CS270229B2 - Method of waste water cleaning that contains nitrates and/or nitrites - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu čistění odpadní vody obsahující dusičnany a/ nebo dusitany, například po předcházejícím chemickém a/ nebo biologickém čistění.

Je známo, že obsah dusičnanů ve vodonosné vrstvě může být snížen in šitu zaváděním vody obsahující děnitrifikační organismy a/ nebo substrát pro ně střídavě množinou vháněcích kanálů uspořádaných okolo jednoho nebó více odváděčích kanálů pro odběr vyčištěné vody. .

Odpadní voda obsahující dusičnany, pocházející například z výroben škrobu nebo pivovarů, musí být čištěna za účelem snížení obsahu dusičnanu ještě předtím, než se nechá infiltrovat do vodonosné vrstvy nebo než se vypustí do vodotoku.

Toto čistění se podle vynálezu provádí dvoustupňovým zpracováním uvedené odpadní vody /jeden redukční stupeň a jeden oxidační stupeň/.

Předmětem vynálezu je způsob čistění odpadní vody obsahující dusičnany nebo a/ dusitany a redukující mikroorganismy, zejména bakterie, které jsou schopné redukovat dusičnany a dusitany na amoniak a dusík, jehož podstata spočívá v tom, že se odpadní voda, ke které byl případně přidán substrát pro redukující mikroorganismy, vede za redukčních podmínek, ekvivalentních hodnotě redox-potenciálu odpadní vody nižší než 400 mV, vztaženo na pH odpadní vody 7, skrze filtrační zónu, obsahující přírodně se vyskytující filtrační materiál, s výhodou dolomit, písek a směs písku a makadamu, při době zdržení odpadní vody v uvedené filtrační zóně 1 až 20 hodin, s výhodou 3 až 4 hodiny, a teplotě odpadní vody vyšší než 5 °C, přičemž se redukovaná voda případně recirkuluje na vstup uvedené filtrační zóny, načež se redukovaná voda oxiduje v oxigenátoru, s výhodou ejektorového typu, výhodně provzdušňováním kruhového vodního proudu tlouětky menší než 3 mm z vnitřku i z vnějškU|přičemž se voda nakonec rozprašuje při tlakovém rozdílu vnitřek-vnějšek výhodně rovnému 133Pa, a odpadní voda se případně cirkuluje v cirkulační zóně až do okamžiku, kdy je oxidační proces ukončen, s výhodou, kdy je její redox-potenciál vyšší než 200 mV, vztaženo na hodnotu pH odpadní vody 7.

V prvním stupni se odpadní voda s výhodou přivádí skrze množinu vháněcích kanálů nebo vháněcích drenážních trubek, uspořádaných po obvodě nádrže nebo filtru. V případě, že je redukce nedostatečná, může být redukovaná voda recirkulována zpět na vstup redukční nádrže. Po okysličení vody ve druhém stupni může být voda v nádrži cirkulována, přičemž se měří redox potenciál.

Odpadní voda je normálně prosta kyslíku a obsahuje redukující mikroorganismy, hlavně bakterie, které v prvním stupni způsobu podle vynálezu způsobí redukci dusičnanů a dusitanů na amoniak /amoniový iont/ a dusík.

Za účelem rychlého snížení redox potenciálu, částečně v důsledku požadovaného dosažení krátkého času zdržení v tomto stupni, může se ukázat nezbytným přidat v tomto redukčním stupni vhodný substrát.

Amoniak a amonná ionty vytvořené v redukčním stupni /nebo přítomné v odpadní vodě od počátku/ se v oxidačním stupni oxidují na dusík. Současně se případná malá reziduální množství dusitanů oxidují na dusičnany.

V následující části popisu bude způsob podle vynálezu popsán poněkud -zevrubněji.

