NL9401806A

NL9401806A - Werkwijze voor het zuiveren van koolstof, fosfor en stikstof bevattend afvalwater.

Info

Publication number: NL9401806A
Application number: NL9401806A
Authority: NL
Inventors: Jan Hendrik Rensink
Original assignee: Rijkslandbouwhogeschool
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-06-03

Description

Werkwijze voor het zuiveren van koolstof, fosfor en stikstof bevattend afvalwater

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van koolstof-, fosfor- en/of stikstofverbindingen uit afvalwater, waarbij men het afvalwater achtereenvolgens in een anaërobe zone, een eerste aerobe zone, een anoxische zone en een tweede aerobe zone in contact brengt met microorganismen bevattend slib, waarna men het met fosfaat verrijkte slib van het effluent scheidt en ten minste gedeeltelijk aan defosfatering onderwerpt en het gedefosfateerde slib ten minste gedeeltelijk naar de eerste aerobe zone terugvoert

Een dergelijke werkwijze is bekend uit de publikatie van Rensink et al. in Wat. Sci. Techn. 23t 651-657 (1991)· Bij de fosfaatverwijdering volgens deze werkwijze spelen vooral bacteriën van het geslacht Acineto-baater een rol. De bacteriën kunnen onder aerobe omstandigheden aanzienlijke hoeveelheden fosfaat in de cel opslaan. Na de behandeling in de vier genoemde zones van de bioreactor wordt het afgescheiden, fosfaatrijke slib gedeeltelijk aan defosfatering onderworpen, door toevoeging van lagere vetzuren, bij voorbeeld acetaat, onder anaërobe omstandigheden. Volgens de bekende werkwijze wordt het gedefosfateerde slib - afgezien van de overtollige hoeveelheid die aan het proces wordt onttrokken en afgevoerd - in zijn geheel naar de eerste aerobe zone teruggevoerd. Het bij de defosfatering verkregen supernatant wordt in een wervelbed met zand behandeld, waardoor calciumfosfaat op het zand wordt afgezet, waarna de restvloeistof naar de bioreactor (anaërobe zone) kan worden teruggevoerd. Een deel van het na behandeling in de reactor afgescheiden. fosfaatrijke slib wordt, zonder defosfatering, rechtstreeks naar de anaërobe zone van de bioreactor teruggeleid.

Bij de hierboven genoemde bekende werkwijze - die wordt aangeduid als "Renpho"-proces - wordt verwijdering van stikstofverbindingen bewerkstelligd door middel van de anoxische zone, waarin in het afvalwater aanwezig nitraat, alsmede nitraat dat in de voorafgaande aerobe zone uit in het afvalwater aanwezige ammoniumverbindingen en organische stikstofverbindingen is ontstaan (nitrificatie), wordt gedenitrificeerd, hoofdzakelijk tot moleculaire stikstof. Voor een aanvaardbare mate van denitrificatie is het volgens de bekende werkwijze nodig dat ten minste 25 νοί./ί van het afvalwater rechtstreeks in de anoxische zone wordt gebracht.

Terwijl de bekende werkwijze een stabiele procesvoering mogelijk maakt waarmee een effectieve fosfaatverwijdering kan worden bereikt, is het resultaat wat betreft verwijdering van stikstofverbindingen in de meeste gevallen onvoldoende.

Gevonden is nu dat verbeterde resultaten, vooral wat betreft verwijdering van stikstofverbindingen, kunnen worden behaald door een wijziging in de bekende werkwijze.

De uitvinding heeft dienovereenkomstig betrekking op een werkwijze zoals in de aanhef omschreven, die wordt gekenmerkt doordat men een deel van het gedefosfateerde slib naar de anoxische zone terugvoert.

Als gevolg van de rechtstreekse invoering van gedefosfateerd slib, waaronder gedefosfateerde bacteriën van het geslacht Acinetobacter, in de anoxische zone wordt een effectievere denitrificatie bewerkstelligd. Het is namelijk gebleken dat Acinetobacter het vermogen heeft te denitrificeren en tegelijk fosfaat op te nemen.

De volumeverhouding tussen het naar de eerste aerobe zone en het naar de anoxische zone toegevoerde gedefosfateerde slib wordt vooral bepaald door het nitraatgehalte van het afvalwater: bij een relatief hoog nitraatgehalte van het afvalwater wordt een groter deel naar de anoxische zone geleid. Bij voorkeur leidt men 20-80 vol.Ji van het gedefosfateerde slib naar de anoxische zone terug, en in het bijzonder ^0-60 vol.%.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding is het ongewenst dat een deel van het aangevoerde afvalwater rechtstreeks, d.w.z. met overslaan van de anaërobe zone en de eerste aerobe zone, naar de anoxische zone wordt geleid, zoals in het bekende Renpho-proces. Derhalve leidt men het afvalwater bij voorkeur in zijn geheel in de anaërobe zone van de bio-reactor.

