PL168378B1 - Sposób oczyszczania wody zawierajacej siarczki PL PL PL PL - Google Patents

Sposób oczyszczania wody zawierajacej siarczki PL PL PL PL

Info

Publication number
PL168378B1
PL168378B1 PL91293028A PL29302891A PL168378B1 PL 168378 B1 PL168378 B1 PL 168378B1 PL 91293028 A PL91293028 A PL 91293028A PL 29302891 A PL29302891 A PL 29302891A PL 168378 B1 PL168378 B1 PL 168378B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reactor
sludge
sulfur
sulphides
sulfide
Prior art date
Application number
PL91293028A
Other languages
English (en)
Other versions
PL293028A1 (en
Inventor
Cees Jan Nico Buisman
Original Assignee
Pacques Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL9000880A external-priority patent/NL9000880A/nl
Priority claimed from NL9000878A external-priority patent/NL9000878A/nl
Priority claimed from NL9000879A external-priority patent/NL9000879A/nl
Priority claimed from NL9000877A external-priority patent/NL9000877A/nl
Application filed by Pacques Bv filed Critical Pacques Bv
Publication of PL293028A1 publication Critical patent/PL293028A1/xx
Publication of PL168378B1 publication Critical patent/PL168378B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/06Aerobic processes using submerged filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/06Preparation of sulfur; Purification from non-gaseous sulfides or materials containing such sulfides, e.g. ores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/345Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used for biological oxidation or reduction of sulfur compounds
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00Liquid purification or separation
    • Y10S210/902Materials removed
    • Y10S210/903Nitrogenous
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00Liquid purification or separation
    • Y10S210/902Materials removed
    • Y10S210/911Cumulative poison
    • Y10S210/912Heavy metal

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

1. Sposób oczyszczania wody zawierajacej siarczki, polegajacy na utlenianiu siarczków w reaktorze przy zastosowaniu osadu zawierajacego bakterie tlenowe, znam ienny tym , ze w reaktorze stosuje sie obciazenie osadu wynoszace co najmniej 10 mg siarczków na mg azotu obecnego w osadzie na godzine, przy czym obciazenie osadu oblicza sie w stosunku do czesci osadu utleniajacej siarczki. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania wody zawierającej siarczki, zwłaszcza ścieków. W szczególności wynalazek dotyczy sposobu oczyszczania wody zawierającej siarczki lub zawierającej związki siarki na wyższych stopniach utlenienia, takie jak siarczany, siarczyny i tiosiarczany, która może również zawierać substancję organiczną, polegającego na utlenianiu związków siarki w reaktorze przy użyciu osadu (biomasy), zawierającego bakterie tlenowe.
Obecność w ściekach związków siarki, takich jak siarczki, ma wiele niepożądanych konsekwencji, takich jak:
- działanie korozyjne na beton i stal,
- wysokie zapotrzebowanie tlenu (CZT), doprowadzające do wyczerpania tlenu w wodach odbiornika ścieków, pociągającego za sobą zanieczyszczenie środowiska i/lub wysokie kary za zanieczyszczanie środowiska,
- działanie toksyczne na ludzi i zwierzęta,
- silny odór.
Chociaż siarczki mogą być usunięte ze ścieków przez utlenianie chemiczne, coraz większego znaczenia nabierają metody oczyszczania biologicznego. Biologiczne usuwanie siarcz168 378 ków może być przeprowadzone z użyciem fototropowych bakterii siarkowych (czemu towarzyszy również wytwarzanie siarki), jak również z użyciem bakterii denitryfikujących. Siarczki mogą być również przekształcone w siarczany przez bakterie tlenowe w osadzie czynnym. Wytwarzanie siarki przy pomocy bakterii tlenowych jest korzystniejsze niż stosowanie bakterii fototropowych, ponieważ konwersja tlenowa przebiega znacznie szybciej niż konwersja beztlenowa (fototropowa) a dostarczanie światła do mętnego reaktora siarkowego nie jest łatwe, podczas gdy tlen może być dostarczany do reaktora tlenowego bez problemów w prosty sposób. W przypadku bakterii denitryfikujących niezbędny jest azotan.
Do zalet konwersji siarczku do siarki zamiast do siarczanu należą:
- znacznie mniejsze zapotrzebowanie tlenu, a tym samym energii,
- dużo szybszy przebieg procesu,
- wytwarzanie mniejszej ilości osadu biologicznego,
- brak w wodach odpływowych siarczanu i tiosiarczanu,
- możliwość ponownego wykorzystania siarki.
Sposób usuwania siarczków ze ścieków przez utlenianie siarczku do siarki elementarnej jest znany z holenderskiego zgłoszenia patentowego 8 801 009, według którego wytwarzanie siarki można ułatwić przez dostarczanie tlenu w ilości niższej niż ilość stechiometryczna, potrzebna do utworzenia siarczanu. Chociaż przy zastosowaniu tego znanego sposobu wytwarza się znaczna ilość siarki, istnieje potrzeba ulepszenia tej produkcji w celu zminimalizowania wypływu rozpuszczalnych związków siarki, takich jak siarczki i siarczany.
