HU221096B1 - Waste water treatment method - Google Patents
Waste water treatment method Download PDFInfo
- Publication number
- HU221096B1 HU221096B1 HU9601049A HUP9601049A HU221096B1 HU 221096 B1 HU221096 B1 HU 221096B1 HU 9601049 A HU9601049 A HU 9601049A HU P9601049 A HUP9601049 A HU P9601049A HU 221096 B1 HU221096 B1 HU 221096B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- effluent
- wastewater
- waste water
- cations
- ammonia
- Prior art date
Links
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title description 10
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 21
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims abstract description 3
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003595 mist Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 10
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 10
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000020774 essential nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000005413 snowmelt Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
- B01D9/0027—Evaporation of components of the mixture to be separated by means of conveying fluid, e.g. spray-crystallisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/586—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing ammoniacal nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/22—Treatment of water, waste water, or sewage by freezing
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/33—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using wind energy
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/902—Materials removed
- Y10S210/906—Phosphorus containing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
A találmány eljárás szennyvíz kezelésére, amelynek során az ammónium-foszfát formájában szolubilizált foszfátiono- kat, ammóniát,ammóniumionokat, szénsavat, alkalikus kationokat, beleértve a kalcium-és magnéziumkationokat is tartalmazó, szennyvízben lévő oldhatófoszfátokat a szennyvíz porlasztásával átalakítják. A találmányszerint a szennyvizet teljes egészében jégkristályokká alakítjákazáltal, hogy a porlasztást 0 °C-nál, előnyösen –5 °C-nál alacsonyabbkörnyezeti hőmérsékleten úgy végzik, hogy a szennyvizet köd finomságúcseppekre bontják, aminek során a szennyvízből a szén-dioxidot ésammóniát felszabadítják és ezáltal a szennyvíz pH-értékét megnövelik,amely megnövekedett pH-érték hatására a szennyvízben lévőammóniumionok ammóniagázzá való átalakulása folytán a szennyvízammóniumion-koncentrációja csökken, a szennyvízben lévő foszfátionokpedig az alkalikus kationokkal reagálva oldhatatlan foszfátsókkéntkicsapódnak. Az elporlasztás során a szennyvizet előnyösen egytoronyra (2) szerelt porlasztóból (1) permetezik szét, amely torony(2) az elporlasztott szennyvíz halmazállapot-változása folytán képződőjégkristályokat összegyűjtő terület mellett van elhelyezve. ŕ
Description
A találmány szennyvíz kezelésére vonatkozó eljárás. Közelebbről, a találmány olyan szennyvízkezelési eljárásra vonatkozik, amely különösen hideg éghajlati viszonyok között hatékony, mint amilyenek az alpesi területeken és az északi vidékeken tapasztalhatók tél idején.
A szennyvíz egész évben nagy mennyiségben keletkezik minden településen. Szennyvízen értjük a találmány szempontjából a kommunális szennyvizet, így például a szennyvízcsatornákból érkező szennyvizet, az ipari szennyvizet, például a gyárak, ipartelepek, finomítók és más ipari létesítmények vízfogyasztói által kibocsátott szennyvizet, a kereskedelmi eredetű szennyvizet, például a szolgáltatóipari eredetű szennyvizet, mint a vendéglátó-ipari vagy tisztítóipari szennyvizeket. A fejlett országokban megkívánják, hogy a termelődött szennyvizet 100% mennyiségben kezeljék valamilyen módon, hogy annak negatív környezeti hatását a minimumra szorítsák. Evégett a legtöbb városban nagy csatornahálózatot és szennyvízkezelő telepeket építettek. Az ilyen létesítmények felépítése, üzemeltetése és fenntartása igen költséges, kapacitásuk pedig korlátozott.
Szennyvízkezelésre ismeretesek olyan eljárások és berendezések, amelyeknél a levegővel történő intenzív érintkeztetés végett a szennyvizet porlasztják. Ilyen berendezést ismertetnek a HU 186 738 szabadalmi leírásban, ahol a szennyvíz egy nyílásokkal ellátott forgó porlasztócsövön, illetve -dobon keresztül jut egy medencébe.
