CZ20021331A3 - Způsob zpracování odpadu - Google Patents
Způsob zpracování odpadu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20021331A3 CZ20021331A3 CZ20021331A CZ20021331A CZ20021331A3 CZ 20021331 A3 CZ20021331 A3 CZ 20021331A3 CZ 20021331 A CZ20021331 A CZ 20021331A CZ 20021331 A CZ20021331 A CZ 20021331A CZ 20021331 A3 CZ20021331 A3 CZ 20021331A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- biomass
- mixture
- chemical
- organic matter
- biological
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 101
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 39
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 104
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 42
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 27
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 claims description 24
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 9
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 9
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 90
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 22
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 239000011368 organic material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 36
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 31
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 25
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 4
- 230000007073 chemical hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000010951 particle size reduction Methods 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000012028 Fenton's reagent Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002210 biocatalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000004098 cellular respiration Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;iron(2+);sulfuric acid Chemical compound [Fe+2].OO.OS(O)(=O)=O MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/727—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation using pure oxygen or oxygen rich gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/04—Oxidation reduction potential [ORP]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
Způsob zpracování odpadu
Oblast techniky
Vynález se týká zlepšení způsobů a systémů určených pro zpracování organických odpadů, a zejména zlepšení, která redukují celkovou produkci biomasy v systémech používajících biologické zpracovatelské procesy.
Dosavadní stav techniky
Byla navržena celá řada způsobů biologického zpracování organických odpadů, které tento odpad zpracují na ekologicky přijatelné materiály. Při biologickém zpracování odpadu se odpadní voda uvádí do kontaktu s aktivními biologickými pevnými látkami (tj . biologickými pevnými . látkami, které obsahují živé organismy) ve snaze převést organické složky odpadu na formu, kterou lze ze zpracovaného vodného proudu separovat. Nicméně tyto procesy zpravidla produkují velké množství kalu obsahujícího zejména mikroorganismy a jiné pevné biologické látky ve vodě, které je třeba následně dále zpracovat a likvidovat způsoby jako je spalování, ukládání na skládky nebo do biologické nebo mechanické další chemické, oceánu a procesy.
Kalová digesce, která představuje další biologické zpracování biologických pevných látek, se používá v širokém rozsahu k redukci objemu kalu před jeho následnou likvidací. Hlavním nedostatkem tohoto přístupu je to, že vyžaduje dlouhou dobu zadržení zpracovávaného materiálu a
01-0955-02 Ma • · • · ·· ···· ·· • · · · ♦ · • · · · · · · · · • ··· · · ♦ · · ·· ·· · · · ·· ···· tomu odpovídající velkokapacitní zpracovatelské systémy. Pro zvýšení účinnosti kalové digesce byla navržena celá řada způsobů. Například podle patentů US 3 547 814 a US 3 670 887 se z odpadní vody nejprve na sítu odstraní hrubé částice pevných látek a zbývající voda se uvede do kontaktu s plynem obsahujícím kyslík a s aktivovaným kalem.
Další technika navržená pro zpracování kalu zahrnuje extenzívní provzdušňování, které zvýší stupeň autooxidace pevných látek a současně tak sníží celkovou produkci biomasy. Rychlost oxidace je naneštěstí zpravidla příliš nízká na to, aby měla. významnější vliv na celkovou produkci kalu. Kromě toho velké rozměry zařízení a vysoké provozní náklady těchto systémů často způsobují, že se extenzívní provzdušňování stává nepraktickým a neekonomickým.
Patent US 4 246 099 popisuje kombinaci aerobních/anaerobních způsobů redukce a stabilizace biomasy produkované způsobem aktivovaného kalu. U jednoho tohoto způsobu se kal odváděný z čističky komunálního odpadu nejprve uvede za anaerobních podmínek zpracování do kontaktu s plynem obsahujícím kyslík, přičemž při tomto kontaktu dojde k částečné redukci biologicky rozložitelných těkavých suspendovaných pevných látek, a následně se podrobí anaerobní digesci na parciálně stabilizovaný kal. Používá se termální aerobní digesce, v literatuře označovaná jako autotermální aerobní digesce (ATAD), při které vyhnívací komora pracuje za zvýšených teplot, například přibližně 45 °C až 75 °C, nebo v termofilním rozmezí. Anaerobní krok se používá k biologickému rozpouštění organických sloučenin a stabilizaci pevných složek kalu. Kombinace obou procesů účelně redukuje objem biomasy v kalu na méně než 40 % biologicky rozložitelných těkavých suspendovaných pevných látek zavedených do digestační zóny.
01-0955-02 Ma
Patent US 4 026 793 popisuje způsob aerobní digesce navržený pro redukci obsahu pevných látek v biologicky rozložitelném organickém kalu, který spočívá v provádění digesce v nádobě, jejíž teplota se udržuje v rozmezí od 38 °C do 46 °C.
Evropská patentová přihláška EP 0936190 popisuje způsob, při kterém se pevné látky separované z biologického zpracovatelského kroku podrobí oxidaci vzduchem za mokra, která má zlepšit biologický rozklad biomasy nebo pevného odpadu, a následně vrátí do biologického reaktoru. Chemický zpracovatelský krok používá oxidační plyn, jakým je například vzduch nebo čistý kyslík, při teplotě 80 °C až 200 °C a tlaku 0,101 MPa až 4,04 MPa. Hodnota pH reakční směsi se může pohybovat od pH 1 do pH 11 a reakční časy od 10 min do 180 min. Oxidační činidla se přidávají do odpadní směsi ve stechiometrickém poměru, který se zvolí na základě odhadu chemické spotřeby kyslíku (ChSK) odpadu, což má zpravidla za následek použití mnohem většího množství chemických reakčních činidel, než je ve skutečnosti zapotřebí. Schémata oxidace vzduchu za mokra (WAO) jsou rovněž nákladná a jejich řízení a kontrola je obtížná. Jakmile dochází ke změnám složení odpadu, stává se například nezbytným zvýšení reakční teploty a tlaku na hodnotu dostatečnou pro zpracování hůře zpracovatelných odpadů. Z výše uvedeného vyplývá, že navržené zařízení musí odolávat vysokým tlakům a teplotám. Návrh WAO procesu rovněž nedefinuje ani nerozlišuje veškerý kal recyklovaný do biologického reaktoru při řízené produkci pevných látek.
Patent US 5 948 275 popisuje použití WAO při zpracování biomasy s recyklací biomasy do WAO procesu. Základním cílem tohoto zpracování je převést biomasu pomocí WAO způsobu na plyn. Tento patent rovněž popisuje možnost
01-0955-02 Ma ·· 4 4 4 4 4 4 · 4 • 4 4 4 · 444 · · 4444 4 4 • 444 4 444 4 • 4 4 44 44 444 44 4444 extrakce částečně zoxidovaného zpracovaného proudu pro biologické zpracování.
Patent US 5 965 096 a US 5 972 226 popisuje použití množiny oxidačních činidel pro destrukci směsi bíomasy a organických látek při WAO procesu. Oxidační činidla se do ChSK směsi přidávají ve stechiometrických poměrech.
Patent US 6 126 838 využívá Fentonovo reakční činidlo ke katalytické oxidaci vysoce pevného organického odpadu s kontinuální elektrolytickou regenerací katalyzátoru mimo oxidační krok.
V předchozích patentech přihlašovatel popisuje vylepšené způsoby kalové digesce, které používají ke zlepšení biologického rozkladu buněčných materiálů a nepřevedených organických sloučenin chemickou hydrolýzu Patent US 4 915 840 (Rozich) redukce u aerobního způsobu zpracování komunálního odpadu. Redukce kalu se řídí uvedením části biomasy a nepřevedených organických látek do nebo chemickou oxidaci, popisuje zlepšení kalové kterém kontaktu s kyselinou nebo bází, při makromolekulám! organické látky hydrolyzují a anorganické látky rozpouštějí. Tato hydrolýza pomáhá modifikovat makromolekulám! složky buněčných struktur, takže jsou tyto struktury v podstatě rozpustné, čímž se zvyšuje schopnost biologicky aktivních organismů ovlivnit termofilní rozklad uvnitř biologického reaktoru.
Patent US 5 141 kterém se kal zavádí digesce (ATAD), kde následujících period reaktoru vypustí a
646 (Rozich) popisuje způsob, při přímo do kroku autotermální aerobní dojde k okamžité digesci. Během se část usazené biomasy z ATAD zavede do chemické hydrolyzační
01-0955-02 Ma
jednotky, kde na ni působí roztok silné kyseliny nebo báze. Hydrolyzovaný proud se smísí s přiváděným kalem, který se následně zavede přímo do ATAD reaktoru.