Inny problem, który dotyczy biologicznych układów ściekowych, polega na tym, że siarczki działają w sposób niepożądany na efektywność oczyszczania i retencję osadu podczas tlenowego oczyszczania ścieków w oparciu o proces, w którym stosuje się osad czynny. Jednym z powodów jest to, że w oczyszczalniach ścieków mogą rozmnażać się bakterie utleniające siarczki (włókienkowate), takie jak bakterie z rodzaju Thiothrix i Beggiatoa. Te bakterie włókienkowate przeszkadzają w efektywnym osadzaniu się osadu, powodując jego wymywanie (wypęcznianie). Ma to dwa rodzaje niepożądanych konsekwencji:
a: zmniejszenie aktywności oczyszczalni ścieków, a w rezultacie zmniejszenie sprawności oczyszczania;
b: wzrost kar jako wynik zwiększenia obciążenia CZT przez wymywany osad.
Obecność w ściekach wysokich ilości innych związków siarki, na przykład zawartość siarki większa niż 350-500 mg S/l, lub siarkowe chemiczne zapotrzebowanie tlenu (CZT/S) mniejsze niż 10, również stwarza trudności przy beztlenowym oczyszczaniu ścieków, ponieważ tworzący się siarczek hamuje bakterie wytwarzające metan. Jednakże generalnie beztlenowe oczyszczanie ścieków ma zalety w porównaniu z oczyszczaniem tlenowym: niskie zużycie energii, mały wzrost osadu, produkcja metanu, itd. A zatem istnieje wielkie zapotrzebowanie na proces, umożliwiający beztlenowe oczyszczanie organicznych wód odpływowych, nawet gdy zawierają one wysokie ilości związków siarki.
Sposób beztlenowego oczyszczania ścieków zawierających związki siarki jest znany z europejskiego zgłoszenia patentowego 0 241 999, według którego ścieki zawierające siarczany oczyszcza się beztlenowo, w trakcie czego siarczany ulegają redukcji do siarczków. Siarczki są następnie usuwane ze ścieków w postaci siarkowodoru (H2S). Sposób ten ma wady, polegające na tym, że muszą być podjęte pewne środki (ustawienie pH) w celu zapewnienia usunięcia siarczków z wody w wystarczającym stopniu oraz że siarkowodór musi być następnie oddzielony od metanu i innych gazów, co z kolei prowadzi do odcieku, który nie może być łatwo zużytkowany. Ponadto, jeśli obciążenie siarczkami jest duże, zachodzi również zatruwanie bakterii beztlenowych.
Jest ogólnie znane, że obecność metali ciężkich, nawet w bardzo niskich stężeniach, jest niepożądana z powodu wysokiej toksyczności dla człowieka, roślin i zwierząt. Tradycyjne metody usuwania, takie jak tworzenie i wydzielanie wodorotlenków, osmoza odwrócona i wymiana jonowa, są skomplikowane i nie dają oczekiwanych rezultatów.
Sposób usuwania związków siarki i jonów metali ciężkich z wody jest znany z międzynarodowego zgłoszenia patentowego WO 80/02281. Zgodnie z tym sposobem, bakterie redukujące siarczany namnaża się w fermentorach w obecności roztworu pożywki i części ścieku, który ma
168 378 być oczyszczany, a wytwarzany wodny roztwór siarczku doprowadza się do osadnika razem z pozostałą masą ścieków. Siarczki metali osadzają się w osadniku w postaci kłaczkowatego osadu, zwłaszcza jeśli ścieki zawierają jony żelaza (III). Wśród metali, które mogą być strącone wymienione są Pb, Hg, Cd, Fe, Cu, Ni, Zn, Co, Mg i Ag. Jednakże ten znany sposób nie zapewnia całkowitego usunięcia siarczanów i/lub siarczków.
Stwierdzono, że wytwarzanie siarki można ułatwić przez zastosowanie sposobu oczyszczania wody zawierającej siarczki, polegającego na utlenianiu siarczków w reaktorze, przy zastosowaniu osadu zawierającego bakterie tlenowe, charakteryzującego się tym, że w reaktorze stosuje się obciążenie osadu, wynoszące co najmniej 10 mg siarczku na -mg azotu obecnego w osadzie na godzinę, przy czym obciążenie osadu oblicza się w stosunku do części biomasy, utleniającej siarczki.
Niezbędne w sposobie według wynalazku minimum obciążenia siarczkami wyraża się korzystnie jako obciążenie siarczkami osadu, to jest ilość siarczków, która jest obecna w reaktorze tlenowym na jednostkę czasu w odniesieniu do masy bakterii osadu utleniających siarczki. Obciążenie osadu wynosi co najmniej 10 mg S na mg N na godzinę. Ilość bakterii (biomasy) oznacza się na podstawie jego zawartości azotu. Stwierdzono, że obciążenie osadu siarczkami mniejsze niż l0 mg S/mg N.h prowadzi do tworzenia się prawie wyłącznie siarczanów, co generalnie nie jest korzystne, ponieważ siarczany nie mogą być w dogodny sposób wydzielone ze ścieków oczyszczonych, podczas gdy siarka elementarna, która tworzy się przy wyższych obciążeniach osadu, może być łatwo wydzielona. Stosuje się korzystnie obciążenie osadu, wynoszące co najmniej 20 mg S/mg N.h, a bardziej korzystnie co najmniej 30 mg S/mg N.h. Obciążenia osadu wynoszące około 35 mg S/mg N.h i wyższe, wydają się powodować w większości przypadków wyłącznie powstawanie siarki elementarnej.
