NO324103B1 - Biologisk reaktor for rensing av avlopsvann - Google Patents
Biologisk reaktor for rensing av avlopsvann Download PDFInfo
- Publication number
- NO324103B1 NO324103B1 NO20033779A NO20033779A NO324103B1 NO 324103 B1 NO324103 B1 NO 324103B1 NO 20033779 A NO20033779 A NO 20033779A NO 20033779 A NO20033779 A NO 20033779A NO 324103 B1 NO324103 B1 NO 324103B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- microorganisms
- reactor
- sludge
- biological
- grate
- Prior art date
Links
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 42
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 41
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 17
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 6
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 6
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229920000912 exopolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003000 extruded plastic Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/08—Aerobic processes using moving contact bodies
- C02F3/085—Fluidized beds
- C02F3/087—Floating beds with contact bodies having a lower density than water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/06—Aerobic processes using submerged filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/02—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/22—O2
-
- 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
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse angår en biologisk reaktor for implementering av en fremgangsmåte for biologisk rensing av avløpsvann ved å benytte et system med hybridkultur ved å anvende bærerpartikler med biofilm.
Det er kjent at rensingen av kommunalt og industrielt avløpsvann ofte utføres biologisk. I løpet av de siste ti år har prosessen blitt utviklet fra anvendelse av frie mikro-organismekulturer til prosesser med kulturer fiksert på spesifikke vekstmedier i den hensikt å redusere størrelsen på renseanleggene.
Fikserte kulturer benyttes enten som et fiksert sjikt, det vil si at vekstmediet for mikroorganismer er stasjonært i reaktoren, eller som et bevegelig sjikt hvor bærer-materialene er små elementer som kan bevege seg fritt i sonen for kontakt med forurenset vann. Disse bærerelementer kan enten beveges ved mekanisk omrøring eller ved å sprøyte inn en væske, eller for øvrig ved å sprøyte inn en gass, spesielt luft (denne luften kan for eksempel være den luft som er nødvendig for at mikroorganismene skal virke når de er aerobe).
Det er nyttig å danne og opprettholde et visst nivå med turbulens i reaksjonsmediet for å oppnå kontinuerlig avslitning og rensing av bærermaterialet for mikroorganismene. Denne turbulens vil dessuten gjøre det mulig å begrense akkumuleringen av fiksert biologisk slam. Slik turbulens kan bli dannet for eksempel ved intens innsprøyting av gassen i mediet. I denne henseende henvises til EP-A-0 549 443.
Dersom det er ønskelig å behandle forurensning som skyldes karbon og nitrogen samtidig, så er det mulig å finne fordelaktige løsninger forutsatt at materialene tjener som vekstmedium for en bestemt nitrerende biomasse, fordi veksten i denne er mye høyere enn ved fråvær av disse materialer (se EP-A-0 549 443), disse blir betegnet hybridkulturer.
Disse kjente systemer har imidlertid flere ulemper. Angående fremgangsmåten beskrevet over, så er således produksjonen av biologisk slam bundet til den normale vekst i metabolisme hos bakteriene som forurenser vannet. Videre blir de anvendte materialer med vekstmedium holdt på plass i reaksjonskammeret enten med en holderist (som slipper gjennom vann, men som understøtter materialet) eller ved hjelp av et spesifikt separasjonssystem. Den største ulempe med rister er at de blir tettet til.
I forhold til disse kjente systemer er målet med den foreliggende oppfinnelse å løse de følgende to tekniske problemer:
- hindre tetting av holderister posisjonert i utløpet for det behandlede vann,
- redusere mengden produsert slam sammenlignet med mengden slam som produseres med konvensjonelle metoder for utførelse av den samme biologiske rensing.
Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes således en biologisk reaktor for implementering av en fremgangsmåte for biologisk rensing av avløpsvann i hybridkulturer ved å benytte mikroorganismer hvor minst noen av disse er fiksert til faste bærerelementer som er brakt i bevegelse slik at det dannes turbulens i reaksjonsmediet, og intensiteten på turbulensen er slik at den reduserer produksjonen av biologisk slam, kjennetegnet ved at reaktoren innbefatter en innretning for å holde tilbake bærerne for mikroorganismene posisjonert oppstrøms i forhold til en innretning for å fjerne væske-strømmen som forlater reaktoren, og hvor innretningen for å holde tilbake bærerne for mikroorganismene omfatter: - en rist som er skråstilt med en vinkel (a) i forhold til vertikalaksen på mellom 0° og 30°, hvor avstanden mellom stengene i risten er slik at vann slipper gjennom, men ikke bærerpartiklene for mikroorganismene, - en skinne for luftinnsprøytning posisjonert ved foten av risten, med kontinuerlig eller intermitterende drift slik at risten spyles, og - et avbøyningspanel som er parallelt med risten og som er lokalisert oppstrøms i forhold til risten.
