RU2754662C1 - Система и способ обработки сточных вод - Google Patents

Система и способ обработки сточных вод Download PDF

Info

Publication number
RU2754662C1
RU2754662C1 RU2020129828A RU2020129828A RU2754662C1 RU 2754662 C1 RU2754662 C1 RU 2754662C1 RU 2020129828 A RU2020129828 A RU 2020129828A RU 2020129828 A RU2020129828 A RU 2020129828A RU 2754662 C1 RU2754662 C1 RU 2754662C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mbr
sbr
reservoir
tank
phase
Prior art date
Application number
RU2020129828A
Other languages
English (en)
Inventor
Николас ХАЙНЕН
Original Assignee
Альфа Лаваль Корпорейт Аб
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 Альфа Лаваль Корпорейт Аб filed Critical Альфа Лаваль Корпорейт Аб
Application granted granted Critical
Publication of RU2754662C1 publication Critical patent/RU2754662C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1263Sequencing batch reactors [SBR]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268Membrane bioreactor systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/006Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/14NH3-N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40Liquid flow rate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • C02F3/307Nitrification and denitrification treatment characterised by direct conversion of nitrite to molecular nitrogen, e.g. by using the Anammox process
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological 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)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Система и способ обработки сточных вод могут быть использованы для очистки канализационных и сточных вод от солей азота и/или фосфора. Система обработки сточных вод содержит модуль для процесса последовательной нитрификации/денитрификации (SBR), включающий первый резервуар А (2) и второй резервуар В (3), и модуль мембранного биореактора (MBR) (12). Модуль SBR (1) и модуль MBR (12) соединены по текучей среде. SBR (1) также снабжен отверстиями (7, 8), соединенными с впускной трубой (5) сточных вод, при этом указанные впускная труба сточных вод и отверстия, расположенные во впуске (6), снабжены механизмом (9) управления, предназначенным для управления подачей потока из впускной трубы (5) в одно из отверстий (7, 8). Отверстия (7, 8) соединены со вторым резервуаром В (3) и первым резервуаром А (2), соответственно. Первый резервуар А (2) также снабжен сливом (11), связанным с MBR (12). Слив (11) может быть открыт или закрыт запорным механизмом (11а). Второй резервуар В (3) дополнительно снабжен сливом (10), связанным с MBR (12), причем слив (10) может быть открыт или закрыт запорным механизмом (10а). MBR (12) включает в себя, по меньшей мере, одну из камер (12а, 12b, 12с), каждая камера снабжена отверстием (13а, 13b, 13с), обращенным к SBR (1), и выпуск (14) гидравлически соединен с камерами (12а, 12b, 12с) и выпускной трубой (15). В SBR (1) имеется отверстие (4) между первым резервуаром А (2) и вторым резервуаром В (3), через которое поток, эквивалентный подаваемому потоку, протекает из резервуара, принимающего подаваемый поток, в резервуар с закрытым отверстием (7, 8), соединенным со впускным корпусом (6) во время четырех фаз процесса последовательной нитрификации/денитрификации процесса обработки сточных вод. MBR канал (16) расположен между первым резервуаром А (2), вторым резервуаром В (3) SBR (1) и камерами (12а, 12b, 12с) MBR (12), гидравлически соединен с камерами (12а, 12b, 12с) посредством отверстий (13а, 13b, 13с) MBR (12) и гидравлически соединен с первым резервуаром А (2) и вторым резервуаром В (3) SBR (1) посредством сливов (10, 11). Способ обработки сточных вод осуществляется в заявленной системе обработки сточных вод в четыре фазы последовательной нитрификации/денитрификации. Заявленные система и способ очистки сточных вод обеспечивают повышение производительности установки и уменьшение общего биологического объема резервуаров MBR и SBR. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл., 1 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к обработке канализационных и/или сточных вод. Система обработки сточных вод настоящего изобретения объединяет реактор периодического действия с заданной последовательностью (sequencing batch reactor, SBR), в котором последовательно осуществляется нитрификация и денитрификация сточных вод, и модуль мембранного биореактора (membrane bioreactor, MBR), соединенный по текучей средепо текучей среде с SBR.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Канализационные и/или сточные воды содержат загрязнители, которые часто относят к категориям органического материала и питательных солей азота и/или фосфора. Когда сточные воды, содержащие больше количество питательных солей фосфора и/или азота, попадают в окружающую среду, может произойти/происходит эвтрофикация. Настоящее изобретение относится к системе очистки сточных вод, установке очистки сточных вод и способу эксплуатации системы и/или установки очистки сточных вод. Система обработки сточных вод объединяет SBR и МBR. В процессе SBR и МBR органический азот и/или аммиачный азот, присутствующий в сточных водах, сначала претерпевает в SBR аноксическую нитрификацию с образованием нитратного азота, а затем - анаэробную денитрификацию с образованием газообразного азота. После обработки в SBR (и удаления органического азота и/или аммиачного азота) сточные воды подвергают обработке биомассой в МBR, где проводят биологическую реакцию с использованием кислорода с целью разложения и, тем самым, удаления из сточных вод оставшегося органического материала.
Процесс, происходящий в SBR (реактор периодического действия с заданной последовательностью), заключается в очистке сточных вод активным илом при периодическом наполнении путем нитрификации. Его широко используют при обработке сточных вод из-за гибкости технологических параметров и возможностей управления процессом. Сточные воды поступают в частично заполненный SBR, и по заполнении он функционирует как обычная система очистки сточных вод активным илом, но без непрерывного входящего или выходящего потока.
SBR является двухфазной системой. Первая фаза представляет собой процесс нитрификации, в ходе которого аммоний (NH4 +) или аммиак (NH3) преобразуются в нитрат (NO3 -). Фаза нитрификации состоит из двух этапов. Первый этап - это фаза нитрификации (N), на которой аммоний (NH4 +) или аммиак (NH3) окисляются до нитрита (NO2) бактериями АОВ (ammonia oxidizing bacteria), окисляющими аммиак:
NH4 + +
Figure 00000001
O2 → NO2 - + H20
На втором этапе происходит окисление нитрита (NO2 -) до нитрата (NO3 -) бактериями NOB (nitrite-oxidizing bacteria), окисляющими нитрит:
NO2 - +
Figure 00000002
O2 → NO3 -
Вторая фаза SBR представляет собой процесс денитрификации или аноксическую фазу, на которой денитрифицирующие бактерии преобразуют нитрат в молекулярный азот (N2) через ряд промежуточных продуктов - газообразных оксидов азота:
2NO3 - + C → 2NO2 - + CO2
2NO2 - + C → 2NO+CO2
2NO+C → CO2+N2
В документе EP0828692 описана система обработки сточных вод, в которой нитрификация и денитрификация происходят одновременно в одной и той же системе, однако, в этом документе не описана система, в которой MBR и SBR были бы объединены. В документе CN104528934 (Tsinghua Univ.), описан мембранный реактор кратковременной нитрификации-денитрификации, разделенный на многостадийные соединенные реакционные камеры, включающие аноксические и аэробные зоны, разделенные регулируемой складной стенкой. Путем изменения складной стенки между камерами можно организовать поток между аноксической и аэробной зонами, однако, в документе не описано ни сочетание MBR и SBR, ни повторное использование или обратное течение между ними, описанные в настоящем изобретении. В документе CN203582648U (Wuxei Bomei) описаны канализационные очистные сооружения с сочетанием SBR и MBR. Однако, даже при том, что SBR и MBR встроены в одну систему, они не соединены гидравлически и функционируют как отдельные модули с разными потоками, входящие в одну систему.
