PL232815B1

PL232815B1 - Process for purifying waste water and sewage treatment plant, especially for the removal of nitrogen compounds

Info

Publication number: PL232815B1
Application number: PL398400A
Authority: PL
Inventors: Grzegorz Cema; Joanna Surmacz-Górska
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2019-07-31
Also published as: PL398400A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ścieków komunalnych zwłaszcza do usuwania związków azotu wykorzystujący proces częściowej skróconej nitryfikacji oraz proces Anammox. Sposób polega na tym, że w pierwszym etapie ściekami surowymi (1) zasila się reaktor beztlenowy (2) i usuwa się wstępnie związki węgla w procesie fermentacji metanowej z wytworzeniem i odbiorem biogazu (3), w kolejnym etapie oczyszczania strąca się chemicznie fosfor w reaktorze (4) za pomocą soli glinu i/lub żelaza. Następnie ścieki poddaje się wstępnemu oczyszczaniu (5) przed wprowadzeniem do instalacji odwróconej osmozy (6). Kolejno otrzymany retentat (7) wprowadza się do reaktora biologicznego (9), a otrzymany permeat (8) może zostać wykorzystany jako woda technologiczna lub zostać odprowadzony bezpośrednio do odbiornika. Natomiast w reaktorze biologicznym (9) usuwa się związki azotu w procesie skróconej częściowej nitryfikacji połączonej z wprowadzonym procesem Anammox, to jest procesem beztlenowego utleniania amoniaku przeprowadzany przez bakterie anammox, w którym następuje usunięcie azotu ze ścieków, a odpływ z reaktora biologicznego (9) prowadzi się na filtry korzystnie filtry piaskowe w celu ich doczyszczenia (10). Z kolei ścieki oczyszczone (11) odprowadza się do odbiornika, przy tym osad nadmierny (12) po procesie biologicznym oraz po zagęszczeniu (13) wprowadza się do reaktora beztlenowego (2) w celu jego ustabilizowania, a osad z reaktora beztlenowego (2) dodatkowo odwadnia się (14). Wynalazek dotyczy także biologicznej oczyszczalni ścieków zwłaszcza do usuwania związków azotu.The subject of the invention is a method of municipal wastewater treatment, especially for the removal of nitrogen compounds, using the process of partial shortened nitrification and the Anammox process. The method is based on the fact that in the first stage raw wastewater (1) is fed to an anaerobic reactor (2) and carbon compounds are initially removed in the process of methane fermentation with the production and collection of biogas (3), in the next stage of purification phosphorus is chemically precipitated in the reactor (4) with aluminum and/or iron salts. The wastewater is then pre-treated (5) before entering the reverse osmosis system (6). Subsequently, the retentate (7) obtained is introduced into the biological reactor (9), and the obtained permeate (8) can be used as process water or be discharged directly to the receiver. On the other hand, in the biological reactor (9) nitrogen compounds are removed in the process of shortened partial nitrification combined with the introduced Anammox process, i.e. the process of anaerobic ammonia oxidation carried out by anammox bacteria, in which nitrogen is removed from wastewater, and the outflow from the biological reactor (9) leads to filters, preferably sand filters, to clean them (10). In turn, the treated sewage (11) is discharged to the receiver, while the excess sludge (12) after the biological process and after thickening (13) is fed into the anaerobic reactor (2) for its stabilization, and the sludge from the anaerobic reactor (2) is additionally dehydrates (14). The invention also relates to a biological wastewater treatment plant, in particular for the removal of nitrogen compounds.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania ścieków komunalnych i biologiczna oczyszczalnia ścieków zwłaszcza do usuwania związków azotu.The subject of the invention is a method of municipal wastewater treatment and a biological wastewater treatment plant, in particular for the removal of nitrogen compounds.

Znany jest proces Anammox (ang. ANaerobic AMMonia OXidation) czyli proces beztlenowego utleniania amoniaku przeprowadzany przez bakterie.The Anammox (ANaerobic AMMonia OXidation) process is known, i.e. the process of anaerobic oxidation of ammonia carried out by bacteria.

W klasycznych systemach usuwanie związków azotu przeprowadza się przy pomocy dwóch odrębnych procesów - nitryfikacji i denitryfikacji. Procesy usuwania azotu są jednymi z najbardziej kosztownych w oczyszczaniu ścieków. Koszty te wynikają ze znacznego zapotrzebowania na energię (napowietrzanie) w procesie nitryfikacji. Energia przeznaczona na napowietrzenie w procesie osadu czynnego stanowi 50-90% całkowitego zużycia energii w oczyszczalni, co daje nawet 30% udział w całkowitych kosztach eksploatacji oczyszczalni ścieków. W przypadku ścieków zawierających wysokie stężenia związków azotowych ww. metody mogą być zakłócone poprzez hamowanie nitryfikacji wolnym amoniakiem oraz z powodu nieodpowiedniego stosunku węgla organicznego do azotu, co w znacznym stopniu ogranicza biologiczną denitryfikację. Z tego względu ciągle trwają poszukiwania nowych metod i technologii umożliwiających skuteczne i tańsze usuwanie azotu (Siegrist et al., 2008). Zastosowana technologia musi przede wszystkim zapewnić jak największą efektywność usuwania związków azotu, przy jednocześnie jak najniższych kosztach eksploatacyjnych i inwestycyjnych.In classical systems, the removal of nitrogen compounds is carried out using two separate processes - nitrification and denitrification. Nitrogen removal processes are among the most costly in wastewater treatment. These costs result from the significant energy demand (aeration) in the nitrification process. The energy allocated for aeration in the activated sludge process accounts for 50-90% of the total energy consumption in the treatment plant, which gives up to 30% share in the total operating costs of the sewage treatment plant. In the case of wastewater containing high concentrations of nitrogen compounds, methods can be affected by the inhibition of nitrification with free ammonia and due to the inappropriate ratio of organic carbon to nitrogen, which greatly reduces biological denitrification. For this reason, the search for new methods and technologies for effective and cheaper nitrogen removal is ongoing (Siegrist et al., 2008). The technology used must primarily ensure the highest possible efficiency of nitrogen compounds removal, while at the same time the lowest operating and investment costs.

Konwencjonalne układy osadu czynnego stosowane do oczyszczania ścieków miejskich, charakteryzują się stosunkowo niskimi ładunkami zanieczyszczeń w dopływających ściekach (około 1 kg ChZT/m³-d oraz 0,08 kg N/m³-d). Do tej pory, proces Anammox był stosowany do ścieków o wysokiej zawartości azotu takich jak odcieki składowiskowe czy też wody osadowe powstające po odwodnieniu osadów ściekowych, które wcześniej były poddane procesowi fermentacji metanowej, w miejskich oczyszczalniach ścieków. Ładunek azotu wprowadzany z tymi odciekami do głównego ciągu technologicznego oczyszczalni może stanowić nawet 10-30% całego ładunku azotu wchodzącego do oczyszczalni. Z tego względu, coraz powszechniejsze staje się oczyszczanie tych wód w bocznym ciągu technologicznym, co w znacznym stopniu pomaga poprawić jakość odpływu z oczyszczalni, a dodatkowo pozwala na stabilizację jej pracy.Conventional activated sludge systems used for urban wastewater treatment are characterized by relatively low pollutant loads in the incoming wastewater (about 1 kg COD/m ³ -d and 0.08 kg N/m ³ -d). So far, the Anammox process has been used for wastewater with a high nitrogen content, such as landfill effluents or sludge waters resulting from the dewatering of sewage sludge that was previously methane fermented in municipal wastewater treatment plants. The nitrogen load introduced with these effluents to the main process line of the sewage treatment plant may constitute even 10-30% of the total nitrogen load entering the sewage treatment plant. For this reason, it is becoming more and more common to treat these waters in a side process line, which significantly helps to improve the quality of the outflow from the treatment plant, and additionally allows for the stabilization of its operation.

Przykładem usuwania azotu z wód osadowych w bocznym ciągu technologicznym może być stosowanie opatentowanego procesu SHARON (amerykański opis patentowy nr US 5863435), który wykorzystuje utlenianie azotu amonowego tylko do azotanów (III), a następnie ich denitryfikację do azotu gazowego.An example of nitrogen removal from sludge waters in a side process line can be the use of the patented SHARON process (US Patent No. 5,863,435), which uses the oxidation of ammonium nitrogen only to nitrates (III), and then their denitrification to gaseous nitrogen.

Innym znanym rozwiązaniem było połączenie procesu SHARON z procesem Anammox (amerykański opis patentowy nr US 6383390). Poprzez usuwanie azotu z wód osadowych w bocznym ciągu technologicznym zmniejszeniu ulega ładunek azotu dopływający do głównego ciągu technologicznego. Dzięki temu poprawie ulega proporcja węgla do azotu w głównym ciągu technologicznym, czego konsekwencją może być również zwiększenie efektywności biologicznego usuwania fosforu.Another known solution was to combine the SHARON process with the Anammox process (US Patent No. 6,383,390). By removing nitrogen from the sludge water in the side process line, the nitrogen load flowing into the main process line is reduced. Thanks to this, the proportion of carbon to nitrogen in the main process line is improved, which may also result in an increase in the efficiency of biological phosphorus removal.

Inną potencjalną korzyścią dla oczyszczalni jest możliwość wydajniejszego usuwania węgla organicznego w osadnikach wstępnych (mniejszy ładunek azotu zmniejsza zapotrzebowanie na węgiel w procesie denitryfikacji). Zatrzymanie większej ilości węgla w osadnikach wstępnych daje możliwość większej elastyczności i istnieje możliwość wykorzystania go do różnych celów, w zależności od potrzeb oczyszczalni. Z jednej strony, można go wykorzystać do poprawy procesu biologicznej defosfatacji. Inną możliwością jest zwiększenie ilości związków organicznych wprowadzanych do komory fermentacyjnej i tym samym zwiększenie produkcji biogazu (większa ilość wytworzonej energii). Spowoduje to także zmniejszenie energii niezbędnej do utleniania związków organicznych w głównym ciągu technologicznym.Another potential benefit for the treatment plant is the possibility of more efficient removal of organic carbon in the primary settling tanks (lower nitrogen load reduces the need for carbon in the denitrification process). Retaining more coal in the primary settling tanks allows for greater flexibility and can be used for different purposes, depending on the needs of the treatment plant. On the one hand, it can be used to improve the biological dephosphatation process. Another possibility is to increase the amount of organic compounds introduced into the digester and thus increase the production of biogas (more energy generated). It will also reduce the energy necessary for the oxidation of organic compounds in the main process line.

Jednak mimo usuwania azotu w bocznym ciągu technologicznym, ciągle jest duże zapotrzebowanie na energię niezbędną do utleniania związków organicznych. Generalnie w tlenowych systemach oczyszczania ścieków miejskich, tylko około 40-50% związków organicznych jest utleniana, natomiast pozostała część (50-60%) jest wbudowywana w biomasę, która następnie musi być usuwana z reaktora w postaci osadu nadmiernego, co generuje dodatkowe koszty dla oczyszczalni. W przeciwieństwie do systemów tlenowych, w przypadku beztlenowego usuwania związków organicznych, większość łatwo rozkładalnej substancji organicznej obecnej w ściekach jest konwertowana do biogazu (70 do 90%), a tylko mała część jest przekształcana w biomasę (5 do 15%), która następnie musi być usunięta z reaktora w postaci osadu nadmiernego. Jednak w przypadku beztlenowego oczyszczania ścieków pozostaje problem usuwania związków azotu i fosforu.However, despite the removal of nitrogen in the side process line, there is still a large demand for energy necessary for the oxidation of organic compounds. Generally, in aerobic urban wastewater treatment systems, only about 40-50% of the organic compounds are oxidized, while the remaining part (50-60%) is incorporated into the biomass, which then has to be removed from the reactor as excess sludge, which generates additional costs for treatment plant. Unlike aerobic systems, in the case of anaerobic removal of organic compounds, most of the readily degradable organic matter present in the wastewater is converted to biogas (70 to 90%) and only a small part is converted to biomass (5 to 15%), which then has to be be removed from the reactor in the form of excess sludge. However, in the case of anaerobic wastewater treatment, the problem of removing nitrogen and phosphorus compounds remains.

PL 232 815 B1PL 232 815 B1

Sposób według wynalazku polega na tym, że w pierwszym etapie ściekami surowymi zasila się reaktor beztlenowy i usuwa się wstępnie związki węgla z wytworzeniem i odbiorem biogazu, w kolejnym etapie oczyszczania strąca się chemicznie fosfor w reaktorze chemicznego strącania fosforu za pomocą soli glinu i/lub żelaza, następnie ścieki kieruje się do komory ultrafiltracji przed wprowadzeniem do instalacji odwróconej osmozy, przy czym kolejno otrzymany permeat korzystnie wykorzystuje się jako wodę technologiczną lub odprowadza bezpośrednio do odbiornika, natomiast otrzymany retentat wprowadza się do reaktora biologicznego, w którym usuwane są związki azotu w procesie skróconej częściowej nitryfikacji połączonej z wprowadzonym procesem Anammox, a odpływ z reaktora biologicznego prowadzi się na filtry, korzystnie filtry piaskowe, następnie ścieki oczyszczone odprowadza się do odbiornika, przy czym osad nadmierny po procesie biologicznym oraz po zagęszczeniu w komorze zagęszczania osadu wprowadza się do reaktora beztlenowego, z którego osad dodatkowo odwadnia się w stacji odwadniania osadu.The method according to the invention consists in the fact that in the first stage, raw wastewater is fed to an anaerobic reactor and carbon compounds are initially removed with the production and collection of biogas, in the next stage of purification, phosphorus is chemically precipitated in the reactor of chemical precipitation of phosphorus with aluminum and/or iron salts then, the wastewater is directed to the ultrafiltration chamber before being introduced to the reverse osmosis installation, the permeate obtained subsequently is preferably used as process water or discharged directly to the receiver, while the obtained retentate is fed to a biological reactor in which nitrogen compounds are removed in the process of shortened partial nitrification combined with the introduced Anammox process, and the outflow from the biological reactor is led to filters, preferably sand filters, then the treated wastewater is discharged to the receiver, with excess sludge after the biological process and after thickening in the sludge thickening chamber to the anaerobic reactor, from which the sludge is additionally dewatered in the sludge dewatering station.

Korzystnie sposób według wynalazku polega na tym, że w procesie skróconej częściowej nitryfikacji utleniania się 50% azotu amonowego do azotu azotanowego (III).Preferably, the process according to the invention consists in the oxidation of 50% of the ammonium nitrogen to nitrate nitrogen (III) in the shortened partial nitrification process.

Biologiczna oczyszczalnia ścieków zwłaszcza do usuwania związków azotu charakteryzuje się tym, że składa się z reaktora beztlenowego do fermentacji metanowej ścieków, połączonego z reaktorem chemicznego strącania fosforu, która połączona jest poprzez komorę ultrafiltracji z instalacją odwróconej osmozy połączoną z reaktorem biologicznym zakończonym filtrami piaskowymi oraz komorą zagęszczania osadu, która połączona jest z reaktorem beztlenowym do fermentacji metanowej ścieków, który połączony jest dodatkowo ze stacją odwadniania osadu.The biological wastewater treatment plant, especially for the removal of nitrogen compounds, is characterized by the fact that it consists of an anaerobic reactor for methane fermentation of wastewater, combined with a chemical phosphorus precipitation reactor, which is connected through an ultrafiltration chamber with a reverse osmosis installation connected to a biological reactor terminated with sand filters and a concentration chamber connected to the anaerobic reactor for methane fermentation of sewage, which is additionally connected to the sludge dewatering station.

Sposób według wynalazku wykorzystuje proces Anammox w głównym ciągu technologicznym oczyszczalni ścieków komunalnych, zamiast klasycznej nitryfikacji/denitryfikacji, który poprzedzony jest instalacją do odwróconej osmozy.The method according to the invention uses the Anammox process in the main technological line of the municipal sewage treatment plant, instead of the classic nitrification/denitrification, which is preceded by a reverse osmosis installation.

Alternatywą dla klasycznego procesu nitryfikacji/denitryfikacji jest proponowane, w sposobie według wynalazku, połączenie procesu częściowej skróconej nitryfikacji oraz procesu Anammox i wprowadzenie go do głównego ciągu technologicznego oczyszczalni, czego do tej pory nie robiono.An alternative to the classic process of nitrification/denitrification is the proposed, in the method according to the invention, combining the process of partial shortened nitrification and the Anammox process and introducing it to the main technological line of the sewage treatment plant, which has not been done so far.

