CS273702B1 - Method of coking waste waters biological ammonia removal - Google Patents

Description

Vynález řeší odstraňování amoniaku přítomného v surových, pouze upravených fenolčpavkových koksárenských odpadních vodách biologickou cestou v procesu jejich odfenolování v samostané biologické čistírně fenolových vod pomocí nitrifikaěních a denitrifikaěních bakterií, adaptovaných v procesu zapracování čistírny na vyšší koncentrace jednomocných fenolů, amoniaku a dalších přítomných složek organického znečištění.

Penolčpavkové vody patří mezi nejškodlivější odpadní vody svým vysokým obsahem amoniaku, jednomocných fenolů a dehtu, přičemž amonné lonty jsou přítomné jednak ve volné silně toxické formě, jednak jsou vázány na sírany, chloridy atd., z nichž po alkalizaci přecházejí rovněž do volné formy a ohrožují biologický život v tocích, případně ohrožují průběh čisticích procesů při biologickém čištění.

Za účelem odstranění hlavních složek znečištění, tj. dehtu, jednomocných fenolů a amoniaku, jsou surové fenolčpavkové vody podrobovány oddehtování, odfenolování a odčpavkování, přičemž odčpavkování se děje dosud na báňských i hutních koksovnách v odháněčích čpavku. Přitom amonné ionty vázané na sírany a chloridy se při odhánění samotnou parou neuvolňují a teprve po alkalizaci odháněných fenolčpavkových vod vápnem, louhem sodným nebo jinou alkálií dochází Ic uvolňování vázaného čpavku z roztoku a jeho odehnání zpět do koksárenského plynu, z něhož je čpavek těžen.

Jsou známy i biologické způsoby odstraňování amoniaku v procesu aktivace, např, při samostatném' nebo společném čištění městských splašků s průmyslovými odpadními vodami obsahujícími amonné ionty. Koncentrace veškerých amonných iontů v čištěné odpadní vodě však nesmí překročit 40 mg celkového čpavku v litru, pokud má být 1 v zimním období při teplotách čištěné vody v aktivaci 8 až 10 °C dosaženo zbytkové koncentrace pod 3 mg celkového čpavku v litru vyčištěné vody. Splnění uvedených podmínek vyžaduje vysoký stupeň deamonizace fenolčpavkových vod pod 200 mg celkového čpavku v litru, který je doprovázen nejen vysokou spotřebou alkálií, např. louhu sodného, ale i potřebou vysokého ředění fenolčpavkových vod s městskými splašky minimálně v poměru 20 : 1, aby podíl čpavku vnášeného koksárenskými vodami ve smíšené biologicky čištěné odpadní vodě nepřesahoval 10 mg v litru a tím celkové množství čpavku nepřekročilo dříve uvedených 40 mg v litru.

Jelikož louh sodný, potřebný pro snížení koncentrace celkového amoniaku v ode hnaných fenolčpavkových vodách pod 200 mg v litru představuje často množství, vyjádřitelné v tisících tunách ročně, představuje biologické odčpavkování fenolčpavkových vod odehnaných pouze pod 450 mg amoniaku v litru možnost snížení spotřeby louhu sodného o cca 25 %. Navíc při společném čištění výše uvedeným způsobem odehnaných a neředěných fenolčpavkových vod společně se splašky na městských čistírnách odpadních vod v sorpci ve fenolčpavkové vodě přítomných polycyklických uhlovodíků, které jsou převážně kanoerogenního charakteru, na sušinu veškerého přebytečného biologického kalu, tj. včetně kalu, který je produktem biologického čištění vlastních splašků, což znemožňuje jeho využití v zemědělství. Při společném čištění fenolčpavkových vod se splašky je tedy prakticky znemožněno 1 využití biologických kalů z čištěných splašků s vysokou hnojivou hodnotou, jejichž množství mnohonásobně převyšuje produkci přebytečných biologických kalů při samostatném biologickém čištění surových, pouze upravených koksárenských fenolčpavkových odpadních vod.

Biologický způsob nitrifikace amonných iontů přítomných ve fenolčpavkových vodách je z výše uvedených důvodů no městských čistírnách odpadních vod technicky i ekonomicky nevýhodný.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob biologického odčpavkování koksárenských odpadních vod v procesu jejich odfenolování a podstata vynálezu spočívá v tom, že surové fenolčpavkové vody oddehtované pod 50 mg/1 extrahovaných látek, odehnané za přídavku louhu sodného nebo jiných alkálií pod 450 mg/1 celkového

OS 273702 Bl amoniaku, neředěná minimálně dvojnásobným objemem čisté vody, obohaceně fosforem v množství 1 mgP na 100 mg jednoduchých fenolů a ochlazené na 32 £ 7 °C se naočkují 0,4 %-ním objemem vratného aktivovaného kalu ve vztahu k celkovému objemu aktivaoe, který se odebírá z městské čistírny odpadníoh vod a aktivační prostor se podrobuje procesu zapracování, po němž probíhá nejprve odfenolování a následně nitrifikační proces se selekcí organismů vnesených aktivovaným kalem, jejichž adaptace na vyšší koncentrace jednotlivých složek znečištění postupným kontinuálním nebo dlskontinuálním zvyšováním přítoků čištěných vod v období prvních 14 dnů provozu čistírny probíhá za současného pomnožení heterotrofníoh fenolektivníob i autotrofníoh nitrifikačníoh bakterií na počty řádově 10? bakterií v 1 ml aktivační směsi sa zatížením kalové sušiny přítomné v aktivaoi v množství 6 až 10 g/1 do hodnoty 0,27 BSK^/g sušiny, přičemž pH v aktivační směsi se udržuje v rozsahu 6,3 až 7,3, optimálně 6,7 po celou dobu zapracování a následném pochodu čištění fenolčpavkovýoh vod.