Dla celów tego wynalazku rozumie się, że określenie siarczki obejmuje wszystkie rodzaje jonowych nieorganicznych lub niejonowych cząstek siarki dwuwartościowej, takie jak siarczek (S2'), w°dorosiarczek (HB'), siarkowodór i odpowiadające cząstki wielosiarczkowe.
Ścieki rozumie się jako określenie dowolnego płynu wodnego, zawierającego co najmniej jeden składnik, który ma być z niego usunięty, taki jak związek siarki.
Osad stosowany w reaktorze tlenowym zawiera bakterie utleniające siarkę, na przykład rodzaje Thiobacillus i Thiomicrospira.
Obciążenie osadu, które ma być stosowane w sposobie według wynalazku, można uzyskać przez dobranie odpowiedniego czasu retencji ścieków w reaktorze tlenowym lub przez ustawienie innych parametrów, takich jak ilość osadu w reaktorze, stężenie siarczków w ściekach lub stężenie tlenu.
Stwierdzono, że stężenie tlenu nie jest parametrem krytycznym w sposobie według wynalazku. Może ono zmieniać się w szerokim zakresie i będzie korzystnie usytuowane w zakresie 0,1 -9,0 mg O2, bardziej korzystnie około 4 mg O2 na litr substancji obecnej w reaktorze.
Obciążenie osadu w sposobie według wynalazku jest nieoczekiwanie wysokie w porównaniu ze sposobami znanymi. Jest to zilustrowane w tabeli A. W konwencjonalnych sposobach tlenowych obciążenie osadu wynosi poniżej 0,1 mg S/mg N.h.
Tabela A
Obciążenie osadu siarczkami (mg S/mg-N.h) Produkcja siarki jako procent całkowitego obciążenia siarczkami
0-10 0
10-20 0-75
20-30 75-95
30-35 95-100
>35 100
W tabeli A ilość osadu (biomasy) wyrażono jako zawartość azotu w bakteriach. W celu obliczenia z tego wyrażenia suchej masy, liczba musi być pomnożona przez czynnik 8,3. Z tabeli
168 378
A wynika w sposób oczywisty, że możliwe jest przekształcenie całej zawartości siarczków w siarczan przez zastosowanie obciążenia osadu powyżej 35 mg S/mg-N.h.
Sposób według wynalazku korzystnie prowadzi się tak, że biomasę stosuje się w reaktorze, przy czym jest ona zawarta w postaci błon biologicznych, związanych z materiałem nośnika. Do odpowiednich materiałów nośnych należą dowolne znane do tego celu materiały polimeryczne lub inne, takie jak poliuretan, polietylen, polipropylen, PCW, itp.
Sposobem tym korzystnie otrzymuje się siarkę jako jedyny, lub potencjalnie jedyny produkt. Może być ona dogodnie wydzielona ze ścieków wodnych po oczyszczeniu przez filtrację, wirowanie, osadzanie, itp. W celu uniknięcia powstawania cząstek siarki na wyższych stopniach utlenienia, stężenie siarczków w odciekach z reaktora wytwarzającego siarkę utrzymuje się na minimalnym poziomie, który jest jeszcze dopuszczlany; korzystnie stężenie to jest zawarte w zakresie 0,5 - 30 mg S2' na litr ścieków oczyszczonych.
Wartości, jakie wymieniono w tabeli A, mają zastosowanie tylko do strumieni wodnych nie zawierających substancji organicznych. Jeśli w ściekach obecna jest substancja organiczna, będzie przyrastać dodatkowa biomasa, która nie utlenia siarczków, powodując, że zawartość azotu w biomasie całkowitej stanie się wyższa niż zawartość, na której oparta jest tabela A. W przypadku, gdy w ściekach obecne są substancje organiczne, jako parametr określający stopień konwersji siarczków do siarki elementarnej może być używane powierzchniowe obciążenie siarczkami (przez powierzchnię rozumie się powierzchnię błony biologicznej). Wartości tego parametru są wymienione w tabeli B.
Tabela B
Obciążenie powierzchniowe siarczkami (g S/m2.dzień) Produkcja siarki jako procent całkowitego obciążenia siarczkami
0-10 0-80
10-20 80-95
20-25 95-100
>25 100
A zatem sposób według wynalazku korzystnie prowadzi się przy powierzchniowych obciążeniach siarczkami wynoszących co najmniej 10 g S/mr.dzień i więcej, korzystnie 20 - 25 g S/m2.dzień. Jeśli substancja organiczna nie jest obecna, mogą być stosowane wartości podane w tabeli A.
