PL215357B1 - Sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków - Google Patents

Sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków

Info

Publication number
PL215357B1
PL215357B1 PL390089A PL39008909A PL215357B1 PL 215357 B1 PL215357 B1 PL 215357B1 PL 390089 A PL390089 A PL 390089A PL 39008909 A PL39008909 A PL 39008909A PL 215357 B1 PL215357 B1 PL 215357B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
sewage
formula
magnesium
sludge
Prior art date
Application number
PL390089A
Other languages
English (en)
Other versions
PL390089A1 (pl
Inventor
Piotr Rusek
Zbigniew Hubicki
Andrzej Biskupski
Mieczysław Borowik
Original Assignee
Inst Nawozow Sztucznych
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
Application filed by Inst Nawozow Sztucznych filed Critical Inst Nawozow Sztucznych
Priority to PL390089A priority Critical patent/PL215357B1/pl
Publication of PL390089A1 publication Critical patent/PL390089A1/pl
Publication of PL215357B1 publication Critical patent/PL215357B1/pl

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków. Wody osadowe powstają w wyniku oddzielenia osadu od filtratu w procesie filtracji ścieków na prasach taśmowych lub wirówkach oraz jako odciek z zagęszczaczy grawitacyjnych. W swoim składzie zawierają jony amonowe oraz jony metali ciężkich, które nieusunięte pogarszają efektywność oczyszczania surowych ścieków, z uwagi na fakt, że po procesie filtracji są zawracane na początek części biologicznej oczyszczalni.
Wobec zaostrzenia wymagań dla ścieków oczyszczonych w Polsce, zasadnym jest wydzielenie oczyszczania wód osadowych, w szczególności dla dużych oczyszczalni ścieków. Możliwości wykorzystania tanich naturalnych sorbentów do sorpcji jonów amonowych i metali ciężkich z roztworów wodnych na przykład ścieków, wód naturalnych, osadów ściekowych oraz określenie optymalnych warunków dla tego procesu jest ważne z punktu widzenia środowiskowego i ekonomicznego.
Problem oczyszczania wód osadowych poprzez usuwanie jonów amonowych i jonów metali ciężkich dotyczy większości komunalnych oczyszczalni ścieków w regionie i kraju. Udział ilościowy wód osadowych w strumieniu ścieków dopływających do oczyszczalni wynosi średnio około 3%. Stężenie azotu amonowego w odciekach kształtuje się na średnim poziomie około 400 mg/l. Udział ładunku azotu amonowego zawartego w wodach osadowych w stosunku do ładunku azotu amonowego dopływającego do oczyszczalni wynosi średnio około 20%. Ładunek azotu amonowego zawracany z wodami osadowymi ma znaczący udział w obciążeniu części biologicznej oczyszczalni znacząco zwiększa zużycie tlenu, przez co obniża efektywność procesu oczyszczania ścieków i pogarsza jego ekonomikę (wiąże się to też z koniecznością dozowania dodatkowych środków alkalizujących oraz zewnętrznego źródła węgla do denitryfikacji).
Z artykułu M. Sprynsky, M. Lebedynets, R. Zbytniewski , J. Namiesnik, B. Buszewski pt. „Ammonium removal from aqueous solution by natural zeolite. Transcarpathian mordenite, kinetics, equilibrium and column tests” opublikowanym w Separation and Purification Technology 46 (2005) 155-160, znany jest sposób usuwania jonów amonowych z roztworów modelowych i ścieków poprzez filtrację na kolumnie wypełnionej zeolitem-mordenitem. W procesie sorpcji amon zostaje zaadsorbowany na wypełnieniu kolumny a oczyszczony roztwór jest zawracany. Po wyczerpaniu się sorbentu, musi on być wymieniony bądź regenerowany w wyniku czego powstaje odpad w postaci zużytego sorbentu i/lub zanieczyszczony roztwór poregeneracyjny.
