CS276763B6

CS276763B6 - Method of waste water activation treatment

Info

Publication number: CS276763B6
Application number: CS895390A
Authority: CS
Inventors: Lubos Ing Jindrich; Jindrich Tomek
Original assignee: Chemopetrol
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1989-09-21
Publication date: 1992-08-12

Abstract

Způsob využitá k čištění odpadních vod biologické štěpení močoviny, nitrifikace a denitrifikace a spočívá v tom, že odpadní voda s obsahem močoviny se mísí s alkalickými odpadními vodami ze syntézy oxoalkoholů nebo/a etanolu na směs o pH 7,9 až 11,5 a tento směsný proud se vede do míchané zóny, do niž se přivádí nitrifikující aktivovaný kal s již nitrifikovanou odpadní vodou, kde při době zdržení 0,5 až 3 h proběhne denitrifikační reakce, při níž se močovina rozštěpí na amoniak a tato směs se vede do aerované zóny, v níž probíhá nitrifikace na dusitany a dusičnany, které se odstraňují ze systému recirkulací aktivační směsi mezi nitrifikační a denitrifikaění zónou, popřípadě recirkulací vratného kalu. Při větším znečištění lze vodu s obsahem močoviny předčistit v předřazeném stupni.The method used for biological wastewater treatment urea cleavage, nitrification and denitrification and is that the waste water with urea is mixed with alkaline sewage from oxoalcohol synthesis and / or ethanol to a mixture of pH 7.9 to 11.5 and this the mixed stream is fed to the stirred zone, into the nitrifying activated sludge is fed with already nitrified waste water where the residence time of 0.5 to 3 h is denitrified the urea reaction for ammonia and this mixture is fed to aerated nitrification to nitrites and nitrates that are removed from the system recirculating the activation mixture between the nitrifying agents and denitrification by zone or recirculation return sludge. With more pollution urea-containing water can be pre-treated in the upstream stage.

Description

Vynález se týká způsobu aktivačního čištění odpadních vod procházejících ze syntézy nebo zpracování močoviny, při současné likvidaci odpadních vod ze syntézy oxoalkoholů a etanolu.The invention relates to a process for the activating treatment of waste water from the synthesis or treatment of urea, while at the same time disposing of the waste water from the synthesis of oxoalcohols and ethanol.

Při výrobě a zpracování močoviny vznikají odpadní technologické a oplachové vody, v nichž je močovina rozpuštěna často ve značném množství. Močovina v odpadních vodách vlivem mikrobiální činnosti mikroorganismů a vlivem chemických reakcí postupně částečně hydrolyzuje a mění se v konečné fázi až na amoniak. Močovina a hydrolýzou vzniklý amoniak v odpadní vody je po přítoku na Čistírnu zdrojem dusíku pro mikrobiální oživení aktivovaného kalu využívajícího jej částečně pro syntézu biomasy. Obvykle, vzhledem ke koncentracím močoviny a hydrolýzou vzniklého amoniaku v odpadních vodách z výroby nebo zpracování močoviny, značná část těchto škodlivin prochází.ido recipientu, kde působí značné vodohospodářské problémy. V recipientu dochází k rozsáhlé eutrofizaci se všemi doprovodnými problémy. Hydrolýzou vzniklý amoniak je oxidován nitrifikačními mikroorganismy a zatěžuje tak kyslíkovou bilanci toku. Doprovodným jevem nitrifikace je snížení přirozené neutralizační kapacity vody až snížení jejího pH, nitrifikací vzniklé dusitany a dusičnany působí dále jako eutrofizující látka, zhoršují možnosti vodárenského využití toku a vlivem infiltrace i přilehlého okolí.During the production and processing of urea, waste technological and rinsing waters are generated, in which urea is often dissolved in a considerable amount. Due to the microbial activity of microorganisms and chemical reactions, urea in wastewater gradually partially hydrolyses and eventually changes to ammonia. Urea and ammonia formed in the wastewater after the inflow to the treatment plant is a source of nitrogen for microbial recovery of activated sludge, which uses it partly for biomass synthesis. Usually, due to the concentrations of urea and the hydrolysis of the ammonia formed in the waste water from the production or processing of urea, a considerable part of these pollutants passes through the recipient, where they cause considerable water management problems. Extensive eutrophication occurs in the recipient with all the accompanying problems. The ammonia formed by hydrolysis is oxidized by nitrifying microorganisms and thus burdens the oxygen balance of the flow. The accompanying phenomenon of nitrification is a reduction of the natural neutralizing capacity of water to a decrease in its pH, nitrification and nitrates formed by nitrification also act as a eutrophicating substance, worsen the possibilities of water use of the stream and the surrounding environment due to infiltration.