A szennyvízkezelő telepek, ha megfelelően tervezték őket, átfolyásos elven működnek hatékonyan, és képesek a termelődött szennyvíz teljes egészét kezelni bármilyen időszakban. Az említett elven azonban nehezebb a hatékony üzemeltetés a téli hónapokban, amikor az ülepítőtartályok befagyhatnak, a derítőtavak befagynak, a folyók átjegesednek, a szennyvíz azonban folytonosan érkezik. A legtöbb szennyvíztelep túlterhelné válik a tavasz idejére, és amíg a tavaszi enyhülés be nem következik, gyakran szükségessé válik kezeletlen szennyvizet vagy csak részlegesen kezelt szennyvizet a környezetbe, vagyis a befogadóvizekbe engedni.
Emellett vannak települések északi vidékeken vagy olyan területeken, ahol gyakorlatilag lehetetlen a szennyvíz kezelését megoldani, mert a fagyos hónapok idején kényszerűen felhalmozódott szennyvíz mennyisége nagyobb, mint amennyit az enyhébb hónapok alatt fel lehet dolgozni. Ez azt jelenti, hogy a hagyományos kezelőberendezések ilyen helyeken nem alkalmazhatók. Vannak továbbá olyan települések, mint például a sísportközpontok vagy téli üdülőhelyek, amelyek állandó lakossága viszonylag csekély, viszont télen igen nagy számú vendéget látnak el. Az ilyen települések vagy fölöslegesen tartanak fenn nagy kapacitású szennyvízfeldolgozó létesítményeket a nyár folyamán, vagy kénytelenek meglévő létesítményeiket nagymértékben ingadozó időszaki terhelésnek kitenni.
Egyes északi telepítésű üzemekben végeznek olyan ipari műveleteket, mint például olaj kinyerését olajhomokból, melyek nagymennyiségű vizet igényelnek, és amelyek szennyvizét nehéz feldolgozni a hagyományos technológiával. Az élelmiszer-feldolgozó üzemek gyakran éppen a betakarítást követő fagyos hónapokban folytatják a legnagyobb mértékű termelést, és ezekben a hónapokban ontják a szennyvizet.
A normális kommunális szennyvíz kezelésének négy alapkövetelménye van. Az első, hogy tisztában kell lenni a kezelendő szennyvíz mennyiségével. Ez az a szempont, amely leginkább befolyásolja a költségeket. A cél az, hogy a lehető legkisebb költséggel oldják meg a legnagyobb mennyiségű szennyvíz kezelését, vagyis a hulladékanyagok és az élő szervezetek által táplálékként hasznosítható anyagok, a továbbiakban röviden tápanyagok, elválasztását a szennyvíztől.
A másik alapkövetelmény a szennyvíz nitrogéntartalmának csökkentése, hogy gyakorlatilag nitrogénmentes kezelt vizet kapjanak. A nitrogén, amely általában NH3, NH4 +, NO3 vagy NO2 alakjában van jelen a szennyvízben, potenciális szennyező, minthogy alapvető tápforrás sok mikroorganizmus számára, amely az emberi fogyasztásra szánt vízben jelen lehet.
A harmadik alapkövetelmény, hogy a baktériumok számát a kezelt szennyvízben a megengedett érték alá csökkentsék. Ez az érték általában 100 milliliterenként 100-1000.
Végül esztétikai vízminőségi szempontból le kell csökkenteni a szennyvíz foszfortartalmát. A szennyvízben általában oldható foszfátionok alakjában jelenlévő foszfor mennyiségét mintegy 1 mg/liter, előnyösen 0,05 mg/liter alatt kell tartani, hogy visszaszoruljon az algák és a vízinövények fejlődése. Az algák ugyanis elfogyasztják a felvevővizekben lévő oxigént.
A találmány alapvetően nem biológiai úton lehetővé teszi mind a négy alapkövetelmény elérését, és olyan költségkímélő eljárást biztosít nagy mennyiségű települési, kereskedelmi vagy ipari eredetű szennyvíz kezelésére hideg éghajlaton, amellyel tiszta vizet lehet termelni anélkül, hogy tárolni kellene a szennyvizet az enyhébb idő beálltáig. A találmány számos olyan jelenség felismerésén és előnyös kihasználásán alapul, amely a szennyvíznek alacsony hőmérsékletű (0 °C alatti) légköri körülmények között való porlasztása és folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba való átvitele során nyilvánul meg. A találmány szerinti eljárásban, eltérően az eddigi viszonylag sikertelen kísérletektől, kihasználjuk a pszichromechanikus jelenségeket a szennyvíz kezelésében. így például Zapf-Gilge, Russell és Mavinic „Alacsony hőmérsékletű szennyvízkezelés hóképzéssel” (Low-Temperature Sewage Disposal Through Snowmaking) című tanulmányában elemzi, hogy milyen hatással jár a szennyezőknek jégpelletek vagy más hasonló struktúrák meg nem fagyott részében való betöményedése. Zapf-Gilge és társai azonban nem jutottak használható eredményre, a nitrogén és a foszfor koncentrációját ugyanis elfogadhatatlanul nagynak találták a hóolvadékként kapott vízben. Tanulmányuk végül is a hóhalmaz időben egymás után képződő olvadékfrakcióinak kezelésére vonatkozó javaslatokban összegeződött. E megközelítési módnak az a hiányossága, hogy nem nyújt teljes szennyvízkezelési eljárást, csupán a szennyezőknek magában a szennyvízben való betöményítésére ad javaslatot, aminek eredményekép2
HU 221 096 Β1 pen fennmarad az a probléma, hogy mit kell termi az elfolyó vízzel.