I det foregående er begrepet "oppstrøms" ment å angi forholdet til retningen for væskestrømmen fra den kommer inn i reaktoren og til den forlater denne.
Bærerelementene bringes i bevegelse slik at det dannes turbulens i reaksjonsmediet, hvor turbulensen har slik intensitet at den reduserer produksjonen av biologisk slam, og materialene som utgjør bærerelementene for mikroorganismene utsettes for en abrasiv virkning og for en rensevirkning samtidig som de beholdes i reaksjonsmediet. Disse materialer har en overflatetekstur som innbefatter områder som er beskyttet mot abrasjon og som tillater vekst av en biomasse som gir den biologiske aktivitet, og abrasive områder.
Det ønskede nivå på turbulensen for å oppnå de beste resultater ved implementering av fremgangsmåten, kan bli uttrykt med energien som tilføres gjennom luftingen og/eller omrøringsinnretningene. Fortrinnsvis er denne energi mellom 1 og 200 watt pr. m<3> reaktorvolum, og fortrinnsvis mellom 2 og 50 watt pr. m<3> reaktorvolum. Slike energi-nivåer pr. m kan være økonomisk gjennomførbare fordi det benyttes kompakte reaktorer.
Ifølge en foretrukket måte for implementering av fremgangsmåten, har bærermaterialet for mikroorganismene én dimensjon, langs hvilken som helst akse, som er mellom 2 og 50 mm.
Som nevnt over har bærermaterialet for mikroorganismene en slik overflatetekstur at overflaten har områder som er beskyttet mot abrasjon, og dette tillater vekst av en biomasse som gir den biologiske aktivitet, og abrasive områder som gjør det mulig i nærvær av et tilstrekkelig turbulensnivå (som definert over) å påføre friksjon på utvendige overflater av de andre partikler som er til stede i reaksjonsmediet.
Ved hjelp av oppfinnelsen vil således trekket med å sette bærerpartiklene for mikroorganismer i bevegelse, for eksempel ved å injisere en gass eller ved mekanisk omrøring, eller for øvrig ved en kombinasjon av disse to trekk, kombinert med det trekk at bærerpartiklene for mikroorganismene holdes tilbake i reaksjonsmediet samtidig som materialet utsettes for en abrasiv virkning og for en rensevirkning, gjøre det mulig på den ene side å redusere tettingen av ristene som holder tilbake bærermaterialet, og på den annen side i forhold til en metode som produserer samme rensing, redusere mengden biologisk renseslam som normalt genereres, og denne reduksjon er rundt 2 til 50 %.
Dette skyldes at den biologiske reaktor som benyttes ifølge oppfinnelsen, innbefatter en skråstilt rist utstyrt med en avbøyningsplate og med en luftinnsprøytnings-skinne som spyler overflaten på risten, og derved sikres at tettingen av sikten skjer mindre hurtig enn det som observeres i reaktorkar ifølge kjent teknikk. Det er blitt observert at strømmen med bærermateriale nær risten, med øket hastighet på grunn av at det er til stede en avbøyningsplate, hjelper til å fjerne faste materialer som er tilbøyelige til å bli avsatt på risten, og således er det mulig å redusere hastigheten på tettingen.
Det er også uventet blitt observert at med turbulens av en viss intensitet i reaksjonsmediet, vil produksjonen av biologisk slam bli redusert. Dette fenomen kan forklares med det faktum at turbulensen i mediet genererer friksjon slik at mikroorganismene fiksert i form av en biofilm, får en særlig metabolisme. Årsaken er at en svært høy abra-sjonsintensitet betyr at visse mikroorganismer må syntetisere substanser for å øke den mekaniske helhet på biofilmen. Når abrasjonsintensiteten er høy nok, slik at de fleste av mikroorganismene tilpasser seg denne særlige form for metabolisme, vil vekstutbyttet (som generelt defineres som den produserte mengde celler i forhold til mengde nedbrutt forurensningsmateriale) avta betraktelig. Dette resulterer i en markert minskning i mengde produsert slam sammenlignet med drift i fravær av turbulens.
Ved den foreliggende oppfinnelse må bærermaterialet for mikroorganismene ha stor overflate i forhold til volumet og fortrinnsvis må en del av denne overflate være beskyttet mot turbulensen og mot kollisjoner, som forklart over. Bærermaterialets overflateareal må være større enn 100 m<2> pr. m<3> materiale og abrasive utvekster er anbrakt på den utvendige overflate. Takket være det siste trekk, vil det være indre områder hvor mikroorganismer er i stand til å kolonisere i tilstrekkelig mengde til å oppnå den ønskede biologiske rensing. Den abrasive ytre overflate kan være kolonisert av mikroorganismer i form av en biofilm, men intensiteten på omrøringen og turbulensen vil være slik at denne biofilm er i en stadig gjenoppbygging, og derved styres metabolismen hos noen av mikroorganismene som utfører rensingen, mot en bestemt form for metabolisme. Derved begrenses produksjonen av biologisk slam.