Patent zpracování
US 5 492 624 (Rozích) popisuj e se způsob namísto organického odpadu, u kterého chemického hydrolyzačního kroku používaného v patentech '840 nebo '646 používá chemický oxidační krok. Chemická oxidace výrazně redukuje chemickou spotřebu kyslíku (ChSK) organického materiálu, čímž zvyšuje účinnost a snižuje celkovou spotřebu oxidačního činidla v ATAD reaktoru. Způsob negeneruje velká množství rozpuštěných pevných látek vznikajících v důsledku přidání kyselin nebo bází potřebných pro podporu chemické hydrolýzy. Rozpuštěné pevné látky mohou mít nežádoucí dopad na biologické zpracování a další následné zpracovatelské procesy, které mohou být použity. Další výhodou tohoto způsobu je, že k rozpouštění vyvolanému zvýšenými teplotami v ATAD reaktoru dochází před chemickým oxidačním krokem, čímž se eliminují nedostatky dřívějších způsobů, které byly definovány výše. Aby se zajistila oxidace odolných sloučenin, často se provádí chemický oxidační krok při teplotách vyšších než je teplota varu odpadu za atmosférického tlaku. Potřebné teploty se mohou v závislosti na změně složení přiváděného proudu pohybovat v širokém rozmezí. V případě, kdy jsou očekávány výrazné změny složení, je chemické oxidační zařízení navrženo pro nejvyšší teploty a tlaky, které lze při zpracování očekávat.
Jak je patrné z výše uvedeného přehledu dosavadního stavu techniky týkajícího se biologických zpracovatelských procesů, byla navržena celá řada způsobů, které se snaží redukovat nebo minimalizovat produkci kalu a stabilizovat přebytek kalu produkovaný aerobním způsobem. Většina těchto
01-0955-02 Ma • · · ·· ···· ·· · · ···· · · · · · · · ··· ·♦··· ·· · • · ··· · ··· · · způsobů je však příliš složitá a výsledkem je, že představují příliš vysoké provozní a pořizovací náklady. Kromě toho je extrémně obtížné modifikovat většinu biologických zpracovatelských procesů tak, aby ekonomickým způsobem výrazně redukovaly objem kalu, vztaženo k objemu výchozích organických látek zaváděných do systémů, nemluvě o eliminaci produkce kalu, tj. dosažení systému s nulovým kalem. Ve skutečnosti je poslední jmenovaný úkol často požadován, ale pouze zřídkakdy dosažen, pokud nejsou do systému zařazeny finančně nákladné procesy fyzikální separace, tj . pokud není například použito odvodňování a následné spalování.
Podstata vynálezu
Vynález se tedy týká způsobů a systémů navržených pro redukci kalu produkovaného během biologických zpracovatelských způsobů. Vynález se týká způsobů biologického zpracování organického odpadu, u kterého se po podrobení organického odpadu biologické digesci alespoň část směsi biomasy a nepřevedených biologických látek přemístí do chemické zpracovatelské jednotky, kde se kontaktuje s alespoň jedním oxidačním činidlem při vysokém oxidačně-redukčním potenciálu (ORP), který se řídí monitorováním ORP směsi biomasy a organických látek a přidání oxidačních činidel do směsi, která potřebuje udržet ORP na zvolené vysoké úrovni. Udržením ORP směsi biomasy a organických látek v chemické zpracovatelské jednotce na dostatečně vysokých úrovních, tj. 0 mV a vyšší, lze produkovat vysoce kondiciovaný proud, který, pokud se následně podrobí další biologické digesci, prokáže významné zlepšení biologického rozkladu.
01-0955-02 Ma • · · 9 · · 9
9 9 9 999 9 9
Aniž bychom se omezovali na některou konkrétní teorii, dá se předpokládat, že použití ORP k řízení oxidačního procesu bude účinněji řídit kvalitu zpracovaného proudu, a to nezávisle na konkrétní volbě použitého oxidačního činidla, protože ORP spíše souvisí s aktivitou oxidačních činidel ve směsi. Dá se předpokládat, že řízení chemických oxidačních činidel na základě ORP bude eliminovat celou řadu problémů, které vznikají, pokud se oxidační činidla přidávají na základě stechiometrických odhadů, přičemž mezi tyto problémy lze zařadit například potřebu kontinuální úpravy nastavení reakční teploty a tlaku v závislosti na změně složení zpracovávaného proudu, rizika podcenění rozsahu oxidace odpadu atd.
Vynález se tedy týká způsobu biologického zpracování organického odpadu, který zahrnuje:
(a) zavedení organického odpadu do biologického reaktoru a podrobení organického odpadu biologické digesci, při které se alespoň část biologického odpadu převede na čirou tekutinu, kterou lze dekantovat, a směs biomasy a nepřevedených organických látek;
(b) uvedení alespoň části směsi biomasy a nepřevedených organických látek do kontaktu s alespoň jedním oxidačním činidlem v chemické zpracovatelské j ednotce;
(c) monitorování oxidačně-redukčního potenciálu (ORP) směsi biomasy a nepřevedených biologických látek v chemické zpracovatelské jednotce a nastavení koncentrace oxidačního činidla, pří které se udrží ORP směsi na hodnotě vyšší než 0 mV a biomasa a nepřevedené organické látky se převedou na kondiciovaný odtok; a
01-0955-02 Ma
• · · · · · ft · · ft · · · · • · · • · * ·· ftftft • ft ftft • ftft « • » · (d) návrat kondiciovaného odtoku do biologického reaktoru, kde dojde k dalšímu zpracování.
U jednoho provedení .vynálezu se ORP hodnota směsi biomasy a organických látek monitoruje a do odpadní směsi se ve snaze udržet ORP na požadované úrovni přidá jediné chemické oxidační činidlo, jakým je například plynný kyslík.
U dalšího provedení podle vynálezu se monitoruje ORP směsi biomasy a organických látek a do odpadní směsi se ve snaze zachovat požadovanou hodnotu ORP přidají kombinace chemických oxidačních činidel, jakými jsou například kyslík, manganistan, peroxid atd., a chemických katalyzátorů, jakými jsou například síran železnatý, peroxid, kyselina nebo báze atd.
U dalšího provedení podle vynálezu se monitoruje ORP směsi biomasy a organických látek a pro generování hydroxyradikálů, a tedy pro udržení ORP na požadované hodnotě, se použije elektrolytický rozklad (elektrolýza) vodné směsi.
U dalšího provedení podle vynálezu se ORP směsi biomasy a organických látek nastaví v následných krocích ve snaze podpořit účinnější redukci kalu. Směs biomasy a organických látek se uvede do kontaktu s prvním oxidačním činidlem, čímž se nastaví ORP směsi na hodnotu přibližně 0 mV nebo vyšší a následně se směs biomasy a organických látek uvede do kontaktu s druhým oxidačním činidlem, čímž se nastaví ORP směsi na hodnotu přibližně +200 mV nebo vyšší, zatímco uvedená směs reaguje.
U ještě dalšího provedení podle vynálezu se ORP směsi biomasy a organických látek nastaví na přibližně +500 mV
01-0955-02 Ma • to to to to to
·· to · to ··«♦ • · ·· toto· · · · • ··· · · to · · to ·· ·· to ··· ·· ·« ··· ·· ···· nebo na vyšší hodnotu přidáním oxidačních činidel podle některého ze zde popsaných způsobů a varem pod zpětným chladičem přibližně při atmosférickém tlaku.
Vynález se rovněž týká integrace různých chemických a fyzikálních zpracovatelských postupů, které umožňují výraznou redukci celkové produkce kalu, tj. redukci blížící se celkové produkci kalu, do biologických zpracovatelských systémů. U jednoho provedení podle vynálezu se integrují různé metody udržení rychlosti růstu systému na hodnotě nižší než přibližně 0,05 den-1 nebo metody podporující respiraci aktivních organismů společně s kontrolou chemické oxidace na základě hodnoty ORP. Udržením rychlosti růstu systému na hodnotě nižší než přibližně 0,05 den”1 se minimalizuje produkce biomasy v biologickém systému, čímž se minimalizuje recirkulace uhlíku tímto systémem.
Pro udržení nízké rychlosti růstu systému byla popsána celá řada různých metod včetně separace části směsi biomasy a organických látek produkované v biologickém reaktoru a její recyklace zpět do biologického reaktoru. Lze samozřejmě použít i další způsoby kontroly rychlosti růstu v systému včetně přidání zralých buněk do biologického reaktoru a přidání enzymů do proudu zaváděného do biologického reaktoru, čímž se zvýší respirace biomasy a ovlivní buněčný výtěžek.
Vynález bude lépe pochopen po prostudování následujícího podrobného popisu, přičemž je třeba upozornit, že následující příkladná provedení vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.
