CS196358B2 - Process for growth of fibrous biomase inhibiting in activated sludge system - Google Patents
Process for growth of fibrous biomase inhibiting in activated sludge system Download PDFInfo
- Publication number
- CS196358B2 CS196358B2 CS772609A CS260977A CS196358B2 CS 196358 B2 CS196358 B2 CS 196358B2 CS 772609 A CS772609 A CS 772609A CS 260977 A CS260977 A CS 260977A CS 196358 B2 CS196358 B2 CS 196358B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- zone
- oxidation
- ppm
- sludge
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 230000012010 growth Effects 0.000 title claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 14
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title claims 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 55
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 43
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 41
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 35
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 28
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 25
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 24
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 21
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 claims description 15
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 14
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 14
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 11
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 18
- 241000894007 species Species 0.000 description 15
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 13
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 11
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 9
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000009056 active transport Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 description 1
- 241001478894 Sphaerotilus Species 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 235000012631 food intake Nutrition 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
- -1 · N Chemical compound 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
Vynáleiz se týká zlepšení při zpracování městských splašků a/nebo průmyslových odpadních vod postupem aktivovaného· kalu. Zejména se týká řízení provozních podmínek pro zvýšení selektivní .produkce a udr- žení vysoce aktivní biomasy, která je v podstatě prosta vláknitého růstu, v systému, přičemž získaný kal má výhodné usazovací vlastnosti a je schopen v podstatě odstranit fosforečnany z přicházející odpadní vody.The invention relates to improvements in the treatment of urban sewage and / or industrial wastewater by the activated sludge process. In particular, it relates to the control of operating conditions to enhance the selective production and maintenance of highly active biomass, which is substantially free of fibrous growth, in the system, the sludge obtained having advantageous settling properties and being able to substantially remove phosphates from the incoming waste water.
Postup s použitím aktivovaného kalu se po mnoho let používá pro odstranění biologické spotřeby kyslíku (BSK) z odpadní vody. Tento postup sestává z udržování aerační nádrže, v níž se odpadní voda přivádí ,do suspenze mikroorganismů, čímž se vytvoří směs. Směs se provzdušňuje, aby se dodával kyslík pro dýchání biomasy, která poutá, asimiluje a metaboíizuje biologickou 'spotřebu kyslíku odpadní vody.The activated sludge process has been used for many years to remove biological oxygen demand (BOD) from wastewater. This process consists in keeping the aeration tank in which the wastewater is supplied to the microorganism suspension to form a mixture. The mixture is aerated to supply oxygen to breathe biomass that attracts, assimilates, and metabolizes the biological consumption of wastewater oxygen.
Po vhodné době aerace se směs zavede do čiřiče, ve kterém se biomasa usadí a upravená odpadní voda přetéká do vodního· toku. Hlavní čáiSt osazené biomasy, která , se koncentruje ,u dna Čiřiče, se znovu vrací do aerační nádrže a menší část ee čistí', aby se udržela· konstantní zásoba biolátek v systému.After a suitable aeration period, the mixture is introduced into a clarifier in which the biomass settles and the treated effluent flows into the watercourse. The main part of the seeded biomass, which concentrates at the bottom of the clarifier, is returned to the aeration tank and a minor portion is cleaned to maintain a constant supply of bio-substances in the system.
Navzdory mnohoůčelinosti a účinnosti tovláknité biomasy v systému aktivovaného hoto postupu a jeho mnoha modifikací, zůstává hlavní problém. Je 'to současný růst těch druhů organismů, které mají vysoký specifický povrch a/nebo jsou vláknité, jako· jsou sfaerotily, které se neusazují odpovídá jícím způsobem v čiřiči. Následkem vlálcnité biotoasy je hesehopnost uvolnit biomasu od upravené odpadní vody.Despite the multifunctionality and efficiency of fiber biomass in the activated process system and its many modifications, the main problem remains. It is the simultaneous growth of those species of organisms that have a high specific surface area and / or are fibrous, such as spheroids, which do not settle appropriately in the clarifier. The corrugated biotoase results in the inability to release biomass from the treated waste water.
Dalším· problémem je účinnoht odstranění fosforečnanů z odpadní vody. Příčiny takovéhoto odstraňování jsou nejasné a postup je neschopen extrapolace pro úpravná zařízení odpadní vody biologickým způsobem v obecném měřítku. Tak dosud nejsou žádné spolehlivé nebo uspokojivé způsoby, ve kterých by bylo řízení odstraňování. fosforečnanů samotným biologickým' působením obecně ^ustanoveno. *Another problem is the efficacy of phosphate removal from wastewater. The causes of such removal are unclear and the process is incapable of extrapolating to wastewater treatment plants on a biological scale in general. So far, there are no reliable or satisfactory ways in which removal control would be. phosphates by the biological action generally established. *
Bylo již vytvořeno několik modifikací základního postupu s aktivovaným kalem· při vyvarování se růstu vláknitých druhů organismů a/nebo· druhů organismů s vysokým specifickým povrchem, což má za následek zjev nazývaný „zbytnění“. Jedním způsobem je rozdělení ..vtékající odpadní vody do různých sekcí aerační nádrže, aby se pokryla spotřeba kyslíku. Dále se má snížit zatížení biologické spotřeby kyslíku na aerační nádrž. Třetím způsobem je přidání jedů do syštému, aby se selektivně z,ničily or196358 ganismy vláknité a s vysokým specifickým povrchem.Several modifications have already been made to the activated sludge base process in avoiding the growth of filamentous species and / or high surface area organisms, resulting in a phenomenon called "scaling". One way is to divide the effluent effluent into different sections of the aeration tank to cover the oxygen consumption. Furthermore, the burden of biological oxygen consumption on the aeration tank should be reduced. A third way is to add poisons to the system to selectively destroy or196358 filamentous and high surface area ganisms.
Dalším způsobem je přechodné vytvoření zcela anaerobního systému, a talk zničení vláknité biomasy, která je tvořena v převáž' né míře nezbytnými aeroby. Dalším způsobem je udržení vysokého obsahu rozpuštěného kyslíku a vysokého stálého stavu biologické spotřeby (kyslíku v počátečním; kapalném stadiu nebo jeho hydraulického ekvivalentu, aby se podporoval selektivní růst aktivní nevláknité biomasy, která přeroste nebo zamezí rozvoji vláknitých druhů o vyšším specifickém povrchu.Another way is to temporarily create a completely anaerobic system, and to talk about the destruction of fibrous biomass, which is made up largely of the necessary aerobes. Another way is to maintain a high dissolved oxygen content and a high steady state bioavailability (oxygen in the initial; liquid phase or its hydraulic equivalent) to promote the selective growth of active non-fibrous biomass that will outgrow or prevent the development of fibrous species of higher specific surface area.
V minulých letech byly navrhovány .početné technologie k modifikaci používaného postupu s aktivovaným kalem, aby se zlepšilo odstranění dusíku a/nebo fosforu. Mezi tyto různé způsoby, které jsou zveřejněny, patří ty, které zahrnují nitrifikačnií — denitrifikační systémy, jejichž jedna forma je popsána J, L. Barnardem ve Watelr and Was. te Engineering (1974) 33.Numerous technologies have been proposed in recent years to modify the activated sludge process used to improve the removal of nitrogen and / or phosphorus. Among the various methods disclosed are those that include nitrification-denitrification systems, one form of which is described by J, L. Barnard in Watelr and Was. te Engineering (1974) 33.