В MBR (мембранном биореакторе) использованы современные технологии обработки сточных вод. В нем объединены технология мембранного разделения и технология биоорганической обработки сточных вод. Благодаря использованию мембран, в MBR происходит отделение активного ила и других биологических или органических материалов, присутствующих в сточных водах. Процесс, проводимый в MBR, называют гибридной системой, поскольку он включает биологическую обработку в сочетании с разделением. При применении MBR с системой очистки активным илом, такой как SBR, образуется высококачественный обработанный выходящий поток (International Journal of New Technology and Research (IJNTR) ISSN:2454-4116, Volume-1, Issue-3, July 2015 Pages 46-49); такое сочетание обычно называют мембранный биореактор периодического действия с заданной последовательностью. В обычный мембранный биореактор периодического действия с заданной последовательностью сточные воды подают и обрабатывают порциями. Различные этапы обработки, включая подачу сточных вод и отведение обработанных сточных вод, осуществляют периодически, а не постоянным потоком.
В SBR нитрификацию и денитрификацию сточных вод осуществляют последовательно, а ячейки MBR соединены с SBR по текучей среде. В MBR применяют продувку воздухом с целью регулировании засорения мембраны и поддерживают высокое содержание кислорода в ячейках MBR. Следовательно, важно, чтобы любой поток или возврат ила из MBR в SBR имел место только в ходе фазы нитрификации, а не фазы денитрификации. Кроме того, путем возврата богатого кислородом ила из MBR в SBR можно использовать растворенный кислород для нитрификации в SBR.
Как показано на фиг. 1, отражающей известный уровень техники, в резервуаре/резервуарах реактора SBR происходит непрерывный процесс, состоящий из следующих пяти этапов, при этом в ходе процесса уровень воды изменяется.
1. Заполнение - резервуар SBR заполняют подлежащими очистке сточными водами.
2. Реакция - происходит биологический процесс, описанный выше.
3. Отстаивание - ил, образовавшийся в ходе биологического процесса, оседает на дно резервуара SBR.
4. Отведение - осветленный выходящий поток отводят из резервуара SBR.
5. Простой - на этой фазе производят выемку ила.
Кроме этого, на фиг. 1 показана сливная труба 6, предназначенная для потока, выходящего из SBR, и аэрационное и/или смесительное устройство 7.
Эти стадии могут проводиться в одном, двух или более резервуарах SBR. Двойная/тройная траншея, а также Unitank® (зарегистрированная торговая марка способа очистки сточных вод, разработанного и осуществленного бельгийской компанией Seghers), также может рассматриваться как заданная последовательность с той разницей, что резервуар имеет гидравлическое соединение, обеспечивающее более полное использование объема резервуара.
Как указано выше, сочетание MBR и SBR выгодно с точки зрения качества образующегося выходящего потока. Другими преимуществами объединения MBR и SBR является экономия объема резервуара, исключение потребности в зоне дезоксидации и сокращение возврата ила. Однако, сочетание технологии MBR с SBR до сих пор рассматривалось как трудноосуществимое из-за того, что процесс состоит из последовательности стадий (как пояснено выше и на чертеже 1) с разным уровнем жидкости в резервуаре SBR, тогда как технология MBR является непрерывным процессом разделения с постоянным уровнем жидкости.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является преодоление проблемы, вызванной различием систем потока в SBR и MBR, когда они соединены гидравлически. Неожиданно, благодаря настоящему изобретению, было найдено решение этой проблемы, заключающееся в разделении резервуара SBR на два резервуара, гидравлически соединенных друг с другом, для улучшения использования объема резервуара. Разделенный резервуар SBR затем гидравлически соединяют с MBR частью данной системы распределительным каналом. По распределительному каналу, соединяющему MBR и SBR, осуществляется возврат ила из MBR в ту половину SBR, в которой проходит фаза нитрификации. Таким образом, настоящее изобретение представляет собой решение, в соответствии с которым разделенная система SBR соединена с системой MBR, и в системе в целом осуществляется непрерывный процесс с оптимальным использованием кислорода возвращаемого ила, оптимальным использованием энергии и оптимальным использованием как SBR, так и МBR в одной системе. Дополнительным преимуществом является то, что для конструкции установки МBR известного уровня техники обычно требуется зона дезоксидации перед системой SBR, однако, поскольку растворенный кислород в предварительно обработанных сточных водах, поступающих в систему SBR/MBR настоящего изобретения, будет использован в SBR части с чередованием нитрификации/денитрификации, зона дезоксидации не нужна.
Другие аспекты изобретения станут понятны из зависимых пунктов формулы изобретения и его описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие цели, отличительные особенности и преимущества изобретения станут понятны из следующего далее подробного описания некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на чертежи, на которых:
На фиг. 1 показаны этапы процесса SBR известного уровня техники.
На фиг. 2 представлена объединенная система SBR и MBR в 1 фазе.
На фиг. 3 показаны изменения концентрации нитрата и аммиака в резервуаре А SBR в ходе нитрификации в 1 фазе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 показаны изменения концентрации нитрата и аммиака в резервуаре В SBR в ходе денитрификации в 1 фазе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 представлена объединенная система SBR и MBR во 2 фазе (смешанной фазе).
На фиг. 6 показаны изменения концентрации нитрата и аммиака в резервуаре А SBR в ходе нитрификации во 2 фазе (смешанной фазе) согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 7 показаны изменения концентрации нитрата и аммиака в резервуаре В SBR в ходе нитрификации во 2 фазе (смешанной фазе) согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 8 представлена объединенная система SBR и MBR в 3 фазе.
На фиг. 9 представлена объединенная система SBR и MBR в 4 фазе (смешанной фазе).
На фиг. 10 представлено схематичное 3D-изображение объединенной системы SBR и MBR.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 2 показана система обработки сточных вод, включающая SBR 1, MBR 12 и MBR канал 16, обеспечивающий гидравлическую связь SBR 1 и MBR 12. SBR 1 включает два резервуара, резервуар А 2 и резервуар В 3, соединенные гидравлически посредством отверстия 4. Оба резервуара А 2 и В 3 гидравлически соединены с MBR каналом 16, резервуар А 2 - посредством слива 11, резервуар В - посредством слива 10. Слив 11 и слив 10 из SBR 1 в MBR канал 16 могут быть закрыты при помощи запорных механизмов 11а и 10а. Кроме этого, SBR 1 гидравлически соединен со впускной трубой 5 сточных вод через впускной корпус 6. Резервуар А 2 гидравлически соединен со впускным корпусом 6 отверстием 8, резервуар В гидравлически соединен со впускным корпусом 6 отверстием 7. Механизм 9 управления осуществляет регулирование потока из впускной трубы 5 через отверстие 7 или отверстие 8 в SBR 1. MBR 12 в данном варианте осуществления изобретения включает 3 камеры 12а, 12b и 12с, гидравлически соединенные с MBR каналом 16 посредством отверстий 13а, 13b и 13с. Рециркуляционная труба 17 соединяет резервуар А 2 и резервуар В 3 с системой MBR 12, которая в данном варианте осуществления изобретения включает три камеры 12а, 12b и 12с. В системе MBR 12 имеется выпускное отверстие 14, гидравлические соединенное с камерами, в данном варианте осуществления изобретения, тремя камерами 12а, 12b и 12с, и с выпускной трубой 15.