Stwierdzono, że w sposobie według wynalazku pH w reaktorze tlenowym nie powinno przekraczać 9,0. Niższa granica pH nie jest parametrem krytycznym; może ono wynosić poniżej 5, ponieważ wiadomo jest, że bakterie utleniające siarkę rozmnażają się przy pH tak niskim jak 0,5.
Minimum obciążenia siarczkami w reaktorze, niezbędne do uzyskania efektywnej konwersji siarczków, może być również zastosowane w procesie dwuetapowym, w którym
a) co najmniej część siarczku utlenia się do siarki elementarnej w pierwszym reaktorze tlenowym,
b) ciecz otrzymaną w etapie a), zawierającą siarkę elementarną i ewentualnie siarczki i inne składniki, doprowadza się do drugiego reaktora tlenowego, w którym siarkę i siarczki utlenia się do siarczanów. Pomiędzy etapy a) i b) można wprowadzić etap rozdzielania w celu usunięcia większej części siarki w postaci elementarnej.
Jest to szczególnie korzystne przy oczyszczaniu wody, w której przy normalnych warunkach oczyszczania doszłoby do niepożądanego rozwoju bakterii włókienkowatych, takich jak rodzaje Thiothrix i Beggiatoa. Może tak być w przypadku wody, zawierającej oprócz siarczków duże ilości zanieczyszczeń organicznych. Minimalne obciążenie siarczkami może być wyrażone jako minimum ilości siarczków na jednostkę wagi biomasy na godzinę, tak jak zdefiniowano powyżej. Może być ono wyrażone także jako minimum ilości siarczków na litr substancji obecnej
168 378 w pierwszym reaktorze tlenowym na godzinę. W tym przypadku minimum obciążenia siarczkami wynosi 25 mg S/l.h.
Zaskakujące jest, że wzrost obciążenia siarczkami pierwszego reaktora, to jest wzrost stężenia siarczków, skrócenie czasu oczyszczania i/lub zmniejszenie oczyszczanej objętości powodują poprawę efektywności zarówno w odniesieniu do usuwania siarczków jak i drugiego tlenowego oczyszczania z innych zanieczyszczeń. W szczególności sposób niniejszy pozwala na poprawę retencji osadu w drugim etapie oczyszczania tlenowego. Jest to zilustrowane w tabeli C, która przedstawia wyniki otrzymane przy zastosowaniu reaktora takiego jak reaktor opisany w holenderskim zgłoszeniu patentowym 8 801 009 (do konwersji siarczków w siarkę).
Tabela C
Wynik po dwóch tygodniach
Efektywność CZT Wypęcznianie
proces dwuetapowy (wynalazek) 76 bardzo małe
proces jednoetapowy (tradycyjny) 52 rozległe
Wpływ zmian parametrów procesu na efektywność usuwania siarczków i wzrost bakterii włókienkowatych jest zilustrowany w tabeli D.
Tabela D
Prędkość przepływu (l/h) Czas retencji hydraulicznej (h) Stężenie siarczków we wcieku (mgS2'/1.h) Obciążenie siarczkami (mgS2-/1.h) Stężenie siarczków w odcieku (mgS2-/1) Wzrost Thiothrix/Beg- giatoa
75 0,3 140 525 14
15 1,3 140 105 25 -
1,5 13,3 140 10,5 0,5 ++
15 1.3 25 18,8 2,0 ++
71 0,3 3,0 10,5 0,0 ++
Z tabeli D wynika, że sam czas retencji hydraulicznej oraz samo stężenie siarczków w ściekach nie określają bezpośrednio sprawności pierwszego oczyszczania tlenowego. Z drugiej strony przy obciążeniu siarczkami niższym niż 20 mg S271.h zachodzi znaczny wzrost niepożądanych bakterii włókienkowatych utleniających siarkę. A zatem minimum obciążenia siarczkami w sposobie według wynalazku powinno wynosić 25 mg S/1.h. Obciążenie siarczkami korzystnie wynosi co najmniej 50 mg S/l.h, a bardziej korzystnie co najmniej 100 mg S/l.h. Na ogół nie stosuje się obciążeń siarczkami przewyższających 1000 mg S/l.h, ponieważ rezultatem tego mogłyby być niedopuszczalne szybkości przepływu. A zatem wysoko stężone strumienie ścieków przed oczyszczaniem korzystnie rozcieńcza się.
W wyniku utleniania siarczków w procesie dwuetapowym może powstawać siarka elementarna i/lub siarczan, zależnie od czasu retencji i stężenia tlenu. W większości przypadków korzystne jest utlenianie siarczków do siarki, ponieważ siarka może być bardziej dogodnie usuwana przez osadzanie, flokulację lub filtrację. Do tego celu stosuje się ograniczoną ilość tlenu.
Siarczki utlenia się w pierwszym reaktorze tlenowym o stosunkowo małej wielkości i mającym wysokie prędkości przepływu (czas retencji: kilkadziesiąt minut do kilku godzin), a inne składniki utlenialne usuwa się następnie w reaktorze tlenowym o stosunkowo dużej wielkości i mającym długie czasy retencji (na przykład 24 godziny).
