DE102009048333A1 - Treating nitrogen containing waste water, comprises providing reactor with liquid for growth of several microorganisms, and introducing nitrogen containing waste water into the reactor and discharging effluent from the reactor - Google Patents

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Chin-Te Chen
Keng-Chuan Sung
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Leaderman & Associates Co Ltd
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Abstract

Treating nitrogen containing waste water comprises: providing a reactor (10) with a liquid for the growth of several microorganisms; and introducing the nitrogen containing waste water into the reactor and discharging effluent from the reactor. A nitrification reaction, an autotrophic denitrification reaction, a heterotrophic denitrification reaction, and a chemical oxygen demand (COD) removal reaction are simultaneously carried out in the reactor. The microorganisms comprise nitrifying bacteria, autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria. Treating nitrogen containing waste water comprises: providing a reactor (10) with a liquid for the growth of several microorganisms; and introducing the nitrogen containing waste water into the reactor and discharging effluent from the reactor. A nitrification reaction, an autotrophic denitrification reaction, a heterotrophic denitrification reaction, and a chemical oxygen demand (COD) removal reaction are simultaneously carried out in the reactor. The microorganisms comprise nitrifying bacteria, autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria. The ammonium is oxidized into nitrite in the nitrification reaction, which is caused by the nitrifying bacteria. The ammonium acts as an electron donor and nitrite acts as an electron acceptor, and the ammonium and the nitrite are converted into nitrogen gas and nitrate, in the autotrophic denitrification reaction, which is caused by the autotrophic denitrifying bacteria. The heterotrophic denitrification reaction removes the nitrate and the COD, which is caused by the heterotrophic denitrifying bacteria.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers und insbesondere ein Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers bei gleichzeitiger Nitrifikation, autotropher Denitrifikation, heterotropher Denitrifikation und COD (chemischem Sauerstoffbedarf) Abnahme bzw. Entfernung.The present invention relates to a method for treating nitrogen-containing waste water, and more particularly to a method for treating nitrogen-containing waste water with simultaneous nitrification, autotrophic denitrification, heterotrophic denitrification and COD (chemical oxygen demand) decrease.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art

Abwasser wie beispielsweise Haushaltsabwasser, Vieh-Abwasser, Deponiesickerwässer und Industrieabwasser, enthalten hohe Konzentrationen organischer Stickstoffverbindungen und Ammonium. Im Allgemeinen zerfallen organische Stickstoffverbindungen weiter zu Ammonium. Herkömmliche, in 1 gezeigte, biologische Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers, umfassen zwei Reaktionsschritte. Der erste Schritt besteht in einer aeroben Nitrifikation, bei der der Ammoniumstickstoff durch chemolithotrophe Bakterien in Nitrit und weiter zu Nitrat oxidiert wird, wobei Sauerstoff als Elektronenakzeptor bereitgestellt wird. In diesem Schritt wird Sauerstoff zusammengedrückt und in der Flüssigkeit gelöst, was viel Energie und Kosten verbraucht. Der zweite Schritt besteht in einer anaeroben Denitrifikation, bei der das Nitrat durch heterotrophe Mikroorganismen unter dem Metabolismus bei Verwendung einer organischen Substanz als Kohlenstoffquelle in gasförmigen Stickstoff umgesetzt wird. Normalerweise fehlt Abwasser jedoch eine ausreichende Kohlenstoffquelle für die Denitrifikationsreaktion, was dazu führt, dass Betreiber zusätzlich eine weitere Kohlenstoffquelle zu der Reaktion zugeben, wodurch die Betriebskosten steigen. Außerdem erfordert der durch die heterotrophen Bakterien gewonnene enorme Klärschlamm großen Aufwand zu beseitigen. Aerobe Denitrifikationsverfahren, die zwei unterschiedliche Reaktionsbedingungen einschließen, erfordern entsprechende Reaktoren, was die Herstellungskosten erhöht.Wastewater such as household wastewater, livestock waste, landfill leachate and industrial wastewater contain high concentrations of organic nitrogen compounds and ammonium. In general, organic nitrogen compounds further decompose to ammonium. Conventional, in 1 Biological processes for treating nitrogen-containing wastewater, as shown, comprise two reaction steps. The first step is aerobic nitrification, in which the ammonium nitrogen is oxidized by chemolithotrophic bacteria into nitrite and on to nitrate, providing oxygen as the electron acceptor. In this step, oxygen is compressed and dissolved in the liquid, which consumes much energy and cost. The second step consists in anaerobic denitrification, in which the nitrate is converted by heterotrophic microorganisms under the metabolism when using an organic substance as a carbon source in gaseous nitrogen. However, normally, wastewater lacks a sufficient carbon source for the denitrification reaction, which results in operators adding an additional carbon source to the reaction, thereby increasing operating costs. In addition, the enormous sewage sludge produced by the heterotrophic bacteria requires a great deal of effort. Aerobic denitrification processes involving two different reaction conditions require corresponding reactors, which increases manufacturing costs.

