DK159498B - Fremgangsmaade til frembringelse af anaerob bakteriel nedbrydning af organisk materiale i et vandholdigt fluidum - Google Patents

Fremgangsmaade til frembringelse af anaerob bakteriel nedbrydning af organisk materiale i et vandholdigt fluidum Download PDF

Info

Publication number
DK159498B
DK159498B DK363881A DK363881A DK159498B DK 159498 B DK159498 B DK 159498B DK 363881 A DK363881 A DK 363881A DK 363881 A DK363881 A DK 363881A DK 159498 B DK159498 B DK 159498B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
reactor
fluidized bed
layer
anaerobic
nitrate
Prior art date
Application number
DK363881A
Other languages
English (en)
Other versions
DK363881A (da
DK159498C (da
Inventor
David Barnes
Peter John Bliss
Original Assignee
Austgen Biojet Holdings Pty Lt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Austgen Biojet Holdings Pty Lt filed Critical Austgen Biojet Holdings Pty Lt
Publication of DK363881A publication Critical patent/DK363881A/da
Publication of DK159498B publication Critical patent/DK159498B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK159498C publication Critical patent/DK159498C/da

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2806Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • C02F11/04Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/16Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
    • C12M25/20Fluidized bed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/02Percolation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023Methane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

- 1 -
DK 159498 B
Opfindelsen angår en fremgangsmåde til frembringelse af an-aerob bakteriel nedbrydning af organiske materialer i et vandholdigt fludium som nærmere angivet i krav l's indledning.
5
Det er velkendt, at bakteriel nedbrydning kan fjerne organiske materialer fra spildevand og lignende vandige medier.
I et forsøg på forbedring af effektiviteten af sådanne fremgangsmåder har man benyttet teknikken med fluidiseret 10 lag til dyrkning af anaerobe bakterier. Det vandige medi um, som skal behandles, pumpes op i et lag til fluidisering af mediet i laget. De anaerobe bakterier dyrkes i laget, og dets behandlede vand fjernes øverst i søjlen med noget af lagets partikelmateriale. Disse partikler fra laget må 15 derpå renses til fjernelse af den overskydende biomasse, som dannes ved bakteriernes vækst, og de rensede partikler må sendes tilbage til søjlen. Den store mængde biomasse, som dannes i et sådant fluidiseret lag, er en betydelig ulempe ved et sådant system, ligesom det er en ulempe, at 20 der skal skaffes oxygen til bakterierne.
I USA patentskrift nr. 4.182.675 har man foreslået at fjerne materialet med biokemisk oxygenbehov (BOD = biochemical oxygen demand) fra spildevandet ved dannelse af et fluidi-25 seret lag af mikroorganismer fastgjort til en fast parti kelformet bærer, kontinuerlig passage af spildevandet, som skal behandles, igennem det fluidiserede lag, tilbageholdelse af spildevandet i det fluidiserede lag i fornøden tid under regulering af andre fornødne parametre og - under op-30 retholdelse af laget i en anaerob tilstand - biologisk om dannelse af praktisk taget hele BOD til methangas, carbondioxid og cellulosemateriale. Det angives også, at der kan sættes nitrogenholdigt effluent til spildevandet, og at blandingen kan omdannes biologisk til methangas, carbondi-35 oxid, nitrogengas og cellulosemateriale.
- 2 -
DK 159498 B
Den fremgangsmåde, som er beskrevet i USA patentskrift nr. 4.182.675, lider af forskellige praktiske mangler. Den første er, at det er vanskeligt at få en population af anaerobe bakterier til at forblive fasthæftet til den parti-5 kelformede bærer i laget. Nogen tid efter starten er der en tilbøjelighed hos bakterielaget på substratet til at falde af, idet de anaerobe bakterier tilsyneladende mangler evnen til at hæfte til den partikelformede bærer. Dette tab af biomasse ødelægger praktisk taget hele proces-10 sens effektivitet. En yderligere vanskelighed består i, at den beskrevne fremgangsmåde ikke arbejder effektivt med spildevand med høj BOD-koncentration, dvs. BOD-koncen-trationer på mere end 2000 mg/1. Hvis spildevand med høj BOD ved den beskrevne proces ledes gennem fluidiserede lag 15 med rimelig størrelse og langsomt nok til at give opholds tider, som er tilstrækkelige til at bevirke en væsentlig reduktion af BOD, vil laget ikke forblive fluidiseret.