A találmány ezzel szemben olyan kezelési eljárást biztosít, amely nem csupán a tápanyagok és a szennyezők betöményítésére vonatkozik. A találmány lehetővé teszi gyakorlatilag az összes nitrogén eltávolítását a szennyvízből, emellett a foszfátok ártalmatlan oldhatatlan alkálisók alakjában való kicsapását. Emellett a találmánnyal lehetővé válik a szennyvízben lévő baktériumok lényegében teljes eliminálása.
A találmány tehát eljárás szennyvíz kezelésére, amelynek során az ammónium-foszfát formájában szolubilizált foszfátionokat, ammóniát, ammóniumionokat, szénsavat, alkálikus kationokat, beleértve a kalcium- és magnéziumkationokat is, tartalmazó szennyvízben lévő oldható foszfátokat a szennyvíz porlasztásával átalakítjuk. A találmány szerint a szennyvizet teljes egészében jégkristályokká alakítjuk azáltal, hogy a porlasztást 0 °C-nál, előnyösen -5 °C-nál alacsonyabb környezeti hőmérsékleten úgy végezzük, hogy a szennyvizet köd finomságú cseppekre bontjuk, aminek során a szennyvízből a szén-dioxidot és ammóniát felszabadítjuk és ezáltal a szennyvíz pH-értékét megnöveljük, amely megnövekedett pH-érték hatására a szennyvízben lévő ammóniumionok ammóniagázzá való átalakulása folytán a szennyvíz ammóniumion-koncentrációja csökken, a szennyvízben lévő foszfátionok pedig az alkalikus kationokkal reagálva oldhatatlan foszfátsókként kicsapódnak.
A találmány szerinti eljárásnál az alkalikus kationok előnyösen magnéziumkationok vagy kalciumkationok.
Az eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál a szennyvizet sűrített levegővel a szabad levegőbe permetezve porlasztjuk el, és a szennyvizet a vízszinteshez képest 0° és 90° közötti szöget bezáró irányban permetezzük a szabad levegőbe.
Igen előnyös egy olyan foganatosítási mód, ahol az elporlasztás során a szennyvizet egy toronyra szerelt porlasztóból permetezzük szét, amely torony az elporlasztott szennyvíz halmazállapot-változása folytán képződő jégkristályokat összegyűjtő terület mellett van elhelyezve. Célszerűen az elporlasztást akkor végezzük, amikor az uralkodó szélviszonyok lehetővé teszik, hogy a jégkristályok előre meghatározott módon a jégkristályokat összegyűjtő területre hulljanak.
A találmányt továbbiakban rajzokon szemléltetett példa alapján ismertetjük, ahol az
1. ábra a találmány szerinti eljárást megvalósító berendezést mutató vázlatos rajz, a
2. ábra a 2a., 2b., 2c. és 2d. ábrák kapcsolódását mutatja, a
2a. ábra a találmány szerinti eljárást megelőző szennyvízkezelési műveleteket szemléltető folyamatábra, a
2b. ábra a találmány szerinti eljárást szemléltető folyamatábra, és a
2c. és 2d. ábrák önmagukban ismert szennyvízkezelési műveleteket szemléltető folyamatábrák.
Az 1. ábrán vázlatosan bemutatunk egy a találmány szerinti eljárást megvalósító tipikus elrendezést és annak alkalmazását. A kezeletlen vagy részlegesen kezelt szennyvizet, amelyet adott esetben - a benne lévő szilárd anyagok sűrűségétől és az iszapkezelés helyi adottságaitól függően - előbb ülepedni hagyunk, 4 tartályból 3 csővezetéken át a találmány szerinti kezelést végző berendezésbe szivattyúzzuk. A berendezésnek 1 porlasztója van, célszerűen, de nem kötelezően 2 toronyra felszerelve.
