PL168995B1 - Sposób usuwania fosforu i azotu ze ścieków - Google Patents

Abstract

Sposób usuwania fosforu i azotu ze ścieków, polegający na biologicznej nitryfikacji i denitryfikacji oraz biologiczno-chemicznej defosfatacji, znamienny tym, że w pierwszym stopniu biologicznego oczyszczania ścieki surowe kieruje się do komory anoerobowej, w której ścieki wraz z osadem czynnym przetrzymuje się w czasie od pół godziny do dwóch godzin, stosując wolne, okresowe mieszanie poprzez sterowanie czasookresami pracy mieszadeł mechanicznych stanowiących wyposażenie komory anaerobowej, z której ścieki doprowadza się do komory osadu czynnego średnioobciążonego i w tej komorze ścieki są poddawane oczyszczaniu przy obciążeniu osadu w granicach od 0,2 do 1kg BZT^kg s.m.d., a z komory ścieki i osady doprowadza się do osadnika, natomiast w drugim stopniu biologicznego oczyszczania sklarowane ścieki z osadnika w których stosunek BZT5 do całkowitego azotu powinien wynosić od 0,6-2 doprowadza się na nitryfikacyjne złoże Sr3 spłukiwane ojednostkowej powierzchni czynnej w granicach 800-1400 m7kg NNH4.d, z którego to złoża ścieki fB8l odprowadza się do odbiornika, zaś osad w części jako powrotny recyrkuluje się do komory anaerobowej, a w częścijako nadmierny kieruje się do urządzeń zagęszczania i stabilizacji osadu i dalej do urządzeń odwadniania osadów ustabilizowanych,z których to urządzeń wody poosadowe przewodami doprowadza się do naprzemiennie pracujących reaktorów chemicznych i komór strippingowych z których powstające osady wykorzystuje się rolniczo, a ciecz nadosadową doprowadza się do przewodu doprowadzającego s'cieki na nitryfikacyjne złoże (§§) spłukiwane.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania fosforu i azotu ze ścieków polegający na biologicznej nitryfikacji i denitryfikacji oraz biologiczno-chemicznej defosfatacji.

Znane są sposoby biologiczno - chemicznego usuwania azotu i fosforu ze ścieków według metod PhoStrip, A²/O, Bardenpho, UCT, VIP - opisanych w wydawnictwie WASTEWATER ENGINEERING Treatment, Disposal, and Reuse - Metcalf and Eddy, wydanie III z 1991 r, strona 726-729. Biologiczno-chemiczne usuwanie fosforu i azotu w metodzie PhoStrip obejmuje komorę napowietrzania, osadnik wtórny, komorę uwalniania fosforu i reaktor do chemicznego strącania fosforu z cieczy nadosadowej. Do komory uwalniania fosforu doprowadza się osad z osadnika wtórnego, a po kilkugodzinnym przetrzymaniu w tej komorze, osad uwolniony z nadmiaru fosforu jest kierowany do komory napowietrzania. Ciecz nadosadową z komory uwalniania fosforu poddaje się wapnowaniu a następnie kieruje do osadnika wstępnego. W procesie A²/O ścieki przepływają kolejno przez komorę beztlenową, anoksyczną, tlenową i osadnik wtórny. Ścieki są recyrkulowane z komory tlenowej do anoksycznej a osad z osadnika wtórnego do komory beztlenowej. W procesie według UCT ścieki płyną kolejno przez komorę beztlenową, anoksyczną pierwszą, anoksyczną drugą i napowietrzania oraz osadnik. Występują dwie recyrkulacje ścieków, z komory anoksycznej pierwszej do komory beztlenowej i z komory tlenowej do anoksycznej II, natomiast osad jest recyrkulowany z osadnika do komory anoksycznej pierwszej. W procesie według metody VIP ścieki płyną kolejno przez komorę beztlenową, anoksyczną, tlenową i osadnik. Ścieki są recyrkulowane z komory anoksycznej do dopływu i z odpływu komory tlenowej do komory anoksycznej jako druga recyrkulacja, natomiast osad jest recyrkulowany do komory anoksycznej. W połączonych systemach jednoczesnego biologicznego usuwania fosforu i azotu jak to jest w procesach Bardenpho, UCT, VIP występują dwie wykluczające się nawzajem opcje: optymalny dla usuwania fosforu wiek osadu nie przekraczający pięć dni, a dla procesu nitryfikacji wiek osadu wynoszący dni kilkanaście. Prowadzenie procesu w warunkach optymalnych dla eliminacji azotu prowadzi do istotnego zmniejszenia efektów biologicznej defosfatacji. Z tych względów w układach tych występuje instalacja do

168 995 chemicznego intensyfikowania procesu defosfatacji poprzez wprowadzenie symultanicznego strącania fosforu w układzie komora natleniania - osadnik końcowy. Ponadto występuje możliwość transportowania azotanów z recyrkulacji ścieków do komór beztlenowych, co hamuje i zakłóca proces defosfatacji.

