NL8204658A - Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van stikstof uit afvalwater met behulp van dompel-druppellichamen. - Google Patents

Description

823140/vdKl/EB ’ « -1-

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van stikstof uit afvalwater met behulp van dompel-druppellichamen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van stikstof uit afvalwater met behulp van dompel-druppellichamen en op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze. Daarbij worden dompel-druppellichamen zodanig voor de 5 biologische reiniging toegepast dat zij in het nitrificeringsge-bied werkzaam zijn.

Het doel van de onderhavige uitvinding is deze dompel-druppellichamen zo samen te stellen en aan te brengen dat zonder vergroting van de dompel-druppellichamen en zonder wezenlijke aan-10 vullende investeringen een denitrificering (verwijdering van stikstof) kan worden verkregen, waarbij eveneens de denitrifice-ringsgraad kan worden ingesteld.

Om met de dompel-druppellichamen een denitrificering te verkrijgen moet de specifieke oppervlaktebelasting, ten opzichte 15 van de biologische zuurstofbehoefte (BSBc) lager zijn dan 8 gram Og/m.d.

De samenstelling van dergelijke dompel-druppellichamen, die in het nitrificeringsgebied werkzaam zijn, is bekend. Verschillende dompel-druppellichaamrollen met radiale of axiale 20 doorstroming kunnen achter elkaar worden geplaatst en voor een gemiddelde oppervlaktebelasting (ten opzichte van BSBc) die kleiner is dan 8 gram Oj/m',d worden ontworpen. Om een bepaalde nitrificering te verkrijgen kan de dompel-druppellichaaminrichting ook in twee trappen met een tussenzuivering worden verdeeld.

25 De eerste trap is ontworpen voor de afbraak van de or ganische koolstof, en is werkzaam in het gebied van ongeveer 18 tot 30 gram Og/m .d. De in de eerste trap gevormde overmaat slib wordt in de tussenzuivering afgescheiden. Door toepassing van een tussenzuivering kan op de begroeiingsvlakken van de dompel-druppel-30 lichamen van de tweede trap van de inrichting een voor de nitrificering optimaal biologisch veld worden gevormd. De tweede trap van de domp’el-druppellichaaminrichting (ni tri firings trap) werkt in het gebied - ten opzichte van BSBg - dat kleiner is dan 8 gram Og/m .d.

8204658 -2-

De inrichting heeft tenslotte een nazuiveringstrap,

De uitvinding beoogt nu het in de nitrificeringstrap gevormde nitraat uit het afvalwater zonder vergroting van de dompel-druppellichamen door een geregelde denitrificering te verwijderen.

5 Dit oogmerk wordt door de werkwijze volgens de uitvinding bereikt doordat in de op zichzelf voor de koolstofafbraak zorgende dompel-druppellichamentrap zuurstof enerzijds uit de lucht en na omschakeling anderzijds uit het nitraat kan worden onttrokken, waarbij de omschakeling instelbaar kan zijn.

10 De biologisch gezuiverde afvoer van de nazuivering bevat de tot nitraat geoxideerde stikstof. De afvoer wordt - overeenkomstig de nagestreefde denitrificeringsgraad - in de eerste trap, die nu als denitrificeringstrap werkzaam is, teruggevoerd. In deze denitrificeringstrap wordt de zuurstof van het nitraat van de 15 stikstof gescheiden. Deze scheiding kan alleen plaats vinden wanneer in de denitrificeringstrap geen vrije, opgeloste zuurstof aanwezig is en de bacteriën worden gedwongen om voor de zuurstof-behoefte de zuurstof uit het nitraat te gebruiken.

Als denitrificeringstrap wordt de dompel-druppellichamen-20 trap toegepast, die aanvankelijk voor de afbraak van de organische koolstof diende. Voor de afbraak van de organische koolstof hebben de micro-organismen zuurstof uit de lucht nodig, die bij de dompel-druppellichamen wordt toegevoerd doordat de begroeiingsvlakken tot ongeveer de helft in het afvalwater zijn ondergedompeld en de 25 andere helft in de lucht steekt. Bij draaiing van de dompel-drup-pellichamenwalsen nemen de micro-organismen bij het opstijgen in de lucht zuurstof op en bij het onderdompelen in het afvalwater de verontreinigingen.