Az 1 porlasztó sűrített levegős típusú vízporlasztó, mint amilyen például az US 5 135 167 szabadalmi leírásból ismeretes. Az ilyen 1 porlasztó az ipari hógyártó műveletekben szokásosan használt porlasztóhoz képest eltérő kivitelű, hogy teljes kifagyást biztosítson. Kiválóan alkalmazható a találmány szerinti eljárásban, mert képes finoman elporlasztani a fúvókáján áthaladó teljes fluidumáramot. Amikor a fluidum nagy, mintegy 690-3450 kPa vagy még ennél is nagyobb nyomáson kilép az 1 porlasztóból, akkor gyors nyomásesésnek lesz kitéve, amelynek során a nyomás például 3450 kPa értékről mintegy 100 kPa értékre csökken. Ennek hatására a fluidum szétporlik, 5 jégkristályok és a legapróbb jégszemcsékből 6 köd képződik miközben 8 kipárolgás történik, így azonnal elpárolog a fluidum víztartalmának mintegy 8-10%-a. Emellett a szén-dioxid és ammóniagáz, H2S és más, ilyen körülmények között illő anyagok kigőzölögnek a szétporlasztott szennyvízcseppecskékből, mielőtt azok jégkristályokat képeznének. A lehulló 5 jégkristályok 7 hóhalmot képeznek a 2 torony közelében lévő jégkristályokat összegyűjtő területen.
Amint az ammóniagáz elpárolog, az ammónia, NH3 és az ammóniumionok közötti egyensúly változni kezd, az alábbiak szerint:
(normális körülmények között)
NH4++ΟΗ-θΝΗ3+H2O, (NH3 elpárolgásakor) NH4 ++OH <-»NH3?+H2O.
Emellett, amint a CO2 kigőzölög az elporlasztott vízből, a következő folyamat megy végbe:
HCO3 ^CO2Í+OH , ahol HCO3 a CO2 szokásos alakja a vizes oldatban. Ebből következik, hogy amint a CO2 kigőzölög, a vizes oldat bázikusabb lesz. Minthogy az ammónia Kb egyensúlyi állandója 1,8 · 10-5, az [NH4 +][OH ]/[NH3] összefüggés alapján számítva, [OH-] növekedésével, vagyis a pH növekedésével a Kb egyensúlyi állandó csak úgy marad változatlan, ha [NH4+] csökken. Ekkor az [NH3] összességében növekszik, de valamelyest csökken az oldatban, minthogy folytatódik az ammónia kipárolgása.
Először is fontos tehát megjegyeznünk azt, hogy a találmány szerinti eljárás eredményeképpen csökken az ammóniumionok koncentrációja a szennyvízben. Az NH4 + tartja oldatban a PO43-- és PO3--ionokat a szennyvízben, Amint az ammóniumion-koncentráció csökken, a foszfátionok reagálni kezdenek a szennyvízben lévő Ca2+- és Mg2+-ionokkal, kicsapódnak, és oldhatatlan sóként a talajmátrixon maradnak.
A találmány szerinti eljárás tehát hatékony az NH3-, NH4+-, PO4 3-- és PO3 --koncentráció egyidejű csökken3
HU 221 096 Β1 tésében, és ezt azzal érjük el, hogy szelektíven olyan körülmények között hajtjuk végre az eljárást, amelyek között a jégkristályok lényegében teljes mértékben megfagynak. Az, hogy lényegében teljesen kifagyasztjuk a szennyvíz porlasztóit szemcséit, a találmány lényeges jellemzője, amely megkülönbözteti a találmányt az e téren korábban végzett meghiúsult kísérletektől. Ha a kifagyás nem teljes, akkor a folyékony vizes frakció továbbra is fennmarad a jégkristályok teljes repülése alatt (részben megfagyva). Egy ilyen folyékony frakció továbbra is tartalmaz reaktív CO2-t, NH4 +-t és foszfátokat, amelyekkel ismét törődni kell, amikor a jégkristályok földet érnek. Az eredmény lényegében az, hogy kezeletlen víz kerül a levegőbe, és kezeletlen víz csapódik le. A találmány szerinti eljárás eredménye azonban éppen az, hogy kezeletlen víz kerül a levegőbe, és lényegében tiszta víz csapódik le egy kevés ártalmatlan sóval együtt, mimellett ártalmatlan ammóniagáz, valamint CO2 szabadul fel.
