FI77215B

FI77215B - FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV AVFALLSVATTEN MEDELST ETT AKTIVERAT SLAMFOERFARANDE.

Info

Publication number: FI77215B
Application number: FI822489A
Authority: FI
Inventors: Michael S K Chen; Marshall L Spector
Original assignee: Air Prod & Chem
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1982-07-13
Publication date: 1988-10-31
Also published as: FI822489A0; ES513898A0; AU543212B2; FI822489L; PT75232B; IN157778B; NZ201232A; KR840000437A; DK309682A; DK169737B1; JPS5817894A; PT75232A; NO822413L; JPH0134118B2; GR78324B; ZA824972B; ES8305283A1; AU8568782A; FI77215C

Description

1 772151 77215

Menetelmä jäteveden käsittelemiseksi aktiivilietemenetel-mälläMethod for treating wastewater by the activated sludge method

Keksintö koskee yleisesti parannuksia kunnallisen 5 viemäriveden ja/tai teollisen jäteveden käsittelyssä ak-tiivilieteprosessilla. Se koskee erityisesti menetelmän käyttöolosuhteiden kontrollointia selektiivisen biomassa-tuotannon ja ylläpidon saavuttamiseksi systeemisssä, jossa aktiivinen biomassa ei olennaisesti muodosta säikeitä, 10 niin että saadulla lietteellä on edulliset selkeytymis- ominaisuudet ja kyky oleelliseen fosfaatinpoistoon tulevasta jätevedestä. Keksinnön mukaisen systeemin valikoiduissa toimintaolosuhteissa halutut tavoitteet saavutetaan alhaisemmalla hapenkulutuksella BHK-yksikön poistoa kohti kuin 15 tähän asti.The invention relates generally to improvements in the treatment of municipal sewage and / or industrial waste water by an activated sludge process. In particular, it relates to controlling the operating conditions of the process to achieve selective biomass production and maintenance in a system in which the active biomass does not substantially form fibers, so that the resulting slurry has advantageous clarification properties and the ability to substantially remove phosphate from incoming wastewater. Under the selected operating conditions of the system of the invention, the desired objectives are achieved with lower oxygen consumption per BHK unit removal than hitherto.

Keksintöön liittyvää tekniikan tasoa on käsitelty laajasti US-patentissä 4 056 465. Esillä oleva keksintö koskee parannuksia mainitussa patentissa kuvattuihin systeemeihin .The prior art related to the invention is extensively discussed in U.S. Patent 4,056,465. The present invention relates to improvements to the systems described in said patent.

20 Sellaisen biomassan selektiivinen tuotanto, joka pystyy poistamaan fosfaattia ja tuottamaan kasautumattoman lietteen, jolla on nopeat selkiintymisominaisuudet, saadaan aikaan mainitun patentin mukaisesti pitämällä ehdottoman anaerobiset olosuhteet käsittelyn alkuvaiheessa, 25 jolloin sisääntuleva jätevesi ja sekundaarisesta selkeytyksestä tuleva kierrätetty liete sekoitetaan.Selective production of biomass capable of removing phosphate and producing non-agglomerated sludge with rapid clarification properties is achieved according to said patent by maintaining strict anaerobic conditions at the initial stage of treatment, whereby incoming wastewater and recycled sludge from secondary clarification are mixed.

Näissä olosuhteissa mikro-organismien pinta-alan haitallinen kasvu estetään, kun oleellisia BHK-määriä sor-boidaan sisääntulevasta jätevedestä organismeilla, jotka 30 pystyvät suorittamaan BHK:n poistamisen anaerobisissa olosuhteissa. Alussa olevan anaerobisen vyöhykkeen jälkeen, kuten edellä mainitussa patentissa on kuvattu, voi olla hapetettu aerobinen vyöhyke, jossa alunperin anaerobisesta vyöhykkeestä sorboitu ravinto hapetetaan ja jäljel-35 je jäävä BHK sorboidaan ja hapetetaan. Tämän anaerobisen vaiheen aikana polyfosfaattien hydrolyysissä aiemmin mene- 2 77215 tetty energia korvataan ja polyfosfaatteja muodostetaan uudelleen ja varastoidaan ilmastettuun biomassaan, näin poistamalla fosfaatti sekoitetusta nesteestä.Under these conditions, detrimental growth in the surface area of the microorganisms is prevented when significant amounts of BHK are sorbed from the incoming wastewater by organisms capable of performing BHK removal under anaerobic conditions. After the initial anaerobic zone, as described in the above-mentioned patent, there may be an oxidized aerobic zone in which the food originally sorbed from the anaerobic zone is oxidized and the remaining BHK is sorbed and oxidized. During this anaerobic step, the energy previously lost in the hydrolysis of polyphosphates is replaced and the polyphosphates are reconstituted and stored in aerated biomass, thus removing phosphate from the mixed liquid.

Jos jätevedestä halutaan myös poistaa typpi, edellä 5 mainitussa patentissa esitetään, että anaerobisen ja hapetun aerobisen vyöhykkeen välissä voi olla anoksinen vyöhyke .If it is also desired to remove nitrogen from the effluent, the above-mentioned patent states that there may be an anoxic zone between the anaerobic and oxidized aerobic zones.

Termi "anaerobinen" määritellään mainitussa patentissa "viemäriveden käsittelyvyöhykkeessä olevaksi tilak-10 si, joka on oleellisesti vapaa NO :sta (s.o. näiden yh-disteiden pitoisuus on alle 0,3 miljoonasosaa ja edullisesti alle 0,2 miljoonasosaa alkuainetypeksi laskettuna), jolloin olosuhteet pidetään sellaisina, että liuenneen hapen konsentraatio (DO) on alle 0,7 miljoonasosaa ja edul-15 lisesti alle 0,4 miljoonasosaa".The term "anaerobic" is defined in said patent as Tilak-10 si in the sewage treatment zone, which is substantially free of NO (i.e. the content of these compounds is less than 0.3 ppm and preferably less than 0.2 ppm, calculated as elemental nitrogen), the conditions being considered such that the dissolved oxygen concentration (DO) is less than 0.7 ppm and preferably less than 0.4 ppm ".

Termi "anoksinen" määritellään aiemmin mainitussa patentissa "viemäriveden käsittelyvyöhykkeessä olevaksi tilaksi, jossa BHK metabolisoidaan nitraateilla ja/tai nitriiteillä, joiden alkuperäinen kokonaiskonsentraatio 20 on yli 0,5 miljoonasosaa typpeä ja liuennettua happea on alle 0,7 miljoonasosaa, edullisesti alle 0,4 miljoonasosaa".The term "anoxic" is defined in the aforementioned patent as a state in a sewage treatment zone where BHK is metabolized by nitrates and / or nitrites having an initial total concentration of more than 0.5 ppm nitrogen and less than 0.4 ppm dissolved oxygen, preferably less than 0.4 ppm ".

Kuten edellä mainitussa patentissa on kuvattu, riittävän happimäärän varmistamiseksi aerobisessa, hapetetussa vyöhykkeessä, halutun BHK-metabolian ja halutun fosfaa-25 tinoton aikaansaamiseksi, liuenneen hapen pitoisuus (DO) vyöhykkeessä pitäisi olla yli 1 miljoonasosan ja edullisesti yli 2 miljoonasosan. Useissa patentin suoritusesi-merkeissä käytetty keskimääräinen DO koko aerobisessa vyöhykkeessä on lähes tai yli 6 miljoonasosaa.As described in the aforementioned patent, in order to ensure a sufficient amount of oxygen in the aerobic, oxidized zone, to achieve the desired BHK metabolism and the desired phosphate uptake, the dissolved oxygen concentration (DO) in the zone should be greater than 1 ppm and preferably greater than 2 ppm. In several embodiments of the patent, the average DO used in the entire aerobic zone is close to or greater than 6 ppm.

30 US-patentin 4 056 465 kuviossa 1 esitetyistä sys teemeistä, joissa on aluksi anaerobinen vyöhyke, jota seu-30 of the systems shown in Figure 1 of U.S. Patent 4,056,465, which initially have an anaerobic zone followed by

TMTM

raa hapetusvyöhyke, käytetään usein nimitystä "A/O" -systeemit. Mainitun patentin kuviossa 2 kuvatuista systeemeistä, joissa on anoksinen vyöhyke anaerobisen ja hapetus-35 vyöhykkeen välissä, käytetään nimitystä "A/A/O" tai "A2/0"™-systeemit.oxidation zone, often referred to as "A / O" systems. The systems described in Figure 2 of said patent, which have an anoxic zone between the anaerobic and oxidative zones 35, are referred to as "A / A / O" or "A2 / 0" ™ systems.

7721 57721 5

Nyt on havaittu, että oleellisia säästöjä käyttökustannuksissa voidaan saavuttaa esillä olevan keksinnön mukaisella systeemillä ja toimintatavalla, jolloin BHK-poisto on tehokasta ja saadaan tiivis liete, jolla on hy-5 vät selkeytymisominaisuudet ja haluttu fosfaatinpoisto sisääntulevasta jätevesivirrasta. Nämä kustannusten säästöt johtuvat pääasiallisesti alhaisemmasta hapen kulutuksesta ja pienemmästä energian kulutuksesta hapen aineensiirrossa kuin joko (1) konventionaalisissa kokonaan aero- 10 bisissa aktiivilietemenetelmissä, joissa käytetään ilmaa tai happikaasua tai (2) muissa tunnetuissa systeemeissä, joissa on yksi tai useampia anaerobisia vaiheita, kuten US-patentissa 4 056 465.It has now been found that substantial savings in operating costs can be achieved with the system and mode of operation of the present invention, whereby BHK removal is efficient and a dense slurry is obtained with good clarification properties and the desired phosphate removal from the incoming wastewater stream. These cost savings are mainly due to lower oxygen consumption and lower energy consumption in oxygen transfer than either (1) conventional fully aerobic activated sludge methods using air or oxygen gas or (2) other known systems with one or more anaerobic stages. in 4,056,465.

Tämän systeemin toimintatapa eroaa aiemmin tunne- 15 tuista siinä, että systeemiä ei sido liuenneen hapen konsentraatiominimi hapetusvyöhykkeessä, kun taas aiemmissa malleissa vaadittiin vähintään 1 miljoonasosan (1 ppm) ja edullisesti oleellisesti yli 2 miljoonaosan (2 ppm) liuenneen hapen konsentraatio tai NO -ekvivalentti.The mode of operation of this system differs from that previously known in that the system is not bound by the minimum dissolved oxygen concentration in the oxidation zone, whereas previous models required a dissolved oxygen concentration or NO equivalent of at least 1 ppm (1 ppm) and preferably substantially more than 2 ppm (2 ppm).