Die anaerobe Ammoniumoxidation (ANAMMOX) wurde als ein verbessertes Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers ebenfalls entwickelt. Wie in US-P-5,078,884 offenbart, wird der ANAMMOX Vorgang unter anaeroben Bedingungen durch autotrophe denitrifizierende Bakterien bewirkt, die Ammonium als Elektronendonator verwenden können, die Nitrit als Elektronenakzeptor verwenden können, wobei direkt Stickstoffgas erzeugt wird. Außerdem, falls nicht ausreichend Nitrit für die autotrophe Denitrifikation zugegeben wurde, ist Ammonium so ausgelegt, dass es teilweise zuerst in Nitrit nitrifiziert wird, und anschließend den ANAMMOX Vorgang mit dem restlichen Ammonium fortführt. Da die Nitrifikation eine aerobe Reaktion und der ANAMMOX Vorgang ein anaerober Vorgang ist, sind ebenfalls zwei entsprechende Reaktoren erforderlich, um Nitrifikations- und ANAMMOX Vorgänge auszuführen, was weiterhin die Kosten einer Instandhaltung und Herstellung erhöht. Außerdem kann der ANAMMOX Vorgang kein COD aus dem Abwasser entfernen.Anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) has also been developed as an improved method of treating nitrogenous wastewater. As in US Patent No. 5,078,884 discloses the ANAMMOX process is performed under anaerobic conditions by autotrophic denitrifying bacteria that can use ammonium as the electron donor, which can use nitrite as the electron acceptor, directly generating nitrogen gas. Additionally, if insufficient nitrite was added for autotrophic denitrification, ammonium is designed to partially nitrify first in nitrite and then continue the ANAMMOX process with the remaining ammonium. Since nitrification is an aerobic reaction and the ANAMMOX process is an anaerobic process, two corresponding reactors are also required to perform nitrification and ANAMMOX operations, further increasing the cost of maintenance and manufacture. In addition, the ANAMMOX process can not remove COD from the effluent.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Umständen vollbracht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin ein Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers bereitzustellen, bei dem eine Nitrifikationsreaktion, eine autotrophe Denitrifikationsreaktion, eine heterotrophe Denitrifikationsreaktion und eine COD Entfernungsreaktion gleichzeitig und gemischt in einem Reaktor stattfinden, wodurch die Herstellungs- und Betriebskosten verringert werden.The present invention has been accomplished under the given circumstances. An object of the present invention is to provide a method of treating nitrogen-containing waste water in which a nitrification reaction, an autotrophic denitrification reaction, a heterotrophic denitrification reaction and a COD removal reaction take place simultaneously and mixed in a reactor, thereby reducing the manufacturing and operating costs.