Usuwanie azotu w procesie Anammox pozwala zmniejszyć koszty napowietrzania o ponad 60%, nie ma też potrzeby zapewnienia węgla organicznego, a dodatkowo zmniejsza się emisję CO2 o ok. 90% w porównaniu z procesami nitryfikacji/denitryfikacji, co ma duże znaczenie biorąc pod uwagę fakt, że dwutlenek węgla jest jednym z głównych gazów cieplarnianych. Największą zaletą procesu Anammox jest jego autotroficzny charakter, dzięki czemu nie ma potrzeby dozowania zewnętrznego źródła węgla, co pozwala na znaczną redukcję kosztów eksploatacyjnych, zwłaszcza w porównaniu z klasyczną denitryfikacją heterotroficzną. Ze względu na brak konieczności dozowania zewnętrznego źródła węgla, proces charakteryzuje się niskim przyrostem biomasy (0,08 gs.m.o./gN zamiast prawie 1 gs.m.o./gN), co ma bardzo duże znaczenie biorąc pod uwagę problemy z zagospodarowaniem komunalnych osadów ściekowych.Removal of nitrogen in the Anammox process reduces aeration costs by more than 60%, there is no need to provide organic carbon, and additionally, CO2 emissions are reduced by approx. 90% compared to nitrification/denitrification processes, which is significant considering that carbon dioxide is one of the major greenhouse gases. The greatest advantage of the Anammox process is its autotrophic character, thanks to which there is no need to dose an external carbon source, which allows for a significant reduction in operating costs, especially in comparison with the classic heterotrophic denitrification. Due to the lack of need to dose an external source of carbon, the process is characterized by a low increase in biomass (0.08 gsm/gN instead of almost 1 gsm/gN), which is very important considering the problems with the management of municipal sewage sludge.

Zaproponowana biologiczna oczyszczalnia ścieków według wynalazku, integruje beztlenowe usuwanie związków organicznych z chemicznym usuwaniem fosforu oraz wprowadza proces Anammox do głównego ciągu technologicznego miejskiej oczyszczalni ścieków, w celu usuwania związków azotu. Istotą wynalazku, jest wprowadzenie do głównego ciągu technologicznego procesu odwróconej osmozy, w którym nastąpi zatężenie stężenia azotu w strumieniu ścieków w celu wprowadzania ich następnie do reaktora częściowej nitryfikacji/Anammox, dzięki czemu możliwe będzie usuwanie azotu z głównego strumienia ścieków miejskich wprowadzanych na oczyszczalnie.The proposed biological wastewater treatment plant according to the invention integrates the anaerobic removal of organic compounds with the chemical removal of phosphorus and introduces the Anammox process to the main technological line of the municipal wastewater treatment plant in order to remove nitrogen compounds. The essence of the invention is the introduction of the reverse osmosis process into the main technological line, in which the nitrogen concentration in the wastewater stream will be concentrated in order to then introduce it to the partial nitrification/Anammox reactor, thanks to which it will be possible to remove nitrogen from the main stream of municipal wastewater introduced to treatment plants.

Wprowadzenie procesu Anammox do głównego ciągu technologicznego pozwoli na osiągniecie szeregu korzyści.The introduction of the Anammox process to the main technological line will allow to achieve a number of benefits.

Ponieważ bakterie anammox są bakteriami autotroficznymi, wprowadzenie tego procesu pozwoli na znaczną redukcję powstającego osadu nadmiernego w stosunku do ilości osadu powstającego w procesie nitryfikacji/denitryfikacji (produkcja osadu w procesie Anammox to 0.08 gs.m.o./gN w porównaniu do 1 gs.m.o./gN powstającego w procesie nitryfikacji/denitryfikacji).Since anammox bacteria are autotrophic bacteria, the introduction of this process will allow for a significant reduction of excess sludge in relation to the amount of sludge generated in the nitrification/denitrification process (sludge production in the Anammox process is 0.08 gs.m.o./gN compared to 1 gs.m.o./gN formed in the process of nitrification/denitrification).

Ponadto zaletą rozwiązania według wynalazku jest znaczne ograniczenie energii niezbędnej do napowietrzania ścieków. Zapotrzebowanie na tlen, będzie jedynie w celu utlenienia ok. 50% azotu amonowego do azotanów (III) z pominięciem dalszego utleniania do azotanów (V). Dodatkową zaletą jest znaczne ograniczenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery (zarówno CO2 jak i N2O).In addition, the advantage of the solution according to the invention is a significant reduction of energy necessary for aeration of wastewater. The demand for oxygen will be only to oxidize about 50% of ammonium nitrogen to nitrates (III) without further oxidation to nitrates (V). An additional advantage is the significant reduction of greenhouse gas emissions into the atmosphere (both CO2 and N2O).

Przedmiot wynalazku przedstawiono w poniższym przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono schemat blokowy biologicznej oczyszczalni ścieków.The subject of the invention is presented in the following embodiment in the drawing, which shows a block diagram of a biological sewage treatment plant.

