Vyhodnocení klíčových parametrů mikroaerace pro odstraňování sulfanu z anaerobního semikontinuálního fermentoru

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22320%2F20%3A43920331" target="_blank" >RIV/60461373:22320/20:43920331 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://acesr.sk/wp-content/uploads/Zbornik-OV-2020.pdf" target="_blank" >http://acesr.sk/wp-content/uploads/Zbornik-OV-2020.pdf</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Vyhodnocení klíčových parametrů mikroaerace pro odstraňování sulfanu z anaerobního semikontinuálního fermentoru

Popis výsledku v původním jazyce

Mikroaerace je dobře známou a šetrnou metodou k odstraňování sulfanu z bioplynu, při které je sulfan biologicky oxidován na elementární síru. I přesto, že je dnes mikroaerace používána v reálných aplikacích, klíčové parametry ovlivňující účinnost této technologie doposud nebyly popsány. V mikroaerobních biofilmech probíhá mnoho paralelních procesů, jejichž parametry (kinetické a termodynamické) většinou nelze měřit odděleně a je tedy nutné hledat moderní metody pro jejich kvantifikaci. V této studii byl vyvinut matematický model popisující chování sulfanu v mikroaerobních podmínkách, přičemž koncentrace sulfanu v bioplynu byla přímo závislá na koncentraci síranů v substrátu. Jedná se tedy o jednoduchý prediktivní model koncentrace sulfanu v bioplynu, vycházející z charakteristiky přitékajícího znečištění. Tento model byl kalibrován experimentálními daty z laboratorního provozu mikroaerobního fermentoru. Fermentor byl provozován v semikontinuálním režimu, neboť mikroaerace může být právě v těchto typech reaktorů nespolehlivá vlivem nepravidelného míchání reaktoru a související kolísající koncentrace sulfanu. Senzitivní analýza modelu ukázala, že specifická aktivita sirných bakterií odpovědných za oxidaci sulfanu na elementární síru (SOB) je nejdůležitějším parametrem určujícím rychlost celého procesu. Dalšími limitujícími parametry jsou koeficient přestupu sulfanu z kapalné fáze do bioplynu a plocha biofilmu. Zatímco aktivita SOB je dána fyziologicky a není tedy příliš ovlivnitelná, zajištění dostatečné plochy biofilmu a optimalizace koeficientu přestupu sulfanu (např. intenzivnějším mícháním) jsou tedy klíčové a mohou být využity pro zefektivnění odstranění sulfanu mikroaerací.

Název v anglickém jazyce

Evaluation of key parameters of microaeration for hydrogen sulfide removal from an anaerobic sequencing batch reactor

Popis výsledku anglicky

Microaeration is a well-known method for hydrogen sulfide removal from biogas. Hydrogen sulfide is biologically oxidized to harmless elemental sulfur. Despite the fact that microaeration is now used in full-scale applications, the key parameters influencing the effectiveness of this technology have not yet been described. Many parallel processes take place in microaerobic biofilms, therefore, the parameters (kinetic and thermodynamic) usually cannot be measured separately. Thus, it is necessary to look for modern methods for their quantification. In this study, a mathematical model was developed describing the hydrogen sulfide behaviour under microaerobic conditions, with the concentration of hydrogen sulfide in biogas being directly dependent on the concentration of sulfates in the substrate. It is therefore a simple predictive model of hydrogen sulfide concentration in biogas, based on the characteristics of the inflowing pollution. This model was calibrated with experimental data from laboratory operation of a microaerobic fermenter. The fermenter was operated semi-continuously, as micro-aeration can be unreliable in these types of reactors due to irregular reactor mixing and associated fluctuating hydrogen sulfide concentrations. Sensitive analysis of the model showed that the specific activity of sulfur bacteria responsible for the oxidation of hydrogen sulfide to elemental sulfur (SOB) is the most important parameter determining the speed of the whole process. Other limiting parameters are the hydrogen sulfide transfer coefficient from the liquid phase to biogas and the biofilm area. While SOB activity is physiological and therefore not very controllable, ensuring a sufficient biofilm area and optimizing the hydrogen sulfide transfer coefficient (e.g. by more intensive mixing) are therefore key and can be used to streamline hydrogen sulfide by microaeration.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

20801 - Environmental biotechnology

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název statě ve sborníku

Zborník prednášok a posterov 11. bienálnej konferencie s medzinárodnou účasťou Odpadové vody 2020

ISBN

978-80-973196-2-5

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

5

Strana od-do

75-79

Název nakladatele

Asociace čistírenských expertů SR (AČE SR)

Místo vydání

Bratislava

Místo konání akce

Štrbské Pleso

Datum konání akce

14. 10. 2020

Typ akce podle státní příslušnosti

EUR - Evropská akce

Kód UT WoS článku

—