В ходе 1 фазы, как показано на фиг. 2, в резервуаре В 3 происходит денитрификация, тогда как в резервуаре А 2 происходит нитрификация. В ходе 1 фазы механизм 9 управления закрывает отверстие 8 резервуара А 2. Следовательно, предварительно обработанные сточные воды (подаваемый поток) поступают по впускной трубе 5 через отверстие 7 в резервуар В 3 на денитрификацию. Слив 10 из MBR канала 16 в резервуар В 3 закрыт запорным механизмом 10а. Поток, эквивалентный подаваемому потоку, поступает в резервуар А 2 из резервуара В 3 через отверстие 4 в стенке, разделяющей эти резервуары (резервуар А 2 и резервуар В 3). В ходе 1 фазы в резервуаре В 3 концентрация аммиака немного увеличивается, а нитрата - снижается. В резервуаре А в 1 фазе концентрация аммиака будет уменьшаться, а нитрата - немного увеличиваться. Длительность 1 фазы можно регулировать, используя датчик нитрата в резервуаре В 3. При этом, в ходе 1 фазы резервуар А 2 гидравлически соединен с MBR каналом 16 через слив 11, и активный ил возвращается из MBR 12 в резервуар А 2. Активный ил содержит растворенный кислород, примерно, в концентрации 4-6 мг/л, Длительность 1 фазы также можно регулировать, используя датчик аммиака в резервуаре А 2. В ходе фазы 1 резервуар А 2 находится в непосредственной гидравлической связи с MBR 12 через рециркуляционную трубу 17.
На фиг. 3 показано изменение концентрации аммония (NH4 +) и/или аммиака (NH3) и нитрата (NO2) в процессе нитрификации в резервуаре А 2 в ходе 1 фазы в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, линия В, исходная концентрация аммония и/или аммиака в резервуаре А 2 низкая, так как резервуар выходит из фазы нитрификации (4 фазы). В ходе 1 фазы в резервуар А через отверстие 4 поступает постоянный поток из резервуара В 3, который находится в фазе денитрификации, поэтому концентрация аммония и/или аммиака в резервуаре А 2 в ходе 1 фазы остается низкой. Однако, поскольку в резервуаре А 2 происходит нитрификация, концентрация нитрата (NO2), линия А на фиг. 3, в ходе фазы будет увеличиваться. На фиг. 4 показаны изменения концентрации аммиака и/или аммония и нитрата в процессе денитрификации в резервуаре В 3 в ходе 1 фазы в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения. Поскольку слив 10 из резервуара В 3 в ходе 1 фазы закрыт, концентрация нитрата, показанная линией А на фиг. 4, в начале 1 фазы высокая. Однако, во время фазы денитрификации в резервуаре В 3 постоянный поток сточных вод поступает в резервуар В 3 из впускной трубы 5 через отверстие 7, что приводит к увеличению концентрации аммония и/или аммиака (линия В) и уменьшению концентрации нитрата (линия А). Скорость изменения концентрации нитрата (линия А) и аммония и/или аммиака (линия В) в варианте осуществления изобретения, поясняемом на фиг. 3 и 4, будет зависеть как от объема резервуара А 2 и резервуара В 3, так и от расхода потока между этими резервуарами через отверстие 4.
На фиг. 5 представлена 2 фаза (смешанная фаза) системы обработки сточных вод, включающей SBR 1, MBR 12 и MBR канал 16, обеспечивающий гидравлическую связь между SBR 1 и MBR 12. Как в резервуаре А 2, так и в резервуаре В 3 в SBR 1 в ходе 2 фазы происходит либо нитрификация, либо двойная (double-phase, DO) фаза, в ходе которой денитрификация и нитрификация происходят параллельно и одновременно в одном резервуаре. В ходе 2 фазы предварительно обработанные сточные воды (подаваемый поток) поступают из впускной трубы 5 через отверстие 8 в резервуар А 2. Слив 10 из резервуара В 3 в MBR канал 16 еще закрыт, тогда как слив 11 из резервуара А 2 в MBR канал 16 открыт. Если в резервуаре А 2 имеет место DO-фаза, концентрация и аммония (NH4 +) и/или аммиака (NH3), и нитрата в ходе 2 фазы в резервуаре А будет уменьшаться, а оставшийся аммоний и/или аммиак будет окисляться до нитрата в MBR.
На фиг. 6 показаны изменения концентрации аммония и/или аммиака и нитрата в ходе фазы нитрификации или DO-фазы в резервуаре А 2 во 2 фазе в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 6, концентрация аммония и/или аммиака (линия В) в резервуаре А 2 в начале 2 фазы низкая, так как резервуар выходит из фазы нитрификации (1 фазы в соответствии с изобретением). В ходе 2 фазы предварительно обработанные сточные воды поступают через отверстие 8 в резервуар А, поддерживая концентрацию аммиака и/или аммония в ходе 2 фазы низкой (линия В). В ходе 2 фазы концентрация нитрата (линия А) в резервуаре А будет увеличиваться, что отражает линия А на фиг. 6.
На фиг. 7 показана концентрация аммония и/или аммиака и нитрата в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в ходе фазы нитрификации или DO-фазы в резервуаре В 3 во 2 фазе. Слив 10 из резервуара В 3 в MBR канал MBR 12 в ходе 2 фазы закрыт, так как резервуар В 3 выходит из фазы денитрификации 1 фазы, концентрация аммония и/или аммиака в начале 2 фазы в резервуаре В высокая (линия В). В ходе 2 фазы имеет место постоянный приток аммиака и/или аммония в резервуар А 2 и из резервуара А 2 в резервуар В 3. Результатом этого является либо фаза нитрификации, либо DO-фаза, во время которой происходит нитрификация аммония и аммиака до нитрата, что видно по увеличению концентрации нитрата, показанной линией В на фиг. 7.