20 Keksinnön mukaisessa menetelmässä a) muodostetaan sekoitettu neste BHK-sorptiovyöhyk-keessä sekoittamalla aktivoitua biomassaa liukenevaa BHK^rtä sisältävään sisäänvirtaavaan jäteveteen, jolloin sekoitus suoritetaan siten, että vähintään 25 % liukoi- 25 sesta BHK^:stä sorboituu biomassaan sorptiovyöhykkeessä; b) seuraavassa hapetusvyöhykkeessä sekoitetussa nesteessä oleva BHK hapetetaan, mukaan lukien ainakin osa biomassaan sorboidusta BHKrsta, saattamalla sekoitettu neste kosketukseen hapettimen kanssa siten, että vähin- 30 tään 30 % sisäänvirtaavan sekoitetun nesteen kokonais-BHKj.: stä hapettuu; c) näin saatu hapetettu sekoitettu neste selkeytetään selkeytysvyöhykkeessä, jolloin saadaan pinnalla oleva neste ja aktivoitua biomassaa sisältävä tiivis lie- 35 te; ja 4 77215 d) kierrätetään ainakin osa tiiviistä lietteestä BHK-sorptiovyöhykkeeseen.In the process according to the invention a) a mixed liquid is formed in the BHK sorption zone by mixing the activated biomass with an inflowing effluent containing soluble BHK 4, the mixing being carried out so that at least 25% of the soluble BHK 2 is sorbed into the biomass in the sorption zone; b) oxidizing the BHK in the mixed liquid in the next oxidation zone, including at least a portion of the BHK sorbed in the biomass, by contacting the mixed liquid with an oxidant such that at least 30% of the total BHKj of the inflowing mixed liquid is oxidized; c) clarifying the oxidized mixed liquid thus obtained in the clarification zone to obtain a liquid on the surface and a dense slurry containing activated biomass; and 4 77215 d) recycling at least a portion of the dense sludge to the BHK sorption zone.

Menetelmälle on tunnusomaista, että liuenneen hapen pitoisuus vaiheen b) hapetusvyöhykkeessä on alle 1 5 ppm.The process is characterized in that the concentration of dissolved oxygen in the oxidation zone of step b) is less than 1 ppm.

Keksinnön mukaisessa systeemissä sisääntuleva jätevesi ja kierrätetty liete sekoitetaan ensin BHK-sorp-tiovyöhykkeessä liukoisen BHK:n siirtämiseksi sekoitetun nesteen vesifaasista kiinteään lietteeseen.In the system of the invention, the incoming wastewater and recycled sludge are first mixed in a BHK sorption zone to transfer soluble BHK from the aqueous phase of the mixed liquid to the solid slurry.

10 Sorption jälkeen sekoitettu neste kuljetetaan BHK- hapetusvyöhykkeeseen, jossa ensimmäisessä vyöhykkeessä sorboitu ravinto hapetetaan ja lisää BHK:ta voidaan sor-boida ja hapettaa.After sorption, the mixed liquid is transported to the BHK oxidation zone, where the food sorbed in the first zone is oxidized and more BHK can be sorbed and oxidized.

Ensimmäisessä BHK-sorptiovyöhykkeessä olosuhteet 15 pidetään sellaisina, että vähintään 25 % ja edullisesti vähintään 50 % sisääntulevan jäteveden liukoisesta BHKj..:stä siirtyy sekoitetun nesteen vesifaasista kiinteään lietteeseen. Ensimmäisessä sorptiovyöhykkeessä olosuhteita kontrolloidaan ylimääräisen BHK-hapettumisen välttämi-20 seksi vyöhykkeessä erityisesti siihen saakka, kun oleellisesti "vakaa tila" on saavutettu. Kun systeemi on saavuttanut "vakaan tilan", korkeampi hapetusprosessi voidaan sallia sorptiovyöhykkeessä ilman, että haluttu biomassa nopeasti huuhtoutuu pois.In the first BHK sorption zone, the conditions 15 are maintained such that at least 25% and preferably at least 50% of the soluble BHKj. Of the incoming wastewater is transferred from the aqueous phase of the mixed liquid to the solid slurry. In the first sorption zone, the conditions are controlled to avoid additional BHK oxidation in the zone, especially until a substantially "steady state" is reached. Once the system has reached a "steady state", a higher oxidation process can be allowed in the sorption zone without the desired biomass being rapidly leached out.

25 Biologinen rasitus, joka johtaa edullisen biomas san valikoitumiseen, ilmenee BHK-sorptiovyöhykkeellä. BHK-hapetusvyöhykkeellä, joka on seuraavana, syntyy energiaa BHK:n metaboliasta hapettumisen tuloksena ja tämä energia käytetään hyväksi biomassan kasvuun ja fosfaatin poistoon 30 nesteestä biomassan sisäosaan. Keksinnön mukaisella BHK- sorptiovyöhykkeessä ylläpidetyissä alkuolosuhteissa selektiivisesti tuotetulla ja lisätyllä edullisella biomassalla on ominaisuus, jota ei tavallisesti ole tavanomaisim-missa aktiivilietesysteemeissä. On nimittäin havaittu, 35 että hapenottonopeus on suhteellisen hidas BHK-hapettumis-vyöhykkeellä tässä prosessissa verrattuna tavanomaisiin 7721 5 aktiivilietesysteemeihin.25 The biological stress leading to the selection of the preferred biomass occurs in the BHK sorption zone. The next BHK oxidation zone generates energy from the metabolism of BHK as a result of oxidation and this energy is utilized for biomass growth and phosphate removal from the 30 fluids inside the biomass. The preferred biomass selectively produced and added under the initial conditions maintained in the BHK sorption zone of the invention has a property not normally found in the most conventional activated sludge systems. Namely, it has been found 35 that the oxygen uptake rate is relatively slow in the BHK oxidation zone in this process compared to conventional 7721 5 activated sludge systems.

Hitaan hapenoton ansiosta keksinnön mukaista systeemiä voidaan käyttää kuten suurella nopeudella toimivaa systeemiä pienimmällä mahdollisella hapen kulutuksel-5 la poistettua BHK-yksikköä kohti.Due to the slow oxygen uptake, the system according to the invention can be used like a high-speed system with the lowest possible oxygen consumption per unit of BHK removed.

Liitteenä olevan piirustuksen ainoa kuvio on kaavamainen ja graafinen sivukuva yksinkertaistetusta keksinnön mukaisesta käyttösysteemistä.The only figure in the accompanying drawing is a schematic and graphical side view of a simplified operating system according to the invention.

Liitteenä olevaan piirustukseen viitaten, esite-10 tään modifioitu aktiivilietteen käsittelylaitteisto, monissa suhteissa samanlainen kuin US-patentin 4 056 465 kuviossa 1 kuvattu. Käsiteltävä jätevesi, joka on yleensä, mutta ei välttämättä, selkeytettyä jätevettä ensimmäisestä sedimentointisäiliöstä tai selkeyttimestä (ei kuvios-15 sa), tulee aluksi BHK-sorptiovyöhykkeelle A sisääntulo- aukon 11 kautta. Sorptiovyöhykkeellä A sisääntuleva jätevesi sekoitetaan kierrätetyn lietteen kanssa, joka on selkeytetty sedimentointisäiliössä tai sekundaarisessa selkeyttimessä 12 ja kierrätetty vyöhykkeelle A linjaa 20 13 pitkin. Pieni osa selkeytetystä lietteestä poistetaan linjaa 14 pitkin. Puhdistettu pinnalla oleva neste johdetaan linjan 15 kautta vastaanottovirtoihin tai -säiliöihin, tarvittaessa lisäkäsiteltynä.Referring to the accompanying drawing, a modified activated sludge treatment apparatus, similar in many respects to that described in Figure 1 of U.S. Patent 4,056,465, is shown in the brochure. The effluent to be treated, which is generally, but not necessarily, clarified effluent from the first sedimentation tank or clarifier (not Figure 15a), initially enters the BHK sorption zone A through inlet port 11. The effluent entering the sorption zone A is mixed with the recycled sludge clarified in the sedimentation tank or secondary clarifier 12 and recycled to zone A along the line 20 13. A small portion of the clarified slurry is removed along line 14. The cleaned surface liquid is passed through line 15 to receiving streams or tanks, further processed if necessary.

Kuten kuviossa on esitetty, vyöhyke A on edullises-25 ti jaettu kahteen tai useampaan käsittelyalueeseen nesteen tulppavirtauksen aiheuttamiseksi BHK-sorptiovyöhykkeen A läpi. On havaittu, että käyttämällä fysikaalisesti jaettuja osastoja tai niiden hydraulisia ekvivalentteja, estetään parhaiten säikeiden kasvu biomassassa ja täten saa-30 daan hyvät lietteen ominaisuudet jopa epäedullisissa olosuhteissa. Sellaisia epäedullisia tekijöitä ovat esim. alhaiset BHK-konsentraatiot, jolloin suuripinta-alaisella biomassalla olisi etua kilpailussa BHK:n sorptiosta alhaisilla konsentraatioilla. Käsittelemättömän BHK:n pääsy 35 BHK-sorptiovyöhykkeen ohi minimoituu. Kuvatussa suoritus- 6 77215 muodossa vyöhyke A on jaettu kahteen osastoon tai kammioon 16 ja 17, ja molemmissa on sekoitin 19. Neste kulkee tulp-pavirtana vyöhykkeen A osastojen läpi ja purkautuu BHK-hapetusvyöhykkeelle B.As shown in the figure, zone A is preferably divided into two or more treatment zones to cause plug plug flow through the BHK sorption zone A. It has been found that the use of physically divided compartments or their hydraulic equivalents is the best way to prevent the growth of fibers in the biomass and thus to obtain good sludge properties even under unfavorable conditions. Such unfavorable factors are, for example, low BHK concentrations, in which case large-area biomass would have an advantage in competition with BHK sorption at low concentrations. The entry of untreated BHK past the 35 BHK sorption zone is minimized. In the illustrated embodiment 6,77215, zone A is divided into two compartments or chambers 16 and 17, and both have a mixer 19. The liquid passes as a Tulp stream through the compartments of zone A and discharges to the BHK oxidation zone B.

