CS243952B1

CS243952B1 - A method for removing nitrates and nitrites from water

Info

Publication number: CS243952B1
Application number: CS834436A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Rudovsky; Miroslav Riegel; Vaclav Janda; Jiri Wanner; Petr Grau; Milos Drapala
Original assignee: Jaroslav Rudovsky; Miroslav Riegel; Vaclav Janda; Jiri Wanner; Petr Grau; Milos Drapala
Priority date: 1983-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS443683A1

Abstract

Způsob odstraňování dusičnanů, eventuálně dusitanů z podzemní nebo povrchové vody bakteriální denitrifikací, při němž je dávkován do upravované vody organický substrát, spočívá v tom, že voda se infiltruje půdním podložím, které obsahuje denitrifikační bakterie. Jde o způsob vhodný pro denitrifikaci vod v celém ročním období i v-zimních měsících, kdy ostatní způsoby biologické denitrifikace byly neúčinné.The method of removing nitrates, possibly nitrites from groundwater or surface water by bacterial denitrification, in which an organic substrate is dosed into the treated water, consists in the water infiltrating through the soil subsoil, which contains denitrifying bacteria. This is a method suitable for denitrification of water throughout the year, even in the winter months, when other methods of biological denitrification were ineffective.

Description

(54) Způsob odstraňování dusičnanů a dusitanů z vody(54) A method for removing nitrates and nitrites from water

Způsob odstraňování dusičnanů, eventuálně dusitanů z podzemní nebo povrchové vody bakteriální denitrifikací, při němž je dávkován do upravované vody organický substrát, spočívá v tom, že voda se infiltruje půdním podložím, které obsahuje denitrifikační bakterie.A method for removing nitrates or nitrites from groundwater or surface water by bacterial denitrification, in which an organic substrate is metered into the treated water, is to infiltrate the soil with a soil which contains denitrifying bacteria.

Jde o způsob vhodný pro denitrifikaci vod v celém ročním období i v-zimních měsících, kdy ostatní způsoby biologické denitrifikace byly neúčinné.It is a method suitable for denitrification of water throughout the season and winter months, when other methods of biological denitrification were ineffective.

245 952245 952

243 952243 952

Vynález se týká způsobu odstraňování dusičnanů a dusitanť z vody bakteriální denitrifikací.The invention relates to a method for removing nitrates and nitrite from water by bacterial denitrification.

Dusičnany v pitné vodě způsobují ve vyšších koncentracích její zdravotní závadnost, která se projevuje především methemoglobinemií. Tento jev je zvláště nebezpečný pro kojence a menší děti. Dusičnany lze z vody odstraňovat především biologickými postupy, biologickou denitrifikací a iontovou výměnou na ionexech.Nitrates in drinking water cause its health harmfulness in higher concentrations, which is manifested mainly by methemoglobinemia. This phenomenon is particularly dangerous for infants and young children. Nitrates can be removed from water mainly by biological processes, biological denitrification and ion exchange on ion exchangers.

Odstraňování dusičnanů a dusitanů biologickými postupy má nevýhodu především v tom, že nelze pracovat za nižších teplot, například menších než 8 °C, kdy se činnost denitrifikacních bakterií velmi zpomaluje. Proto tento způsob denitrifikace vody nelze využít celoročně pro vody povrchové, jejichž teplota v zimě klesá pod 8 °G.a proces má nízkou účinnost. Nevýhody denitrifikace iontovou výměnou spočívají především v nutnosti regenerovat ionexy, přičemž použitá dávka regenerantu musí být větší, než odpovídá stechiometrii, a tím dochází k vysoké spotřebě chemikálií a zasolování vod, jsou-li vody po regeneraci vypouštěny do recipientu. Kromě toho denitrifikace ionexy je vhodná především pro menší zdroje.Removal of nitrates and nitrites by biological processes has the disadvantage, in particular, that it is not possible to work at lower temperatures, for example below 8 ° C, where the activity of the denitrification bacteria slows down considerably. Therefore, this method of denitrification of water cannot be used all year round for surface waters whose temperature in winter drops below 8 ° G. and the process has low efficiency. The disadvantages of ion exchange denitrification consist mainly in the need to regenerate the ion exchangers, and the regenerant dose used must be greater than the stoichiometry, which results in high chemical consumption and salinity when discharged into the recipient after regeneration. In addition, ion exchange denitrification is particularly suitable for smaller sources.

