Odstranjevanje fosforja na predizdelanih malih čistilnih napravah z uporabo elektrokoagulacijskega mešala : doktorska disertacija
Phosphorus removal in packaged small wastewater treatment plants with application of electrocoagulation stirrer : doctoral thesis

slovenski

doktorska dela

2018

civil engineering   Čistilne naprave   Čiščenje   Disertacije   electrocoagulation   elektrokoagulacija   Fosfor   gradbeništvo   male čistilne naprave   Odpadne vode   odstranjevanje fosforja   phosphorus   saržni biološki reaktorji   sequencing batch reactor   small wastewater treatment plant   thesis

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Večina obstoječih malih čistilnih naprav v Sloveniji dosega le drugo stopnjo čiščenja komunalne odpadne vode, četudi se nahajajo na občutljivih območjih. To pomeni, da bo treba marsikje male čistilne naprave ustrezno nadgraditi s terciarno stopnjo čiščenja s poudarkom na odstranjevanju fosforja in s tem preprečiti nadaljnjo evtrofikacijo vodnih teles. Odstranjevanje fosforja iz odpadne vode je lahko učinkovito s fizikalno-kemičnimi procesi, pri čemer po učinkovitosti izstopa proces elektrokoagulacije (EC). Učinkovitost EC za odstranjevanje fosforja iz odpadne vode je sicer že dokazana s številnimi laboratorijskimi testi, vendar je njena dejanska uporaba v čistilnih napravah, zaradi težav pri vgradnji in vzdrževanju elementov, ki omogočajo EC, relativno redka. V doktorski disertaciji zato predstavljamo uporabo procesa EC za razvoj elektrokoagulacijskega mešala (ECmešalo), ki hkrati omogoča odstranjevanje fosforja iz komunalne odpadne vode z 90% učinkovitostjo in enostavno vgradnjo v predizdelane male čistilne naprave, in sicer v saržne biološke reaktorje (SBR) za povečanje učinkovitosti njihovega delovanja. Razvoj EC-mešala smo zasnovali na laboratorijskih poskusih, kjer smo z laboratorijskim EC-mešalom dosegli učinkovitost odstranjevanja ortofosfata iz modelne in realne komunalne odpadne vode, večjo od 90 %. Na osnovi laboratorijskih poskusov smo razvili prototip EC-mešala in ga vgradili v pilotni SBR, kjer smo predhodno izvedli optimizacijo druge stopnje čiščenja odpadne vode s poudarkom na odstranjevanju amonijevega dušika kot ključnega parametra za določitev časa trajanja cikla in posameznih procesnih faz. Optimizacijo smo izvedli za (1) visoke (380%890 mg/L) koncentracije amonijevega dušika z izcedno vodo in (2) nizke (27%116 mg/L) koncentracije amonijevega dušika s komunalno odpadno vodo. V prvem primeru smo za optimalen cikel določili 12-urni in za drugega 8-urni cikel. V nadaljevanju smo prototip EC-mešala vstavili v optimiziran SBR za komunalno odpadno vodo in primerjali učinkovitost delovanja s klasičnim SBR, to je brez EC-mešala. Z rezultati smo dokazali tako 97% učinkovitost odstranjevanja fosforja iz odpadne vode za SBR z vgrajenim EC-mešalom kot tudi povečano učinkovitost za ostale parametre, to je učinkovitejše odstranjevanje suspendiranih in organskih snovi. Dokazali smo, da je EC-mešalo možno enostavno vgraditi v predizdelane ali obstoječe male čistilne naprave in s tem izboljšati njihovo delovanje. EC-mešalo je bilo tudi patentirano na Uradu RS za intelektualno lastnino, patent: SI 25287 A.

12.05.2023