CS200793B1

CS200793B1 - Způsob úhrady fosforu potřebného pro biologické čištění a dočišfování odpadních vod a současně snížení mikrobiogenních prvků

Info

Publication number: CS200793B1
Application number: CS471978A
Authority: CS
Inventors: Alexander Gruenwald; Petr Fuchs; Jindrich Tomek
Original assignee: Alexander Gruenwald; Petr Fuchs; Jindrich Tomek
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1980-09-15

Description

K nejčastěji používaným způsobům čištění odpadních vod patří způsoby biologické, jmenovitě čištění aktivovaným kalem. Jeho účinnost je podmíněna řadou faktorů, mezi nimiž hraje důležitou roli přítomnosti biogenních prvků dusíku a fosforu, a to v koncentracích odpovídajících empirickému poměru BSK5 : N:P = 100:5:l.

Tento požadavek není u některých odpadních vod splněn a potřebný obsah fosforu je nutno upravit dávkováním nejčastěji kyseliny fosforečné do čištěné vody.

Kromě nákladnosti tohoto postupu (dovoz kyseliny fosforečné ze zahraničí) dochází vzhledem ke kolísání obsahu fosforečnanů v odpadní vodě k předávkování kyseliny fosforečné, což se nepříznivě projevuje ve zvýšení obsahu zbytkových fosforečnanů ve vyčištěné vodě. Následkem toho dochází k eutrofizaci recipientu a masovému rozvoji řas.

Je známo, že v průběhu biologického čištění jsou fosforečnany spotřebovávány mikroorganismy k dalšímu růstu, tedy stávají se součástí buněčné hmoty, částečně jsou akumulovány v biomase a částečně se sorbují na vločkách biologického kalu v podobě mikrokrystalků málo rozpustných fosforečnanů. Dále je známo, že za určitých podmínek lze fosforečnany z biologických kalů uvolnit zpět do vody.

Uvedené poznatky vedly k rozvoji dvou zásadních cest k odstraňování fosforu a jeho sloučenin z vody: '

a) Fosforečnany, které se uvolní z biomasy do kalové vody jsou sráženy solemi Fe³⁺, Fe²‘ a AI³*, případně s Ca²⁺.

b) Systém čištění je veden tak, aby byl příznivý pro růst organismů, které mají schopnost vyšší akumulace fosforu.

Obě cesty mají řadu nevýhod. U první vzniká velké množství těžko odvoditelných kalů, které musí být likvidovány jinými způsoby. To se nepříznivě projevuje na ekonomice celého procesu.

U druhé cesty nelze vyloučit zpětné uvolňování fosforečnanů vázaných v biologickém kalu do vody, ke kterému dochází při poklesu organického zatížení. Jeho důsledkem je opět nutnost dodatečného srážení fosforečnanů solemi železa, hliníku nebo vápníku.

Uvedené nedostatky řeší předmět vynálezu, který vychází z toho, že za určitých podmínek je možno uvolnit fosfor a jeho sloučeniny z biomasy v takové formě, že je opětovně použitelný pro biologické procesy a lze jím uhradit část potřebného fosforu tak, aby byl zachován poměr BSK5 : P = 100 : 1.

Způsob úhrady fosforu potřebného pro biologické čištění a dočišfování odpadních vod a současně snížení makrobiogenních prcků ve vodních zdrojích spočívá podle vynálezu v tom, že fosfor a jeho sloučeniny se uvolňují z biologického kalu lysí nebo/a desorpcí při teplotě 5 až 60 °C, výhodně 20 °C, pH 2 až 10, výhodně pH 5, případně za míchání, a uvolněný fosfor a jeho sloučeniny se k čištěné vodě přidává před nebo v průběhu čistícího procesu.

Příklad 1

Dlouhodobými laboratorními pokusy bylo prokázáno, že lze z biomasy uvolnit až 5 % fosforu z hmotnosti sušiny. Toto uvolnění probíhalo jak za anaerobních, tak za aerobních podmínek při různých teplotách a hodnotách pH. Souhrnné výsledky z provedených pokusů jsou uvedeny v tabulce 1.

Množství P v mg uvolněné z 1 g kalové sušiny za 24 hod.