5 Vaikkakin vyöhykkeessä A on piiretty näkyviin kaksi jaettua osastoa 16 ja 17, ymmärrettävästi myös kolmea tai useampaa osastoa voidaan käyttää. Vyöhykkeet A ja B voivat olla erillisiä, yhdistettyjä säiliöitä, joissa on sopivat välineet oleellisen yksisuuntaisen nestevirtauksen ai-10 heuttamiseksi vyöhykkeeltä A vyöhykkeeseen B, niin että takaisin sekoittuminen minimoituu.5 Although two divided compartments 16 and 17 are shown in zone A, it is understood that three or more compartments may also be used. Zones A and B may be separate, combined tanks with suitable means for conveying a substantial unidirectional fluid flow from zone A to zone B so that back-mixing is minimized.

Nesteen ilmastaminen suoritetaan vyöhykkeellä B tunnetulla tavalla, jolloin puristettua ilmaa voidaan johtaa hapetusvyöhykkeen pohjaan sumuttimilla 20, kuten 15 kuviossa on esitetty. Haluttaessa sumuttimien sijasta tai niiden lisäksi hapetusvyöhykkeellä voi olla mekaanisia ilmastimia. Ilman sijasta myös happea, jonka puhtaus on mikä tahansa haluttu, voidaan johtaa vyöhykkkeelle B, missä tapauksessa sopivat välineet koko vyöhykkeen tai 20 sen osan peittämiseksi voivat olla tarpeelliset.The aeration of the liquid is carried out in zone B in a known manner, whereby compressed air can be introduced to the bottom of the oxidation zone by atomizers 20, as shown in Fig. 15. If desired, instead of or in addition to atomizers, the oxidation zone may have mechanical aerators. Instead of air, oxygen of any desired purity may also be introduced into zone B, in which case suitable means for covering all or part of the zone may be necessary.

Käytännössä jonkin verran hapettumista, edullisesti 1 %:iin asti sisäänvirtaavan jäteveden BHK^:n kokonaismäärästä, voi tapahtua vyöhykkeessä A, mutta normaalisti oleellisesti koko hapettuminen tapahtuu vyöhykkeessä B.In practice, some oxidation, preferably up to 1% of the total BHK 2 of the inflowing effluent, may occur in zone A, but normally substantially all of the oxidation occurs in zone B.

25 Kuten piirroksessa on kuvattu, vyöhyke B on jaettu kahteen nesteenkäsittelyosastoon 26 ja 27, vaikka useampiakin osastoja voidaan tietenkin haluttaessa käyttää. Vyöhyke B on järjestetty näin mm. siksi, että fosfaatin-oton on havaittu olevan ensisijaisesti suhteessa liuen-30 neen fosfaatin konsentraatioon, ja siten alhainen fosfaat-tiarvo poistovirrassa saadaan parhaiten tulppavirtausmuo-dolla.As described in the drawing, zone B is divided into two liquid handling compartments 26 and 27, although of course more compartments may be used if desired. Zone B is arranged in this way e.g. because phosphate uptake has been found to be primarily proportional to the dissolved phosphate concentration, and thus a low phosphate value in the effluent is best obtained by the plug flow method.

Vyöhyke A on tässä jätevedenkäsittelylaitoksen BHK-sorptiovyöhyke. Termi "BHK-sorptiovyöhyke" tässä kek-35 sinnössä kuvatussa systeemissä määritellään jäteveden käsittelylaitoksen vyöhykkeeksi, jossa sisääntuleva jätevesi 7 77215 ja kierrätetty liete aluksi sekoitetaan ja jossa vähintään 25 % ja edullisesti vähintään 50 % sisääntulevan jäteveden sisältämästä liukoisesta NHK5:stä siirretään sekoitetun nesteen vesifaasissa kiinteään lietteeseen. Termi "liukoi-5 nen ΒΗΚ^'1 viittaa biologiseen hapenkulutukseen, joka läpäisee 1,25 ^im:n lasikuitusuodattimen, lukuun ottamatta sitä happea, joka tarvitaan typen hapettamiseksi.Zone A is here the BHK sorption zone of the wastewater treatment plant. The term "BHK sorption zone" in the system described in this invention is defined as the zone of a wastewater treatment plant in which incoming wastewater 7 77215 and recycled sludge are initially mixed and in which at least 25% and preferably at least 50% of the soluble NHK5 in the incoming wastewater is mixed with soluble NHK5. the slurry. The term "soluble" refers to a biological oxygen demand that passes through a 1.25 μm glass fiber filter, with the exception of the oxygen required to oxidize nitrogen.

Jotta liukoinen BHK^ siirtyisi riittävässä määrin vesifaasista kiinteään lietteeseen, on tärkeää, että seulo raavat olosuhteet vallitsevat: 1. Sorptiovyöhykkeen F/M-suhde, kuten jälkeenpäin kuvataan, pidetään alle arvon 10 ja edullisesti alle arvon 5. F on koko BHK^:n paino, joka päivässä tulee sisäänvir-taavan jäteveden mukana ja M on biomassan paino mitattuna 15 sekoitetun liuoksen haihtuvina suspendoituneina kiinteinä aineina, s.o. MLVSS:n BHK-sorptiovyöhykkeessä.In order for sufficient soluble BHK 2 to transfer from the aqueous phase to the solid slurry, it is important that the screening conditions prevail: 1. The F / M ratio of the sorption zone, as described below, is kept below 10 and preferably below 5. F is the total BHK 2. the weight that comes with the inflowing effluent per day and M is the weight of the biomass measured as volatile suspended solids in the mixed solution, i.e. In the BHK sorption zone of MLVSS.

2. Alkukäsittelyn aikana siihen asti, kunnes toiminta on oleellisesti vakaassa tilassa, on olennaista, että alle 2 % ja edullisesti alle 1 % sisään tulevan jäte- 20 vesivirran kokonais-BHK:sta hapettuu, joko hapella tai muilla BHK-sorptiovyöhykkeessä olevilla hapettavilla aineilla.2. During the initial treatment, until the operation is at a substantially stable state, it is essential that less than 2% and preferably less than 1% of the total BHK of the incoming wastewater stream is oxidized, either by oxygen or other oxidizing agents in the BHK sorption zone.

3. Kun toiminta on saavuttanut vakaan tilan, hyvä suorituskyky voidaan saavuttaa myös jonkin verran runsaam- 25 maila hapettumisella BHK-sorptiovyöhykkeessä. Jopa tässä tapauksessa on parasta, että alle 5 % ja edullisesti alle 3 % sisäänvirtaavasta kokonais-BHK:sta hapettuu hapen ja/tai muiden hapettavien aineiden avulla sorptiovyöhyk-keessä.3. Once the operation has reached a steady state, good performance can also be achieved with somewhat more oxidation in the BHK sorption zone. Even in this case, it is best that less than 5% and preferably less than 3% of the total inflowing BHK is oxidized by oxygen and / or other oxidizing agents in the sorption zone.

30 Kuten edellä on esitetty, pääasiallinen sisääntu- levassa jätevedessä olevan BHK:n hapettuminen tapahtuu hapetusvyöhykkeessä B. Termi "hapetusvyöhyke", jota käytetään tähän systeemiin viitatessa, määritellään sellaiseksi jätevedenkäsittelylaitoksen vyöhykkeeksi, jossa 35 käytetään hapen aineensiirtolaitteita ja sekoitettu liuos BHK-sorptiovyöhykkeeltä saatetaan kosketukseen hapen 8 77215 ja/tai hapettavien aineiden kanssa sellaisissa olosuhteissa ja sellaisen ajan, että vähintään 30 % sisääntulevan jäteveden alunperin sisältämästä kokona i s-ΒΗΚ^.: stä hapettuu.As indicated above, the main oxidation of BHK in the incoming wastewater occurs in oxidation zone B. The term "oxidation zone" as used in reference to this system is defined as a zone of a wastewater treatment plant using oxygen transfer equipment and a mixed solution of BHK. 8 77215 and / or oxidizing agents under conditions and for such time that at least 30% of the total i s-ΒΗΚ ^ initially contained in the incoming effluent is oxidized.

5 Kuten aiemmin on esitetty, on tärkeää, että hapet tumista rajoitetaan BHK-sorptiovyöhykkeellä jopa vakaan tilan toiminnan aikana ja että käynnistysfaasin aikana olosuhteet pidetään sellaisina, että enintään 2 % ja edullisesti alle 1 % kokonais-BHK^:sta reagoi joko hapen 10 tai muiden hapettavien aineiden kanssa (kuten nitriitin ja/tai nitraatin --N0 --) BHK-sorptiovyöhykkeessä. Jotta voitaisiin varmistaa, että BHK-vyöhykkeessä hapettuu enintään mainittu maksimimäärä, voidaan suorittaa yksi tai useampia seuraavista vaiheista: 15 A. Säiliö (tai säiliöt), jotka muodostavat vyöhyk keen A, voidaan varustaa liuoksen pinnalla typpivaipalla tai jonkin muun inertin kaasun vaipalla, jotta voidaan välttää ilmakehän hapen pääsy sinne; tai löysä kansi voidaan asettaa nesteen pinnalle tai sen yläpuolelle inertin 20 kaasuvaipan kanssa tai ilman sitä. Näiden BHK-sorptiovyöhykkeessä tapahtuvaa hapetusta rajoittavien systeemien sijasta tai niiden lisäksi vyöhykkeelle A voidaan päästää puhdasta typpikaasua.As previously stated, it is important that oxidation in the BHK sorption zone is limited even during steady state operation and that during the start-up phase conditions are maintained such that no more than 2% and preferably less than 1% of total BHK reacts with either oxygen 10 or other with oxidizing agents (such as nitrite and / or nitrate --NO-) in the BHK sorption zone. In order to ensure that no more than this maximum amount is oxidised in the BHK zone, one or more of the following steps may be performed: 15 A. The tank (or tanks) forming zone A may be provided with a nitrogen blanket or other inert gas jacket on the surface to avoid atmospheric oxygen entering it; or the loose lid may be placed on or above the surface of the liquid with or without an inert gas jacket. Instead of or in addition to these oxidation limiting systems in the BHK sorption zone, pure nitrogen gas can be introduced into zone A.

B. Kaasun massansiirtovälineitä ei sijoiteta BHK- 25 sorptiovyöhykkeelle. Vyöhyke varustetaan sekoittimilla, kuten on kuvattu esim. viitenumerolla 19 piirustuksessa, sumuttimien, pintailmastimien tai muiden kaasu-neste-mas-sansiirtolaitteiden sijasta.B. Gas mass transfer means shall not be located in the BHK-25 sorption zone. The zone is provided with agitators, as described e.g. in reference numeral 19 in the drawing, instead of atomizers, surface aerators or other gas-liquid-mass transfer devices.