'Při tomto postupu označeném „Bardenpho“ jsou provozovány čtyři směsné bazény aktivovaného kalu v sérii, načež následuje čířič, z kterého se .kal vrací do první nádrže. První a třetí nádrž pracují za. neoxidačníeh podmínek a přijímají směs obsahující dusičnany a dusitany (NOX~) z druhé a čtvrté nádrže-v· sérii, které jsou provzdušňovány. Zatímco se uvádí periodické dobré odstranění fosfc/ru a dusíku v poloprovozu, když sé pracuje při dost vysokých dobách zdržení .přítoku, nedosáhne se produkce hutného, snadno filtrovatelného kalu.In this Bardenpho process, four mixed sludge pools are operated in series, followed by a clarifier from which sludge returns to the first tank. The first and third tank work behind. non-oxidizing conditions and receive a mixture containing nitrates and nitrites (NO X -) from the second and fourth tanks in series, which are aerated. While the periodic good removal of phosphorus and nitrogen in the pilot plant is reported when operating at sufficiently high residence times, the production of dense, readily filterable sludge is not achieved.
Žádný ze způsobů, které byly dosud navrhovány, není schopen vyvarovat se zbytnění biomasy a účinného· odstranění fosforečnanů. 'None of the methods proposed hitherto are able to avoid biomass growth and efficient phosphate removal. '
Výše uvedené nedostatky odstraňuje způ.sob zabraňování růstu vláknité biomasy v systému aktivovaného kalu, jehož podstata spočívá v tom, že se v počáteční kontaktní zóně směšuje aktivovaný kal s .přitékající odpadní vodou s biologickou spotřebou kyslíku a popřípadě s obsahem fosforečnanů a amoniaku, přičemž se počáteční kontaktní zóna udržuje za anaerobních podmínek, například stykem směsi s plynem prostým kyslíku, při koncentraci dusičnanu a/nebo dusitanu, menší než 0,3 ppm a obsahu rozpuštěného kyslíku menším než 0,7 ppm, k produkci nevláknitých mikroorganismů, které .vážou biologickou spotřebu kyslíku, pak s úpravou nebo bez úpravy v mezilehlé zóně, která může být případně udržována za neoxidačních podmínek, se nechá v oxidační zóně probíhat biologická oxidace ve směsi stykem s plynným kyslíkem, který se vpouští do ..oxidační zóny, přičemž se v oxidační zóně udržuje obsah rozpuštěného kyslíku v rozmezí. 1 ppm až 20 (ppm, oxidovaná směs se převede z oxidační zóny do usazovací zóny, kde se vyčištěná vrchní' kapalina oddělí ed usazeného kalu a část usazeného' kalu se vrací do počáteční kontaktní zóny pro smíšení aktivovaného kalu v této zóně s přitékající odpadní vodou.The above-mentioned drawbacks eliminate the method of preventing the growth of fibrous biomass in the activated sludge system, which consists in mixing activated sludge in the initial contact zone with waste water flowing with biological oxygen consumption and optionally containing phosphates and ammonia, the initial contact zone maintains under anaerobic conditions, for example by contacting the mixture with an oxygen-free gas, at a nitrate and / or nitrite concentration of less than 0.3 ppm and a dissolved oxygen content of less than 0.7 ppm, to produce non-fibrous microorganisms the oxygen uptake, with or without treatment in the intermediate zone, which may optionally be maintained under non-oxidizing conditions, the biological oxidation is allowed to proceed in the oxidation zone in a mixture by contact with the gaseous oxygen which enters the oxidation zone, zone dissolved oxygen content in the range. 1 ppm to 20 (ppm, the oxidized mixture is transferred from the oxidation zone to the settling zone, where the purified top liquid is separated from the settled sludge and a portion of the settled sludge is returned to the initial contact zone to mix the activated sludge in this zone with the effluent .
Postup podle vynálezu vytváří aktivní hutnou biomasu, která se snadno koncentruje při druhotném čiření.The process of the invention produces an active dense biomass that is easily concentrated during secondary clarification.
• Bližší vysvětlení je kromě jiného zřejmé z přiložených výkresů, na nichž obr. 1 je schematickým bokorysem zjednodušeného systému podle vynálezu, a obr. 2 je podobný .nákres modifikovaných provedení.1 is a schematic side view of a simplified system according to the invention, and FIG. 2 is a similar drawing of the modified embodiments.
Nyní bylo zjištěno, že· požadovaná selektivní produkce druhů organismů, které jsou schopny odstraňovat fosforečnany a vytvářet nezbytňující populaci biomasy z vysoce aktivních· hutnýc,h a rychle se usazujících > mikroorganismů, se může podpořit a udržovat přísným udržováním anaerobních podmínek na začátku, kdy se mísí přicházející odpadní voda a vracený kal ze sekundárního čiření. Výsledkem je, žeIt has now been found that the desired selective production of species of organisms that are capable of removing phosphates and creating the necessary biomass population from highly active metallurgical species, and rapidly settling microorganisms, can be supported and maintained by strictly maintaining anaerobic conditions at the beginning of mixing incoming waste water and returned sludge from secondary clarification. The result is that
1. nedochází k růstu nežádoucích mikroorganismů s vysokým specifickým povrchem, jako je sphaerotilus a.1. there is no growth of undesirable micro-organisms with a high specific surface area, such as sphaerotilus;
2, podstatná množství přicházející biologické spotřeby kyslíku se poutají z přicházející odpadní vody mikroorganismy, které mají schopnost toto provádět za anaerobních podmínek.2, substantial amounts of the incoming biological oxygen demand are drawn from the incoming waste water by microorganisms having the ability to do this under anaerobic conditions.
Předpokládá se nezaručeně, že energie pro aktivní transport biologické spotřeby kyslíku, do buněčných stěn je odvozena z hydrolýzy polyfosforečnanů a že ty druhy, které 'jsou nejschopnější ukládat polyfosforečnany, budou růst za těchto podmínek.It is believed that the energy for the active transport of the biological oxygen demand to the cell walls is derived from the hydrolysis of polyphosphates and that those species that are most capable of storing polyphosphates will grow under these conditions.
Počáteční anaerobní zóna podle jednoho provedení je následována oxidační aerobní zónou, kde se poutaná potrava v aerobní zóně Oxiduje a kde jakákoli zbývající biologická spotřeba kyslíku se váže a oxiduje. Během tohoto aerobního stavu se kompenzuje energie ztracená hydrolýzou polyfosforečnanů a znovu se vytvoří polyfosforečnan a uskladní se v provzdušněné biomase a fosforečnany se takto odstraní zé směsi.The initial anaerobic zone according to one embodiment is followed by an oxidative aerobic zone, where the bonded food in the aerobic zone is oxidized and where any remaining biological oxygen demand is bound and oxidized. During this aerobic state, the energy lost by the hydrolysis of the polyphosphates is compensated and the polyphosphate is re-formed and stored in aerated biomass and the phosphates are removed from the mixture.
Podle dalšího provedení, jak zde bude dále uvedeno, je neoxidační zóna pro provedení denitrifikace uspořádána mezi anaerobní a .oxidační aerobní ziónou.According to a further embodiment, as hereinafter described, a non-oxidizing zone for performing denitrification is arranged between the anaerobic and oxidizing aerobic zones.
Povaha uložení fosforu v biomase je taková, že dochází jen k malému návratu fosforečnanů, čímž je-umožněno, že fosfor se vyloučí ze systému s odpadním aktivova.ným kalem.The nature of the phosphorus deposition in the biomass is such that there is little return of phosphates, thereby allowing the phosphorus to be eliminated from the waste activated sludge system.
Na obr. 1 je uvedeno· modifikované úpravné zařízení používající aktivovaného kalu, které je vybaveno obvyklým vstupem 11 pro odpadní vodu, která má být upravována. Obvykle je odpadní voda z usazených splašků z primární usazovací nádrže nebo čířiče (neznázorněného) ale primární sedimentace není nutná. Vtékající odpadní voda zpočátku vstupuje do anaerobní směšovací zóny A, ve které se míchá s recyklovaným kalem usázeným v usazovací nádrži nebo čiříči 12 a vraceným do zóny A vedením 13. Část usazeného kalu z, čířiče 12 se odstra19 6 3 5 8 ňuje vedením 14, zatímco vyčištěná nadbytečná kapalina se. odesílá do vodních toků nebo do zásobníků s další úpravou nebo bez další úpravy, jak je potřeba.Fig. 1 shows a modified treatment plant using activated sludge, which is equipped with a conventional waste water inlet 11 to be treated. Usually, the waste water from the sewage sludge is from the primary settling tank or clarifier (not shown) but primary sedimentation is not necessary. The effluent initially enters the anaerobic mixing zone A, in which it is mixed with recycled sludge deposited in the settling tank or clarifier 12 and returned to zone A via line 13. Part of the settled sludge from clarifier 12 is removed through line 14, while the cleaned up excess liquid does. Dispatches to watercourses or containers with or without further treatment as necessary.
