CS261605B1

CS261605B1 - A method for the removal of nitrogenous ammoniacal substances from industrial waste water from coal gasification

Info

Publication number: CS261605B1
Application number: CS851340A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Hladky; Zdenek Ing Bucko; Vladimir Ing Hromada; Lubos Ing Jindrich
Original assignee: Vaclav Ing Hladky; Bucko Zdenek; Vladimir Ing Hromada; Jindrich Lubos
Priority date: 1985-02-26
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS134085A1

Abstract

Řeší se způsob odstraňování dusíkatých látek amoniakálního typu z průmyslových odpadních vod tlakového zplyňování uhlí se současným odstraněním organického znečištění. Oxidace dusíkatých látek a organického znečištění se provádí aerací za použití kyslíku nebo vzduchu. Zastoupení denitrifikačních a nitrifikačních mikroorganismů je zajišťováno recyklací vratného kalu z biologicky částečně vyčištěné vody, zahuštěného v dosazovací nádrži. Razením denitrifikačních a oxických operací za sebou, se snižuje spotřeba alkalizačních činidel a zvyšuje se účinnost odstranění dusíkatých látek. Denitrifikace probíhá bez externího organického substrátu.The method of removing ammonia-type nitrogenous substances from industrial wastewater of pressure coal gasification with simultaneous removal of organic pollution is addressed. Oxidation of nitrogenous substances and organic pollution is carried out by aeration using oxygen or air. The presence of denitrifying and nitrifying microorganisms is ensured by recycling return sludge from biologically partially purified water, thickened in a settling tank. By performing denitrifying and oxic operations in succession, the consumption of alkalizing agents is reduced and the efficiency of nitrogenous substances removal is increased. Denitrification takes place without an external organic substrate.

Description

Vynález se zabývá způsobem čištění průmyslových odpadních vod z tlakového zplyňování uhlí, obsahujících fenoly, mastné kyseliny, ketony, další organické látky, dusí-, kalé látky amoniakálního typu, pyridin a jeho homology, další dusíkaté a sirné látky biologickým způsobem za použití směsné kultury mikroorganismů. Jedná se o plynárenské vody, které jsou akutně toxické.The present invention relates to a process for the purification of industrial waste water from pressure gasification of coal containing phenols, fatty acids, ketones, other organic substances, nitrous, ammonia-type sludge, pyridine and its homologues, other nitrogenous and sulfuric substances by biological methods using a mixed culture of microorganisms . These are gas waters that are acutely toxic.

Stávající způsoby čištění odpadních průmyslových vod z tepelného zpracování uhlí tzv. klasickou biologií v aktivačních nádržích, sice představují složitý vícestupňový způsob odstraňování organického znečištění, ale dosud neumožňují pro přítomnost dalších toxických a nežádoucích látek ve vyčištěné vodě její využití k opětovnému bezodpadovému použití v průmyslu nebo vypuštění do recipientu s významem vodárenského typu bez hygienického znehodnocení.Existing methods for the treatment of industrial waste water from the thermal treatment of coal by so-called classical biology in activation tanks, although they represent a complex multi-stage method of removing organic pollution, yet do not allow its use for reuse without waste in industry or discharge due to other toxic and undesirable substances in purified water. to the recipient with the importance of the water supply type without hygienic degradation.

K odstraňování dusíkatých látek z odpadních průmyslových vod byla ověřována celá řada způsobů, zejména k odstraňování amoniaku z odpadních vod, jejichž podstata je založena na fyzikálně chemickém principu, jako je využití různých typů měničů iontů, desorpce z alkalického prostředí, osmosa, elektrodialýza, sorpce, destilační způsob s vodní párou, srážecí způsobv za vzniku nerozpustných sloučenin nebo na principu biochemickém, jako je biologická nitrifikace a denitrifikace a jiné.Numerous methods have been tested for the removal of nitrogenous substances from industrial waste water, in particular for the removal of ammonia from waste water, the nature of which is based on the physicochemical principle, such as the use of various ion exchangers, alkaline desorption, osmosis, electrodialysis, sorption, a water vapor distillation process, a precipitation process to form insoluble compounds or a biochemical principle such as biological nitrification and denitrification and others.

Většina uvedených způsobů se jeví jako technicky a ekonomicky obtížně zajistitelné. Destilační způsob odstraňování čpavku z odpadních vod má provozní význam převážně v oblasti vysokých koncentrací. Biologická nitrifikace je ověřována převážně pro splaškové odpadní vody z domácností a sociálních zařízení závodů.Most of these methods appear to be difficult to obtain technically and economically. The distillation method for the removal of ammonia from waste water is of operational importance mainly in the high concentration range. Biological nitrification is verified mainly for sewage waste water from households and sanitary facilities of plants.