Samostatné biologické odčpavkování koksárenských fenolčpavkovýoh odpadních vod podle vynálezu je výhodné především IjjCm, že odpadá nejen potřeba ooa 25 % louhu sodného, ale i likvidace velkého množství biologlokého kalu ze splaškových vod, znehodnoceného polyoykliokými uhlovodíky z'/fenolčpavkovýoh vod. S výhodou ja také využitelná acidita, vznikající při denltriflkačním procesu, pro eliminaci zjevné alkality v odehnaných, louhovaných fenolčpavkovýoh vodáob , čímž se po dosažení nltrifikaČního procesu souběžně s procesem biologického odfenolování výrazně snižuje i potřeba neutralizační kyseliny při úpravě pH v naředěné čištěné fenolčpavkové vodě na vstupu do aktivačního prooesu v rozmezí 6,3 až 7,3 optimálně 6,7.

Výhodou samostatného biologického odfenolování fenolčpavkovýoh vod s nitrifikací - denitrifikací podle vynálezu Je i relativně malá produkce přebytečného kalu o sušině 20 až 40 g/1, průměrně- 30 g/l, která například při čištění 1 000 m^/den surových koksárenskýcb fenolčpavkovýoh vod dosahuje přibližně 10 nP/den o sušině cca 0,3 t/den.

Postup při biologické deamonizačl fenolčpavkovýoh vod v procesu nitrifikaoe-denitrifikaoe souběžně s procesem biologlokého odfenolování je blíže objasněn na praktickém příkladu, který Je znázorněn technologickým schématem; na výkresu.

Upravená oddehtovaná surová fenolopavková voda 10, zbavená na odháněčích čpavku při úspornější alkalizaci louhem sodným (o 25 %) amoniaku pod 450 mg/1, Je přiváděna do protiproudého chladiče 20, v němž se ochladí tak, aby po naředění čistou provozní vodou 31 nebo odkály z cirkulačního okruhu chladicích vod pro nepřímé chlazení plynu minimálně v poměru 2 : 1 v ředicí nádrži 30 o užitečném objemu, rovnajícím se dvouhodinové produkci fenolčpavkové vody, bylo v denltrifikační nádrži 40 i v aktivační nádrži 50 doeaženo teploty 32 i 7 °C. Ředicí nádrž 30 může být vypuštěna z technologického sohémá samostatné biologické čistírny koksárenských fenolčpavkovýoh vod pouze v případě, že je zabezpečeno trvalé sníženi koncentrace sirovodíku a kyanovodíku v odehnané fenolčpavkové vodě pod 3 mg/1, což s ohledem na možnost přelouhování nelze garantovat. Neředěná a foeforem v množství 1 mg P na 100 mg jednomoonýob fenolů obohacena fenolčpavkové voda je přiváděna do denltrifikační nádrže 40, přičemž potřebné množství fosforu 32 je do ředicí nádrže 30 dávkováno ve formě kyseliny fosforečné nebo fosforečných solí. Z denltrifikační nádrže 40 je upravená neředěná fenolčpavkové voda přiváděna do aktivační nádrže 22» do níž je v době zapracování pro biologicky čisticí proces Jednorázově nadávkováno cca 0,5 % objemově aktivovaného kalu 6l z městské čistírny odpadních vod 60, v němž jaou přítomny jednak heterotrofní fenolaktivní bakterie 62 pomnožené v období zapracování řádově na počet 10^ až 10 v 1 ml aktivační směsi a jednak autotrofní nitrifikační bakterie 63. pomnožené minimálně na počet 10? v 1 ml, jejichž metabolismus je podmíněn přítomností

CS 273702 Bl u BSK^ nad 99 %, u chemické spotřeby kyslíku manganistanem nad 90 % (ChSK-Mn) a dvoj chromanem nad 80 % (ChSK-Cr), přičemž snížení obsahu amonných iontů v rozsahu 50 až 90 % je závislé na volbě velikosti aktivačního prostoru v rozsahu 1,5 až 2,5 m⁵ na m⁵ čištěné surové, pouze upravené fenolčpavkové vody.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob biologického odčpavkování kcksárenských fenolepávkových odpadních vod v procesu odfenolování na samostatné jedno- nebo vícestupňové biologické čistírně, vyznačující se tím, že surové fenolčpavkové vody oddehtované pod 50 mg/1 extrahovaných látek, odehnané za přídavku louhu sodného nebo jiných alkálií pod 450 mg/1 celkového amoniaku, neředěné minimálně dvojnásobným objemem čisté vody, obohacené fosforem v množství 1 mgP na 100 mg jednomocných fenolů a ochlazené na 32 í 7 °C se naočkují 0,4% objemem vratného aktivovaného kalu ve vztahu k celkovému objemu aktivace, který se odebírá z městské čistírny odpadních vod, a aktivační prostor se podrobuje procesu zapracování, po němž probíhá nejprve odfenolování a následně nitri fikační proces se selekcí organismů vnesených aktivovaným kalem, jejichž adaptace na vyšší koncetrace jednotlivých složek znečištění postupným kontinuálním nebo diskontinuálním zvyšováním přítoků Čištěných vod v období prvních 14 dnů provozu čistírny probíhá za současného pomnožení heterotrofních fenolaktivníoh i autotrofních nitrifikačních bakterií na počty řádově 10? bakterií v 1 ml aktivační směsi se zatížením kalové sušiny přítomné v aktivaci v množství 6 až 10 g/1 do hodnoty 0,27 BSK^/g sušiny, přičemž pH v aktivační směsi se udržuje v rozsahu 6,3 až 7,3, optimálně 6,7 po celou dobu zapracování a následném pochodu čištění fenolčpavkových vod.