Nevýhody uvedených způsobů denitrifikace vod s přídavkem organického substrátu, například nižších alkoholů nebo kyselin, odstraňuje vynález, který spočívá v infiltraci vody půdním podložím s přirozeným nebo naočkovaným minimálním obsahem 10^ denitrifikačních bakterií/kg půdy, například Pseudomonas, Achromobakter, Bacilus. Při infiltraci docházf k odstranění dusičnanů z vody, které jsou využívány jako náhradní zdroj kyslíku pro biologické zpracování substrátu denitrifikačními bakteriemi v půdě.Disadvantages of said methods of denitrification of water with the addition of an organic substrate, for example lower alcohols or acids, eliminate the invention which consists in infiltrating water with a soil subsoil with a natural or inoculated minimum content of 10. During the infiltration, nitrates are removed from the water, which are used as a substitute source of oxygen for biological processing of the substrate by the denitrifying bacteria in the soil.

Proces je využitelný i pro denitrifikaci povrchových vod a podzemních vod v letních i zimních měsících, nebol při průchodu vody podložím dochází k jejímu ohřevu.The process can be used also for denitrification of surface water and groundwater in summer and winter months, because it is heated when the water passes through the subsoil.

243 952243 952

Výhodou nově navrženého postupu denitrifikace vody předúpravou v půdním podloží je levný postup půdní infiltrace, jehož provozní náklady sestávají pouze z nákladů na čerpání vody a investiční náklady z nákladů na úpravu jímacích zařízení nebo na jejich vybudování a doplnění vsakovacími objékty. Dále lze denitrifikovat poměrně velké objemy povrchových a podzemních vod v celoročním provozu, tedy i v zimních měsících, velice levnou biotechnologií.The advantage of the newly proposed process of denitrification of water by pre-treatment in soil subsoil is a cheap soil infiltration process, whose operating costs consist only of the costs of pumping water and investment costs from the costs of treatment of the collecting facilities or their construction and supplementation with infiltration objects. Furthermore, it is possible to denitrify relatively large volumes of surface and groundwater in year-round operation, also in winter months, by very cheap biotechnology.

Způsob podle vynálezu je dále blíže popsán na příkladu provedení a podle připojeného výkresu, na němž je znázorněn schematický řez půdním profilem.The method according to the invention is described in more detail below by way of example and with reference to the accompanying drawing, in which a schematic section of a soil profile is shown.

Příklad 1 •Má být denitrifiiována povrchová nebo podzemní voda o koncentraci dusičnanů 100 mg l“¹ NO^· Bylo zjištěno, že teplota vody v podzemí je 10 °C. Při poloprovozním pokusu s danou vodou, do které byl jako organický substrát dávkován ethanol v množství 25 mg/1, na vzorku odebraného podloží o vrstvě 1,2 m při době zdržení 10 dní a teplotě vody 10 °C, bylo dosaženo koncentrace dusičnanů ve vodě na výstupu z vrstvy podloží 1 mg 1“^NO^, tedy 99% efekt odstranění. Na poloprovozním zařízení bylo současně zjištěno, že při jeho provozu jsou denitrifikační bakterie vyplavovány z půdního podloží Aoncentrace denitrifikačních bakterií na odtoku z poloprovozního modelu byla až 100 000 jedinců v 1 ml/ a že se tedy denitrifikační bakterie v půdě neakumulují. Tím jsou dány předpoklady pro to, že nebude docházet ke kolmataci stěn vsakovací studny, vrtu nebo zářezu, který je použit v provozním měřítku. Podle těchto dat bylo vypracováno provozní zařízení, pracující na principu vsakovací a jímací studny s průtokem 10 1/s, jehož funkce je zřejmá z vj Křesu. Do vsakovací studny 1 byl do vody, která měla být podrobena denitrifikaci, dávkován organický substrát potrubím 2. Voda pak infiltrovala půdním podložím £. Během infiltrace s požadovanou dobou zdržení došlo k denitrifikaci vody. Denitrifikovaná voda byla pak jímána ve sběrné jímací studni 4 a vedena k další úpravě dalším potrubím £. Voda odcházející z jímací studny £ sice neobsahuje dusičnany, obsahuje však značné množství suspendovaných látek, především denitrifikačních bakterií.Example 1 • Surface or ground water with a nitrate concentration of 100 mg l ^-1 NO 2 should be denitrified. The underground water temperature was found to be 10 ° C. In a pilot-run experiment with the given water to which 25 mg / l of ethanol was dosed as an organic substrate on a 1.2 m subsoil sample with a residence time of 10 days and a water temperature of 10 ° C, a nitrate concentration in water was achieved at the output of the subsoil layer 1 mg 1 “^ NO ^, ie 99% removal effect. The pilot plant was also found that during its operation the denitrifying bacteria were washed out of the soil. The concentration of denitrifying bacteria in the effluent from the pilot plant model was up to 100,000 individuals in 1 ml / and therefore denitrifying bacteria did not accumulate in the soil. This is a prerequisite for avoiding the perpendicularity of the walls of the soaking well, borehole or indentation that is used on an industrial scale. According to these data, an operating device based on the principle of infiltration and collection wells with a flow rate of 10 l / s was developed, the function of which is evident from vj Křes. An organic substrate was fed into the soaking well 1 into the water to be subjected to denitrification via line 2. The water then infiltrated the soil bed 6. Water was denitrified during infiltration with the required residence time. The denitrified water was then collected in a collecting well 4 and led to further treatment via further line 6. Although the water leaving the collection well 6 does not contain nitrates, it contains a considerable amount of suspended matter, in particular denitrifying bacteria.