De micro-organismen van deze dompel-druppellichamentrap 30 voor de afbraak van de organische koolstof betrekken derhalve de zuurstof uit de lucht, aangezien de wjlsen slechts voor ongeveer de helft in het afvalwater zijn ondergedompeld. Door meting van het zuurstofgehalte in de denitrificeringstrap wordt de inrichting zodanig geregeld dat na het overschrijden van een zuurstofgehalte 35 van 0,2 mg/liter het afvalwater in deze trap wordt opgestuwd. Door het opstuwen van het afvalwater tot de dompel-druppellichamenwalsen volledig zijn ondergedompeld, worden de micro-organismen op de dompel-druppellichamenwalsen ertoe gedwongen de zuurstof te ge- 8204658 r~-—^ . 'f -3- bruiken die in het nitraat van het biologisch gezuiverde afvalwater uit de nazuivering aanwezig is. De kringloop (terugvoer ait de nazuivering) moet zo worden geregeld dat de in het nitraat aanwezige zuurstof voldoende is voor de zuurstofbehoefte van de 5 micro-organismen, die voor de afbraak van de organische koolstof zorgen. Het terugvoeren van afvalwater kan derhalve tussen sen hoeveelheid, die kleiner is dan de instromende hoeveelheid of daarmee overeenkomt, en een hoeveelheid die driemaal zo groot is als de instromende hoeveelheid worden geregeld.

10 Wanneer de nitraat-zuurstof van de teruggevoerde hoeveel heid niet voldoende is, moet de opstuwing van de dompel-druppel-lichamenwals overeenkomstig worden verminderd. Het het verminderen van de opstuwing moet worden bereikt dat in de denitrificerings-trap geen onerobe toestanden voorkomen.

15 De uitvinding wordt aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld in de hierna volgende beschrijving nader toegelicht, waaruit eveneens verdere bijzonderheden van het onderwerp van de uitvinding blijken.

In de tekening is schematisch een zuiveringsinrichting 1 20 voor afvalwater weergegeven, die twee biologische trappen 2 en 3 bezit, die van twee dompel-druppellichamenwalsen 4 en 5 respek-tievelijk 6, 7 en 8 zijn voorzien.

Tussen de eerste en de tweede dompel-druppellichamentrap is een bekken 9 voor tussenzuivering geplaatst, waaruit via de 25 leidingen 11 en 12 overmaat slib kan worden afgevoerd. Op de tweede dompel-druppellichamentrap volgt een nazuiveringsbekken 13, waaruit enerzijds via leiding 14 gezuiverd slib wordt teruggevoerd of afgescheiden en anderzijds biologisch gezuiverd afvalwater via de terugvoerleiding 15 naar de terugvoer 16 wordt teruggevoerd en 30 daarmee naar de eerste dompel-druppellichamentrap 2 teruggevoerd.

De kuip van de dompel-druppellichamen 17 van de eerste dompel-druppellichamentrap 2 moet zo zijn gevormd dat de bovenkant 18 in ieder geval uitsteekt boven het hoogste punt van de dompel-druppellichamen in de kuip 17.

35 De afvoer 19 van de dompel-druppellichamenkuip 17 is in hoogte verstelbaar, zodat elk niveau van de waterspiegel tussen de diepste stand 20 en de hoogste stand 21 kan worden ingesteld.

Voor de meting van het zuurstofgehalte in de dompel-druppellichamenkuip 17 is een zuurstofmeetinrichting 22 geplaatst, die het 8204658 —4— zuurstofgehalte in deze trap op 0,1- 0,2 rog/liter.d kan instellen.

De meetinrichting 22 dwingt tot het omhoog brengen van de afvoer 19, wanneer de grens van 0,2 mg/liter 0£ in de dompel-druppellichamenkuip 15 wordt overschreden. Neemt echter ondanks het 5 bereiken van de maximale stand 21 het zuurstofgehalte in deze kuip 15 nog niet af, dan wordt ervoor gezorgd dat de terugvoer van afvalwater in de leiding 15 wordt gesmoord.

Om de inrichting 1 volgens de uitvinding op de weergegeven wijze te laten werken moet allereerst worden bereikt dat de inrich-10 ting in het gebied van de nitrificering in de tweede nitrificerings-trap 3 werkzaam is, terwijl daarvoor in de eerste trap 2 koolstof wordt afgebroken. De inrichting moet zich derhalve eerst instellen voordat de denitrificering in de eerste trap 2 kan plaats vinden, die dan de denitrificeringstrap wordt.

15 Dit vindt op de volgende wijze plaats:

Voor de verwijdering van stikstof moet de dompel-druppel-lichameninrichting 1 in het gebied van de nitrificering werkzaam zijn, d.w.z. de BSBc-oppervlaktebelasting moet kleiner zijn dan 2 3 8 gram Og/m .d. Na het instellen van de inrichting en het bereiken 20 van de stifstofoxydatie tot nitraat wordt de terugvoer uit de nazuivering (kringloop) overeenkomstig het nitraatgehalte en de BSBg-belasting versterkt bij gelijktijdig opstuwen van de waterspiegel in de eerste trap 2, die op zichzelf voor de afbraak van de organische koolstof bestemd is. De stuwhoogte is eveneens afhan-25 kelijk van de zuurstofbehoefte van de micro-organismen voor de afbraak van de organische koolstof en van de van het nitraat uit de ter beschikking staande zuurstof uit de terugvoer van de nazuivering. Het is derhalve noodzakelijk, dat 1) de terugvoer in het gebied van 100$ - 300$ van het toestromende 30 afvalwater regelbaar is; 2) de waterspiegel in de dompel-druppeilichamenwalsen 4 en 5, die de denitrificering moeten uitvoeren, zonder overgangen tot het volledig overstromen van de walsen eveneens regelbaar is.

