SE452604B - Sett att astadkomma anaerob bakteriell nedbrytning av organiskt material i ett vattenhaltigt fluidum - Google Patents

Sett att astadkomma anaerob bakteriell nedbrytning av organiskt material i ett vattenhaltigt fluidum

Info

Publication number
SE452604B
SE452604B SE8104809A SE8104809A SE452604B SE 452604 B SE452604 B SE 452604B SE 8104809 A SE8104809 A SE 8104809A SE 8104809 A SE8104809 A SE 8104809A SE 452604 B SE452604 B SE 452604B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
reactor
fluidized bed
effluent
anaerobic
contact
Prior art date
Application number
SE8104809A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8104809L (sv
Inventor
D Barnes
P J Bliss
Original Assignee
Ceneprint Pty Ltd
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 Ceneprint Pty Ltd filed Critical Ceneprint Pty Ltd
Publication of SE8104809L publication Critical patent/SE8104809L/sv
Publication of SE452604B publication Critical patent/SE452604B/sv

Links

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
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2806Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02Biological treatment
    • C02F11/04Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/16Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
    • C12M25/20Fluidized bed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/02Percolation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023Methane
    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

452 604 att undanröja biokemisk syreförbrukning (BS) från av- fallsvatten genom att åstadkomma en fluidiserad bädd av mikroorganismer som vidhäftar vid en bärare av fast partikelmaterial, varefter avfallsvattnet bringas att för behandling kontinuerligt passera genom den fluidi- serade bädden. Avfallsvattnet hålles i den fluidiserade bädden under tillräckligt lång tid under kontroll av andra nödvändiga parametrar och bädden bibehålles i anaerobt tillstånd för att på biologisk väg omvandla väsentligen all biokemisk syreförbrukning som avlägsnas från avloppsvattnet till metangas, koldioxid och cellu- losamaterial. Där beskrives även att nitrerad utlopps- vätska kan tillsättas avloppsvattnet, och blandningen på biologisk väg omvandlas till metangas, koldioxid, kvävgas och cellulosamaterial.
Den process som beskrives i den amerikanska patent- skriften 4.182.675 uppvisar ett antal svårigheter av praktisk art. Den första av dessa är att det är svårt att få en population av anaeroba bakterier att kvarstå vidhäftade till den partikelformade bäraren i bädden.
Viss tid efter starten har bakterieskiktet på substratet en tendens att falla bort, eftersom den anaeroba bakte- rien uppenbarligen saknar inneboende förmåga att vid- häfta vid den aktuella bäraren. En sådan förlust av biomassa förstör väsentligen processens effektivitet.
En ytterligare svårighet är att den beskrivna processen icke arbetar effektivt vid industriellt avloppsvatten med hög BS-koncentration, exempelvis BS-koncentrationer som är större än 2.000 mg/1. Om vid den beskrivna pro- cessen avloppsvatten med hög BS passeras genom fluidise- rade bäddar av rimlig storlek tillräckligt sakta för att ge upphov till tillräckliga uppehållstider för att åstad- komma en väsentlig reduktion av BS, så kommer bädden icke att fortsätta att vara fluidiserad. Enligt ovannämnda patentskrift har man sökt att övervinna sistnämnda pro- blem genom att använda ett antal fluidiserade bäddar i 452 604 serie med varandra. Föreliggande uppfinning åstadkommer ett alternativt sätt att övervinna problemet utan sådana extrakostnader som har samband med att arrangera ett flertal fluidiserade bäddar i serie.
En ytterligare svårighet med den process som beskrives i den amerikanska patentskriften 4.182.675 är, att den icke är väl anpassad till att bemästra förändringar i det vattenhaltiga fluidets BS. Vid det tidigare kända arrangemanget leder en väsentlig förändring med avseende på det vattenhaltiga fluidets BS till en nedbrytning av det behandlade utflödet till följd av oförmågan hos orga- nismerna i bädden att bemästra den ökade BS:en. Genom 'användning av två inbördes förenade reaktionskärl strävar föreliggande uppfinning efter att åstadkomma ett system som enkelt kan bemästra sådana snabba och väsentliga för- ändringar med avseende pâ BS:en som uppkommer vid prak- tisk behandling av industriellt avloppsvatten.
Andra kända sätt av liknande slag beskrives i SEfl¥%97.955, SE-B-427.560, ER-A-2.484.990 och US-A-4.182.675. Ingen av dessa publikationer beskriver att avloppsvatten först skall matas till en kontaktreaktor och därefter till en fluidiserad bädd, och icke heller att kontaktreaktorn skall ha väsentligt större volym än den fluidiserade bädden, vilket utgör viktiga kännetecken för föreliggande uppfinning.
Sålunda âstadkommes enligt uppfinningen ett sätt av ovan angivet slag, kännetecknat av att en högkoncentrerad vattenhaltig avloppsström med en biokemisk syreförbrukning (BS) av åtminstone 2000 mg/1 och företrädesvis uppgår till 3000-50000 mg/l först införes i en förvaringstank av till- räcklig storlek och tillräcklig population av anaeroba bakterier för att åstadkomma sönderdelning av organiska komponenter i den tillförda avloppsströmmen, varvid tan- ken fungerar såsom en kontaktreaktor under anaeroba för- 452 604 hâllanden, att den vattenhaltiga avloppsströmmen från kontaktreaktorn inpumpas i en reaktor med en fluidise- rande bädd som hålles under anaerobt tillstånd och har en effektiv volym som icke överstiger 0,35 gånger kon- taktreaktorns effektiva volym, och företrädesvis uppgår till mellan 0,2 och 0,02 av denna och som innehåller en bädd av fint fördelade inerta fasta partiklar med en population av väsentligen anaeroba bakterier för att vidmakthålla bädden i fluidiserat tillstånd och även för att genomföra sönderdelning av organiska komponenter i avloppsströmmen, att den vattenhaltiga avloppsströmmen i kontaktreaktorn och reaktorn med den fluidiserade bädden behandlas vid sådan temperatur och under till- räcklig uppehållstid för att alstra metan både i kon- taktreaktorn och i reaktorn med den fluidiserade bädden, att åtminstone en del av den vattenhaltiga avlopps- strömmen, som har passerat genom reaktorn med den flui- diserade bädden, återledes till kontaktreaktorn med en hastighet som åstadkommer flera passager av det vatten- haltiga fluidet genom kontaktreaktorn och reaktorn med den fluidiserade bädden, och att en behandlad utlopps- ström avges från åtminstone den ena av reaktorn med den fluidiserade bädden och kontaktreaktorn.
Föredragna utföringsformer av sättet enligt uppfinningen har befunnits vara särskilt fördelaktiga för nedbrytning av organiska material i industriellt avloppsvatten före avgivning till avloppssystemet. Konventionella kloak- eller avloppssystem kan som regel uppta mellan 300 och 600 mg/l av fem dagars BS och lösta fasta partiklar.
Vid en anaerob process är utbytet av biomassan mycket lågt, approximativt 0,1-0,2 kg/kg BS, vilket står i mot- satsförhållande till 0,8-1,4 kg/kg BS för en anaerob process med högt utbyte. Till följd av det låga utbytet av biomassa kan det anaeroba systemet optimeras genom lämplig inställning av flödes- och recirkuleringshastig- heterna för att motsvara de krav som förbehandlingen 452 604 ställer för huvuddelen av aktuella tillämpningar. Om exempelvis ett avloppsvatten med 3.000 mg/l BS reduceras till en löslig BS pà 300 mg/l, dvs. en reduktion av 90%, vilket kan uppnås i anaeroba processer, så kommer utbytet av biologiska fasta partiklar att approximativt uppgå till 300 mg/l. Utan separation av biomassa så kommer total BS och lösta fasta ämnen i vätskan att motsvara de standardvärden som gäller vid vanligen tillämpade avlopps- system och som uppgår till 600 mg/1 av BS och 6.000 mg/l av lösta fasta partiklar. Genom att i systemet använda den anaeroba reaktorn med fluidiserad bädd och den anaeroba kontaktreaktorn med minimal separation av bio- logiska fasta partiklar åstadkommes tillfredsställande förbehandling av många organiskt kraftigt förorenade av- loppsvätskor.
Bädden till den fluidiserade bädd-reaktorn kan utgöras av fint fördelade inerta och varaktiga fasta partiklar såsom sand, krossad sten eller antracit. Partikelstor- leken för det fasta materialet beror av strömningshastig- heten hos det vattenhaltiga fluidet genom bädden. Ju snabbare flöde desto större måste partiklarna vara för-- att de.icke skall tvättas ut ur bädden. Typiska inerta fasta partiklar skall ha en diameter av 0,2-3 mm, före- trädesvis 0,3-1,5 mm. De har företrädesvis alla väsentli- gen likformig storlek. Partiklarna behöver icke vara av strikt sfärisk form, och ovannämnda diameterangivelser skall läsas i ljuset härav.
Reaktorsystemet med flera kärl ympas initiellt genom att genom systemet pumpas ett vattenhaltigt fluidum av det slag som skall behandlas, och till vilket tillsatts en mängd nitratjoner i lämplig form och företrädesvis i en mängd av 25-500 mg/l såsom kväve i form av nitrat, före- trädesvis 40-100 mg/l. Mängden nitrat är företrädesvis aldrig större än den stökeometriska mängden BS som före- kommer i det vattenhaltiga fluidet. Naturligt uppträdande 452 604 anoxiska bakterier, dvs. sådana som extraherar sitt syre- behov från nitratjoner, kommer att ingå i systemet och har förmåga att vidhäfta vid bäddpartiklarna i den flui- diserade bädd-reaktorn för att förhindra att de vispas ut ur reaktorn. Då den anoxiska bakteriella populationen växer är det lämpligt att reducera det vattenhaltiga flui- dets strömningshastighet genom den fluidiserade bädd- reaktorn. Partiklarna tilltar i storlek då en bakteriell beläggning utvecklas, vilket effektivt minskar partiklar- nas täthet. Det kan vara önskvärt att avlägsna några av de inerta fasta partiklarna från den fluidiserade bädd- reaktorn, då bäddens höjd tilltar till följd av minsk- ningen av partiklarnas täthet i samband med att den bak- teriella beläggningen ökar. En liknande mikrobiell popula- tion etableras i kontaktreaktorn, men eftersom denna reaktion icke innehåller väsentliga mängder av den fasta bäraren tillväxer mikroorganismerna i löst tillstånd.
Sedan en gäng en lämplig population av anoxiska bakterier har etablerats i systemet reduceras nitratjonkoncentratio- nen som åstadkommer reduktion av populationen av anoxiska bakterier och medger anaerob bakteriell tillväxt. Det föredrages att systemet ympas med anaeroba bakterier, t.ex. kokt slam från en reningsanläggning, då nitratjon- innehållet för det vattenhaltiga fluidet reduceras. Det är att föredraga att det vattenhaltiga fluidets BS ökar då nitratjonerna minskar. Exempelvis kan vid en initiell BS av 600 mg/l och en nitratjonkoncentration av 100 mg/l i samband med att nitrerat kväve förändras till dess att ett väsentligen fortvarigt tillstånd uppnås, i vilket BS har ökat till den nivå för avloppsvattnet som skall be- handlas som typiskt kan ligga mellan 3.000 och 50.000 mg/1 och nitratjonkoncentrationen har reducerats till ett mini- mum av t.ex. 1-40 mg/l. Det har befunnits svårt att bringa anaeroba bakterier att vidhäfta vid partiklarna i den fluidiserade bäddreaktorn som partiklarna icke tidigare förberetts genom tillväxt av anaeroba bakterier. 452 604 L Det är önskvärt att sedan en gång en population av väsentligen anaeroba bakterier etablerats i systemet en mindre mängd nitratjoner fortsätter att tillföras till det vattenhaltiga fluidet. Nitrathalter så låga som 1 mg/l, men företrädesvis 20-40 mg/l såsom kväve i form av nitrat, har befunnits fördelaktiga för att upprätt- hålla stabiliteten hos den fluidiserade bädd-reaktorn och för att bidraga till att vidmakthålla en beläggning av anaeroba bakterier på de fasta partiklarna om det föreligger en stor avgång av biomassa.
Nitratjoner tillsättes företrädesvis till det vatten- haltiga fluidet i form av ett salt eller såsom en koncen- trerad lösning. Det är som regel icke önskvärt att till- sätta nitratjonerna i form av ett nitrathaltigt utflöde eftersom detta skulle onödigt reducera BS-koncentrationen i det vattenhaltiga fluidet, vilket kunde medföra ekono- miska förluster.
Med tiden föreligger en tendens för biomassa att tillväxa i tjocklek omkring separata partiklar i bädden. Detta resulterar i en reduktion av tätheten hos biomassa- belagda partiklar; och därför föreligger en tendens för dessa partiklar att migrera uppåt i den fluidiserade bädd-reaktorn och till och med, om lämpliga försiktighets- mått icke vidtages, överföra överskott av partikelformigt material till kontaktreaktorn. Begränsning av biomassans tjocklek på partiklarna befordrar maximal aktivitet hos biomassan och erfordras för att förhindra överföring av fasta partiklar i strömmen från den fluidiserade bädd- reaktorn. Denna kontroll uppnås företrädesvis helt enkelt genom inställning av hastigheten för fluidets uppåtriktade strömning genom den fluidiserade bädd-reaktorn. För kisel- sand med en storlek av 0,3-0,6 mm har exempelvis ström- ningshastigheter på 3 till 10 - m_2 s~1 befunnits lämpliga vid behandling av blandat avloppsvatten bestående av molass och jästextrakt. Möjligheten att kvarhålla partiklar 452 604 i den fluidiserade bädd-reaktorn ökas genom att i dess topp anordna en sektion med utvidgad tvärsnittsarea över den normala nivån för den fluidiserade bäddens yta. Höj- den av denna utvidgade tvärsnittsarea överskrider före- trädesvis icke 35% av den fluidiserade bädd-reaktorns totala höjd, varvid reaktorns övre sektion innehåller ett fåtal fasta stöd. I sin enklaste form har reaktorns övre sektion normalt en tvärsnittsarea mellan 1,2 och 8 gånger arean för reaktorns nedre sektion. Den övre sektionen kan ges godtycklig geometrisk form lämpad att kvarhålla bio- massan och fasta ämnen i den fluidiserade bädd-reaktorn.
Den övre sektionen kan vara koncentriskt eller excentriskt belägen relativt reaktorns redre sektion. Den övre sektio- nen kan vidare innehålla uppfångningsanordningar, t.ex. plattor, för att underlätta upprätthållandet av ett sta- bilt djup hos den fluidiserade bädden. Sålunda kommer klarning att väsentligen äga rum i den fluidiserade bädd- reaktorn.
Recirkulering av fluidum med höga BS-koncentrationer mellan kontaktreaktorn och den fluidiserade bädd-reaktorn är väsentlig för att möjliggöra strömningshastigheter genom den fluidiserade bädd-reaktorn som är tillräckligt höga för att åstadkomma fluidisering av bädden och möjliggöra kontroll av tjockleken av biomassan på partiklarna i den fluidiserade bädd-reaktorn. Dessutom ökar flerfaldig passage av vattenhaltigt fluidum genom systemet till följd av recirkulation den totala effektiviteten för pro- cessen i jämförelse med en enda fluidiserad bädd-reaktor, Detta antas bero på den integrering av de biologiska reak- tionerna som äger rum i den fluidiserade bädd-reaktorn och kontaktreaktorn.
Sedan de anaeroba bakterierna etablerats i systemet kan de vid lämpliga förhållanden i övrigt producera metan genom nedbrytning av det vattenhaltiga fluidets organiska innehåll. Metan friges såväl från den fluidiserade bädd- 452 604 reaktorn som kontaktreaktorn. Denna kan användas såsom en energikälla för att driva processen. Kontaktreaktorn och den fluidiserade bädd-reaktorn och de underordnade systemen drives företrädesvis såsom ett slutet system för att bevara de anaeroba förhållandena i systemet och för att tillvarataga producerad metan. Detta förhindrar även avgivning av obehagliga lukter från systemet. Om metan skall produceras skall förhållandena i systemet kontrolleras så att de motsvarar optimala förhållanden för metanproduktion. Det främsta kravet synes vara en temperatur mellan 32 och 38°C. Om metan icke produceras kommer nedbrytningen av det organiska materialet att fortgå endast till det stadium där omvandling sker till enklare föreningar såsom organiska syror.
Den fluidiserade bädd-reaktorn har företrädesvis en effek- tiv volym som uppgår till 0,2-0,02 gånger den effektiva volymen för kontaktreaktorn. Kontaktreaktorn innefattar företrädesvis inloppsledningar för obehandlat vatten- haltigt fluidum och för en källa med nitratjoner, an- tingen i fast form eller såsom en koncentrerad lösning, även om kväve i form av nitrat kan tillföras var som helst i systemet. Pumpen pumpar företrädesvis det vatten- haltiga fluidet till nederdelen av den fluidiserade bädd- reaktorn som är konstruerad såsom en kolonn eller ett torn med en fluidiserad bädd. Det fluidum som har passe- rat genom den fluidiserade bädd-reaktorn uppsamlas före- trädesvis vid reaktorns topp och återföres genom en retur- ledning till kontaktreaktorn. Om så önskas kan det åter- förda ämnet injiceras i kontaktreaktorn på ett sätt som åstadkommer blandning av denna reaktors innehåll, varvid den biologiska aktiviteten i reaktorn ökar. Vid en annan utföringsform kan blandningsorgan anordnas i kontaktreak- torn.
Vid varje bakteriell process kommer överskott av biomassa att i viss utsträckning skapas. Vid föreliggande system 452 604 kommer detta överskott av biomassa att flyta fritt från partiklarna i den fluidiserade bädd-reaktorn till följd av strömningshastigheten hos det vattenhaltiga fluidet - såsom ovan beskrivits - och kommer att föras över i kontaktreaktorn. Nedbrytningsprocessen kommer därigenom att fortskrida samtidigt i båda reaktorerna. Såsom kan förväntas kommer reaktionen att fortsätta snabbare i den fluidiserade bädd-reaktorn, men den reaktion som äger rum i kontaktreaktorn bidrar signifikant till effektiviteten hos föreliggande process. överskott av biomassa från reaktorerna komer eventuellt att passera ut tillsammans med behandlat utflöde.