C. On huolehdittava siitä, että ylimääräisiä mää-30 riä mitään hapettavaa ainetta, kuten nitraattia ja/tai nitriittiä (NO ) ei tule BHK-sorptiovyöhykkeeseen. Jäi- Λ kimmäinen ei koske ainoastaan jätevedessä mahdollisesti olevan NO :n kontrollointia, vaan myös sen NO :n kont-C. Care must be taken to ensure that no additional oxidizing agents, such as nitrate and / or nitrite (NO), enter the BHK sorption zone. The latter applies not only to the control of any NO in the effluent but also to the control of its NO

X XX X

rollointia, joka voi kierrätyksen mukana tulla tähän vyö-35 hykkeeseen systeemin poistovirroista.rolling, which can accompany recycling to this zone-35 zone from system effluents.

9 772159 77215

Sisääntulevassa jätevesivirrassa ei normaalisti ole NO -yhdisteitä tai niitä on vain vähän, koska BHK pelkis-There are normally no or few NO compounds in the incoming effluent stream due to the BHK reduction

XX

tää nitraatit ja/tai nitriitit mikro-organismien läsnäollessa käsittelylaitokseen tulevissa viemärivirroissa.nitrates and / or nitrites in the presence of micro-organisms in the sewage streams entering the treatment plant.

5 Potentiaalinen Ν0χ -lähde on kierrätetty, sekoitettu neste BHK-hapetusvyöhykkeeltä biologisten systeemien nitrauk-sesta, so. systeemeistä, jotka on suunniteltu hapettamaan ammoniakaalinen BHK Ν0χ :ksi. Tällaisissa systeemeissä, kuten US-patentin 4 056 465 kuviossa 2 on esitetty, joissa 10 anoksinen vyöhyke on alussa olevan anaerobisen vyöhykkeen ja hapetetun vyöhykkeen välillä, osa sekoitetusta nesteestä kierrätetään aerobisesta vyöhykkeestä välissä olevaan anoksiseen vyöhykkeeseen ΝΟχ :n pelkistämiseksi.5 The potential Ν0χ source is a recycled, mixed liquid from the BHK oxidation zone from the nitriding of biological systems, i. systems designed to oxidize ammoniacal BHK to Ν0χ. In such systems, as shown in Figure 2 of U.S. Patent 4,056,465, in which the anoxic zone is between the initial anaerobic zone and the oxidized zone, a portion of the mixed liquid is recycled from the aerobic zone to the intermediate anoxic zone ΝΟχ.

Tätä keksintöä voidaan käyttää systeemeissä, joissa 15 on anoksinen vyöhyke BHK-sorptiovyöhykkeen (A) ja hapetus-vyöhykkeen (B) välissä. Hapettuneen BHK:n määrän laskemiseksi tässä keksinnössä, anoksisessa vyöhykkeessä hapettunut BHK lasketaan ikään kuin hapettuminen olisi tapahtunut hapetusvyöhykkeessä. Tällaisissa nitraussysteemeissä BHK-20 sorptiovyöhykkeelle tulevaa ΝΟχ -määrää pitää kuitenkin kontrolloida välttämättä sekoitetun nesteen kierrättämistä aerobisesta vyöhykkeestä BHK-sorptiovyöhykkeelle ja myös selkeyttimen alivirtauksesta tulevan kierrätetyn lietteen NO "-määrää kontrolloimalla. Kierrätetyn lietteen NO -25 pitoisuus voidaan kontrolloida sopivalla viipymisajalla selkeyttimessä ja lietteen kierrätyslinjassa, jotta riittävä ΝΟχ -määrä poistuu pelkistymällä alkuainetypeksi reaktiivisella kontaktilla lietteenkierrätysliuoksessa olevan biomassan kanssa.The present invention can be used in systems with an anoxic zone between the BHK sorption zone (A) and the oxidation zone (B). To calculate the amount of oxidized BHK in the present invention, the oxidized BHK in the anoxic zone is calculated as if the oxidation had occurred in the oxidation zone. However, in such nitration systems, the amount of ΝΟχ entering the BHK-20 sorption zone must be controlled. so that a sufficient amount of ΝΟχ is removed by reduction to elemental nitrogen by reactive contact with the biomass in the sludge recycle solution.

30 Tavanomaisilla biologisilla jätevedenkäsittelysys- teemeillä ei ole pystytty tuottamaan tiheää, aktiivista, säikeetöntä lietettä ja poistamaan oleellisia fosforimää-riä lisäämättä kemikaaleja. Tämä osoittaa, että tämän keksinnön mukaisen prosessin biologia ei tapahdu luonnol-35 lisesti, vaan on tuloksena rasituksesta, jonka tarkoituk- 10 7721 5 sena on tuottaa edellä kuvattujen haluttujen ominaisuuksien vakaan tilan biologia.Conventional biological wastewater treatment systems have not been able to produce dense, active, non-fibrous sludge and remove essential amounts of phosphorus without the addition of chemicals. This indicates that the biology of the process of this invention does not occur naturally, but results from the strain of producing the steady state biology of the desired properties described above.

Keksinnön mukaisen systeemin käynnistys vaatii/ että tiukkaa biologista rasitusta käytetään, jotta edulli-5 set organismit voivat kasvaa paremmin kuin tavanomaiset organismit. Tämä saavutetaan toimimalla BHK-sorptiovaihees-sa siten, että hapettavia aineita on läsnä minimaalinen määrä rasituksen maksimoimiseksi. Tässä tapauksessa maksi-mirasitus saadaan hapen ja muiden hapettavien aineiden 10 maksimaalisella poistamisella alussa olevalta BHK-sorptio-vyöhykkeeltä. Siten ne organismit, jotka voivat käyttää ei-hapettavaa energialähdettä, so. polyfosfaattien hydro-lyysiä, ovat edullisia, koska vain niillä on vaadittu energia BHK:n siirtämiseksi aktiivisesti nestemassasta 15 mikro-organismin soluseinän läpi organismin sisäosaan.The start-up of the system according to the invention requires / that strict biological stress is applied so that the preferred organisms can grow better than conventional organisms. This is achieved by operating in the BHK sorption step with a minimum amount of oxidizing agents present to maximize stress. In this case, the maximum stress is obtained by maximal removal of oxygen and other oxidizing agents from the initial BHK sorption zone. Thus, those organisms that can use a non-oxidizing energy source, i. hydrolysis of polyphosphates are preferred because only they have the required energy to actively transfer BHK from the liquid mass through the cell wall of the microorganism to the interior of the organism.

Siinä määrässä energiaa kuin tällä tavoin saadaan BHK:n siirtoon, polyfosfaatteja sisältävillä mikro-organismeilla on se etu, että ne kykenevät sorboimaan BHK:ta (tai ravintoa), minkä takia nämä organismit voivat dominoida 20 populaatiota perättäisissä kierroksissa kautta koko systeemin. Tätä ei tapahdu tavanomaisissa aktiivilietesys-teemeissä.In the amount of energy that is obtained in this way for the transfer of BHK, polyphosphate-containing microorganisms have the advantage of being able to sorb BHK (or food), allowing these organisms to dominate 20 populations in successive rounds throughout the system. This is not the case with conventional activated sludge systems.

Tämän keksinnön mukaisen prosessin alkuoperaatios-sa siihen asti, kunnes vakaan tilan toiminta on saavutet-25 tu, kuten yllä on mainittu, täytyy huolehtia siitä, että BHK:n hapettumisen määrä minimoidaan BHK-sorptiovyöhyk-keessä. Käytännössä maksimaalinen sallittu happipitoisuus tai muiden hapettavien aineiden, kuten nitraattien ja/tai nitriittien pitoisuus, ilmaistuna happiekvivalentteina, 30 pitäisi olla sellainen, että alle 2 % ja edullisesti alle 1 % sisääntulevan jäteveden sisältämästä kokonais-BHKj.-määrästä hapettuu tässä vyöhykkeessä. Kun nämä varotoimenpiteet huomioidaan käynnistyksessä ja systeemin alku-operaatiossa, saavutetaan sekä hyvät lieteominaisuudet 35 että kasvava fosfaatinpoisto kahdesta kuuteen viikon aikana. Vakaan tilan toiminnan saavuttamista näillä halu- 11 7721 5 tuilla ominaisuuksilla voidaan edistää lisäämällä "ymppi-lietettä" sisältäviä polyfosfaatteja.In the initial operation of the process of this invention until steady state operation is achieved, as mentioned above, care must be taken to minimize the amount of BHK oxidation in the BHK sorption zone. In practice, the maximum permissible oxygen content or the content of other oxidizing substances, such as nitrates and / or nitrites, expressed as oxygen equivalents, should be such that less than 2% and preferably less than 1% of the total BHKj in the incoming wastewater is oxidized in this zone. When these precautions are taken into account during start-up and initial operation of the system, both good sludge properties 35 and increasing phosphate removal over two to six weeks are achieved. Achieving steady state performance with these desired properties can be promoted by the addition of "inoculum" -containing polyphosphates.

Keksinnön mukaisen systeemin toimivuus riippuu tehokkaan BHK-sorptiovyöhykkeen läsnäolosta prosessin 5 alussa. Tämän systeemin biologia toimii kuitenkin siinäkin tapauksessa, kun sorptiovyöhykkeessä tapahtuu ylimääräistä hapettumista, kunnes halutut aktiivilietelajit korvautuvat tavanaomaisella lietteellä. Tällaisen korvautumisen on havaittu tapahtuvan suhteellisen hitaasti, 10 noin yhdestä kahteen kuukauteen pituisen ajan kuluessa.The functionality of the system according to the invention depends on the presence of an efficient BHK sorption zone at the beginning of process 5. However, the biology of this system works even in the event of additional oxidation in the sorption zone until the desired activated sludge species are replaced by conventional sludge. Such replacement has been found to occur relatively slowly, over a period of about one to two months.

Kun systeemi on saavuttanut "vakaan tilan", voidaan sallia jonkin verran suurempi hapetus-% BHK-vyöhykkeessä ilman, että polyfosfaattia sisältävä liete huuhtoutuu pois. Poishuuhtoutumisen havaitaan lietteen selkeytysmisominai-15 suuksien huononemisesta ja heikentyneestä fosfaatinpoisto-kyvystä. Jos tällainen häiriö esiintyy, normaali toiminta voidaan palauttaa ajan kuluessa rajoittamalla huomattavasti sallittua hapettumismäärää BHK-sorptiovyöhykkeessä samalla tavoin kuin prosessin alussa.Once the system has reached a "steady state", a somewhat higher% oxidation in the BHK zone can be allowed without leaching off the polyphosphate-containing slurry. Leaching is observed due to the deterioration of the clarification properties of the slurry and the impaired phosphate removal capacity. If such a disturbance occurs, normal operation can be restored over time by significantly limiting the amount of oxidation allowed in the BHK sorption zone in the same manner as at the beginning of the process.

