PL184874B1 - Sposób usuwania fosforu i azotu ze ścieków - Google Patents

Abstract

Sposób usuwania fosforu i azotu ze ścieków, polegający na biologicznej nitryfikacji (57) i denitryfikacji oraz biologiczno-chemicznej defosfatacji, znamienny tym, że w pierwszym stopniu biologicznego oczyszczania, ścieki surowe kieruje się do anaerobowej komory (2) w której ścieki wraz z osadem czynnym powrotnym przetrzymuje sit; przez czas od 0,5 do 2 godzin, stosując powolne okresowe mieszanie, w której następnie doprowadza sięje do anoksycznej komory (3), w której ścieki surowe zmieszane ze ściekami recyrkulowanymi z rozdzielnej komory (10) przetrzymuje się przez czas 2 do 6 godzin, stosując powolne okresowe mieszanie, skąd po nastąpieniu denitryfikacji azotanów doprowadza się je do komory (4) napowietrzania osadu czynnego średnioobciążonego, w której poddaje się je oczyszczaniu przy obciążeniu osadu w granicach 0,1-n0,6 kg BZT5/kg s.m.d, skąd następnie ścieki zmieszane z osadem czynnym doprowadza się do pośredniego osadnika (6), natomiast w drugim stopniu biologicznego oczyszczania sklarowane w pośrednim osadniku (6) ścieki, w których stosunek BZT5 do całkowitego azotu wynosi korzystnie od 0,6 do 2, doprowadza się na nitryfikacyjne spłukiwane złoże (8) o jednostkowej powierzchni czynnej w granicach 80(.)a1400 m2/kg z którego poprzez rozdzielczą komorę (10) ścieki recyrkuluje się do anoksycznej komory (3), częściowo odprowadza się do odbiornika, a osad nadmierny doprowadza się do komory (l5) uwalniania fosforu i zagęszczania osadu, z której ciecz nadosadową kieruje się do chemicznego reaktora (17), gdzie poddaje się ją działaniu wapna korzystnie przy pH 9^9,5, a następnie kieruje sięjądo anoksycznej komory (3).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania fosforu i azotu ze ścieków, polegający na biologicznej nitryfikacji i denitryfikacji oraz biologiczno-chemicznej defosfatacji, znajdujący zastosowanie w procesach oczyszczania ścieków miejskich oraz innych o podobnym składzie, podatnych na biodegradacje.

Znane są sposoby biologiczno-chemicznego usuwania azotu i fosforu ze ścieków według metod PhpStrip, A2/O, Bardenpho, UCT, VIP - opisanych w wydawnictwie WASTEWATER ENGINEERING TREATMENT, Disposal, and Ruse - Metcalf and Eddy, wydanie III z 1991 r., strony 726-729. Biologiczno-chemiczne usuwanie fosforu metoda PhoStrip polega na tym, że do typowego układu złożonego z komory napowietrzania osadu czynnego i osadnika wtórnego, niezależnie od konwencjonalnej recyrkulacji osadu wprowadza się równolegle obieg recyrkulacyjny, w którym znajduje się anaerobowa komora uwalniania fosforu oraz reaktor do chemicznego stracenia z cieczy nadosadowej uwolnionego fosforu, który następnie usuwa się z obiegu w postaci nierozpuszczalnego osadu. W procesie A2/O ścieki , przeprowadza się kolejno przez komorę beztlenową, anoksyczną, tlenową i osadnik wtórny. Ścieki te są recyrkulowane z komory tlenowej do anoksycznej a osad z osadnika wtórnego do komory beztlenowej. W procesie według metody UCT ścieki przepuszcza się kolejno przez komorę beztlenową, anoksyczną pierwszą, anoksyczną drugą i napowietrzania oraz osadnik. W procesie tym występują dwie recyrkulacje ścieków, z komory anoksycznej pierwszej do komory beztlenowej i z komory tlenowej do anoksycznej drugiej, natomiast osad jest recyrkulowany z osadnika do komory anoksycznej pierwszej. W procesie według metody VTP ścieki przepuszcza się 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

184 874 nie przekraczający pięciu dni oraz wiek osadu wynoszący ponad kilkanaście dni niezbędny dla uzyskania efektu nitryfikacji jako wstępnej fazy do eliminacji azotu na drodze nitryfikacji - denitryfikacji. Prowadzenie procesu w warunkach optymalnych dla eliminacji azotu prowadzi do istotnego zmniejszenia efektów biologicznej defosfatacji. Z tych względów w układach tych stosuje się instalacje do chemicznego intensyfikowania procesu defosfatacji, w której przeprowadzi się symultaniczne strącanie fosforu w układzie komora natleniania - osadnik końcowy. W procesie tym występuje możliwość przedostawania się azotów do komory anaerobowej wraz z recyrkulowanym osadem, co w efekcie prowadzi do obniżenia stopnia usuwania fosforu.

