Strategie řízení pěnění aktivovaného kalu pomocí přípravku XP 2001
Jedním ze závažných problémů, se kterým se potýká řada čistíren odpadních vod, (dále jen ČOV) je pěnění aktivovaného kalu způsobené vláknitými mikroorganismy. Problémy vláknitého bytnění a pěnění již byly několikrát v odborné literatuře popisovány a byly navrženy i početné strategie jejich kontroly. Doposud však nebyla objevena žádná univerzální metoda, která by dokázala potlačit nebo alespoň řídit růst vláknitých mikroorganismů a odstranit tvorbu pěny.
Jednou z navržených strategií kontroly je přidávání přípravků složených z bakteriálních enzymů (bioaditiv), které však doposud bylo odbornou veřejností odmítáno a velmi často považováno buď za nejisté (Franz and Matsche, 1994) nebo málo účinné a velmi nákladné (Duchene, 1994; Wanner, 1994).
Společnost SANBIEN představuje enzymatický přípravek XP 2001, který dokáže účinně a za přijatelných nákladů vláknité mikroorganismy a pěnění eliminovat.
Využití XP 2001
Uvedený přípravek je vhodný pro čistírny odpadních vod s aktivačním procesem a dosazovací nádrží s gravitačním usazováním. Jako účinný se ukázal pouze za předpokladu, že ČOV není výrazně hydraulicky nebo látkově přetížena, max. do 130% projektovaného výkonu.
Jak XP 2001 funguje?
Přidáváním přípravku SANBIEN XP 2001 dochází k rozkladu vysokomolekulárních látek rozpuštěných v odpadní vodě na jejich fragmenty, které jsou obtížněji metabolizovatelné pro vláknité mikroorganismy než pro vločkotvorné. Tím je potlačen růst vláknitých mikroorganismů na úkor vločkotvorných. Tuky obsažené v odpadní vodě se za pomoci enzymů štěpí na fragmenty o délce uhlíkového řetězce menší než C 10. Tím se poskytne metabolická výhoda vločkotvorným mikroorganismům. Zvýšením četnosti vločkotvorných mikroorganismů na úkor vláknitých, dojde ke zlepšení separačních vlastností kalu. Rozložením vysokomolekulárních substrátů dochází ke zvýšení množství živin v roztoku. V případě potřeby je krátkodobý nedostatek mikroorganismů rozkládajících tyto substráty kompenzován dočasným přidáváním směsí sušených aerobních mikroorganismů, též dodávaných společností SANBIEN. Výhodou metody je, že není poškozován aktivovaný kal a současně není nutno snižovat množství kalu v systému, takže je zachován čistící efekt. Aplikace se provádí prostým přidáváním přípravku SANBIEN XP 2001 do aktivační nádrže, není nutné používat dávkovacích zařízení.
Účinnost XP 2001
Odstranění pěny v aktivačních nádržích záleží na typu vláknitých bakterií, které ji způsobují.
| Nostocoida lymicolla | účinnost do 1 týdne |
| Microtrix parvicella | účinnost do 1 týdne |
| Nocardioformní aktynomycéty | účinnost do 6 týdnů |
Odstranění pěny v anaerobně stabilizačních věžích do 3 týdnů.
Výhody použití přípravku SANBIEN XP 2001
- Odstraňuje biologickou pěnu v aktivačních nádržích
- Zlepšuje separační vlastnosti aktivovaného kalu
- Zlepšuje kalový index
- Výrazně zlepšuje hodnoty parametru CHSK(Cr) a P(Celk) na odtoku
- Snižuje četnost výskytu vláknitých mikroorganismů, podmínkou je, že na čistírnu nepřitéká větší množství tenzidů (z prádelen, barvíren apod.)
- Dokáže odstranit i pěnění anaerobně stabilizačních věží
- Zlepšuje kvalitu aktivovaného kalu (rovnoměrně zastoupené velikosti vloček )
- Zvyšuje objem a kvalitu produkovaného bioplynu
- Zlepšuje celkovou biocenózu na čistírně, co se týká počtu a druhů
- Snižuje spotřebu kaogulantů a tím šetří finanční náklady
- Pomůže při nastartování a obnovení biologického stupně čistírny, např. při vyplavení či odumření aktivovaného kalu
Studie
První studie, jejímž cílem bylo zjistit účinnost strategie řízení pěnění pomocí přípravku SANBIEN XP 2001 byla provedena na dvou malých ČOV. První byla ČOV Kosmová (150 EO), což je konvenční směsná aktivační čistírna s jemnobublinnou aerací a druhou byla ČOV Bochov (1200 EO), kde je oběhová aktivace s přerušovanou jemnobublinnou aerací, kombinovaná s mechanickým míchadlem.
Na ČOV Kosmová byl nutný přídavek oleje na smažení, aby byl podpořen růst vláknitých mikroorganismů, oproti tomu na ČOV Bochov toto nebylo třeba, protože přitékající odpadní voda obsahuje dostatečné množství tuků. Problémy s pěněním byly na ČOV Bochov způsobovány přítomností Nocardia spp a dominantním vláknitým mikroorganismem na ČOV Kosmová byl Microthrix parvicella.