20 Kuten aiemmin on selitetty, kun edullisen biomassan valikoitumiseen johtavaa biologista rasitusta ilmenee BHK-sorptiovyöhykkeessä, on BHK-hapetusvyöhykkeen (B) tehtävä synnyttää energiaa BHK:n hapetuksella. Tätä energiaa käytetään biomassan kasvuun ja fosfaatin siirtoon neste-25 massasta biomassan sisäosaan. Fosfaatin poiston ja varastoinnin biomassaan polyfosfaattina arvioidaan vaativan n. 1-5 % BHK:n hapetuksella saadusta energiasta. Uskotaan sen vuoksi, että tämän prosessin edullista biomassaa ei esiinny tavanomaisimmissa aktiivilietesysteemeissä, koska 30 ne mikro-organismilajit, jotka eivät tarvitse energiaa fosfaatin sorptioon ja varastointiin, voivat käyttää enemmän energiaa kasvuun ja ovat siksi vallitsevia, jollei BHK:ta jaeta esillä olevan keksinnön mukaisesti sorptio-vyöhykkeeseen.As previously explained, when the biological stress leading to the selection of the preferred biomass occurs in the BHK sorption zone, the BHK oxidation zone (B) must function to generate energy by oxidizing the BHK. This energy is used for biomass growth and the transfer of phosphate from the liquid-25 mass to the interior of the biomass. Phosphate removal and storage in biomass as polyphosphate is estimated to require about 1-5% of the energy obtained by oxidation of BHK. It is therefore believed that the preferred biomass of this process does not occur in the most conventional activated sludge systems because those microorganism species that do not require energy for phosphate sorption and storage can use more energy for growth and are therefore predominant unless BHK is distributed according to the present invention. zone.

35 On myös havaittu, että hapenottonopeudet tässä pro sessissa ovat suhteellisen hitaita BHK-hapetusvyöhykkeellä 12 7721 5 verrattuna tavanomaisiin aktiivilietesysteemeihin. Esimerkiksi hapenottonopeus 30 mg happea grammaa VSS (haihtuvia suspendoituneita kiintoaineita) kohti tunnissa 20°C:ssa harvoin ylitetään tämän keksinnön mukaisesti, kun taas 5 konventionaalisessa ilmastuksessa hapenottonopeus voi olla kaksi kertaa niin suuri, kuten on kuvattu esim. US-patentissa 3 864 246. Tämä osoittaa, että sorptiovyöhyk-keessä sorboitu BHK varastoituu muodossa, joka hapettuu vain hitaasti. Tämän seurauksena hapenoton alkunopeus 10 on alhainen ja laskee edelleen hitaasti ajan kuluessa.35 It has also been found that the oxygen uptake rates in this process are relatively slow in the BHK oxidation zone 12 7721 5 compared to conventional activated sludge systems. For example, an oxygen uptake rate of 30 mg oxygen per gram VSS (volatile suspended solids) per hour at 20 ° C is rarely exceeded in accordance with this invention, whereas in conventional aeration, the oxygen uptake rate can be twice as high as described in, e.g., U.S. Patent 3,864,246. This indicates that the BHK sorbed in the sorption zone is stored in a form that oxidizes only slowly. As a result, the initial rate of oxygen uptake 10 is low and continues to decline slowly over time.

Edellä esitettyjen havaintojen johdosta tämä systeemi, kun sitä operoidaan nopeana systeeminä, vaatii minimaalisen happimäärän poistettua BHK-yksikköä kohti. Hapettumaton BHK menetetään tietenkin lietteen mukana.Due to the above findings, this system, when operated as a fast system, requires a minimum amount of oxygen per unit of BHK removed. Unoxidized BHK is, of course, lost with the sludge.

15 Täytyy kuitenkin tapahtua riittävä hapetus, jotta vähintään 30 % koko systeemiin syötetystä BHK^-määrästä hapettuu. Jos BHK ei hapetu riittävässä määrin, tuoreen BHK:n sorptio estyy selkeyttimen alivirtauksen kierrätyksessä alun sorptiovyöhykkeeseen. Tällä on vastakkainen efekti, 20 koska peräkkäisissä kierroissa progressiivisesti pienempiä määriä sisäänvirtaavasta BHK:sta sorboituu aikavyöhykkeessä ja progressiivisesti suurempia määriä sorboituma-tonta BHK:ta siirtyy hapetusvyöhykkeelle, jossa se sorboituu ja metaboloituu tavanomaisten mikro-organismien vaiku-25 tuksesta. Tällaisissa olosuhteissa polyfosfaattia keräävät mikro-organismit lopulta huuhtoutuvat pois.However, sufficient oxidation must occur to oxidize at least 30% of the total amount of BHK 2 fed to the system. If the BHK is not oxidized sufficiently, sorption of fresh BHK is prevented by recirculating the clarifier underflow to the initial sorption zone. This has the opposite effect, because in successive rounds, progressively smaller amounts of inflowing BHK are sorbed in the time zone and progressively higher amounts of unsorbed BHK are transferred to the oxidation zone, where it is sorbed and metabolized by conventional microorganisms. Under such conditions, the polyphosphate-accumulating microorganisms eventually leach out.

On havaittu, että systeemiin vaadittu minimihapet-tuminen on 30 % sisäänvirtauksen kokonais-BHKc-määrästä.It has been found that the minimum oxidation required for the system is 30% of the total BHKc inflow.

DD

Nopeissa systeemeissä hapenkulutus vaihtelee välillä 30 30-100 % sisäänvirtauksen BHK^:stä. Nopea systeemi määri tellään termillä kokonais-F/M-suhde, jolloin sen kokonais-F/M-suhde on n. 0,3 tai suurempi. F on jäteveden sisäänvirtauksen tuoma kokonais-BHK,.-määrä päivässä ja M on tämän systeemin kaikkien vyöhykkeiden sisältämän MLVSS:n 35 (sekoitetun nesteen haihtuvien suspendoituneiden kiinto- 13 7721 5 aineiden) paino, mukaan lukien BHK-sorptiovyöhyke, BHK-hapetusvyöhyke ja mahdollinen anoksinen vyöhyke. Kun kokonais-F/M-suhde on alle n. 0,3 ja aina n. 0,08:aan asti, hapenkulutus on n. 80-150 % sisäänvirtauksen koko-5 nais-BHK,.-pitoisuudesta. Yli 100 %:n hapentarpeet johtu vat siitä, että BHK^ kuvaa vain n. kahta kolmasosaa BHKista (ääretön).In fast systems, oxygen consumption varies between 30 and 100% of the BHK 2 of the inflow. A fast system is defined by the term total F / M ratio, whereby its total F / M ratio is about 0.3 or greater. F is the total amount of BHK, .- per day brought into the effluent inflow, and M is the weight of MLVSS 35 (volatile suspended solids in the mixed liquid) contained in all zones of this system, including the BHK sorption zone, the BHK oxidation zone and possible anoxic zone. When the total F / M ratio is less than about 0.3 and up to about 0.08, the oxygen consumption is about 80-150% of the total 5-female BHK,. The oxygen demand of more than 100% is due to the fact that BHK ^ describes only about two thirds of BHK (infinite).

On havaittu, että operoitaessa nopeita systeemejä, ts. kun kokonais-F/M-suhde on yli 0,3, tämä systeemi kä-10 sittää oleellisesti vähemmän happea kuin tavanomaiset aktiivilietesysteemit. Lisäksi jopa näillä korkeilla lä-pimenonopeuksilla tämä systeemi edelleen poistaa BHK:ta ja oleellisia fosfaattimääriä pitäen yllä halutun ei-säi-keisen biomassan ja tuottaen lietettä, jonka selkeytymis-15 ominaisuudet ovat erinomaiset.It has been found that when operating fast systems, i.e., when the total F / M ratio is greater than 0.3, this system uses substantially less oxygen than conventional activated sludge systems. Moreover, even at these high throughput rates, this system still removes BHK and substantial amounts of phosphate while maintaining the desired non-fibrous biomass and producing a slurry with excellent clarification properties.

Saadun lietteen SVI (lietteen tilavuusindeksi) on yleisesti alle n. 100 ja selkeyttimen alivirtauksen kiinteiden aineiden konsentraatio on yli n. 1 %. Tällaisten haluttujen ominaisuuksien ylläpitämiseksi systeemissä 20 olosuhteita pitää kontrolloida siten, että vähintään 30-40 % kokonais-BHK,.: stä hapettuu systeemissä. Jos tässä epäonnistutaan, lietteen ominaisuudet huononevat jatkuvasti ja fosfaatinpoisto vähenee.The SVI (sludge volume index) of the resulting slurry is generally less than about 100 and the solids concentration of the clarifier underflow is greater than about 1%. To maintain such desired properties in system 20, conditions must be controlled so that at least 30-40% of the total BHK, in the system is oxidized. If this fails, the properties of the slurry will continuously deteriorate and phosphate removal will decrease.

Tärkeä seuraus biologisen valinnan tapahtumisesta 25 BHK-sorptiovyöhykkeellä on se, että tällöin hapetusvyöhyk-keessä ei tarvitse ylläpitää liuenneen hapen minimikonsent-raatiota (DO). Tämä on ei-ilmeistä tunnetun tekniikan perusteella (esim. US-patentit 3 864 246 ja 4 162 153), jolloin on vaadittu DO:n minimiarvoksi vähintään 1 miljoo-30 naososa ja yleisesti yli 2 miljoonasosaa liuennutta happea. Korkeiden liuenneiden happimäärien ylläpito näkyy korkeammissa energiankulutuksissa. Esim. systeemissä, joka käyttää hapetusta atmosfäärisellä ilmalla, DO:n laskiessa 2 miljoonasosasta alle 1 miljoonasosaan, energian-35 tarve annetun happimäärän siirrolle kaasusta systeemin nestefaasiin vähenee 14 %:sta 25 %:iin. Tässä systeemis-* 14 7721 5 sä liuenneen hapen määrä ei ole rajoittava tekijä, vaan pikemminkin hapettuneen BHK:n kokonaismäärä vastaavissa vyöhykkeissä.An important consequence of biological selection in the BHK sorption zone is that it is not necessary to maintain a minimum dissolved oxygen concentration (DO) in the oxidation zone. This is not apparent from the prior art (e.g., U.S. Patents 3,864,246 and 4,162,153), which require a minimum DO of at least 1 ppm to 30 ppm and generally more than 2 ppm dissolved oxygen. Maintaining high levels of dissolved oxygen is reflected in higher energy consumption. For example, in a system that uses oxidation with atmospheric air, as the DO decreases from 2 ppm to less than 1 ppm, the need for energy-35 to transfer a given amount of oxygen from the gas to the liquid phase of the system is reduced from 14% to 25%. In this systemic * 14 7721 5 the amount of dissolved oxygen is not a limiting factor, but rather the total amount of oxidized BHK in the corresponding zones.