Um diese Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst das Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers die Schritte: Bereitstellen eines Reaktors mit Flüssigkeit für eine Vielzahl von Mikroorganismen, um darin gemischt zu wachsen bzw. gezüchtet zu werden und Einleiten des stickstoffhaltigen Abwassers in den Reaktor und Ablassen von geklärtem Abwasser bzw. Ablauf aus dem Reaktor. In dem Einzelreaktor läuft eine Nitrifikationsreaktion, eine autotrophe Denitrifikationsreaktion, eine heterotrophe Denitrifikationsreaktion und eine COD Entfernungs- bzw. Abscheidungsreaktion gleichzeitig und gemischt ab. Die Mikroorganismen umfassen nitrifizierende Bakterien, autotrophe denitrifizierende Bakterien und heterotrophe denitrifizierende Bakterien. Die Nitrifikationsreaktion wird durch nitrifizierende Bakterien bewirkt, bei der Ammonium in Nitrit oxidiert wird. Die autotrophe Denitrifikationsreaktion wird durch autotroph denitrifizierende Bakterien bewirkt, bei der Ammonium, das als Elektronendonator und Nitrit als Elektronenakzeptor verwendet werden, in Stickstoffgas und Nitrat umgesetzt werden. Die heterotrophe Denitrifikationsreaktion wird durch die heterotroph denitrifizierenden Bakterien bewirkt, bei der Nitrat und COD verbraucht werden.To achieve this object of the present invention, the method of treating nitrogenous waste water comprises the steps of providing a liquid-containing liquid reactor for a plurality of microorganisms to be mixed-grown therein, and introducing the nitrogen-containing waste water into the reactor and discharging of clarified wastewater or effluent from the reactor. In the single reactor, a nitrification reaction, an autotrophic denitrification reaction, a heterotrophic denitrification reaction, and a COD removal reaction proceed simultaneously and mixedly. The microorganisms include nitrifying bacteria, autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria. The nitrification reaction is caused by nitrifying bacteria, in which ammonium is oxidized into nitrite. The autotrophic denitrification reaction is effected by autotrophic denitrifying bacteria, in which ammonium, which is used as an electron donor and nitrite as an electron acceptor, is converted into nitrogen gas and nitrate. The heterotrophic denitrification reaction is effected by the heterotrophic denitrifying bacteria consuming nitrate and COD.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt eines Einleitens von Sauerstoff in die Flüssigkeit des Reaktors zur Nitrifikationsreaktion. Weiterhin werden die Mikroorganismen gleichmäßig in der Flüssigkeit des Reaktors suspendiert. Die autotrophen denitrifizierenden Bakterien, die die autotrophe Denitrifikationsreaktion bewirken, sind bei der Koreanischen Sammlung für Typenkulturen (KCTC) unter der Hinterlegungsnummer KCTC 11551BP hinterlegt. Die gelöste Sauerstoffkonzentration in dem Reaktor wird zwischen 0,1–0,5 mg/L gehalten. In one embodiment of the present invention, the method comprises a step of introducing oxygen into the liquid of the reactor for the nitrification reaction. Furthermore, the microorganisms are uniformly suspended in the liquid of the reactor. The autotrophic denitrifying bacteria causing the autotrophic denitrification reaction are deposited with the Korean Collection for Type Cultures (KCTC) under the accession number KCTC 11551BP. The dissolved oxygen concentration in the reactor is maintained between 0.1-0.5 mg / L.

Der weitere Umfang der Anwendung der vorliegenden Erfindung wird aus der nachfolgend gegebenen ausführlichen Beschreibung offenbar werden. Es sollte jedoch klar sein, dass die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anzeigen, lediglich zu Erläuterungszwecken gegeben sind, da verschiedenen Änderungen und Modifikationen innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung dem Fachmann aus dieser ausführlichen Beschreibung offenbar werden.The further scope of the application of the present invention will become apparent from the detailed description given hereinafter. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, while indicating preferred embodiments of the invention, are given for purposes of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art from this detailed description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird aus der hier nachfolgend gegebenen ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, die lediglich zur Erläuterung gegeben werden, und folglich die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und worin:The present invention will become more fully understood from the detailed description given hereinbelow and the accompanying drawings, which are given by way of illustration only, and thus do not limit the present invention, and wherein:

1 ein Flussdiagramm eines herkömmlichen biologischen Verfahrens zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser gemäß des Standes der Technik darstellt. 1 FIG. 10 is a flowchart of a conventional biological process for treating nitrogenous wastewater according to the prior art. FIG.

2 eine schematische Zeichnung darstellt, die einen Reaktor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 Fig. 10 is a schematic drawing showing a reactor according to the embodiment of the present invention.

3 ein Diagramm der Einlaufkonzentration von Ammonium, der Ablaufkonzentration von Ammonium und die Entfernungsrate gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 FIG. 4 is a graph of the inlet concentration of ammonium, the effluent concentration of ammonium, and the removal rate according to the embodiment of the present invention. FIG.