01-0955-02 Ma * ·· ·· ···· ·· ·· ·«·* ··· ···· ··· ····· ·» ♦ ·«· « · · ···.
xu ·«· ·· ·· ··· ·« ··♦·
Stručný popis obrázků
Obr. 1 znázorňuje blokové schéma integrovaného systému pro zpracování odpadu, který zahrnuje biologické zpracování a přímé monitorování a řízení oxidačně-redukčního potenciálu v jednostupňovém chemickém oxidačním procesu;
obr. 2 znázorňuje blokové schéma dvoustupňové chemické oxidace zahrnující monitorování a řízení oxidačně-redukčního potenciálu v každém stupni;
| obr. 3 | znázorňuje blokové | schéma | dvoustupňové ho |
| chemického oxidačních | oxidačního procesu zahrrn činidel ve druhém stupni; | jj ícího | přidání množiny |
| obr. 4 | znázorňuje schematický | diagram | elektrolytické |
kontaktní komory;
| obr. 5 | znázorňuj e | blokové | schéma dvoustupňového | |
| chemického | oxidačního | procesu | zahrnujícího | dopravu |
| elektrolýzou rozložené vody do druhého stupně; | ||||
| obr. 6 | znázorňuj e | blokové | schéma dvoustu | pňového |
| chemického | oxidačního | procesu | zahrnujícího | přímou |
| elektrolýzu | části látek, | který opouští první stupeň; | ||
| obr. 7 | znázorňuj e | blokové | schéma jednostu | pňového |
| chemického | oxidačního procesu, kde | se provozní pro | ud vaří | |
| pod zpětným | chladičem s | oxidačním činidlem; | ||
| obr. 8 | znázorňuje schematický | diagram in line r | espiro- |
metru;
obr. 9 znázorňuje blokové schéma provozu biologického reaktoru zahrnujícího řízení průměrné retenční doby buňky nebolí „stáří kalu 0C;
01-0955-02 Ma • fr frfr ···· ·· ·· • · · · · * ♦ fr « • fr · · · · fr fr· · • ••frfr · » « · · • frfr frfr ··· frfr ··♦· znázorňuje blokové schéma provozu biologického zahrnujícího přímou stimulaci endogenní respiraee průměrné retenční doby buňky; a . 11 znázorňuje blokové schéma zpracování odpadu, který zahrnuje biologický s recyklací biomasy použitou pro řízení .průměrné doby buňky a dvoustupňovou chemickou oxidaci s monitorováním a řízením oxidačně-redukčního obr reaktoru a řízení obr systému reaktor retenční přímým potenciálu.
Výraz „biologický zpracovatelský proces nebo „biologické zpracování, jak je zde použit, označuje libovolný v daném obru známý biologický zpracovatelský proces, který zahrnuje například aerobní, anaerobní nebo fakultativní způsoby.
Aerobní procesy jsou biologické zpracovatelské procesy, které probíhají v přítomnosti kyslíku a zahrnují například autotermální aerobní digesci (ATAD), která je například popsána v patentech US 5 492 624 a US 4 915 840.
Anaerobní způsoby zahrnují biologický rozklad organické a anorganické hmoty za absence plynného kyslíku a nejběžněji se využívají pro digesci biomasy, nicméně rovněž mohou být využity při stabilizaci vysoce pevného rozpustného odpadu při procesech, kdy se kontaktují suspendované a pevné látky.
Fakultativní procesy zahrnují biologický rozklad organické a anorganické hmoty, při kterém je činnost mikroorganismů nezávislá na přítomnosti respektive absenci kyslíku. Při fakultativních procesech se obsah reaktoru v
01-0955-02 Ma
9 9 « · • 9 99··
9
9
99* 99
9 9 9
9 9*99
9 9 9
9 9
9999 takových systémech zpravidla nezahřivá a nemíchá, nicméně pro zkráceni doby potřebné pro digesci biomasy lze použit růstové procesy, při kterých se obsah reaktoru zahřívá a suspenduj e.
Výraz „respirace, jak je zde použit, označuje míru buněčné metabolické aktivity v biomase a konkrétně rychlost, jakou biomasa převádí organické látky obsažené v provozním proudu do plynného stavu. V případě aerobního systému lze respiraci určit jako stupeň absorpce kyslíku biomasou nebo jako rychlost, kterou vznikají oxid uhličitý a ostatní plyny. Pro anaerobní a fakultativní procesy jsou dostupné další způsoby stanovení respirace.
Výraz „chemická spotřeba kyslíku (ChSK), jak je zde použít, označuje množství kyslíku, které je teoreticky nezbytné pro převedení směsi biomasy a proudu organických látek na oxid uhličitý.
Výraz „oxidačně-redukčni potenciál (ORP) směsi, například směsi biomasy a organických látek, je zde použit k určení, zda ve směsi budou probíhat spíše oxidační reakce nebo naopak redukční reakce. ORP Je vyjádřen v jednotkách elektromotorické síly, zpravidla v mV, přičemž kladné hodnoty označují tendenci k provádění oxidačních reakcí a záporné hodnoty označují tendenci k provádění redukčních reakcí.
Výraz „elektrolýza, jak je zde použit, označuje disociaci vody za vzniku hydroxyradikálů aplikací elektromotorického potenciálu na část vodného proudu. V případě vynálezu lze elektrolyzovanou vodu přidávat do odpadního proudu nebo lze část odpadního proudu elektrolyzovat přímo.
01-0955-02 Ma • »9 ·< 4 ·
4 4 * · · • · 4 • 49 44 »4 >*»· • « • · 9 *
4» **
4 4 4 » «
4 4 4
4 4
4994
Vynález využívá biologické zpracování a chemické zpracování v integrovaném systému pro převedení proudu organického odpadu na oxid uhličitý a další plyny, při kterém v podstatě dochází k nulové produkci kalu. Biologické zpracování odpadu podle vynálezu zpravidla zahrnuje podrobení organického odpadu po předem stanovenou dobu biologické digesci a převedení alespoň části směsí biomasy a nepřevedených biologických látek do chemické zpracovatelské jednotky, kde se uvede do kontaktu s alespoň jedním oxidačním činidlem. Kondiciovaný proud opouštějící chemickou zpracovatelskou jednotku se potom vrací zpět do biologického zpracovatelského procesu. Tento způsob využívá monitorování specifického parametru k optimalizaci a řízení chemického zpracovatelského procesu, takže produkuje vysoce kondiciovaný proud, který se následně vrací do biologického reaktoru k dalšímu zpracování.
Obr. 1 až 11 reprezentují vybraná provedení podle vynálezu. Nicméně je třeba poznamenat, že není-li stanoveno jinak, potom jsou konkrétní detaily pouze ilustrativní a nikterak neomezují rozsah vynálezu. Kromě toho byly některé znaky, jakými jsou například místa a typy monitorovacích bodů, nádoby pro skladování oxidačního činidla a zařízení pro řízení a vyrovnání průtoku, z důvodu zvýšení přehlednosti vynechána. Jejich rozmístění a integrace do systémů a způsobů podle vynálezu by měly být odborníkům v daném oboru zřejmé. Ačkoliv zvolená provedení představují kontinuální procesy, je samozřejmě možné vynález snadno přizpůsobit vsázkovému nebo semikontinuálnímu procesu a různým typům reaktoru a technikám, které jsou v oboru známy.
Jak ukazuje obr. 1, u výhodného provedení podle vynálezu se proud 11 odpadní vody obsahující organické
01-0955-02 Ma • ·· ···· ·· *· *· · · · * · · · · · • » « · · ··» · · · ««·*·· « · · · « ·*· · · · ··· ·»· »» ·· ··« »· »··· látky smísí s odtokem 43 chemické zpracovatelské jednotky £0. Proud 11 odpadní vody se s odtokem 43 chemické zpracovatelské jednotky smísí ve směšovacím zařízení 28, takže vytvoří vtok 21. Směšovacím zařízením 28 může být ín line statický směšovač nebo libovolné jiné vhodné v daném oboru známé směšovací zařízení. Vtok 21 se následně vypustí do biologického reaktoru 20, kde se biologicky zpracuje. Výhodně se kyslík dodává do biologického reaktoru 20 ve formě stlačeného vzduchu 22. Nejvýhodnějí se použije stlačený vzduch obohacený kyslíkem až do přibližně 50 %. Plyny produkované mikrobiologickým rozpadem organických látek lze spolu s přebytečným vzduchem jímat z biologického reaktoru /0 a použít při dalším zpracování (není znázorněno) nebo vypustit do atmosféry (není znázorněno). Obsah reaktoru sestávající z biomasy a nezreagovaných organických látek se vypustí ve formě proudu 23 biomasy a organických látek, výhodně do gravitační odkalovací nádrže 30, ve které se biomasa a zpracovaný odtok separují jako dvě nebo více vrstev v důsledku své rozdílné hustoty. Pro tyto účely lze použít i další metody, které jsou v daném oboru známy pro separaci pevných látek a které zahrnují například separaci na membráně, filtraci rozpuštěným vzduchem (DAF), filtraci stlačeným vzduchem (CAF) nebo vyvločkování v reaktoru (BFR). Přebytek pěny vytvořený v biologickém reaktoru 20 lze přemístit přím© do chemické zpracovatelské jednotky 40 za účelem dalšího zpracování (není znázorněno). Horní čirá vrstva se z odkalovací nádrže 30 odvádí jako druhý odtok 31, který lze vypustit nebo podrobit dalšímu zpracování (není znázorněno). Spodní vrstva obsahující biomasu a nezreagované biologické látky se odvádí jako proud 34 biomasy a organických látek. Pří některých aplikacích může funkce biologického reaktoru 20 a odkalovací nádrže 30 vykonávat jediná jednotka.