Denne vanskelighed har man søgt at overvinde i det nævnte patentskrift ved brug af et antal fluidiserde lag i række.
20 ' Den foreliggende opfindelse anviser en alternativ måde til overvindelse af denne vanskelighed uden de meget store omkostninger ved tilvejebringelsen af et antal fluidiserede lag i række.
25 En yderligere vanskelighed ved fremgangsmåden ifølge USA
patentskrift nr. 4.182.675 består i, at den ikke er velegnet i tilfælde af ændringer i BOD i det vandige medium. I den kendte teknik vil en væsentlig ændring i BOD i det vandige medium føre til en nedbrydning af det behandlede „ef-30 fluent som følge af den manglende evne hos organismerne i laget til at behandle den forøgede BOD. Den foreliggende opfindelse søger gennem brugen af to indbyrdes forbundne reaktionstanke at anvise et system, som· let kan behandle de hurtige og betydelige ændringer i BOD, som forekommer ved 35 den praktiske håndtering af spildevand.
Andre lignende fremgangsmåder er beskrevet i SE-B-397.955, - 3 -
DK 159498 B
SE-B-427.560 og- FR-A-2.484.990. Ingen af disse publikationer beskriver, at afløbsvand først skal føres til en kontaktreaktor og derefter til et fluidiseret lag, og heller ikke at kontaktreaktoren skal have væsentlig større rum-5 fang end det fluidiserede lag, hvilket er vigtige kendetegn for den foreliggende opfindelse.
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav l’s kendetegnende del anførte.
10
Foretrukne udførelsesformer for fremgangsmåden ifølge opfindelsen har vist sig at være særlig fordelagtige til nedbrydning af organiske materialer i industrispildevand før udledning i kloak. Konventionelle kloakudledningsstandar-15 der ligger mellem 300 og 600 mg/1 fem dages BOD (bioche mical oxygen demand) og suspenderede faste stoffer. For en anaerob proces er udbyttet af biomasse meget lavt, ca. 0,1-0,2 kg/kg BOD i modsætning til 0,8-1,4 kg/kg BOD for en aerob proces med stor omsætning. På grund af det lave 20 udbytte af biomasse kan det anaerobe system optimeres ved passende indstilling af strømnings- og tilbageførings-hastighederne under hensyn til forbehandlingsfordringerne til de fleste anvendelser. Hvis fx et spildevand på 3000 mg/1 BOD reduceres til et opløseligt BOD på 300 mg/1, 25 altså en reduktion på 90%, som er opnåeligt ved anaerobe processer, vil udbyttet af biologiske faste stoffer være praktisk taget 300 mg/1. Uden fraskillelse af biomassen vil det totale BOD og de suspenderede faste stoffer i effluenten opfylde de normalt benyttede kloakudlednings-30 standarder på 600 mg/1 BOD og 600 mg/1 suspenderede faste stoffer. Foreningen af reaktoren med anaerobt fluidiseret lag og den anaerobe kontaktreaktor med en minimal separation af biologiske faste stoffer vil give tilstrækkelig forbehandling af mange stærkt organiske former for 35 spildevand.
Laget i reaktoren med fluidiseret lag kan udføres af alle - 4 -
DK 159498 B
slags findelte indifferente og holdbare faste stoffer såsom sand, knuste mursten eller antracit. Partikelstørrelsen af det faste materiale afhænger af strømningshastigheden for det vandige medium gennem laget. Jo hurtigere strømningen 5 er, desto større behøver partiklerne at være, hvis de ikke skal vaskes ud af laget. Typisk har de indifferente faste partikler en diameter på 0,2-3 mm, fortrinsvis 0,3-1,5 mm.
De har alle praktisk taget ensartet størrelse. Partiklerne behøver ikke nødvendigvis at have kugleform, og ovennævnte 10 diameterangivelse skal ses i lyset af dette.