Uit deze overwegingen blijkt dat de dompel-druppellichamen-35 inrichting 1 zelf niet behoeft te worden vergroot om denitrificering te verkrijgen. De zuurstof van het nitraat wordt voor het voorzien in de zuurstofbehoefte van de micro-organismen bij de afbraak van de organische koolstof van het afvalwater benut. Daardoor wordt 8204658 pr--- ' · _ '·''·'·-· IV :¾¾

• X

-5- gelijktijdig een belangrijk· besparing van de energiebehoefte van de dompel-druppellichamenwalsen mogelijk. Door het benutten van de nitraatzuurstof kan namelijk worden afgebied van de energie-ver-eisendeaanveer van zuurstof voor de micro-organismen uit de lucht· 5 Wordt de nitraatzuurstof voor de auivoer van zuurstof van de micro-organismen voor de afbraak van de organische koolstof benut dan kan het toerental van de dompel-druppellichamenvalsen worden verminderd tot nul omwentelingen / minuut. Daarmee wordt een energiebesparing van circa 50% bij dezelfde zuiveringsprestatie 10 zoals bij bekende inrichtingen mogelijk.

Ten slotte moet de besturingsinrichting eveneens zo zijr. uitgevoerd dat bij een onvoldoende nitraat-zuurstofhoeveelheid in de terugvoerleiding 15 de opstuwing om de dompel-drappellichamenwalsen 4 en 5 wordt verlaagd.

8204658

Claims (5)

1. Werkwijze voor het verwijderen van stikstof uit het afvalwater door middel van biologisch werkende dompel-druppel-lichamen, die naast de voor de koolstofafbraak zorgende trap een nitrificeringstrap bezitten, waarbij de overmaat slib uit het 5 nazuiveringsbekken kan worden teruggevoerd, met het kenmerk, dat daarvoor in de op zichzelf voor de koolstofafbraak zorgende eerste dompel-druppellichamentrap zuurstof enerzijds uit de lucht en anderzijds na een omschakeling uit het nitraat kan worden onttrokken, welke omschakeling instelbaar kan zijn. 1Q2. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat de uit twee trappen bestaande dompel-druppellichameninrichting (1) die een eerste trap (2) voor de koolstofabraak, gevolgd door een zuiveringsbekken (9) met terugvoer van slib, en een tweede trap (3) voor de stikstofoxy-lödatie, de nitrificeringstrap,bezit, waarbij uit het nazuiveringsbekken (13) via de leiding (14). gezuiverd slib en via de terugvoer-leiding (15) afvalwater kan worden teruggevoerd, in de eerste trap een in de hoogte instelbare afvoer (19) bezit, waardoor het niveau van het afvalwater (20, 21) in deze trap vanaf het midden van de as 2Qvan de dompel-druppellichamenwalsen (4, 5) tot de bovenste .rand daarvan continu kan worden veranderd.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de terugvoer van afvalwater in de terugvoerleiding (15) tussen een hoeveelheid, die kleiner is dan de instromende 25hoeveelheid of hiermee overeenkomt, en de drievoudige hoeveelheid daarvan kan worden geregeld.

4. Inrichting voor de besturing van de inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat in de denitrifi-ceringstrap (2) zuurstofmeetinrichtingen (22) zijn geplaatst, die 30het gehalte aan opgeloste zuurstof in deze trap (2) zodanig op 0,1 tot 0,2 mg/liter instellen, dat zij bij overschrijden van deze grens de afvoer (19) van deze trap (2) omhoog brengen, waarna bij het bereiken van de maximale stand en bij het niet verminderen van het zuurstofgehalte de terugvoer van afvalwater in de terugvoerleiding 35(15) kan worden gesmoord. 8204658 ψ--7-— “ f * -7-

5. Inrichting volgens conclusie 4, methet ken ner k dat bij het bereiken van de gewenste denitrificeringswaarde de omwentelingssnelheid van de dompel-druppellichamen (4f 5) in de denitrificeringstrap (2) tot nul kan worden verlaagd.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat bij een onvoldoende nitraat-zuurstofhoeveelheid in de terugvoerleiding (15) het opstuwen om de dompel-druppel-lichamenwalsen (4 en 5) verminderd kan worden. 8204658