01-0955-02 Ma ·· · · 4 4 4 4 4 * · · • 4 444 4 · · ·
44444 44 *
44 4 444 4 44 44 444 44 4444
Proud 34 biomasy a organických látek se výhodně vede přes jednotku 35 pro redukci velikosti částic, která produkuje druhý proud 36 biomasy a organických látek obsahující částice biomasy se známou distribucí částic. Začleněním jednotky 35 pro redukci velikosti částic se zvýší efektivnost následného zpracování. Redukce velikosti částic je podrobněji diskutována níže.
Druhý proud 36 biomasy a organických látek se odvádí do chemické zpracovatelské jednotky 40, kde biomasa a nezreagované organické látky částečně oxidují. Chemické zpracování zvyšuje rozložitelnost odpadů, tj, rychlost, kterou organické látky mineralizují na oxid uhličitý. Podle vynálezu se kvalita odtoku 43 chemické zpracovatelské jednotky a optimalizace biologického procesu řídl monitorováním oxidačně-redukčního potenciálu odtoku 43 chemické zpracovatelské jednotky a přidáním oxidačního činidla 42, které je nezbytné pro udržení zvolené hodnoty oxidačně-redukčního potenciálu. Monitor 45 ORP a regulátor 46 průtoku mohou zahrnovat libovolná pro tyto účely vhodná zařízení, přičemž celá řada takových zařízení spadá do dosavadního stavu techniky. Vhledem k tomu, že ORP se používá jako kontrolní parametr, lze monitor 45 ORP a regulátor 46 průtoku automatizovat tak, aby pracovaly nezávisle na použitých konkrétních oxidačních činidlech. V souladu s tímto přístupem lze chemická oxidační činidla přidat v odezvě na měření chemické aktivity v reálném čase a nikoliv podle předem určeného poměru stanoveného na základě odhadu ChSK směsi. Použití oxidačního činidla za relativně vysokých teplot vede k převedení buněčného materiálu a nezreagovaných organických látek v biomase na rozpustnější formy, které se následně snáze biologicky rozkládají. Udržováním zvolené hodnoty lze měnit rychlost
01-0955-02 Ma • ·· ·· · · · · ·· ·· ··· · · · · · · · · ··· ····· ·· · chemické adice a tím optimalizovat rozpouštěni organických látek tak, že lze řídit kvalitu odtoku a snížit spotřebu chemikálií účinněji než při udržování stechiometrickéh© poměru oxidačních činidel ku ChSK.
Oxidačně-redukční potenciál se výhodně udržuje na hodnotě 0 mV nebo vyšší. Výhodněji se oxidačně-redukční potenciál udržuje na hodnotě +200 mV nebo vyšší. Výhodné reakční podmínky pro oxidaci při výhodném rozmezí oxidačně-redukčního potenciálu zahrnují přibližně neutrální pH hodnotu, relativně vysoké teploty, přibližně 120 ®C až 300 °C, a relativně vysoké tlaky, přibližně 0,2 MPa až 1 MPa. Při zvýšení oxidačně-redukčního potenciálu odpadního proudu lze pro dosažení optimální účinností zpracování použít nižší teploty a tlaky. Při hodnotách oxidačne-redukčního potenciálu přibližně +500 mV a vyšších lze například biologickou rozložitelnost směsi biomasy a organických látek účinně zvýšit varem směsi pod zpětným chladičem za atmosférického tlaku. Odborníkům v daném oboru je zřejmé, že v závislosti na změně reakčních podmínek, požadované kvalitě odtoku a povaze odpadních proudů, které mají být zpracovány, bude docházet i ke změně dalších parametrů, jakými jsou například doba zdržení.
Pro účely vynálezu lze použít libovolné chemické oxidační činidlo vhodné pro zpracováni odpadu, například stlačený vzduch, kyslíkem obohacený vzduch, plynný kyslík, manganistan, peroxid nebo některé další látky, které jsou schopny produkovat hydroxyradikál. Oxidačním činidlem 42 je výhodně stlačený vzduch, kyslíkem obohacený vzduch nebo plynný kyslík. Oxidačním činidlem 4_2 je nej výhodněj i stlačený vzduch obohacený kyslíkem přibližně do 50 %,
01-0955-02 Ma
• · ·· · · · · · · ·· • · ··· ···· • · ····· ·· ·
Nicméně oxidační činidlo 42 může obsahovat kombinace chemických oxidačních činidel, Použití většího počtu oxidačních činidel umožňuje větší flexibilitu při zpracování odpadu. Oxidační činidla se výhodně zvolí tak, aby poskytovala nej ekonomičtější režim zpracování pro určité rozmezí odpadů, které mohou být přítomny. Navíc vzhledem k tomu, že oxidačně-redukční potenciál lze kontrolovat nezávisle na konkrétně použitých oxidačních činidlech, lze různé kombinace chemických oxidačních činidel nebo kombinace oxidačních činidel a katalyzátorů (například síran železnatý, peroxid, nastavení pH atd.) nahrazovat, a tím se přizpůsobovat změnám v proudu 11 odpadní vody nebo požadavkům kladeným na druhý odtok 31,
Oxidační činidlo 42 lze rovněž tvořit in šitu elektrolýzou vody, při které vznikají hydroxyradikály... Elektrolýzu lze použít samotnou nebo v kombinaci s dalšími chemickými činidly pro zvýšení ORP odpadního proudu na požadovanou hodnotu. Výhodně se voda elektrolýzuje aplikací stejnosměrného proudu přes sérii elektrod v kontaktní komoře.
Po zpracování v chemické zpracovatelské jednotce 40 se výsledný kondiciovaný odtok 43. chemické zpracovatelské jednotky výhodně vrátí zpět na začátek procesu, kde se smísí s proudem 11 odpadní- vody a vypustí do biologického reaktoru 20, kde dojde k jeho dalšímu zpracování. Drť nebo další těžké anorganické částice lze před zavedením odtoku 43 chemické zpracovatelské jednotky zpět do biologického reaktoru 2 0 z tohoto odtoku případně odstranit. Alternativně se drť nebo další těžké anorganické částice nechají usadit v biologickém reaktoru 20. Koncentrovaná drť nebo další těžké anorganické částice se po realizaci kroku chemického zpracování z reaktoru
01-0955-02 Ma techniky pro drtě (není odstraní za použití libovolné vhodné odstraňování usazenin nebo anorganick znázorněno).
Obr. 2 schématicky znázorňuje chemický zpracovatelský proces, který využívá dvě oxidační činidla v p© sobě jdoucích krocích. Druhý proud 36 biomasy a organických látek se vypustí do prvního chemického reaktoru 50. Oxidačně-redukční potenciál obsahu reaktoru se výhodně udržuje na hodnotě přibližně 0 mV nebo vyšší za použití regulátoru 56 průtoku, čímž se řídí činidla 52 do prvního chemického monitoru 5_5 ORP a přidání oxidačního reaktoru 50. Oxidačním činidlem 52 je výhodně stlačený vzduch, kyslíkem obohacený vzduch nebo plynný kyslík. Oxidačním činidlem 52 je nejvýhodněji stlačený vzduch obohacený kyslíkem přibližně do 50 %, Ostatní reakční podmínky jsou shodné s podmínkami popsanými pro chemický zpracovatelský krok znázorněný na obr. 1,
Obsah prvního chemického reaktoru 50 se odvádí jako odtok 53, který se následně smísí s druhým oxidačním činidlem 61. Smísení se výhodně provádí ve směšovacím zařízení 68. Proud odtékající z tohoto směšovacího zařízení 68 tvoří vtok 62, který se následně zavádí do druhého chemického reaktoru 60. Oxidačně-redukční potenciál reakční směsi se udržuje na hodnotě +200 mV nebo vyšší. Druhým oxidačním činidlem 61 může být libovolné chemické oxidační činidlo, které je vhodné pro zpracování odpadní vody. Druhé oxidační činidlo 61 výhodně obsahuje vodný roztok manganistanu a peroxid nebo některou jinou látku produkující hydroxyradikály, která bude sloužit jako katalyzator/iniciátor oxidačních reakcí. Nej výhodněji je druhým oxidačním činidlem 61 roztok peroxidu. Ostatní výhodné reakční podmínky jsou stejné jako v případě již
01-0955-02 Ma • ·· ·· φφφφ φφ · φ φ··· φφφ · · φ φ diskutovaného chemického zpracovatelského procesu znázorněného na obr. 1. Obsah druhého chemického reaktoru 60 je odváděn jako druhý odtok 63 a vracen zpět na začátek zpracovatelského systému ke zpracování v biologickém reaktoru 20..
Použití kombinace oxidačních činidel umožňuje optimalizovat rychlost biologického rozkladu odpadů za měnících se podmínek, čímž umožňuje dosažení maximálního zvýšení biologického rozkladu při vynaložení nejnížších možných nákladů. Výhodně se oxidační činidlo přidává v momentu, kdy je hodnota oxidačně-redukčního potenciálu vtoku minimálně na hodnotě 0 mV, tj, po zpracování v prvním chemickém reaktoru 50. To podporuje účinnost oxidačních činidel, pokud jde o zvyšování biologické rozložitelnosti zpracovávaných materiálů.
Obr. 3 reprezentuje provedení podle vynálezu, které je příbuzné provedení znázorněnému na obr. 2. Druhý proud 36 biomasy a organických látek je vypouštěn do prvního chemického reaktoru 150, kde se zpracuje při udržování oxidačně-redukčního potenciálu na hodnotě 0 mV nebo vyšší. Chemická oxidační činidla 161a, 161b se smísí s druhým proudem 36 biomasy a organických látek a odvedou do druhého chemického reaktoru 160, kde se zpracují při udržování oxidačně-redukčního potenciálu na hodnotě +200 mV nebo vyšší. Přidání více oxidačních činidel umožňuje vyšší flexibilitu při zpracování odpadu. Oxidační činidla 161a, 161b se výhodně zvolí tak, aby poskytla nejekonomičtější režim zpracování pro příslušné rozmezí odpadů, které mohu být přítomny. Různé kombinace chemických oxidačních činidel nebo kombinace oxidačních činidel 161a, 161b a katalyzátorů (například síran železnatý, peroxid, pH nastavení atd,) lze
01-0955-02 Ma • · ··· ·· ·· ··· · ···· nahradit, a tím se přizpůsobit změnám v proudu 11 odpadní vody nebo požadavkům kladeným na kvalitu druhého odtoku 31.
Podle dalšího aspektu vynálezu se oxidační činidlo tvoří in šitu elektrolýzou vody, při které vznikají hydroxyradikály. Elektrolýzu lze použít samotnou nebo v kombinaci s dalšími oxidačními činidly pro zvýšeni oxidačně--redukčního potenciálu odpadního proudu na požadovanou hodnotu. Výhodně se voda elektrolyzuje aplikací stejnosměrného proudu přes sérii elektrod v kontaktní komoře. Příklad kontaktní komory 80 je znázorněn na obr. 4. Kontaktní komora 80 je tvořena nádobou 83a s ví ke» 83 b. Katoda 84 a anoda 86 jsou umístěny uvnitř kontaktní komory 80 tak, že jeden konec každé elektrody prochází víkem 83b, a to uzavíratelnými otvory 85. Katoda §4 zahrnuje perforovaný válec 84a a katodovou tyč 84b, které jsou elektricky vzájemně propojeny, přičemž anodu 86 představuje válec, který je umístěn uvnitř perforovaného -válce 84a. Pro dosažení požadovaného účinku lze použít i jiné tvary a uspořádání elektrod. Anoda 8 6 i katoda 84 jsou výhodně vyrobeny z oceli, uhlíku nebo jiného nereaktivního materiálu. Stabilní stejnosměrný proud, který je dostatečný pro generování požadovaného stupně elektrolýzy, se aplikuje na katodu 84 a anodu 86 z energetického zdroje 88. Typické proudové hustoty se budou pohybovat v rozmezí přibližně od 20 A/m2 do 500 A/m2. Jak proud 81 vody proudí skrze kontaktní komoru 80, tak dochází k disoeiaci molekul vody a ke tvorbě volných radikálů vodíku a kyslíku, které se vzájemně kombinují a tvoří převážně hydroxyradikály, Elektrolyzovaný odtok 82 se odvádí do kontaktní komory 80.
Obr. 5 reprezentuje jedno provedení dvoustupňového chemického zpracovatelského procesu z obr. 3, u kterého se kontaktní komora 80 použije pro generování elektrolyzované
01-0955-02 Ma ·· 44·· ·» ·· • 4 4 4 · · · 4 · • · 4 4 4 4 4 44 »
44 44 444 44 444 » vody z čirého proudu 81 vody. Elektrolyzovaná voda se odvádí jako oxidační činidlo 161b a odměřuje do odtoku. Výhodou tohoto provedení je, že se oxidační činidlo 161b generuje podle potřeby, čímž se redukuje riziko koroze, exploze nebo vznícení, které přichází v úvahu při skladování chemických oxidačních činidel a při manipulaci § těmito činidly.
Obr. 6 reprezentuje alternativní provedení dvoustupňového chemického zpracovatelského procesu, u kterého je část 381 odtoku 353 z prvního chemického reaktoru 350 za účelem elektrolýzy odváděna do kontaktní komory 380. Elektrolyzovaný odtok 382 se přidává zpět do odtoku 353. Množství odtoku 353, které se odvádí do kontaktní komory 380, je řízeno monitorem 365 ORP a regulátorem 386 průtoku tak, aby zůstal zachován konstantní ORP ve druhém odtoku 363.
Směs biomasy a organických látek se výhodně chemicky zpracuje varem směsí pod zpětným chladičem pří tlaku přibližně 0,1 MPa. Při zvýšení ORP odpadního proudu lze pro dosažení optimální účinnosti zpracování použít nižší teploty a tlaky. Při hodnotách ORP přibližně +500 mV nebo vyšších lze biologickou rozložitelnost směsi biomasy a organických látek účinně zvýšit varem směsi· pod zpětným chladičem za atmosférického tlaku. Obr, ? reprezentuje systém podle tohoto provedení vynálezu. Chemické oxidační činidlo 461, jakým je výhodně silné oxidační činidlo, například kyselina chlorná, a elektrolyzovaný odtok 482 z kontaktní komory 480 se smísí s proudem 436 biomasy a organických látek, výhodně ve směšovacím zařízení 4 4 8, a vypustí do chemického reaktoru 440. Předehřívač 470, výhodně tepelný výměník, používající odtok 443 jako své tepelné médium, lze použít pro zvýšení teploty smíšeného
01-0955-02 Ma ··· · • to · • ···· «· · ·· ·· ··· ···· vtoku 441 a k současnému ochlazeni odtoku 443, který je odváděn do biologického reaktoru 20 (obr, 1), Rředpokíádá se, že oxidační reakce budou poskytovat dostatek tepla pro udržení podmínek varu pod zpětným chladičem v reaktoru, Za určitých okolností může být pro udržení varu pod zpětným chladičem zapotřebí dodávat další teplo. Chemický reaktor 440 může být tedy tvořen refluxní nádobou 440a ©patřenou pláštěm a atmosférickou refluxní věží 440b. Dodatečné teplo je dodáváno do pláště refluxní nádoby 440a pomocí pomocného hořáku 4 90. Monitor 445 ORP a regulátory 446, 406 průtoku udržují oxidačně-redukční potenciál v reaktoru na cílové hodnotě +500 mV nebo vyšší. Zpracování se výhodně provádí přibližně při neutrální pH a teplotě odpovídající přibližně atmosférické teplotě varu obsahu reaktoru nebo nižší. Odborníkům v daném oboru bude zřejmé, že ostatní parametry, například doba zdržení, se budou měnit v závislosti na reakčních podmínkách, požadované kvalitě odtoku a povaze odpadních proudů, které mají být zpracovány.
U všech provedení podle vynálezu je proud biomasy a organických látek podroben chemické oxidaci, jejímž úkolem je rozpustit buněčné materiály a ostatní organické látky a zvýšit rychlost, kterou se budou v biologickém reaktoru rozkládat za vzniku plynných a minerálních forem. Optimální podmínky pro chemickou reakci zahrnující neomezujícím způsobem pH hodnotu, teplotu, tlak a dobu zdržení, stejně jako vhodná chemická oxidační činidla lze stanovit za použití respirometrických metod. Tyto metody jsou zpravidla založeny na měření rychlosti absorpce kyslíku a/nebo produkce oxidu uhličitého ve známém množství biomasy. Zvýšená respirometrická odezva naznačuje zvýšení biologické rozložitelnosti ve zpracovaném odpadu. V praxi se tedy
01-0955-02 Ma • ·· toto ···· «· · · • · · · · · · * · · * • · · ·«··· · · » podmínky chemického zpracování nastaví tak, aby poskytovaly nej lepší respirometrickou odezvu v biologickém reaktoru.
Obr. 8 schématicky znázorňuje typický in line respirometr 29. Časovač 2 4 otevírá ventil 27 v předem stanoveném cyklu a umožňuje tak části proudu 23 biomasy a. organických látek proudit do respirometru 29. Veškerý materiál obsažený uvnitř respirometru 29 je vypláchnut zpět do proudu 23 biomasy a organických látek kapalinou zaváděnou do respirometru 27, načež časovač 24 uzavře ventil 27. Monitory 25a, 2 5b měří změnu koncentrací kyslíku resp. oxidu uhličitého ve vzorku v závislosti na čase. Provozní podmínky jsou řízeny tak, aby změna koncentrace nepřekročila předem určené limity. Monitory 25a, 25b mohou být rovněž propojeny s regulátory průtoku (nejsou znázorněny) nebo dalšími provozně řídícími jednotkami, které regulují výkon systému. Po uplynutí předem stanovené periody časovač 24 opět otevře ventil 27, čímž zahájí nový zkušební cyklus.
Další aspekt vynálezu se týká způsobu biologického zpracování organického odpadu, při kterém je produkce biomasy udržována na nízké úrovni udržováním nízké rychlosti růstu v systému. Udržováním čisté rychlosti růstu v systému na hodnotě přibližně 0,05 den’1 a výhodněji přibližně 0,01 den’1 až 0,006 den _1 se biologický rozklad výrazně zvýší oproti buněčnému výtěžku, čímž se minimalizuje recirkulace organického uhlíku v systému. Po biologickém rozkladu se výsledná směs biomasy a organických látek výhodně převede do jednotky pro separaci pevných látek, kde se pevná biomasa a organické látky oddělí od zpracovaného odtoku.
01-0955-02 Ma • 9 9 99 9999 99
9 9 9 9 9 9 ·
K udržení nízké čisté rychlosti růstu v systému lze použit libovolnou vhodnou metodu. V případě vynálezu je výhodné řídit celkovou rychlost růstu μη v reaktoru, což je převrácená hodnota průměrné doby zdržení buňky neboli „stáří kalů 9C, tak, že se část separované biomasy a organických látek vrátí_ zpět do biologického reaktoru. Úplné zachycení biomasy v biologickém zpracovatelském systému umožní udržet nízké hodnoty μη v systému. Tímto způsobem se získá systém s ekologickou inercí, u kterého jsou pozorovány nízké buněčné výtěžky ¥e, Udržení nízkých buněčných výtěžků v biologickém systému, které povedou k celkové nulové produkci biomasy nebo organického odpadu, je podstatné zejména v případě, . kdy se použije pomocné chemické nebo fyzikální zpracování. Úkolem chemického zpracování je učinit cílovou biomasu nebo organické odpadní látky biologicky rozložit. Pokud se tyto biologicky rozložitelné látky vrátí po chemickém zpracováni do biologického reaktoru, potom je žádoucí, aby se pouze malá část ChSK ve zpracovaném proudu převedla na biomasu. Pokud jsou hodnoty μη reaktoru vysoké, potom bude vysoký i buněčný výtěžek Yo a relativně velká část chemicky zpracovaného materiálu se převede zpět do biomasy. Za těchto podmínek organický uhlík v podstatě „koluje v systému.
Tento aspekt vynálezu tedy poskytuje dostatečnou kontrolu produkce biomasy založenou na udržování nízké hodnoty μη a následně nízkých hodnot Yo. Nízká hodnota Yo znamená, že se určitý významný objem organického uhlíku v chemicky zpracovaném materiálu, který se vrátí zpět do biologického reaktoru, nepřevede do biomasy ale na plynnou formu (například oxid uhličitý, methan, vodík atd.) a opustí systém. To je důležité pro udržení optimálních
01-0955-02 Ma • ·· ·· ♦·♦· ·· ·· • · · · · » · * « ♦ · • · · 9 9 999 · · *
999 99 99 999 9· 999 9 ekonomických podmínek celkového systému a pro .eliminaci nehospodárného a ekonomicky zpracovatelského kroku. Hodnoty nevýhodného chemického μη by měly být výhodně
0,05 den 1 nebo nižší, což odpovídá hodnotám 20 dní a více pro hodnotu 0C. Výhodněji by se hodnoty μ„ měly pohybovat v rozmezí od 0.,01 den“1 do 0,006 den1,. což odpovídá hodnotám 100 dní až 150 dní pro hodnotu &c. Hodnoty Yo by se měly monitorovat nepřímo pomocí zde diskutovaných respirometrických technik a pomocí provozních podmínek nastavených tak, aby udržovaly zvolený buněčný výtěžek..
Obr. 9 reprezentuje . jedno provedení podle tohoto aspektu vynálezu. Proud 511 odpadni vody se sloučí s izolovanou biomasou 533 a odtokem 56.3, který se vrací z koncového místa zpracovatelského procesu (není znázorněno). Proud 511 odpadní vody, proud biomasy 533 a odtok 563 se smísí ve směšovacím zařízení 528 před tím, než se zavedou do biologického reaktoru 520. Kyslík 522 je dodáván do biologického reaktoru 520 nejvýhodněji ve formě kyslíkem obohaceného stlačeného vzduchu. Obsah reaktoru je vypouštěn jako proud 523, který je zaváděn do jednotky pro separaci pevných částic, zde znázorněné jako odkalovací nádrž 530, ve které se biomasa a organické látky zahustí a z nádrže následně odvádějí jako proud 532 biomasy a organických látek. Čirý odtok je odváděn jako druhý odtok 531. In line respirometr _52_9 měří respirometrickou aktivitu biomasy v proudu 523 a řídí regulátor 536 průtoku, který odměřuje množství biomasy a organických látek zaváděných zpět do biologického reaktoru 520 jako izolovanou biomasu 533 tak, aby zůstala zachována požadovaná hodnota μη. Zbytek 534 proudu 532 biomasy a organických .látek se vypustí nebo výhodně podrobí dalšímu zpracování, nej výhodněji zde diskutovanému chemickému zpracování.
01-0955-02 Ma ···· · · · ♦ ♦·· · · · «···· · · · 9 9 9 · · · ··· · «
Výhodným způsobem udržení nízkých hodnot μη a Yo je zvýšení hodnoty Θ”1 zadržením biomasy v systému. Další metody, které lze použít pro regulaci hodnot Yo, zahrnují přidání zralé buněčné hmoty do systému, přidání enzymatických přípravků zvyšujících respiraci nebo potlačujících buněčný výtěžek a další v oboru známé metody. Podle dalšího aspektu vynálezu se pro potlačení produkce biomasy v biologickém reaktoru používají enzymatické přípravky. Buněčnou respiraci lze stimulovat přidáním enzymatických přípravků do obsahu biologického reaktoru. Taková stimulace vede ke zvýšení rychlosti biologického rozkladu a současně k potlačení buněčného výtěžku a účinné redukci hodnoty μη.
Pokud se přidání enzymů integruje s dalšími aspekty vynálezu, potom umožní redukovat čistou produkci biomasy na téměř „nulovou hodnotu. Jako výhodný se pro účely stimulace v rámci vynálezu jeví enzymatický přípravek WT-2000 (Advanced BioCatalytics Corp., 4440 Von Karman Ave., Newport Beach, CA), nicméně pro dosažení podobného účinku lze použít i další přípravky. Obr. 10 reprezentuje systém biologického reaktoru, ve kterém je integrováno přidání enzymu a recyklace biomasy. Enzymatický přípravek 691 se odměří z nádoby 690 do proudu vznikajícího smísením proudu 611 odpadní vody, druhého proudu 633 biomasy a organických látek a odtoku 663 prováděném ve směšovacím zařízení 628 a proud se odvádí do biologického reaktoru 62 0. Tn líne respirometr 629 monitoruje respirometrickou odezvu proudu 623 biomasy a organických látek vytékajícího z biologického reaktoru 620 a reguluje průtok enzymatického přípravku 691 a proudu 633 biomasy a organických látek, který je zaváděn zpět biologického reaktoru 62 0 tak, aby zůstala zachována požadovaná hodnota Yo a μη.
01-0955-02 Ma • » 9 9 9 · 9 · 99 99
9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 999 99 9
9 9 9 9 9 9 9 • ·· 9 · 99 9 99 99 9 9
Jak je zde diskutováno, míru chemického zpracování lze dále zlepšit redukcí velikosti částic biomasy před jejím zavedením do chemického reaktoru. Částice s redukovanou velikostí lze rovněž použít pro zlepšení míry biologického rozkladu v biologickém reaktoru, protože při redukci velikosti částic se zlepší přenos kyslíku do částice a rychlost rozpouštění rozpustných složek v částici. Pokud mají částice známou distribuci velikostí, potom lze navíc zpracovatelské procesy účinněji řídit. Obr. 11 například ilustruje použití mechanického zařízení 835a pro redukci velikosti částic biomasy v proudu 834 na známou distribuci velikostí, které umožní účinnější zpracování v chemickém reaktoru 840. Podobné mechanické zařízení 835b se používá pro kontrolu distribuce velikosti částic ve druhém proudu 833 biomasy a chemických látek, který se vrací zpět do biologického reaktoru 820. Pro redukcí částic biomasy na řízenou distribuci velikostí jsou v daném oboru známa různá mechanická zařízení. Odborníci v daném oboru jsou s těmito zařízeními a s jejich aplikací seznámeni.
Požadované redukce velikostí částic lze rovněž dosáhnout kavitací (tvorba dutin) těchto částic, a to například pomocí hydraulických, ultrazvukových nebo dalších prostředků. Kavitace částic před zavedením do chemického zpracovatelského kroku je dále přínosná tím, že při ní dochází ke vzniku hydroxyradikálů. Alternativně lze kavitace využít v samotné chemické zpracovatelské jednotce. Oxidační činidla a chemické katalyzátory, jakými jsou například zde identifikovaná oxidační činidla a chemické katalyzátory, lze přidat do proudu biomasy a organických látek a směs následně podrobit kavitaci. Kavitace vytváří ve směsi podmínky podporující oxidační reakce a tedy
01-0955-02 Ma
Μ ·# »♦♦· 4· ·· • 4 444 * ♦ * ·
44 444 «4 · • · 44 · · · 4 • ·· *· ·♦· ·· 444« biologickou rozložitelnost směsi biomasy a organických látek.
Cílem vynálezu je redukovat produkci biomasy v biologickém systému zpracování odpadu a dosáhnout v podstatě nulové čisté produkce kalu. Vynález integruje biologické a chemické zpracovatelské systémy a další zde popsané znaky systému a poskytuje sadu provozních parametrů, které lze nastavit tak, aby se přizpůsobily rozmanitým provozním cílům. Cílem této integrace je získání nej lepšího možného výkonu celého zpracovatelského systému, přičemž výkon systému se hodnotí na základě technických parametrů, například vyloučení ChSK nebo produkce biomasy, ekonomických parametrů, jako například celkových nákladů, a odpadu nebo na základě kombinace těchto parametrů. Obr. 11 představuje výhodné provedení zpracování vysoce koncentrovaných nebo nepoddajných těžko likvidovatelných odpadů, které kombinuje několik aspektů vynálezu v jediném integrovaném systému. Blok 8 00A představuje zde diskutovanou biologicko-zpracovatelskou část systému, kterou nejblíže ilustrují obr. 9 a 10. Blok 800B reprezentuje chemicko-zpracovatelské procesy používané pro úpravu odtoku, které zvýší biologickou rozložitelnost odpadů. Tyto procesy zde byly rovněž diskutovány a ilustruje je obr. 8. Provozní operátoři závodů analyzují data respirometrické odezvy získaná z respirometru 825 a současně provádějí běžnou analýzu kvality vody, která je v daném oboru obecně známa, ve snaze vyhodnotit výkon a náklady zpracovatelského závodu a modifikují provozní parametry tak, aby dosáhli optimální vyváženosti požadované kvality odtoku a ekonomického výkonu. Výhodně provozní operátor nastaví požadovanou hodnotu monitoru 865 ORP pro udržení optimální kvality odtoku 843, čímž se podpoří
01-0955-02 Ma • ·· 99 9999 99 99 • frfrfr 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 999 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9
999 99 99 999 ·· fr··· konverze ChSK na oxid uhličitý v biologickém reaktoru 82_0. Průtok recyklovaného druhého proudu 833 biomasy a organických látek se nastaví pomocí regulátoru 836 průtoku v odezvě na respirometrickou odezvu respirometru 825 tak, aby zůstala zachována nízká hodnota μη a přiměřeně nízká hodnota YQ a aby se tak redukovala čistá produkce kalu. Regulátor 8 96 průtoku odměřuje enzymatický přípravek _8_9_1 do biologického reaktoru 820 pro další potlačení hodnoty Yo. Kombinované účinky řízené recyklace biomasy, přidání enzymů a zvýšení biologické rozložitelnosti chemickou úpravou redukuje produkci biomasy na téměř nulovou hodnotu.
Na závěr je třeba podotknout, že výše uvedená příkladná provedení vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými patentovými nároky.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze použít při zpracování odpadních vod, které obsahují organické látky.
Claims (12)
1, Způsob zpracování organického odpadu vyznačený tím, že zahrnuje:
(a) zavedení organického odpadu do biologického reaktoru a podrobení organického odpadu biologické digesci, při které se alespoň část biologického odpadu převede na čirou tekutinu, kterou lze dekantovat, a směs biomasy a nepřevedených organických látek;
(b) uvedení alespoň části směsi biomasy a nepřevedených organických látek do kontaktu s alespoň jedním oxidačním činidlem v chemické zpracovatelské jednotce;
(c) monitorování oxidačně-redukčního potenciálu směsi biomasy a nepřevedených organických látek v chemické zpracovatelské jednotce a nastavení koncentrace alespoň jednoho oxidačního činidla, které je v kontaktu s alespoň částí uvedené směsi tak, že oxidačně-redukčni potenciál alespoň částí směsi zůstane zachován na hodnotě vyšší než 0 mV a alespoň část směsi se převede na kondiciovaný odtok;
a (d) návrat kondiciovaného odtoku do biologického reaktoru.
2. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že krok (c) zahrnuje udržení oxidačně-redukčního potenciálu na hodnotě přibližně +200 mV nebo vyšší.
/277
01-0955-02 Ma
4* *444 • 4 4 4 4 4 4
44 4 4 4444
3 1 4 4 · 4 4
444 4 4 4· 444
44 44
4 4 4 4
4 4 4
4 4 4
44 4444
3. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že krok (b) zahrnuje uvedení alespoň uvedené částí směsí biomasy a nepřevedených organických látek do kontaktu s kyslíkem způsobem, který zvýší oxidačně-redukční potenciál uvedené alespoň části směsi na hodnotě 0 mV nebo vyšší, následné uvedení alespoň části směsi do kontaktu s alespoň jedním druhým oxidačním činidlem tak, že se zvýší oxidačně-redukční potenciál na hodnotu přibližně 200 mV nebo vyšší.
4 . Způsob podle nároku 3 vyznačený tím, že alespoň jedno druhé oxidační činidlo obsahuje kombinaci oxidačních činidel.
5. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že alespoň jedno oxidační činidlo obsahuje oxidační činidlo generované elektrolýzou.
6. Způsob podle nároku 5 vyznačený tím, že oxidační činidlo generované elektrolýzou se generuje podrobením alespoň části uvedené alespoň části směsi biomasy a nepřevedených organických látek elektrolýze.
7. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že se krok (c) provádí při teplotě přibližně 120 °C až 300 °C a tlaku přibližně 0,2 MPa až 1 MPa.
01-0955-02 Ma
44 *4 ··«· 44 ·· • 4 4 4 4 4 4 4 4 • 4 4 44444 4 4 • 4 44 4 4··
4 44 44 444 44 4444
8. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že krok (c) zahrnuje udržování oxidačně-redukčního potenciálu na hodnotě přibližně +500 mV nebo vyšší.
. -9. . Způsob .podle nároku 8 vyznačený tím, že se krok (c) provádí při tlacích přibližně 0,1 MPa a přibližně při atmosférické teplotě varu uvedené alespoň části směsi biomasy a nepřevedených organických látek nebo nižší.
10. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že dále zahrnuje návrat alespoň druhé části směsi biomasy a nezreagovaných organických látek do biologického reaktoru v množství, které udržuje čistou rychlost růstu v 1 systému ve zvoleném rozmezí hodnot 0,05 den a nižších.
tím, že dále zahrnuje redukci velikostí částic biomasy v uvedené alespoň části směsi biomasy a nepřevedených organických látek před provedením kroku (b).
01-0955-02 Ma
99 9999
9 9, 9 9 • 9 999
7V ůěooi - 4321
13. Způsob podle nároku 1 vyznačen ý tím, že se krok (b) realizuje kavitací alespoň části směsi biomasy a nepřevedených organických látek.
14. Způso-b podle nároku 1 vyznačený tím, že zahrnuje přidání enzymů do organického odpadu během kroku (a) pro stimulaci buněčné respirace a potlačení buněčného výtěžku.
15. Způsob podle nároku 1 vyznačený tím, že zahrnuje přidání zralých buněk do organického odpadu během kroku (a) pro potlačení buněčného výtěžku.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16035999P | 1999-10-19 | 1999-10-19 | |
| US16965599P | 1999-12-08 | 1999-12-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20021331A3 true CZ20021331A3 (cs) | 2002-10-16 |
| CZ303459B6 CZ303459B6 (cs) | 2012-09-26 |
Family
ID=26856826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20021331A CZ303459B6 (cs) | 1999-10-19 | 2000-10-19 | Zpusob zpracování odpadu |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1244601B1 (cs) |
| JP (1) | JP4184661B2 (cs) |
| KR (1) | KR20020043641A (cs) |
| CN (1) | CN1379735A (cs) |
| AT (1) | ATE441621T1 (cs) |
| AU (1) | AU767197B2 (cs) |
| BR (1) | BR0014893A (cs) |
| CA (1) | CA2387935C (cs) |
| CZ (1) | CZ303459B6 (cs) |
| DE (1) | DE60042891D1 (cs) |
| EA (1) | EA003434B1 (cs) |
| HR (1) | HRPK20020295B3 (cs) |
| MX (1) | MXPA02003936A (cs) |
| PL (1) | PL354649A1 (cs) |
| WO (1) | WO2001028931A1 (cs) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005125320A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-05-19 | Ebara Corp | 有機性廃棄物の処理方法及び装置 |
| DE102004058552A1 (de) * | 2004-12-03 | 2006-06-08 | Aqua Biotec Gmbh | Verfahren zur Abwasseraufbereitung |
| US20100213123A1 (en) | 2007-01-09 | 2010-08-26 | Marston Peter G | Ballasted sequencing batch reactor system and method for treating wastewater |
| US20110036771A1 (en) | 2007-01-09 | 2011-02-17 | Steven Woodard | Ballasted anaerobic system and method for treating wastewater |
| AU2008205247B2 (en) | 2007-01-09 | 2010-07-01 | Evoqua Water Technologies Llc | A system and method for removing dissolved contaminants, particulate contaminants, and oil contaminants from industrial waste water |
| US8470172B2 (en) | 2007-01-09 | 2013-06-25 | Siemens Industry, Inc. | System for enhancing a wastewater treatment process |
| DK2257393T3 (en) | 2008-02-27 | 2015-03-02 | Fretheim Helle | A process for the enzymatic hydrolysis of the organic waste. |
| EP2858954A1 (en) | 2012-06-11 | 2015-04-15 | Evoqua Water Technologies LLC | Treatment using fixed film processes and ballasted settling |
| AU2013323431B2 (en) | 2012-09-26 | 2017-10-12 | Evoqua Water Technologies Llc | System for measuring the concentration of magnetic ballast in a slurry |
| CN104649526A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-27 | 上海交通大学 | 一种电化学污泥高温好氧稳定化处理装置及其使用方法 |
| CN108426934B (zh) * | 2018-06-11 | 2023-10-20 | 遵义师范学院 | 一种污染物化学需氧量自动测定装置及其测定方法 |
| CN111362517A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-07-03 | 四川能投水务投资有限公司 | 一种模块化立式联动生物反应器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4370233A (en) * | 1981-07-10 | 1983-01-25 | Cornell Research Foundation, Inc. | Chemical detoxification of sewage sludge |
| JP2803941B2 (ja) * | 1992-06-08 | 1998-09-24 | 富士電機株式会社 | 間欠曝気式活性汚泥法の制御方法 |
| FR2724646B1 (fr) * | 1994-09-20 | 1997-12-12 | Lyonnaise Eaux Eclairage | Procede de regulation de l'aeration d'un bassin de traitement biologique d'eaux usees |
| DE19640899C1 (de) * | 1996-10-04 | 1998-01-22 | Steag Ag | Verfahren und Anordnung zum Abbau organischer Abwasser-Schadstoffe |
| DE19702951A1 (de) * | 1997-01-27 | 1998-07-30 | Wtw Weilheim | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Nitrifikations- und Denitrifikationsphase |
| US6203701B1 (en) * | 1998-02-05 | 2001-03-20 | Thermal Process Systems, Llc | Process and apparatus for treating biosolids from wastewater treatment |
-
2000
- 2000-10-19 EP EP00973675A patent/EP1244601B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-19 EA EA200200474A patent/EA003434B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-10-19 CN CN00814321.8A patent/CN1379735A/zh active Pending
- 2000-10-19 DE DE60042891T patent/DE60042891D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-19 JP JP2001531726A patent/JP4184661B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-19 MX MXPA02003936A patent/MXPA02003936A/es active IP Right Grant
- 2000-10-19 KR KR1020027004954A patent/KR20020043641A/ko not_active Withdrawn
- 2000-10-19 AU AU12162/01A patent/AU767197B2/en not_active Ceased
- 2000-10-19 CZ CZ20021331A patent/CZ303459B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-10-19 AT AT00973675T patent/ATE441621T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-10-19 CA CA002387935A patent/CA2387935C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-19 HR HR20020295A patent/HRPK20020295B3/xx not_active IP Right Cessation
- 2000-10-19 BR BR0014893-8A patent/BR0014893A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-10-19 WO PCT/US2000/028940 patent/WO2001028931A1/en not_active Ceased
- 2000-10-19 PL PL00354649A patent/PL354649A1/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR0014893A (pt) | 2002-06-18 |
| HRP20020295A2 (en) | 2004-02-29 |
| JP2003512159A (ja) | 2003-04-02 |
| JP4184661B2 (ja) | 2008-11-19 |
| ATE441621T1 (de) | 2009-09-15 |
| AU767197B2 (en) | 2003-11-06 |
| PL354649A1 (en) | 2004-02-09 |
| MXPA02003936A (es) | 2003-09-25 |
| WO2001028931A1 (en) | 2001-04-26 |
| KR20020043641A (ko) | 2002-06-10 |
| CA2387935C (en) | 2006-12-12 |
| EA003434B1 (ru) | 2003-04-24 |
| EP1244601A4 (en) | 2004-04-28 |
| CA2387935A1 (en) | 2001-04-26 |
| HRPK20020295B3 (en) | 2005-06-30 |
| AU1216201A (en) | 2001-04-30 |
| CZ303459B6 (cs) | 2012-09-26 |
| EA200200474A1 (ru) | 2002-10-31 |
| EP1244601B1 (en) | 2009-09-02 |
| DE60042891D1 (de) | 2009-10-15 |
| EP1244601A1 (en) | 2002-10-02 |
| CN1379735A (zh) | 2002-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6783679B1 (en) | Waste treatment process | |
| US7309435B2 (en) | Biological process for waste treatment and energy production | |
| Deng et al. | Electrochemical oxidation for landfill leachate treatment | |
| Feki et al. | Electrochemical oxidation post-treatment of landfill leachates treated with membrane bioreactor | |
| Le Luu | Post treatment of ICEAS-biologically landfill leachate using electrochemical oxidation with Ti/BDD and Ti/RuO2 anodes | |
| US4193854A (en) | Heavy metal removal from wastewater sludge | |
| CN110877956A (zh) | 处理芬顿铁泥的装置和方法 | |
| Heidari et al. | Evaluation and start-up of an electro-Fenton-sequencing batch reactor for dairy wastewater treatment | |
| Wang et al. | Treatment of landfill leachate membrane filtration concentrate by synergistic effect of electrocatalysis and electro-Fenton | |
| CZ20021331A3 (cs) | Způsob zpracování odpadu | |
| CN101967029A (zh) | 一种生物-化学联合处理垃圾渗滤液中氨氮的方法 | |
| CN108314287A (zh) | 污泥脱水减量方法 | |
| JP2008049343A (ja) | 有機性排水処理装置 | |
| KR100810598B1 (ko) | 전기분해조가 포함된 유기슬러지 감량장치 | |
| CN211471183U (zh) | 处理芬顿铁泥的装置 | |
| DK2279153T3 (en) | METHOD OF TREATING AND / OR PREPARING LIQUID FERTILIZER OR WASTE FROM BIOGAS SYSTEMS TO ELIMINATE HARMFUL SUBSTANCES, PARTICULAR NITROGEN, PHOSPHORES AND AIR MOLECULES | |
| JP2004202484A (ja) | 有機性廃棄物の処理システム及び処理方法 | |
| Chu et al. | Electrochemical treatment of biotreated landfill leachate using a porous carbon nanotube-containing cathode: performance, toxicity reduction, and biodegradability enhancement | |
| Yu et al. | Evaluation of bipolar electrocoagulation applied to biofiltration for phosphorus removal | |
| Chae et al. | Integrated biological and electro-chemical treatment of swine manure | |
| KR100666605B1 (ko) | 혐기 소화조를 이용하여 폐오니를 저감하기 위한 폐수의처리방법 및 그 장치 | |
| JP4351504B2 (ja) | 有機性排水処理装置 | |
| KR20130064173A (ko) | 질소함량이 높은 유기성 폐수 처리 시스템 | |
| JP2005144368A (ja) | 有機性廃棄物処理システム | |
| Desmidt et al. | Autotrophic nitrogen removal after ureolytic phosphate precipitation to remove both endogenous and exogenous nitrogen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20141019 |