Reaktorsystemet med flere beholdere podes fortrinsvis til at begynde med ved, at man gennem systemet pumper et vandigt medium af den type, som skal behandles, og hvortil man 15 har sat en mængde nitrationer i passende form og fortrins vis i en mængde på 25-500 mg/1 som nitratnitrogen, fortrinsvis 40-100 mg/1. Mængden af nitrat er fortrinsvis på intet tidspunkt større end den støkiometriske mængde BOD, som er til stede i det vandige medium. Naturligt forekom-20 mende anoxiske bakterier, dvs. sådanne, som ekstraherer de res oxygenbehov fra nitrationer, vil befolke systemet og er i stand til at hæfte til lagets partikler i reaktoren med fluidiseret lag, så at de forebygger at blive skyllet ud af reaktoren med fluidiseret lag. Idet den anoxiske bakterie-25 population vokser, foretrækkes det at reducere strømnings hastigheden for det vandige medium gennem reaktoren med fluidiseret låg. Partiklerne vokser i størrelse med udviklingen af et bakterielt overtræk, som effektivt reducerer tætheden af materialet bestående af faste partikler fra re-30 aktoren med fluidiseret lag, idet lagets højde vokser, på grund af nedgangen i partikeltætheden, idet bakterieovertrækket forøges. En lignende mikrobiel population tilvejebringes i kontaktreaktoren, men da denne reaktor ikke indeholder nogen væsentlige mængder af det faste undersø-35 gelsesmedium, foreligger mikroorganismerne i suspenderet vækstform.
- 5 -
DK 159498 B
Når der først er blevet tilvejebragt en passende population af anoxiske bakterier i systemet, reduceres nitrationkon-centrationen, som bevirker, at populationen af anoxiske bakterier reduceres, mens den tillader væksten af anaerobe 5 bakterier. Det foretrækkes, at systemet podes med en kilde for anaerobe bakterier såsom digesteret slam fra et rensningsanlæg, idet nitrationindholdet i det vandige medium reduceres. Det foretrækkes, at BOD af det vandige medium forøges, idet nitrationindholdet nedsættes. Således kan 10 fx et indledende BOD på 600 mg/1 og en nitrationkoncentra- tion på 100 mg/1 som nitratnitrogen ændres, indtil der opnås en praktisk taget konstant tilstand, hvor BOD er vokset til niveauet for det spildevand, som skal behandles, og som typisk kan være 3000-50.000 mg/1, og nitrationkon-15 centrationen er reduceret til et minimum på fx 1-40 mg/1.
Det har vist sig vanskeligt at få anaerobe bakterier til at hæfte til partiklerne i reaktoren med det fluidiserede lag, hvis ikke partiklerne i forvejen er blevet behandlet gennem 20 væksten af de anoxiske bakterier.
Det er ønskeligt, at man, når først en population af praktisk taget anaerobe bakterier er etableret i systemet, fortsætter med at tilsætte en lille mængde nitration til 25 det vandige medium. Nitratmængder så lave som 1 mg/1, men fortrinsvis 20-40 mg/1 som nitratnitrogen, har vist sig at være fordelagtige til opretholdelse af stabiliteten af reaktoren med det fluidiserede lag og til hjælp til genetablering af et overtræk af anaerobe bakterier på de faste 30 partikler, hvis der sker et for stort tab af biomasse.
Nitrationen sættes fortrinsvis til det vandige medium som fast salt eller som koncentreret opløsning. Det er normalt ikke ønskeligt at tilsætte nitration i form af et nitrogen-35 holdigt effluent, da dette på unødvendig måde nedsætter koncentrationen af BOD i det vandige medium, hvilket vil medføre et økonomisk tab.
- 6 -
DK 159498 B
I tidens løb har biomassen en tilbøjelighed til at bygges op i tykkelse omkring de individuelle partikler i laget.
Dette resulterer i en nedsættelse af tætheden eller vægtfylden af de med biomasse overtrukne partikler, og derfor 5 har sådanne partikler en tilbøjelighed til at vandre opad i reaktoren med det fluidiserede lag, og hvis der ikke træffes fornødne foranstaltninger, kan partiklerne endog overføres i for stor mængde til kontaktreaktoren. En begrænsning af tykkelsen af biomasse på partiklerne 10 fremmer den maksimale aktivitet af biomassen og er nødvendig til forebyggelse af, at de faste partikler overføres i strømmen fra reaktoren med fluidiseret lag. Denne regulering opnås fortrinsvis alene ved regulering af den opadgående strømningshastighed for mediet gennem reaktoren 15 med fluidiseret lag. For kiselsand med en størrelse på 0,3-0,6 mm har det fx vist sig passende med strømnings- 2 hastigheder på 3-10 1/m og pr. sekund, når man behandler et blandet spildevand af melasse og gærekstrakt. Tilbageholdelsen af partiklerne i reaktoren med fluidiseret lag 20 forøges ved, at man i toppen af reaktoren anbringer en sektion over det normale overfladeniveau for det fluidi-serede lag, som har et forøget tværsnitsareal. Højden af dette areal med forøget tværsnit overstiger fortrinsvis ikke 35% af den samlede højde af reaktoren med fluidiseret 25 lag, og reaktorens øverste sektion indeholder kun lidt af det faste bæremedium. I sin simpleste form har den øverste sektion af reaktoren et tværsnitsareal på 1,2-8 gange arealet af den nederte sektion af reaktoren. Den øverste sektion kan have en vilkårlig geometri, som egner 30 sig til tilbageholdelse af biomassen og det faste stof i reaktoren med fluidiseret lag. Den øverste sektion kan være anbragt koncentrisk eller excentrisk i forhold til den nederste sektion af reaktoren. Den øverste sektion kan indeholde afskærende organer såsom plader, som letter opret-35 holdeisen af en stabil dybde af det fluidiserede lag. Så ledes finder al klaring i hovedsagen sted i reaktoren med fluidiseret lag.