Tämän systeemin käynnistysaika määritellään siksi 5 ajaksi, jonka systeemi vaatii kehittääkseen halutun tyyppisen biomassan, mitä osoittaa vakaan tilan BHK fosfaatin-poistossa ja lietteen selkeytymisominaisuuksissa. Se voidaan myös määritellä siksi ajaksi, jonka systeemi vaatii palautuakseen toiminnan häiriöistä.The start-up time of this system is defined as the time required by the system to develop the desired type of biomass, as evidenced by the steady state BHK in phosphate removal and sludge clarification properties. It can also be defined as the amount of time it takes for the system to recover from a malfunction.

10 Käynnistysaikaa voidaan oleellisesti lyhentää ymp päämällä systeemi lietteellä, joka on aiemmin konditioitu tämäntyyppisessä toimintasysteemissä. Vaaditun ajan lyheneminen vakaan tilan saavuttamiseksi tulee ymmärrettäväksi vertaamalla esimerkin IA ja IB operaatioita, joiden tulok-15 set on taulukoita taulukoissa 1 ja 2.10 The start-up time can be substantially reduced by inoculating the system with a slurry previously conditioned in this type of operating system. The reduction in the time required to reach steady state will be understood by comparing the operations of Example IA and IB, the results of which are in the tables in Tables 1 and 2.

Esimerkki IA (vertailuesimerkki)Example IA (comparative example)

Laboratorioyksikköä, jossa oli viisi samanlaista 1,6 litran vaihetta BHK-sorptiovyöhykkeessä (A) ja myös alavirtaan sijaitsevassa hapetusvyöhykkeessä (B), käytet-20 tiin jätevedellä, joka oli peräisin Allentownista, Pennsylvaniasta viemärilaitoksen primääriselkeyttimen poisto-virrasta. Yksikön toiminnalliset tiedot alkaen neljännestä viikosta käynnistyksen jälkeen on esitetty taulukossa 1 viikottaisina keskiarvoina.A laboratory unit with five similar 1.6-liter stages in the BHK sorption zone (A) and also in the downstream oxidation zone (B) was operated with effluent from Allentown, Pennsylvania from the primary clarifier effluent. The operational data of the unit from the fourth week after start-up are presented in Table 1 as weekly averages.

25 DO BHK-sorptiovyöhykkeessä ylläpidettiin alusta lähtien alle 1 miljoonasosassa ja hapetusvyöhykkeessä n. 7 miljoonasosassa.25 DO was maintained in the BHK sorption zone from the beginning in less than 1 ppm and in the oxidation zone in about 7 ppm.

Oleellinen fosfaatinpoisto oli ilmeinen kahden kuukauden käynnistysperiodin loppua kohti. Fosfaatin netto-30 poisto oli 5 miljoonasosaa, jolloin 59 % liuokoisen BHK,.:n sorptiosta tapahtui sorptiovyöhykkeessä. Lietteen ominaisuudet paranivat jatkuvasti käyttöaikana.Substantial phosphate removal was evident towards the end of the two-month start-up period. The net removal of phosphate-30 was 5 ppm, with 59% of the sorption of soluble BHK,., Occurring in the sorption zone. The properties of the sludge continuously improved during use.

Yhdeksännellä viikolla yksikön konfiguraatiota modifioitiin niin, että siinä oli viisi samanlaista 1,2 lit-35 ran vaihetta BHK-sorptiovyöhykkeessä ja viisi samanlaista vaihetta hapetusvyöhykkeessä, kukin 1,6 litraa.At the ninth week, the configuration of the unit was modified to have five identical steps of 1.2 liters to 35 ran in the BHK sorption zone and five similar steps in the oxidation zone, each 1.6 liters.

15 7721 515 7721 5

Taulukko ITable I

Aloitus ilman ymppiäStart without an inoculum

Aika Viikko Viikko Viikko Viikko Viikko Viikko 4 5 6 7 8 9 5 IDT (h) 2,0 2,1 4,1 4,2 4,4 3,9 MLVSS, ppm 2139 2853 3751 3711 4291 4393Time Week Week Week Week Week Week 4 5 6 7 8 9 5 IDT (h) 2.0 2.1 4.1 4.2 4.4 3.9 MLVSS, ppm 2139 2853 3751 3711 4291 4393

Vyöhyke AZone A

DO, ppm 0,7 0,7 0,5 0,3 0,1 0,2DO, ppm 0.7 0.7 0.5 0.3 0.1 0.2

Vyöhyke BZone B

10 DO, ppm 7,0 6,8 7,8 8,0 7,2 7,410 DO, ppm 7.0 6.8 7.8 8.0 7.2 7.4

Kokonais-F/M 0,87 0,61 0,21 0,20 0,14 0,18 BHK /P 16,8 28,9 17,3 13,0 11,0 14,6 b b BHKg, ppmTotal F / M 0.87 0.61 0.21 0.20 0.14 0.18 BHK / P 16.8 28.9 17.3 13.0 11.0 14.6 b b BHKg, ppm

Sisäänvirtaus 98 111 107 84 88 112 15 Ulosvirtaus 10 7,1 4,6 4,7 9,9 3,6 TSS, ppmInflow 98 111 107 84 88 112 15 Outflow 10 7.1 4.6 4.7 9.9 3.6 TSS, ppm

Sisäänvirtaus 99 81 63 98 76 64Inflow 99 81 63 98 76 64

Ulosvirtaus 51 48 50 37 50 53 BHK^, ppm 20 Sisäänvirtaus 148 152 131 131 105 129Outflow 51 48 50 37 50 53 BHK ^, ppm 20 Inflow 148 152 131 131 105 129

Ulosvirtaus 34 29 19 15 20 18Outflow 34 29 19 15 20 18

Ps, ppmPs, ppm

Sisäänvirtaus 5,8 3,8 6,2 6,5 8,0 7,7Inflow 5.8 3.8 6.2 6.5 8.0 7.7

Ulosvirtaus 4,3 3,6 4,3 4,7 4,8 2,7 25 Poistunut 1,5 0,2 1,9 1,8 3,2 5,0 SVI, ml/g VSS 85 73 53 70 65 55 IDT = jäteveden viipymäaika systeemissä SVI = lietteen tilavuusindeksi (Mohlmann) 30 VSS = haihtuvien suspendoituneiden kiinteiden aineiden määrä BHK, = kokonais-BHKc t b BHK = liukoinen BHK_ s 5 P = liukoinen fosfaatti ilmaistuna alkuainefosforina, P s 35 TSS = suspendoituneiden kiinteiden aineiden koko määrä 16 7721 5Outflow 4.3 3.6 4.3 4.7 4.8 2.7 25 Exited 1.5 0.2 1.9 1.8 3.2 5.0 SVI, ml / g VSS 85 73 53 70 65 55 IDT = residence time of wastewater in the system SVI = volume index of sludge (Mohlmann) 30 VSS = amount of volatile suspended solids BHK, = total BHKc tb BHK = soluble BHK_ s 5 P = soluble phosphate expressed as size of elemental phosphorus, P s 35 TSS amount 16 7721 5

Esimerkki IB (vertailuesimerkki)Example IB (comparative example)

Pilot plant-yksikkö, jossa oli BHK-sorptiovyöhyke A, joka koostui kolmesta 220 l:n vaiheesta, ja BHK-hape-tusvyöhyke, joka koostui neljästä 557 l:n vaiheesta, ym-5 pättiin alussa 28,4 1:11a liuosta, jossa oli n. 1 % fosfaattia poistavaa lietettä, joka oli saatu vakaassa tilassa toimivasta laboratorion A/O-yksiköstä.A pilot plant unit with a BHK sorption zone A consisting of three 220 L stages and a BHK oxidation zone consisting of four 557 L stages ym-5 was initially terminated with 28.4 L of solution. with about 1% phosphate removal slurry obtained from a steady state laboratory A / O unit.

Kolme viikkoa ymppilietteen lisäämisen jälkeen saavutettiin stabiili tila fosfaatin poistamiseksi. Liukoisen 10 fosfaatin lisäpoisto oli 4,4 miljoonasosaa ja BHKg-sorptio vyöhykkeessä A oli 39 % sisäänvirtaavasta BHKg:stä.Three weeks after the addition of the inoculum slurry, a stable state was reached to remove the phosphate. The additional removal of soluble phosphate was 4.4 ppm and the BHKg sorption in zone A was 39% of the inflowing BHKg.

Yhteenveto toiminnasta on esitetty taulukossa 2.A summary of the activities is presented in Table 2.

Taulukko 2 15 Siemennys suoritettuTable 2 15 Insemination completed

Aika Viikko 1 Viikko 2 Viikko 3 IDT, (h) 2,12 2,12 2,12 MLVSS, Mg/L 2815 2796 2708 DO, ppm 20 Vyöhyke A 0,2 0,2 0,2Time Week 1 Week 2 Week 3 IDT, (h) 2.12 2.12 2.12 MLVSS, Mg / L 2815 2796 2708 DO, ppm 20 Zone A 0.2 0.2 0.2

Vyöhyke B 4,0 4,0 4,0Zone B 4.0 4.0 4.0

Kokonais-F/M 0,48 0,48 0,66 F/M, vyöhyke A 2,11 2,08 2,90Total F / M 0.48 0.48 0.66 F / M, Zone A 2.11 2.08 2.90

BHK , ppm SBHK, ppm S

25 Sisäänvirtaus 90,5 59 87 % sorptio A:ssa 22 33 39 TSS, ppm25 Inflow 90.5 59 87% sorption in A 22 33 39 TSS, ppm

Sisäänvirtaus 138 123 103Inflow 138 123 103

Ulosvirtaus 32 24 21 30 BHKt> PPmOutflow 32 24 21 30 BHKt> PPm

Sisäänvirtaus 125 117 156Inflow 125 117 156

Ulosvirtaus 25 24 25Outflow

Ps, ppmPs, ppm

Sisäänvirtaus 5,4 5,9 5,7 35 Ulosvirtaus 4,8 2,3 1,3Inflow 5.4 5.9 5.7 35 Outflow 4.8 2.3 1.3

Poistunut 0,6 3,6 4,4 SVI, ml/g VSS 35 42 29 17 7721 5Removed 0.6 3.6 4.4 SVI, ml / g VSS 35 42 29 17 7721 5

Systeemin toiminnan aikana tehtyjen esimerkissä 2 kuvattujen ajojen tulokset osoittivat, että DO yksinään ei ratkaisevasti vaikuta fosfaatin poistoon jätevedestä nin kauan kuin sopivasti BHKrta hapettuu hapetusvyöhyk-5 keessä (B). Tästä seuraa, että ilmastusenergiaa voidaan vähentää käyttämällä hapetusvyöhykettä siten, että DO:n taso on alle 1 ppm.The results of the runs described in Example 2 during system operation showed that DO alone does not have a decisive effect on phosphate removal from wastewater as long as BHK is appropriately oxidized in the oxidation zone (B). It follows that the aeration energy can be reduced by using an oxidation zone so that the level of DO is less than 1 ppm.