W polskim opisie patentowym Nr 167377 znany jest sposób usuwania jonów amonowych i fosforanowych z roztworów odpadowych poprzez reakcję wiązania magnezu i wapnia, z końcową sedymentacją i filtracją, gdzie jako nośnik magnezu i wapnia stosuje się co najmniej jednokrotnie palony dolomit.
Z publikacji J. H. Potgieter, S. S. Potgiett-Vermaak, P. D. Kalibantonga pt. „Heavy metal removal from solution by palygorskite clays”. Minerals Egineering 19 (2006) 463-470 znany jest mechanizm usuwania jonów Ni2+, Cu2+, Pb2+, Cr3+ z modelowych roztworów azotanów tych metali poprzez kontaktowanie ich z pałygorskitem, przy czym publikacja ta odnosi się do roztworów modelowych tj. azotanów tych metali a swoim zakresem nie obejmuje złożonych układów, jakim są ścieki komunalne. Powszechnie znanym jest również higienizowanie osadów ściekowych przy pomocy CaO, w wyniku tego procesu na skutek egzotermicznej reakcji CaO z wilgocią następuje higienizacja osadu ściekowego oraz uwalnianie znacznych ilości amoniaku.
Sposób oczyszczania wód osadowych powstających po procesie filtracji ścieków z komunalnych oczyszczalni ścieków zawierający jony metali Ni2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+ oraz jony amonowe, prowadzony z zastosowaniem naturalnych sorbentów nieorganicznych według wynalazku charakteryzuje się tym, że do ścieków dodaje się naturalne sorbenty nieorganiczne w ilości od 1-15% wagowych w stosunku do masy osadów ściekowych uzyskanych w procesie filtracji tych ścieków o uwodnieniu do 90 % wagowych. Jako mieszaninę sorbentów stosuje się glinokrzemiany, których podstawowym składnikiem jest zeolit magnezowy o wzorze (Ca,K2,Na2,Mg)4AlgSi40O96.24 H2O otrzymywany poprzez wymieszanie zeolitu o wzorze (Ca,K2,Na2,)4Al8Si40O96.24 H2O z wodnym roztworem azotanu magnezu, w ilości 55-65% wagowych mieszaniny sorbentowej, krzemian o wzorze Mg4 (Si6 O15 (OH)2) 6H2O w ilości 20-30% wagowych i glinokrzemian o wzorze (Mg, Al)2Si4O10(OH) 4H2O w ilości 12-17% wagowych. Uzyskany roztwór miesza się przy pH 7-8,5, filtruje i następnie do uzyskanego w procesie filtracji osadu ściekowego dodaje się tlenek wapnia i /lub tlenek magnezu w ilości 8-12% wagowych masy uzyskanej w procesie filtracji ścieków, a otrzymany filtrat ewentualnie zawraca się.
PL 215 357 B1
W sposobie według wynalazku zeolit o wzorze (Ca,K2,Na2,)4AlgSi40O96.24 H2O miesza się z 10% wodnym roztworem azotanu magnezu w stosunku masowym w zakresie od 7:10 do 12:10, a otrzymany zeolit magnezowy kondycjonuje się przez co najmniej 30 minut i następnie odsącza.
Do osadu ściekowego uzyskanego w procesie filtracji dodaje się tlenek wapnia i tlenek magnezu, przy czym zawartość CaO wynosi 70-98 % korzystnie 75% wagowych mieszaniny CaO i MgO.
Badając oczyszczanie ścieków komunalnych z wykorzystaniem naturalnych sorbentów nieorganicznych wytypowano jony amonowe i jony metali ciężkich Ni2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+ z uwagi na ich wysoką koncentrację w ściekach komunalnych oraz negatywny wpływ na środowisko. Dobierając składy mieszaniny sorbentowej brano pod uwagę szereg powinowactwa poszczególnych jonów do sorbentów, szeregi powinowactwa wyznaczono doświadczalnie. Zeolit o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O o nazwie klinoptylolit modyfikowano azotanem magnezu, przez co uzyskano większą skuteczność usuwania jonów amonowych w wyniku wymiany jonowej na klinoptylolicie oraz związanie części jonów amonowych w trudno rozpuszczalny fosforan magnezowo amonowy.