Odpadní voda mající vysoký obsah dusičnanů a případně i dusitanů se čerpá do množiny vháněcích kanálů nebo vháněcích drenážních trubek /například do šesti kanálů nebo trubek/ uspořádaných okolo obvodu nádrže nebo filtračního kontejneru obsahujícího písek nebo směs písku a makadamu. Rovněž mohou být použity i jiné filtrační materiály, jako například alkalické filtrační materiály, zejména dolomit.

Tak například může být v zemi vyhloubena jáma, jejíž obvodové stěny mohou být vyloženy těsnící vrstvou jílu, betonu nebo nepromokavou plachtovinou anebo utěsněny jiným vhodným způsobem. Takto vzniklá nádrž se potom naplní filtračním materiálem. Namísto takto vytvořené nádrže může být použito i filtračního kontejneru z oceli, plastické hmoty nebo z jiného vhodného materiálu.

V závislosti na vydatnosti proudu odpadní vody může být odpadní voda zaváděna jednou nebo více kruhovými drenážními trubkami současně do všech vháněcích kanálů nebo pouze do jednoho nebo několika kanálů podle určitého rozvrhu. V případě, že je to nezbytné, přidá se do odpadní vody dříve, než Se tato voda zavede do vháněcích kanálů, substrát pro redukující mikroorganismy.

Doba zadržení odpadní vody v nádrži’ nebo filtru je asi 1 až 20 hodin, s výhodou 3 až 4 hodiny. Zredukovaná voda se potom odebírá centrálním odváděcím kanálem, odkud se zavádí do druhého stupně.

Vháněcí kanály se postupně ucpávají usazeninami a proto musí být občas čištěny. Tyto usazeniny se z jednotlivých vháněcích kanálů odsají rázovým čerpáním za použití čerpadla /například po dobu 20 až 20 sekund třikrát- až pětkrát denně/.

Za účelem redukce dusičnanů a dusitanů na dusík je nezbytné vytvořit určité redoxpodmínky tak, aby byly denitrifikační bakterie schopné provést uvedenou denitrifikaci.

л Redox potenciálu je funkcí hodnoty pH. Hodnota pH odpoadní vody se může pohybovat v širokých mezích od 4 do 9 a odpovídající redox potenciál musí být vypočten pro každou hodnotu pH. Jestliže je pH = 7, potom je nezbytné snížit redox potenciál pod hodnotu 400 mV ještě předtím, než je možné redukovat dusičnan a dusitan na elementární dusík.

К dosažení redox potenciálu rovného hodnotě 400 mV nebo hodnotě ještě nižší je nezbytné použít uhlíkatého substrátu, například ethanolu v množství 10 až 200 mg/1, organických látek v odpadní vodě, atd.. Veškerý dusičnan a dusitan se redukuje na elementární dusík při redox potenciálu rovném hodnotě 100 mV nebo hodnotě ještě nižší. Obsah kyslíku v odpadní vodě před redukcí se může rovněž výrazně měnit. V podstatě platí, že Čím více kyslíku odpadní voda obsahuje, tím větší množství substrátu musí být к odpadní vodě přidáno. Aby se dosáhlo rozumné bakteriologické aktivity, měla by být teplota v průběhu redukce vyšší než 5 °C. Pokud jde o tlak, je bakteriologická aktivita v podstatě na tlaku nezávislá.

Pokud jde o následující oxidaci, provádí se tato oxidace v oxigenátoru, který je nejužívanějším a nejúčinnějším, odplyňovacím reaktorem a aerátorem. Za účelem odstranění dusíku z odpadní vody po redukci musí být odpadní voda odplyněna. Za tím účelem je nezbytné dosáhnout optimálního kontaktního povrchu mezi molekulami vody, plynu a vzduchu. A právě tohoto ideálního kontaktu se dosáhne v oxigenátoru, který pracuje hlavně na ejektorovém principu, kde vodní proud je výhodně kruhový a proud je provzdušňován z vnitřku jakož i zvnějšku.