Výsledky 6 měsíční studie na obou ČOV jsou ukázány na obrázcích 1 a 2. V obou případech pravidelný přídavek přípravku SANBIEN XP 2001 vedl k následnému poklesu KI i četnosti výskytu vláken. V případě ČOV Kosmová (Obrázek 1) přídavek oleje na smažení rychle zvýšil KI z 65 ml/g na 223 ml/g (1) a následné přidávání bioaditiv snížilo hodnotu KI na hodnotu 110 ml/g (2). Když bylo ukončeno dávkování, KI vzrostl znovu na 283 ml/g (3). Vývoj četnosti výskytu vláken (Microthrix parvicella) má podobný tvar. Bylo používáno subjektivní hodnocení četnosti výskytu vláken podle Jenkinse (1993). Nakonec, když bylo ukončeno i přidávání oleje na smažení, KI poklesl na hodnotu nižší než 100 ml/g (4).
U ČOV Bochov (Obrázek 2) se počáteční vysoký KI (176 ml/g) po zahájení dávkování snižoval pouze pomalu (1) a četnost výskytu vláken (Nocardia spp) zůstávala téměř konstantní. Po 3 týdnech byly dávky zvýšeny, což vedlo k postupnému snižování jak KI, tak četnosti výskytu vláken (2). Na konci studie, když bylo ukončeno dávkování přípravku SANBIEN XP 2001, oba parametry začaly opět narůstat (3). Nadměrné pěnění vymizelo spolu se snížením hodnot KI a četnosti výskytu vláken. Jak se ukázalo, technická účinnost této strategie řízení pěnění byla úspěšná.
Obrázek 1. Výsledky z ČOV Kosmová
Obrázek 2. Výsledky z ČOV Bochov
Popis čistíren odpadních vod
ČOV Kosmová
Kosmová je malá vesnice přibližně 30 km na jih od Karlových Varů. Jedná se o většinou zemědělskou obec se 150 obyvateli. Z nich je 120 napojeno na kanalizaci. Kanalizační síť je nová a oddílná. Vzhledem k nízkému stáří a velmi krátké délce nedochází v kanalizaci skoro k žádným průsakům ani k přítoku balastních vod. Odpadní voda přitékající na ČOV je silně zakoncentrovaná.
ČOV Kosmová se skládá z objektu hrubých česlí (2 cm) a z nádrže rozdělené na aktivační část a na část, která tvoří dosazovací nádrž. Aktivace je vybavena jemnobublinnou aerací. Aerace pracuje přerušovaně, aby docházelo k denitrifikaci. Dosazovací nádrž je opatřena přepadem s nornou stěnou Vratný kal je čerpán mamutkou.
Čistírna je obsluhována jedním pracovníkem, který dojíždí na ČOV dvakrát týdně. Všechny alarmové hlášky jsou přenášeny na velín dispečinku VAK K. Vary, a.s.
Projektové parametry
| Qd | 31,35 m3/d = 1.3 m3/h |
| Aktivační nádrž | |
| Objem aktivace | 29 m3 |
| Maximální hloubka | 2,7 m |
| Koncentrace kalu | 4,0 kg/m3 |
| Dosazovák | |
| Plocha | 6,0 m2 |
| Objem usazovací části | 12,0 m3 |
| Hloubka usazovací části | 2,7 m |
| Objem kalové části | 3,5 m3 |
| Hloubka kalové části | 1,1 m |
Obrázek 3. Schéma ČOV Kosmová
1 - Přítok
2 - Hrubé česle
3 - Lapák písku
4 - Aktivační nádrž
5 - Dosazovák
6 - Odtok
7 - Vratný kal
Obrázek 4. Foto ČOV Kosmová - aktivační nádrž s pěnou a bez pěny
ČOV Bochov
Bochov je obec asi 20 km západně od Karlových Varů. Je to město s 1200 obyvateli. Je zde základní škola, školka, výrobna lahůdek, 2 pily, 5 restaurací, výroba plastů, dekorace porcelánu a čerpací benzinová stanice.
Je zde kombinovaná kanalizace různého stáří.
Odpadní voda přitéká na ČOV Bochov přes 1,5 cm hrubé česle, lapák písku a potom natéká do aktivační nádrže. Aktivační nádrž je tvořena oběhovou aktivací míchanou dvěma míchadly, je vzduchovaná jemnobublinnou aerací. Vzduchování probíhá diskontinuálně, aby probíhala i denitrifikace. Aktivovaný kal je čerpán na dosazovací nádrž, která je nad aktivací. Vyčištěná voda je vypouštěna do recipientu a usazený kal se vrací do aktivace gravitačně.
Čistírna je obsluhována jedním pracovníkem, který dojíždí na ČOV dvakrát týdně. Všechny alarmové hlášky jsou přenášeny na velín dispečinku VAK K. Vary, a.s.
Projektové parametry
| Qd | 8,75 m3/h = 2,43 l/s |
| Aktivační nádrž | |
| Objem aktivační nádrže | 445 m3 |
| Hloubka | 1,60 m |
| Kapacita | 1280 E.O. |
| Kapacita v BSK5 | 76,8 kg/d |
| Míchadla | 2 x SIGMA APM - 400 |
| Dosazovák | |
| Plocha | 4,2 x 4,2 m = 17,64 m2 |
| Objem usazovací části | 29,3 m3 |
| Objem kalové části | 13,4 m3 |
Obrázek 5. Schéma ČOV Bochov
1 - Přítok
2 - Hrubé česle
3 - Lapák písku
4 - Aktivační nádrž
5 - Dosazovák
6 - Odtok
7 - Vratný kal
Obrázek 6. Foto ČOV Bochov s pěnou a bez pěny
Půl roku po prvním pokusu byl pokus na obou ČOV Bochov i Kosmová zopakován. Výsledky byly shodné s prvním pokusem. Na základě této úspěšné studie se započalo s komerčním dávkováním přípravku SANBIEN XP 2001 a aplikací metody .