- 7 -
DK 159498 B
Tilbageføringen af medium med høje BOD-koncentrationer mellem kontaktreaktoren og reaktoren med fluidiseret lag er væsentlig for at muliggøre strømningshastigheder gennem reaktoren med fluidiseret lag, som er tilstrækkelig høje til 5 at gennemføre fluidiseringen af laget og reguleringen af tykkelsen af biomassen på partiklerne i reaktoren med fluidiseret lag. Desuden forøger den gentagne passage af det vandige medium gennem systemet ved tilbageføring den totale effektivitet af fjernelsen i sammenligning med en enkelt 10 reaktor med fluidiseret lag. Dette antages at skyldes kom binationen af de biologiske reaktioner i reaktoren med fluidiseret lag og kontaktreaktoren.
Når de anaerobe bakterier først er etableret i systemet, 15 kan de under passende betingelser producere methan ved ned brydning af det organiske materiale i det vandige medium. Methan frigøres både fra reaktoren med fluidiseret lag og fra kontaktreaktoren. Methangassen kan benyttes som energikilde til processens drift. Kontaktreaktoren, reaktoren 20 med fluidiseret lag og hjælpesystemerne drives fortrinsvis som et lukket system til opretholdelse af de anaerobe betingelser i systemet og til udvinding af den producerede methangas. Dette forebygger også udsendelsen af ubehagelige lugte fra systemet. Hvis der skal fremstilles methan, 25 må systemets betingelser reguleres til de optimale betin gelser for en sådan methanproduktion. Hovedfordringen synes at være en temperatur på 32-38°C. Hvis der ikke produceres methan, vil nedbrydningen af det organiske materiale kun forløbe til et omdannelsesstadium for simplere forbin-30 delser såsom organiske syrer.
Reaktoren med fluidiseret lag har fortrinsvis et effektivt rumfang på 0,2-0,02 gange det effektive rumfang af kontaktreaktoren. Kontaktreaktoren omfatter fortrinsvis indløb 35 for ubehandlet vandigt medium og for en kilde for nitratio ner, enten som fast stof eller koncentreret opløsning,' skønt nitratnitrogen kan tilsættes hvor som helst i
DK 159498 B
-8 - systemet. Pumpen transporterer fortrinsvis det vandige medium til bunden af reaktoren med fluidiseret lag, som er konstrueret som en søjle med fluidiseret lag. Det medium, som har passeret gennem reaktoren med fluidiseret lag, 5 samles fortrinsvis øverst i reaktoren og sendes igennem en returledning tilbage til kontaktreaktoren. Om ønsket kan det returnerende materiale indsprøjtes i kontaktreaktoren på en sådan måde, som bevirker blanding med denne reaktors indhold og forøgelse af den biologiske virkning i denne re-10 aktor. I en anden udførelsesform kan der findes røreorga- ner i kontaktreaktoren.
I enhver bakteriel proces vil der i en vis udstrækning blive dannet overskydende biomasse. I det foreliggende system 15 vil denne overskydende biomasse frigøres fra partiklerne i reaktoren med fluidiseret lag på grund af det vandige mediums strømningshastighed på den ovenfor beskrevne måde, og det vil blive overført til kontaktreaktoren. Nedbrydningsprocessen vil derfor foregå samtidigt i begge reaktorer.