Zgodnie z wynalazkiem w pierwszym stopniu biologicznego oczyszczania ścieki surowe kieruje się do komory anaerobowej, w której ścieki wraz z osadem czynnym powrotnym przetrzymuje się przez czas od 0,5 do 2 godzin, stosując powolne okresowe mieszanie. Z komory anaerobowej ścieki doprowadza się do komory anoksycznej, w której ścieki surowe zmieszane ze ściekami recyrkulowanymi z komory rozdzielczej przetrzymuje się w czasie od 2 do 6 godzin, stosując powolne mieszanie. Z komory anoksycznej mieszaninę ścieków i osadu czynnego po denitryfikacji azotów doprowadza się do komory napowietrzania osadu czynnego średnioobciążonego, wyposażonej korzystnie w ruszt drobnopęcherzykowy do natleniania sprężonym powietrzem, w której poddaje się je oczyszczaniu przy obciążeniu osadu w granicach 0,1+0,6 kg BZT₅/kg s.m.d, skąd następnie ścieki zmieszane z osadem czynnym doprowadza się do osadnika pośredniego. W drugim stopniu biologicznego oczyszczania sklarowane w osadniku pośrednim ścieki, w których stosunek BZT₅, do całkowitego azotu wynosi korzystnie od 0,6 do 2, doprowadza się na nitryfikacyjne spłukiwane złoże o jednostkowej powierzchni czynnej wynoszącej 800+1400 m²/kg N_NlM-d, z którego poprzez komorę rozdzielczą ścieki częściowo recyrkuluje się do komory anoksycznej, częściowo odprowadza do odbiornika, a osad nadmierny doprowadza się do komory uwalniania fosforu i zagęszczania osadu, skąd ciecz nadosadową kieruje się do reaktora chemicznego, w którym podaje się ją działaniu wapna przy pH 9+9,5, a następnie kieruje do komory anoksycznej.

Proces technologiczny uwalniania fosforu i azotu ze ścieków według wynalazku prowadzi do eliminacji fosforu i azotu ze ścieków poprzez ich ewakuację wraz z osadem nadmiernym. Ilość fosforu wbudowanego w biomasę wynosi od 4 do 8% s.m., a azotu od 7 do 9% s.m. Przy osadzie czynnym średnioobciążonym ilość fosforu i azotu wyewakuowana wraz z osadem nadmiernym wynosi około 90% ilości fosforu ogólnego a azotu 40+50% całkowitego azotu. Sposób według wynalazku może być stosowany do głębokiego oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych, miejskich oraz niektórych przemysłowych, wszędzie tam, gdzie zanieczyszczenia podlegają biodegradacji.

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

Sposób usuwania fosforu i azotu polega na tym, że ścieki surowe przewodem 1 doprowadza się do anaerobowej komory 2, w której ścieki wraz z osadem czynnym powrotnym przetrzymuje się w czasie ok. 1 godz., stosując wolne, okresowe mieszanie poprzez sterowanie czasokresami pracy mieszadeł mechanicznych 2a, stanowiących wyposażenie anaerobowej komory 2, w której następuje przechodzenie fosforu organicznego w fosforany łatwo rozpuszczalne i łatwo przyswajalne przez mikroorganizmy osadu czynnego. W anaerobowej komorze 2 zachodzi zmniejszenie wskaźnika BZT5 rozpuszczonego o 70%. Z anaerobowej komory 2 mieszaninę ścieków i osadów kieruje się do anoksycznej komory 3 osadu czynnego, wyposażonej w mechaniczne mieszadła 3a. Z anoksycznej komory 3 mieszaninę ścieków i osadu czynnego po denitryfikacji doprowadza się do komory 4 napowietrzania osadu czynnego średnioobciążonego, wyposażonej w drobnopęcherzykowy ruszt 4a do natleniania sprężonym powietrzem. W anoksycznej komorze 3 prowadzi się denitryfikację azotanów przy obciążeniu osadu od 0,1 do 0,2 BZT5/kg s.m.d, a w komorze 4 napowietrzania osadu czynnego średnioobciążonego prowadzi się biodegradację związków węgla do BZT5 po osadniku pośrednim do ok. 25 g O₂/m³, przy którym następuje wbudowanie w komórki osadu czynnego fosforu do wartości 4+8% s.m. Potrzebny do prowadzenia procesu tlen wprowadza się za pomocą drobnopęcherzykowego rusztu 4a. Następnie mieszaninę ścieków i osadu z komory 4

