PL184082B1 - Sposób biologicznego oczyszczania ścieków - Google Patents

Abstract

1. Sposób biologicznego oczyszczania ścieków, zwłaszcza komunalnych zanieczyszczonych azotanami, polegający na stosowaniu osadu czynnego w warunkach beztlenowych, znamienny tym, że wstępnie oczyszczone ścieki zanieczyszczone azotanami doczyszcza się przez wprowadzenie do bioreaktora z osadem czynnym, napowietrzanym w sposób ciągły kulturami bakterii otrzymanymi przez namnażanie bakterii denitryfikacyjnych Thiobacillus denitrificans wyizolowanych z osadu czynnego na podłożach otrzymanych przez zestalenie za pomocą agaru roztworów wodnych zawierających: 25 do 50 mM tiosiarczanu sodowego, 15 do 25 mM azotanu potasowego, 15 do 25 mM chlorku amonowego, 12 do 18 mM fosforanu jednopotasowego, 2 do 6 mM siarczanu magnezowego, 5 do 20 mM węglanu jednosodowego, 0,05 do 0,10 mM siarczanu żelazafII) oraz śladowe ilości kwasu borowego, chlorku kobaltu(II), siarczanu cynku(II), molibdenianu sodowego lub potasowego, chforku niklu(II) i chlorku miedzi, po czym otrzymane tą drogą kolonie przenosi się na podłoże płynne zawierające glukozę, tiosiarczany, azotany, siarczany, fosforany, chlorki oraz cytrynian i asparaginę, przy jednoczesnym adiustowaniu pH do wartości około 7, i miesza się ze ściekiem surowym, a następnie tak przygotowanąmieszaninę wprowadza się do bioreaktora.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób biologicznego oczyszczania ścieków, zwłaszcza komunalnych, zanieczyszczonych azotanami, za pomocą kultur bakterii redukujących azotany.

Znane są metody biologicznego oczyszczania ścieków z wykorzystaniem osadu czynnego lub złóż biologicznych, które nie zapewniają uzyskania zawartości azotanów odpowiadających wartościom określonych w normach, natomiast często powodują wzrost ich koncentracji. Przyczyną tego zjawiska jest szybki rozwój bakterii nitryfikacyjnych, czemu sprzyja intensywne natlenianie ścieków oraz wysoki poziom jonów siarczanowych.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 159 341 sposób biologicznego oczyszczania ścieków przemysłowych zanieczyszczonych azotanami polega na neutralizacji ścieków mlekiem wapiennym, a następnie oczyszczeniu ich osadem czynnym tworzącym złoże fluidalne wytwarzane samoczynnie, które w warunkach beztlenowych rozkłada grupę azotanową pobierając od niej tlen i uwalniając azot w postaci gazowej. Wydzielony w procesie oddychania osadu dwutlenek węgla tworzy z jonami wapniowymi słabo rozpuszczalny węglan wapniowy, stanowiący nośnik dla kultur bakteryjnych rozkładających azotany.

Znany również z polskiego opisu patentowego nr 150 294 sposób biologicznego oczyszczania ścieków polega na prowadzeniu procesu w dwóch fazach w jednej komorze, przy czym w fazie pierwszej stosuje się osad czynny, a w fazie drugiej błonę biologiczną. Ścieki kieruje się do komory z osadem czynnym, w której znajdują się zanurzone w cieczy nieruchome pakiety pokryte błoną biologiczną, przy równoczesnym doprowadzaniu powietrza od dołu.

184 082

Znany jest również z polskiego zgłoszenia wynalazku nr P.299796 sposób biologicznego oczyszczania ścieków z podwyższoną redukcją związków biogennych, które odbywa się z pominięciem komory beztlenowej.

Znany jest również z publikacji J. Gańczarczyk Oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego - 1966 r. sposób oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego polegający na procesie denitryfikacji. Jednakże metoda ta nie uwzględnia redukcji azotanów poprzez zaszczepianie bakteriami denitryfikacyjnymi pochodzącymi z hodowli i nie powoduje włączania ich do biochemicznych procesów osadu czynnego w natlenionej komorze, a ponadto pociąga za sobą konieczność budowy dodatkowych komór.