20 Som man skulle vente, vil reaktionen fortsætte hurtigere i reaktoren med fluidiseret lag, men den reaktion, som foregår i kontaktreaktoren, bidrager i betydelig grad til effektiviteten af den foreliggende fremgangsmåde. Overskydende biomasse fra reaktorerne vil til sidst passere ud 25 sammen med det behandlede effluent.
Opfindelsen skal forklares nærmere i· forbindelse med tegningen, som skematisk viser et anlæg til udførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.
30
Det på tegningen viste apparat omfatter en reaktor 10 med fluidiseret lag og indeholdende et sandlag 11 samt en kontaktreaktor 12. Kontaktreaktoren 12 modtager en vandig strøm af industrispildevand gennem en ledning 14. Spilde-35 vandsstrømmen ' pumpes derpå fra kontaktreaktoren 12 gennem pumpen 15 til den nederste ende af reaktoren 10 med fluidiseret lag gennem en ledning 16.
- 9 -
DK 159498 B
Reaktoren 10 med-fluidiseret lag indeholder sorteret sand, som udgør laget 11, og som når op til ca. 3/4 af den effektive højde af reaktoren. Spildevand, som pumpes ind i reaktoren 10, fluidiserer laget 11 og føres derefter tilbage 5 til kontaktreaktoren 12 gennem en ledning 17. Spildevandet kan om ønsket tilbageføres gennem systemet. En del af slutproduktet fra systemet udtømmes i en konventionel kloak gennem en ledning 21. Dette strømningsmønster beskrives blot som en illustration, idet systemet skal betragtes som 10 en helhed.
Den øverste ende af reaktoren 10 med fluidiseret lag er forsynet med en hætte 18, som samler den methangas, der dannes i reaktoren 10 med fluidiseret lag, og som udluftes 15 gennem en ledning 19 til en gasudløbsledning 20 fra kon taktreaktoren 12.
•Reaktoren 10 med fluidiseret lag har et rumfang på ca. 0,03 3 3 m , og kontaktreaktoren 12 har et rumfang på 0,22 m . En 20 koncentreret opløsning af natriumnitrat indføres i afmålt mængde i kontaktreaktoren 12 gennem ledningen 22.
Det ovenfor beskrevne apparat benyttes til undersøgelse af den anaerobe nedbrydning af et syntetisk spildevand af gær-25 ekstrakt og melasse.
Den tilførte strøm har et BOD på 300 mg/1 og 80-100 mg/1 nitrogen som nitrat. Systemet podes med sedimenteret slam, og den tilførte strøm tilbageføres kontinuerligt 30 mellem reaktoren med fluidiseret lag og kontaktreaktoren.
Når der først konstateres tegn på biomassevækst på sandet i reaktoren med fluidiseret lag, drives systemet med en hydraulisk tilbageholdstid på 170 timer. Den tilførte strøms 35 BOD forøges gradvis ved hvert chargetilføringstrin til ca.
2000 mg/1, og nitratkoncentrationen reduceres til 50 mg/1 nitrogen som nitrat. Denne ændring sker i løbet af et
DK 159498E
- 10 - tidsrum på en måned.
Ved denne proces iagttages der en farveændring i organismerne i systemet fra den indledende gråbrune farve hos po-5 pulationen af anoxiske bakterier til en sort farve af populationen af anaerobe bakterier, som dannes, idet BOD forøges, og nitratkoncentrationen nedsættes.
Nitrationkoncentrationen reduceres herefter gradvis til 10 undgåelse af kraftig gasudvikling, som kan forekomme, hvis der er for meget nitratnitrogen til stede. En konstant nitratkoncentration på ca. 20 mg/1 viser sig tilfredsstillende.