Tlouštka vodního proudu je s výhodou menší než 3 mm, přičem/voda je na konci zařízení rozprašována při tlakovém rozdílu vnitřek-vnějšek rovném výhodně 133 Pa, čímž se optit malizuje odplynění v důsledku toho, že se takto vytvoří kontakt jednotlivých složek na velké povrchové ploše. Veškerý zbytkový dusitan se přitom oxiduje na dusičnan. Po oxidaci se může provést měření redox potenciálu zpracované vody. Při hodnotě Ph 7 by měl redox potenciál oxidované vody přesáhnout hodnotu 200 mV.

Nádrž použitá v oxidačním stupni může být rovněž naplněna přirozeně se vyskytujícím filtračním materiálem, avšak zpravidla toho není zapotřebí.

Rezultující vyčištěná voda může být vypuštěna do vodotoku nebo se může nechat infiltrovat do vodonosné vrstvy.

Příklad

Proud odpadní vody se přivádí do redukčního tanku rychlostí 1 litru za sekundu. Tato odpadní voda má obsah dusičnanů 000 mg/litr a obsah dusitanů 80 mg/litr. Hodnota pH této vody je 7. Uvedený tank má průměr 2 metry a objejn 6 kubických metrů. Je naplněn pískem s velikostí částic 0,8 až 4 mm. Okolo obvodu tanku je uspořádáno šest Štěrbinových injekčních potrubí, přičemž uvedený tank je rovněž opatřen centrálním štěrbinovým potrubím.

Do injekčního potrubí se přidává ethanol v množství 120 mg/litr. Zpočátku má redox potenciál hodnotu přesahující 500 mV, přičemž tato hodnota klesne na 100 až 200 mV potom, co se dosáhne ustáleného stavu. Zredukovaná voda se potom odtahuje centrálním štěrbinovým potrubím rychlostí 1,3 litru za sekundu, přičemž 0,3 litru za sekundu této vody se recirkuluje do injekčních štěrbinových potrubí. Voda odtahovaná centrálním štěrbinovým potrubím má obsah dusičnanů nižší než 5 mg/litr a obsah dusitanů nižší než .0,02 mg/litr. Provoz, zařízení je ovládán automaticky postřednictvím měřením redox potenciálu zpracovávané vody. . .

Redukovaná voda odtažená uvedeným centrálním potrubím se potom zavádí do otevřeného tanku s objemem 2 kubických metrů. Voda sě v tomto tanku cirkuluje přes oxigenátor rychlostí 3 litrů za sekundu, Rezultující vyčištěná a odplyněná voda se potom vypouští do vodního rezervoáru.

Claims (1)

1. Způsob čistěníedpadní vody obsahující dusičnany a/ nebo dusitany a redukující mikroorganismy, zejména bakterie, které jsou schopné redukovat dusičnany a dusitany na amoniak a dusík, vyznačený tím, že se odpadní voda, ke které byl případně přidán substrát pro redukující mikroorganismy, vede za redukčních podmínek ekvivalentních hodnotě redox potenciálu odpadní vody nižší než 400 mV, vztaženo na hodnotu pH odpadní vody 7, skrze filtrační zónu, obsahující přírodně se vyskytující filtrační materiál, s výhodou dolomit, písek a směs písku a makadamu, při době zdržení odpadní vody ve filtrační zóně 1 až 20 hodin, s výhodou 3 až 4 hodiny, a teplotě odpadní vody vyšší než 5 °C, přičemž se redukovaná voda případně recirkuluje na vstup filtrační zóny, načež se redukovaná voda oxiduje v oxigenátoru, s výhodou ejektorového typu, výhodně provzdušňováním kruhového vodního proudu tlouštky menší než 3 mm z vnitřku i z vnějšku, přičemž se voda nakonec rozprašuje při tlakovém rozdílu vnitřek-vnějšek, výhodně rovném 133 Pa, a odpadní voda se případně cirkuluje až do okamžiku, kdy je oxidační proces ukončen, s výhodou do okamžiku, kdy je její redox potenciál vyšší než 200 mV, vztaženo na hodnotu pH odpadní vody 7.