Tabulka 1

j Teplota °C	Aerobní podmínky	Anaerobní podmínky
pH=3	pH=5	pH=8	pH = 4	pH—7	pH=9
5	36	38	23	12	26	41
20	45	46	43	39	49	38
35	44	40	44	22	48	27
40	40	37	35	40	33	35
60	32	47	40	43	41	33

Příklad 2

Byly provedeny paralelní pokusy na dvou aktivačních modelech, zatěžovaných umělou odpadní vodou o BSK5 — 1000 mg . I^-1. Doba zdržení byla v obou modelech stejná — 48 hod., rozdíl byl pouze v původu fosforu, který byl přidáván k odpadní vodě v poměru BSK5 : P = 100 :1. U modelu A sloužila jako zdroj P voda obsahující fosfor uvolněný z aktivovaného kalu, z modelu B kyselina fosforečná. Pokusy byly sledovány 60 dnů. Průměrné hodnoty účinnosti čištění podle BSK₅ jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2

	Model A	Model B
Forma použitého P	P uvolněný z akt. kalu	kyselina fosforečná
Účinnost čištění % BSK₅	93	91

Příklad 3

Čistírna je provozována za následujících podmínek:

Do dvoustupňové aktivační čistírny přichází: Q(h.) 573,3 m³.h^-1 při znečištění 1133 mg BSK₅ . Γ¹ koncentrace PO4^3- 23,7 mg . Γ¹

Do prvního stupně aktivace je tedy přiváděno:

1,133.575,3 = 652 kg BSK₅ . h.^-1

Podle požadavku potřeby fosforu ha přivedenou BSK₅ (BSK₅ : P = 100 :1) je na 652 kg BSK5. h.^-1 nutno dodat 6,52 kg P . h.^-1, což, vyjádřeno jako PO4^3-, činí přibližně 20 kg . h.^-1.

Odpadními vodami je přiváděno 23,7 mg PO4^3-. I^-1, což odpovídá 575,3.23,7 = 13,6 kg PO₄ ^3-. h.^-1

Potřeba PO4^3- pro I. stupeň 20 kg . h.^_1PO4^3- přivedené odpadními vodami

13,6 kg. h.^-1 zbývá dodat 6,4 kg . h.^-1

Do druhého stupně aktivace vstupuje z I. stupně 97,8 kg BSK5 . h.^-1

Potřeba fosforů podle empirického vztahu BSK5 : P — 100 :1 činí 1,0 kg P . h.^-1to odpovídá koncentraci PO4^3- 3 kg . h.^-1

Celkem zbývá dodat 9,4 kg PO4³-. hod.^-1

Na základě provedeného laboratorního výzkumu bylo zjištěno,, že využití fosforečnanů je totožné s dosaženým čisticím efektem. Jelikož čisticí efekt v I. stupni aktivace je 85 %

BSK5, lze počítat také s 85 %ním využitím fosforečnanů.

Potřebná dávka fosforečnanů do I. stupně je 20 kg . hod.^-1, při 85 %ním využití odchází do

II. stupně 3 kg. hod.^-1

Podle předchozího je potřeba fosforečnanů v II. stupni aktivace = 3 kg. hod.^-1, z čehož je zřejmé, že tato potřeba je vykryta fosforečnany nevyužitými v aktivaci I. stupně.

Na biologickou čistírnu je třeba dodávat:

6,4 kg PO4^3-. h.^-1

Množství přebytečného biologického kalu činí 500 m³. den^-1, to odpovídá 21 m³. h^-1Průměrná sušina biologického kalu je 0,7 %, to odpovídá 147 kg sušiny . h.^-1

Přebytečný biologický kal je odváděn do míchané nádrže o objemu 1000 m³, při 500 m³přebytečného kalu za den činí jeho zdržení v zahušťovací nádrži 48 hodin.

Ze 147 kg sušiny se za 1 hodinu uvolnilo 3,2 kg PO4^3-.

Do systému bylo třeba dodat 6,4 kg PO4^3-. h.^-1.

Z přebytečného kalu se uvolnilo 3,2 kg PO4^3-.h.^-1.

Zbývá dodat 3,2 kg PO4^3-. h.^-1.

Claims

Způsob úhrady fosforu potřebného pro biologické čištění a dočišťování odpadních vod a současně snížení makrobiogenních prvků ve vodních zdrojích, vyznačený tím, že fosfor a jeho sloučeniny se uvolňují z biologického kalu lysí nebo/a desorpcí při teplotě 5 až 60 °C, výhodně 20 °C, pH 2 až 10, výhodně pH 5, případně za míchání, a uvolněný fosfor a jeho sloučeniny se k čištěné vodě přidává před nebo v průběhu čisticího procesu.