184 874 osadu czynnego średnioobciążonego przewodem 5 wprowadza się do pośredniego osadnika 6, w którym następuje separacja biomasy osadu czynnego od sklarowanych ścieków. W drugim stopniu biologicznego oczyszczania sklarowane ścieki z pośredniego osadnika 6 kieruje się przewodem 7 na nitryfikacyjne spłukiwane złoże 8, wypełnione niezorientowanymi elementami z tworzyw sztucznych lub wypełnieniem konwencjonalnym, którego powierzchnia czynna wypełnienia wynosi 1000 m²/kg N_NH4’d. Na złożu tym następuje nitryfikacja azotu amonowego, przy czym stosunek BZT5 do całkowitego azotu w ściekach dopływających do złoża 8 wynosi od 0,6 do 2. Ścieki z nitryfikacyjnego spłukiwanego złoża 8 przewodem 9 doprowadza się do rozdzielczej komory 10, skąd w części jako recyrkulacja azotanów recyrkulacyjnym przewodem 11 doprowadza się je do anoksycznej komory 3 a w części przewodem ścieków oczyszczonych 12 odprowadza się je do odbiornika. Osad oddzielony w pośrednim osadniku 6 w części jako osad recyrkulowany kieruje się przewodem 13 osadu powrotnego do przewodu 1 ścieków surowych, zaś w części jako osad nadmierny z pośredniego osadnika 6 przewodem 14 osadu nadmiernego doprowadza się do komory 15 uwalniania fosforu i zagęszczania osadu. W której następuje uwolnienie fosforu do cieczy poosadowej. Zagęszczony, pozbawiony fosforu osad odprowadza się do dalszej przeróbki przewodem 20, natomiast ciecz poosadową zawierającą fosforany w ilości około 100 g P/m³ odprowadza się przewodem 16 do chemicznego reaktora 17, w którym prowadzi się chemiczne strącanie fosforu za pomocą wapna przy pH 9-:-9,5 dozowanego podajnikiem 19. Sklarowaną ciecz w chemicznym reaktorze 17 podaje się przewodem 18 do anoksycznej komory 3, natomiast osad z chemicznego reaktora 17 przewodem 21 kieruje się do rolniczego wykorzystania.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 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 anaerobowej komory (2), w której ścieki wraz z osadem czynnym powrotnym przetrzymuje sit; przez czas od 0,5 do 2 godzin, stosując powolne okresowe mieszanie, w której następnie doprowadza się je do anoksycznej komory (3), w której ścieki surowe zmieszane ze ściekami recyrkulowanymi z rozdzielnej komory (10) przetrzymuje się przez czas 2 do 6 godzin, stosując powolne okresowe mieszanie, skąd po nastąpieniu denitryfikacji azotanów doprowadza się je do komory (4) napowietrzania osadu czynnego średnioobciążonego, w której poddaje się je oczyszczaniu przy obciążeniu osadu w granicach 0,1^0,6 kg BZT₅/kg s.m.d, skąd następnie ścieki zmieszane z osadem czynnym doprowadza się do pośredniego osadnika (6), natomiast w drugim stopniu biologicznego oczyszczania sklarowane w pośrednim osadniku (6) ścieki, w których stosunek BZT₅ do całkowitego azotu wynosi korzystnie od 0,6 do 2, doprowadza się na nitryfikacyjne spłukiwane złoże (8) o jednostkowej powierzchni czynnej w granicach 800^1400 m²/kg z którego poprzez rozdzielczą komorę (10) ścieki recyrkuluje się do anoksycznej komory (3), częściowo odprowadza się do odbiornika, a osad nadmierny doprowadza się do komory (15) uwalniania fosforu i zagęszczania osadu, z której ciecz nadosadową kieruje się do chemicznego reaktora (17), gdzie poddaje się ją działaniu wapna korzystnie przy pH 9^9,5, a następnie kieruje się ją do anoksycznej komory (3).