Ami a baktériumokat illeti, a találmány szerinti eljárás, amelyben megvalósul az elporlasztott víz teljes kifagyása, lényegében az összes baktériumra nézve pusztító hatású. A szennyvízben található baktériumok egysejtű organizmusok, amelyek vizet tartalmaznak. A szennyvíz tökéletlen kifagyása, ami a korábbi eredménytelen kísérletek és tanulmányok során megvalósult, oda vezetett, hogy a baktériumok nagy része lerakodott a hóhalomban, lecsökkent aktivitással, de életben maradva. A találmány szerinti eljárásban azonban a jégkristályok teljes átfagyása folytán teljesen elpusztulnak a rezidens baktériumok, egyrészt a sejtfaluknak a fagyási dilatáció következtében való törése, másrészt annak következtében, hogy az ozmózisnyomás szétszakítja a falakat, valamint a hőmérséklet hatására, amely alatt a baktériumok sok fajtája nem marad életben. Csak ezzel a 100%-os halmazállapot-változással járó eljárással lehet ezeket a körülményeket elérni.
Amint az előbbiekből következik, a találmány alapvetően fontos vonása a szennyvízáram gondos porlasztásával és nukleációjával képzett jégkristályok lényegében teljes átfagyasztása.
Ezt, mint az 1. ábrán látható, úgy érjük el, hogy
i) az eljárást csak viszonylag alacsony hőmérsékleten végezzük. Lényeges, hogy a nedves hőmérsékletnek (a nedves hőmérő hőmérsékletének) 0 °C alatt kell lennie. Előnyösen -5 °C hőmérsékleten, még előnyösebben -10 °C vagy ez alatti hőmérsékleten dolgozunk.
ii) A maximális kifagyasztási hatékonyság és a maximális szétterjedés biztosítása végett célszerű, ha az 1 porlasztóból való kilépés után a jégkristályok a vízszinteshez képest mintegy 45°-os eredő repülési irányt vesznek fel. Ez beállítható bármely adott napon oly módon, hogy megállapítjuk a szél sebességét és hozzáállítjuk a porlasztó irányszögét. Kívánatos, hogy a szél sebessége 0 és 70 km/óra között, előnyösen 5 és 70 km/óra között legyen, hogy a jégkristályok és a melléktermékek az összegyűjtő területre hulljanak, és kialakuljon az 1. ábrán látható 7 hóhalom. Az 1 porlasztó irányszögét a vízszinteshez képest 0° és 90° között változtathatjuk, és úgy választjuk meg, hogy a szél és az emelés együttes hatása 45°-os emelkedési szöget eredményezzen nyugodt szélviszonyok között. A 45°-os emelkedési szög előnyös a hosszú repülési idő, a teljes kifagyás és a 7 hóhalom optimális szétterjedésének biztosítása szempontjából.
iii) Előnyösen sűrített levegős 1 porlasztót használunk, amint a fentiekben leírtuk. Használhatunk ugyan hidraulikus vagy levegő nélküli 1 porlasztót, de ekkor szerényebb kifagyasztási eredményt érünk el, és különleges kristálymagképző segédanyagokat kell használnunk. Ha sűrített levegős 1 porlasztót használunk, akkor annak eredményeképp jelentős számú igen kis cseppecske képződik, aminek hatására érezhetően jobb levegős kigőzölést érünk el, javul a 8 kipárolgás, jobb lesz a szétporlasztás, és viszonylag gyorsan képződik nagyszámú kicsi vagy legfeljebb közepes méretű 5 jégkristály, amelyek teljesen kifagynak, mielőtt földet émek és 7 hóhalmot képeznek. Emellett a legapróbb jégszemcsékből finom 6 köd képződik, amely azok kis tömege, jobb aerodinamikai adottságai, valamint kisebb végsebessége miatt sokáig lebeg, mielőtt lehullana. Ez a finom kristályos 6 köd kristálycsíra-képzódési helyek zónáját képezi nagyobb vízcseppecskék számára, amelyek különben lehullhatnának, mielőtt kifagyásuk megkezdődne.
A 2. ábrán a találmány szerinti eljárással jellemzően elérhető eredményeket hasonlítjuk össze más eljárások eredményeivel. Egyúttal bemutatjuk azokat a kis vízminőség-eltéréseket, amelyek a találmány szerinti eljárással feldolgozható szennyvizek, nevezetesen a felszínen elfolyó szennyvíz és az elszivárgó szennyvíz, vagyis a talajon már átszivárgón és a talajvízbe jutott szennyvíz minősége között mutatkoznak.