Esimerkki 2Example 2

Pilot plant -yksikkö oli sama kuin esimerkissä IB. 10 Sitä käytettiin noin kaksi viikkoa, niin että hapetusvyö-hykkeen DO-taso oli korkea (10 ppm) (vertailuajo). Toisella kerralla sitä käytettiin yksi viikko, niin että DO-taso oli alhainen (0,27 ppm) (keksinnön mukainen systeemi) . Alhaisen DO:n käyttöaikana kaikissa vaiheissa hape-15 tusvyöhykkeellä (B) DO pidettiin alle 1 miljoonaosan.The pilot plant unit was the same as in Example IB. It was used for about two weeks so that the DO level in the oxidation zone was high (10 ppm) (reference run). The second time it was used for one week so that the DO level was low (0.27 ppm) (system according to the invention). During the period of use of low DO at all stages in the oxidation zone (B), the DO was kept below 1 ppm.

Kummallakaan aikajaksolla ei yritetty kontrolloida läsnäolevaa happea ja happea oli runsaasti hapetusvyöhykkeellä, mikä havaittiin suhteellisen korkeasta hapenkulutuksesta: 1,5 kg happea kg:aa poistettua BHK:ta kohti (suodattama-20 ton sisäänvirtaus miinus suodatettu ulosvirtaus), s.o. kg 02/kg BHKR(U-F).No attempt was made to control the oxygen present in either time period and oxygen was abundant in the oxidation zone, which was observed from relatively high oxygen consumption: 1.5 kg oxygen per kg BHK removed (filtration-20 tons inflow minus filtered outflow), i. kg 02 / kg BHKR (U-F).

Korkealla D0:lla saatiin parempi fosfaatin poisto kuin alhaisella DO:11a, koska kokonais-F/M ja BHK /P-suh- s de oli korkeampi.High D0 gave better phosphate removal than low DO because the total F / M and BHK / P ratio was higher.

25 Esimerkin 2 mukaisen systeemin toiminnasta saadut tulokset ovat taulukossa 3.The results obtained from the operation of the system according to Example 2 are shown in Table 3.

Taulukko 3 30 IDT, (h) 2,10 1,59 T, °C 24 22,5Table 3 IDT, (h) 2.10 1.59 T, ° C 24 22.5

Keskim. MLVSS, ppm 2600 2683Avg. MLVSS, ppm 2600 2683

Keskim. DO, ppm A-vyöhyke 0,2 0,2 B-vyöhyke 10 0,27 35 F/M kokonais 0,74 0,63 A-vyöhyke 3,26 2,77 18 7721 5Avg. DO, ppm Zone A 0.2 0.2 Zone B 10 0.27 35 F / M total 0.74 0.63 Zone A 3.26 2.77 18 7721 5

Taulukko 3 (jatkuu) BHK /P 14 11,2 s s BHK , ppmTable 3 (continued) BHK / P 14 11.2 s s BHK, ppm

SS

Sisäänvirtaus 76 55 5 Ulosvirtaus 2,5 2 % sorboitu A:ssa 31 57 TSS, ppmInflow 76 55 5 Outflow 2.5 2% sorbed in A 31 57 TSS, ppm

Sisäänvirtaus 124 104Inflow 124 104

Ulosvirtaus 22 21 10 BHKt, ppmOutflow 22 21 10 BHKt, ppm

Sisäänvirtaus 153 112Inflow 153 112

Ulosvirtaus 9,2 9,5Outflow

Ps, PPi*Ps, PPi *

Sisäänvirtaus 5,8 4,9 15 Ulosvirtaus 1,0 1,9Inflow 5.8 4.9 15 Outflow 1.0 1.9

Poistunut 4,8 3,0 SVI 19 23Withdrawn 4.8 3.0 SVI 19 23

Esimerkin 2 mukaisen systeemin toiminnasta ilmenee, 20 että oleellinen energiamäärä hapen siirrossa hapetusvyö-hykkeellä voidaan säästää. Näin ollen lasketaan, että 23 %:n säästö energiantarpeessa voidaan saada aikaan käyttämällä hapetusvyöhykettä (B) DO-tasolla 0,5 miljoonasosaa, esim. verrattuna käyttöön 10 miljoonasosan tasol-25 la. Tämä laskenta perustuu suhteellisen puhtaan hapen käyttöön systeemissä määriteltynä hapen liukoisuutena veteen atmosfäärisessä paineessa.It appears from the operation of the system of Example 2 that a substantial amount of energy in the transfer of oxygen in the oxidation zone can be saved. Thus, it is calculated that a 23% saving in energy demand can be achieved by using the oxidation zone (B) at the DO level of 0.5 ppm, e.g. compared to the use of 10 ppm at the level of 25 ppm. This calculation is based on the use of relatively pure oxygen as the solubility of oxygen in water at atmospheric pressure as defined in the system.

Esimerkin 2 tuloksista ilmenee myös, että keksinnön mukaisen systeemin fosfaatin poistoon ei paljon vai-30 kuta se, onko hapetusvyöhykkeellä korkea vai matala DO-taso. Siksi näyttää siltä, että A/O-systeemin tyydyttävä toiminta voidaan saavuttaa sellaisen stabiilin toiminnan aikana, jolloin DO:n taso hapetusvyöhykkeellä on alle 1 ppm:n tason, edellyttäen, että korkeintaan 2 % sisään-35 tulevasta kokona is-BHK,.: stä hapettuu BHK-sorptiovyöhyk-keellä ja että vähintään 30 % sisääntulevasta kokonais- 19 7721 5 BHK(.:stä hapettuu kokonaissysteemissä.The results of Example 2 also show that the phosphate removal system of the invention does not have much effect on whether the oxidation zone has a high or low DO level. Therefore, it appears that satisfactory operation of the A / O system can be achieved during stable operation with a DO level in the oxidation zone below 1 ppm, provided that no more than 2% of the incoming-is-BHK is present. oxidized in the BHK sorption zone and that at least 30% of the total incoming 19 7721 5 BHK (. is oxidized in the total system.

Seuraava esimerkki 3 osoittaa, että vaikka haluttuja fosfaattia poistavia mikro-organismeja lisätään tavanomaiseen aktiivilietesysteemiin, jossa käytetään hapetus-5 ta ensimmäisessä käsittelyvaiheessa, nämä alussa vallitsevat mikro-organismit huuhtoutuvat pois ja systeemi menettää fosfaatinpoistokapasiteettiaan. Nämä tulokset ilmaisevat, kuinka tärkeää on ylläpitää biologista rasitusta BHK-sorptiovyöhykkeessä A/O-systeemissä. Tässä tapauk-10 sessa BHK-sorptiovyöhykettä ei ollut.The following Example 3 shows that although the desired phosphate-removing microorganisms are added to a conventional activated sludge system using oxidation in the first treatment step, these initially present microorganisms are leached out and the system loses its phosphate removal capacity. These results indicate the importance of maintaining biological stress in the BHK sorption zone in the A / O system. In this case, there was no BHK sorption zone.

Esimerkki 3 (vertailuesimerkki)Example 3 (comparative example)

Systeemi, jossa oli 1,2 tilavuusyksikön 5 samanlaista hapetusvaihetta, ympättiin kokonaan aktivoidulla fosfaattia poistavalla lietteellä, joka saatiin toimivas-15 ta A/O-yksiköstä. Taulukossa 4 on esitetty neljän viikon toimintatiedot ymppäyksen jälkeen.A system with 1.2 similar units of 5 similar oxidation steps was inoculated with a fully activated phosphate removal slurry obtained from a functional A / O unit. Table 4 shows the activity data for four weeks after inoculation.

Neljännen viikon lopulla nettofosfaatinpoisto heik-keni alkuperäisestä 3,8 ppm:stä 2,3 ppm:ään. Lieteen ominaisuudet heikkenivät myös, mikä havaittiin SVI:n kasvuna 20 arvosta 54 arvoon 80.At the end of the fourth week, net phosphate removal decreased from the original 3.8 ppm to 2.3 ppm. The properties of the slurry also deteriorated, which was observed as an increase in SVI from 20 to 54.

Systeemin konfiguraatiota muutettiin siten, että kolmannen ja neljännen käyttöviikon aikana oli 0,4 tilavuusyksikön suuruinen alkuhapetusvaihe ja sen jälkeen oli neljä samanlaista 1,4 tilavuusyksikön hapetusvaihetta.The configuration of the system was changed so that during the third and fourth weeks of operation there was an initial oxidation step of 0.4 volume units followed by four similar oxidation steps of 1.4 volume units.