На фиг. 8 представлена 3 фаза системы обработки сточных вод, включающей SBR 1, MBR 12 и MBR канал 16, обеспечивающий гидравлическую связь между SBR 1 и MBR 12. В ходе 3 фазы в резервуаре В 3 MBR 12 происходит нитрификация, тогда как в резервуаре А 2 происходит денитрификация. В ходе 3 фазы предварительно обработанные сточные воды (подаваемый поток) поступают из впускной трубы 5 через отверстие 8 в резервуар А 2 для денитрификации. Слив 11 из MBR канала 16 в резервуар А 2 закрыт запорным механизмом 11а. Поток, эквивалентный подаваемому потоку, поступает через отверстие 4 из резервуара А 2 в резервуар В 3. В ходе 3 фазы концентрация аммиака и/или аммония в резервуаре А 2 немного увеличивается, а концентрация нитрата уменьшается. Длительностью 3 фазы можно управлять, установив в резервуаре А 2 датчик нитрата. В резервуаре В 3 концентрация аммиака и/или аммония будет уменьшаться, тогда как концентрация нитрата будет немного увеличиваться. В ходе 3 фазы слив 10 в резервуар В 3 из MBR канала 16 открыт, поэтому активный ил, содержащий растворенный кислород, поступает в резервуар В 3. Точно так же, если установить датчик аммиака, можно управлять длительностью 3 фазы. В ходе 3 фазы открыта рециркуляция по рециркуляционной трубе 17 из резервуара В 3 (нитрификация) во все три камеры MBR 12а, 12b и 12с. При этом, рециркуляция из резервуара А 2 (денитрификация) по трубе 17 закрыта.
Нужно отметить, что 3 фаза эквивалентна 1 фазе, хотя и в обратном порядке резервуаров. Это означает, что резервуар А 2 в ходе 3 фазы эквивалентен резервуару В 3 в ходе 1 фазы, а резервуар В 3 в ходе 3 фазы эквивалентен резервуару А 2 в ходе 1 фазы. Следовательно, фиг. 4, отражающая изменения концентрации аммиака/аммония и нитрата в резервуаре В 3 в ходе 1 фазы одного из возможных вариантов осуществления изобретения, также отражает эти изменения в резервуаре А 2 в ходе 3 фазы. Кроме этого, фиг. 3, отражающая изменения концентрации аммиака/аммония и нитрата в резервуаре А 2 в ходе 1 фазы одного из возможных вариантов осуществления изобретения, также отражает изменения концентрации в резервуаре В 3 в ходе 3 фазы.
На фиг. 9 представлена 4 фаза (смешанная фаза) системы обработки сточных вод, включающей SBR 1, MBR 12 и MBR канал 16, обеспечивающий гидравлическую связь между SBR 1 и MBR 12. Как и в ходе 2 фазы (фиг. 5), в резервуаре А 2 и резервуаре В 3 SBR 1 либо происходит нитрификация 4 фазы, либо двойная фаза (DO-фаза), когда денитрификация и нитрификация происходят параллельно и одновременно в каждом резервуаре. В ходе 4 фазы предварительно обработанные сточные воды (подаваемый поток) поступают из впускной трубы 5 через отверстие 8 в резервуар А 2. Слив 10 из резервуара В 3 в MBR канал 16 еще закрыт, тогда как слив 11 из резервуара А 2 в MBR канал 16 открыт. Если в резервуаре А 2 имеет место DO-фаза, концентрации аммония и/или аммиака и нитрата в резервуаре А в ходе 4 фазы будут уменьшаться, а оставшийся аммоний и/или аммиак будет окисляться до нитрата в MBR.
Нужно отметить, что 4 фаза эквивалентна 2 фазы, хотя и с обратным порядком резервуаров. Это означает, что резервуар А 2 в ходе 4 фазы эквивалентен резервуару В 3 в ходе 2 фазы, а резервуар В 3 в ходе 4 фазы эквивалентен резервуару А 2 в ходе 2 фазы. Следовательно, фиг. 6, отражающая изменения концентрации аммиака/аммония и нитрата в резервуаре А 2 в ходе 2 фазы одного из возможных вариантов осуществления изобретения, также отражает эти изменения в резервуаре В 3 в ходе 4 фазы. Кроме этого, фиг. 7, отражающая изменения концентрации аммиака/аммония и нитрата в резервуаре В 3 в ходе 2 фазы одного из возможных вариантов осуществления изобретения, также отражает изменения концентрации в резервуаре А 2 в ходе 4 фазы.
На фиг. 10 показана система обработки сточных вод, включающая SBR 1, MBR 12 и MBR канал 16, обеспечивающий гидравлическую связь между SBR 1 и MBR 12. SBR 1 включает два резервуара, резервуар А 2 и резервуар В 3, гидравлически соединенные посредством отверстия 4. Резервуар А 2 и резервуар В 3 гидравлически соединены с MBR каналом 16, резервуар А 2 - посредством слива 11, резервуар В 3 - посредством слива 10. Слив 11 и слив 10 из SBR в MBR канал 16 могут быть закрыты при помощи запорных механизмов 11а и 10а. MBR 12 в данном варианте осуществления изобретения включает 3 камеры 12а, 12b и 12с, гидравлически соединенные с MBR каналом 16 посредством отверстий 13а, 13b и 13с (не показаны).
В настоящем изобретении расчет биологического процесса для конфигурации SBR или MBR не отличается от расчета биологического процесса известного уровня техники. На активность биологических бактерий в SBR или MBR не влияет конструкция или конфигурация системы обработки сточных вод. Количество ила (биологической смеси различных бактериальных штаммов), необходимое для нитрификации, зависит от возраста ила и температуры сточных вод. Количество ила, необходимое для денитрификации, зависит от химического состава сточных вод (включая внешние источники углерода и общий азот) и температуры сточных вод.
В объединенной SBR/MBR системе настоящего изобретения отсутствует потребность в фазе отстаивания (3 фаза на фиг. 1), так как в MBR части системы происходит непрерывная фильтрация воды, поступающей из SBR.
Одним из преимуществ настоящего изобретения является возможность увеличения концентрации биомассы в биологических резервуарах от концентрации известного уровня техники, равной 4-5 г/л до концентрации 12 г/л. Увеличение концентрации биомассы приводит к уменьшению объема биологического резервуара и, тем самым, экономии энергии и пространства по сравнению с SBR/MBR установкой очистки сточных вод известного уровня техники.
Другим преимуществом настоящего изобретения относительно SBR/MBR установок очистки сточных вод известного уровня техники является постоянный уровень сточных вод в MBR части системы. В установке очистки сточных вод известного уровня техники с отдельным MBR уровень сточных вод в резервуаре MBR значительно изменяется, что приводит к неполному использованию объема резервуара и биомассы в этом резервуаре. При новой конфигурации можно ожидать экономии объема MBR резервуара порядка 20-30% и, тем самым, существенной экономии энергии и пространства по сравнению с SBR/MBR установкой очистки сточных вод известного уровня техники.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения относительно SBR/MBR установок очистки сточных вод известного уровня техники является прямое и регулируемое гидравлическое соединение между резервуаром MBR и резервуарами SBR. Это гидравлическое соединение обеспечивает возврат ила из резервуара(ов) MBR, где имеет место аэрация, только в тот(те) резервуар(ы) SBR, где происходит нитрификация, и где может быть использован содержащийся в активном иле кислород. Управление возвратом активного ила и растворенного кислорода исключает, в отличие от известного уровня техники, потребность в резервуаре дезоксидации для удаления кислорода. Еще одним достоинством управления возвратом ила по сравнению с SBR/MBR установками очистки сточных вод известного уровня техники является использование кислорода возвращаемого из MBR резервуара активного ила при нитрификации в SBR резервуаре. Возвращаемый активный ил характеризуется содержанием кислорода, близким к насыщению, и при управлении возвратом активного ила так, чтобы он поступал только в резервуары SBR в фазе нитрификации, кислород будет использован при нитрификации, благодаря чему экономия энергии может достигать от 3 до 6%.
При введении фазы осаждения в рамках 2 фазы с целью повышения концентрации ила может быть достигнуто еще одно преимущество относительно известного уровня техники. При повышенной концентрации ила можно уменьшить возврат ила из резервуара MBR, тем самым, дополнительно сэкономить энергию и объем.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Активный ил в контексте настоящего изобретения означает биологический материал, содержащий биомассу микроорганизмов, или флокулят, состоящую из бактерий или простейших. Активный ил используют для удаления органического материала из сточных вод посредством биологической реакции, в которой участвует кислород. Кислород добавляют в биологический резервуар при помощи аэраторов с целью преодоления биологического разложения, эндогенного дыхания и нитрификации.
В MBR для уменьшения засорения мембраны применяют продувку воздухом, что приводит к насыщению ила кислородом. Насыщенный кислородом ил возвращают в фазу нитрификации.
Мембранный биореактор, или MBR, в контексте настоящего документа соответствует известной современной технологии обработки сточных вод. В нем объединены технология мембранного разделения и технология биоорганической обработки сточных вод. В MBR присутствует активный ил, который отделен от выпускного отверстия мембраной. Таким образом, в MBR происходит отделение активного ила и других биологических или органических материалов от очищенного выходящего из MBR потока. Процесс, проводимый в MBR, называют гибридной системой, поскольку он включает биологическую обработку в сочетании с разделением.
Реактор периодического действия с заданной последовательностью, или SBR, в контексте настоящего документа соответствует известной современной промышленной технологии обработки сточных вод. Процесс, происходящий в SBR (реактор периодического действия с заданной последовательностью), заключается в очистке сточных вод активным илом при периодическом наполнении путем нитрификации. Его широко используют при обработке сточных вод из-за гибкости технологических параметров и возможностей управления процессом. Сточные воды поступают в частично заполненный SBR, и по заполнении он функционирует как обычная система очистки сточных вод активным илом, но без непрерывного входящего или выходящего потока. Другие подробности в отношении химической реакции и классических стадий/фаз SBR см. выше в настоящем документе.
Ил в контексте настоящего изобретения означает остаточный полутвердый материал, образующийся как побочный продукт при обработке промышленных или коммунальных стоков.
Сточные или канализационные воды в контексте настоящего документа означают любую воду, использованную человеком. Сточные воды - это «вода, использованная при любом сочетании бытовой, промышленной, коммерческой или сельскохозяйственной деятельности, поверхностный сток или ливневый сток и любой канализационный приток или инфильтрация» [1]. Таким образом, сточные воды являются побочным продуктом бытовой, промышленной, коммерческой или сельскохозяйственной деятельности. Параметры сточных вод изменяются в зависимости от источника. Типы сточных вод включают: бытовые сточные воды домашних хозяйств, коммунальные сточные воды населенных пунктов (также именуемые канализационными) или промышленные сточные воды в результате промышленной деятельности. Сточные воды могут содержать физические, химические или биологические загрязнители, изменяющиеся в зависимости от источника сточных вод.
Входящий поток в контексте настоящего документа означает приток, то есть, предварительно обработанные сточные воды, поступающие в систему обработки сточных вод настоящего изобретения.
Выходящий поток в контексте настоящего документа означает отток, то есть, обработанные в системе обработки сточных вод настоящего изобретения сточные воды, прошедшие обработку и вытекающие из системы.
Обработка сточных вод в контексте настоящего документа означает процесс удаления из сточных вод загрязняющих примесей. Для удаления загрязняющих примесей и получения обработанных сточных вод, или выходящего потока (истекание воды в принимающий его водный объект), которые могут быть возвращены в водный цикл с минимальным влиянием на окружающую среду, используют физические, химические и биологические процессы.
Процесс нитрификации в контексте настоящего документа означает биологический процесс, в ходе которого микроорганизм окисляет ионы аммония до нитрата (как пояснено в настоящем документе выше).
Процесс денитрификации в контексте настоящего документа означает микробиологически облегченный процесс, в ходе которого восстанавливается нитрат, и в конце концов образуется молекулярный азот (N2) (как пояснено в настоящем документе выше).
Биологический объем в контексте настоящего документа означает часть установки обработки сточных вод, в которой происходят биологические процессы.
DO-фаза, или двойная фаза, в контексте настоящего документа означает фазу, иногда также именуемую одновременная нитрификация-денитрификация (Simultaneous nitrification-denitrification, SNdN). Это проводимая в биореакторе (таком как SBR) фаза, в ходе которой микробиологическая нитрификация и денитрификация происходит параллельно и одновременно в одном и том же биореакторе или резервуаре.
Фаза осаждения в контексте настоящего документа означает процесс, в ходе которого силу тяжести используют для концентрирования биологического материала и других взвешенных в сточных водах твердых частиц так, чтобы они накапливались на дне резервуара.
ПРИМЕР 1
В Примере 1 представлен расчет установки обработки сточных вод с использованием настоящего изобретения.
Размеры
В Таблицах 1 и 2, приведенных ниже, приведены параметры потока через установку обработки сточных вод данного примера. Количество сточных вод, протекающих через установку, приведено в Таблице 1, где, кроме этого, показано изменение потока и среднее/общее количество различных загрязнителей.
Таблица 1
Параметр Единицы Величина
Суточный расход м3/день 3300
Расход, от которого зависит размер м3 160
Максимальный расход через MBR м3 240
Максимальная биологическая обработка потока м3 320
Максимальная фильтрация потока м3 640
BOD7 мг/л 122
COD мг/л 240
Общий P мг/л 3
Общий N мг/л 37
SS мг/л 150
BOD7 кг/д 400
Общий P кг/д 10
Общий N кг/д 125
SS кг/д 495
Сравнимым образом, количество обработанных сточных вод или выходящий из установки после обработки в системе настоящего изобретения поток отражен в Таблице 2.
Таблица 2
Параметр Единицы Степень обработки Цель обработки
BOD7 мг/л 10 < 8
Общий N мг/л 15 < 10
NH4-N мг/л - < 2
Общий P мг/л 0,3 < 0,2
Расчеты
Ежедневное производство ила
Ежедневное производство ила можно рассчитать, преобразуя BOD7 в BOD5
400×0,85=340 кг/д
(495×0,5) + (340×0,4) x 1,0=421 кг/д
Расчет количества ила, необходимого для эффективной нитрификации, дает следующие величины:
При 10 градусах Цельсия:
10,14 дней (421×10,14) = 4269 кг
При 7 градусах Цельсия:
16,8 дней (421×16,8) = 7072,8 кг
Количество ила, необходимое для денитрификации
Количество ила, необходимое для денитрификации, также можно рассчитать. Необходимое количество ила будет зависеть от количества нитрата, подлежащего денитрификации, которое, в свою очередь, зависит от общего количества N, поступающего в установку обработки сточных вод, и приемлемой концентрации N в потоке, выходящем из установки обработки сточных вод:
Общее количество N, подлежащее денитрификации = (всего N на входе) - (всего N на выходе) - (всего N в иле).