A 2. ábra jobb oldalán (2d. ábra) a legszélső vonalon a szennyvízparaméterek számadatait tüntettük fel. A következő vonalon a szennyvízderítőben, levegőztetés vagy permetezés vagy szűrés nélkül való kezelés adatai láthatók. A következő két vonalon azok a jellemző eredmények láthatók, amelyek akkor érhetők el, ha a kezelést permetező öntözéssel vagy nagymértékű szűréssel végezzük. Megjegyzendő, hogy általában törekednek a két utóbbi eredményének elérésére, és ha elérik azokat, azt megfelelőnek minősítik a szilárd tartalom kiszűrésére vonatkozó szabvány szerint. A következő két vonalon (2c. ábra) tüntettük fel azokat az eredményeket, amelyeket a találmány szerinti eljárással érhetünk el felszínen elfolyó szennyvíz, illetve elszivárgó szennyvíz kezelésével. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti eljárás eredményei minden tekintetben elérik vagy túlhaladják a hagyományos vízkezelési eljárással elért eredményeket, azaz jobbak annál, mint ami a környezetbe történő kibocsátáshoz elegendő.
A 2. ábra bal szélén (2b. ábra) a találmány szerinti eljárást a természeti erők ama hatásaival együtt szemléltetjük, melyek a szennyvizet érik, miközben azt a találmány szerinti eljárással kezeljük. A találmány ugyanis lényegét tekintve a szennyvíz szabályozott szétporlasztása megválasztott légköri körülmények között. A találmány szerinti eljárás lefolytatása után bekövetkező ter4
HU 221 096 Β1 mészeti behatásokat nem szabályozhatjuk, de számoltunk velük a találmány kidolgozásakor. így például a 7 hóhalom öregedése természetszerűleg bekövetkezik, amely természeti folyamatnak is van kedvező hatása, de ez nem képezi részét a találmánynak.
Claims (6)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás szennyvíz kezelésére, amelynek során az ammónium-foszfát formájában szolubilizált foszfátionokat, ammóniát, ammóniumionokat, szénsavat, alkalikus kationokat, beleértve a kalcium- és magnéziumkationokat is, tartalmazó szennyvízben lévő oldható foszfátokat a szennyvíz porlasztásával átalakítjuk, azzal jellemezve, hogy a szennyvizet teljes egészében jégkristályokká alakítjuk azáltal, hogy a porlasztást 0 °C-nál, előnyösen -5 °C-nál alacsonyabb környezeti hőmérsékleten úgy végezzük, hogy a szennyvizet köd finomságú cseppekre bontjuk, aminek során a szennyvízből a széndioxidot és ammóniát felszabadítjuk és ezáltal a szennyvíz pH-értékét megnöveljük, amely megnövekedett pHérték hatására a szennyvízben lévő ammóniumionok ammóniagázzá való átalakulása folytán a szennyvíz ammóniumion-koncentrációja csökken, a szennyvízben lévő foszfátionok pedig az alkalikus kationokkal reagálva oldhatatlan foszfátsókként kicsapódnak.
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alkalikus kationok magnéziumkationok vagy kalciumkationok.
- 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szennyvizet sűrített levegővel a szabad levegőbe permetezve porlasztjuk el.
- 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szennyvizet annak elporlasztása során a vízszinteshez képest 0° és 90° közötti szöget bezáró irányban permetezzük a szabad levegőbe.
- 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elporlasztás során a szennyvizet egy toronyra (2) szerelt porlasztóból (1) permetezzük szét, amely torony (2) az elporlasztott szennyvíz halmazállapotváltozása folytán képződő jégkristályokat összegyűjtő terület mellett van elhelyezve.