Odstraňování čpavku a amonných sloučenin z odpadních průmyslových vod tepelného zpracování uhlí biologickými způsoby je značně omezené pro vysokou toxicitu organického, dusíkatého a sirného znečištění. Biologický způsob se podařilo stabilizovat až po provedeném výrazném naředění například říční vodou a za použití pomocných materiálů, jako je aktivní uhlí, speciální sorpční materiály apod.. Odstraňování organického znečištění a dusíkatých látek z odpadních vod tlakového zplyňování uhlí biologickou aktivací, zajišťované například dvoustupňovým způsobem při nízkém hydraulickém zatížení a vysoké době zdržení, nedosahuje v důsledku inhibice a obtížné biologické degradability předpokládaných účinností. Za těchto podmínek nevzniká vždy aktivační kal s vyhovujícími vlastnostmi. Vzniklé mikroorganismy netvoří dobře sedimentovatelné vločky, aerovaná voda silně pění a vločky jsou obtížně separovatelné.The removal of ammonia and ammonium compounds from industrial waste water by thermal treatment of coal by biological processes is greatly limited due to the high toxicity of organic, nitrogen and sulfur contaminants. The biological process was only stabilized after significant dilution with eg river water and using auxiliary materials such as activated carbon, special sorption materials, etc. Removal of organic contaminants and nitrogenous substances from waste water by pressure gasification of coal by biological activation, low hydraulic loading and high residence time does not achieve the expected efficacy due to inhibition and difficult biodegradability. Under these conditions, activation sludge with satisfactory properties is not always produced. The resulting microorganisms do not form well-settable flakes, aerated water is very foaming and the flakes are difficult to separate.

Výraznou nevýhodou biologické nitrifikace a denitrifikace s použitím externího substrátu je použití dalších ekonomicky náročných materiálů. Odstraňování amoniaku z odpadních vod tepelného zpracování uhlí biologickým způsobem za použití například nitrifikace, usazování, denitrifikace a usazování je nevýhodné pro vysoké pořizovací náklady.A significant disadvantage of biological nitrification and denitrification using an external substrate is the use of other economically demanding materials. The removal of ammonia from the waste water of the thermal treatment of coal by a biological process using, for example, nitrification, deposition, denitrification and deposition is disadvantageous for high purchase costs.

Nedostatky popsaných způsobů se podařilo vyřešit způsobem podle tohoto vynálezu. Podstatou vynálezu je způsob odstraňování dusíkatých látek amoniakálního typu z průmyslových odpadních vod tlakového zplyňování uhlí, vyznačený tím, že směs dusíkatých látek a jejich oxidovaných forem se ve směsi částečně vyčištěné vody vzniklé recyklací z oxické a dosazovací nádrže o velikosti recyklu 0,5 — 1,5 a původní vody se nejdříve denitrifikuje směsnou kulturou denitrifikačních mikroorganismů zastoupenou v aktivačním kalu s koncentrací kalu 2,0 — 7,0 kg . nr³ a vstupním organickým znečištěním s hmotnostním poměrem organického znečištění k amoniakálnímu znečištění větším než 4,0 obsaženým ve vstupní zpracovávané vodě se následně nitrifikací oxiduje kyslíkem a směsnou kulturou mikroorganismů obsaženou v aktivačním kalu, přičemž se nitrifikace provádí aerací kyslíkem při teplotách nad 25 ^CC a nebo se aerace zajišťuje vzduchem při teplotách 15 až 25 °C.The disadvantages of the described methods have been solved by the method according to the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the removal of ammoniacal type nitrogenous substances from industrial waste water by pressure gasification of coal, characterized in that the mixture of nitrogenous substances and their oxidized forms is mixed in a partially purified water mixture. 5 and the original water is first denitrified by a mixed culture of denitrifying microorganisms present in the activation sludge with a sludge concentration of 2.0 - 7.0 kg. nr ³ and inlet organic contamination with a weight ratio of organic contamination to ammoniacal contamination greater than 4.0 contained in the input treated water is subsequently oxidized by nitrification with oxygen and a mixed culture of microorganisms contained in the activation sludge, nitrification is performed by oxygenation at temperatures above 25 ^° C or aeration is provided by air at temperatures of 15 to 25 ° C.

Způsob podle vynálezu odstraňuje v jednotlivých dílčích operacích současně znečištění organického a dusíkatého původu s vysokou účinností, energetickou a materiálovou úsporností, neboť střídáním denitrifikačních a nitrifikačních procesů se významně snižují nároky na dávkování alkalizačních činidel a zvyšuje se účinnost odstranění dusíkatých látek. Způsob podle předmětu vynálezu za použití plynného vysokoprocentního kyslíku je výhodně použit zejména v průmyslovém odvětví, kde je již vybudován zdroj vysokoprocentního kyslíku. Popsaným způsobem je vyčištěná voda z tlakového zplyňování uhlí použitelná v uzavřených okruzích vodního hospodářství a může být vypuštěna do recipientu.The process according to the invention removes contamination of organic and nitrogenous origin with high efficiency, energy and material efficiency in individual sub-operations, because alternation of denitrification and nitrification processes significantly reduces the dosing requirements of alkalinizing agents and increases the efficiency of removal of nitrogenous substances. The process according to the invention using gaseous high percentage oxygen is preferably used in particular in an industry where a high percentage oxygen source has already been built. In the described manner, purified water from pressurized coal gasification is usable in closed water management circuits and can be discharged into the recipient.