De werkwijze volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd in een installatie zoals schematisch weergegeven in de bijgaande figuur.

De vier reactiezones anaëroob (1) - aëroob (2) - anoxisch (3) -aëroob (4) kunnen zijn ondergebracht in een bioreactor (5) die uit verschillende opeenvolgende ruimten, eventueel meer dan een ruimte per zone, bestaat. Voordat het afvalwater, dat wordt aangevoerd via leiding (6), in bioreactor (5) wordt geleid, kan het door een voorbezinker (7) worden geleid, waardoor het merendeel van de vaste stof uit het toegevoerde afvalwater (6) als primair slib wordt afgevangen. Achter de bioreactor (5) bevindt zich een nabezinker (8). Het gezuiverde afvalwater wordt via (9) afgevoerd. Een gedeelte, bij voorbeeld 50-95¾ van het in nabezinker (8) afgescheiden, fosfaatrijke slib kan via leiding (10) rechtstreeks naar het begin van de bioreactor worden teruggeleid. Via leiding (11) wordt het overblijvende gedeelte van het afgescheiden slib naar stripper (12) geleid, alwaar acetaat of een ander vetzuur wordt toegedoseerd. Na de stripper (12) bevindt zich een indikker (13). waar het gedefosfateerde slib grotendeels wordt gescheiden van het fosfaatrijke stripwater. Het slib wordt vervolgens via leidingen (14) en (15) verdeeld naar respectievelijk de eerste aerobe zone (2) en de anoxische zone (3)· Het overtollige slib wordt via (16) afgevoerd. Het fosfaatrijke stripwater wordt in reactor (17) gedefosfateerd. Deze reactor kan bij voorbeeld een wervelbedreactor met zandkorrels zijn. Zonodig wordt kalk toegevoegd. Vervolgens wordt het gedefosfateerde water via leiding (18), en eventueel via selector (19) waarin vlokvorming kan worden bevorderd, naar de bioreactor teruggeleid.

Voorbeeld I

Huishoudelijk afvalwater met een gemiddelde samenstelling als werd behandeld in een zuiveringsinstallatie volgens de bijgaande figuur. De capaciteit van de bioreactor was 1000 1. De bioreactor was door middel van wanden verdeeld in 10 ruimten van 100 1, nl. twee anaërobe, drie aerobe, vier anoxische en 1 aerobe, waarbij de verbinding tussen de ruimten werd gevormd door niet in eikaars verlengde liggende openingen in de wanden met een diameter van ongeveer 3 cm. De aerobe ruimten werden belucht, de andere werden alleen geroerd. De procesomstandigheden waren als vermeld in tabel A. Het calciumverbruik van de korrelreactor was gering. De zuiveringsresultaten zijn samengevat in tabel B.

Vergeli ikinesvoorbeeld

Het proces volgens voorbeeld I werd op dezelfde wijze uitgevoerd, met dien verstande dat 252 van het afvalwater rechtstreeks naar de anoxische zone werd geleid, en het gedefosfateerde slib in zijn geheel naar de eerste aerobe zone werd geleid, zoals volgens het bekende Renpho-proces. De resultaten zijn ter vergelijking in de kolom "Renpho" opgenomen in tabel B.

Claims

1. Werkwijze voor het verwijderen van koolstof-, fosfor- en/of stikstofverbindingen uit afvalwater, waarbij men het afvalwater achtereenvolgens in een anaërobe zone, een eerste aerobe zone, een anoxische zone en een tweede aerobe zone in contact brengt met microorganismen bevattend slib, waarna men het met fosfaat verrijkte slib van het effluent scheidt en ten minste gedeeltelijk aan defosfatering onderwerpt en het gedefosfateerde slib ten minste gedeeltelijk naar de eerste aerobe zone terugvoert, met het kenmerk, dat men een deel van het gedefosfateerde slib naar de anoxische zone terugvoert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de microorganismen bacteriën van het geslacht Acinetóbacter bevatten.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij men het afvalwater in zijn geheel in de anaërobe zone brengt.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, waarbij men 20-80 vol.# van het gedefosfateerde slib naar de eerste aerobe zone terugvoert en 80-20 vol.# van het gedefosfateerde slib naar de anoxische zone terugvoert.

5- Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, waarbij men een gedeelte van het afgescheiden, met fosfaat verrijkte slib naar de anaërobe zone terugvoert.