Tyto vsak, jako hrubé disperze, jsou snadno odstranitelné z vody běžnou vodárenskou technologií, koagulací vody a separací suspenze, což bylo na poloprovozním modelu ověřeno.However, as coarse dispersions, these are readily removable from water by conventional water technology, water coagulation and slurry separation, which has been verified in a pilot plant model.

Příklad 2Example 2

Má být denitrifikována povrchová nebo podzemní voda o koncentraci dusičnanů 150 mg 1~^NO^. Bylo zjištěno, že teplota vody v podzemí je 12 °C. Při poloprovozním pokusu s danou vodou, do které byl jako organický substrát dávkován methanol v množství 90 mg l¹, na vzorku odebraného podloží o vrstvě 1 m, při době zdržení 12 dní a teplotě vody 12 °C, nebylo dosaženo prakticky žádného odstranění dusičnanů z vody. Do vody byl tedy na počátku pokusu nadávkován aktivovaný kal z Ústřední čistírny odpadních vod Praha, který obsahuje denitrifikační bakterie, převážně z rodu Pseudomonas, Achromobakter a Bacillus v množství 1 g l^-\ Voda s aktivovaným kalem byla dávkována jeden den, pak již pokus probíhal bez přídavku aktivovaného kalu k vodě. V půdní vrstvě došlo k potřebnému rozmnožení bakterií, což se projevilo snížením koncentrace dusičnanu ve vodě na výstupu z vrstvy na 1 mg 1 N0^. Přebytečné bakterie byly z půdní vrstvy vyplavovány v množství 80 000 jedinců v 1 ml.Surface or groundwater with a nitrate concentration of 150 mg of 1 NO 2 should be denitrified. The underground water temperature was found to be 12 ° C. When pilot experiment with the water to which was as an organic substrate fed methanol in the amount of 90 mg l ^1, on a sample taken from the ground on the layer 1 m, with residence times of 12 days and the water temperature of 12 ° C has not been achieved practically no removal of nitrates from water. Activated sludge from the Central Waste Water Treatment Plant Prague, which contains denitrifying bacteria, predominantly of the genera Pseudomonas, Achromobacter and Bacillus in the amount of 1 gl ^- was dosed into the water at the beginning of the experiment. addition of activated sludge to water. In the soil layer there was a necessary multiplication of bacteria, which resulted in a decrease of nitrate concentration in water at the outlet of the layer to 1 mg of 1 NO 2. Excess bacteria were washed out of the soil layer in an amount of 80,000 individuals per ml.

výkresdrawing

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for removing nitrates and nitrites from groundwater or surface water with the addition of bacterial denitrification of organic substances, characterized in that the water infiltrated subsoil grafted with natural or minimal content of Io ^'5 denitrifying bacteria / kg soil, for example Pseudomonas Acbromobakteť, Bacillus.