15 Idet nitrationkoncentrationen reduceres, nedsættes den hy drauliske tilbageholdelsestid til 48 timer. Temperaturen holdes på 35°C - 3°C til fremme af methandannelsen, strøm- -2 -1 ningshastigheden er 4 liter m see , og pH-værdien · er 6,89. Der fås følgende resultater fra det anaerobe reak-20 tionssystem: TABEL I BOD,, mg/1
Behandlings effektivitet Råtil- Ufiltreret Filtreret % 25 Uge nr. førsel effluent effluent Ufiltreret/filtreret 1 560 260 - 54/- 3 660 230 140 65/79 5 1840 240 170 87/91 8 2300 600 330 74/86 30 9 2280 470 180 79/92 10 2280 320 180 86/92 11 2300 280 180 88/92
Ved visuel iagttagelse bedømmes gasflammen til ca. 1 35 1/min., og gassen brænder med en svagt' blå flamme, som er karakteristisk for methan.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til frembringelse af anaerob bakteriel nedbrydning af organisk materiale i et vandholdigt flui-5 dum, hvor det vandholdige fluidum indføres i et for trinsvis lukket system omfattende en opbevaringstank og en anaerob reaktor med et fluidiseret lag, og hvor i det mindste en del af affaldsstrømmen recirkuleres mellem det fluidiserede lag og opbevaringstanken til anaerob nedbryd-10 ning af organisk materiale, som findes i affaldsstrømmen i det fluidiserede lag, hvorefter den behandlede effluent fra systemet afgives, kendetegnet ved, a) at en højkoncentreret vandholdig afløbsstrøm med et biokemisk oxygenbehov (BOD) på mindst 2000 mg/1 og for- 15 trinsvis 3000-50.000 mg/1 først indføres i en opbeva ringstank af tilstrækkelig størrelse og tilstrækkelig population af anaerobe bakterier til at bevirke sønderdeling af organiske komponenter i den tilførte afløbsstrøm, idet tanken fungerer som en kontaktreaktor under 20 anaerobe forhold, b) at den vandholdige afløbsstrøm fra kontaktreaktoren indpumpes i en reaktor med et fluidiseret lag, som holdes i anaerob tilstand og har et effektivt volumen, som ikke overstiger 0,35 gange kontaktreaktorens effektive 25 volumen, og fortrinsvis andrager mellem 0,2 og 0,02 af dette, og som indeholder et lag af fint fordelte indifferente faste partikler med en population af i hovedsagen anaerobe bakterier til opretholdelse af laget i fluidiseret tilstand og til gennemførelse af sønderde-30 ling af organiske komponenter i afløbsstrømmen, c) at den vandholdige afløbsstrøm i kontaktreaktoren og reaktoren med det fluidiserede lag behandles ved en sådan temperatur og med tilstrækkelig opholdstid til dannelse af methan både i kontaktreaktoren og i reak- 35 toren med det fluidiserede lag, - 12 - DK 159498 B d) at i det mindste en del af den vandholdige afløbsstrøm, som er passeret gennem reaktoren med det fluidiserede lag, tilbageføres til kontaktreaktoren med en hastighed,. som bevirker flere passager af det vandholdige 5 fluidum gennem kontaktreaktoren og reaktoren med det fluidiserede lag, og e) at en behandlet udløbsstrøm afgives fra i det mindste den ene af reaktorerne med det fluidiserede lag og kontaktreaktoren . 10
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det vandholdige fluidum indeholder nitrationer i en koncentration på 1-40 mg/1 af nitratholdigt nitrogen.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at koncentrationen af nitratholdigt nitrogen er 20-40 mg/1.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendeteg- 20 net ved, at koncentrationen af nitratholdigt nitrogen opretholdes ved, at en tilstrækkelig mængde nitrationer tilføres det vandholdige fluidum til bibeholdelse af reaktionsstabilitet i reaktoren med det fluidiserede lag og til understøtning af genoprettelsen af en anaerob bakteriepopu-25 lation efter afgang af biomasse.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at nitrationerne tilføres i form af et salt eller en koncentreret opløsning. 30
6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at det vandholdige fluidum pumpes gennem det fluidise-rede lag med en hastighed på 3-10 1/m og pr. sekund, og at kontaktreaktoren og reaktoren med det fluidiserede lag hol- 35 des ved en temperatur på 32°-38°C. DK 159498 B - 13 -
7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det dannede methan ledes bort.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 5 ved, at kontaktreaktoren benyttes som overstrømningstank for høje koncentrationer og store mængder af afløbsvand til undgåelse af forgiftning af reaktoren med det fluidiserede lag. 10 15 20 25 30 35
DK363881A 1980-08-18 1981-08-17 Fremgangsmaade til frembringelse af anaerob bakteriel nedbrydning af organisk materiale i et vandholdigt fluidum DK159498C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPE509880 1980-08-18
AUPE509880 1980-08-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK363881A DK363881A (da) 1982-02-19
DK159498B true DK159498B (da) 1990-10-22
DK159498C DK159498C (da) 1991-03-25

Family

ID=3768645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK363881A DK159498C (da) 1980-08-18 1981-08-17 Fremgangsmaade til frembringelse af anaerob bakteriel nedbrydning af organisk materiale i et vandholdigt fluidum

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4505819A (da)
JP (1) JPS5774083A (da)
KR (1) KR860000098B1 (da)
CA (1) CA1174381A (da)
DK (1) DK159498C (da)
FR (1) FR2488591B1 (da)
GB (1) GB2082164B (da)
NZ (1) NZ197992A (da)
SE (1) SE452604B (da)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7908138A (nl) * 1979-11-07 1981-06-01 Gist Brocades Nv Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager.
