Možnosti využití živin obsažených v odpadních vodách

Jana Pavlicová

Master's thesis

Possibilities of Gaining of Nutrients from Concentrated Wastewaters

Abstract:

Tato práce pojednává o živinách obsažených v odpadních vodách, jejich možnostech využití a způsobu jejich získávání. Především se zaměřuje na recyklaci fosforu a dusíku z odpadních vod. Současné technologie linek čistíren městských odpadních vod se soustředí především na biologické odstraňování dusíku a fosforu obsažených odpadních vodách pomocí aktivovaného kalu, popřípadě srážení fosforu železitými solemi. Vzniklý kal pak v sobě nenese jen živiny z odpadních vod, ale i řadu nebezpečných látek a těžkých kovů. Přesto je však možno kaly, které nepřekročí legislativou stanovené normy, použít k zemědělským účelům. Zemědělskými účely se rozumí například přímá aplikace na zemědělskou půdu či kompostování. Jednou z možností, jak získat živiny z odpadních vod, je vysrážení dusíku a fosforu ve formě struvitu, který je v zemědělství považován za hodnotné hnojivo. Tato technologie je založena na reakci amonného dusíku, fosforečnanového fosforu a hořečnatého iontu za vzniku sraženiny, zvané struvit. Existuje mnoho faktorů, které mají na srážení vliv. Tím hlavním je poměr vstupujících prvků do reakce, který je možno upravit přidáním chemikálií. Dalšími vlivy jsou například pH vody, teplota, při které ke srážení dochází, typ reaktoru, ve kterém je struvit srážen, provzdušňování a míchání. V praktické části bylo simulováno srážení struvitu z kalové vody, vzniklé při anaerobní stabilizaci čistírenského kalu. Toto srážení probíhalo při různých vstupních poměrech živin hořčíku, dusíku a fosforu. Vstupní koncentrace amoniakálního dusíku v kalové vodě se v jednotlivých pokusech pohybovala od 1 277 do 1 456 mg.l-1.Vstupní koncentrace fosforu se pak pohybovala od 34 do 50 mg.l-1. Při přidání zdroje fosforu bylo dosaženo účinnosti odstranění od 96 do 100 %. Při neupravovaném poměru dusíku a fosforu při srážení struvitu z kalové vody bylo dosaženo účinnosti odstranění od 47 do 76 %. Dle výsledků odstraněného látkového množství bylo zjištěno, že ke srážení struvitu se přidaly i jiné procesy snižující koncentraci fosforu.

Abstract:

This thesis discusses about nutrients contained in wastewater, options of their use and ways of their obtaining. Especially is focuses at the recycling of phosphorus and nitrogen from wastewater. Current technologies of sewage wastewater treatment is focused mainly on biological removal of nitrogen and phosphorus contained in wastewater by using an activated sludge. After the process sludge cointans not just nutrients, but also a lot of dangerous substances and heavy metals. Nevertheless there is potential in using the sludge, which doesn't exceed norms set by legislation, for agricultural purposes. Agricultural purposes mean for example application on agricultural land or composting. One of the options of removing nutrients from wastewater is their precipitation in form of struvite, which is considered as a valuable agricultural fertilizer. Technology for obtaining the precipitate called struvite is based on the reaction of nitrogen, phosphorus and magnesium. However, there are many effects on the precipitation. The main one is the ration of elements entering into the reaction, which can be adjusted and others are pH of water, temperature during the precipitation, type of the reactor for struvite precipitation and aeration. In a practical part, precipitation of struvite from sludge water was simulated at different input ratios of nutrients Mg:N:P. In individual experiments the initial concentrations of ammonia nitrogen in a sludge water varied from 1277 to 1456 mg.l-1. The input concentrations of phosphorus varied from 34 to 50 mg.l-1. With addition of phosphorus source the efficiency of removing was up to 96 -- 100 %. When ratio N:P wasn't adjusted the efficiency of removing with struvite precipitation was only about 47 -- 76 %. Based on the results of the removed amount of substance has been found that the precipitation of struvite joined other processes reducing the phosphorus concentration.

Keywords

řasy, živiny, struvit, čistírenské kaly

Keywords

nutrients, struvite, sewage sludge, algae

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Švehla, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Care of Biosphere / Waste Use and Management