Zgodnie z wynalazkiem w pierwszym stopniu biologicznego oczyszczania, ścieki surowe kieruje się do komory anaerobowej, w której ścieki wraz z osadem czynnym przetrzymuje się w czasie od pół godziny do dwóch godzin stosując wolne, okresowe mieszanie poprzez sterowanie czasookresami pracy mieszadeł mechanicznych, stanowiących wyposażenie komory anaerobowej. Z komory anaerobowej ścieki doprowadza się do komory osadu czynnego średnioobciążonego, w której są poddawane oczyszczaniu przy obciążeniu osadu w granicach od 0,2 do 1kg BZTs/kg s.m.d., a następnie z tej komory ścieki i osady doprowadza się do osadnika. Natomiast w drugim stopniu biologicznego oczyszczania, sklarowane ścieki z osadnika, w których stosunek BZT 5 do całkowitego azotu powinien wynosić od 0,6 - 2, doprowadza się na nitryfikacyjne złoże spłukiwane o jednostkowej powierzchni czynnej w granicach 800-1400 m²/kg ^NNH4.d. Z nitryfikacyjnego złoża spłukiwanego ścieki są kierowane do odbiornika.

Osad z osadnika w części jako powrotny recyrkuluje się do komory anaerobowej, a w części jako osad nadmierny kieruje się do urządzeń zagęszczania i stabilizacji osadów, a z tych urządzeń kieruje się osad do urządzeń odwadniania osadów ustabilizowanych. Powstające w urządzeniach wody poosadowe kieruje do naprzemiennie pracujących reaktorów chemicznych i komór strippingowych. W reaktorach tych następuje cykliczne wapnowanie wód poosadowych za pomocą wapna do pH 9-9,5, strącanie i odprowadzanie strąconych osadów, a następnie przedmuchiwanie sklarowanej cieczy za pomocą sprężonego powietrza celem odpędzenia amoniaku. Ciecz nadosadową doprowadza się do przewodu doprowadzającego ścieki na nitryfikacyjne złoże spłukiwane. Proces technologiczny według wynalazku zawiera rozwiązania prowadzące do eliminacji fosforu i azotu poprzez ich ewakuację wraz z osadem nadmiernym.

Ilość fosforu wbudowanego wynosi od 4-8% s.m., a azotu od 7-9% s.m. Przy osadzie czynnym średnioobciążonym globalna ilość biogenów wyewakuowana wraz z osadem nadmiernym na pierwszym stopniu wynosi około 90% fosforu ogólnego oraz 40-50% azotu ogólnego. Pozostały po pierwszym stopniu azot jest usuwany na stopniu drugim przy stosowaniu procesów nitryfikacyjnych w obiektach o kubaturze zmniejszonej odpowiednio do usuniętej ilości azotu i węgla organicznego na stopniu pierwszym. Jest to rozwiązanie korzystne w zakresie inwestycji eksploatacji oraz optymalne w zakresie biodegradacji organicznych związków węgla i biologicznego usuwania fosforu i azotu w warunkach klimatycznych występujących w środkowej i północnej Europie.

Przedmiot wynalazku jest dodatkowo objaśniony za pomocą rysunku na którym przedstawiono schemat układu biologiczno - chemicznego usuwania fosforu i azotu ze ścieków.

Sposób biologiczno - chemicznego usuwania fosforu i azotu polega na tym, że ścieki surowe przewodem 1 doprowadza się do komory anaerobowej 2, w której ścieki wraz z osadem czynnym powrotnym przetrzymuje się od 0,5 - 2h stosując wolne okresowe mieszanie poprzez sterowanie czasookresami pracy mieszadeł mechanicznych 2 a stanowiących wyposażenie komory anaerobowej 2. W komorze anaerobowej 2 następuje przechodzenie fosforu organicznego w fosforany łatwo rozpuszczalne i łatwo przyswajalne przez mikroorganizmy osadu czynnego, prowadzące do zmniejszenia wskaźnika BZT5 rozpuszczonego o 70%. Z komory anaerobowej mieszaninę ścieków i osadów kieruje się do komory średnioobciążonego osadu czynnego 3, o obciążeniu osadu 0,2 - 1kg BZTs/kg s.m.d., w której prowadzi się biodegradacje organicznych związków węgla BZT 5 po osadniku do 20-30 g O₂/m, przy którym następuje wbudowywanie w komórki osadu czynnego fosforu od 4-8% s.m., oraz azotu od 7-9% s.m.. Potrzebny do prowadzenia procesu tlen wprowadza się za pomocą rusztu drobnopęcherzykowego 3 a stanowiącego wyposażenie komory 3.