Z, publikacji B. Koziorowski Oczyszczanie ścieków przemysłowych - Warszawa 1980 r., znana jest metoda oczyszczania ścieków przemysłowych wymagających doazotowania lub jeśli zawierają związki azotu, to w formie amoniaku, które w technologii osadu czynnego zbiałczane są w około 35%, a w około 65% są utleniane do azotynów i azotanów.

Znane metody biologicznego oczyszczania ścieków z równoczesnym usuwaniem azotanów dotyczą tylko azotanów występujących w stężeniach do 20 g N_N0₃/m³ w atmosferze beztlenowej.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie niekorzystnych zjawisk w oczyszczaniu ścieków, zwłaszcza komunalnych.

Sposób biologicznego oczyszczania ścieków zanieczyszczonych azotanami, zwłaszcza komunalnych według wynalazku polega na tym, że wstępnie mechaniczno-chemicznie oczyszczone ścieki o średnim składzie:

BZT₅ mgO₂/dcm³ - 128,0

N-ogólny/mg/dcm³ - 32,9

N-NH3 - 23,4 n-no₃ - 0,9

P-ogólny - 2,8 doczyszcza się przez wprowadzenie do bioreaktora z osadem czynnym, napowietrzanym w sposób ciągły, kulturami bakterii otrzymanymi przez namnażanie bakterii Thiobacillus denitrificans wyizolowanych z osadu czynnego na podłożach otrzymanych przez zestalenie za pomocą agaru roztworów wodnych zawierających: 25 do 50 mM tiosiarczanu sodowego, 15 do 25 mM azotanu potasowego, 15 do 25 mM chlorku amonowego, 12 do 18 mM fosforanu jednopotasowego, 2 do 6 mM siarczanu magnezowego, 5 do 20 mM węglanu jednosodowego, 0,05 do 0,10 mM siarczanu żelaza(II) oraz śladowe ilości kwasu borowego, chlorku kobaltu(II), siarczanu cynku(II), molibdenianu sodowego lub potasowego, chlorku niklu(II) i chlorku miedzi. Otrzymane tą drogą kolonie przenosi się na podłoże płynne zawierające glukozę, tiosiarczany, azotany, siarczany, fosforany, chlorki oraz cytrynian i asparaginę, przy jednoczesnym adiustowaniu pH do wartości około 7. Przed wprowadzeniem do napowietrzanego w sposób ciągły bioreaktora kultury miesza się ze ściekiem surowym. Tak przygotowaną mieszaninę wprowadza się do bioreaktora.

Sposób biologicznego oczyszczania ścieków zanieczyszczonych azotanami według wynalazku prowadzi do znacznego obniżenia koncentracji azotanów, oraz pozwala na obniżenie ich zawartości o co najmniej 50,0% w obecności tlenu, co w dotychczas znanych metodach nie było możliwe.

W związku z tym proces nitryfikacji i denitryfikacji przebiega w jednym bioreaktorze, co pozwala zrezygnować z budowy oddzielnych komór predenitryfikacyjnych, denitryfikacyjnych. Sposób według wynalazku jest także korzystny do oczyszczania ścieków, zwłaszcza komunalnych zawierających nadmierne ilości azotanów powstających w oczyszczalniach, w których do defosfatacji stosowany jest siarczan żelazowy w formie PIXu. Sposób według wynalazku jest tym efektywniejszy, im wyższy jest poziom azotanów w ściekach, a dodatkowąjego zaletąjest zupełny brak ingerencji chemicznej.

Sposób oczyszczania ścieków według wynalazku jest bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania.