- 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elporlasztást akkor végezzük, amikor az uralkodó szélviszonyok lehetővé teszik, hogy a jégkristályok előre meghatározott módon a jégkristályokat összegyűjtő területre hulljanak.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002160329A CA2160329C (en) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | Waste water treatment method and apparatus |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9601049D0 HU9601049D0 (en) | 1996-06-28 |
| HUP9601049A2 HUP9601049A2 (en) | 1997-06-30 |
| HUP9601049A3 HUP9601049A3 (en) | 1999-03-29 |
| HU221096B1 true HU221096B1 (en) | 2002-08-28 |
Family
ID=4156748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9601049A HU221096B1 (en) | 1995-10-11 | 1996-04-22 | Waste water treatment method |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5726405A (hu) |
| EP (1) | EP0768278B1 (hu) |
| JP (1) | JPH09206738A (hu) |
| KR (1) | KR970020978A (hu) |
| CN (1) | CN1148030A (hu) |
| AT (1) | ATE193872T1 (hu) |
| CA (1) | CA2160329C (hu) |
| CZ (1) | CZ115396A3 (hu) |
| DE (1) | DE69608867T2 (hu) |
| HU (1) | HU221096B1 (hu) |
| NO (1) | NO313133B1 (hu) |
| PL (1) | PL313833A1 (hu) |
| RO (1) | RO118199B1 (hu) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6508078B2 (en) * | 2000-10-26 | 2003-01-21 | Crystal Peak Farms | Separation of purified water and nutrients from agricultural and farm wastes |
| CN1321071C (zh) * | 2004-07-05 | 2007-06-13 | 宜兴市通达化学有限公司 | 一种生产纤维素醚废液处理方法 |
| CN100391857C (zh) * | 2005-11-11 | 2008-06-04 | 武汉科梦科技发展有限公司 | 高分散去除溶液中氨氮的方法 |
| US8926792B1 (en) * | 2012-10-31 | 2015-01-06 | Kelly K. Houston | System and method for disposing of leachate and wastewater |
| US9890057B2 (en) | 2013-10-24 | 2018-02-13 | Kelly K. Houston | System and method for on site aerial dissemination and atmospheric disposal of all leachates and wastewaters |
| CN103588255B (zh) * | 2013-11-22 | 2015-04-22 | 北京万邦达环保技术股份有限公司 | 浓盐水蒸发方法 |
| CN104454297A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-03-25 | 广西玉林宏江能源科技有限公司 | 高原江面浮轮发电抽水上雪山制冰、冰流发电供冰供水新法新装置 |
| US11365133B1 (en) | 2018-05-10 | 2022-06-21 | Advanced Cooling Technologies, Inc. | Vacuum freezing nucleated liquid water for purifying brackish water |
| CN109179546A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-11 | 中国矿业大学 | 一种喷射冻结循环净化去除水中污染物的方法及系统 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1517429A1 (de) * | 1965-09-13 | 1969-06-12 | Herbert Hohmann | Verfahren zur Suesswassergewinnung aus Seewasser |
| DE1517538A1 (de) * | 1965-09-13 | 1970-01-22 | Herbert Hohmann | Verfahren zur Gewinnung von Suesswasser aus Seewasser auf Berghoehen mit natuerlicher Kaelte |
| US3751358A (en) * | 1972-01-19 | 1973-08-07 | Great Canadian Oil Sands | Freeze-thaw separation of solids from tar sands extraction effluents |
| US4018682A (en) * | 1975-09-08 | 1977-04-19 | Sunoco Energy Development Co. | Freeze-thaw method for reducing mineral content of a clay-water mixture |
| LU77015A1 (hu) * | 1977-03-25 | 1978-11-03 | ||
| JPH0646234B2 (ja) * | 1985-12-03 | 1994-06-15 | 日本碍子株式会社 | 放射性廃液の粉体化処理方法 |
| AU1052688A (en) * | 1986-12-03 | 1988-06-30 | Frank W. Hoffman | Liquid purification system |
| JPH0352685A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 写真廃液の処理方法 |
| RU1798313C (ru) * | 1990-06-07 | 1993-02-28 | Якутский Отдел Сибирского Научно-Исследовательского Института Гидротехники И Мелиорации | Способ сброса сточных вод в гидрографическую сеть |
| US5208998A (en) * | 1991-02-25 | 1993-05-11 | Oyler Jr James R | Liquid substances freeze-drying systems and methods |
| US5360163A (en) * | 1993-05-17 | 1994-11-01 | Dupre Herman K | Adjustable snow making tower |
| JPH0731966A (ja) * | 1993-07-16 | 1995-02-03 | Nitto Kikai Kk | 高濃度アンモニア含有水からアンモニアをガス状で分離、処理する方法 |
| US5400619A (en) * | 1993-12-14 | 1995-03-28 | Technology International Incorporated | Freezing purification system and method for decontamination and desalination of water |
-
1995