4 ein Diagramm der Einlaufkonzentration von COD, der Ablaufkonzentration von COD, und die Entfernungsrate gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 4 FIG. 4 is a graph of the intake concentration of COD, the drain concentration of COD, and the removal rate according to the embodiment of the present invention. FIG.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Behandeln von Abwasser bereit, das nitrifizierende Bakterien, autotroph denitrifizierende Bakterien und heterotroph denitrifizierende Bakterien umfasst. Die nitrifizierenden Bakterien und die heterotroph denitrifizierenden Bakterien werden allgemein in der herkömmlichen Abwasseraufbereitungsanlage verwendet, die einfach erhältlich sind. Die autotroph denitrifizierenden Bakterien kommen ebenfalls in Aktiv- bzw. Belebtschlamm der Abwasseraufbereitungsanlage und in Wasser in der Natur vor, sind jedoch zur gewerblichen Verwendung quantitativ nicht ausreichend. Die Erfinder beimpften bzw. säten den Reaktor einer Abwasseraufbereitungsanlage mit Aktiv- bzw. Belebtschlamm, um die Mikroorganismen darin zu propagieren bzw. zu vermehren. Bei dem Kultivierungsvorgang werden hohe Konzentrationen stickstoffhaltigen Abwassers und Sauerstoff in den Reaktor eingeleitet. Eine Nitrifikationsreaktion, die durch nitrifizierende Bakterien bewirkt wird, bei der das Ammonium in Nitrit oxidiert wird, läuft in dem Reaktor ab. Neben dem Bereitstellen eines Elektronenakzeptors für die Nitrifikationsreaktion, ist die Luft ebenfalls dabei nützlich das Abwasser mit der Biomasse zu durchmischen, bzw. zu verrühren. Die gelöste Sauerstoffkonzentration wird zwischen 0,1–0,5 mg/L, noch bevorzugter 0,2–0,3 mg/L gehalten. Unter der Bedingung eines geringfügig gelösten Sauerstoffs wird Ammonium lediglich in Nitrit oxidiert, wobei es nicht in Nitrat umgesetzt werden kann, was in der Flüssigkeit dazu führt, dass sie ausreichend Ammonium und Nitrit enthält bzw. umfasst. Dies ist für den Metabolismus autotroph denitrifizierender Bakterien geeignet. Nach 3–4 Monaten sind die autotrophen denitrifizierenden Bakterien kultiviert. Die durch molekularbiologische Technologie identifizierten Bakterien werden Candidatus ”Kuenenia stuttgartiensis” genannt, und sind bei der Koreanischen Sammlung für Typenkulturen unter der Hinterlegungsnummer KCTC 11551BP hinterlegt. Unter anaeroben Bedingungen können die autotrophen denitrifizierenden Bakterien Ammonium als den Elektronendonator mit Nitrit als den Elektronenakzeptor reagieren lassen, um Stickstoffgas und Nitrat zu bilden. Die optimale Wachstumstemperatur für autotrophe denitrifizierende Bakterien liegt bei 35°C.The invention provides a process for treating wastewater comprising nitrifying bacteria, autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria. The nitrifying bacteria and the heterotrophic denitrifying bacteria are commonly used in the conventional wastewater treatment plant, which are easily available. The autotrophic denitrifying bacteria also occur in activated sludge and activated sludge of the wastewater treatment plant and in water in nature, but are not sufficient for commercial use quantitatively. The inventors inoculated or seeded the reactor of a wastewater treatment plant with activated or activated sludge, in order to propagate or multiply the microorganisms therein. In the culturing process, high concentrations of nitrogenous wastewater and oxygen are introduced into the reactor. A nitrification reaction effected by nitrifying bacteria, in which the ammonium is oxidized to nitrite, proceeds in the reactor. In addition to providing an electron acceptor for the nitrification reaction, the air is also useful in mixing or agitating the wastewater with the biomass. The dissolved oxygen concentration is maintained between 0.1-0.5 mg / L, more preferably 0.2-0.3 mg / L. Under the condition of slightly dissolved oxygen, ammonium is only oxidized to nitrite, where it can not be converted into nitrate, which causes the liquid to contain sufficient ammonium and nitrite. This is suitable for the metabolism of autotrophic denitrifying bacteria. After 3-4 months, the autotrophic denitrifying bacteria are cultured. The bacteria identified by molecular biology are called Candidatus "Kuenenia stuttgartiensis" and are deposited with the Korean Collection for Type Cultures under the accession number KCTC 11551BP. Under anaerobic conditions, the autotrophic denitrifying bacteria can react with ammonium as the electron donor with nitrite as the electron acceptor to form nitrogen gas and nitrate. The optimal growth temperature for autotrophic denitrifying bacteria is 35 ° C.

Das Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte: Bereitstellen eines Reaktors mit Flüssigkeit für eine Vielzahl von Mikroorganismen, um gemischt darin zu wachsen, Einleiten von Sauerstoff in die Flüssigkeit des Reaktors, und Einleiten des stickstoffhaltigen Abwassers in den Reaktor und Ablassen von geklärtem Abwasser bzw. Ablauf aus dem Reaktor.The method for treating nitrogenous waste water of the present invention comprises the steps of providing a reactor with liquid for a plurality of microorganisms to grow mixed therein, introducing oxygen into the liquid of the reactor, and introducing the nitrogenous waste water into the reactor and discharging clarified wastewater or effluent from the reactor.

Eine Nitrifikationsreaktion, eine autotrophe Denitrifikationsreaktion, eine heterotrophe Denitrifikationsreaktion und eine COD Entfernungsreaktion finden gleichzeitig und gemischt in dem Reaktor statt bzw. laufen ab. Die in der Flüssigkeit suspendierten Mikroorganismen des Reaktors umfassen nitrifizierende Bakterien, autotroph denitrifizierende Bakterien und heterotroph denitrifizierende Bakterien. Die Nitrifikationsreaktion wird durch die nitrifizierenden Bakterien bewirkt, bei der Ammonium in Nitrit oxidiert wird. Die autotrophe Denitrifikationsreaktion wird durch die autotroph denitrifizierenden Bakterien bewirkt, bei der Ammonium, das als Elektronendonator verwendet wird, und Nitrit, das als Elektronenakzeptor verwendet wird, in Stickstoffgas und Nitrat umgesetzt werden. Die heterotrophe Denitrifikationsreaktion wird durch heterotroph denitrifizierende Bakterien bewirkt, bei der Nitrat und COD verbraucht werden. A nitrification reaction, an autotrophic denitrification reaction, a heterotrophic denitrification reaction and a COD removal reaction take place simultaneously and mixed in the reactor. The microorganisms of the reactor suspended in the liquid include nitrifying bacteria, autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria. The nitrification reaction is effected by the nitrifying bacteria, in which ammonium is oxidized into nitrite. The autotrophic denitrification reaction is effected by the autotrophic denitrifying bacteria, in which ammonium, which is used as an electron donor, and nitrite, which is used as an electron acceptor, are converted into nitrogen gas and nitrate. The heterotrophic denitrification reaction is effected by heterotrophic denitrifying bacteria which consume nitrate and COD.

Die gelöste Sauerstoffkonzentration, die geringer ist als 0,5 mg/L scheint für die Nitrifikationsreaktion nicht ausreichend zu sein. Die hohe Ammoniumkonzentration fordert jedoch wirksam das Ablaufen der autotrophen Denitrifikationsreaktion, was dazu führt, dass Nitrit unmittelbar verbraucht wird und auf einem niedrigen Konzentrationsniveau gehalten wird. Aufgrund der Nitritverringerung besteht immer noch die Möglichkeit, dass die Nitrifikationsreaktion abläuft.The dissolved oxygen concentration lower than 0.5 mg / L does not appear to be sufficient for the nitrification reaction. However, the high ammonium concentration effectively requires the expiration of the autotrophic denitrification reaction, resulting in nitrite being consumed immediately and kept at a low concentration level. Due to the nitrite reduction, there is still the possibility that the nitrification reaction takes place.

Die Mikroorganismen, die nitrifizierende Bakterien und autotrophe denitrifizierende Bakterien und heterotrophe denitrifizierende Bakterien umfassen, werden in dem Reaktor suspendiert, der ein Sequencing Batch Reaktor (SBR) oder ein kontinuierlicher Rührtankreaktor (CSTR) sein kann.The microorganisms comprising nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria are suspended in the reactor, which may be a Sequencing Batch Reactor (SBR) or a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR).

Um die Eigenschaften der Erfindung darzustellen, werden drei Fälle nachfolgend aufgeführt, wobei jedoch klar sein sollte, dass die Erfindung nicht auf die Erläuterung beschränkt ist.To illustrate the characteristics of the invention, three cases are listed below, but it should be understood that the invention is not limited to the explanation.

Beispiel 1:Example 1:

Wie in 2 gezeigt, ist der Reaktor 10, der für das Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem kontinuierlicher Rührtankreaktor (CSTR) bereitgestellt ist, der einen Tank 12 mit Flüssigkeit, eine Vielzahl von Mikroorganismen, mehrere Belüftungsplatten 14, einen Luftkompressor 16 und ein Klärbecken bzw. -mittel 18 aufweist. Die Mikroorganismen umfassen nitrifizierende Bakterien und autotroph denitrifizierende Bakterien und heterotroph denitrifizierende Bakterien, die gemischt in dem Tank 12 suspendiert sind. Die Belüftungsplatten 14 sind in dem Boden des Tanks 12 installiert. Der Luftkompressor 16 ist, um durch eine Luftbereitstellung den gelösten Sauerstoff in dem Tank 12 zu erhöhen, mit den Belüftungsplatten 14 verbunden. Der Luftkompressor und die Belüftungsplatten stellen ausreichend Sauerstoff für die Nitrifikation und zum Mischen bereit. Das Klärmittel 18 ist mit dem Tank 12 verbunden.As in 2 shown is the reactor 10 for a process for treating nitrogenous wastewater according to a preferred embodiment of the present invention with a continuous stirred tank reactor (CSTR) comprising a tank 12 with liquid, a variety of microorganisms, several aeration plates 14 , an air compressor 16 and a clarifier or agent 18 having. The microorganisms include nitrifying bacteria and autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria mixed in the tank 12 are suspended. The ventilation plates 14 are in the bottom of the tank 12 Installed. The air compressor 16 is to get through an air supply the dissolved oxygen in the tank 12 increase, with the ventilation plates 14 connected. The air compressor and aeration plates provide sufficient oxygen for nitrification and mixing. The clarifier 18 is with the tank 12 connected.

Das stickstoffhaltige Abwasser wird in den Tank 12 eingeleitet und anschließend zu dem Klärmittel 18 umgefüllt, um suspendierte Feststoffe absetzen zu lassen. Das/Der geklärte Abwasser bzw. Ablauf von dem Klärmittel 18 wird zu der Außenumgebung abgelassen und ein Teil des am Boden befindlichen Klärschlamms des Klärmittels 18 wird durch eine Rezirkulationsleitung 20 in den Tank 12 zurückgeführt. Die hydraulische Retentions- bzw. Verweilzeit (HRT) und die Klärschlamm Retentions- bzw. Verweilzeit (SRT) des Systems betragen 1 Tag beziehungsweise 18 Tage. In dem Reaktor beträgt die Konzentration des gelösten Sauerstoffs 0,2–0,3 mg/L. Die Ablaufeigenschaften und die Entfernungs- bzw. Abscheidungsleistung sind in 3 und 4 gezeigt. Die Ammoniumkonzentration des Einlaufs und Ablaufs liegen zwischen 900–1100 beziehungsweise 44–208 mg/L (3). Die Abscheidungsleistung von COD beträgt 46–63% (4). Die Ergebnisse zeigen, dass dieses Verfahren Ammonium und COD gleichzeitig entfernen kann.The nitrogen-containing wastewater is added to the tank 12 introduced and then to the clarifier 18 transferred to settle suspended solids. The clarified wastewater or effluent from the clarifier 18 is drained to the outside environment and a portion of the bottom sewage sludge of the clarifier 18 is through a recirculation line 20 in the tank 12 recycled. The hydraulic retention time (HRT) and sewage sludge retention time (SRT) of the system are 1 day and 18 days, respectively. In the reactor, the concentration of dissolved oxygen is 0.2-0.3 mg / L. The drainage characteristics and the removal performance are in 3 and 4 shown. The ammonium concentration of the inlet and outlet are between 900-1100 and 44-208 mg / L ( 3 ). The deposition rate of COD is 46-63% ( 4 ). The results show that this process can simultaneously remove ammonium and COD.

Beispiel 2:Example 2:

Ein kontinuierlicher Rührtankreaktor (CSTR) wird ebenfalls verwendet. Die hydraulische Retentionszeit (HRT) und die Klärschlamm Retentionszeit (SRT) des CSTR betragen 1 Tag beziehungsweise 18 Tage. In dem Reaktor beträgt die Konzentration von gelöstem Sauerstoff 0,2–0,3 mg/L. Die Einlauf- und die Ablaufeigenschaften sind nachfolgend gezeigt: Einlauf Ablauf NH4 + (mg-N/L) 850 293 NO2 – (mg-N/L) 0 75 NO3 – (mg-N/L) 3 66 COD (mg/L) 656 437 Gesamt N (mg-N/L) 853 434 A continuous stirred tank reactor (CSTR) is also used. The hydraulic retention time (HRT) and sewage sludge retention time (SRT) of the CSTR are 1 day and 18 days, respectively. In the reactor, the concentration of dissolved oxygen is 0.2-0.3 mg / L. The inlet and outlet properties are shown below: enema procedure NH4 + (mg-N / L) 850 293 NO 2 - (mg-N / L) 0 75 NO 3 - (mg-N / L) 3 66 COD (mg / L) 656 437 Total N (mg-N / L) 853 434

Die gesamte Stickstoffabscheidung bzw. -entfernung durch dieses Verfahren beträgt 49,2% und wobei die heterotrophe Denitrifizierung und die autotrophe Denitrifizierung 5% beziehungsweise 44,2% dazu beitragen. Die gesamte COD Abscheidung durch dieses Verfahren beträgt 33,4%. Die heterotroph denitrifizierenden Bakterien verbrauchen 30,0% vom Gesamteinlauf COD, und andere heterotroph denitrifizierende Bakterien in dem Reaktor verbrauchen 3,4% vom Gesamteinlauf COD. In dem Verfahren zum Behandeln stickstoffhaltigen Abwassers sind autotrophe denitrifizierende Bakterien für die Abscheidung von Gesamtstickstoff und eine Verringerung von Klärschlammerzeugung verantwortlich. Außerdem verbraucht das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weniger Kohlenstoffquelle als ein traditionelles Verfahren, was dazu führt, dass es nicht erforderlich ist eine zusätzliche Kohlenstoffquelle in den Reaktor hinzuzufügen.Total nitrogen removal by this method is 49.2% and heterotrophic denitrification and autotrophic denitrification contribute 5% and 44.2%, respectively. The total COD deposition by this method is 33.4%. The heterotroph denitrifying bacteria consume 30.0% of the total COD intake, and other heterotrophic denitrifying bacteria in the reactor consume 3.4% of the total COD intake. In the process of treating nitrogenous wastewater, autotrophic denitrifying bacteria are responsible for the removal of total nitrogen and a reduction in sewage sludge production. In addition, the process according to the present invention consumes less carbon source than a traditional process, resulting in that it is not necessary to add an additional carbon source into the reactor.

Beispiel 3:Example 3:

Die hydraulische Retentionszeit (HRT) und die Klärschlamm Retentionszeit (SRT) des CSTR betragen 1 Tag beziehungsweise 18 Tage. In dem Reaktor beträgt die Konzentration von gelöstem Sauerstoff 0,2–0,3 mg/L. Die Einlauf- und die Ablaufeigenschaften sind nachfolgend gezeigt. Einlauf Ablauf NH4 + (mg-N/L) 600 168 NO2 – (mg-N/L) 0 21 NO3 – (mg-N/L) 3 47 COD (mg/L) 761 435 Gesamt N (mg-N/L) 8603 236 The hydraulic retention time (HRT) and sewage sludge retention time (SRT) of the CSTR are 1 day and 18 days, respectively. In the reactor, the concentration of dissolved oxygen is 0.2-0.3 mg / L. The inlet and outlet properties are shown below. enema procedure NH4 + (mg-N / L) 600 168 NO 2 - (mg-N / L) 0 21 NO 3 - (mg-N / L) 3 47 COD (mg / L) 761 435 Total N (mg-N / L) 8603 236

Die Gesamtstickstoff (TN)-Abscheidung dieses Verfahrens beträgt 60,9% und wobei die autotrophe Denitrifizierung 54,7% TN Abscheidung dazu beiträgt. Das Verhältnis von COD Abscheidung durch heterotroph denitrifizierende Bakterien und andere heterotrophe Bakterien beträgt 19,7% beziehungsweise 23,2%.Total nitrogen (TN) capture of this process is 60.9% and autotrophic denitrification contributes to 54.7% TN capture. The ratio of COD deposition by heterotrophic denitrifying bacteria and other heterotrophic bacteria is 19.7% and 23.2%, respectively.

Das Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst gleichzeitig Nitrifikation, autotrophe Denitrifikation und heterotrophe Denitrifikation. Jene Reaktionen können gleichzeitig und gemischt in dem Einzelreaktor ablaufen. Es ist nicht erforderlich zwei getrennte Reaktoren für eine aerobe Nitrifikation und eine anaerobe Denitrifikation zu bauen, wodurch die Herstellungs- und Betriebskosten wirksam verringert werden.The method of treating nitrogenous waste water according to the present invention includes at the same time nitrification, autotrophic denitrification and heterotrophic denitrification. Those reactions can be concurrent and mixed in the single reactor. It is not necessary to build two separate reactors for aerobic nitrification and anaerobic denitrification, thereby effectively reducing manufacturing and operating costs.

Es ist klar, dass die so beschriebene Erfindung auf vielfache Weise variiert werden kann. Derartige Variationen werden nicht angesehen von dem Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, und alle derartigen Modifikationen, die einem Fachmann offenbar sind, werden so betrachtet, dass sie vom Umfang der folgenden Ansprüche umfasst sind.It is clear that the invention thus described can be varied in many ways. Such variations are not to be regarded as departing from the spirit and scope of the invention, and all such modifications as would be obvious to one skilled in the art are considered to be within the scope of the following claims.

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Claims (6)

Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser, welches die Schritte umfasst: Bereitstellen eines Reaktors mit Flüssigkeit für eine Vielzahl von Mikroorganismen, um darin gemischt zu wachsen; und Einleiten des stickstoffhaltigen Abwassers in den Reaktor und Ablassen von Ablauf aus dem Reaktor; wobei eine Nitrifikationsreaktion, eine autotrophe Denitrifikationsreaktion, eine heterotrophe Denitrifikationsreaktion und eine COD Abscheidungsreaktion gleichzeitig gemischt in dem Reaktor ablaufen; wobei die Mikroorganismen nitrifizierende Bakterien, autotroph denitrifizierende Bakterien und heterotroph denitrifizierende Bakterien umfassen, wobei die Nitrifikationsreaktion, bei der Ammonium in Nitrit oxidiert wird, durch die nitrifizierenden Bakterien bewirkt wird, wobei die autotrophe Denitrifikationsreaktion, bei der Ammonium als Elektronendonator und Nitrit als Elektronenakzeptor verwendet wird und die in Stickstoffgas und Nitrat umgesetzt werden, durch die autotroph denitrifizierenden Bakterien bewirkt wird, wobei die heterotrophe Denitrifikationsreaktion, bei der Nitrat und COD verbraucht werden, durch die heterotroph denitrifizierenden Bakterien bewirkt wird.Process for treating nitrogenous wastewater, comprising the steps of: Providing a reactor with liquid for a plurality of microorganisms to grow mixed therein; and Introducing the nitrogenous effluent into the reactor and draining effluent from the reactor; wherein a nitrification reaction, an autotrophic denitrification reaction, a heterotrophic denitrification reaction and a COD deposition reaction occur simultaneously mixed in the reactor; wherein the microorganisms comprise nitrifying bacteria, autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria, wherein the nitrification reaction in which ammonium is oxidized into nitrite is effected by the nitrifying bacteria, the autotrophic denitrification reaction using ammonium as the electron donor and nitrite as the electron acceptor and which are converted into nitrogen gas and nitrate, by which autotrophic denitrifying bacteria are effected, wherein the heterotrophic denitrification reaction in which nitrate and COD are consumed is effected by the heterotrophic denitrifying bacteria. Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser nach Anspruch 1, wobei die autotroph denitrifizierenden Bakterien, die die autotrophe Denitrifikationsreaktion bewirken, bei der Koreanischen Sammlung für Typenkulturen unter der Hinterlegungsnr. KCTC 11551BP hinterlegt sind.The method for treating nitrogen-containing waste water according to claim 1, wherein the autotrophic denitrifying bacteria causing the autotrophic denitrification reaction are available from the Korean Collection for Type Cultures under the accession no. KCTC 11551BP are deposited. Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser nach Anspruch 1, wobei die Mikroorganismen in der Flüssigkeit des Reaktors suspendiert sind.A method of treating nitrogenous wastewater according to claim 1, wherein the microorganisms are suspended in the liquid of the reactor. Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Schritt eines Einleitens von Sauerstoff in die Flüssigkeit des Reaktors für die Nitrifikationsreaktion.A method of treating nitrogen-containing waste water according to claim 1, further comprising a step of introducing oxygen into the liquid of the reactor for the nitrification reaction. Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser nach Anspruch 1, wobei die gelöste Sauerstoffkonzentration in dem Reaktor zwischen 0,1–0,5 mg/L gehalten wird.A method of treating nitrogen-containing wastewater according to claim 1, wherein the dissolved oxygen concentration in the reactor is maintained between 0.1-0.5 mg / L. Verfahren zum Behandeln von stickstoffhaltigem Abwasser nach Anspruch 1, wobei nitrifizierende Bakterien, autotroph denitrifizierende Bakterien und heterotroph denitrifizierende Bakterien in dem Reaktor gleichmäßig wachsen.A method of treating nitrogenous waste water according to claim 1, wherein nitrifying bacteria, autotrophic denitrifying bacteria and heterotrophic denitrifying bacteria grow uniformly in the reactor.
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