Jak je uvedeno, zóna A se udržuje v přísně anaerobních podmínkách. Výrazý „anaerobní“ a „neoxidační“ nejsou jasně a ustáleně definovány v literatuře, v které se tyto výrazy používají. Pro účel této přihlášky vynálezu je výraz „anaerobní“ definován jako stav existující uvnitř úpravné zóny splašků, které jsou v podstatě prosty NOX“ (to znamená mají méně než 0,3 ppm a výhodně méně než 0,2 ppm, vyjádřeno ve formě elememtáriíího dusíku], kde podmínky jsou takové, že · koncentrace rozpuštěného kyslíku (RKJ je menší než 0,7 ppm a výhodně menší než 0,4 ppm.As noted, zone A is maintained under strict anaerobic conditions. The terms 'anaerobic' and 'non-oxidative' are not clearly and consistently defined in the literature in which these terms are used. For the purpose of this application, the term "anaerobic" is defined as the condition existing within the wastewater treatment zone that is substantially free of NO X "(i.e., less than 0.3 ppm and preferably less than 0.2 ppm, expressed as an elememtarium). nitrogen], wherein the conditions are such that the dissolved oxygen concentration (RKJ is less than 0.7 ppm and preferably less than 0.4 ppm.
Výraz „'neoxidační“, jak je používán v této přihlášce vynálezu, je definován jako stav existující, uvnitř úpravné zóny odpadních vod, kde. .biologická spotřeba kyslíku je metabollzována dusičnany a/nebo -dusitany při počáteční celkové koncentraci, vyšší, než asi 0,5 ppm, vyjádřeno jako dusík, a rozpuštěný kyslík je Obsažen v množství menším než 0,7 ppm, výhodně..menším než 0,4 ppm. /..· 'Píro· zajištění toho, aby . zóna A byla udržována za anaerobních· podmínek,.; může. „následovat jakýkoli jeden nebo .více z následujících stupňů.' 'Nádoba tvořící./zónu A může. být opatřena vrstvou dusíku, kysličníku uhličitého nebo jiného inertního plynu na povrchu kapaliny, aby se zabránilo přístupu atmosférického vzduchu ke kapalině; nebo může být opatřen lehce uložený kryt na nebo nad povrchem kapaliny· nebo může být vytvořen tuhý kryt nad povrchem kapaliny. ·The term "non-oxidizing" as used in this application is defined as an existing state within a wastewater treatment zone where. The biological oxygen demand is metabolysed with nitrates and / or nitrites at an initial total concentration greater than about 0.5 ppm, expressed as nitrogen, and the dissolved oxygen is contained in an amount of less than 0.7 ppm, preferably less than 0 ppm. , 4 ppm. /..· 'Feather · ensuring that. zone A was maintained under anaerobic conditions; can. "To follow any one or more of the following steps." The container forming zone A can. be provided with a layer of nitrogen, carbon dioxide or other inert gas on the surface of the liquid to prevent atmospheric air from entering the liquid; or a lightly placed cover on or above the liquid surface may be provided, or a rigid cover may be provided above the liquid surface. ·
Místo· toho nebo .navíc k tomuto může být dodáván do srpěsi' čisticí plynný dusík a probubláván touto směsí v zóně A, aby se vytěsnil jakýkoli přítomný kyslík. Tato· poslední volba je znázorněna v obr. 1 vedením 15 zavádějícím dusík do dna zóny A.Instead, or in addition to this, nitrogen purge gas can be supplied to the screen and bubbled through the mixture in zone A to displace any oxygen present. This last choice is shown in FIG. 1 by a line 15 introducing nitrogen into the bottom of zone A.
Odpadní voda normálně obsahuje trochu nebo žádný NOX _ vlivem redukčního působeni biologické spotřeby kyslíku v přítomnosti mikroorganismů ve vtékající odpadní vodě. Potenciálním zdrojem NOX_ je nazpět vracený kal ze sekundárního čiřiče a nazpět vracená směs z aerobní úpravné zóny z nitrifikaičních biologických systémů, to je těch, které vyvolávají oxidací amoniakální spořeby kyslíku na NOX-.Wastewater normally contains little or no NO x due to the reducing action _ biological oxygen in the presence of microorganisms in the incoming waste water. A potential source of NOX is _ back the returned sludge from the secondary clarifier and returned back from a mixture of aerobic conditioning zone nitrifikaičních biological systems, i.e. those which cause the oxidation of ammonia spořeby NOX- oxygen.
Koncentrace NOv v počáteční anaerohní zóny, kde se recyklovaný kal míchá s přicházející odpadni vodou, se udržuje menší než 0,3 a výhodně menší než 0,2 ppm NOX~, vyjádřeno jako· elementární dusík vyvarováním se zavedení směsi z aerobní zóny nitrifikačn.ího· systému, a řízení 'NOX -. obsahu v recyklovaném kalu ze spodního proudu čiřiče, Ní,Ox~ koncentrace v recyklovaném kalu může být řízena vytvořením dostatečné doby zdržení v čiřiči a kalovém recirkulačním systému pro umožnění odpovídající redukce NOX _ na elementární dusík pomocí biologické spotřeby kyslíku biómasy v zpětném toku kalu. .The NOv concentration in the initial anaerohe zone where the recycled sludge is mixed with the incoming waste water is maintained less than 0.3 and preferably less than 0.2 ppm NO X - expressed as elemental nitrogen by avoiding nitrification introducing the aerobic zone mixture. · í system, and management 'NO X -. content in the recycled sludge from the underflow of the clarifier, Ni, O x ~ concentration in the recycled slurry can be controlled by creating a sufficient residence time in the clarifier and the sludge recirculation system to enable adequate reduction of NO X _ to elementary nitrogen by means of the biological oxygen demand of the biomass in reflux sludge . .
' Ačkoli to .není -nutné, zóna A je výhodně rozdělena na dvě nebo více úpravných sekcí kapaliny, aby se umožnilo brzdit proudění kapaliny anaerobní zónou. Bylo zjištěno, že vytvořením hmotně rozčleněných sekcí nebo jejich hydraulickým ekvivalentem se lépe dosáhne požadovaného uvolnění od růstu vláknitých organismů a tím se získá vývoj hutných kalů za jinak nepříznivých podmínek.Although not necessary, zone A is preferably divided into two or more treatment sections of the liquid to allow the flow of liquid through the anaerobic zone to be inhibited. It has been found that the formation of mass-divided sections or their hydraulic equivalent better achieves the desired release from the growth of filamentous organisms, thereby obtaining the development of dense sludge under otherwise unfavorable conditions.
Takovéto nepříznivé podmínky například zahrnují provoz při nízkých, koncentracích biologické spotřeby kyslíku, kde by biomasa s velikým specifickým povrchem měla výhodu při soutěžení v absorbování chudého přívodu potravy. Při rozdělení kapalinou je obtok neupravené biologické spotřeby kyslíku z anaerobní zóny vyloučen.Such adverse conditions include, for example, operation at low concentrations of biological oxygen consumption, where biomass with a large specific surface area would have the advantage of competing in absorbing poor food intake. By liquid distribution, the bypass of the untreated biological oxygen demand from the anaerobic zone is excluded.
V provedení znázorněném v obr. 1 je zóna A zakreslena jako rozdělená do dvou sekcí «neboli komor 16 a 17, z nichž každá je vybavena míchacími prostředky 19. Kapalina prochází téměř uzavřeným proudem několika sekcemi zóny A a vypouští se do oxidační zóny označené B. Zatímco zóna A má dvě oddělené-sekce 16. a 17, je třeba si uvědomit, že takto může být vytvořeno-i více sekcí. . ...In the embodiment shown in FIG. 1, zone A is plotted as divided into two sections, or chambers 16 and 17, each equipped with agitation means 19. The liquid passes through an almost closed stream through several sections of zone A and is discharged into the oxidation zone designated B. While Zone A has two separate sections 16 and 17, it will be appreciated that multiple sections may be formed in this way. . ...
Zóny A a B mohou být oddělené spojené nádoby nebo to může být jedna nádrž jakékoli' požadované konstrukce, přičemž je zajištěno vhodnými prostředky oddělení zóny A od zóny B, zatímco se umožňuje nepřímý proud kapaliny ze zóny A do zóny B bez zpětného míšení. .Zones A and B may be separate bonded containers or may be a single tank of any desired design, provided by suitable means to separate zone A from zone B while allowing indirect fluid flow from zone A to zone B without back-mixing. .
Provzdušnění kapaliny se provádí v oxidační zóně B známým způsobem.The liquid is aerated in oxidation zone B in a known manner.
Tak, jak je znázorněno, stlačený vzduch může být pouštěn do dna oxidační zóny v rozdělovači 20. Je-li třeba, namísto . toho nebo navíc k rozdělovačům, oxidační zóna může být opatřena mechanickými provzdušňovači. Namísto vzduchu se může přivádět do zóny B kyslík jakékoliv požadované člstojy, v kterémžto případě mohou být opatřeny vhodné prostředky pro pokrytí celé nebo části zóny.As shown, the compressed air may be released to the bottom of the oxidation zone in the manifold 20. Instead, if necessary. additionally or in addition to the distributors, the oxidation zone may be provided with mechanical aerators. Instead of air, oxygen may be supplied to zone B of any desired element, in which case suitable means may be provided to cover all or part of the zone.
V provozu by se měl obsah rozpuštěného kyslíku v zóně B udržovat nad asi 1 ppm a výhodně nad 2 ppm, aby se zajistila .odpovídající přítomnost .kyslíku pro metabolismus biologické spotřeby kyslíku a pro od: stranění fosforečnanů.In operation, the dissolved oxygen content in zone B should be maintained above about 1 ppm and preferably above 2 ppm to ensure an adequate presence of oxygen for the metabolism of biological oxygen consumption and for the removal of phosphates.
Jak je znázorněno v obr. 1, zóna B je rozdělena na 2 sekce 26 a 27 úpravy kapaliny, ačkoli je třeba si uvědomit, že může být použito většího počtu takových sekcí, je-li to potřebné. Jedním důvodem pro rozdělení je to, že odstranění fosforečnanů, jak bylo zjištěno, je prvníip příkazem s ohledem na koncentraci rozpustných fosforečnanů; tak nízké hodnoty, obsahu fosforečnanů v. odto-.As shown in FIG. 1, zone B is divided into 2 liquid treatment sections 26 and 27, although it will be appreciated that a plurality of such sections may be used if necessary. One reason for the partition is that the removal of phosphates, as found, is the first order with respect to the concentration of soluble phosphates; such low values, the phosphate content of the.
196338 ku se nejlépe získá při vytvoření brzděného proudění.196338 is best obtained by creating a restrained flow.
Při provádění systému znázorněného ,v obr. 1 je třeba zdůraznit, že počáteční zóna styku a smíchání přicházející odpadní vody s recyklovaným kalem musí být udržována za anaerobních podmínek. Bylo zjištěno·, neočekávaně, že za takovýchto podmínek dochází k selektivní produkci druhů mikroorganismů, které jsou nejen schopny odstraňovat fosforečnany, ale že získaná biomasa je tvořena v podstatě. nevláknitýmď organismy, které tvoří vysoce aktivní hutný a rychle se usazující kal.In carrying out the system illustrated in FIG. 1, it should be emphasized that the initial zone of contact and mixing of incoming waste water with recycled sludge must be maintained under anaerobic conditions. It has been found, unexpectedly, that under such conditions selective production of microorganism species that is not only able to remove phosphates, but that the biomass obtained is essentially constituted, occurs. non-fibrous organisms that form highly active dense and rapidly settling sludge.
•Produkce vláknitých mikroorganismů,, které jsou nezbytnými aeroby, je zatavena, protože jejich růst je umožněn jen za aerobních podmínek. Za anaerobních podmínek, které se tam udržují, je podporována. selektivní produkce a růst druhů mikroorganismů, které jsou schopny hromadit neobvykle vysoká množství polyfosfcrečnanů ve svých buněčných stěnách. Je to způsobeno umožněním, aby tyto druhy, které jsou schopny hydrolýzy póly,fosforečnanů pro vytvoření energie pro aktivní transport, to tak učinily a tak mají výhodný přístup k biologické spotřebě kyslíku vtékající odpadní vody:• The production of filamentous microorganisms, which are essential aerobes, is sealed because their growth is only allowed under aerobic conditions. Under anaerobic conditions maintained there, it is promoted. selective production and growth of species of microorganisms that are able to accumulate unusually high amounts of polyphosphates in their cell walls. This is due to allowing the following species, which are capable of hydrolyzing poles, phosphates to generate energy for active transport, do so, and thus have beneficial access to biological oxygen consumption of effluent:
Oproti tomu ty druhy, které by normálně vázaly potravu aktivním transportem, při němž je energie odvozena od aerobní oxidace· biologické spotřeby kyslíku, jsou v tomto případě relativně neschopny konkurovat.In contrast, those species that would normally bind food by active transport, in which energy is derived from aerobic oxidation · biological oxygen demand, are relatively unable to compete in this case.
Výsledným účinkem je podpora růstu těch druhů, které mohou hromadit polyfosforečnany během oxidace a hydrolyzovat polyfosforečnany během anaerobního zásobování. Podmínky, které dávají přednost takovýmto· mikroorganismům, také podporují vytvoření relativně nízikoobjemového kalu (Mohlmann) a relativně vysoké usazovací rychlosti v zóně (ZUR). Druhy, které asimilují a oxidují biologickou spotřebu kyslíku nejúčinněji, rozhodně'převažují v populaci biomasy.The resulting effect is to promote the growth of those species that can accumulate polyphosphates during oxidation and hydrolyze polyphosphates during anaerobic supply. The conditions which favor such microorganisms also promote the formation of relatively low-volume sludge (Mohlmann) and relatively high settling rate in the zone (ZUR). The species that assimilate and oxidize biological oxygen consumption most effectively outweigh the biomass population.
Tak způsob tohoto vynálezu podporuje rozvoj aktivních nevláknitých fosfor hromadících druhů při konkurenční nevýhodě pro ostatní. Tyto druhy jsou schopny vázat vysoká množství fosforu a růst systému do· takové ,míry, že'bylo zjištěno v kalu, že obsahuje 6 '% fosforečnanů, vyjádřeno jako elementární fosfor v sušině.. Bylo zjištěno, že podstatná část biologické spotřeby kyslíku je odstraněna ze směsi v anaerobním stadiu, které bylo výše (popsáno a dále, že polyfosfoirečnany se hydrolyzují, jalk je evidentní uvolněním rozpustného fosforečnanu do směsi v anaerobní zóně.Thus, the method of the present invention promotes the development of active non-fibrous phosphorus-accumulating species at a competitive disadvantage for others. These species are capable of binding high levels of phosphorus and growing the system to such an extent that it has been found in the sludge that it contains 6% phosphates, expressed as elemental phosphorus in the dry matter. from the anaerobic phase mixture as described above and further described that polyphosphorates are hydrolyzed as evident by the release of soluble phosphate into the anaerobic zone mixture.
Po počátečním anaerobním styku se směs podrobí provzdušnění v zóně B, pro oxidaci vázané biologické spotřeby kyslíku a pro kompletní odstranění a oxidaci jakékoli zbývající biologické spotřeby kyslíku. Během této doby provzdušnění se energie oxidace zčásti využije pro růst buněk a zčásti se' využije pro, energetické zvýšení obsahu rozpustných fosforečnanů ve směsi vůči uloženým po-lyfosforečnanům: v buňkách biomasy.After initial anaerobic contact, the mixture is subjected to aeration in zone B to oxidize the bound biological oxygen demand and to completely remove and oxidize any remaining biological oxygen demand. During this aeration period, the oxidation energy is partly utilized for cell growth and partly utilized to energetically increase the content of soluble phosphates in the mixture relative to deposited polyphosphates in biomass cells.
Tento jev. se zjišťuje v této aerační zóně, ve které se koncentrace rozpustných fosforečnanů rapidně snižuje. Po aerobním stadiu, které má za následek odstranění. jak fosforečnanů, talk biologickou spotřebu kyslíku a stabilizaci, se směs může vypouštět do sekundárního čiřiče, přičemž čistá kalová volda se vypouští buď k další úpravě, nebo přímo do vodních toků.This phenomenon. is detected in this aeration zone, in which the concentration of soluble phosphates decreases rapidly. After the aerobic stage, which results in removal. as phosphates, talk biological oxygen consumption and stabilization, the mixture can be discharged into the secondary clarifier, whereby pure sludge is discharged either for further treatment or directly into watercourses.
Při provedení znázorněném v obr. 2 se vytváří opatření pro· denitrifikaci. dusíku v odpadní vodě, zatímco· se udržuje požadovaná produkce nevláknitého hutného, kalu s připojeným odstraněním fosforečnanů a bez přílišného prodloužení .celkového požadovaného úpravného času.In the embodiment shown in FIG. 2, denitrification measures are provided. while maintaining the desired production of non-fibrous metallurgical sludge with associated phosphate removal and without excessively prolonging the total treatment time required.
Ve znázorněném provedení jsou vytvořeny tři oddělené úpravné zóny: anaerobní zóna C následovaná neoxidační zónou D a aerobní oxidační zónou E, Jako, při dříve popsaném provedení odlpadní voda s biologickou spotřebou kyslíku, která se má upravit, vstupuje do· modifikovaného, systému s aktivovaným 'kalém podle obr. 2 vedením 31, přičemž se mísí v počáteční úpravné nádrži nebo nádobě 34 s recyklovaným aktivovaným kalem vraceným z usazováku neboli čiřiče 32. Nádoba 34 se udržuje při anaerobních podmínkách jak bylo dříve uvedeno; to znamená, že byla učiněna opatření pro udržení počátečního úpravného stadia v zó' ně C při v podstatě úplné nepřítomnosti rozpuštěného kyslíku jako v případě zóny A.In the illustrated embodiment, three separate treatment zones are formed: anaerobic zone C followed by a non-oxidizing zone D and an aerobic oxidation zone E, such as, in the previously described embodiment, the biological oxygen demand effluent to be treated enters a modified activated system. The sludge of FIG. 2 through line 31, being mixed in the initial treatment tank or vessel 34 with recycled activated sludge returned from the settler or clarifier 32. The vessel 34 is maintained under anaerobic conditions as previously discussed; that is, measures have been taken to maintain the initial treatment stage in zone C in the substantially complete absence of dissolved oxygen as in zone A.
To· znamená, že koncentrace rozpuštěného kyslíku se pohybuje pod 0,7 ppm a výhodně pod 0,4 ppm. ; That is, the dissolved oxygen concentration is below 0.7 ppm and preferably below 0.4 ppm. ;
V nádobě nebo nádrži 34 se směs míchá za přísně anaerobních podmínek, čímž se umožní, jak bylo uvedeno v dříve popsaném provedení, začlenění biologické spotřeby kyslíku organismy, které, jsou zajištěny recyklovaným aktivovaným: kalem a. tak dodává ty druhy organismu,'? které mohou ovlivnit tento převod ' výhodné příležitosti k získání potravy a tak vyloučit růst jiných druhů.·In the vessel or tank 34, the mixture is stirred under strictly anaerobic conditions, thereby allowing, as stated in the embodiment described above, the incorporation of biological oxygen demand by organisms that are provided by recycled activated sludge to deliver those kinds of organism. which may affect this transfer 'advantageous opportunities to obtain food and thus exclude the growth of other species.
Energie pro převod je získána hydrolýzou polyfosforečnanů obsažených v biomase recyklovaného kalu. Při tomto způsobu se podporuje růst druhů, které preferenčně hromadí fosforečnany, jako dříve se zajistí dostatečná nepřítomnost rozpuštěného kyslíku přikrytím nádoby 34 nebo jinou zábranou styku s atmosférickým, kyslíkem 'a/ /nebo vytěsňováním kyslíku ze směsi probubláváním plynného dusíku, jak je označeno-u 38.The conversion energy is obtained by hydrolyzing the polyphosphates contained in the recycled sludge biomass. This method promotes the growth of species that preferentially accumulate phosphates, as previously provided sufficient absence of dissolved oxygen by covering the vessel 34 or otherwise preventing contact with atmospheric "oxygen" and / or displacing oxygen from the mixture by bubbling nitrogen gas as indicated. 38.
Jak je znázorněno v obr: 2, téměř zbrzděné proudění se udržuje v nádobě 34, rozdělením této· nádoby pro etapové proudění kapaliny dvěma nebo více hmotně oddělenými nebo· hydraulicky oddělenými stupni.As shown in FIG. 2, an almost impeded flow is maintained in the vessel 34, by splitting this stage liquid flow vessel by two or more mass separated or hydraulically separated stages.
Z nádoby neboli komory 34 směs prochá- zí do neoxidační úpravné, zóny D označenéFrom the vessel or chamber 34, the mixture passes to a non-oxidizing treatment zone, designated D
ΒΒ
35. Το může být oddělená, nádoba nebo to může být čášt spojitého· úpravného bazénu . vhodně oddělená od předcházející zóny C, aby se umožnil souběžný jednosměnný proud kapaliny bez zpětného míchání. Oproštění od rozpuštěného kyslíků v zóně D se může. dosáhnout, jaik bylo dosud popsáno pro zónu C.35. Το can be separate, container or part of a continuous pool. suitably separated from the preceding zone C to allow a simultaneous one-shift liquid flow without back-mixing. Dissolution of dissolved oxygen in zone D may occur. as previously described for zone C.
V obr. 2 se plynný dusík zavádí do zóny- C vedením 38, aby zbavoval směs jakéhokoli rozpuštěného kyslíku a bránil vstuipu kyslíku z atmosféry.In FIG. 2, nitrogen gas is introduced into zone-C through line 38 to deprive the mixture of any dissolved oxygen and prevent oxygen from entering the atmosphere.
Ze zóny D pak směs proudí do a skrze aerobní oxidační zónu E, ve které se provzdušňuje pro oxidaci biologické spotřeby kyslíku včetně amoniaku a odstranění fosforečnanů. Oxidovaná směs ze zóny E proudí do Čiřiče 32, kde se čistá kalová voda odděluje od usazeného kalu a část Usazeného. kalu se vrácí v řízeném množství do nádoby 34 vedením 33.From zone D, the mixture then flows into and through the aerobic oxidation zone E, in which it is aerated to oxidize the biological oxygen demand including ammonia and remove phosphates. The oxidized mixture from zone E flows to clarifier 32 where pure sludge water is separated from the sediment sludge and a portion of the sediment. the sludge is returned in a controlled amount to the vessel 34 via line 33.