Pro odstraňování močoviny z odpadních vod se obvykle přímo v procesu výroby využívá jejího rozkladu za zvýšené teploty a tlaku s následnum destilačním oddělením amoniaku a jeho opětovným navrácením do procesu syntézy močoviny. Uvedený způsob je energetiky i materiálově náročný a neřeší problémy s odpadními vodami vzniklými při manpulaci s močovinou například při expedici nebo jiném zpracování.To remove urea from wastewater, its decomposition at elevated temperature and pressure is usually used directly in the production process, followed by distillation separation of ammonia and its return to the urea synthesis process. The mentioned method is energetically and materially demanding and does not solve the problems with wastewater arising during the handling of urea, for example during shipment or other processing.

Likvidace vyšších koncentrací močoviny v nitrifikujících čistírnách nebývá úplná, protéze rychlost hydrolýzy močoviny a její nitrifikace je závislá na teplotě a hodnotě pH. Teplotu aktivační směsi nelze příliš ovlivnit, hodnota pH bývá obvykle udržována v rozmezí 6,0 až 7,5, protože udržování vyšších hodnot pH vyžaduje zvýšení dávky přídavných alkalizačních činidel, což výrazně zvyšuje provozní náklady. Za uvedených podmínek bývá obvykle rychlost hydrolýzy močoviny nižší než rychlost nitrifikace a dochází tak ke zvýšenému úniku dusíkatých látek z čistírny.Disposal of higher concentrations of urea in nitrifying treatment plants is not complete, so the rate of hydrolysis of urea and its nitrification is dependent on temperature and pH. The temperature of the activating mixture cannot be influenced too much, the pH value is usually maintained in the range of 6.0 to 7.5, because maintaining higher pH values requires an increase in the dose of additional alkalizing agents, which significantly increases the operating costs. Under these conditions, the rate of hydrolysis of urea is usually lower than the rate of nitrification, and thus there is an increased leakage of nitrogenous substances from the treatment plant.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob čištění odpadních vod s obsahem močoviny podle vynálezu,. podle kterého se odpadní voda s obsahem močoviny 0, 03 až 2,0 g/1 mísí s alkalickými odpadními vodami pocházejícími zejména ze syntézy oxoalkoholů a etanolu a tento směsný proud odpadních vod o pH 7,9 až 11,5 se vede po případném předčištění do míchané nádrže nebo zóny, do které se přivádí nebo recirkuluje nitrifikující aktivovaný kal s již nitrifikovanou odpadní vodou o pH 6,0 až 7,8. Vlivem přítomnosti heterotrofních mikroorganismů aktivovaného kalu, přebytku alkalického substrátu a nedostatku rozpuštěného kyslíku v míchané nádrži nebo zóně dojde k denitrifikační reakci, v jejímž důsledku dojde k uvolnění další alkality a nárůstu pH v denitrifikující aktivační směsi na 7,8 až 9,1. Vlivem pH výsledné směsi a přítomnosti exoenzymů, zejména ureasy, dojde k rychlému štěpení a hydrolýze močoviny na amoniak. Tato směs se dále vede do aerované zóny, ve které se vzniklý, popřípadě další přivedený amoniak a zbytky močoviny nitrifikují na dusitany a dusičnany. Recirkulací aktivační směsi mezi nitrifikační a denitrifakční zónou, popřípadě recirkulací vratného kalu z dosazováku do denitrifikační zóny, se dusitany a dusičnany odstraňují ze systému s využitím uvolňované alkality pro podporu štěpení močoviny a pro úplnou nebo částečnou neutralizaci nitrifikační reakce v aerované zóně. Účinnost odstraňování močoviny ze systému lze dále zvýšit zaváděním přebytečného nitrifikujícího kalu do předřazeného míchaného stupně s dobou zdržení 0,5 až 7 hodin, například homogenizační nádrže čistírny, kam se také zavádí k předčištění odpadní voda s obsahem močoviny a odpadní vody z výroby oxoalkoholů a etanolu a odkud se využitý kalThe above-mentioned disadvantages are eliminated by the urea-containing wastewater treatment method according to the invention. according to which the wastewater with a urea content of 0.03 to 2.0 g / l is mixed with alkaline wastewater originating mainly from the synthesis of oxoalcohols and ethanol and this mixed wastewater stream with a pH of 7.9 to 11.5 is passed after possible pre-treatment to a stirred tank or zone to which nitrifying activated sludge is fed or recirculated with already nitrified wastewater at pH 6.0 to 7.8. Due to the presence of heterotrophic activated sludge microorganisms, excess alkaline substrate and lack of dissolved oxygen in the stirred tank or zone, a denitrification reaction occurs, resulting in the release of additional alkalinity and an increase in pH in the denitrifying activation mixture to 7.8 to 9.1. Due to the pH of the resulting mixture and the presence of exoenzymes, especially urease, rapid cleavage and hydrolysis of urea to ammonia occurs. This mixture is then fed to an aerated zone in which the ammonia and urea residues formed or further introduced are nitrified to nitrites and nitrates. By recirculating the activation mixture between the nitrification and denitrification zones, or by recirculating the return sludge from the settling tank to the denitrification zone, nitrites and nitrates are removed from the system using released alkalinity to promote urea cleavage and to completely or partially neutralize the nitrification reaction in the aerated zone. The efficiency of removing urea from the system can be further increased by introducing excess nitrifying sludge into a pre-stirred stage with a residence time of 0.5 to 7 hours, such as a homogenization tank, where urea-containing wastewater and oxoalcohol and ethanol wastewater are also introduced for pre-treatment. and where the sludge is used from