Bærerelementene for mikroorganismene har fortrinnsvis en dimensjon mellom 2 mm og 50 mm. Bærerelementene består av for eksempel resirkulert plastmateriale, for eksempel polyetylen. Eksempler på bærerpartikler for mikroorganismer som kan benyttes ved den foreliggende oppfinnelse, skal beskrives mer detaljert nedenfor.
Den biologiske reaktor ifølge foreliggende oppfinnelse kan benyttes ved aerobe, anaerobe eller anoksiske biologiske behandlingsmåter eller behandlingssystemer hvor det ved driften benyttes en kombinasjon av disse tre måter.
Når reaktoren ifølge oppfinnelsen anvendes ved aerob rensing, så blir bærerpartiklene for mikroorganismer satt i bevegelse ved å sprøyte inn luft eller en inert gass med tilsatt oksygen, hvor gassmengden bestemmes slik at på den ene side sikres biologisk rensing, og på den annen side oppnås den nødvendige intensitet på turbulensen.
Når det gjelder anvendelse ved anaerob rensing eller anoksisk rensing, blir bærer-elemementene for mikroorganismene satt i bevegelse av fermenteringsgassen eller med et mekanisk rørersystem.
Ved en kombinert karbon/nitrogen-behandling som innebærer to trinn, et anoksisk trinn og et aerobt trinn, med resirkulering av det blandede slam fra det aerobe trinn til det anoksiske trinn, kan fremgangsmåten bli utført i ett eller begge trinnene, fortrinnsvis i det aerobe trinn for å immobilisere mikroorganismene som oksiderer ammoniakalsk nitrogen. Det er også mulig å utføre det anoksiske og det aerobe trinn i samme tank. Tanken blir da luftet med mellomrom og omrøringen under den anoksiske fase utføres med en annen, spesielt mekanisk innretning.
Ytterligere trekk og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil bli åpenbare ut fra beskrivelsen gitt nedenfor, med henvisning til de vedføyde tegninger som illustrerer et eksempel på implementeringen.
For å bringe frem fordelene oppnådd med oppfinnelsen når det gjelder a redusere produksjonen av slam, ble det benyttet en forsøksapparatur som er beskrevet nedenfor. De oppnådde resultater vil bli kommentert senere. Innretningen for å holde tilbake bærer-materialene for mikroorganismene benyttet i reaktoren ifølge oppfinnelsen, vil bli beskrevet senere.
Figurene:
- figur 1 er en skisse som viser forsøksapparaturen anvendt for å demonstrere reduksjonen i slamproduksjon takket være oppfinnelsen. - figurer 2a - 2c er kurver som viser resultatene oppnådd med oppfinnelsen med hensyn til eliminering av kjemisk oksygenforbruk. - figurer 3a og 3b er kurver som viser den kumulative mengde produsert slam som funksjon av den kumulative mengde kjemisk oksygenforbruk eliminert i hver av de to anvendte forsøksreaktorlinjer (figur 1) og for to forskjellige aldre på slammet. - figur 4 er en skjematisk skisse som viser holdeinnretningen benyttet i reaktoren ifølge oppfinnelsen.
- figur 5 er en skisse som viser en detalj på figur 4 i større skala.
- figurer 6, 7a, 7b og 8 viser skjematisk eksempler på mikroorganisme-bærermaterialer som kan bli anvendt ved fremgangsmåten.
For å demonstrere reduksjonen i produksjonen av biologisk slam oppnådd med oppfinnelsen, slik som nevnt over, ble det satt opp to helt identiske slamaktiverte reaktorlinjer. Begge reaktorer ble tilført det samme avløpsvann og driften skjedde under de samme driftsbetingelser. En linje utgjorde kontrollinjen (den er heretter betegnet "kontrollinje") som ikke inneholdt noe flytende bærermateriale for biomasse. Den andre linje (heretter kalt "testlinje") inneholdt et flytende bærermateriale for vekst av biomasse, i henhold til oppfinnelsen.
På figur 1 vises derfor begge forsøkslinjer. Hver linje omfattet en biologisk reaktor 8, en sedimenteringstank 10, en pH/temperaturføler 3 og en oksygenføler 2. Kommunalt avløpsvann som har gjennomgått en primær sedimentering, oppbevart i en lagringstank 4, blir via'en pumpe 5 ført til reaktoren 8. Utløpet fra reaktoren skjer via et overløp fra en separator 9 for væske/faststoff, til sedimenteringstanken 10. Det dekanterte vann forlater anlegget, mens noe av slammet resirkuleres tilbake til den biologiske reaktor 8 ved hjelp av en resirkulasjonspumpe 6. Slamoverskuddet fjernes ved hjelp av én spyler 11. Hver linje innbefatter en datamaskin 1 for analyse av oppnådde resultater. Den biologiske reaktor 8 omrøres ved hjelp av en mekanisk rører 7 og ved lufting når denne er i drift.
Når det gjelder bærermaterialet for biomassen, henvises leseren til slutten av den foreliggende beskrivelse hvor det gis noen få eksempler på dette.
Driften av testlinjen skjedde i henhold til prinsippene beskrevet over.
I tabell 1 nedenfor vises de viktigste egenskaper hos disse to reaktorlinjer.
I tabell 2 nedenfor er det gitt driftsbetingelser for kontrollinje og testlinje.
De to linjer hadde under drift en kontinuerlig tilførsel av avløpsvann og med en strømningshastighet som gjorde det mulig å anvende en midlere belastning på 1 kg kjemisk oksygenforbruk pr. m reaktorvolum pr. døgn.
Den biologiske reaktor 8 ble kjørt med både lufting og omrøring, og med bare omrøring. Denne driftsmåte gjorde det mulig å alternere de aerobe faser, sikre nitrifika-sjon av artene som inneholdt ammoniakk (angitt med N-NH4 i tabell 2) som var til stede i avløpsvannet (dvs. at de ble omdannet til oksiderte forbindelser slik som nitritter eller nitrater), og at de anoksiske faser for denitrifikasjon (dvs. omdannelse av de oksiderte forbindelser til molekylært nitrogen).
Denne driftsmåte gjorde at alle trinn for eliminering av nitrogenforurensningen kunne bli utført i den samme reaktor.
Under de aerobe faser ble konsentrasjonen av oppløst oksygen holdt på over 3 mg/l. Under de anoksiske faser ble en bestemt mengde organisk karbon, tatt fra den eksterne karbonkilde 12, tilsatt i reaktoren 8 for derved å redusere tiden som var nød-vendig for denitrifikasjonstrinnet.
Under forsøket varierte alderen på slammet (dvs. forholdet mellom den totale mengde biologisk slam inneholdt i forsøksinnretningen, sedimenteringstanken innbefattet, og mengden ekstrahert biologisk slam) mellom 3 og 8 døgn. Denne parameter ble justert med hastigheten på spylingen 11 av det biologiske slam.
Alle målinger som ble tatt angår parametrene som gjør det mulig å karakterisere balansen mellom forurensningene som kommer inn i og som forlater apparaturen: totalt og løselig kjemisk oksygenbehov, ammoniakalsk nitrogen N-NH4, nitritter og nitrater. Mengden slam ble kvantifisert på basis av suspenderte faste stoffer (SS) og flyktige suspenderte faste stoffer (VSS).
Slamproduksjonen ble beregnet som summen av slam ekstrahert med spyling, mengden slam som forlot anlegget i den dekanterte utløpsstrøm og akkumuleringen av slam i den biologiske reaktor (i fri form eller i fiksert form).
Et tilsynelatende biomasseutbytte, Y0bSJ dvs. forholdet mellom mengden produsert slam og mengden kjemisk oksygenforbruk fjernet med systemet, ble også beregnet.
De oppnådde resultater er illustrert på figurer 2a og 2c, som viser variasjonen i fjernet mengde som funksjon av tilført mengde. Disse tall viser at det ikke er noen vesentlige forskjeller, med hensyn til mengdene fjernet med kjemisk oksygenforbruk, mellom kontrollinjen og testlinjen.
Med henvisning til figurer 3a og 3b, så viser disse den kumulative mengde produsert slam som funksjon av den kumulative mengde fjernet med kjemisk oksygenforbruk, i hver av de to linjer (testlinjen og kontrollinjen) og for to forskjellige aldere på slammet. Kurvene illustrert med disse tall viser at mengden produsert slam, uttrykt på basis av mengde flyktige suspenderte, faste stoffer, er lavere i testlinjen enn i kontroll-linjen. Stigningsforholdet for hver kurve representerer det aktuelle biomasseutbytte, og således kan de oppnådde resultater bli sammenlignet. Det vil ses at for et slam med alder på 8 døgn, er biomasseutbyttet oppnådd i kontrollinjen 0,4 kg VSS/kg COD, mens det i testlinjen er 0,24 kg VSS/kg COD. Den observerte reduksjon er vesentlig (rundt 40 %). For et slam med alder 3 døgn er det tilsynelatende utbytte 0,44 for kontrollinjen og 0,32 for testlinjen, dvs. en reduksjon på 27 %. Vi vil minne om at den eneste forskjell mellom de to reaktorlinjer er at det i testlinjen er til stede et bærermateriale for vekstmediet, med en volumbasert fyllingsfaktor på 20 %.
Selv om de uventede resultater oppnådd på det nåværende trinn av forsøkene ved å implementere fremgangsmåten ikke kan forsvare formulering av en fullstendig teori, så er det imidlertid mulig å gi flere forklaringer.
For det første må man merke seg at de observerte forskjeller mellom resultatene oppnådd i kontrollinjen og testlinjen helt klart skyldes en forskjell i metabolisme hos mikroorganismene når de er fiksert til bæreren og satt i bevegelse ved mekanisk omrøring og/eller lufting: - det er klart at oppholdstiden i reaktoren er mye lenger for de fikserte bakterier enn for de frie bakterier. Følgelig vil selvdødeligheten være høyere og resultere i en lavere produksjon av slam. Denne faktor kan imidlertid alene ikke forklare en 27 til 40 % lavere slamproduksjon, som nevnt over; - de fikserte mikroorganismer og de flokkede bakteriepartikler som er til stede i kulturmediet i den biologiske reaktor i testlinjen blir utsatt for mekanisk arbeid som følge av omrøringen og abrasjonen mellom de partikkelformige materialer på grunn av kollisjoner mellom partiklene. Det er kjent at de fikserte mikroorganismer er strukturert som en biofilm og at denne biofilmens kohesjon oppnås med eksopolymerer syntetisert av bakteriene. Store mekaniske spenninger bidrar til at denne struktur ødelegges. For å opprettholde en biologisk aktivitet på materialet, kreves det derfor at bakteriene sørger for en kontinuerlig fremstilling av eksopolymerer. Resultatet er at syntetiseringen av disse polymerer blir en viktigere metabolisk vei enn produksjon av slam. Siden disse eksopolymerer enten er delvis bionedbrytbare, eller løselige, så er de involvert i abrasjons-mekanismen i utløpsvæsken.
En større reduksjon i slam med høyere alder på slammet, slik figurer 3a og 3b viser, vil støtte denne andre hypotese i og med at den mekaniske spenning påført biomassen vil vare lenger.
Det har vært vist over at anvendelse av bærermaterialer for veksten av mikroorganismer krever spesielle innretninger for å holde disse materialer i det biologiske reaktorkammer. En utførelsesform av de således benyttede holdeinnretninger skal nå illustreres med henvisning til figurer 4 og 5.
Disse figurer viser at denne holdeinnretning, som er anbrakt foran sjakten 17 ved utløpet fra reaktoren 13 for behandlet utløpsvann, omfatter hovedsakelig en rist 15 som er skråstilt i forhold til vertikalplanet med en vinkel a på fortrinnsvis mellom 0° og 30°. Avstanden mellom stengene i risten bestemmes slik at vann slipper igjennom, men ikke bærerpartiklene for mikroorganismene. Avstanden mellom disse stenger er derfor mindre enn den minste dimensjon på bærerpartiklene anvendt til å immobilisere mikroorganismene. Et avbøyningspanel 16 er anbrakt parallelt med risten, oppstrøms for den sistnevnte i reaktor 13. Ved nederste kant av rist 15 er det en luftinjeksjonsskinne 14 for å spyle risten kontinuerlig eller med mellomrom. Den kombinerte virkning av dette av-bøyningspanel 16 og den således produserte spyling medfører at den nedadstrømmende væske blir utsatt for en "luftheis"-virkning som også river med partiklene med bærermaterialer for mikroorganismevekst 18 (figur 5). Den således dannede strøm har to fordeler:
. - for det første vil bærermaterialpartiklene hjelpe til å holde risten 15 ren, og
- for det andre vil de høye mekaniske spenninger som påføres overflaten av bærermaterialpartiklene i dette område forbedre virkningen med slamreduksjon observert eksperimentelt og som forklart over.
Den behandlede utløpsvæske tatt ut fra den biologiske reaktor og som passerer gjennom rist 15, blir så fjernet med overløp ved hjelp av flomløp, til sjakten 17.
Angående bærerelementene for mikroorganismene, så er det i henhold til den foreliggende oppfinnelse mulig å anvende ethvert eksisterende materiale som er tilgjengelig kommersielt eller som kan bli tilvirket i henhold til de ovennevnte spesifikasjoner. Dette materiale må derfor ha følgende spesifikasjoner:
- én dimensjon, tatt langs en hvilken som helst akse, på mellom 2 og 50 mm,
- en bestemt overflatetekstur, nemlig tilstedeværelse av områder beskyttet mot abrasjon (som tillater vekst av en biomasse og som gir den biologiske aktivitet) og abrasive områder som gjør det mulig i nærvær av et høyt nok turbulensnivå, som definert over, å utøve friksjon på den utvendige overflate hos de andre partikler som er til stede i reaksjonsmediet.