V neoxidační zóně D dusičnany a dusitany (NO,) jsou přijímány v koncentracích vyšších než 2 ppm, vyjádřeno jako elementární dusík a redukují se na elementární dusík a takto se vypouštějí. Pro· vyvolání tohoto účinku se část směsi z oxidační zóny E vrací do· zóny E vedením· 40. Tyto nitráty a dusitany se vytvoří v zóně E oxidací látek obsahujících dusík (uvažovaných jako amoniak) obsažených ve vstupující odpadní ' vodě, která vstupuje do systému vedení 31.In the non-oxidation zone D, nitrates and nitrites (NO,) are taken up in concentrations higher than 2 ppm, expressed as elemental nitrogen and reduced to elemental nitrogen and thus discharged. To produce this effect, part of the mixture from oxidation zone E is returned to zone E via line 40. These nitrates and nitrites are formed in zone E by oxidation of nitrogen-containing substances (considered as ammonia) contained in the incoming waste water entering the system management 31.
V oxidační zóně E se mění rovnováha biologické spotřeby kyslíku a amoniak se oxiduje na dusitany a. nakonec alespoň zčásti na dusičnany.In the oxidation zone E, the equilibrium of biological oxygen consumption changes and ammonia is oxidized to nitrites and ultimately at least partly to nitrates.
Oxidované směsi z posledního stupně zóny E se vrací do· počátečního stupně zóny D, kde se obsah dusičnanů a dusitanů přivede do, styku s přicházející biologickou spotřebou kyslíku. Musí být dbáno opatrhosti, aby se zamezilo zavedení NOX“ do anaerobní zóny C.The oxidized mixtures from the last stage of zone E return to the initial stage of zone D, where the nitrate and nitrite content is brought into contact with the incoming biological oxygen demand. Care must be taken to avoid the introduction of NO X 'into the anaerobic zone C.
Při provedeni podle schématu znázorněného na obr.' 2 dochází nejen k selektivní produkci nevláknité biomasy při požadovaném odstranění fosfátů jako v provedení podle obr. 1, ale také k podstatnému odstranění dusíkatých živných látek. Navíc se podstatného odstranění dusíkatých látek dosáhne bez podstatného prodloužení celkové úpravné doby.In the embodiment shown in FIG. 2 not only selectively produces non-fibrous biomass with the desired phosphate removal as in FIG. 1, but also substantially removes nitrogenous nutrients. In addition, substantial removal of the crude protein is achieved without substantially prolonging the overall treatment time.
Množství směsi vracené z oxidační zóny E do neoxidační zóny D může být v .praktickém provozu 100 až 400 procent objemu přítoku vstupujícího do· systému vedení 31. Množství kalu recyklovaného· vedením 33 stejně jako v případě vedení 13 (obr. 1), může být řádově asi 10 až 50 %, výhodně 20 až 30 % přítoku surovin.The amount of mixture returned from the oxidation zone E to the non-oxidation zone D can be in practical operation 100 to 400 percent of the feed volume entering the line system 31. The amount of sludge recycled by line 33 as in line 13 (Fig. 1) can be of the order of about 10 to 50%, preferably 20 to 30%, of the feedstock.
Oxidační zóna E .se řídí v podstatě stejným způsobem jako zóna B dříve popsaná. Upravená směs prochází z oxidační zóny (B nebo E) do· čiřiče. Pro zajištění dobrého oďsitránění biologické spotřeby kyslíku a účinné nitrifikace by aerační zóna měla být . v provozu při minimální koncentraci roz358 ,The oxidation zone E is controlled in substantially the same manner as zone B previously described. The treated mixture passes from the oxidation zone (B or E) to the clarifier. The aeration zone should be provided to ensure good removal of biological oxygen consumption and effective nitrification. in operation at minimum concentration of 358,
puštěného kyslíku 1 ppm a výhodně větší než 2 ppm. · .·of 1 oxygen and preferably greater than 2 ppm. ·. ·
Když se vyžadují vyšší hladiny rozpuštěného kyslíku u výstupního konce oxidační zóny, mohou být vytvořeny bez nepříznivého· účinku na systém. ,When higher dissolved oxygen levels are required at the outlet end of the oxidation zone, they can be formed without adversely affecting the system. ,
Při provádění vynálezu se směs nechá procházet přibližně uzavřeným proudem celým úpravným systémem tvořeným zónami A a B v provedení podle obr. 1 nebo zónami C, D. a E v provedení podle obr. 5. Bylo· zjištěno, že míra denitrifikace kolísá přímo v závislosti na koncentraci NOX~, kde je tato koncentrace pod asi 2 ppm a tudíž brzděný tok je· výhodný pro dosažení nízkých hodnot NOX- ve-výtoku ze zóny D. Navíc ve výhodném provedení každá z těch-, to zón C, D a E je uspořádána v rozděleném kapalinovém provedení, přičemž každá tato úpravná zóna je hmotně rozdělena na dva nebo více oddělených úpravných stupňů nebo jejich hydraulických ekvivalentů, jak je určeno rozdělením dob zdržení pomocí stopových experimentů (viz Levenspiel, „Chemical Réaction Engineering“, John Miley and Sons, New York, 1962, strany 242—306. ' Potřeba zahrnutí neoxidační. zóny přo odstranění dusíku, do systému, bude záviset na obsahu amoniaku v přitékající odpadní vodě a na hranicích vytvořených pro dovolený obsah dusíku ve vyčištěné odpadní vodě, která se vypouští. Jako pravidlo, které se nemusí nutně dodržovat, se zavedení neoxidační mezizóny obecně doporučuje kdykoli vstupní odpadní voda obsahuje v přebytku asi 10 ppm amoniakálního dusíku, vyjádřeno jalko elementární dusík. Příklad 1In the practice of the invention, the mixture is passed through an approximately enclosed stream through the entire conditioning system consisting of zones A and B of the embodiment of Figure 1 or zones C, D and E of the embodiment of Figure 5. It has been found that the degree of denitrification varies directly to a concentration of NO X - where this concentration is below about 2 ppm and hence the flow inhibition is advantageous to achieve low NO X values - in the outflow from zone D. In addition, preferably each of these zones C, D and E is arranged in a split liquid design, each treatment zone being divided into two or more separate treatment stages or their hydraulic equivalents as determined by the distribution of residence times by trace experiments (see Levenspiel, "Chemical Réaction Engineering", John Miley and Sons, New York, 1962, pp. 242-306. The need to include a non-oxidation zone to remove nitrogen in the system will either e depend on the ammonia content of the incoming waste water and on the limits established for the permissible nitrogen content of the treated effluent which is discharged. As a rule, which is not necessarily followed, the introduction of a non-oxidizing intermediate zone is generally recommended whenever the input effluent contains an excess of about 10 ppm of ammonia nitrogen, expressed as elemental nitrogen. Example 1
Systém pracující na principu provedení podle obr. 1 byl testován po dobu několika měsíců při úpravě městských splašků z Allentownu, Penrisylvania.The system based on the embodiment of Fig. 1 has been tested for several months in the treatment of urban sewage from Allentown, Penrisylvania.
Systém využíval anaerobní, zóny o objemu 6 1, která byla rozdělena přepážkami naThe system utilized an anaerobic, 6 L zone, which was divided into bulkheads
5.stejných stupňů (každý 1,2 litru), načež následovala oxidační zóna o objemu 10 litrů rozdělená přepážkami na 5 stejných stupňů (po· 2 litrech), do které byl rozptylován vzduch. Plynný dusík byl rozdělován v anaerobní zóně, která byla vybavena volně těsnicím· pevným krytem. Z posledního stupně aerace oxidovaná směs procházela do čiřiče, z kterého byla část usazeného kalu vracena do, počátečního· anaerobního stadia v množství asi 20 objemových % přitékající odpadní vody. Výsledky uvedené v tabulce 1 jsou průměrnými hodnotami po dobu lOdenní operace.5. the same stages (1.2 liters each), followed by a 10-liter oxidation zone divided by partitions into 5 equal stages (· 2 liters) into which air was dispersed. Nitrogen gas was distributed in the anaerobic zone, which was equipped with a loosely sealed cover. From the last stage of aeration, the oxidized mixture was passed to a clarifier from which a portion of the settled sludge was returned to the initial anaerobic stage in an amount of about 20% by volume of the incoming waste water. The results shown in Table 1 are mean values over a 10-day operation.