NL8201293A (nl) * 1982-03-29 1983-10-17 Gist Brocades Nv Fluid-bed reactor voor het zuiveren van afvalwater.
DE3232095A1 (de) * 1982-08-28 1984-03-01 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur denitrifikation von kohlenstofffreiem wasser
SE452879B (sv) * 1982-12-20 1987-12-21 Kernforschungsanlage Juelich Forfarande for kontinuerlig anaerob nedbrytning av organiska foreningar
GB2140402B (en) * 1983-05-23 1987-05-28 Biosystem E Ab Plant for processing organic material
US4746433A (en) * 1984-02-14 1988-05-24 Ernst Nobl Process for the anaerobic treatment of organic substrates
CA1273131A (fr) * 1984-05-23 1990-08-21 Samuel Elmaleh Procede pour le traitement et l'epuration des eaux, par floculation en lit fluidise des particules en suspension
US4589927A (en) * 1984-05-29 1986-05-20 Battelle Development Corporation Liquid multisolid fluidized bed processing
US4978616A (en) * 1985-02-28 1990-12-18 Verax Corporation Fluidized cell cultivation process
AU5452986A (en) * 1985-02-28 1986-09-24 Verax Corp. Fluidized bioreactor and cell cultivation process
US4780198A (en) * 1985-03-26 1988-10-25 Gore & Storrie Ltd. Hybrid high rate anaerobic treatment apparatus
US4676906A (en) * 1985-03-26 1987-06-30 Gore & Storrie Limited Hybrid high rate anaerobic treatment process
PT82969B (pt) * 1985-07-11 1988-11-30 Epoc Ltd Processo para retirar selenio hexavalente de agua
US4626354A (en) * 1985-09-30 1986-12-02 Zimpro Inc. Method for anaerobic treatment of high strength liquors
JPS62144798A (ja) * 1985-12-20 1987-06-27 Saburo Matsui 廃水処理方法
EP0241602A1 (en) * 1986-04-16 1987-10-21 Gist-Brocades N.V. Anaerobic purification of wastewater, containing sulphate and organic material
DE3618465A1 (de) * 1986-06-02 1987-12-03 Hoechst Ag Durchfuehrung von biokatalysatorreaktionen in einem wirbelbettreaktor mit fluessigem 2-phasen-system
US4735724A (en) * 1986-07-30 1988-04-05 Gas Research Institute Solids concentrating anaerobic digestion process and apparatus
US4911843A (en) 1988-12-09 1990-03-27 Davis Water And Waste Industries, Inc. Process for removal of dissolved hydrogen sulfide and reduction of sewage BOD in sewer or other waste systems
FR2685691A1 (fr) * 1991-12-26 1993-07-02 Dumez Sa Lyonnaise Eaux Procede d'epuration biologique de liquides charges d'impuretes.
US6863815B1 (en) 2000-09-14 2005-03-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Small-scale hydrogen-oxidizing-denitrifying bioreactor
US6454944B1 (en) 2000-11-08 2002-09-24 Larry J. Raven Process and apparatus for conversion of biodegradable organic materials into product gas
US7087172B2 (en) * 2003-03-05 2006-08-08 Usfilter Corporation Methods for reducing nitrate demands in the reduction of dissolved and/or atmospheric sulfides in wastewater
US7326340B2 (en) * 2003-03-05 2008-02-05 Siemens Water Technologies Holding Corp. System for controlling sulfide generation
US7285217B2 (en) * 2003-12-02 2007-10-23 Siemens Water Technologies Corp. Removing odoriferous sulfides from wastewater
US20070241062A9 (en) * 2004-07-08 2007-10-18 Simpson Gregory D Synergistic composition and method for odor control
AU2007291890A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Active Research Pty Ltd A treatment process and apparatus
JP5261977B2 (ja) * 2007-05-11 2013-08-14 栗田工業株式会社 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置
JP5303862B2 (ja) * 2007-05-11 2013-10-02 栗田工業株式会社 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置
US7799224B2 (en) * 2008-01-30 2010-09-21 Siemens Water Technologies Corp. Wastewater treatment methods
US20110233146A1 (en) * 2009-09-25 2011-09-29 Siemens Water Technologies Corp. Synergistic wastewater odor control composition, systems, and related methods therefor
DE102009055381A1 (de) 2009-12-29 2011-06-30 Yara International Asa Abwasserbehandlungsmittel zur schnellen Unterdrückung von Fäulnisbakterien im Abwasser und Verfahren
US8430112B2 (en) 2010-07-13 2013-04-30 Siemens Industry, Inc. Slurry feed system and method
NO332626B1 (no) 2010-11-29 2012-11-19 Yara Int Asa Fremgangsmate for fremstilling av metan i en anaerob slambehandlingsprosess.