Ved å ta de ovennevnte spesifikasjoner i betraktning, vil således en fagperson på området være i stand til å velge de materialtyper som er egnet for operasjonen som skal utføres. Noen få eksempler på materialer som kan anvendes, er gitt nedenfor.
Eksempel 1: Partikkelformig materiale
Bærerelementer for mikroorganismer blir dannet av granulatpartikler som kan oppnås ved resirkulering av plast, som beskrevet blant annet i FR-A-2 612 085. Figur 6 på de vedføyde tegninger illustrerer et eksempel på slike partikler som er i form av granulater med en svært irregulær utforming, med fordypninger 20 beskyttet mot abrasjon og utstikkende deler 19 som fremmer abrasjon. Størrelsen på disse granulater er mellom 2 og 5 mm, og deres eksponerte overfiateareal kan være mellom 5000 og 20.000 m<2>/m<3>.
Eksempel 2: Ekstrudert plast
I dette tilfelle ble bærerelementene for mikroorganismer dannet av ekstruderte og kuttede plastmaterialer. Figurer 7a og 7b på de vedføyde tegninger viser et belysende eksempel på et slikt element sett fra henholdsvis enden og siden. Dette element har sylindrisk utforming med ribber 21,22 anordnet på henholdsvis utvendig og innvendig overflate. De utvendige ribber 21 gjør at det finner sted en abrasiv virkning, mens de innvendige ribber 22 øker overflatearealet som er tilgjengelig for biomassen når den koloniserer. Størrelsen på disse bærerelementene kan være mellom 5 og 25 mm og det totale eksponerte overflateareal kan være mellom 100 og 1500 m /m .
Eksempel 3: Presstøpt eller sprøytestøpt plast
Det er kjent at det er på markedet mange typer pakningselementer for kolonner, og som har de nødvendige spesifikasjoner for å være fordelaktige med hensyn til den foreliggende oppfinnelse. Figur 8 på de vedføyde tegninger viser i perspektiv tre belysende eksempler på elementer av denne type. Generelt blir de kalt ringer. Størrelsen kan være mellom 10 og 50 mm og det eksponerte overflateareal kan være mellom 100 og 1000 m<2>/m<3>. For ringene vist på figur 8 kan de abrasive overflater være kantene på sylindrene 24 og de fordypede deler 23.
Det vil forstås at med denne type materiale, som spesielt er kjennetegnet ved større størrelse enn de forannevnte, vil det også være abrasjon på grunn av væsken som strømmer gjennom de indre områder. Ringene innbefatter indre ribber 25 for kolonisering av mikroorganismene.
Claims (1)
1. Biologisk reaktor for implementering av en fremgangsmåte for biologisk rensing av avløpsvann i hybridkulturer ved å benytte mikroorganismer hvor minst noen av disse er fiksert til faste bærerelementer som er brakt i bevegelse slik at det dannes turbulens i reaksjonsmediet, og intensiteten på turbulensen er slik at den reduserer produksjonen av biologisk slam,
karakterisert ved at reaktoren innbefatter en innretning for å holde tilbake bærerne for mikroorganismene posisjonert oppstrøms i forhold til en innretning for å fjerne væskestrømmen som forlater reaktoren (13), og hvor innretningen for å holde tilbake bærerne for mikroorganismene omfatter: - en rist (15) som er skråstilt med en vinkel (a) i forhold til vertikalaksen på mellom 0 og 30°, hvor avstanden mellom stengene i risten er slik at vann slipper gjennom, men ikke bærerpartiklene for mikroorganismene, - en skinne for luftinnsprøytning (14) posisjonert ved foten av risten, med kontinuerlig eller intermitterende drift slik at risten spyles, og - et avbøyningspanel (16) som er parallelt med risten og som er lokalisert oppstrøms
1 forhold til risten.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0102657A FR2821345B1 (fr) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Procede d'epuration biologique des eaux residuaires en cultures mixtes |
PCT/FR2002/000601 WO2002068344A1 (fr) | 2001-02-27 | 2002-02-15 | Procede d'epuration biologique des eaux residuaires utilisant des particules support de biofilm |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20033779D0 NO20033779D0 (no) | 2003-08-26 |
NO20033779L NO20033779L (no) | 2003-10-24 |
NO324103B1 true NO324103B1 (no) | 2007-08-13 |
Family
ID=8860499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20033779A NO324103B1 (no) | 2001-02-27 | 2003-08-26 | Biologisk reaktor for rensing av avlopsvann |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6984314B2 (no) |
EP (1) | EP1365996A1 (no) |
KR (1) | KR20030084953A (no) |
CN (1) | CN1209299C (no) |
AU (1) | AU2002241030B2 (no) |
BR (1) | BR0207573A (no) |
CA (1) | CA2438525A1 (no) |
DE (1) | DE02706863T1 (no) |
ES (1) | ES2213503T1 (no) |
FR (1) | FR2821345B1 (no) |
HU (1) | HUP0303842A3 (no) |
MX (1) | MXPA03007686A (no) |
NO (1) | NO324103B1 (no) |
PL (1) | PL365335A1 (no) |
RU (1) | RU2274609C2 (no) |
WO (1) | WO2002068344A1 (no) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7189281B2 (en) * | 2004-08-04 | 2007-03-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method and system for treating contaminants and odors in airborne emissions |
JP2008183501A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Anemosu:Kk | 流体混合器 |
SG146489A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-30 | Singapore Polytechnic | Bioremediation of hydrocarbon sludge |
FR2926810B1 (fr) * | 2008-05-15 | 2010-04-02 | Vinci Cosntruction France | Procede de purification biologique de l'eau et reacteur mettant en oeuvre le procede |
US8864993B2 (en) * | 2012-04-04 | 2014-10-21 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Process for removing ammonium from a wastewater stream |
CN104995138A (zh) * | 2012-12-19 | 2015-10-21 | 亚历山大·法斯本德 | 生物膜载体和包含生物膜载体的生物学过滤系统 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3764525A (en) * | 1970-01-30 | 1973-10-09 | Ecodyne Corp | Method for removing suspended solids from liquids |
US3957931A (en) * | 1970-12-18 | 1976-05-18 | Mass Transfer Limited | Fluid-fluid contact method and apparatus |
US4041113A (en) * | 1973-05-30 | 1977-08-09 | Mass Transfer Limited | Tower packing elements |
DE3137055A1 (de) * | 1981-09-17 | 1983-03-24 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | "verfahren und vorrichtung zur biologischen reinigung von abwasser" |
FR2533548B1 (fr) * | 1982-09-28 | 1985-07-26 | Degremont | Procede et appareil de traitement anaerobie d'eaux residuaires dans un filtre a remplissage de materiau granulaire |
US4681685A (en) * | 1985-06-25 | 1987-07-21 | Dorr-Oliver Inc. | Method and apparatus for concentrating bioparticles |
JPS62227498A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-06 | Kurita Water Ind Ltd | 流動床式嫌気性処理装置 |
JPH02214597A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-27 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 汚水の硝化処理装置 |
FR2649018B1 (fr) * | 1989-06-30 | 1991-09-13 | Degremont | Dispositif pour l'introduction d'un liquide dans un milieu constitue par un materiau granulaire, en vue de la fluidisation de ce materiau |
DE69104629T3 (de) * | 1990-01-23 | 2004-08-12 | Kaldnes Miljoteknologi A/S | Methode und reaktor zur reinigung von wasser. |
DE4009180A1 (de) * | 1990-03-22 | 1991-09-26 | Bayer Ag | Vorrichtung zum feststoffruecktransport in laengsdurchstroemten wirbelbettreaktoren zur abwasserreinigung mit traegerpartikeln |
SE517400C2 (sv) * | 1994-03-16 | 2002-06-04 | Kaldnes Miljoeteknologi As | Biofilmsbärare för vatten- och avloppsvattenrening |
JP2875765B2 (ja) * | 1995-02-17 | 1999-03-31 | ダイワ工業株式会社 | 高濃度排水の処理装置 |
WO1996037444A1 (fr) * | 1995-05-23 | 1996-11-28 | Ebara Corporation | Procede de traitement aerobie des eaux usees et bassin de traitement |
DE19539042C1 (de) * | 1995-10-20 | 1996-12-19 | Autec Abwasser Und Umwelt Tech | Anlage für die biologische Behandlung von Abwässern |
DE19754175A1 (de) * | 1997-01-24 | 1999-06-10 | Agro Drisa Gmbh Recycling Von | Vorrichtung zur intensivierten biologischen Abwasseraufbereitung |
US6007712A (en) * | 1997-02-28 | 1999-12-28 | Kuraray Co., Ltd. | Waste water treatment apparatus |
DE19929789C1 (de) * | 1999-06-29 | 2001-04-19 | Fischtechnik Fredelsloh Gmbh | Behälter mit einem von unten durchströmbaren, Rückschlagklappen aufweisenden Lochboden |