Podczas prac nad technologią usuwania jonów amonowych i jonów metali ciężkich Ni2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+nieoczekiwanie okazało się , że wprowadzenie do ścieków przed procesem filtracji mieszaniny sorbentów nieorganicznych tj, zeolitu o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O zwanego klinoptylolitem magnezowym, krzemianu o wzorze Mg4(Si6O15(OH)2)6H2O zwanego sepiolitem i glinokrzemianu o wzorze (Mg,Al)2Si4O10(OH)4H2O zwanego pałygorskitem znacznie obniżyło zawartość jonów amonowych i jonów metali ciężkich Ni2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+ w wodach osadowych i osadach ściekowych, jednocześnie nie spowodowało desorpcji jonów amonowych po dodaniu do osadów ściekowych powstałych w wyniku filtracji mieszaniny ściekowo sorbentowej tlenku wapnia i/lub tlenku magnezu.
Szczegóły zawarte są w poniższych przykładach.
P r z y k ł a d 1
Do 9 kg zeolitu o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O zwanego klinoptylolitem dodano 9 kg 10% roztworu azotanu magnezu MgNO3, po 30 minutach odsączony klinoptylolit magnezowy użyto jako składnik mieszaniny sorbentowej.
Do 1 t ścieków zawierających jony amonowe w ilości 700 mg/kg jony metali ciężkich jak w tabeli 1 dodano 15 kg mieszaniny sorbentów w tym 9 kg zeolitu o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O zwanego klinoptylolitem magnezowym, 3,75 kg krzemianu o wzorze Mg4(Si6O15(OH)2)6H2O zwanego sepiolitem, 2,25 kg glinokrzemianu o wzorze (Mg,Al)2Si4O10(OH)4H2O zwanego pałygorskitem. Wszystkie składniki wymieszano przy pH 7-8,5 następnie mieszaninę ściekowo sorbentową odfiltrowano na prasie taśmowej uzyskując 100 kg osadu ściekowego o uwodnieniu 78% zmieszano z 8 kg tlenku wapnia CaO i 2 kg tlenku magnezu MgO.
Tabela 1
Zawartość jonów amonowych i jonów metali ciężkich w ściekach przed i po filtracji
Oznaczany składnik Zawartość przed sorpcją i filtracją (mg/kg) Zawartość składnika w wodzie osadowej po sorpcji i filtracji (mg/kg)
NH4+ 700 90
Ni2+ 0,029 0,005
Zn2+ 0,076 0,008
Cu2+ 0,017 0,002
Pb2+ 0,037 0,003
Cd2+ <0,0008 <0,0005
P r z y k ł a d 2
Do 6 kg zeolitu o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O zwanego klinoptylolitem dodano 6 kg 10% roztworu azotanu magnezu MgNO3, po 30 minutach odsączony klinoptylolit magnezowy użyto jako składnik mieszaniny sorbentowej.
Do 100 kg osadu ściekowego dodano 10 kg mieszaniny sorbentów w ilości 6 kg zeolitu o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O zwanego klinoptylolitem magnezowym i 2,5 kg krzemianu o wzorze Mg4(Si6O15(OH)2)6H2O zwanego sepiolitem oraz 1,5 kg glinokrzemianu o wzorze
PL 215 357 B1 (Mg,Al)2Si4O10(OH)4H2O zwanego pałygorskitem oraz 5 kg wapna palonego i 5 kg tlenku magnezu.
Wszystkie składniki wymieszano i kondycjonowano przez 8 godzin. Zawartość rozpuszczalnych składników przed dodaniem sorbentów i po, przedstawia się następująco:
Oznaczany składnik Zawartość przed sorpcją i filtracją (mg/kg) Zawartość składnika w wodzie osadowej po sorpcji i filtracji (mg/kg)
NH4+ 500 80
Ni2+ 0,015 0,004
Zn2+ 0,069 0,007
Cu2+ 0,015 0,002
Pb2+ 0,035 0,002
Cd2+ <0,0009 <0,0004
Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób oczyszczania wód osadowych powstających po procesie filtracji ścieków z komunal-