ΗΗ

CS 276 763 Β6 odstraňuje běžnými hydroseparačními postupy. Zónou se rozumí jakýkoliv prostor systému, například obsah nádrže nebo prostor vymezený mechanickými nebo hydraulickými přepážkami, v němž vznikají stálé podmínky, potřebné pro průběh předpokládaných reakcí nebo fyzikálních pochodů. Funkci vynálezu osvětlují následující příklady:CS 276 763 Β6 removes by conventional hydroseparation procedures. A zone is any space of the system, such as the contents of a tank or a space defined by mechanical or hydraulic bulkheads, in which the constant conditions necessary for the expected reactions or physical processes to take place occur. The functions of the invention are illustrated by the following examples:

Příklad 1Example 1

V aktivační biologické čistírně odpadních vod se čistí odpadní vody z výroby močoviny, petrochemického zpracování ropy, syntézy oxoalkoholů a etanolu o celkovém množství 350 až 3 x 3In the activating biological wastewater treatment plant, wastewater from urea production, petrochemical processing of crude oil, synthesis of oxoalcohols and ethanol with a total amount of 350 to 3 x 3 is treated.

500 m /h. Čistírna s objeme aktivační nádrže 9 450 m je vybavena dvěma homogenizačními komorami o kapacitě po 1 000 m,, chemickým předčištěním surové odpadní vody a dosazovacími nádr3 žemi o celkovém objemu 1 600 m . Vstupní odpadní voda má CHSK 500 až 950 mg/1, NHj 150 až 350 mg/1, močovina 150 až 400, špičkově až 2 000 mg/1. Při čištění běžným aktivačním procesem při stáří kalu 3 až 5 dní se dosahují tyto parametry vyčištěné odpadní vody: CHSK 50 až 90 mg/1, NHj 150 až 250 mg/1, močovina 100 až 250, špičkově 1 000 mg/1.500 m / h. The treatment plant with an activation tank volume of 9,450 m is equipped with two homogenization chambers with a capacity of 1,000 m each, chemical pre-treatment of raw wastewater and settling tanks with a total volume of 1,600 m. The input wastewater has a COD of 500 to 950 mg / l, NH3 150 to 350 mg / l, urea 150 to 400, peak up to 2,000 mg / l. When treated by a normal activation process at a sludge age of 3 to 5 days, the following parameters of treated wastewater are achieved: COD 50 to 90 mg / l, NH 2 150 to 250 mg / l, urea 100 to 250, peak 1,000 mg / l.