PL 232 815 B1PL 232 815 B1

Sposób oczyszczania ścieków komunalnych polega na tym, w pierwszym etapie ściekami surowymi 1 zasila się reaktor beztlenowy 2 do fermentacji metanowej, w którym usuwa się wstępnie związki węgla z wytworzeniem i odbiorem biogazu 3, w kolejnym etapie oczyszczania strąca się chemicznie fosfor w reaktorze chemicznego strącania fosforu 4 za pomocą soli glinu i/lub żelaza, następnie ścieki kieruje się do komory ultrafiltracji 5 przed wprowadzeniem do instalacji odwróconej osmozy 6, przy czym kolejno otrzymany permeat 8 korzystnie wykorzystuje się jako wodę technologiczną lub odprowadza bezpośrednio do odbiornika, natomiast otrzymany retentat 7 wprowadza się do reaktora biologicznego 9 gdzie usuwa się związki azotu w procesie skróconej częściowej nitryfikacji połączonej z wprowadzonym procesem Anammox (w układzie dwustopniowym lub jednostopniowym), to jest procesem beztlenowego utleniania amoniaku przeprowadzanym przez bakterie anammox, w którym następuje usunięcie azotu ze ścieków, a odpływ z reaktora biologicznego 9 prowadzi się na filtry, korzystnie filtry piaskowe 10 w celu doczyszczenia odpływu z reaktora z zawiesin organicznych niezatrzymanych w reaktorze biologicznym 9, a dodatkowo organizmy rozwijające się w filtrze będą powodować rozkład substancji organicznych, a także rozkład amoniaku w warunkach tlenowych i proces denitryfikacji w częściach niedotlenionych filtra 10, następnie ścieki oczyszczone 11 odprowadza się do odbiornika, przy tym osad nadmierny 12 po procesie biologicznym oraz po zagęszczeniu w komorze zagęszczania osadu 13 wprowadza się do reaktora beztlenowego 2 do fermentacji metanowej w celu jego ustabilizowania, przy czym osad z reaktora beztlenowego 2 do fermentacji metanowej dodatkowo odwadnia się w stacji odwadniania osadu 14.The method of municipal wastewater treatment consists in the following: in the first stage, raw wastewater 1 is fed to the anaerobic reactor 2 for methane fermentation, in which carbon compounds are initially removed to produce and collect biogas 3, in the next stage of purification, phosphorus is chemically precipitated in the chemical phosphorus precipitation reactor 4 with aluminum and/or iron salts, then the wastewater is directed to the ultrafiltration chamber 5 before being introduced to the reverse osmosis installation 6, the permeate 8 obtained subsequently is preferably used as process water or discharged directly to the receiver, while the obtained retentate 7 is fed to the biological reactor 9, where nitrogen compounds are removed in the process of shortened partial nitrification combined with the introduced Anammox process (in a two-stage or single-stage system), i.e. the process of anaerobic ammonia oxidation carried out by anammox bacteria, in which nitrogen is removed from wastewater and from the biological reactor 9 are led to filters, preferably sand filters 10, in order to clean the outflow from the reactor from organic suspensions not retained in the biological reactor 9, and additionally, the organisms developing in the filter will cause decomposition of organic substances, as well as decomposition of ammonia in aerobic conditions and the process denitrification in the hypoxic parts of the filter 10, then the treated sewage 11 is discharged to the receiver, while the excess sludge 12 after the biological process and after thickening in the sludge thickening chamber 13 is fed into the anaerobic reactor 2 for methane fermentation in order to stabilize it, and the sludge from of the anaerobic reactor 2 for methane digestion is additionally dewatered in the sludge dewatering station 14.

Wytworzony biogaz 3 wykorzystuje się jako źródło energii.The produced biogas 3 is used as an energy source.

Proces skróconej częściowej nitryfikacji polega na utlenianiu korzystnie 50% azotu amonowego do azotu azotanowego (III).The process of shortened partial nitrification consists in the oxidation of preferably 50% of ammonium nitrogen to nitrate nitrogen (III).

Instalacja odwróconej osmozy 6 wprowadzona została w celu zatężenia strumienia ścieków, w tym stężenia azotu amonowego, po którym następuje odprowadzenie ścieków do reaktora biologicznego 9 częściowej nitryfikacji/Anammox w celu usunięcia związków azotu ze ścieków.A reverse osmosis plant 6 was introduced to concentrate the wastewater stream, including the concentration of ammonium nitrogen, followed by discharge of the wastewater to a partial nitrification/Anammox bioreactor 9 to remove nitrogen compounds from the wastewater.