Z výsledků uvedených v tabulce 1 jé zřejmé, že· byl udržován požadovaný objemový index kalu udávající hutný snadno se usazující kal, přičemž bylo· dosaženo více •než 901% odstranění fosforečnanů. Odstranění biologické spotřeby kyslíku bylo průměrně 95% nebo· vyšší.From the results shown in Table 1, it was apparent that the desired sludge volume index indicating a dense, easily settled sludge was maintained, with more than 901% phosphate removal achieved. Elimination of biological oxygen consumption was on average 95% or higher.
188356188356
Doba zdržení kalu v člřiči a recirkulace kalu byla .asi 1,7 hodiny, což odpovídá účinné redukci NOX _ ž 11,26 ppm, jak .je odhadnuto z výtoku z čiřiče ná 0,18 ppm v recirkulujícím kalu.The residence time of the sludge in a sludge recirculation člřiči .Approximately was 1.7 hours, corresponding to an effective reduction of NO X _ F 11.26 ppm as .is estimated from the effluent from the clarifier to 0.18 ppm in the recirculating sludge.
Osah dusičnanů a dusitanů (měřeno jako NOX _ dusík) v 5 sekcích anaerobní zóny zůstával pod 0,16 mg na litr. Koncentrace fosforečnanů vyjádřená jako mg fosforu na litr v 10 Sekcích byla následující: 9,35, 12,87, 13,55, 13,63, 13,07, 6,64, 3,65, 1,78, 1,05 a 0,72. Tyto hodnoty ulkazují uvolnění fosforečnanů v prvních 5 anaerobních sekcích a exponenciální odstraňování fosforečnanů v posledních 5 aerobních sekcích.The nitrate and nitrite content (measured as NO x _ nitrogen) in the 5 sections of the anaerobic zone remained below 0.16 mg per liter. The phosphate concentrations expressed as mg of phosphorus per liter in 10 Sections were as follows: 9.35, 12.87, 13.55, 13.63, 13.07, 6.64, 3.65, 1.78, 1.05 and 0.72. These values indicate phosphate release in the first 5 anaerobic sections and exponential phosphate removal in the last 5 aerobic sections.
TABULKA 1TABLE 1
“ . BSKs — biologická spotřeba kyslíku,". BODs - biological oxygen consumption,
MLVSS — Mlxed Liquor Volatile Suspended .Sol-ids — jde pouze o ty suspendované látky, které jsou těkavé a jsou obsaženy ve směsi,MLVSS - Mlxed Liquor Volatile Suspended. Sol-ids - only those suspended substances that are volatile and are present in the mixture,
COD -t Chemical Oxygen Demand — chemický požadavek kyslíku,COD -t Chemical Oxygen Demand
SVI — Sludge Volume Index — objemový index kalu,SVI - Sludge Volume Index
TSS — Total Suspended Solide — celkové . množství suspendovaných látek,TSS - Total Suspended Solide. amount of suspended substances,
RK — rozpuštěný kyslík.RK - dissolved oxygen.
Příklad 2Example 2
Systém pracující podle technologického schématu v obr. 2 byl použit pro zpracování městských odpadních vod z Allentoiwnu, Pennsylvania. Systém obsahoval tři oddělené nádoby vytvářející anaerobní zónu (I) o obsahu 7,2 litru rozdělenou přepážkami do 3 stejných komor po 2,4 litrech; neoxidačhí zónu (II) o obsajiu 3,6 litru rozdělenou přepážkami do 3 stejných komor poThe system operating according to the flow chart in Fig. 2 was used to treat urban wastewater from Allentoiwn, Pennsylvania. The system contained three separate vessels forming an 7.2 liter anaerobic zone (I) divided by baffles into 3 equal 2.4-liter chambers; non-oxidizing zone (II) with a capacity of 3.6 liters divided by partitions into 3 equal chambers
1,2 litrech; a oxidační zónu 3 o· obsahu 121.2 liters; and an oxidation zone 3 having a content of 12
V čerst. toku V recirkul. Ve vyčištěné kalu kapaliněIn fresh. flow In recirculation. In cleaned sludge liquid
6,1 3,85 0,446.1 3.85 0.44
18,35 0,82' 0,4318.35 0.82 '0.43
0,08 0,18 11,216 litrů rozdělenou' přepážkami na 4 komory o obsahu 1,2, 2,4, 3,6 a 4,8 litru.0.08 0.18 11.216 liters divided into 4 chambers of 1.2, 2.4, 3.6 and 4.8 liters.
Plynný dusík byl přiváděn do každé komory anaerobní a neoxidační zóny pro udržení v podstatě nepřítomnosti’ kyslíku. Směs z poslední komory aerační nádoby (III) protékala do čiřiče, z kterého byla odebírána vyčištěná kapalina, zatímco část usazeného kalu byla recirkulována do I. komory anaerobní zóny, ve které byla uváděna do styku a míchána s přicházející odpadní vodou.Nitrogen gas was introduced into each chamber of the anaerobic and non-oxidizing zones to maintain substantially the absence of oxygen. The mixture from the last chamber of the aeration vessel (III) flowed into the clarifier from which the purified liquid was withdrawn, while a portion of the settled sludge was recirculated to the I chamber of the anaerobic zone in which it was contacted and mixed with the incoming waste water.
Směá takto procházela postupně systémem v uzavřeném proudění a v ustaveném kapalném pořadí v každé zóně. Část směsi z poslední komory oxidační zóny (III) byla odebírána a recyklována ďo 1. komory neoxídační zóny (II).The mixture thus passed sequentially through the closed flow system and in the established liquid order in each zone. Part of the mixture from the last chamber of the oxidation zone (III) was collected and recycled to the 1st chamber of the non-oxidation zone (II).
Kyslík byl přiváděn do oxidační zóny rozptýlením vzduchu do směsi.Oxygen was introduced into the oxidation zone by dispersing air into the mixture.
Provozní podmínky a výsledky jsou uvedeny v tabulce 2, na základě průměrných hodnot během týdenního provozu.The operating conditions and results are shown in Table 2, based on average values during weekly operation.
Doba zdržení kalu v čiřiči a recyklu byla asi 1,4 hodiny, což odpovídá ‘účinnému snížení NOX _ ze 4,85 ppm, jak je. výtoku z čiřiče na asi 0,07, ppm v recirkulovanéró kalu.The residence time of the sludge in the clarifier and recycle was about 1.4 hours, which corresponds to "the effective reduction of NO X from _ 4.85 ppm as is. the clarifier effluent to about 0.07 ppm in recirculated sludge.
TABULKA 2TABLE 2
% odstranění% removal
SVI (prům.), ml/g TSS 154,0SVI (avg), ml / g TSS 154.0
SVI, mícháno, ml/g 51,79 zónová usaz. rychlost, ěm/hod 134,2SVI, stirred, ml / g 51.79 zone sett. speed, m / h 134.2
TABULKA 3TABLE 3
Zóna IZone I
198338198338
V tabulce 3 jsou uvedeny koncentrace dusíku a fosforu v každé ze sekcí systému uvedeného v tabulce 2, spolu s koncentracemi rozpuštěného kyslíku.Table 3 shows the nitrogen and phosphorus concentrations in each of the sections of the system shown in Table 2, together with dissolved oxygen concentrations.