Při čištění odpadních vod podle vynálezu se po zvýšení stáří kalu na 20 až 50 dní a rozběhnutí procesu nitrifikace do jedné homogenizační komory přivádí vratný nitrifikující kal z dosazovací nádrže a nitrifikovaná aktivační směs z aktivační nádrže čistírny v celkovém množství 350 až 700 m^/h, dále se sem přivádí odpadní vody z výroby oxoalkoholů a etanolu. Vlivem vysokého pH takto vytvořené směsi, vlivem jeho dalšího zvýšení denitrifikačních reakcí a vlivem biologické aktivity této směsi dochází k rychlému štěpení přiváděné močoviny na amoniak, který se v následném aktivačním stupni úspěšně nitrifikuje. Výše uvedenou nitrifikací vzniklé dusitany a dusičnany se částečně odstraňují ze systému recirkulací vratného kalu a aktivační směsi do míchané homogenizační nádrže, ve které probíhá denitrifikační reakce. Při čištění podle vynálezu jsou parametry vyčištěné odpadní vody následující: CHSK 50 až 75 mg/1, NHj 5 až 15 mg/1, močovina 0 až 5 mg/1, NOj 140 až 280 mg/1. Obsah dusíku ve vyčištěné odpadní vodě se dále redukuje dočištěním.In the wastewater treatment according to the invention, after increasing the sludge age to 20 to 50 days and starting the nitrification process, a return of nitrifying sludge from the settling tank and the nitrified activating mixture from the treatment tank activation tank are fed to a homogenization chamber in a total amount of 350 to 700 m 2 / h. wastewater from the production of oxoalcohols and ethanol is also fed here. Due to the high pH of the mixture thus formed, due to its further increase in denitrification reactions and due to the biological activity of this mixture, the feed urea is rapidly cleaved to ammonia, which is successfully nitrified in the subsequent activation step. The nitrites and nitrates formed by the above nitrification are partially removed from the system by recirculating the return sludge and the activating mixture to a stirred homogenization tank in which the denitrification reaction takes place. In the purification according to the invention, the parameters of the treated wastewater are as follows: COD 50 to 75 mg / l, NH 2 5 to 15 mg / l, urea 0 to 5 mg / l, NOj 140 to 280 mg / l. The nitrogen content in the treated wastewater is further reduced by final treatment.

Příklad 2Example 2

Účinnost a stabilita odstraňování močoviny v procesu popsaném v příkladu 1 se zvýší zaváděním přebytečného aktivovaného kalu z toho procesu do zbývajícího předřazené homogenizační komory. Působením mikroorganismů a jejich enzymů v podmínkách pH 9 až 9,7 při době zdržení směsi 2 až 3 hodiny dochází ke snížení koncentrace močoviny v této homogenizační komoře o 20 až 50 %. Po tomto využití se přebytečný aktivovaný kal ze systému odstraňuje flotací v následném chemickém předičštění odpadních vod.The efficiency and stability of urea removal in the process described in Example 1 is increased by introducing excess activated sludge from that process into the remaining upstream homogenization chamber. By the action of microorganisms and their enzymes under conditions of pH 9 to 9.7 with a residence time of the mixture of 2 to 3 hours, the concentration of urea in this homogenization chamber is reduced by 20 to 50%. After this use, excess activated sludge is removed from the system by flotation in the subsequent chemical pre-treatment of wastewater.

Claims

PATENT CLAIMS

A process for the activating treatment of waste water from the synthesis or treatment of urea, with the simultaneous disposal of waste water from the synthesis of oxoalcohols and ethanol by a combination of biological cleavage of urea, nitrification and denitrification, characterized in that waste water with a urea content of 0.03 to 2.0 g / l is mixed with alkaline waste water originating mainly from the synthesis of oxoalcohols and / or ethanol to a mixture with a pH of 7.9 to 11.5

-and this mixed stream is led, after possible pre-purification, to a stirred zone, into which nitrifying activated sludge with already nitrified wastewater with pH 6.0 to 7.8 is fed or recirculated, where denitrification takes place with a residence time of 0.5 to 3 hours. reaction in which. * *

3 CS 276 763 B6 by raising the pH and in the presence of enzymes, in particular urease, the urea is broken down into ammonia and this mixture is further fed to an aerated zone in which the formed or further introduced ammonia and urea residues are nitrified to nitrites and nitrates, which are removed. from the system by recirculating the activating mixture between the nitrification and denitrification zones, or by recirculating the sludge from the settling zone to the denitrification zone, the released alkalinity being used to promote urea cleavage and / or to neutralize the nitrification reaction in the aerated zone.

2. The process according to item 1, characterized in that the waste water containing urea and the waste water from the production of oxoalcohols and ethanol is pre-treated in a pre-stirred stage with a residence time of 0.5 to 7 hours, to which excess nitrifying sludge is fed with these waters. and at pH 7.9 to 11.5, preferably 9 to 9.7 and in the presence of enzymes, in particular urease, the urea is cleaved to ammonia, then the spent sludge is removed from the mixture and the pre-purified water is carried out for self-purification.