Urządzenie do oddzielania siarki elementarnej może być umiejscowione między dwoma reaktorami. W rezultacie otrzymuje się ścieki oczyszczone w dużym stopniu lub całkowicie pozbawione związków siarki.
168 378
Sposób według wynalazku może być również stosowany do beztlenowego oczyszczania ścieków, nawet jeśli zawierają one duże ilości związków siarki i według tego sposobu mogą być one oczyszczone ze związków siarki w wysokim stopniu.
Związki _____j_ siarki itdukujc się do siarczków w reaktorze beztlenowym, a następnie usuwa się siarczki przez utlenienie do siarki elementarnej w sposób opisany powyżej. Jeśli stężenie związków siarki w wodzie, która ma być oczyszczana jest bardzo wysokie, część oczyszczonej wody korzystnie zawraca się do wody, która ma być oczyszczana. Korzystnie współczynnik powrotu (stosunek ilości oczyszczonej wody zawracanej do reaktora beztlenowego do ilości wody oczyszczonej odpływowej) jest wybrany tak, aby utrzymać zawartość siarki w reaktorze beztlenowym poniżej 800 mg S/l, bardziej korzystnie poniżej 500 mg S/l, a najbardziej korzystnie poniżej 350 mg S/l.
Sposób może być stosowany do oczyszczania strumieni wodnych, zawierających różne związki siarki w prawie dowolnym stężeniu. Związki siarki mogą być nieorganicznymi związkami siarki, takimi jak siarczan, siarczyn, tiosiarczan, tetrationian, siarka elementarna i podobne, jak również organicznymi związkami siarki, takimi jak disiarczek węgla, siarczki dialkilowe, disiarczki dialkilowe, merkaptany, sulfony, sulfotlenki, kwasy sulfonowe i podobne. Sposób jest szczególnie korzystny do oczyszczania wody zawierającej siarczany, siarczyny lub tiosiarczany.
Do bakterii, które są odpowiednie do redukcji związków siarki do siarczków należą zwłaszcza bakterie redukujące siarkę i siarczany, takie jak gatunki z rodzajów Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfomonas, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfonema, Desulfosarcina, Desulfobacterium i Desulforomas. Generalnie bakterie te są dostępne z różnych hodowli beztlenowych i/lub namnażają się spontanicznie w reaktorach beztlenowych.
W wyniku częściowego zawracania oczyszczonego odcieku do wcieku, stężenie siarczków w oczyszczaniu beztlenowym zmniejsza się w taki sposób, Ze flora beztlenowa (zwłaszcza bakterie metanowe) nie jest hamowana.
Dalszą zaletą takiej realizacji jest to, że w celu umożliwienia usunięcia siarczków pH częściowo oczyszczonych ścieków nie musi być obniżone. Ponadto nie ma potrzeby stosowania płuczek gazowych, co z kolei powodowałoby powstawanie odcieków wtórnych.
Przez dobranie odpowiedniego współczynnika powrotu można oczyszczać dowolny rodzaj ścieków o dowolnym stężeniu siarki. Współczynnik powrotu może zmieniać się w szerokim zakresie i może na przykład wynosić 1-10. Przy oczyszczaniu ścieków o wysokim obciążeniu siarką zawraca się stosunkowo dużą część oczyszczonej wody. A zatem sposobem według wynalazku mogą być efektywnie oczyszczane ścieki, zawierające na przykład 30 g/l CZT i 2 g/l związków siarki (w przeliczeniu na siarkę).
Aparatura odpowiednia do prowadzenia procesu oczyszczania składa się z reaktora do oczyszczania beztlenowego połączonego z reaktorem do utleniania siarczków do siarki elementarnej, rozdzielacza do oddzielania siarki elementarnej i dalej przewodu do dostarczania części odcieku z rozdzielacza do reaktora beztlenowego.
Proces usuwania związków siarki może być na przykład prowadzony w oczyszczalni ścieków, przedstawionej schematycznie na załączonej figurze 1.
Zgodnie z figurą 1, strumień ścieków 1 jest dostarczany do reaktora beztlenowego 2, w którym zanieczyszczenia organiczne są przekształcane głównie w metan, a związki siarki są przekształcane w siarczki. Powstałe gazy są odprowadzane z reaktora beztlenowego 2 poprzez przewód (nie pokazany). Reaktor beztlenowy jest połączony poprzez przewód 3 z reaktorem do utleniania 4, gdzie wytworzone siarczki są przekształcane w siarkę elementarną przez bakterie utleniające siarkę w takich warunkach (minimum obciążenia siarczkami, stężenie tlenu), że utlenianie prowadzi z konieczności do siarki. Tlen wprowadza się z odpowiednią szybkością przez 5. Reaktor ewentualnie zawiera podłoże dla bakterii utleniających siarkę. Czas retencji w reaktorze 4 jest stosunkowo krótki (na przykład mniej niż 20 minut). Przewód 6 doprowadza wodę oczyszczoną w reaktorze 4 do rozdzielacza 7, gdzie utworzoną siarkę oddziela się przez
8. Oczyszczone ścieki dzieli się następnie na strumień produkcyjny 10 i strumień zawracany 11; stosunek tych strumieni jest ustawiany w 1 zgodnie z właściwościami ścieków, które mają być oczyszczane.
