PL158608B1 - Method of and apparatus for treating waste waters containing organic substances, in particular for efficient removal of phosphorus and nitrogen - Google Patents
Method of and apparatus for treating waste waters containing organic substances, in particular for efficient removal of phosphorus and nitrogenInfo
- Publication number
- PL158608B1 PL158608B1 PL1987265770A PL26577087A PL158608B1 PL 158608 B1 PL158608 B1 PL 158608B1 PL 1987265770 A PL1987265770 A PL 1987265770A PL 26577087 A PL26577087 A PL 26577087A PL 158608 B1 PL158608 B1 PL 158608B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- sludge
- aerobic
- tank
- anaerobic
- phosphorus
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 66
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 22
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 15
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 13
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 11
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 3
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 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
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
- C02F3/1215—Combinations of activated sludge treatment with precipitation, flocculation, coagulation and separation of phosphates
-
- 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
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- 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
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/308—Biological phosphorus removal
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
1. Sposób oczyszczania scieków zawierajacych organiczne substancje, zwlaszcza skute- cznego usuwania fosforu i azotu, w którym scieki traktuje sie m ikroorganizm am i mieszanej populacji w warunkach anaerobow ych, aerobowych i sem inanaerobow ych i na koncu obróbki oddzielony czynny szlam doprow adza sie do pierwszych scieków, znamienny tym, ze scieki zm ie sz a n e z czynnym szlamem prowadzi sie najpierw do anaerobowej strefy obróbki o pozio- mie tlenu ponizej 0 ,1 m g/l, w którym czas przebywania zasilajacych scieków wynosi nie wiecej niz 2,5 godziny, potem tak sferm entowany szlam prowadzi sie do aerobowej strefy obróbki o zawartosci rozpuszczonego tlenu wynoszacej co najmniej 2 m g/l, gdzie obciazenie szlamu aero- bowej strefy utrzymuje sie ponizej wartosci BSB5 (biologiczne zapotrzebow anie tlenu) wynosza- cej ponizej wartosci 0,25 kg BSB5/k g szlam u i dzien, nastepnie prow adzi sie dalej do sem inaero- bowej strefy obróbki po czym z seminaerobowej strefy dzialania prow adzi sie znów do areobowej strefy obróbki a potem oczyszczona i denitryfilowana wode oraz czynny szlam prowadzi sie do dodatkowej strefy osadzania, w której osadza sie czynny szlam. PL
Description
Przedmiotem wynalazku sposób oczyszczania ścieków zawierających organiczne substancje, zwłaszcza skutecznego usuwania fosforu i azotu oraz urządzenie do przeprowadzenia sposobu.
Zgodnie z wynalazkiem sposób oczyszczania ścieków obejmuje etapy anaerobowy, aerobowy i semianaerobowy. Kolejność poszczególnych etapów cząstkowych oraz maksymalne 30-minutowe przebywanie biomasy w zagęszczaczu dodatkowego osadnika obok rozkładu organicznych substancji odpadowych umożliwia skuteczniejsze w stosunku do dotychczasowych układów usuwanie azotu i fosforu za' pomocą metody mikrobiologicznej.
Wiadomo, że eutrofizacja czynnych zbiorowisk wodnych stanowi coraz większe zagrożenie, które powodowane jest w wodach przez wzbogacenie roślinnych substancji odżywczych (fosfor, azot). Biologiczne oczyszczanie ścieków, ze względu na mały stopień usuwania fosforu i azotu,
158 608 wymagało wprowadzenia do dotychczasowych układów trzeciego etapu oczyszczania. Podczas trzeciego etapu oczyszczania wodę odpływającą z drugiego etapu poddawano w specjalnym obiekcie procesowi denitryfikacji, przy czym należało zapewnić specjalne źródło węgla za pomocą alkoholu, melasy itd.
Fosfor usuwano przez dodanie soli wapnia, glinu albo żelaza i obróbkę osadu.
Trzeci etap oczyszczania wymagał dobudowania i uruchomienia następnych obiektów w celu dalszej obróbki szlamu.
Wynalazek polega na następujących zjawiskach biologicznych.