Předmět vynálezu byl ověřován na systému odpadní průmyslové vody z tlakového zplyňování uhlí kyslíkoparní směsí a předběžné ekonomické rozbory naznačují, že způsob odstraňování dusíkatých látek z plynárenských vod způsobem podle předmětu vynálnezu lze považovat za dostatečně účinný a hospodárný způsob čištění plynárenských vod.The present invention has been verified on an industrial wastewater system from pressurized coal gasification with oxygen-vapor mixtures, and preliminary economic analysis suggests that the method of removing nitrogenous substances from gas waters by the method of the present invention can be considered a sufficiently efficient and economical method of purifying gas waters.

Příklady použití:Examples of use:

1. Oddehtovaná, odfenolovaná a destilačním způsobem odčpavkovaná voda z tlakového zplyňování uhlí s obsahem celkové alkality nad 20 mmol. I^-1 a obsahem biogenního fosforu obsahovala organické znečištění vyjádřené jako CHSK_Cr 1 290 mg . I^-1, biologická spotřeba kyslíku vyjádřená jako BSKs byla 650 mg. I^-1 a dusíkaté látky amoniakálního typu 267 mg. I^-1 byla čištěna podle předmětu vynálezu takovým způsobem, že teplota byla udržována na hodnotě 25 — 30 °C, pH bylo udržováno v nitrifikačním procesu na hodnotě 7,0 — 7,8, obsah rozpuštěného kyslíku byl nad 2,0 mg . I^-1, stáří kalu 30 — 50 dní, koncentrace kalu 3,5 kg. m^-3, kalový index 150 — 200 ml. . g^-1. Ve vyčištěné vodě bylo dosaženo odstranění dusíkatých látek z více než 90 %.1. De-stripped, de-phenolized and distilled water from pressurized coal gasification with a total alkali content above 20 mmol. I ^-1 and containing biogenic phosphorus contained organic pollution expressed as COD _Cr 1,290 mg. I ^-1 , the biological oxygen demand expressed as BODs was 650 mg. I ^-1 and ammoniacal type nitrogen compounds 267 mg. I ^-1 was purified according to the invention in such a way that the temperature was maintained at 25-30 ° C, the pH was maintained at the nitrification process at 7.0-7.8, the dissolved oxygen content was above 2.0 mg. I ^-1 , sludge age 30 - 50 days, sludge concentration 3,5 kg. m ^-3 , sludge index 150 - 200 ml. . g ^-1 . In purified water more than 90% removal of crude protein was achieved.

2. Oddehtovaná, odfenolovaná a destilačním způsobem odčpavkovaná voda z tlakového zplyňování uhlí kyslíkoparní směsí, s obsahem biogenního fosforu, zředěná v po6 měru 1 : 1 s procesní vodou obsahovala organické znečištění vyjádřené jako CHSK_Cr1 500 mg . 1^_1 a dusíkaté látky amoniakálního typu 300 mg . 1^_1. Voda byla' čištěna podle předmětu vynálezu, při dodržení koncentrace rozpuštěného kyslíku 1,5 — 2,0 mg. 1~^J za aerace vzduchem, pH bylo udržováno na hodnotě 7,0 — 7,8, teplota 15 až 20 °C, stáří kalu 35 — 50 dní, kalový index 150 ml. g^_1.2. The stripped, de-phenolized and dewatered pressurized water from a pressurized coal gasification plant containing biogenic phosphorus, diluted 1: 1 with process water, contained organic pollution expressed as COD _Cr 1 500 mg. 1 ¹ and ^an ammonia type nitrogen compounds 300 mg. 1 ^_1 . The water was purified according to the present invention, keeping the dissolved oxygen concentration of 1.5-2.0 mg. 1 ~ ^J with air aeration, pH was maintained at 7.0 - 7.8, temperature 15-20 ° C, sludge age 35 - 50 days, sludge index 150 ml. g ^_1 .

Ve vyčištěné vodě bylo dosaženo odstranění dusíkatých látek amoniakálního typu z 90 %.90% of the ammonia-type nitrogenous substances were removed in purified water.

Claims

Subject

Process for removing ammoniacal type nitrogenous substances from industrial waste water by pressure gasification of coal, characterized in that the mixture of nitrogenous substances and their oxidized forms is mixed in a mixture of partially purified water resulting from recycling from an oxic and settling tank with a recycle size of 0.5 to 1.5 and the original water is first denitrified by a mixed culture of denitrifying microorganisms present in the activation sludge with a sludge concentration of 2.0 - 7.0 kg. nr ³ and input organic pollution with the ratio of organic pollution to

YNALEZ with ammonia greater than 4.0 contained in the treated feed water is subsequently oxidized by nitrification with oxygen and a mixed culture of nitrifying microorganisms contained in the activation sludge.

2. The process according to claim 1, wherein nitrification is carried out by oxygenation at temperatures above 25 ° C.

3. The method according to claim 1, characterized in that nitrification is carried out with air at temperatures of 15 to 25 [deg.] C.