2525

Taulukko 4Table 4

Poishuuhtoutuminen BHK-sorptiovyöhykkeen puuttuessaLeaching in the absence of the BHK sorption zone

Viikko 1 Viikko 2 Viikko 3 Viikko 4 IDT (h) 2222 30 MLVSS, ppm 5566 4114 3520 2640 DO, ppm 6 65 6Week 1 Week 2 Week 3 Week 4 IDT (h) 2222 30 MLVSS, ppm 5566 4114 3520 2640 DO, ppm 6 65 6

Kokonais-F/M 0,37 0,66 0,86 0,61 ΒΗΚς/Ρ 36,7 37,8 21,2 15,1Total F / M 0.37 0.66 0.86 0.61 ΒΗΚς / Ρ 36.7 37.8 21.2 15.1

j Sj S

BHKj., ppm 35 Sisäänvirtaus 189 147 198 101BHKj., Ppm 35 Inflow 189 147 198 101

Ulosvirtaus 1,7 1,3 2,1 1,6 20 7 7 2 1 5Outflow 1.7 1.3 2.1 1.6 20 7 7 2 1 5

Taulukko 4 (jatkoa)Table 4 (continued)

Viikko 1 Viikko 2 Viikko 3 Viikko 4 TSS, ppm 5 Sisäänvirtaus 32,6 64 61 29Week 1 Week 2 Week 3 Week 4 TSS, ppm 5 Inflow 32.6 64 61 29

Ulosvirtaus 18 22 16 13 BHKT, ppmOutflow 18 22 16 13 BHKT, ppm

Sisäänvirtaus 174 178 239 125Inflow 174 178 239 125

Ulosvirtaus 7 764 10 Psf PPmOutflow 7,764 10 Psf PPm

Sisäänvirtaus 5,2 3,9 9,4 6,7Inflow 5.2 3.9 9.4 6.7

Ulosvirtaus 1,4 0,3 3,4 4,4Outflow 1.4 0.3 3.4 4.4

Poistunut, netto 3,8 3,6 6,0 2,3 % poistunut 73 92 64 34 15 SVI 54 73 98 80 kg 02/kg BHK5 (U-F) 1,2 1,1 0,83 1,1Withdrawn, net 3.8 3.6 6.0 2.3% withdrew 73 92 64 34 15 SVI 54 73 98 80 kg 02 / kg BHK5 (U-F) 1.2 1.1 0.83 1.1

Kuten edellä esitetystä taulukosta ilmenee, vaikkakin stabiili toiminta on saavutettu ja kehitetty biomassa, jolla on halutut fosfaatinpoisto-ominaisuudet, on tärkeää, 20 että BHK-sorptiovyöhyke pidetään olosuhteissa, jotka rajoittavat hapettumista tässä vyöhykkeessä. On myös huolehdittava siitä, että viipymisaika sekundaarisessa sel-keyttimessä ja kierrätettävän lietteen siirtolinjassa on riittävä oleellisten Ν0χ -määrien välttämiseksi BHK-sorp-25 tiovyöhykkeelle kierrätetyssä lietteessä.As can be seen from the table above, although stable operation has been achieved and biomass has been developed with the desired phosphate removal properties, it is important that the BHK sorption zone be maintained under conditions that limit oxidation in this zone. Care must also be taken to ensure that the residence time in the secondary clarifier and in the recycled sludge transfer line is sufficient to avoid significant amounts of Ν0χ in the sludge recycled to the BHK-sorp-25 zone.

Esimerkki 4 (keksinnön mukainen systeemi)Example 4 (system according to the invention)

Seuraavassa on kuvattu edullinen keksinnön mukainen toimintasysteemi, joka kuvaa A/O-systeemin erinomaista toimintaa, kun DO-taso hapetusvyöhykkeellä pidetään 0,3 30 miljoonasosassa, jolloin ilmastusenergiassa tapahtuu huomattavaa säästöä.The following describes a preferred operating system according to the invention, which illustrates the excellent operation of the A / O system when the DO level in the oxidation zone is kept at 0.3 to 30 ppm, whereby considerable savings in aeration energy occur.

Pilot plant -yksikkö käsitti BHK-sorptiovyöhykkeen, jossa oli kolme osastoa, kukin 220 1, hapetusvyöhykkeen, jossa oli neljä osastoa, kukin 557 1. Käyttöolosuhteet 35 ja tulokset ovat taulukossa 5.The pilot plant unit comprised a BHK sorption zone with three compartments, each 220 l, an oxidation zone with four compartments, each 557 1. The operating conditions 35 and the results are shown in Table 5.

Taulukko 5 21 7721 5Table 5 21 7721 5

Sisäänvirtauksen viipymisaika (h) 1,6Inflow residence time (h) 1.6

Lietteen kierrätys, suhde sisäänvir-taukseen (til./til.) 0,20 5 Keskim. MLVSS, ppm 2700 Lämpötila, °C 23Sludge recycling, flow-to-volume ratio (v / v) 0.20 5 Avg. MLVSS, ppm 2700 Temperature, ° C 23

Kokonais-F/M 0,63 BHK tot. ppmTotal F / M 0.63 BHK tot. ppm

Sisäänvirtaus 112 10 Ulosvirtaus 9,5 BHK liukoinen, ppmInflow 112 10 Outflow 9.5 BHK soluble, ppm

Sisäänvirtaus 55Inflow 55

Ulosvirtaus 1Outflow 1

Suspendoituneiden kiinteiden aineiden 15 kokonaismäärä, ppmTotal suspended solids 15, ppm

Sisäänvirtaus 104Inflow 104

Ulosvirtaus 11Outflow 11

Liukoiset fosfaatit, ppmSoluble phosphates, ppm

Sisäänvirtaus 4,9 20 Ulosvirtaus 1,9 BHK /P sisäänvirtauksessa 11 ss BHK-sorptiovyöhykkeessä olevan liukoisen BHK^:n %-sorptio 57 DO keskim. BHK-sorptiovyöhykkeessä, ppm 0,2 25 DO keskim. hapetusvyöhykkeessä, ppm 0,3Inflow 4.9 20 Outflow 1.9 BHK / P at inflow 11 ss% sorption of soluble BHK ^ in the BHK sorption zone 57 DO avg. In the BHK sorption zone, ppm 0.2 25 DO avg. in the oxidation zone, ppm 0.3

Yllä olevasta taulukosta 5 käy ilmi, että A/O-sys-teemi voi toimia tyydyttävästi, kun hapetusvyöhykkeellä käytetään suhteellisen alhaista DO-tasoa. Tällöin voidaan saavuttaa huomattavaa säästöä energiantarpeessa hapen 30 siirrossa ilmasta liuokseen (samalla hapenkulutuksella). Lasketut energiansäästöt, jotka voidaan saavuttaa alhaisemmilla DO-tasoilla verrattuna toimintaan DO:n ollessa 3, nähdään alla olevasta taulukosta ja laskut on suoritettu olettaen, että on käytetty ilmaa ja että hapen kyl-35 lästystaso nesteessä on 8 ppm:n konsentraatiossa.It can be seen from Table 5 above that the A / O system can function satisfactorily when a relatively low DO level is used in the oxidation zone. In this case, considerable savings in energy requirements can be achieved in the transfer of oxygen 30 from air to solution (with the same oxygen consumption). The calculated energy savings that can be achieved at lower DO levels compared to operation with a DO of 3 are shown in the table below and the calculations have been performed assuming that air has been used and that the oxygen saturation level in the liquid is 8 ppm.

22 7721 5 DO BHK-hapetusvyöhykkeellä, (ppm) 0,3 1,0 2,0 3,022 7721 5 DO in the BHK oxidation zone, (ppm) 0.3 1.0 2.0 3.0

Energiansäästö (%) 65 29 17 0Energy savings (%) 65 29 17 0

Keksintöä on edellä kuvattu sellaisiin systeemeihin sovellettuna, joissa alussa olevaa BHK-sorptiovyöhy-5 kettä seuraa hapetusvyöhyke (A/O-systeemi), mutta sitä voidaan soveltaa systeemeihin, jotka on suunniteltu NO :n poistamiseen ja joissa BHK-sorptiovyöhykkeen ja hapetusvyöhykkeen välissä on anoksinen vyöhyke.The invention has been described above as applied to systems in which the initial BHK sorption zone-5 is followed by an oxidation zone (A / O system), but can be applied to systems designed for NO removal and in which there is an anoxic between the BHK sorption zone and the oxidation zone. zone.

On huomattava, että alle 1 % sisäänvirtauksen ko-10 konais-BHKj.: stä hapettui sorptiovyöhykkeellä.It should be noted that less than 1% of the total inflow of 10-total BHKj was oxidized in the sorption zone.

Claims

23 7721 5

A method of treating wastewater with an activated sludge system, the method comprising: a) forming a mixed liquid in a BHK sorption zone by mixing activated biomass with an inflowing effluent containing soluble BHKj, wherein the mixing is performed with at least 25% soluble BHK. sorbs into biomass in the sorption zone; (B) in the next oxidation zone, the BHK in the mixed liquid, including at least part of the BHK sorbed in the biomass, is oxidised by contacting the mixed liquid with an oxidant so that at least 30% of the total incoming mixed liquid

15 oxidizes from BHKj; c) clarifying the oxidized mixed liquid thus obtained in the clarification zone to obtain a liquid on the surface and a dense slurry containing activated biomass; and d) recycling at least a portion of the dense sludge to the BHK sorption zone; characterized in that the dissolved oxygen concentration in the oxidation zone of step b) is less than 1 ppm.

A process according to claim 1, characterized in that the oxidant is added to the oxidation zone so that the concentration of dissolved oxygen in the oxidation zone is about 0.1 to 0.4 ppm.

Process according to Claim 1, characterized in that at least 50% of the soluble BHKgt of the inflowing effluent is sorbed into biomass in the sorption zone.

A method according to claim 1, characterized in that the BHK sorption zone comprises at least two hydraulically separated successive stages 35. 24 7721 5

A method according to claim 1, characterized in that the oxidation zone comprises at least two hydraulically separated successive steps.

Process according to Claim 1, characterized in that the initial sorption zone of BHK is maintained under anaerobic conditions, so that less than 2% of the total inflow of BHK is oxidized in this zone.

A method according to claim 1, characterized in that the inflowing wastewater contains phosphate and most of the phosphate is removed from the solution of the oxidation zone and stored as a polyphosphate in the biomass.

A method according to claim 1, characterized in that the inflow rate of the incoming wastewater is relative to the total amount of biomass in the sorption and oxidation zone such that the total F / M ratio is more than 0.3, where F is the total BHK of the inflowing wastewater. ^ amount per day and M is the weight of volatile suspended solids (biomass) in the sorption and oxidation zone.

A method according to claim 1, characterized in that the system comprises an anoxic zone between the BHK sorption zone and the oxidation zone and the amount of inflowing wastewater is in such a proportion to the total amount of biomass in the BHK zone, anoxic zone and oxidation zone F that more than 0.3, where F is the total amount of BHKg per day brought in by the inflowing effluent and M is the weight of volatile suspended solids (biomass) in the BHK sorption zone, anoxic zone and oxidation zone.

A method according to claim 1, characterized in that the conditions in the BHK sorption zone 25 7721 5 are controlled so that the F / M ratio in said zone is less than 10, where F is the total amount of BHK per day brought in by the inflowing wastewater, and M is the weight of volatile suspended solids (biomass) in said BHK sorption zone.

Method according to Claim 10, characterized in that the F / M ratio is kept below 5 in the BHK sorption zone.

A method according to claim 1, characterized in that the BHK sorption zone is used under conditions such that less than 1% of the total inflow of BHK, is oxidized by oxygen or other oxidizing agents in said zone.

A method according to claim 1, characterized in that at least part of the biomass of the system is obtained by inoculating biomass obtained from a system which has reached a stable operating state under the conditions defined in claim 1. 26 7721 5