Następnie mieszaninę ścieków i osadu wprowadza się przewodem 4 do osadnika 5, w którym następuje separacja biomasy osadu czynnego od sklarowanych ścieków. Sklarowane ścieki z osadnika 5 kieruje się przewodem 6 na nitryfikacyjne złoże spłukiwane 7, wypełnione niezorientowanymi elementami z tworzyw sztucznych lub wypełnieniem konwencjonalnym, przy czym powierzchnia czynna wypełnienia powinna wynosić od 800-1400 m2/kg ^NNH4.d.

168 995

Na złożu tym następuje nitryfikacja azotu amonowego, przy czym stosunek BZT 5 do amoniaku w ściekach dopływających do złoża zawiera się od 0,6 do 2. Ścieki z nitryfikacyjnego złoża spłukiwanego 7 przewodem 8 są odprowadzane do odbiornika. Powstający osad w osadniku 5 w części przewodem 9 jest recyrkulowany do komory anaerobowej 2, a w części przewodem 10 jest kierowany do urządzeń zagęszczania i stabilizacji osadu 11 w którym są realizowane procesy biologicznej mineralizacji osadu organicznego w procesach tlenowych lub beztlenowych. Ustabilizowany biologicznie osad z urządzenia zagęszczania i stabilizacji osadu 11 przewodem 12 jest odprowadzony do urządzeń odwadniania osadów ustabilizowanych 13.

Ustabilizowane i odwodnione osady wykorzystuje się rolniczo, natomiast ciecz nadosadowa z urządzeń 11 oraz odcieki z urządzeń 13 przewodami 14, 15 i 16 jest doprowadzana do naprzemiennie pracujących reaktorów chemicznych i komór strippingowych 17, w których następują kolejno procesy chemicznego wiązania fosforu wapnem, odpędzania azotu amonowego sprężonym powietrzem i klarowania cieczy nadosadowej. Wapno do reaktorów chemicznych 17 jest dozowane podajnikiem 18 w takiej ilości aby proces wiązania następował przy pH 9-9,5. Azot amonowy odpędzany jest w reaktorze chemicznym 17 sprężonym powietrzem dostarczonym za pomocą rusztu drobnopęcherzykowego 21, przy czym ilość powietrza powinna wynosić 3 000 - 4 000 m³ powietrza/m³ cieczy. Powstające osady w reaktorach chemicznych 17 są odprowadzane przewodem 19 do rolniczego wykorzystania, natomiast ciecz nadosadowa jest odprowadzana przewodem 20 do przewodu 6 doprowadzającego ścieki do nitryfikacyjnego złoża spłukiwanego 7. Sposób według wynalazku może być stosowany do głębokiego oczyszczania ścieków bytowo - gospodarczych, miejskich oraz niektórych przemysłowych wszędzie tam, gdzie zanieczyszczenia podlegają procesom biodegradacji.

2 2a 3 3a 4 5 20 6 7 8

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób usuwania fosforu i azotu ze ścieków, polegający na biologicznej nitryfikacji i denitryfikacji oraz biologiczno-chemicznej defosfatacji, znamienny tym, że w pierwszym stopniu biologicznego oczyszczania ścieki surowe kieruje się do komory anaerobowej, w której ścieki wraz z osadem czynnym przetrzymuje się w czasie od pół godziny do dwóch godzin, stosując wolne, okresowe mieszanie poprzez sterowanie czasookresami pracy mieszadeł mechanicznych stanowiących wyposażenie komory anaerobowej, z której ścieki doprowadza się do komory osadu czynnego średnioobciążonego i w tej komorze ścieki są poddawane oczyszczaniu przy obciążeniu osadu w granicach od 0,2 do 1kg BZT5/kg s.m.d., a z komory ścieki i osady doprowadza się do osadnika, natomiast w drugim stopniu biologicznego oczyszczania sklarowane ścieki z osadnika w których stosunek BZT 5 do całkowitego azotu powinien wynosić od 0,6-2 doprowadza się na nitryfikacyjne złoże spłukiwane o jednostkowej powierzchni czynnej w granicach 800-1400 m²/kg ^NNH4.d, z którego to złoża ścieki odprowadza się do odbiornika, zaś osad w części jako powrotny recyrkuluje się do komory anaerobowej, a w części jako nadmierny kieruje się do urządzeń zagęszczania i stabilizacji osadu i dalej do urządzeń odwadniania osadów ustabilizowanych,z których to urządzeń wody poosadowe przewodami doprowadza się do naprzemiennie pracujących reaktorów chemicznych i komór strippingowych z których powstające osady wykorzystuje się rolniczo, a ciecz nadosadową doprowadza się do przewodu doprowadzającego ścieki na nitryfikacyjne złoże spłukiwane.