168 378
Przykład. W celu oszacowania stosunku między wytwarzaniem się siarki i/lub siarczanów a wielkością obciążenia osadu siarczkami w instalacji do usuwania siarczków, mierzono tworzenie się siarki w wielu stanach równowagowych.
W eksperymencie tym do reaktora dostarczano tylko siarczki i substancje odżywcze, ale nie związki organiczne, tak więc zawartość N wyznaczona była tylko przez biomasę utleniającą siarczki.
Wyniki przedstawiono na figurze 2. Poniżej 10 mg S/mg N.h siarczan prawie nie powstaje. Przy wielkościach obciążenia osadu przewyższających 10 mg S/mg N.h wytwarzanie siarki wzrasta.
Zawartość azotu w bakteriach utleniających siarczki mierzono zmodyfikowaną metodą Kjeldahla, opracowaną przez Novozamsky’ego i wsp. (1983), Comm. Soil Science Plant Anal. 14, 239 - 249.
fig. 1
fig. 2
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (12)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób oczyszczania wody zawierającej siarczki, polegający na utlenianiu siarczków w reaktorze przy zastosowaniu osadu zawierającego bakterie tlenowe, znamienny tym, że w reaktorze stosuje się obciążenie osadu wynoszące co najmniej 10 mg siarczków na mg azotu obecnego w osadzie na godzinę, przy czym obciążenie osadu oblicza się w stosunku do części osadu utleniającej siarczki.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się obciążenie osadu wynoszące co najmniej 20 mg siarczku na mg azotu obecnego w osadzie na godzinę.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się obciążenie osadu wynoszące co najmniej 35 mg siarczków na mg azotu obecnego w osadzie na godzinę.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że stosuje się osad w reaktorze w postaci błon biologicznych związanych z materiałem nośnika.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że stężenie tlenu w reaktorze ustawia się na wartość zawartą w zakresie 0,1-9,0 mg/l, korzystnie około 4 mg/l.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że siarczki w znacznym stopniu utlenia się do siarki elementarnej.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że stężenie siarczków w odcieku z reaktora tlenowego utrzymuje się w zakresie 0,5 - 30 mg/l.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że oczyszczeniu poddaje się wodą zawierającą substancje organiczne i stosuje się powierzchniowe obciążenie siarczkami wynoszące co najmniej 10 g/m2.dzień.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że stosuje się obciążenie reaktora siarczkami wynoszące co majmniej 25 mg S2'/litr.godzina.
  10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się obciążenie reaktora siarczkami wynoszące co najmniej 50 mg S2'/litr.godzina.
  11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się obciążenie reaktora siarczkami wynoszące co najmniej 100 mg S2'/litr.godzina.
  12. 12. Sposób według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 10, albo 11, znamienny tym, że ciecz wypływającą z reaktora wprowadza się do drugiego reaktora aerobowego, ewentualnie po oddzieleniu od niej siarki elementarnej.
PL91293028A 1990-04-12 1991-04-11 Sposób oczyszczania wody zawierajacej siarczki PL PL PL PL PL168378B1 (pl)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9000880A NL9000880A (nl) 1990-04-12 1990-04-12 Werkwijze voor het verwijderen van zwavelverbindingen en ionen van zware metalen uit water.
NL9000878A NL9000878A (nl) 1990-04-12 1990-04-12 Werkwijze voor de zuivering van sulfidehoudend afvalwater.
NL9000879A NL9000879A (nl) 1990-04-12 1990-04-12 Werkwijze voor de zuivering van sulfidehoudend afvalwater.
NL9000877A NL9000877A (nl) 1990-04-12 1990-04-12 Werkwijze voor het anaeroob zuiveren van afvalwater met een hoog gehalte aan zwavelverbindingen en inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.
PCT/NL1991/000059 WO1991016269A1 (en) 1990-04-12 1991-04-11 Process for the treatment of water containing sulphur compounds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL293028A1 PL293028A1 (en) 1992-06-01
PL168378B1 true PL168378B1 (pl) 1996-02-29

Family

ID=27483929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL91293028A PL168378B1 (pl) 1990-04-12 1991-04-11 Sposób oczyszczania wody zawierajacej siarczki PL PL PL PL

Country Status (24)

Country Link
US (2) US5366633A (pl)
EP (1) EP0477338B1 (pl)
KR (1) KR100196556B1 (pl)
AT (1) ATE108422T1 (pl)
AU (1) AU639561B2 (pl)
BG (1) BG61072B1 (pl)
BR (1) BR9105710A (pl)
BY (1) BY2005C1 (pl)
CA (1) CA2057861C (pl)
CZ (1) CZ284751B6 (pl)
DE (1) DE69102848T2 (pl)
DK (1) DK0477338T3 (pl)
ES (1) ES2056647T3 (pl)
FI (1) FI101290B1 (pl)
HU (1) HU213847B (pl)
LV (1) LV11024B (pl)
NO (1) NO302942B1 (pl)
PL (1) PL168378B1 (pl)
RO (1) RO108674B1 (pl)
RU (1) RU2079450C1 (pl)
SI (1) SI9110668B (pl)
SK (1) SK280745B6 (pl)
WO (1) WO1991016269A1 (pl)
YU (1) YU66891A (pl)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2108982C1 (ru) * 1992-05-26 1998-04-20 Паквес Б.В. Способ удаления соединений серы из воды (варианты) и способ обработки серусодержащего дымового газа
GB9216457D0 (en) * 1992-08-03 1992-09-16 Wrc Plc Treatment of sewage sludge
NO176837B1 (no) * 1992-12-30 1995-06-07 Yara Int Asa Fremgangsmate for a fjerne hydrogensulfid fra oljeholdig vann
NL9301000A (nl) * 1993-06-10 1995-01-02 Pacques Bv Werkwijze voor de zuivering van sulfidehoudend afvalwater.
FR2717460B1 (fr) * 1994-03-21 1996-05-15 Omnium Traitement Valorisa Procédé et installation de traitement d'effluents chargés en matière organique, notamment par oxydation en milieu humide, avec recyclage interne des résidus solides.
NL9401036A (nl) * 1994-06-23 1996-02-01 Tno Anaerobe verwijdering van zwavelverbindingen uit afvalwater.
NL9500577A (nl) * 1995-03-24 1996-11-01 Pacques Bv Werkwijze voor het reinigen van gassen.
US5587079A (en) * 1995-04-21 1996-12-24 Rowley; Michael V. Process for treating solutions containing sulfate and metal ions.
WO1997029055A1 (en) * 1996-02-06 1997-08-14 Thiopaq Sulfur Systems B.V. Process for the treatment of water containing heavy metal ions
CA2253936C (en) * 1996-05-10 2006-01-31 Paques Bio Systems B.V. Process for the purification of gases containing hydrogen sulphide
US6045695A (en) * 1996-07-29 2000-04-04 Paques Bio Systems B.V. Biological treatment of spent caustics
US6136193A (en) * 1996-09-09 2000-10-24 Haase; Richard Alan Process of biotreating wastewater from pulping industries
EP0845288A1 (en) * 1996-11-27 1998-06-03 Thiopaq Sulfur Systems B.V. Process for biological removal of sulphide
RU2107042C1 (ru) * 1997-01-22 1998-03-20 Галина Александровна Шугина Способ очистки загрязненных подземных вод
US5705072A (en) * 1997-02-03 1998-01-06 Haase; Richard Alan Biotreatment of wastewater from hydrocarbon processing units
DE19716939C2 (de) * 1997-04-23 2002-06-27 Bernd Diering Verfahren und Abwasserbehandlungsanlage zur biologischen Aufbereitung von farbstoffhaltigen Abwässern aus der Textil- und Lederindustrie
US6852305B2 (en) * 1998-11-16 2005-02-08 Paques Bio Systems B.V. Process for the production of hydrogen sulphide from elemental sulphur and use thereof in heavy metal recovery
DE10221362C5 (de) * 2002-05-07 2009-05-07 Friedrich, Michael, Dipl.-Ing. Verfahren zur Oxidation von in Abwasser gelöstem Sulfid
US7285216B2 (en) * 2002-05-17 2007-10-23 Water Research Commission Treatment of water
US20080190844A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Richard Alan Haase Methods, processes and apparatus for biological purification of a gas, liquid or solid; and hydrocarbon fuel from said processes
CA2713265A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for biological treatment of spent caustic
US8277648B2 (en) * 2010-05-24 2012-10-02 Safe Mines And Waterways, Llc Remediation system for transition metal ions and method for same
US20130157334A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 Shell Oil Company Process for converting a lignocellulosic biomass
JP6164102B2 (ja) * 2014-01-24 2017-07-19 新日鐵住金株式会社 排水処理方法
US9902975B2 (en) * 2014-02-03 2018-02-27 Paqell B.V. Process for the biological conversion of bisulphide into elemental sulphur
US10414680B2 (en) 2014-07-18 2019-09-17 Water Research Commission Method for the biological treatment of sulphate containing waste water, via reduction of sulphate to sulphide then its oxidation to elemental sulphur
CN108602704B (zh) * 2016-04-20 2022-01-18 环球油品公司 用于含硫化氢的废水和地下水的生物硫化物氧化的非汽提式生物反应器
US10538444B2 (en) * 2016-12-21 2020-01-21 Uop Llc Digestion of elemental sulfur in bioreactor during biological oxidation of sulfide in wastewater and groundwater
CA3134120A1 (en) 2018-06-28 2020-01-02 Aquacycl Llc Scalable continuous flow microbial fuel cells
FI3824136T3 (fi) * 2018-07-19 2023-05-25 Stora Enso Oyj Menetelmä natriumin ja rikin pitoisuuksien hallitsemiseksi selluloosatehtaassa
US11552322B2 (en) 2018-07-24 2023-01-10 Aquacycl, Inc. Branched anodes for microbial fuel cells
EP3931311A4 (en) 2019-02-27 2022-12-14 Aquacycl LLC SCALABLE FLOATING MICRO-AERATION UNIT, DEVICES AND METHODS
US11604482B2 (en) 2020-03-16 2023-03-14 Aquacycl, Inc. Fluid flow control for water treatment systems

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7908138A (nl) * 1979-11-07 1981-06-01 Gist Brocades Nv Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager.
