόμενων δεξαμενών ). Όγκος ασφάλειας Για την αποφυγή ανεπιθύμητων υπερχειλίσεων προβλέπεται ένα περιθώριο όγκου, πάνω από τη μέγιστη στάθμη των υγρών (χειμώνα), ο οποίος διαμορφώνεται με προσαύξηση του ύψους των τοιχωμάτων κατά 1,0 m περίπου, πάνω από τη μέγιστη στάθμη των υγρών της δεξαμενής.

29 Σχεδιασμός Ανοιχτών Χωμάτινων Αναερόβιων Δεξαμενών (ΑΧΑΔ)V


Κατέβασμα ppt "ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΕΥΤΕΡΟΒΑΘΜΙΑΣ (ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΤΗΝΟ-ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google