Tenta 1 Flashcards
För-och nackdelar med biofilmsprocesser jämfört med en konventionell aktivslam-process.
Fördelar biofilm:
- Slammet sköljs inte ut med vattnet –> hög slamålder –> väl adapterat system kan skapas.
- Biohuden har både anaeroba och aeroba områden, längst in närmst det fasta materialet råder anaeroba förhållanden och de yttre lagren är aeroba –> olika typer av mikroorganismer kan leva i samma bassäng.
- Biohud är mindre känslig för störning än aktiv slam. Gift i systemet kan ta död på det yttre lagret av biofilmen men den inre klarar sig. –> lättare återhämtning av systemet eftersom bra grodd för ny slamtillväxt finns.
Nackdelar biofilm:
- Svårt att beräkna koncentration eftersom slammet sitter fast på bärmaterialet –> svårt att bestämma SRT.
- SRT blir högt och slamutbytet (Y) väldigt lågt (i jämförelse med aktivslamprocess) eftersom bakterier inte spolas ut då biofilmen sitter fast.
- Bärarna är dyra och det krävs mycket yta för att skapa biofilmprocess.
Vilket par av analyser är lämpliga att göra för att skapa sig en uppfattning om ett, för dig okänt avloppsvatten, genom biologiska metoder? Varför?
COD och BOD7. BOD anger hur mycket organiskt material mikroorganismerna klarar av att bryta ner och skildrar tydligast vad som händer vid biologisk rening. COD mäter mängden syre som behövs för att oxidera det organiska materialet till koldioxid –> ett mått på alla föreningar som kan oxideras. Om BOD är mer än 80% av COD är provet lättnedbrytbart.
Vilka påståenden är korrekta om USAB (Upflow Ananerobic Sludge Blanket)?
a) UASB är en anaerob process som kan producera biogas.
b) Slammet som produceras i en UASB-process innehåller extra mycket fosfor, ca 3%.
c) Avloppsvattnet flödar upp genom en bädd av slam eller granuler. För att styra processen mot att bilda granuler har man ett relativt högt flöde genom processen.
d) Fibrer och annan typ av suspenderade ämnen SÄ, kan förstöra granulernas struktur.
e) Om UASB används för att rena skogsindustriella avloppsvatten, blir behovet av inköpt kväve och fosfor större jämfört med om man skulle rena samma vatten med en kombinerad biofilm och aktivslamprocess (BAS)
f) En UASB process svalnar fortare jämfört med en aktivslamprocess om man renar avloppsvatten med temperatur ca 40°C.
a), c), d), f)
När man producerar massa och papper vill man ofta bleka pappersmassan så att man kan göra vita papper. När man bleker massan med klordioxid bildas restprodukten klorat (ClO3-). Vilka miljöproblem kan klorat leda till? Och hur bär man sig åt för att rena bort det?
Klorat ger negativa effekter på blåstång. Tången använder klorat istället för nitrat, vilket den inte tål.
Klorat reduceras med anaeroba biologiska processer där mikroorganismer använder klorat som elektronacceptor, Genom denna process bildas restprodukten klorider (Cl-) som är ofarliga och kan släppas ut till recipienten.
I ett skogsindustriellt biologiskt reningsverk sker många olika biokemiska processer. Vilken är den viktigaste?
a) Aerob nedbrytning av organiska kolföreningar
b) Nitrifikation/denitrifikation
c) Mikrobiell metall-anrikning
a)
Ett av Sveriges mest förorenade områden är starkt förorenat av kvicksilver och dioxin. Motivera och föreslå en saneringsmetod samt skriv upp om det finns några
speciella tankegångar som måste beaktas.
Termisk behandling då det lämpar sig för lättflyktiga föroreningar hårt bundna föroreningar såsom kvicksilver. Viktigt att ta hänsyn till att den jord som behandlas dör. Inte för blöt mark, fukthalt <30%. Kräver också omfattande rökgasrening. Kan göras både in situ och ex situ. Ex situ-behandlingar skapar större kontroll över tekniken men är också dyrare.
När man behöver sanera mark kan man välja att sanera In situ eller Ex situ. Ge några exempel på när det passar att rena In situ.
- Svårtillgänglig mark - trångt, byggnader som ej kan flyttas.
- Om biotopen kan förbli oförändrad.
- Djupa föroreningar
- Mindre kritisk tidaspekt
- Liten spridningsrisk.
In situ är billigare då det inte kräver utgrävning, bortfraktning –> arbetsinsatsen är lägre än för ex situ.
Beskriv hur Air Sparging går till och vilken typ av föroreningar som metoden kan användas för.
Om en del av föroreningen är löst i grundvattnet kan man driva ner luft under grundvattennivån och fylla marken med luft som gör den mer porös. Detta gör att föroreningen släpper porgaser som kan sugas upp med vakuumpump. Processen kan förstärkas genom att skicka ner ånga. Gasen som pumpas upp renas sedan genom gasrening. Används för rening av flyktiga föroreningar, såsom olja, bensin, VOC och klorerade lösningsmedel.
Beskriv vad som särskiljer anaeroba biologiska reningsprocesser från aeroba processer. Vilka fördelar/nackdelar har de?
Anaeroba: process utan syre, frigör mindre energi per substrat.
Positivt - producerar energirik metangas (istället för så mycket värme), renar klorföreningar.
Negativt - känsligare för driftstörningar (t.ex. UASB), lång uppehållstid => stor rötkammare => anläggningen blir dyr, känslig för toxiska ämnen som kan slå ut reningen, långsammare, fettsyror bildas och sänker pH.
Aeroba: process med syre, frigör mer energi per substrat.
Positivt - inte lika känsligt för driftstörningar, snabbare.
Negativt - kraftigare luftningsinsatser => högre energikostnader, producerar kostnadskrävande slam och nästan inga energieffektiva restprodukter.
Kommunala avloppsvatten innehåller ofta höga halter kväve som kräver extra kväverening. Jämför de bägge processerna aktivslam + efterdenitrifikation AS+N och
aktivslam med fördenitrifikation N+AS.
a) Vilken process har störst behov av tillsatts-kemikalier i form av metanol? Varför?
b) Med vilken process är det lättast att nå >75% N- reduktion? Varför?
c) Förklara varför kalk behöver tillsättas till reningsverk med särskild kväverening?
a) Efterdenitrifikation är i störst behov av tillsatskemikalier eftersom dessa ofta är placerade efter nitrifikationen i ett reningsverk och där är de lättnedbrytbara ämnena slut. Denitrifikationsbakterierna behöver lättnedbrytbart organiskt material och tillsatt metanol är därför nödvändigt.
b) Efterdenitrifikation. I fördenitrifikation renas inte allt kväve, 25% går orenat. Om tillräckligt stor volym nitratrikt vatten recirkuleras kan kvävereduktionen uppgå till >75%.
c) Nitrifikationsprocessen skapar protoner som sänker pH. För att undvika att pH sänks tillsätts kalk.
Reningsverk är ofta stora och är därför byggda utomhus. Beroende på vilken årstid vi har varierar temperaturen i luften. Hur kan temperaturen påverka reningsverket? Vad kan man förvänta sig händer i ett kommunalt reningsverk i en kustkommun, när det är minusgrader i luften?
Försämrar biologisk rening eftersom temperaturen sjunker. Kräver ledning från ventilationsvärmen i reningsverken till bassängen för att öka temperaturen i vattnet. Skogsindustriellt vatten är varmare när det inkommer till reningsverket så inte lika känsligt.
Vad betyder: Autotrof, heterotrof, kemotrof, fototrof, aerob och anaerob.
Autotrof: organismer (t.ex. växter och alger)som använder koldioxid som kolkälla
Heterotrof: organismer som använder organiskt substrat som kolkälla.
Kemotrof: organismer som får sin energi av kemiska föreningar.
Fototrof: organismer som använder fotosyntes och solljus som energikälla.
Aerob: nedbrytningsprocess med tillgång till syre. Nedbrytning av organiska kolföreningar till koldioxid, vatten och cellmassa.
Anaerob: nedbrytningsprocess utan tillgång till syre. Nedbrytning av organiska kolföreningar till koldioxid, vatten, cellmassa och metan.
Skogsindustriella och kommunala avloppsvatten skiljer sig åt på flera sätt. På vilket sätt skiljer de sig och vilka konsekvenser får det för reningsverket?
Innehåll Kommunala:
- Organiskt material i form av allt som kommer från våra hushåll
- Generellt lättnedbrytbara föreningar.
- Möjlig reduktionsgrad med biologiska reningsmetoder >90% BOD
- Kan innehålla låga halter läkemedelsrester, PAH och metaller –> svårnedbrytbara.
- Ofta överskott av näringsämnen, NH4+, PO43- (N ochP)
Innehåll Skogsindustriella:
* Organiskt material i form av allt som kommer från träd.
Lättnedbrytbara sockerarter
Lättnedbrytbara men toxiska harts och fettsyror, steroler.
Svårnedbrytbara ligninrester
* Ofta underskott på N och P)
* Möjlig reduktionsgrad med biologiska reningsmetoder ges 40-70% COD
* Kan innehålla klorat
Reningsteknik kommunala
- Relativt lättnedbrytbart - föroreningar som stör syresättningen bryts ner fort.
- Behov av kväverening - kräver aeroba förhållanden för nitrifikation.
- Innehåller även fosfor som är en ändlig resurs och därför behöver återvinnas.
Reningsteknik Skogsindustriellt:
- Mer svårnedbrytbara föroreningar - påverkar syresättningen mer.
- Kan innehålla klorat och därför kan det finnas behov av att bygga ut med en anaerob zon för att bryta ned detta.
Det finns många olika tekniker för att sanera förorenad mark. Några tekniker är utformade för att fungera In situ, andra Ex Situ. Om man har en markförorening som man vet är biologiskt nedbrytbar kan man välja mellan: biologisk rening In situ och biologisk rening Ex situ.
Beskriv vad som skiljer de bägge metoderna åt och ange fördelar respektive nackdelar när man väljer mellan de bägge metoderna.
Ämnen som passar: organiska föreningar som är biologisk nedbrytbart, Klorerade lösningsmedel, klorfenol, pertroleumkolväten.
In situ
Pumpa ner bakterier i den förorenade marken som renar på plats. Kan ibland behöva tillsätta N, P och värme för att processen ska komma igång.
Kan även pumpa grundvatten för att öka flödet och därmed öka transport av näringsämnen och mikroorganismer.
Fördelar: Området bevaras, biotop bevaras, billigt.
Nackdelar: Spridningsrisk
Ex situ
Biobädd - den förorenade jorden grävs upp och samlas på en tät yta och besprutas med vatten. I vattnet kan även näringsämnen blandas in. För att förhindra att ångor sprids till atmosfären kan jorden täckas med plast alternativt växthusliknande byggnad. För att tillsätta syre plöjs jorden. Analyser görs av lakvattnet för att undersöka om det innehåller toxiska ämnen eller om jorden är renas.
Fördelar: hög grad rent, komposten går att sälja stor kontroll på rening.
Nackdelar: Dyr metod, fukthalt måste >10% får inte torka ut, lerjord problem
I ett reningsverk finns många typer av mikroorganismer. För att driva de biokemiska processen som vi vill ha i ett reningsverk, behöver mikroorganismerna en kollkälla, energikälla och elektronacceptor. Kryssa i den ruta/de rutor där man hittar den aktuella typen av bakterie:
Typ av bakterie Nitrifikationssteg UASB LAS a) Autotrof Kemotrof Aerob
b)
Heterotrof
Kemotrof
Aerob
c)
Heterotrof
Kemotrof
Anaerob
Typ av bakterie 1.Nitrifikationssteg 2.UASB 3.LAS
a)
Autotrof
Kemotrof 1X
Aerob
b)
Heterotrof
Kemotrof 3X
Aerob
c)
Heterotrof
Kemotrof 2X 3X
Anaerob
Klockdjur: Vilken betydelse har de för reningseffektiviteten i ett reningsverk. Hur kan man styra reningsprocessen för att ge dem goda förutsättningar
Klockdjur äter upp frisimmande bakterier => ökar reningseffektiviteten eftersom frisimmande bakterier inte kan avskiljas med vanlig sedimentation. Viktigt med rätt balans mellan SRT och slambelastning (F/M)
Anaeroba bakterier kan använda en rad olika elektronacceptorer, ex.vis NO3- , SO42- och CH2O. Vilken förening förväntar du dig försvinner först i ett anaerobt reningssteg?
NO3-
Vilken betydelse har klockdjur för reningseffektiviteten i ett reningsverk. Hur kan man styra reningsprocessen för att ge dem goda förutsättningar.
De ökar effektiviteten genom att äta frisimmande bakterier som annars inte kan avskiljas med vanlig sedimentering. Man kan styra SRT och F/M för att få ett slam med bra egenskaper och hög andel protozoer, även använda sig av en selektor.
Det finns många olika tekniker för att sanera förorenad mark. Några tekniker är utformade för att fungera In situ, andra Ex Situ. Beskriv både en in situ-metod och en ex-situ metod för att sanera mark från utspillda lösningsmedel. Ange fördelar respektive nackdelar när man väljer mellan de bägge metoderna.
in situ: Air sparging, trycker ner luft under föroreningen så att föroreningen bubblar upp och kan sugas ut. Gasen som sugs ut renas sedan ovan mark.
ex situ: jordtvätt, ta upp all jord och blanda i en “tvättmaskin” för att rena jorden
Positivt
Air sparging: fungerar bra om föroreningarna är djupt nere, billigare, låg arbetsinsats
Jordtvätt: större kontroll, lättare att avgränsa
Negativt
Air sparging: svårt att avgränsa, tar ganska lång tid
Jordtvätt: ofta svårt att gräva upp allt, dyrare
Normalt innehåller biologiskt slam ca 1 % fosfor. Under särskilda förhållanden kan man ge förutsättningar för bakterier som kan innehålla högre halter fosfor. Varför vill man styra processen så att bakterierna innehåller högre halter fosfor? Beskriv kortfattat hur det går till.
Vid högre fosforhalt kan man använda sig av endast biologisk fosforrening och behöver inte använda sig av kemisk fosforfällning. Bio-P bakterier kan lagra upp till 3 % fosfor.
Omväxlande areob och anaeroba förhållande kan bygga upp extra höga halter fosfor i cellen för att cellen lagrar fosfor i form av polyfosfat.