W początkowej fazie układu . anaerobowego rozkładu, powstające w kwasowej fazie związki o niskim ciężarze cząsteczkowym dostarczają dla aerobowych bakterii doskonałego substratu. W określonych warunkach rozkład organicznych substancji następuje w warunkach anaerobowych szybciej niż w warunkach aerobowych.
Podczas aerobowego rozkładu związany organicznie fosfor i azot zostają uwolnione i biorą udział w procesie biologicznym.
Rozmnażanie bakterii, które powodują rozpad cząsteczek azotynowych i azotanowych, odbywa się także w tak zwanych rowach oksydacyjnych, a nie tylko w samodzielnych obiektach ze szczególnym źródłem węgla (recyrkulacja w pojemniku napowietrzanie - dodatkowe osadzanie).
Na ogół wiadomo, że czynny szlam w strefie aerobowej akumuluje częsteczki ortofosforanu (/PO4/3), natomiast w anaerobowej strefie oddaje, uwalnia.
Poza tym wiadomo, że biomasa podczas jej wzrostu wiąże częsteczki fosforu i azotu i gdy nadmiar czynnego szlamu zostanie usunięty ze strefy aerobowej, także zakumulowany w aerobowej strefie fosfor zostaje usunięty z wody.
W układzie anaerobowym mogą stwarzać trudności pojawiające się bakterie produkujące metan, które ewentualnie dostają się ze ściekami.
Technologię sposobu według wynalazku oraz urządzenie potrzebne do zrealizowania technologii opracowano na podstawie doświadczeń i rozpoznań polegających na powyższych zjawiskach biologicznych. W nowym sposobie według wynalazku opracowano jednocześnie skuteczne usuwanie organicznych substanji odpadowych oraz fosforu i azotu, przez co zostaje podwyższona szybkość rozkładu substancji organicznych zawartych w odpadach i skrócony czas ich obróbki.
Sposób według wynalazku polega na tym, że ścieki zmieszane z czynnym szlamem prowadzi się najpierw do anaerobowej strefy obróbki o poziomie tlenu poniżej 0,1 mg/1, w którym czas przebywania zasilających ścieków wynosi nie więcej niż 2,5 godziny, potem tak sfermentowany szlam prowadzi się do aerobowej strefy obróbki o zawartości rozpuszczonego tlenu wynoszącej co najmniej 2 mg/1, gdzie obciążenie szlamu aerobowej strefy utrzymuje się poniżej wartości BSB5 (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) wynoszącej poniżej wartości 0,25 kg BSBs/kg szlamu i dzień, następnie prowadzi się dalej do semianaerobowej strefy obróbki po czym z semianaerobowej strefy działania prowadzi się znów do aerobowej strefy obróbki a potem oczyszczoną i denitryfikowaną wodę oraz czynny szlam prowadzi się do dodatkowej strefy osadzania, w której osadza się czynny szlam. Zamknięty od atmosferycznego powietrza anaerobowy zbiornik 2 posiada na górze odpływ, podzielony jest ścianą działową na dwa segmenty i ponad płytą denną na całej swej średnicy posiada szczelinę przepływową oraz wyposażony jest w co najmniej jedno mechaniczne mieszadło dla utrzymania biomasy w stanie zawiesiny, a w przednim segmencie zbiornika oddzielona jest przestrzeń mieszalna 2a o czasie przebywania 5 minut w celu wymieszania cyrkulującej biomasy i ścieków.
Semianaerobowy zbiornik 4 jest urządzeniem zamkniętym, które ścianą działową podzielone jest na dwa segmenty i wyposażone w co najmniej jedno mechaniczne mieszadło i u góry posiada odpływ, poza zawartością rozpuszczonego tlenu w recyrkulujących ściekach przychodzących z aerobowego zbiornika 3 nie posiada innego układu zapewniającego rozpuszczony tlen. Zagęszczacz szlamu dodatkowego osadnika 5 jest tak wymiarowany i rozmiar recyrkulacji szlamu 7 jest tak nastawiony, że czas przebywania oddzielonej biomasy (czynnego szlamu) w zagęszczaczu wynosi nie więcej niż 30 minut, że dodatkowy osadnik 5 wykazuje odpowiednie do obróbki powstającego podczas sposobu nadmiaru biomasy (nadmiar czynnego szlamu) 8 urządzenie 9, które składa się ze zbiornika zaopatrzonego w mieszadło odpowiednie do dekantowania wody
158 608 poszlamowej i urządzenia odpowiedniego do dozowania wodnych roztworów soli Ca2+ albo Al3+, albo Fe3+.