NL8006094A (nl) * 1980-11-07 1982-06-01 Landbouw Hogeschool Werkwijze voor het zuiveren van afvalwater en/of afvalwaterslib.
US4537682A (en) * 1982-01-29 1985-08-27 Environmental Research & Technology Activated sludge wastewater treating process
US4584271A (en) * 1983-09-28 1986-04-22 Joy Manufacturing Company Bacterial regeneration apparatus and process
US4522723A (en) * 1984-06-01 1985-06-11 Kerr-Mcgee Corporation Process for the removal and recovery of heavy metals from aqueous solutions

Also Published As

Publication number Publication date
HUT66639A (en) 1994-12-28
ATE108422T1 (de) 1994-07-15
SK280745B6 (sk) 2000-07-11
SI9110668A (en) 1996-02-29
SI9110668B (sl) 1999-08-31
CZ284751B6 (cs) 1999-02-17
NO914804D0 (no) 1991-12-06
PL293028A1 (en) 1992-06-01
US5366633A (en) 1994-11-22
BG61072B1 (bg) 1996-10-31
YU66891A (sh) 1993-11-16
ES2056647T3 (es) 1994-10-01
NO302942B1 (no) 1998-05-11
AU639561B2 (en) 1993-07-29
LV11024B (en) 1996-10-20
NO914804L (no) 1991-12-10
DE69102848T2 (de) 1994-12-22
CA2057861C (en) 1998-11-10
BY2005C1 (pl) 1997-12-30
DE69102848D1 (de) 1994-08-18
AU7683791A (en) 1991-11-11
CS9101039A2 (en) 1991-11-12
BR9105710A (pt) 1992-08-04
RU2079450C1 (ru) 1997-05-20
US5449460A (en) 1995-09-12
HU213847B (en) 1997-11-28
WO1991016269A1 (en) 1991-10-31
EP0477338B1 (en) 1994-07-13
BG95615A (bg) 1993-12-24
KR100196556B1 (ko) 1999-06-15
CA2057861A1 (en) 1991-10-13
FI101290B (fi) 1998-05-29
FI101290B1 (fi) 1998-05-29
RO108674B1 (ro) 1994-07-29
EP0477338A1 (en) 1992-04-01
KR920702670A (ko) 1992-10-06
DK0477338T3 (da) 1994-08-15
LV11024A (lv) 1996-02-20
FI915681A0 (fi) 1991-12-02
HU913895D0 (en) 1992-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL168378B1 (pl) Sposób oczyszczania wody zawierajacej siarczki PL PL PL PL
EP0051888B1 (en) Process for the purification of waste water and/or waste water sludge
CZ324995A3 (en) Process of treating waste water containing sulfide
Maree et al. Biological removal of sulphate from industrial effluents and concomitant production of sulphur
RU2107664C1 (ru) Способ извлечения соединений серы из воды и способ обработки серосодержащего отходящего газа
RU2108982C1 (ru) Способ удаления соединений серы из воды (варианты) и способ обработки серусодержащего дымового газа
WO2020152707A1 (en) Heavy metal removal from industrial effluents by combination of aerobic and anaerobic treatment
US8828230B2 (en) Wastewater treatment method for increasing denitrification rates
JP2799247B2 (ja) 水から硫黄化合物を除去する方法
Holm Kristensen et al. Biological denitrification of waste water from wet lime–gypsum flue gas desulphurization plants
JPH0425079B2 (pl)
PL169127B1 (pl) Sposób beztlenowego oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości związków siarki
JP2603392B2 (ja) 硫黄化合物含有水の処理方法
PL169170B1 (pl) Sposób usuwania jonów metali ciężkich z wody zawierającej związki siarki
CA1329957C (en) Process for removing metal contaminants from liquids and slurries
CA2661739A1 (en) Methods and systems for biological treatment of flue gas desulfurization wastewater
Karlsson et al. Thermic sludge treatment
LT3624B (en) Process for the treatment of water containing sulphur compounds
NL9000880A (nl) Werkwijze voor het verwijderen van zwavelverbindingen en ionen van zware metalen uit water.
Renedo Omaechevarría et al. First essays for cadmium wastewater elimination by sulphate-reducing bacteria
Widanapathirana Biotechnology of waste water treatment with special reference to removal of toxic metals from industrial waste waters
Gupta et al. Impact of Sulphide on Irrigation, Generated from Anaerobically Treated Tannery Effluent at Jajmau, Kanpur
NL9201268A (nl) Werkwijze voor het verwijderen van zwavelverbindingen uit water.

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20080411