Systém zajišťuje lepší ekonomii nejen z titulu menších nákladů na chemikálie, které ee jinak vyžadují pro vyvolání požadovaného odstraňování fosfátů, ale také z hlediska vyšších .prosazení odpadních vod na jednotku objemové kapacity kapalíny, při výtečném odstranění biologické spotřeby kyslíku a COD. Tak dokonce v případech nebo za okolností, při nichž obsah fosforečnanů přitékající odpadní vody nevytváří problém, nabízí systém podle vynálezu důležité ekonomické výhody vzhledem k vysokému výkonu. Provedení, které je znázorněno v obr. 1 a 2, vykazuje výborné výsledky, když se pracuje s typickými městskými odpadními vodami při době zdržení toku řádově asi 3 hodiny při asi 20 °C.The system provides better economy not only because of the lower cost of chemicals that it otherwise requires to induce the desired phosphate removal, but also in terms of higher waste water throughput per unit volume of liquid, with excellent removal of biological oxygen demand and COD. Thus, even in cases or circumstances in which the phosphate content of the wastewater flowing does not create a problem, the system according to the invention offers important economic advantages due to the high performance. The embodiment shown in Figures 1 and 2 shows excellent results when working with typical urban wastewater at a residence time of the order of about 3 hours at about 20 ° C.
Poněkud vyšší doba zdržení toku může být potřebná u průmyslových odpadních vod, kde rozpustná biologická spotřeba kyslíku je v přebytku asi 150 ppm. Existující systémy aktivovaného kalu mohou být snad-, no. modifikovány při nízkých nákladech, aby pracovaly v souhlase s některým z těchto provedení.A somewhat higher flow retention time may be required for industrial wastewater where the soluble biological oxygen demand is in excess of about 150 ppm. Existing activated sludge systems can be easily, well. modified at low cost to operate in accordance with any of these embodiments.
Navíc k ekonomickým výhodám systémů pracujících podle tohoto vynálezu patří výhoda vysoké hustoty spodní kapaliny čiřiče, což je dobrým ukazatelem dobré rychlosti usazování a skutečné nepřítomnosti vláknité biomasy (zjištěno· mikroskopickým pozorováním). Tak koncentrace pevných látek ve spodním obsahu čiřiče 3,6 % těkavých suspendovaných pevných látek (VSS) byla zjištěna při provozu podle vynálezu, zatímco konvenční systémy pracují při asi nebo pod 1 % VSS ve spodním proudu čiřiče.In addition, the economic advantages of the systems operating in accordance with the present invention include the advantage of high clarifier bottom liquid density, which is a good indicator of good settling rate and the actual absence of fibrous biomass (ascertained by microscopic observation). Thus, the solids concentration in the lower clarifier content of 3.6% volatile suspended solids (VSS) was found in operation according to the invention, while conventional systems operate at about or below 1% VSS in the lower clarifier stream.
Zhuštěný spodní proud a vysoké zónové usazovací rychlosti tak vytvářejí výhody v nákladech dokonce v oblastech, kde není vyžadováno ani odstraňování fosforu ani nitrifikace. Navíc ^systémy tohoto vynálezu dosahují snížení fosforečnanů (jako. fosfor) ve vtékající odpadní vodě na 1 ppm nebo méně, snížení vtokové biologické spotřeby kyslíku na méně než 10 ppm, s úplným odstraněním amoniaku a snížením celkového obsahu dusíku (jako N) na méně než 25 % než je obsah ve vtoku.The densified bottom stream and high zone settling speeds thus create cost benefits even in areas where neither phosphorus removal or nitrification is required. In addition, the systems of the present invention achieve a reduction of phosphates (such as phosphorus) in the effluent to 1 ppm or less, a reduction in the inlet biological oxygen demand of less than 10 ppm, with complete removal of ammonia and a reduction in total nitrogen (such as N). 25% of the inlet content.
Systém popsaný v obr. 2 může, být. také upotřebitelný tam, kde se nevyžaduje ani odstranění fosforečnanů; ani nitrifikace vzhledem k dobrým vlastnostem získaného kalu. Dalším faktorem přispívajícím k výhodám systému je úspora požadavků kyslíku tam, kde se požaduje nitrifikace, protože kyslík při NOX _ způsobuje metabolismus biologické spotřeby kyslíku v neoxidační zóně. Dále redukce obsahu ŇOX~ ve směsi vstupující do čiřiče minimalizuje uvolňování dusíku z tohoto hlediska. T.edy „plovoucí, kal“ vyvolaný uvolněním dusíku ,v čiřiči, což je obecné u nitrifikačních výtoků, nenastává.The system described in FIG. 2 may be. also useful where phosphate removal is not required; nor nitrification due to the good properties of the obtained sludge. Another factor contributing to the benefits of saving oxygen requirements where nitrification is required because oxygen in the NO X _ causes the metabolism of biological oxygen demand in non-oxidizing zone. Further, reducing the NO x content in the mixture entering the clarifier minimizes the release of nitrogen from this point of view. Thus, the "floating, sludge" induced by the release of nitrogen in the clarifier, which is generally the case with nitrification effluents, does not occur.
Systémy popsané v obr. 1 a 2 m'ají také tu výhodu, že vytvářejí biomasu, která obsahuje až 6 % nebo více fosforu (jde o hmotnostní procenta). Je tedy vytvořen způsob, v němž se může získat vysoký obsah fosforu. To může být výhodné pro· průmyslové použití. Aplikací se zvýší hnojivá kvalita odpadní biomasy.The systems described in Figures 1 and 2 also have the advantage of producing a biomass containing up to 6% or more phosphorus (by weight percent). Thus, a process is provided in which a high phosphorus content can be obtained. This may be advantageous for industrial use. The application increases the fertilizer quality of the waste biomass.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS772609A CS196358B2 (en) | 1977-04-19 | 1977-04-19 | Process for growth of fibrous biomase inhibiting in activated sludge system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS772609A CS196358B2 (en) | 1977-04-19 | 1977-04-19 | Process for growth of fibrous biomase inhibiting in activated sludge system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS196358B2 true CS196358B2 (en) | 1980-03-31 |
Family
ID=5363711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS772609A CS196358B2 (en) | 1977-04-19 | 1977-04-19 | Process for growth of fibrous biomase inhibiting in activated sludge system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS196358B2 (en) |
-
1977
- 1977-04-19 CS CS772609A patent/CS196358B2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5182021A (en) | Biological process for enhanced removal of ammonia, nitrite, nitrate, and phosphate from wastewater | |
CA1078977A (en) | Production of non-bulking activated sludge | |
USRE32429E (en) | Production of non-bulking activated sludge | |
US5213681A (en) | Method for biologically removing nitrogen from wastewater | |
US5288405A (en) | Wastewater treatment with enhanced biological phosphorus removal and related purification processes | |
US5601719A (en) | Biological nutrient removal process for treatment of wastewater | |
US3964998A (en) | Improvements in and relating to waste water treatment | |
US5833856A (en) | Process for biologically removing phosphorus and nitrogen from wastewater by controlling carbohydrate content therein | |
US3994802A (en) | Removal of BOD and nitrogenous pollutants from wastewaters | |
US5480548A (en) | Wastewater biological phosphorus removal process | |
US5393427A (en) | Process for the biological treatment of wastewater | |
EP0346013B1 (en) | Process for treating wastewater | |
US4183808A (en) | Phosphate removal from wastewater | |
US4948510A (en) | Biological phosphorous removal from wastewater using multiple recombinable basins | |
US5811009A (en) | Method and system for improved biological nitrification of wastewater at low temperature | |
US4731185A (en) | Biological wastewater treating system | |
US5543051A (en) | Biological phosphorus removal from waste water | |
US5611927A (en) | System for removing nutrients from wastewater | |
US5525231A (en) | Method of operating a sequencing batch reactor | |
US20050189295A1 (en) | Process for improving phosphorus removal in waste water treatment without chemical addition | |
CA2300719A1 (en) | Membrane supported biofilm process | |
EP0822165B1 (en) | Method for the treatment of waste water | |
GB2228930A (en) | Removal of nitrogen and phosphorus from sewage | |
Cheng et al. | Enhanced biodegradation of organic nitrogenous compounds in resin manufacturing wastewater by anoxic denitrification and oxic nitrification process | |
WO2013041893A1 (en) | Modified continuous flow sequencing batch reactor and a method for treating waste water |