Technologiczny przebieg procesu sposobu według wynalazku przedstawiony jest na rysunku 1.
Ścieki 1 prowadzi się do przestrzeni mieszalnej 2a. Tu dochodzi także oddzielony w dodatkowym osadniku czynny szlam, biomasa 7. Zmienna z reguły zawartość tlenu w ściekach jest zużywana przez recyrkulujący w przestrzeni mieszalnej 2a czynny szlam 7, który posiada oddychanie tlenowe. Ścieki nie zawierające rozpuszczonego tlenu płyną do całkowicie przemieszanego anaerobowego zbiornika 2, w którym stężenie rozpuszczonego tlenu wynosi poniżej 0,1 mg/1. W anaerobowym zbiorniku 2 odbywa się anaerobowy rozkład substancji organicznych, tworzenie rozpuszczalnych w wodzie związków z organicznie związanego fosforu i azotu, poza tym czynny szlam oddaje fosfor zakumulowany w aerobowym zbiorniku 3. Ścieki znajdują się w anaerobowym zbiorniku 2 nie dłużej niż 2,5 godziny. W tym czasie przebywania można w prosty sposób zatrzymać rozmnażanie bakterii produkujących metan (CPU), a przez to wykazujących luźną strukturę, trudno osadzających się i rozmnażających się w aerobowym zbiorniku 3 bakterii nitkowatych.
Ścieki prowadzi się do aerobowego zbiornika 3, w którym zawartość rozpuszczonego tlenu przekracza wartość 2 mg/1. Zawartość czynnego szlamu w zbiorniku wynosi powyżej 3 g/1, co jest umożliwione przez praktyczny brak bakterii produkujących metan i bakterii nitkowatych, przez aerobową i semianaerobową florę bakteryjną.
Obciążenie aerobowego zbiornika 3 wymiarowuje się tak, że jego właściwe obciążenie szlamem wynosi poniżej wartości 0,25 kg BSBs/kg szlamu, przy czym BSB5 oznacza biologiczne zapotrzebowanie tlenu.
Do aerobowego zbiornika 3 przyłączony jest bezpośrednio semianaerobowy zbiornik 4.
Z aerobowego zbiornika 3 część ścieków prowadzi się do semianaerobowego zbiornika 4. Między obydwoma zbiornikami istnieje przepływ wymuszony, przy czym ilość szlamu wynosi 60-100% ilości wprowadzanych ścieków. Czas przebywania w semianaerobowym zbiorniku 4 wynosi 30-50 minut. Szlam prowadzony do zbiornika dochodzi tam z ilością rozpuszczonego tlenu wynoszącą 2-3 mg/1, to znaczy, że stężenie rozpuszczonego tlenu w pierwszym segmencie zbiornika przekracza wartość 0,1 mg/1, ale nie osiąga wartości 0,4 mg/1. Drugi segment semianaerobowego zbiornika już nie zawiera rozpuszczonego tlenu.
Z aerobowego zbiornika 3 rzadki szlam prowadzi się do dodatkowego osadnika 5, gdzie następuje rozdzielenie cieczy i czynnego szlamu. Czynny szlam prowadzi się do zagęszczacza dodatkowego osadnika. Zawartość rozpuszczonego tlenu w zagęszczaczu jest niska, w wielu przypadkach osiąga się wartość mniejszą niż 0,1 mg/1. Ze względu na to, że czynny szlam oddaje zakumulowany w warunkach aerobowych fosfor (/PO4/3), zawartość fosforu w odpływającej oczyszczonej wodzie 6 zależy także od czasu przebywania w zagęszczaczu szlamu. Stwierdzono, że czas przebywania czynnego szlamu w zagęszczaczu dłuższy niż 30 minut przy 100%-owej recyrkulacji podnosi wymierzalnie zawartość fosforu w odpływającej wodzie. W doborze pracującej instalacji czynny szlam można zagęścić w zagęszczaczu do około 2,5-krotnej jego gęstości.
Umieszczenie nadmiaru czynnego szlamu można urzeczywistnić wszystkimi rozwiniętymi dotychczas środkami. Właściwość nadmiaru czynnego szlamu 8 pochodzącego z wyżej opisanego sposobu polega jednak na tym, że oddaje on w aerobowych warunkach około 60% całego fosforu w postaci ortofosforanu. Ze względu na to, że w warunkach aerobowych szlam nie jest trwały, woda poszlamowa uwolniona przy obróbce szlamu ma bardzo wysoką zawartość fosforanu. Zawrócenie wody poszlamowej do świeżo doprowadzanych ścieków spowodowałoby przeciążenie urządzenia fosforem. Aby tego uniknąć, dodatkowy osadnik przejmujący szlam jest ściśle połączony z obrabiającym nadmiar czynnego szlamu zbiornikiem 9, w którym można utrzymywać czynny szlam w anaerobowych warunkach i po jednogodzinnym czasie przebywania uwolniony fosforan przeprowadza się przez dodanie soli Ca2+, Al3+ albo Fez+ w nierozpuszczalny osad. Po odstaniu osadu i czynnego szlamu ustalą wodę poszlamową, praktycznie wolną od fosforu można skierować ponowanie do ścieków.
158 608
Niżej przedstawione są właściwości urządzenia do przeprowadzenia technologii sposobem według wynalazku.
Urządzenie do oczyszczania ścieków zawierających organiczne substancje, zwłaszcza skutecznego usuwania fosforu i azotu składa się ze zbiorników anaerobowego 2, aerobowego 3, semianaerobowego 4, oraz dodatkowego osadnika 5 i urządzenia służącego do obróbki nadmiaru czynnego szlamu 9, przy czym anaerobowy zbiornik 2 zamknięty od atmosferycznego powietrza jest wyposażony w mieszadło, posiada na górze odpływ (przelew) i korzystnie w przednim segmencie zbiornika oddzielona jest przestrzeń mieszalna 2a w celu wymieszania recyrkulującej biomasy i ścieków, semianaerobowy zbiornik 4 stanowi urządzenie całkowicie zamknięte, wyposażone w mieszadło i poza zawartością rozpuszczonego tlenu w wodzie przechodzącej z aerobowego zbiornika 3 nie posiada innego układu dostarczającego rozpuszczony tlen, a zagęszczacz szlamu w dolnej części dodatkowego osadnika 5 jest tak zwymiarowany, że przy odpowiednio ustawionej recyrkulacji szlam czas przebywania oddzielonej biomasy w zagęszczaczu wynosi mniej niż 30 minut i że urządzenie do obróbki nadmiaru czynnego szlamu posiada zbiornik do dekantacji zaopatrzony w mieszadło i pojemnik odpowiedni do dozowania wodnych roztworów soli Ca2+ albo Al3+ albo Fe3+.
Przy budowie obiektów należy w każdym przypadku zapewnić pobór wody na górze obiektu. Połączenia zbiorników różnych stref na niższych wysokościach często nie jest wskazane ze względu na ich opróżnianie. Podział poszczególnych stref można tylko tak zapewnić, bez znaczącego zmniejszenia stopnia działania.
W celu usunięcia ze ścieków fosforu i azotu drogą biologiczną czyniono badania na całym świecie i również udzielono już szereg patentów w tym zakresie. Nie trzeba tu wyliczać węgierskich i zagranicznych patentów zajmujących się oczyszczaniem w trzecim etapie. Wymienia się tylko patenty, w których stosuje się układy anaerobowe, semianaerobowe i aerobowe jak na przykład opisy patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr US-PS nr 4 431 543, 4 460 470 i 4 431 538.
Przy porównaniu ze znanymi sposobami wynikają następujące różnice:
- w technologii według wynalazku po aerobowym przewietrzeniu wymagane jest tylko jednorazowe rozdzielenie faz,
- w celu uzyskania wolnej od tlenu anaerobowej strefy wykorzystuje się pojemność aerobowego oddychania, powstającej w sposobie biomasy przy zastosowaniu przestrzeni mieszanej nie stosuje się ani obojętnego gazu, ani innych metod,
- dla procesu denitryfikacji wykorzystuje się tę samą biomasę, to znaczy mieszaną populację bakterii, a do semianaerobowego zbiornika jako źródła węgla nie daje się w cząsteczkowym strumieniu ani organicznych substancji o małej liczbie atomów węgla (alkohol, cukier, kwas tłuszczowy itd.), ani ścieków,
- anaerobowe i semianaerobowe zbiorniki posiadają dwa segmenty. Posiadają one mechaniczne mieszadło i u góry odpływ,
- tą prostą metodą uzyskuje się wymagane rozdzielenie poszczególnych faz technologicznych,
- zawór wody poszlamowej czynnego szlamu jako ścieków zapewnia jednogodzinne anaerobowe odstanie, dodanie soli Ca2+, Ap+ albo Fe2+, utworzenie osadu i zdekantowanie wody poszlamowej,
- w sposobie według wynalazku nie stosuje się chemicznego wytrącania fosforanu, które prowadzi w przypadku zmiennego obciążenia fosforem do przedozowania chemikalii, co potem obniża szybkość rozkładu biologicznego życia i organicznych substancji.
Sposób według wynalazku wykazuje następujące korzyści.
Podczas anaerobowej obróbki wstępnej duże cząsteczki organicznych zanieczyszczeń rozkładają się na kwasy tłuszczowe o niskiej liczbie atomów węgla i inne cząsteczki, przez co bakteriom usuwającym fosfor oraz nitryfikującym i denitryfikującym dostarcza się łatwo przyswajalną substancję odżywczą.
W substancjach odpadowych mocno związany fosfor i azot zostają uwolnione.
Utrzymywanie obciążenia szlamu na niskiej wartości wymaga stosowania wysokiego stężenia szlamu. Oznacza to, że szlam powinien dobrze odstać się, co osiąga się przez zmianę anaerobowej i aerobowej strefy sposobu uniemożliwiając w ten sposób rozmnażanie nitkowatych i produkujących metan bakterii, mikroorganizmów.
158 608
Przez anaerobowy wstępny rozkład organicznych substancji odpadowych można w aerobowej strefie przez korzystne działanie łatwo przyswajalnej substancji odżywczej osiągnąć znacznie większą szybkość rozkładu.
Dzięki dobremu zaopatrzeniu aerobowej strefy w przyswajalne substancje odżywcze, zaabsorbowane substancje organiczne zapewniają nitryfikującym i denitryfikującym bakteriom dostateczne źródło węgla w czasie przebywania bakterii w strefie semianaerobowej i dlatego jest zbędne dalsze źródło węgla.
Przy stosowaniu biologicznej metody układ zapewnia usuwanie nadmiaru fosforu, a chemiczny odczynnik stosuje się tylko wówczas, gdy podczas obróbki nadmiaru czynnego szlamu woda poszlamowa czynnego szlamu powinna być zawrócona do układu.
Denitryfikacja odbywa się bez strumienia cząstkowego albo innego zewnętrznego źródła węgla.
Zgodnie z wynalazkiem w urządzeniu doświadczalnym przeprowadzono pomiary w układzie ścieków małego miasta liczącego 1000 mieszkańców. Urządzenie pracowało z nieosadzanymi uprzednio ściekami, najpierw w sposób dotychczasowy z całkowitym utlenieniem, a potem przestrzeń napowietrzania podzielono zgodnie ze sposobem według wynalazku na trzy strefy. Przy sposobie pracy z całkowitym utlenieniem zbiornik napowietrzania posiadał objętość 18,6 m3. Przy technologii według wynalazku objętość należących do strefy anaerobowej przestrzeni mieszalnej i zbiornika wynosił 4,4 m3, objętość zbiornika należącego do semianaerobowej strefy wynosiła
1,8 m3, zaś objętość należącej do strefy aerobowej komory napowietrzania wynosiła 12,4 m3.
Urządzenie doświadczalne pracowało także w układzie ścieków dużego miasta. Tam używano ścieki, które uprzednio poddano procesowi osadzania, i stosowano stały sposób pracy. W tabelach 1 -3 przedstawione są przeciętne wyniki poszczególnych technologicznych sposobów pracy, każdorazowo w ciągu dwu miesięcy. Przedstawione dane obejmują również czas wrabiania biomasy.