- 1995-10-11 CA CA002160329A patent/CA2160329C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-25 US US08/547,817 patent/US5726405A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-12 NO NO19961463A patent/NO313133B1/no not_active IP Right Cessation
- 1996-04-15 AT AT96302613T patent/ATE193872T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-04-15 EP EP96302613A patent/EP0768278B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-15 DE DE69608867T patent/DE69608867T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-04-18 PL PL96313833A patent/PL313833A1/xx unknown
- 1996-04-22 HU HU9601049A patent/HU221096B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1996-04-22 CN CN96104633A patent/CN1148030A/zh active Pending
- 1996-04-22 CZ CZ961153A patent/CZ115396A3/cs unknown
- 1996-04-26 JP JP8130646A patent/JPH09206738A/ja active Pending
- 1996-04-29 RO RO96-00884A patent/RO118199B1/ro unknown
- 1996-06-24 KR KR1019960023190A patent/KR970020978A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0768278A1 (en) | 1997-04-16 |
| DE69608867D1 (de) | 2000-07-20 |
| NO313133B1 (no) | 2002-08-19 |
| US5726405A (en) | 1998-03-10 |
| RO118199B1 (ro) | 2003-03-28 |
| HUP9601049A2 (en) | 1997-06-30 |
| CA2160329C (en) | 2002-02-19 |
| HU9601049D0 (en) | 1996-06-28 |
| HUP9601049A3 (en) | 1999-03-29 |
| NO961463D0 (no) | 1996-04-12 |
| CN1148030A (zh) | 1997-04-23 |
| DE69608867T2 (de) | 2001-02-22 |
| JPH09206738A (ja) | 1997-08-12 |
| EP0768278B1 (en) | 2000-06-14 |
| CA2160329A1 (en) | 1997-04-12 |
| ATE193872T1 (de) | 2000-06-15 |
| NO961463L (no) | 1997-04-14 |
| KR970020978A (ko) | 1997-05-28 |
| CZ115396A3 (en) | 1997-04-16 |
| PL313833A1 (en) | 1997-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vymazal et al. | Constructed wetlands for wastewater treatment | |
| US6508078B2 (en) | Separation of purified water and nutrients from agricultural and farm wastes | |
| HU221096B1 (en) | Waste water treatment method | |
| Gao et al. | Treatment of pulp mill and oil sands industrial wastewaters by the partial spray freezing process | |
| CN108128983A (zh) | 一种高含硫、高含盐气田采出水深度净化处理工艺 | |
| US6436296B1 (en) | Waste water treatment method and apparatus | |
| Bouwer | Agricultural and municipal use of wastewater | |
| KR20020097215A (ko) | 개선된 해수의 염분분해 | |
| Greeson | LAKE EUTROPHICATION–A NATURAL PROCESS 1 | |
| Obaid‐ur‐Rehman et al. | Ammonia removal by air stripping—from origin to present state of technology | |
| Abdel-Shafy et al. | Upgrading of decentralized ponds for municipal wastewater treatment and restricted reuse | |
| KR101177477B1 (ko) | 친환경적인 초기우수처리 및 빗물의 재이용 방법 | |
| Sopper et al. | Effects of municipal wastewater disposal on the forest ecosystem | |
| KR200220403Y1 (ko) | 반송습지법을 이용한 오수처리장치 | |
| Ksenofontov et al. | Ion flotation process as a method for sludge disinfection of wastewater of the treatment plants | |
| Rokbane et al. | Technical Design of Constructed Wetland unity for Municipal Wastewater Treatment and Reuse for a Green Space Irrigation: Case of the new City of Ouled Djellal–Algeria | |
| Szpaczyński | The use of natural soil for the treatment of secondary effluent in a northern climate | |
| Szpaczynski et al. | Experimental studies on the application of natural process of snow metamorphism for concentration and purification of liquid wastes | |
| Sallanko et al. | Natural wastewater polishing treatment, cold crystallisation and wetlands | |
| RU2168470C2 (ru) | Система регулирования качества коллекторно-дренажных вод | |
| SU1361112A1 (ru) | Способ подготовки животноводческих стоков к удобрению сельскохоз йственных угодий | |
| Watanabe et al. | Phosphorous recycling from pre-coagulated wastewater sludge | |
| Kim et al. | Design parameters of high rate algal ponds using filamentous algae matrix for treating rural stream water | |
| Dyakova | ТHE WAY TO PREVENT SHORTAGE OF FRESH WATER | |
| Smith | Treatment and Disposal of Potato Processing Waste Water by Irrigation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |