RU2672419C1 - Biofilm nitrification-contact denitrification system and method - Google Patents
Biofilm nitrification-contact denitrification system and method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672419C1 RU2672419C1 RU2017126967A RU2017126967A RU2672419C1 RU 2672419 C1 RU2672419 C1 RU 2672419C1 RU 2017126967 A RU2017126967 A RU 2017126967A RU 2017126967 A RU2017126967 A RU 2017126967A RU 2672419 C1 RU2672419 C1 RU 2672419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biofilm
- denitrification
- tank
- nitrification
- wastewater
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 11
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000005446 dissolved organic matter Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 3
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 241000605159 Nitrobacter Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009294 enhanced biological phosphorus removal Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- -1 nitrate (NO 3 ) ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/308—Biological phosphorus removal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/06—Aerobic processes using submerged filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/08—Aerobic processes using moving contact bodies
- C02F3/085—Fluidized beds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к системе и способу биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, в которых которых используются экологически приемлемая технология, а также технологии регенерации воды, и которые обеспечивают глубокое удаление органического углерода, азота и фосфора из сточных вод.The present invention relates to a system and method for biofilm nitrification-contact denitrification, which use environmentally friendly technology, as well as water recovery technologies, and which provide deep removal of organic carbon, nitrogen and phosphorus from wastewater.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Нитрификация - это окисление аммиачного азота в сточных водах до нитратного азота, который представляет собой окисленную форму азота в аэробной среде, образующуюся благодаря активности микроорганизмов. Этот процесс включает окисление аммиачного азота до нитрита (NO2) бактериями рода Nitromonas и окисление нитрита до нитратных (NO3) ионов бактериями рода Nitrobacter. Денитрификация представляет собой превращение окисленных форм азота (NO2, NO3) в молекулярный азот благодаря активности бактерий. Обычно нитрификация и денитрификация осуществляются в одноиловых системах путем выбора подходящих условий процесса в системах с активным илом.Nitrification is the oxidation of ammonia nitrogen in wastewater to nitrate nitrogen, which is an oxidized form of nitrogen in an aerobic environment, formed due to the activity of microorganisms. This process involves the oxidation of ammonia nitrogen to nitrite (NO 2 ) by bacteria of the Nitromonas genus and the oxidation of nitrite to nitrate (NO 3 ) ions by bacteria of the Nitrobacter genus. Denitrification is the conversion of oxidized forms of nitrogen (NO 2 , NO 3 ) to molecular nitrogen due to the activity of bacteria. Typically, nitrification and denitrification are carried out in monoil systems by selecting suitable process conditions in activated sludge systems.
В системах биореактора с псевдоожиженным слоем (FBBR) в реакторе размещается загрузка (обычно из пластика) с целью увеличения мощности систем активного ила и удержания большего объема биомассы в реакторе и, тем самым, увеличения производительности без потребности в дополнительном объеме. Как правило, благодаря введению таких загрузок, в аэробных и/или анаэробных реакторах удерживается больший объем биомассы. Загрузку, используемую для FBBR, добавляют в одноиловые системы, в которых вместе происходят процессы нитрификации и денитрификации. Процессы нитрификации и денитрификации осуществляются с помощью прикрепленной биопленки, растущей на поверхности загрузки.In fluidized bed bioreactor (FBBR) systems, a reactor (typically plastic) is placed in the reactor to increase the capacity of activated sludge systems and to hold a larger volume of biomass in the reactor and thereby increase productivity without the need for additional volume. Typically, due to the introduction of such charges, a greater volume of biomass is retained in aerobic and / or anaerobic reactors. The load used for FBBR is added to single-core systems in which nitrification and denitrification processes occur together. The nitrification and denitrification processes are carried out using an attached biofilm growing on the loading surface.
Конкуренция между бактериями, ответственными за нитрификацию и удаление органического углерода, вызывает вымывание нитрифицирующих бактерий из-за сравнительно низкой скорости их репродукции и роста. Поскольку бактерии, которые осуществляют процесс нитрификации, находятся в одной и той же среде с гетеротрофными бактериями, которые осуществляют удаление органического углерода, они вызывают окисление органического углерода в аэробных условиях, приводящее к потере денитрификационной способности. В частности, в городских сточных водах, где скорость нитрификации очень низкая, эта ситуация приводит к потере эффективности удаления азота или необходимости выбора реакторов больших объемов.Competition between the bacteria responsible for the nitrification and removal of organic carbon causes leaching of nitrifying bacteria due to the relatively low rate of their reproduction and growth. Since the bacteria that carry out the nitrification process are in the same environment with heterotrophic bacteria that remove organic carbon, they cause oxidation of organic carbon under aerobic conditions, resulting in a loss of denitrification ability. In particular, in urban wastewater, where the rate of nitrification is very low, this situation leads to a loss of nitrogen removal efficiency or the need to select large-volume reactors.
Для обеспечения денитрификации в обычных одноиловых системах требуются высокие коэффициенты внутренней рециркуляции (нитратной). Биологическое удаление азота в обычных системах требует 4-5-кратной рециркуляции входных сточных вод обратно в аноксический реактор (головная часть биореактора). Это увеличивает эксплуатационные расходы из-за расходов на перекачку. Кроме того, окисление органического вещества до CO2 в аэробных условиях также отрицательно сказывается на возможности получения биогаза из активного ила путем анаэробного сбраживания. В современной практике (в одноиловых системах) невозможно раздельно контролировать процессы нитрификации и денитрификации, что является основным недостатком. Азот- и фосфорсодержащая фракции делают невозможным повторное использование воды для орошения.To ensure denitrification in conventional single-wire systems, high internal recycling (nitrate) ratios are required. Biological nitrogen removal in conventional systems requires 4-5-fold recycling of the input wastewater back to the anoxic reactor (the head of the bioreactor). This increases operating costs due to pumping costs. In addition, the oxidation of organic matter to CO 2 under aerobic conditions also negatively affects the possibility of obtaining biogas from activated sludge by anaerobic digestion. In modern practice (in single-wire systems) it is impossible to separately control the processes of nitrification and denitrification, which is the main disadvantage. Nitrogen and phosphorus-containing fractions make it impossible to reuse water for irrigation.
Вышеупомянутые проблемы были преодолены с помощью системы и способа биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, соответствующих настоящему изобретению.The above problems have been overcome by the biofilm nitrification-contact denitrification system and method of the present invention.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
Целью настоящего изобретения является создание системы и способа биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, которые обеспечивают глубокое удаление органического углерода, азота и фосфора из сточных вод.The aim of the present invention is to provide a system and method for biofilm nitrification-contact denitrification, which provide a deep removal of organic carbon, nitrogen and phosphorus from wastewater.
Другой целью настоящего изобретения является создание системы и способа биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, которые устраняют внутреннюю рециркуляцию нитратов, необходимую для денитрификации, и позволяют уменьшить площадь, занимаемую станцией очистки сточных вод.Another objective of the present invention is the creation of a system and method for biofilm nitrification-contact denitrification, which eliminate the internal recycling of nitrates necessary for denitrification, and can reduce the area occupied by the wastewater treatment plant.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание системы и способа биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, которые позволяют использовать почти все осаждаемые органические (биологически разлагаемые) вещества в процессе денитрификации.Another objective of the present invention is to provide a system and method for biofilm nitrification-contact denitrification, which allows the use of almost all precipitated organic (biodegradable) substances in the denitrification process.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Система и способ биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, разработанные для достижения цели настоящего изобретения, проиллюстрированы на прилагаемых фигурах (Фиг. 1 и Фиг. 2), на которых:The system and method of biofilm nitrification-contact denitrification, designed to achieve the objectives of the present invention, are illustrated in the accompanying figures (Fig. 1 and Fig. 2), in which:
На Фиг. 1 приведен схематический вид системы биопленочной нитрификации-контактной денитрификации.In FIG. 1 is a schematic view of a biofilm nitrification-contact denitrification system.
На Фиг. 2 показаны этапы способа биопленочной нитрификации-контактной денитрификации.In FIG. 2 shows the steps of a biofilm nitrification-contact denitrification method.
Компоненты, приведенным на Фиг. 1, обозначены следующими позициями:The components shown in FIG. 1 are indicated by the following positions:
I. Система биопленочной нитрификации-контактной денитрификацииI. Biofilm nitrification-contact denitrification system
II. Приемник сточных водII. Sewage receiver
III. Селекторный резервуарIII. Selector tank
IV. Промежуточный отстойникIV. Intermediate sump
V. Биопленочный аэротенкV. Biofilm aeration tank
VI. Деоксигенизационная (DeOx) камераVI. Deoxygenation (DeOx) Chamber
VII. Резервуар контактной денитрификацииVII. Contact Denitrification Reservoir
VIII. АэротенкViii. Aerotank
IX. Вторичный отстойникIX. Secondary sedimentation tank
X. Сливная труба очищенной водыX. Drain pipe of purified water
XI. Резервуар для аэрации/смешенияXi. Aeration / mixing tank
XII. Сливная труба для удаляемого избыточного илаXII. Drain pipe for waste sludge
XIII. Трубопровод возвратного активного илаXiii. Return Sludge Pipeline
Этапам способа, приведенным на Фиг. 2, соответствуют следующие позиции:The method steps shown in FIG. 2, the following items correspond:
100. Способ контактной денитрификации100. Contact denitrification method
101. Смешивание осаждаемого органического вещества с биомассой в селекторном резервуаре (III),101. Mixing the deposited organic matter with biomass in a selector tank (III),
102. Осаждение твердых органических веществ в промежуточном отстойнике (IV) посредством биофлокуляции,102. The deposition of solid organic matter in the intermediate sump (IV) through biofloculation,
103. Осуществление процесса нитрификации в биопленочном аэротенке (V),103. The implementation of the nitrification process in biofilm aeration tank (V),
104. Снижение высокой концентрации растворенного кислорода в деоксигенизационной камере (VI),104. Reducing the high concentration of dissolved oxygen in the deoxygenation chamber (VI),
105. Осуществление процесса денитрификации в резервуаре (VII) контактной денитрификации,105. The implementation of the denitrification process in the tank (VII) contact denitrification,
106. Окисление остаточного аммиачного азота и/или растворенного органического вещества в сточных водах в аэротенке (VIII),106. Oxidation of residual ammonia nitrogen and / or dissolved organic matter in wastewater in aeration tank (VIII),
107. Сброс очищенной воды во вторичный отстойник (IX) после отделения ее от биомассы,107. The discharge of purified water into the secondary sump (IX) after separating it from the biomass,
108. Удаление избыточного (лишнего) ила, образовавшегося в системе, через сливную трубу (XII) для удаляемого избыточного ила и доставка его части в трубопровод (XIII) возвратного активного ила.108. Removing excess (excess) sludge formed in the system through a drain pipe (XII) for the removed excess sludge and delivering a part of it to the return sludge pipe (XIII).
Система (I) биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, которая обеспечивает глубокий уровень удаления азота и фосфора из сточных вод, главным образом включает в себя:The biofilm nitrification-contact denitrification system (I), which provides a deep level of nitrogen and phosphorus removal from wastewater, mainly includes:
- по крайней мере один приемник (II) сточных вод, через который неочищенные сточные воды подаются в систему,- at least one wastewater receiver (II) through which untreated wastewater is supplied to the system,
- по крайней мере один селекторный резервуар (III), в котором осаждаемые органические вещества, находящиеся в сточных водах, смешиваются с биомассой,- at least one selector tank (III), in which the deposited organic matter in wastewater is mixed with biomass,
- по крайней мере один промежуточный отстойник (IV), в котором твердые органические вещества осаждаются посредством биофлокуляции,at least one intermediate sump (IV) in which solid organic matter is precipitated by biofloculation,
- по крайней мере один биопленочный аэротенк (V), в котором осуществляется процесс нитрификации,- at least one biofilm aeration tank (V) in which the nitrification process is carried out,
- по крайней мере одну деоксигенизационную камеру (VI), которая позволяет снизить высокую концентрацию растворенного кислорода, возникающую в биопленочном аэротенке (V),- at least one deoxygenation chamber (VI), which allows to reduce the high concentration of dissolved oxygen that occurs in the biofilm aeration tank (V),
- по крайней мере один резервуар (VII) контактной денитрификации, в котором осуществляется процесс денитрификации,- at least one reservoir (VII) of contact denitrification, in which the denitrification process is carried out,
- по крайней мере один аэротенк (VIII), который позволяет удалить газообразный азот, выделившийся в результате процесса денитрификации, из системы и окислить остаточный аммиачный азот и/или растворенное органическое вещество в сточных водах,- at least one aeration tank (VIII), which allows you to remove gaseous nitrogen released as a result of the denitrification process from the system and oxidize residual ammonia nitrogen and / or dissolved organic matter in wastewater,
- по крайней мере один вторичный отстойник (IX), который позволяет отделить очищенную воду от биомассы,- at least one secondary sump (IX), which allows you to separate the purified water from the biomass,
- по крайней мере одну сливную трубу (X) очищенной воды, которая расположена на выходе вторичного отстойника (IX),- at least one drain pipe (X) of purified water, which is located at the outlet of the secondary sump (IX),
- по крайней мере один резервуар (XI) для аэрации/смешения, который позволяет оптимизировать концентрацию кислорода в аэротенке (VIII) и биопленочном аэротенке (V), и обеспечить однородное распределение кислорода,- at least one tank (XI) for aeration / mixing, which allows you to optimize the oxygen concentration in the aeration tank (VIII) and biofilm aeration tank (V), and to ensure a uniform distribution of oxygen,
- по крайней мере одну сливную трубу (XII) для удаляемого избыточного (лишнего) ила, через которую удаляется избыточный ил, образовавшийся в системе,- at least one drain pipe (XII) for the removed excess (excess) sludge, through which the excess sludge formed in the system is removed,
- по крайней мере один трубопровод (XIII) возвратного активного ила, который позволяет вернуть часть ила, осевшего в системе, в селекторный резервуар (III), и другую его часть - в деоксигенизационную камеру (VI).- at least one pipe (XIII) of the return activated sludge, which allows you to return part of the sludge settled in the system to the selector tank (III), and another part of it to the deoxygenation chamber (VI).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения для уменьшения объема биопленочного аэротенка (V) и резервуара (VII) контактной денитрификации используется загрузка. Кроме того, полное смешивание содержимого деоксигенизационной камеры (VI) и резервуара (VII) контактной денитрификации осуществляется с помощью смесителей.In a preferred embodiment of the present invention, a charge is used to reduce the volume of biofilm aeration tank (V) and contact denitrification tank (VII). In addition, the complete mixing of the contents of the deoxygenation chamber (VI) and the reservoir (VII) of contact denitrification is carried out using mixers.
Объем биопленочного аэротенка (V), в котором осуществляется процесс нитрификации, выбирается в зависимости от удельной поверхности (м2 поверхности/м3 объема загрузки) и удельной величины нагрузки наполнителя по азоту (грамм азота/м2/день).The volume of biofilm aeration tank (V) in which the nitrification process is carried out is selected depending on the specific surface (m 2 surface / m 3 loading volume) and the specific value of the filler load on nitrogen (gram of nitrogen / m 2 / day).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в биопленочном аэротенке (V), в котором осуществляется процесс нитрификации, может использоваться биореактор с псевдоожиженным слоем и/или биореактор с неподвижным слоем.In a preferred embodiment of the present invention, in a biofilm aeration tank (V) in which the nitrification process is carried out, a fluidized bed bioreactor and / or a fixed bed bioreactor can be used.
Для предотвращения затруднения процесса осаждения газообразным азотом (N2), выделяемым в результате протекания процесса денитрификации, протекающего в резервуаре (VII) контактной денитрификации, в систему вводится аэротенк (VIII) для удаления газообразного N2 из системы и окисления остаточного растворенного органического вещества и аммиачного азота в сточных водах.To prevent obstruction of the process of nitrogen gas (N 2 ) precipitation resulting from the denitrification process occurring in the contact denitrification tank (VII), an aeration tank (VIII) is introduced into the system to remove N 2 gas from the system and oxidize the residual dissolved organic matter and ammonia nitrogen in wastewater.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения вторичный отстойник (IХ), который позволяет отделить очищенную воду от биомассы, также выполнен в виде мембранного биореактора (MBR), чтобы удалять все взвешенные твердые вещества (биомассу) из сточных вод. Благодаря этому достигается высокая степень эффективности удаления. В частности, в процессах, предусматривающих очистку/регенерацию воды, система MBR также может быть введена в существующую конфигурацию системы.In a preferred embodiment of the present invention, the secondary sump (IX), which allows the purified water to be separated from the biomass, is also in the form of a membrane bioreactor (MBR) to remove all suspended solids (biomass) from the wastewater. Due to this, a high degree of removal efficiency is achieved. In particular, in processes involving the purification / regeneration of water, the MBR system can also be incorporated into an existing system configuration.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дополнительный трубопровод (XIII) возвратного активного ила от аэротенка (VIII) соединен с деоксигенизационной камерой (VI) удаления остаточного азота, который превращен в окисленную форму азота.In a preferred embodiment of the present invention, additional aeration tank (XIII) from the aeration tank (VIII) is connected to a deoxygenation chamber (VI) for removing residual nitrogen, which is converted into an oxidized form of nitrogen.
Способ (100) биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, обеспечивающий глубокий уровень удаления азота и фосфора из сточных вод, главным образом включает этапыMethod (100) of biofilm nitrification-contact denitrification, providing a deep level of nitrogen and phosphorus removal from wastewater, mainly includes the steps
- смешивания (101) органических веществ, присутствующих в сточных водах, с биомассой в селекторном резервуаре (III),- mixing (101) of the organic substances present in the wastewater with biomass in the selector tank (III),
- осаждения (102) твердых органических веществ в промежуточном отстойнике (IV) посредством биофлокуляции,- deposition (102) of solid organic substances in the intermediate sump (IV) by biofloculation,
- осуществления процесса (103) нитрификации в биопленочном аэротенке (V),- the implementation of the process (103) of nitrification in a biofilm aeration tank (V),
- снижения (104) высокой концентрации растворенного кислорода, образующегося в биопленочном аэротенке (V), в деоксигенизационной камере (VI),- reduce (104) the high concentration of dissolved oxygen generated in the biofilm aeration tank (V) in the deoxygenation chamber (VI),
- осуществления (105) процесса денитрификации в резервуаре (VII) контактной денитрификации,- implementation (105) of the denitrification process in the reservoir (VII) of contact denitrification,
- окисления (106) остаточного растворенного органического вещества и аммиачного азота в сточных водах в аэротенке (VIII),- oxidation (106) of residual dissolved organic matter and ammonia nitrogen in wastewater in aeration tank (VIII),
- сброса воды (107), обработанной во вторичном отстойнике (IX), после отделения ее от биомассы,- discharge of water (107) treated in the secondary sump (IX), after separating it from the biomass,
- удаления (108) избыточного ила, образовавшегося в системе, через сливную трубу (XII) для удаляемого избыточного ила, и доставки его оставшейся части в трубопровод (XIII) возвратного активного ила.- removal (108) of excess sludge formed in the system through a drain pipe (XII) for the excess sludge to be removed, and delivery of its remaining part to the return sludge return pipe (XIII).
Неочищенные сточные воды смешиваются с потоком, выходящим из трубопровода (XIII) возвратного активного ила, в селекторном резервуаре (III). Поэтому для удаления биологического азота (денитрификация) и избыточного биологического фосфора в сточных водах используют органическое вещество, такое как летучая жирная кислота и сбраживаемые органические вещества.The untreated wastewater is mixed with the stream leaving the return sludge pipe (XIII) in the selector tank (III). Therefore, to remove biological nitrogen (denitrification) and excess biological phosphorus in wastewater, an organic substance such as volatile fatty acid and fermentable organic substances are used.
Твердые органические вещества в сточных водах, которые смешиваются в селекторном резервуаре (III) с потоком ила, выходящим из трубопровода (XIII) возвратного активного ила, могут с высокой эффективностью осаждаться в промежуточном отстойнике (IV). Эффективность осаждения и время пребывания в очистном сооружении могут (альтернативно) регулироваться добавлением химических веществ. Это делается для того, чтобы осаждаемые (отделимые) органические вещества можно было в максимальной степени отделить от сточных вод и удержать их в промежуточном отстойнике (IV).Solid organic matter in wastewater that is mixed in a selector tank (III) with a sludge stream exiting the return activated sludge pipe (XIII) can be deposited with high efficiency in an intermediate sump (IV). The effectiveness of the deposition and residence time in the treatment plant can (alternatively) be controlled by the addition of chemicals. This is done so that the deposited (separable) organic substances can be separated to the maximum extent from wastewater and kept in an intermediate sump (IV).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на этапе осаждения твердых органических веществ в промежуточном отстойнике (IV) посредством биофлокуляции (102), при необходимости, добавляют коагулянт, чтобы повысить эффективность и скорость осаждения и удаления фосфора.In a preferred embodiment of the present invention, a coagulant is added, if necessary, to the sedimentation stage of the solid organic substances in the intermediate sump (IV) by biofloculation (102), in order to increase the efficiency and rate of phosphorus precipitation and removal.
После отстаивания концентрация органики и взвешенного твердого вещества в содержимом, полученном из промежуточного отстойника (IV), низкая, однако содержание аммиака и фосфора высокое. Сточные воды с высоким содержанием аммиака и фосфора направляют в биопленочный аэротенк (V), в котором главным образом и происходит процесс окисления аммиачного азота (NH4-N) до нитритного/нитратного азота (NO2-N, NO3-N), представляющего собой окисленные формы азота, известный как процесс нитрификации. Вследствие этого в биопленочном аэротенке (V) бактерии могут размножаться. В этом аэротенке (V) можно регулировать концентрацию кислорода, используя резервуар (XI) для аэрации/смешения, в котором может быть получена однородная реакторная смесь (при необходимости, с помощью смесителей). На выходе биопленочного аэротенка (V) получают поток сточных вод с высоким содержанием фосфора и окисленных форм азота (NO2, NO3); так что вследствие чего часть этого потока, имеющего высокое содержание питательных веществ (N, Р), можно использовать для ирригации сразу после этапа доочистки (после контрольного фильтрования и т.д.).After settling, the concentration of organics and suspended solids in the contents obtained from the intermediate sump (IV) is low, but the contents of ammonia and phosphorus are high. Wastewater with a high content of ammonia and phosphorus is sent to biofilm aeration tank (V), in which the process of oxidation of ammonia nitrogen (NH 4 -N) to nitrite / nitrate nitrogen (NO 2 -N, NO 3 -N), which is mainly These are oxidized forms of nitrogen, known as the nitrification process. As a result, bacteria can multiply in biofilm aeration tank (V). In this aeration tank (V), the oxygen concentration can be controlled using the aeration / mixing tank (XI), in which a homogeneous reactor mixture can be obtained (if necessary, using mixers). At the output of the biofilm aeration tank (V) receive a stream of wastewater with a high content of phosphorus and oxidized forms of nitrogen (NO 2 , NO 3 ); so that, as a result, part of this stream, having a high content of nutrients (N, P), can be used for irrigation immediately after the post-treatment step (after control filtration, etc.).
Более эффективное удаление азота может быть обеспечено путем денитрификации окисленного азота, полученного из биопленочного аэротенка (V), при использовании осажденной биомассы и органического вещества, поступающих из промежуточного отстойника (IV). Процесс денитрификации проводят в резервуаре (VII) контактной денитрификации.More effective nitrogen removal can be achieved by denitrification of oxidized nitrogen obtained from biofilm aeration tank (V) using precipitated biomass and organic matter from an intermediate sump (IV). The denitrification process is carried out in a contact denitrification tank (VII).
Другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения является стабилизация и/или обезвоживание удаляемого избыточного ила, образовавшегося в системе. Из-за свойств ила в результате осуществления процесса анаэробного сбраживания последнего может быть получен биогаз.Another preferred embodiment of the present invention is the stabilization and / or dewatering of the removed excess sludge generated in the system. Due to the properties of the sludge, biogas can be obtained as a result of the process of anaerobic digestion of the latter.
Система и способ биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, соответствующие настоящему изобретению, обеспечивают множество преимуществ технологиям, которые применяются в рассматриваемой области техники. Прежде всего, настоящее изобретение позволяет вместить установку по очистке сточных вод в меньшую площадь. С другой стороны, настоящее изобретение обеспечивает пространственное преимущество на городских территорияь, где уровень нитрификации низкий. Устраняется также внутренняя рециркуляция нитратов, необходимая для денитрификации.The system and method of biofilm nitrification-contact denitrification, corresponding to the present invention, provide many advantages to the technologies that are used in this field of technology. First of all, the present invention allows to accommodate a wastewater treatment plant in a smaller area. On the other hand, the present invention provides a spatial advantage in urban areas where the level of nitrification is low. The internal nitrate recycling necessary for denitrification is also eliminated.
Настоящее изобретение позволяет использовать все отделяемое и осаждаемое органическое вещество в процессе денитрификации. Сбраживаемое растворенное органическое вещество может использоваться при денитрификации и при осуществлении процесса улучшенного биологического удаления фосфора (EBPR).The present invention allows the use of all the separated and precipitated organic matter in the denitrification process. Fermentable dissolved organic matter can be used in denitrification and in the process of enhanced biological phosphorus removal (EBPR).
Система биопленочной нитрификации-контактной денитрификации, соответствующая настоящему изобретению, позволяет раздельно контролировать процессы нитрификации и денитрификации и корректировать в полном объеме процессы обработки, требующие усовершенствования.The biofilm nitrification-contact denitrification system in accordance with the present invention allows separate control of the nitrification and denitrification processes and the full adjustment of processing processes requiring improvement.
В процессе денитрификации для гетеротрофных микроорганизмов необходим органический углерод. В настоящем изобретении за счет оптимизации использования органического углерода, необходимого для денитрификации, в процессе можно получить биогаз из избыточного органического углерода путем стабилизации анаэробного ила. При использовании биогаза в газовых двигателях можно получать тепловую и электрическую энергию.In the process of denitrification, heterotrophic microorganisms require organic carbon. In the present invention, by optimizing the use of organic carbon necessary for denitrification, biogas can be obtained from excess organic carbon in the process by stabilizing anaerobic sludge. When using biogas in gas engines, heat and electric energy can be obtained.
В дополнение ко всему вышеприведенному, повышение устойчивости нитрификационных бактерий к низким температурам и токсичным веществам посредством биопленочных процессов является одним из основных преимуществ настоящего изобретения.In addition to all of the above, increasing the resistance of nitrification bacteria to low temperatures and toxic substances through biofilm processes is one of the main advantages of the present invention.
Claims (29)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TR201501081 | 2015-01-30 | ||
TR2015/01081 | 2015-01-30 | ||
PCT/TR2015/050300 WO2016122426A1 (en) | 2015-01-30 | 2015-12-31 | Biofilm nitrification - contact denitrification system and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2672419C1 true RU2672419C1 (en) | 2018-11-14 |
Family
ID=55346179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017126967A RU2672419C1 (en) | 2015-01-30 | 2015-12-31 | Biofilm nitrification-contact denitrification system and method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2672419C1 (en) |
WO (1) | WO2016122426A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107827324B (en) * | 2017-12-08 | 2023-05-19 | 郑仕雪 | Urban sewage comprehensive treatment system |
CN110028197A (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-19 | 河南仁华生物科技有限公司 | A kind of movable type biological sewage treatment device |
CN109534614A (en) * | 2018-12-26 | 2019-03-29 | 河北旭杰环境工程有限公司 | A kind of deep treatment method of high ammonia-nitrogen wastewater |
CN112320947B (en) * | 2020-10-21 | 2022-12-16 | 江西挺进环保科技股份有限公司 | Self-adjusting simple-structure nitrification-denitrification coupling biological membrane system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2136614C1 (en) * | 1997-06-04 | 1999-09-10 | Каменев Юрий Иванович | Device for biological elimination of organic substances, nitrogen and phosphorus compounds from sewage waters |
KR20010025729A (en) * | 2001-01-22 | 2001-04-06 | 권형기 | A method for simultaneous removal of nitrogen and phosphorus in the sewage and waste water |
RU2225367C1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Техномост Сервис" | Sewage treatment plant |
KR20090021987A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-04 | (주)이엔바이오21 | Wastewater disposal system using internal circulation and rotating disk type nitrification tank |
CN203333449U (en) * | 2013-07-17 | 2013-12-11 | 仲恺农业工程学院 | Novel activated sludge and biological membrane compounding device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5839599B2 (en) * | 1981-04-13 | 1983-08-31 | 荏原インフイルコ株式会社 | Phosphorus removal method from organic waste liquid |
DE3619229C2 (en) * | 1986-06-07 | 1994-03-24 | Ivan Prof Dr Ing Sekoulov | Multi-stage process e.g. extensive wastewater treatment d. biological oxidation v. organic hydrocarbon compounds (BOD degradation), biological nitrogen elimination without external H donors and. a subsequent filtration u. Plant z. Implementation d. Procedure |
US4874519A (en) * | 1988-06-02 | 1989-10-17 | Orange Water & Sewer Authority | Process for treating wastewater |
DE4409435C2 (en) * | 1994-03-19 | 1995-06-14 | Ott Peter | Process for the simultaneous biological removal of phosphorus and nitrogen from waste water |
KR100640940B1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-11-06 | (주)이엔바이오21 | Continual system for processing waste water |
US7481933B2 (en) * | 2006-04-11 | 2009-01-27 | Siemens Water Technologies Corporation | Process to improve the efficiency of a membrane filter activated sludge system |
CA2807881C (en) * | 2010-08-13 | 2021-05-25 | Juan Carlos Josse | Treatment of municipal wastewater with anaerobic digestion |
US20140116957A1 (en) * | 2011-06-23 | 2014-05-01 | Daewoong Ecosystems And Solution | Floating filter module and water treatment apparatus and method using the same |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2017126967A patent/RU2672419C1/en active IP Right Revival
- 2015-12-31 WO PCT/TR2015/050300 patent/WO2016122426A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2136614C1 (en) * | 1997-06-04 | 1999-09-10 | Каменев Юрий Иванович | Device for biological elimination of organic substances, nitrogen and phosphorus compounds from sewage waters |
KR20010025729A (en) * | 2001-01-22 | 2001-04-06 | 권형기 | A method for simultaneous removal of nitrogen and phosphorus in the sewage and waste water |
RU2225367C1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Техномост Сервис" | Sewage treatment plant |
KR20090021987A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-04 | (주)이엔바이오21 | Wastewater disposal system using internal circulation and rotating disk type nitrification tank |
CN203333449U (en) * | 2013-07-17 | 2013-12-11 | 仲恺农业工程学院 | Novel activated sludge and biological membrane compounding device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016122426A1 (en) | 2016-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3747836A1 (en) | Anaerobic ammonia oxidation-based sewage treatment process using mbr | |
CA3115081C (en) | Mainstream deammonification process employing bypass primary effluent and step feeding | |
US5853589A (en) | Advanced biological phosphorus removal using a series of sequencing batch reactors | |
KR101299953B1 (en) | A Method and Apparatus for treatment of livestock waste water using Bacteria Mineral Water process | |
RU2672419C1 (en) | Biofilm nitrification-contact denitrification system and method | |
CN104163551A (en) | MUCT-MBR (Modified University of Cape Town-membrane bioreactor) combination technique for sewage treatment | |
KR101010053B1 (en) | Apparatus for treating wastewater | |
CN109761445A (en) | A kind of double sludge systems of biological carbon and phosphorous removal-MBR combination | |
CN109502886A (en) | A kind for the treatment of process of meat products processing waste water | |
KR100430382B1 (en) | Treatment method for livestock waste water including highly concentrated organoc, nitrogen and phosphate and treatment system used therein | |
RU189953U1 (en) | INSTALLATION FOR BIOLOGICAL PURIFICATION OF COMMUNAL WASTEWATER FROM NITROGEN AND Phosphorus compounds | |
KR100304544B1 (en) | Method for removing nitrogen and phosphorus using anaerobic digestion | |
KR100378558B1 (en) | Nitrogen and phosphorus removal process from sewage and waste water by 2A/O RBC with internal settler | |
US20130092612A1 (en) | Sludge thickening and ammonia treatment system | |
KR100705541B1 (en) | A configuration of process and system for bnr/cpr with a filamentous bio-solids bulking control | |
KR100814743B1 (en) | Removal of nitrogen and phosphate using small sewage treatment system with an anaerobic, anoxic, aerobic combined biofilters | |
CN110510737B (en) | Reinforced activated sludge process for sewage treatment | |
CN1015887B (en) | Purifying process for waste waater | |
CN110294565B (en) | Leachate MBR treatment process of waste incineration power plant | |
KR100783790B1 (en) | Apparatus for wastewater treatment with multi-stage denitification-filtration and method for wastewater treatment using the same | |
CN102765861A (en) | Phenol cyanide wastewater treatment system | |
KR20020089085A (en) | Apparatus for treating Nitrogen and Phosphorus in wastewater and A Treatment method thereof | |
CN212293234U (en) | Easily-degradable high-concentration industrial wastewater treatment system | |
RU2749273C1 (en) | Method for deep biological wastewater treatment with anammox process with biocenosis, immobilized on brush loading | |
KR100433096B1 (en) | Equipment and Method of Nitrogen Removal with Down-flow Biofilm System using the Granule Sulfur |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190101 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200204 |