Tabela 1
Sposób eksploatacji z całkowitym utlenieniem Podawane ścieki Q = 36m3/dzień
| BSB5 mg/ml | Całkowity fosfor mg/l | Fosfor o-fosforanowy mg/l | Azot amonowy mg/l | Az.ot azotynowy wz.ględnie azotanowy < mg/l | Całkowity azot mg/l | |
| Dopływ | 237,4 | 15,3 | 8,2 | 31,7 | 0,1 | 61,0 |
| Odpływ | 9,0 | 10,2 | 6,8 | 5,0 | 14,8 | 45,9 |
| Stopień | ||||||
| skuteczności | ||||||
| oczyszczania % | 96,2 | 33,3 | 16,5 | 84,3 | — | 24,7 |
Tabela 2
Sposób eksploatacji metodą według wynalazku. Podawane ścieki Q = 52,7 m3/dzień
Azot
| BSBs mg/ml | Całkowity fosfor mg/l | Fosfor o-fosforanowy mg/l | Azot amonowy mg/l | względnie azotanowy Całkowity azot | ||
| mg/l | mg/l | |||||
| Dopływ | 226,1 | 16,1 | 17,3 | 30,0 | 0,1 | 53,4 |
| Odpływ | 10,8 | 6,5 | 5,0 | 5,0 | Ul | 19,8 |
| Stopień | ||||||
| skuteczności | ||||||
| oczyszczania % | 95,2 | 60,5 | 31,5 | 83,3 | — | 63,0 |
Ί
Tabela 3
Sposób eksploatacji technologią według wynalazku. Podawane ścieki Q = Ί4,6 m3/dzień
| BSBs mg/1 | Całkowity fosfor mg/1 | Fosfor o-fosforanowy mg/1 | Azot | |||
| Azot amonowy mg/1 | względnie azotanowy Całkowity azot | |||||
| mg/1 | mg/1 | |||||
| Dopływ | 131,Ί | !0,4 | 8,5 | 32,3 | 0,1 | 8Ί,5 |
| Odpływ | 6,6 | 4,4 | 3,6 | 6,5 | 1,6 | 21,4 |
| Stopień | ||||||
| skuteczności | ||||||
| oczyszczania % | 95 | 58,1 | 5Ί,6 | Ί9,9 | — | 62,8 |
Dane liczbowe tabel 1-3 dowodzą, że sposób według wynalazku w porównaniu z dotychczasowymi sposobami w obiekcie o takiej samej objętości (wyłączając objętość dodatkowego osadnika) przy utrzymaniu stopnia działania dla rozkładu substancji organicznych zapewnia przerób znacznie większej ilości ścieków. Przy przypadającym na jednostkę czasu większym właściwym obciążeniem azotem i fosforem nie zmienia się stopień działania nitryfikacji, podwaja się stopień usuwania azotu i fosforu. Skuteczność zgodnego z wynalazkiem przebiegu denitryfikcaji zapewnia to, że obok wysokostopniowej nitryfikacji zawartość azotu azotynowego względnie azotanowego w wodzie nie przekracza wartości 2 mg/1.
Fig. 1
Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 5000 zł.
Claims (4)
1. Sposób oczyszczania ścieków zawierających organiczne substancje, zwłaszcza skutecznego usuwania fosforu i azotu, w którym ścieki traktuje się mikroorganizmami mieszanej populacji w warunkach anaerobowych, aerobowych i seminanaerobowych i na końcu obróbki oddzielony czynny szlam doprowadza się do pierwszych ścieków, znamienny tym, że ścieki zmnieszane z czynnym szlamem prowadzi się najpierw do anaerobowej strefy obróbki o poziomie tlenu poniżej 0,1 mg/1, w którym czas przebywania zasilających ścieków wynosi nie więcej niż 2,5 godziny, potem tak sfermentowany szlam prowadzi się do aerobowej strefy obróbki o zawartości rozpuszczonego tlenu wynoszącej co najmniej 2 mg/1, gdzie obciążenie szlamu aerobowej strefy utrzymuje się poniżej wartości BSB5 (biologiczne zapotrzebowanie tlenu) wynoszącej poniżej wartości 0,25 kg BSBs/kg szlamu i dzień, następnie prowadzi się dalej do seminaerobowej strefy obróbki po czym z seminaerobowej strefy działania prowadzi się znów do areobowej strefy obróbki a potem oczyszczoną i denitryfilowaną wodę oraz czynny szlam prowadzi się do dodatkowej strefy osadzania, w której osadza się czynny szlam.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieszane z czynnym szlamem ścieki ze zbiornika zaopatrzonego w mieszalnik podzielonego ścianą działową na dwa segmenty anaerobowy i semianaerobowy odprowadza się na górze, a prowadzi przez ścianę działową na dole.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czynny szlam może być składowany w dodatkowym osadniku najwyżej 30 minut.
4. Urządzenie do oczyszczania ścieków zawierających organiczne substancje, zwłaszcza skutecznego usuwania fosforu i azotu, znamienne tym, że składa się ze zbiorników anaerobowego (2), aerobowcgo (3), seminaerobowego (4) oraz dodatkowego osadnika (5) i urządzenia służącego do obróbki nadmiaru czynnego szlamu (9), przy czym anaerobowy zbiornik (2) zamknięty od atmosferycznego powietrza jest wyposażony w mieszadło, posiada na górze odpływ, przelew i korzystnie w przednim segmencie zbiornika oddzielona jest przestrzeń mieszalna (2a) w celu wymieszania recyrkulującej biomasy i ścieków, seminaerobowy zbiornik (4) stanowi urządzenie całkowicie zamknięte, wyposażone w mechaniczne mieszadło i poza zawartością rozpuszczonego tlenu w wodzie przychodzącej z aerobowego zbiornika (3) nie posiada innego układu dostarczającego rozpuszczony tlen, a zagęszczacz szlamu w dolnej części dodatkowego osadnika (5) jest tak zwymiarowany, że przy odpowiednio ustawionej recyrkulacji szlamu czas przebywania oddzielonej biomasy w zagęszczaczu wynosi mniej niż 30 minut, a urządzenie do obróbki nadmiaru czynnego szlamu 9 posiada zbiornik do dekantacji zaopatrzony w mieszadło i pojemnik odpowiedni do dozowania wodnych roztworów soli Ca2+ albo Al3+ albo Fe3+.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU862103A HU205330B (en) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | Process for purifying sewage containing organic material, by increased removal of phosphorus and nitrogen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL265770A1 PL265770A1 (en) | 1988-08-18 |
| PL158608B1 true PL158608B1 (en) | 1992-09-30 |
Family
ID=10957771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1987265770A PL158608B1 (en) | 1986-05-19 | 1987-05-19 | Method of and apparatus for treating waste waters containing organic substances, in particular for efficient removal of phosphorus and nitrogen |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT395845B (pl) |
| CS (1) | CS275878B6 (pl) |
| DE (1) | DE3716782A1 (pl) |
| EG (1) | EG18700A (pl) |
| HU (1) | HU205330B (pl) |
| PL (1) | PL158608B1 (pl) |
| SU (1) | SU1688787A3 (pl) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5252214A (en) * | 1987-02-27 | 1993-10-12 | Gunter Lorenz | Biological dephosphatization and (de)nitrification |
| DE3706405A1 (de) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Guenter Dipl Ing Lorenz | Verfahren zur abwasserreinigung |
| GR1002427B (el) * | 1988-08-26 | 1996-09-06 | Jurgen Lorenz | Μεθοδος καθαρισμου λυματων. |
| DE4100685A1 (de) * | 1991-01-11 | 1992-07-16 | Sued Chemie Ag | Verfahren zum reinigen von phosphate und stickstoffverbindungen enthaltenden abwaessern |
| NZ257307A (en) * | 1992-11-06 | 1997-10-24 | Mini Public Works | Waste water treatment: use of activated sludge containing phosphorus-removing bacteria |
| WO1996011884A1 (en) * | 1994-10-17 | 1996-04-25 | Polytechnic University | Improved wastewater treatment process |
| WO1999065830A1 (en) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Boris Mikhailovich Khudenko | Mediated biological-abiotic waste treatment |
| WO2002012133A1 (de) | 2000-08-03 | 2002-02-14 | Bioclar, A.S. | Belebtschlammverfahren und vorrichtung zur behandlung von abwasser mit stickstoff- und phosphor-entfernung |
| GB0624167D0 (en) * | 2006-12-04 | 2007-01-10 | Univ Gent | Process and apparatus for the biological treatment of waste water |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4315821A (en) * | 1975-01-06 | 1982-02-16 | Du Pont Canada Inc. | Treatment of nitrogenous wastes |
| US4042493A (en) * | 1975-10-28 | 1977-08-16 | Union Carbide Corporation | Phosphate removal from BOD-containing wastewater |
| US4056465A (en) * | 1976-04-12 | 1977-11-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Production of non-bulking activated sludge |
| US4271026A (en) * | 1979-10-09 | 1981-06-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Control of activated sludge wastewater treating process for enhanced phosphorous removal |
| DK149767C (da) * | 1983-07-28 | 1987-02-23 | Krueger As I | Fremgangsmaade til biologisk rensning af spildevand |
| US4650585A (en) * | 1984-04-17 | 1987-03-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for minimizing diurnal swing in phosphorus content of effluent streams from wastewater treating plants |
-
1986
- 1986-05-19 HU HU862103A patent/HU205330B/hu not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-05-08 AT AT0117387A patent/AT395845B/de not_active IP Right Cessation
- 1987-05-18 EG EG28787A patent/EG18700A/xx active
- 1987-05-19 DE DE19873716782 patent/DE3716782A1/de active Granted
- 1987-05-19 CS CS873628A patent/CS275878B6/cs unknown
- 1987-05-19 SU SU874202577A patent/SU1688787A3/ru active
- 1987-05-19 PL PL1987265770A patent/PL158608B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT44746A (en) | 1988-04-28 |
| DE3716782C2 (pl) | 1992-09-17 |
| ATA117387A (de) | 1992-08-15 |
| HU205330B (en) | 1992-04-28 |
| CS275878B6 (en) | 1992-03-18 |
| PL265770A1 (en) | 1988-08-18 |
| AT395845B (de) | 1993-03-25 |
| EG18700A (en) | 1995-09-30 |
| SU1688787A3 (ru) | 1991-10-30 |
| DE3716782A1 (de) | 1987-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Diamadopoulos et al. | Combined treatment of landfill leachate and domestic sewage in a sequencing batch reactor | |
| US4867883A (en) | High-rate biological waste water treatment process using activated sludge recycle | |
| US5182021A (en) | Biological process for enhanced removal of ammonia, nitrite, nitrate, and phosphate from wastewater | |
| US5288405A (en) | Wastewater treatment with enhanced biological phosphorus removal and related purification processes | |
| KR100524426B1 (ko) | 다단계 이중 사이클 유입 방법 | |
| US3462360A (en) | Waste treatment | |
| US6117323A (en) | Process for the biological treatment of wastewater with periods of biomass starvation | |
| US4917805A (en) | Cyclical complete mix activated sludge process | |
| AU2661292A (en) | Method and system for biologically removing nitrogen from wastewater | |
| US6830689B2 (en) | Process for removing phosphorus from wastewater utilizing a triple basin wastewater treatment system | |
| US5525231A (en) | Method of operating a sequencing batch reactor | |
| US4190539A (en) | Apparatus for on-site renovation of sanitary waters | |
| PL158608B1 (en) | Method of and apparatus for treating waste waters containing organic substances, in particular for efficient removal of phosphorus and nitrogen | |
| WO1988008410A1 (en) | High-rate biological waste water treatment process using activated sludge recycle | |
| CN208732851U (zh) | 一种mbbr高标准污水处理系统 | |
| CA2300719A1 (en) | Membrane supported biofilm process | |
| KR100229237B1 (ko) | 분뇨의 고도 처리 방법 및 그 장치 | |
| CZ2003948A3 (cs) | Způsob a zařízení pro úpravu odpadní vody se zvýšenou redukcí pevných látek | |
| GB2228930A (en) | Removal of nitrogen and phosphorus from sewage | |
| KR100403864B1 (ko) | 유기물의 부식화에 의한 폐수의 처리방법 | |
| EP0849230A1 (en) | Dual-stage biological process for removing nitrogen from wastewater | |
| Goronszy et al. | Biological phosphorus removal in a fed-batch reactor without anoxic mixing sequences | |
| KR100438323B1 (ko) | 생물학적 고도처리에 의한 하수, 폐수 처리방법 | |
| KR0129831B1 (ko) | 탈인, 탈질을 위한 하수처리공정 | |
| KR100217358B1 (ko) | 질소 및 인의 생물학적 제거방법 |