US8968646B2 (en) 2011-02-18 2015-03-03 Evoqua Water Technologies Llc Synergistic methods for odor control

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607736A (en) * 1968-03-29 1971-09-21 Kurita Water Ind Ltd Method of treating organic waste water
US4182675A (en) * 1974-07-12 1980-01-08 Ecolotrol, Inc. Waste treatment process
US4043936A (en) * 1976-02-24 1977-08-23 The United States Of America As Represented By United States Energy Research And Development Administration Biological denitrification of high concentration nitrate waste
ZA763788B (en) * 1976-06-25 1978-02-22 Aeci Ltd Biological process
JPS54105850A (en) * 1978-02-08 1979-08-20 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd Circulatory denitrification method of waste water
US4284508A (en) * 1979-10-01 1981-08-18 Jewell William J Methane production by attached film
US4352738A (en) * 1979-11-19 1982-10-05 Celanese Corporation Anaerobic filter
US4351729A (en) * 1980-02-06 1982-09-28 Celanese Corporation Biological filter and process

Also Published As

Publication number Publication date
KR830006120A (ko) 1983-09-17
US4505819A (en) 1985-03-19
JPH0133235B2 (da) 1989-07-12
SE8104809L (sv) 1982-02-19
JPS5774083A (en) 1982-05-10
GB2082164B (en) 1983-08-03
CA1174381A (en) 1984-09-11
GB2082164A (en) 1982-03-03
DK363881A (da) 1982-02-19
SE452604B (sv) 1987-12-07
FR2488591A1 (fr) 1982-02-19
KR860000098B1 (ko) 1986-02-19
NZ197992A (en) 1984-07-31
DK159498C (da) 1991-03-25
FR2488591B1 (fr) 1988-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK159498B (da) Fremgangsmaade til frembringelse af anaerob bakteriel nedbrydning af organisk materiale i et vandholdigt fluidum
US5972219A (en) Process for aerobic treatment of waste water
US4725357A (en) Removing selenium from water
CA2498747C (en) Method for the treatment of waste water with sludge granules
US4069147A (en) Waste water treatment with oxygen
KR930001605B1 (ko) 고강도 액체의 무산소적 처리방법
EP0346013B1 (en) Process for treating wastewater
US5342522A (en) Method for the treatment of sewage
US4284508A (en) Methane production by attached film
US4568462A (en) Method of treating sewage in sewage treatment installations having an adsorption stage
US4159945A (en) Method for denitrification of treated sewage
US4532042A (en) Process and apparatus for the continuous anaerobic decomposition of organic compounds
WO2010076794A1 (en) Method of denitrifying brine and systems capable of same
US4069149A (en) Continuous fermentation process and apparatus
US4237003A (en) Process for biological purification of liquid wastes
CA1241772A (en) Hybrid high rate anaerobic treatment process and apparatus
EP0024758A1 (en) An oxidative biological purification process for waste water
Dan et al. High salinity wastewater treatment using yeast and bacterial membrane bioreactors
CA2105670A1 (en) Biological reaction processes
JPH06254588A (ja) 上昇流嫌気性スラッジブランケット型反応槽と、その反応槽におけるグラニュール汚泥流出防止方法
DE69313338T2 (de) Verfahren zur Behandlung von ölhaltigen Schlämmen und organischen Abfällen
JPS6094194A (ja) 有機性廃水の処理装置
JP2535267B2 (ja) 有機物類含有廃水の浄化方法
JPS6048194A (ja) 工業廃水の嫌気的処理用反応槽及び処理法
Ouyang et al. The optimum medium of the suspended bio-medium aeration contactor process

Legal Events

Date Code Title Description
AHB Application shelved due to non-payment