-
2001
- 2001-02-27 FR FR0102657A patent/FR2821345B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-02-15 US US10/469,038 patent/US6984314B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-15 EP EP02706863A patent/EP1365996A1/fr not_active Withdrawn
- 2002-02-15 PL PL02365335A patent/PL365335A1/xx unknown
- 2002-02-15 KR KR10-2003-7011295A patent/KR20030084953A/ko not_active Application Discontinuation
- 2002-02-15 RU RU2003128964A patent/RU2274609C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-02-15 BR BR0207573A patent/BR0207573A/pt not_active Application Discontinuation
- 2002-02-15 DE DE2002706863 patent/DE02706863T1/de active Pending
- 2002-02-15 ES ES02706863T patent/ES2213503T1/es active Pending
- 2002-02-15 CA CA002438525A patent/CA2438525A1/fr not_active Abandoned
- 2002-02-15 HU HU0303842A patent/HUP0303842A3/hu unknown
- 2002-02-15 WO PCT/FR2002/000601 patent/WO2002068344A1/fr not_active Application Discontinuation
- 2002-02-15 MX MXPA03007686A patent/MXPA03007686A/es active IP Right Grant
- 2002-02-15 AU AU2002241030A patent/AU2002241030B2/en not_active Ceased
- 2002-02-15 CN CNB028065662A patent/CN1209299C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-08-26 NO NO20033779A patent/NO324103B1/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030084953A (ko) | 2003-11-01 |
FR2821345B1 (fr) | 2003-11-14 |
CN1496336A (zh) | 2004-05-12 |
FR2821345A1 (fr) | 2002-08-30 |
DE02706863T1 (de) | 2004-05-19 |
NO20033779L (no) | 2003-10-24 |
CN1209299C (zh) | 2005-07-06 |
CA2438525A1 (fr) | 2002-09-06 |
PL365335A1 (en) | 2004-12-27 |
RU2003128964A (ru) | 2005-02-27 |
RU2274609C2 (ru) | 2006-04-20 |
AU2002241030B2 (en) | 2006-12-21 |
BR0207573A (pt) | 2004-04-27 |
EP1365996A1 (fr) | 2003-12-03 |
WO2002068344A1 (fr) | 2002-09-06 |
WO2002068344A9 (fr) | 2002-12-05 |
HUP0303842A3 (en) | 2008-03-28 |
NO20033779D0 (no) | 2003-08-26 |
US6984314B2 (en) | 2006-01-10 |
MXPA03007686A (es) | 2004-12-03 |
ES2213503T1 (es) | 2004-09-01 |
HUP0303842A2 (hu) | 2004-03-01 |
US20040084368A1 (en) | 2004-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7854843B2 (en) | Wastewater treatment method | |
Sirianuntapiboon et al. | Sequencing batch reactor biofilm system for treatment of milk industry wastewater | |
CA2466473C (en) | Integrated hydroponic and fixed-film wastewater treatment systems and associated methods | |
Yildiz | Water and wastewater treatment: Biological processes | |
CN101318758A (zh) | 一种气浮与生物滤池相结合的水处理工艺 | |
CN105776570B (zh) | 一种高密度生物增浓反应器及其用于高盐高氨氮有机化工废水的处理方法 | |
JP2008036529A (ja) | メタン発酵による排水処理方法及び装置 | |
ES2537065T3 (es) | Procedimientos de purificación biológica de residuos o agua residual | |
US20070102354A1 (en) | System for treating wastewater and a media usable therein | |
US20030209489A1 (en) | System and method for remediation of waste | |
CN208234621U (zh) | 原位治理黑臭水体的多级复合生物膜反应器 | |
NO324103B1 (no) | Biologisk reaktor for rensing av avlopsvann | |
KR100278798B1 (ko) | 수직형회전접촉여상법을이용한오,폐수정화처리장치및방법 | |
CN111689640A (zh) | 一种污水处理方法 | |
DK1361198T3 (en) | A method for water treatment and processing facility | |
Hedaoo et al. | Biological wastewater treatment | |
KR100353004B1 (ko) | 스미어에 의한 하수의 생물학적 고도처리공정 | |
Yerushalmi et al. | Removal of carbon, nitrogen and phosphorus from the separated liquid phase of hog manure by the multi-zone BioCAST technology | |
Ghangrekar | Aerobic Wastewater Treatment Systems | |
RU2305072C1 (ru) | Способ биологического удаления фосфора из сточных вод | |
Blanc et al. | Utilizing algal oxygen production for advanced wastewater treatment in a Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR)–the Biologically Aerated Reactor (BAR®) | |
Choi et al. | Dissolved organic matter and nitrogen removal by advanced aerated submerged bio-film reactor | |
KR20050045957A (ko) | 오폐수 처리 시스템 | |
CN1569697A (zh) | 利用浮水滤材的污、废水高度处理方法 | |
WO2007050775A1 (en) | System and method for treating wastewater and a growth supporting media usable therein |