Claims (3)

1. Sposób oczyszczania wód osadowych powstających po procesie filtracji ścieków z komunalnych oczyszczalni ścieków zawierający jony metali Ni2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+ oraz jony amonowe, prowadzony z zastosowaniem naturalnych sorbentów nieorganicznych, znamienny tym, że do ścieków dodaje się naturalne sorbenty nieorganiczne w ilości od 1-15% wagowych w stosunku do masy osadów ściekowych uzyskanych w procesie filtracji tych ścieków o uwodnieniu do 90 % wagowych, przy czym jako mieszaninę sorbentów stosuje się glinokrzemiany, których podstawowym składnikiem jest zeolit magnezowy o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O otrzymywany poprzez wymieszanie zeolitu o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O z wodnym roztworem azotanu magnezu, w ilości 55-65% wagowych mieszaniny sorbentowej, krzemian o wzorze Mg4(Si6O15(OH)2)6H2O w ilości 20-30% wagowych i glinokrzemian o wzorze (Mg, Al)2Si4O10(OH) 4H20 w ilości 12-17% wagowych, po czym uzyskany roztwór miesza się przy pH 7-8,5, filtruje i następnie do uzyskanego w procesie filtracji osadu ściekowego dodaje się tlenek wapnia i/lub tlenek magnezu w ilości 8-12% wagowych masy uzyskanej w procesie filtracji ścieków, a otrzymany filtrat ewentualnie zawraca się.
2. Sposób oczyszczania wód osadowych według zastrz. 1, znamienny tym, że zeolit o wzorze (Ca,K2,Na2)4Al8Si40O96.24H2O miesza się z 10% wodnym roztworem azotanu magnezu w stosunku masowym w zakresie od 7:10 do 12:10, a otrzymany zeolit magnezowy kondycjonuje się przez co najmniej 30 minut i następnie odsącza.
3. Sposób oczyszczania wód osadowych według zastrz. 1, znamienny tym, że do osadu ściekowego uzyskanego w procesie filtracji dodaje się tlenek wapnia i tlenek magnezu, przy czym zawartość CaO wynosi 70-98% korzystnie 75% wagowych mieszaniny CaO i MgO.
PL390089A 2009-12-30 2009-12-30 Sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków PL215357B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390089A PL215357B1 (pl) 2009-12-30 2009-12-30 Sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL390089A PL215357B1 (pl) 2009-12-30 2009-12-30 Sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL390089A1 PL390089A1 (pl) 2011-07-04
PL215357B1 true PL215357B1 (pl) 2013-11-29

Family

ID=44357300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL390089A PL215357B1 (pl) 2009-12-30 2009-12-30 Sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL215357B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL390089A1 (pl) 2011-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4772307A (en) Process for preparing an agricultural fertilizer from sewage
Panayotova et al. Purification and reuse of heavy metals containing wastewaters from electroplating plants
CN101780421B (zh) 一种氨氮吸附剂及其制备和使用方法
EP3760605A1 (en) Method of phosphorus recovery from wastewater, in particular from sludge water
Chowdhury et al. Zeolite for nutrient stripping from farm effluents
Nguyen et al. Phosphorous removal from aqueous solutions by agricultural by-products: A critical review
CN104549173A (zh) 污水中磷吸附材料制备与应用
RU2316479C1 (ru) Способ водоподготовки
Vishnu et al. Removal of heavy metals from mine waters by natural zeolites
KR100869059B1 (ko) 제올라이트 재생부산물을 이용한 고농도 질소함유 산업폐수 처리방법
US20250011192A1 (en) Natural mineral-derived lumilite ecological restoration agent and method of manufacturing same
US8133838B2 (en) Water purification material
CN108726656A (zh) 一种鱼塘水质吸附净化的组合物
PL215357B1 (pl) Sposób oczyszczania wód osadowych z komunalnych oczyszczalni ścieków
RU2051112C1 (ru) Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и шестивалентного хрома
JP2024168707A (ja) 生物処理水からの資源回収方法
WO2002079087A1 (en) Recovery of ammonium nitrogen from wastewater
Williams Ion exchange nutrient recovery from municipal wastewater
CN111439891A (zh) 一种工业氨氮去除工艺
RU2300409C2 (ru) Фильтрующий материал
RU2313388C1 (ru) Способ получения сорбента для очистки технологических сточных вод от ионов хрома и цинка
CZ3392A3 (en) Method of treating aqueous solutions, contaminated with nitrate ions
RU1803387C (ru) Способ очистки сточных вод
DE4138670A1 (de) Verfahren zur gewinnung von landwirtschaftlich verwertbarem klaerschlamm
Caraguay Evaluation of phosphate and ammonium removal and valorization from urban waste waters by impregnated metal hydrated oxides inorganic natural zeolites