Всего N на входе 125 кг/д - всего N на выходе 26 кг/д (на основании 8 мг/л) - всего N в иле 18 кг/д=Общее количество N, подлежащее денитрификации: 81 кг/д (в данном случае, из соображений безопасности будет использовано 90 кг/д).
Скорость денитрификации
Используя результаты приведенных выше расчетов, получаем скорость денитрификации сточных вод в установке по обработке сточных вод:
При 10 градусах Цельсия
Стандартная скорость денитрификации коммунальных сточных вод при 10 градусах Цельсия=1,5 г Н/кг MLVSS* x ч.
(*mixed liquor volatile suspended solids - взвешенные летучие вещества в смеси сточных вод с активным илом)
При 7 градусах Цельсия:
Стандартная скорость денитрификации коммунальных сточных вод при 10 градусах Цельсия=1,5 г Н/кг MLVSS x ч.
Для получения стандартной скорости денитрификации при 7 градусах Цельсия величину для 10 градусов Цельсия приводят к более низкой температуре=1,5×1,112 (6-10). В результате получают скорость денитрификации при 7 градусах Цельсия=1,09 г Н/кг MLVSS x ч.
Общее количество ила, необходимое в установке по обработке сточных вод:
Также используя величины расчетов, приведенных выше, можно рассчитать общее количество ила, необходимое в установке по обработке сточных вод.
При 10 градусах Цельсия:
Нитрификация ила 4269 кг
Денитрификация ила 4000 кг
Всего: 8269 кг
При 7 градусах Цельсия:
Нитрификация ила 7072,8 кг
Денитрификация ила 4615 кг
Всего: 11688 кг
Следовательно, объем, необходимый для биологической обработки илом с концентрацией 8 г/л при 10 градусах Цельсия, будет равен 1033 м3.
Из соображений безопасности конструкция может быть рассчитана на общий биологический объем 1200 м3. Это биологический объем, достаточный для удаления N при низкой температуре 7°С (1200 м3 при 9,74 г/л; то есть, 11688 кг ила).
MBR объем установки обработки сточных вод данного примера составляет 360 м3. Если учесть, что 1/3 объема может рассматриваться как биологический объем, в распоряжении имеется на 120 м3 больше, чем в классической установке по обработке сточных вод с раздельными системами MBR и SBR.
В данном примере использована конструкция с общим биологически объемом 1200 м3. Это биологический объем, достаточный для удаления N при низкой температуре 7°С (1200 м3 при 9,74 г/л; то есть, 11688 кг ила).
Как показано выше, дополнительный биологический объем, получаемый в объединенной системе MBR/SBR настоящего изобретения, соответствует увеличению производительности установки на 10%.
Увеличение производительности может быть использовано для организации осаждения в резервуаре SBR. Благодаря этому увеличивается концентрация ила на дне резервуара SBR, приводя к повышению концентрации ила в резервуаре и уменьшению степени рециркуляции возвращаемого ила. Другой альтернативой является уменьшение общего биологического объема (резервуаров MBR и SBR) на 120 м3 (на установке с размерами, приведенными в данном примере). Это означает 10% экономии общего биологического объема.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вариант осуществления настоящего изобретения, поясняемый со ссылкой на чертежи, это лишь один из возможных вариантов.
В одном из вариантов осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу данной системы. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила и меньшему возврату ила из SBR части в MBR часть данной системы.
В одном из вариантов осуществления изобретения, фаза осаждения включена в 4 фазу данной системы. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена в 4 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена в 4 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила и меньшему возврату ила из SBR части в MBR часть данной системы. В одном из вариантов осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу и 4 фазу данной системы. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу и 4 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила.
В одном из вариантов осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу и/или 4 фазу данной системы. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу и/или 4 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена во 2 фазу и/или 4 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила и меньшему возврату ила из SBR части в MBR часть данной системы.
В одном из вариантов осуществления изобретения, фаза осаждения включена либо во 2 фазу и/или 4 фазу данной системы. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена либо во 2 фазу и/или 4 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила. В другом варианте осуществления изобретения, фаза осаждения включена либо во 2 фазу и/или 4 фазу данной системы, что приводит к большей концентрации ила и меньшему возврату ила из SBR части в MBR часть данной системы.
Количество резервуаров SBR и/или MBR и/или количество мембранных модулей (модулей MBR) в каждом резервуаре MBR в системе MBR/SBR настоящего изобретения может изменяться.
В одном из вариантов осуществления изобретения, объединенная система MBR/SBR включает три резервуара SBR. В другом варианте осуществления изобретения, объединенная система MBR/SBR включает четыре резервуара SBR. В другом варианте осуществления изобретения, объединенная система MBR/SBR включает пять или более резервуаров SBR.
В одном из вариантов осуществления изобретения, объединенная система SBR/MBR включает резервуар MBR. В другом варианте осуществления изобретения, объединенная система SBR/MBR включает два резервуара МBR. В другом варианте осуществления изобретения, объединенная система SBR/MBR включает четыре резервуара МBR. В другом варианте осуществления изобретения, объединенная система SBR/MBR включает пять или более резервуаров МBR.
В одном из вариантов осуществления изобретения, в объединенной системе SBR/MBR каждый резервуар МBR включает один модуль МBR. В другом варианте осуществления изобретения, в объединенной системе SBR/MBR каждый резервуар МBR включает два модуля МBR. В другом варианте осуществления изобретения, в объединенной системе SBR/MBR каждый резервуар МBR включает три модуля МBR. В одном из вариантов осуществления изобретения, в объединенной системе SBR/MBR каждый резервуар МBR включает четыре модуля МBR. В другом варианте осуществления изобретения, в объединенной системе SBR/MBR каждый резервуар МBR включает пять или более модулей МBR.
В одном из вариантов осуществления изобретения, объединенная система MBR/SBR включает два резервуара SBR, соединенных с одним резервуаром МBR, включающим 3 модуля МBR в одном резервуаре (как показано на фиг. 2, 5, 8 и 9). В другом варианте осуществления изобретения, объединенная система MBR/SBR включает три резервуара SBR, соединенных с одним резервуаром МBR, включающим три модуля МBR. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система MBR/SBR включает четыре или более резервуаров SBR, соединенных с одним резервуаром МBR, включающим три модуля МBR.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает два резервуара SBR, соединенных с одним резервуаром МBR, включающим один модуль МBR. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает два резервуара SBR, соединенных с одним резервуаром МBR, включающим два модуля МBR. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает два резервуара SBR, соединенных с одним резервуаром МBR, включающим четыре модуля МBR. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает два резервуара SBR, соединенных с одним резервуаром МBR, включающим пять или более модулей МBR.