Biologiczna oczyszczalnia ścieków składa się reaktora beztlenowego 2 do fermentacji metanowej ścieków, z której ścieki odprowadzane są do reaktora chemicznego strącania fosforu 4, po którym ścieki odprowadzane są do komory ultrafiltracji 5 w celu ochrony instalacji odwróconej osmozy 6 z której retentat odprowadzany jest do reaktora biologicznego 9 częściowej nitryfikacji/Anammox, w którym przeprowadzane są procesy skróconej częściowej nitryfikacji i Anammox, z którego oczyszczone ścieki odprowadzane są na filtry piaskowe 10, natomiast osad nadmierny odprowadzany jest do komory zagęszczania osadu 13, a następnie do reaktora beztlenowego 2 do fermentacji metanowej ścieków, z której nadmiar ustabilizowanego osadu przepompowywany jest do stacji odwadniania osadu 14.The biological wastewater treatment plant consists of an anaerobic reactor 2 for methane fermentation of wastewater, from which wastewater is discharged to a chemical phosphorus precipitation reactor 4, after which wastewater is discharged to an ultrafiltration chamber 5 to protect the reverse osmosis installation 6, from which retentate is discharged to a biological reactor 9 partial nitrification/Anammox, in which shortened partial nitrification processes are carried out and Anammox, from which treated wastewater is discharged to sand filters 10, while excess sludge is discharged to the sludge thickening chamber 13, and then to the anaerobic reactor 2 for methane fermentation of wastewater, with where the excess of stabilized sludge is pumped to the sludge dewatering station 14.

Wykaz oznaczeń:List of markings:

- ścieki surowe- raw sewage

- reaktor beztlenowy do fermentacji metanowej- anaerobic reactor for methane fermentation

- biogaz- biogas

- reaktor chemicznego strącania fosforu- reactor for chemical precipitation of phosphorus

- komora ultrafiltracji- ultrafiltration chamber

- instalacja odwróconej osmozy- installation of reverse osmosis

- retentat- retentate

- permeat- permeate

- reaktor biologiczny częściowej nitryfikacji/Anammox- partial nitrification bioreactor/Anammox

- filtry piaskowe- sand filters

- ścieki oczyszczone- treated sewage

- osad nadmierny- excessive sludge

- komora zagęszczania osadu- sludge thickening chamber

- stacja odwadniania osadu- sludge dewatering station

Zastrzeżenia patentowePatent claims

Claims

1. A method of municipal wastewater treatment, especially for the removal of nitrogen compounds, using the process of partial shortened nitrification and the Anammox process, characterized in that in the first stage raw wastewater (1) is fed to an anaerobic reactor (2) and

PL 232 815 B1 pre-treatment of carbon compounds with the production and collection of biogas (3), in the next stage of purification, phosphorus is chemically precipitated in the phosphorus chemical precipitation reactor (4) with the use of aluminum and/or iron salts, then the sewage is directed to the ultrafiltration chamber ( 5) before entering the reverse osmosis installation (6), whereby the subsequently obtained permeate (8) is preferably used as process water or discharged directly to the receiver, while the obtained retentate (7) is introduced to the biological reactor (9), in which the are nitrogen compounds in the process of shortened partial nitrification combined with the introduced Anammox process, and the outflow from the biological reactor (9) is led to filters, preferably sand filters (10), then treated wastewater (11) is discharged to the receiver, with excess sludge ( 12) after the biological process and after thickening in the sludge thickening chamber (13), it is fed into the anaerobic reactor (2), from which the sludge is additionally dewatered in the sludge dewatering station (14).

2. The method of claim 2, characterized in that in the process of shortened partial nitrification, 50% of the ammonium nitrogen is oxidized to nitrate nitrogen (III).

3. A biological wastewater treatment plant, in particular for the removal of nitrogen compounds, characterized in that it consists of an anaerobic reactor (2) for methane fermentation of wastewater, connected to a chemical phosphorus precipitation reactor (4), which is connected via an ultrafiltration chamber (5) to an inverted installation osmosis system (6) connected to a biological reactor (9) terminated with sand filters (10) and a sludge thickening chamber (13), which is connected to an anaerobic reactor (2) for methane fermentation of sewage, which is additionally connected to a sludge dewatering station (14) .