184 082

P r z y k ł a d:

Na szalki Petry'ego wylano pożywkę płynną zawierającą:

30,5 mM tiosiarczanu sodu, 20,1 mM azotanu potasowego, 19,2 mM chlorku amonowego, 14,0 mM fosforanu jednopotasowego, 4,0 mM siarczanu magnezowego, 12,5 mM węglanu jednosodowego, 0,075 mM siarczanu żelaza i metale śladowe, a to: 990 pM kwasu borowego, 150 uM chlorku kobaltu, 75 pM siarczanu cynku, 24 pM molibdenianu sodu, 1,5 pM chlorku niklu i 1,3 pM chlorku miedzi, zestaloną 10 g/dm³ agaru włóknistego lub sproszkowanego. Tak przygotowane podłoże zostało zaszczepione 1000 pl, 500 pl, 250 pl, 125 pl i 50 pl osadu czynnego i pozostawione na 48 godzin w temperaturze 30°C. Następnie drobne, żółte kolonie Thiobacillus denitrificans zostały poddane trzykrotnemu pasażowaniu przez kolejne przeszczepianie na świeżo przygotowane szalki z zestalonym podłożem jak poprzednio. Tak wyselekcjonowane bakterie denitryfikacyjne Thiobacillus denitrificans zostały przeniesione na 50 cm3 podłoża płynnego zawierającego: 52,5 mM glukozy, 35,01 mM tiosiarczanu sodu, 22,5 mM azotanu potasowego, 16,0 mM siarczanu magnezowego, 15,0 mM fosforanu jednopotasowego, 8,0 mM cytrynianu sodowego, 4,0 mM asparaginy, 1,5 mM chlorku wapnia i 0,5 mM chlorku żelaza, które doprowadzono węglanem jednosodowym do pH = 7,1. Po trzech dniach dodano podłoża płynnego o składzie jak wyżej, a po następnych trzech dniach ponownie uzupełniono podłoże. Te czynności były powtarzane aż do uzyskania około 27 dm3 kultury bakteryjnej. Dalszą procedurę namnażania bakterii denitryfikacyjnych prowadzono na podłożu płynnym zmodyfikowanym przez zastąpienie glukozy wysłodkami. Takie podłoże mieszano co kilka dni z uprzednio uzyskaną kulturą, bakterii denitryfikacyjnych. W końcowym etapie do kultury denitryfikatorów dodano 200 dm3 mechanicznie oczyszczonych ścieków, które zawierały 50 mM tiosiarczanów. Po trzech dniach taką kulturę w ilości 0,3 dm3/m3 ścieków wprowadzono do bioreaktora, który tak został napowietrzony, by zawartość tlenu nie przekraczała 50 pM O₂. Doszczepiania osadu czynnego dokonywano co 48 godzin.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób biologicznego oczyszczania ścieków, zwłaszcza komunalnych zanieczyszczonych azotanami, polegający na stosowaniu osadu czynnego w warunkach beztlenowych, znamienny tym, że wstępnie oczyszczone ścieki zanieczyszczone azotanami doczyszcza się przez wprowadzenie do bioreaktora z osadem czynnym, napowietrzanym w sposób ciągły kulturami bakterii otrzymanymi przez namnażanie bakterii denitryfikacyjnych Thiobacillus denitrificans wyizolowanych z osadu czynnego na podłożach otrzymanych przez zestalenie za pomocą agaru roztworów wodnych zawierających: 25 do 50 mM tiosiarczanu sodowego, 15 do 25 mM azotanu potasowego, 15 do 25 mM chlorku amonowego, 12 do 18 mM fosforanu jednopotasowego, 2 do 6 mM siarczanu magnezowego, 5 do 20 mM węglanu jednosodowego, 0,05 do 0,10 mM siarczanu źelaza(II) oraz śladowe ilości kwasu borowego, chlorku kobaltu(II), siarczanu cynku(II), molibdenianu sodowego lub potasowego, chforku niklu(II) i chlorku miedzi, po czym otrzymane tą drogą kolonie przenosi się na podłoże płynne zawierające glukozę, tiosiarczany, azotany, siarczany, fosforany, chlorki oraz cytrynian i asparaginę, przy jednoczesnym adiustowaniu pH do wartości około 7, i miesza się ze ściekiem surowym, a następnie tak przygotowaną mieszaninę wprowadza się do bioreaktora.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że namnażanie bakterii prowadzi się poza bioreaktorem na podłożach płynnych z dodatkiem tiosiarczanu i glukozy.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że końcowe etapy namnażania prowadzi się na podłożu płynnym zawierającym wysłodki.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed wprowadzeniem do bioreaktora kultury denitryfikatorów miesza się ze ściekami surowymi.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces doczyszczania ścieków prowadzi się w obecności tlenu.