Объединенная система SBR/MBR настоящего изобретения может быть автоматически регулируемой и включать датчик азота и/или аммиака в резервуаре А 2 и/или резервуаре В 3.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик азота в резервуаре А 2 данной системы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик азота в резервуаре А 2 и резервуаре В 3 данной системы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик азота в резервуаре В 3 данной системы.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик аммиака/аммония в резервуаре А 2 данной системы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик аммиака/аммония в резервуаре А 2 и резервуаре В 3 данной системы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик аммиака/аммония в резервуаре В 3 данной системы.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик аммиака/аммония и датчик азота в резервуаре А 2 данной системы. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик аммиака/аммония и датчик азота в резервуаре В 3 данной системы.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик аммиака/аммония в резервуаре А 2 и датчик азота в резервуаре В 3 данной системы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, объединенная система SBR/MBR включает датчик аммиака/аммония в резервуаре В 3 и датчик азота в резервуаре А 2 данной системы.
Изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше и показанными на чертежах, напротив, может быть любым образом дополнено и модифицировано в рамках объема изобретения, определяемого в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (40)

1. Система обработки сточных вод, содержащая:
один или более модулей для процесса последовательной нитрификации/денитрификации (SBR), при этом каждый модуль SBR (1) содержит первый резервуар А (2) и второй резервуар В (3), и
один или более модулей мембранного биореактора (MBR) (12), при этом
- модуль(ли) SBR (1) и модуль(ли) MBR (12) соединены по текучей среде, и при этом сточные воды подают из процесса нитрификации модуля(ей) SBR (1) в модуль(ли) MBR (12); при этом
- SBR (1) также снабжен отверстиями (7, 8), соединенными с впускной трубой (5) сточных вод, при этом указанные впускная труба сточных вод и отверстия, расположенные во впуске (6), снабжены механизмом (9) управления, предназначенным для управления подачей потока из впускной трубы (5) в одно из отверстий (7, 8), и причем отверстия (7, 8) соединены со вторым резервуаром В (3) и первым резервуаром А (2), соответственно, причем первый резервуар А (2) также снабжен сливом (11), связанным с MBR (12), причем слив (11) может быть открыт или закрыт запорным механизмом (11а), и, соответственно, второй резервуар В (3) дополнительно снабжен сливом (10), связанным с MBR (12), причем слив (10) может быть открыт или закрыт запорным механизмом (10а); и причем
- MBR (12) включает в себя, по меньшей мере, одну из камер (12а, 12b, 12с), каждая камера снабжена отверстием (13а, 13b, 13с), обращенным к SBR (1), и выпуск (14) гидравлически соединен с камерами (12а, 12b, 12с) и выпускной трубой (15), при этом
- в SBR (1) имеется отверстие (4) между первым резервуаром А (2) и вторым резервуаром В (3), через которое поток, эквивалентный подаваемому потоку, протекает из резервуара, принимающего подаваемый поток, в резервуар с закрытым отверстием (7, 8), соединенным со впускным корпусом (6) во время четырех фаз процесса последовательной нитрификации/денитрификации процесса обработки сточных вод, и
причем MBR канал (16) расположен между первым резервуаром А (2), вторым резервуаром В (3) SBR (1) и камерами (12а, 12b, 12с) MBR (12), гидравлически соединен с камерами (12а, 12b, 12с) посредством отверстий (13а, 13b, 13с) MBR (12) и гидравлически соединен с первым резервуаром А (2) и вторым резервуаром В (3) SBR (1) посредством сливов (10, 11).
2. Система обработки сточных вод по п. 1, при этом система также снабжена рециркуляционной трубой (17), которая соединяет первый резервуар А (2) и второй резервуар В (3) с камерами (12а, 12b, 12с) MBR (12).
3. Система обработки сточных вод по любому из предшествующих пунктов, при этом проводимый в системе процесс автоматически регулируется датчиком азота и/или аммиака в первом резервуаре А (2) и/или втором резервуаре В (3).
4. Система обработки сточных вод по п. 1, в которой в SBR (1) могут быть установлены дополнительные резервуары SBR, и количество камер MBR (12а, 12b) в MBR (12) может составлять одну, более пяти или любое количество в диапазоне между ними.
5. Способ обработки сточных вод, содержащий:
систему обработки сточных вод, содержащую: один или более модулей для процесса последовательной нитрификации/денитрификации (SBR), при этом каждый модуль SBR (1) содержит первый резервуар А (2) и второй резервуар В (3), и
- один или более модулей мембранного биореактора (MBR) (12), при этом
модуль(ли) SBR (1) и модуль(ли) MBR (12) соединены по текучей среде, и при этом сточные воды подают из процесса нитрификации модуля(ей) SBR (1) в модуль(ли) MBR (12);
при этом процесс обработки сточных вод проходит четыре фазы последовательной нитрификации/денитрификации:
- 1 фазу, при которой:
- отверстие (8) закрыто механизмом (9) управления, направляющим подаваемый поток предварительно обработанных сточных вод из впускной трубы (5) через впускной корпус (6) во второй резервуар В (3) SBR (1) через отверстие (7);
- слив (10) закрыт запорным механизмом (10а), блокирующим гидравлическое соединение между вторым резервуаром В (3) и MBR (12);
- первый резервуар А (2) принимает поток, эквивалентный подаваемому потоку из впускной трубы (5), из второго резервуара В (3) через отверстие (4);
- первый резервуар А (2) гидравлически соединен с MBR (12) сливом (11) MBR канала (16);
- 2 фазу, при которой:
- отверстие (7) закрыто механизмом (9) управления, направляющим подаваемый поток предварительно обработанных сточных вод из впускной трубы (5) через впускной корпус (6) в первый резервуар А (2) SBR (1) через отверстие (8);
- первый резервуар А (2) гидравлически соединен с MBR (12) сливом (11) MBR канала (16);
- второй резервуар В (3) принимает поток, эквивалентный подаваемому потоку из впускной трубы (5), из первого резервуара А (2) через отверстие (4);
- слив (10) закрыт запорным механизмом (10а), блокирующим гидравлическое соединение между вторым резервуаром В (3) и MBR (12);
- 3 фазу, при которой:
- отверстие (7) закрыто механизмом (9) управления, направляющим подаваемый поток предварительно обработанных сточных вод из впускной трубы (5) через впускной корпус (6) в первый резервуар А (2) SBR (1) через отверстие (8);
- слив (11) закрыт запорным механизмом (11а), блокирующим гидравлическое соединение между первым резервуаром А (2) и MBR (12);
- второй резервуар В (3) принимает поток, эквивалентный подаваемому потоку из впускной трубы (5), из первого резервуара А (2) через отверстие (4);
- второй резервуар В (3) гидравлически соединен с MBR (12) сливом (10) MBR канала (16);
- 4 фазу, при которой:
- отверстие (7) закрыто механизмом (9) управления, направляющим подаваемый поток предварительно обработанных сточных вод из впускной трубы (5) через впускной корпус (6) в первый резервуар А (2) SBR (1) через отверстие (8);
- первый резервуар А (2) гидравлически соединен с MBR (12) сливом (11) MBR канала (16);
- второй резервуар В (3) принимает поток, эквивалентный подаваемому потоку из впускной трубы (5), из первого резервуара А (2) через отверстие (4);
- и слив (10) закрыт запорным механизмом (10а), блокирующим гидравлическое соединение между вторым резервуаром В (3) и MBR (12).
6. Способ обработки сточных вод по п. 5, в котором фаза осаждения включена во 2 фазу и/или 4 фазу системы.
7. Способ обработки сточных вод по п. 6, в котором фаза осаждения включена во 2 фазу системы.
8. Способ обработки сточных вод по п. 6, в котором фаза осаждения включена в 4 фазу системы.
9. Способ обработки сточных вод по любому из пп. 6-8, в котором процесс автоматически регулируется датчиком азота и/или аммиака в резервуаре А (2) и/или резервуаре В (3).
RU2020129828A 2018-02-14 2019-01-17 Система и способ обработки сточных вод RU2754662C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18156713.2 2018-02-14
EP18156713.2A EP3527539B1 (en) 2018-02-14 2018-02-14 Wastewater treatment system and process
PCT/EP2019/051089 WO2019158298A1 (en) 2018-02-14 2019-01-17 Wastewater treatment system and process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754662C1 true RU2754662C1 (ru) 2021-09-06

Family

ID=61223828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020129828A RU2754662C1 (ru) 2018-02-14 2019-01-17 Система и способ обработки сточных вод

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11453605B2 (ru)
EP (1) EP3527539B1 (ru)
CA (1) CA3091188C (ru)
DK (1) DK3527539T3 (ru)
ES (1) ES2948926T3 (ru)
FI (1) FI3527539T3 (ru)
RU (1) RU2754662C1 (ru)
WO (1) WO2019158298A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290849B1 (en) * 1997-07-04 2001-09-18 Kruger A/S Method for biological purification of waste water by the activated sludge method and apparatus for carrying out the method
US7147777B1 (en) * 2005-05-09 2006-12-12 Eimco Water Technologies Llc Wastewater treatment system with membrane separators and provision for storm flow conditions
WO2007120934A2 (en) * 2006-01-05 2007-10-25 I. Kruger, Inc. Method and system for nitrifying and denitrifying wastewater
RU2584574C1 (ru) * 2012-04-04 2016-05-20 Веолия Уотер Сольюшнз Энд Текнолоджиз Сеппорт Способ с применением анаммокс-бактерий на носителях биопленки для удаления аммония из потока сточных вод
RU2640767C2 (ru) * 2012-09-13 2018-01-11 Ди.Си. УОТЕР ЭНД СЬЮЭР ОТОРИТИ Способ и устройство для удаления азота при обработке сточных вод

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3423077A (en) * 1966-06-17 1969-01-21 Yeomans Brothers Co Adjustable weir
CA2220680C (en) 1995-05-11 2001-09-04 Biobalance A/S Novel method for the control of biodegradation
US9475715B2 (en) * 2012-11-16 2016-10-25 Xylem Water Solutions U.S.A., Inc. Optimized process and aeration performance with an advanced control algorithm
KR20230037696A (ko) * 2013-03-14 2023-03-16 디.시. 워터 앤 수어 오쏘러티 폐수로부터 질소 제거를 최대화하기 위한 방법 및 장치
CN203582648U (zh) 2013-11-27 2014-05-07 无锡博美环境工程有限公司 复合式sbr-mbr污水处理装置
CN105016561B (zh) 2014-04-23 2017-01-25 上海子征环保科技有限公司 一种利用集成式机械清洗sbr‑mbr的污水处理方法
CN104528934B (zh) 2014-12-04 2016-04-27 浙江清华长三角研究院 短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器及其污水处理工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290849B1 (en) * 1997-07-04 2001-09-18 Kruger A/S Method for biological purification of waste water by the activated sludge method and apparatus for carrying out the method
US7147777B1 (en) * 2005-05-09 2006-12-12 Eimco Water Technologies Llc Wastewater treatment system with membrane separators and provision for storm flow conditions
WO2007120934A2 (en) * 2006-01-05 2007-10-25 I. Kruger, Inc. Method and system for nitrifying and denitrifying wastewater
RU2584574C1 (ru) * 2012-04-04 2016-05-20 Веолия Уотер Сольюшнз Энд Текнолоджиз Сеппорт Способ с применением анаммокс-бактерий на носителях биопленки для удаления аммония из потока сточных вод
RU2640767C2 (ru) * 2012-09-13 2018-01-11 Ди.Си. УОТЕР ЭНД СЬЮЭР ОТОРИТИ Способ и устройство для удаления азота при обработке сточных вод

Also Published As

Publication number Publication date
CA3091188A1 (en) 2019-08-22
FI3527539T3 (fi) 2023-08-15
DK3527539T3 (da) 2023-09-11
US20210024391A1 (en) 2021-01-28
EP3527539A1 (en) 2019-08-21
WO2019158298A1 (en) 2019-08-22
US11453605B2 (en) 2022-09-27
US20220315466A1 (en) 2022-10-06
EP3527539B1 (en) 2023-06-07
ES2948926T3 (es) 2023-09-21
CA3091188C (en) 2024-03-26
US11643349B2 (en) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3747836B1 (en) Anaerobic ammonia oxidation-based sewage treatment process using mbr
JP4796631B2 (ja) 汚水を硝化および脱窒素する方法とシステム
US6830689B2 (en) Process for removing phosphorus from wastewater utilizing a triple basin wastewater treatment system
US9656897B2 (en) Dual return activated sludge process in a flow-equalized wastewater treatment system
CN104944689A (zh) 一种处理高氨氮废水的装置及方法
US20120012524A1 (en) Membrane bioreactor process
PL121946B1 (en) Sewage treatment method
US9567248B2 (en) Anammox reactor stage in a flow equalization reactor process
KR102144118B1 (ko) 아질산성 질소 경유의 생물학적 질소·인 제거공정과 혐기성암모늄산화공정(anammox)과의 조합을 통한 오·폐수내의 질·소인 제거방법
US10351457B2 (en) Dual return activated sludge process in a flow-equalized wastewater treatment system
RU2754662C1 (ru) Система и способ обработки сточных вод
EP3406573A1 (en) Dual return activated sludge process in a flow-equalized wastewater treatment system
KR20110023436A (ko) Snd를 적용한 mbr 반응조에서 하수고도처리 시스템
KR101269877B1 (ko) Snd를 적용한 mbr 반응조에서 격벽에 의한 하수고도처리 시스템
KR102108870B1 (ko) 질소, 인 제거 막분리 고도처리장치
WO2014059990A1 (en) Improved process and system for biological water purification
JPH02502442A (ja) 生物学的脱燐酸塩および‐(脱)硝化
CN112174324A (zh) 一种高效脱氮的渗滤液生化段处理系统及方法
Galil et al. Biological nutrient removal in membrane biological reactors
CN213738781U (zh) 一种农药废水高效生物脱氮反应装置
KR100748596B1 (ko) 고농도 유기물폐수를 이용한 폐수처리장치 및 이를 이용하는 폐수처리방법
Kwon et al. Nitrogen and Phosphorus Removal of Pilot Scale Plant Using UMBR (Upflow Multi-Layer Bio Reactor) as Anaerobic/Anoxic Reactor
KR100369924B1 (ko) 하/폐수 처리방법 및 장치
JP2000107787A (ja) 廃水処理方法
CN113354203A (zh) 一种电镀综合废水生物处理的方法