Nedan skall endast såsom exempel beskrivas en föredragen utföringsform av uppfinningen. Beskrivningen sker med hänvisning till bifogade ritning, som schematiskt åskåd- liggör en pilot-skaleanläggning för att utföra sättet en- ligt uppfinningen.
Anläggningen innefattar en fluidiserad bädd-reaktor 10 som innehåller en sandbädd 11, och en kontaktreaktor 12.
Kontaktreaktorn 12 mottar en vattenhaltig ström av indust- riellt avloppsvatten genom ledningen 14. Avloppsvatten- strömmen pumpas därefter från kontaktreaktorn 12 genom pumpen 15 till nedre änden av den fluidiserade bädd- reaktorn 10 genom ledningen 16.
Den fluidiserade bädd-reaktorn 10 innehåller sand av viss kvalitet som bildar bädden 11, vilken uppgår till omkring 3/4 av reaktorns effektiva höjd. Avloppsvatten som in- pumpas i reaktorn 10 fluidiserar bädden 11 och återledes därefter till kontaktreaktorn 12 genom ledningen 17. Av- loppsvattnet kan om så önskas recirkuleras genom systemet.
En del av den från systemet avgivna mängden ledes till en konventionell avloppstrumma genom en ledning 21. Detta strömningsmönster beskrives endast som en illustration och systemet skall betraktas som en helhet. 452 604 11 Den övre änden av den fluidiserade bädd-reaktorn 10 är försedd med en huv eller kåpa som ansamlar metan som alstras i den fluidiserade bädd-reaktorn 10 och avger denna genom ledningen 19 till en gasutloppsledning 20, som avgår från kontaktreaktorn 12.
Den fluidiserade bädd-reaktorn 10 har en volym av approximativt 0,03 m3, och kontaktreaktorn 12 har en volym av 0,22 m3. En koncentrerad lösning av natrium- nitrat tillföres kontaktreaktorn 12 genom ledningen 22.
Ovan beskrivna anläggning användes för att studera anaerob nedbrytning av ett syntetiskt avloppsvatten bildat av jästextrakt och molass.
Den initiella matningsströmmen hade ett BS-innehåll av 300 mg/l samt mellan 80 och 100 mg/l kväve i form av nitrat. Systemet ympades med cementerat kloakvatten, och matningsströmmen recirkulerades kontinuerligt mellan den fluidiserade bädd-reaktorn och kontaktreaktorn.
Sedan tecken på tillväxt av biomassa uppträdde på sand- partiklarna i den fluidiserade bäddreaktorn drevs systemet under en tidrymd av 170 h. BS-innehållet hos matnings- strömmen ökades stegvis vid vart och ett av matningsstegen till omkring 2.000 mg/1, och nitrat-koncentrationen minska- des till 50 mg/1 kväve i form av nitrat. Denna förändring ägde rum under en tidsperiod av en månad.
Under processen observerades en färgförändring hos orga- nismerna i systemet från initiellt en grå/brun färg hos populationen av anoxiska bakterier som förändrades till svart färg hos populationen av anaeroba bakterier allt medan BS-innehållet ökade och nitrat-koncentrationen minskade.
Nitratjonkoncentrationen minskades därefter gradvis för 452 604 12 att undvika kraftig gasavgivning, som kan inträffa vid närvaro av alltför stor mängd kväve i form av nitrat.
En stadigvarande nitrat-koncentration av omkring 20 mg/l befanns vara tillfredsställande.
Då nitratjonkoncentrationen minskade reducerades den hydrauliska uppehâllstiden till 48 timmar. Temperaturen hölls vid 35°C 3 3°C för att befrämja alstring av metangas, och strömningshastigheten var 4,1 m_2 s_1, och pH-värdet var 6,89. Följande resultat erhölls från det anaeroba reaktorsystemet.
TABELL I BS5 mg/l Vecka nr. Inmatad Ofiltrerat Filtrerat Behandlings- råsubstans utflöde utflöde effektivitet % Ofiltrerat/filtrerat 1 560 - 260 - 54/- 3 660 230 140 65/79 1840 240 170 87/91 8 2300 600 330 74/86 9 2280 470 180 79/92 2280 320 180 86/92 11 2300 280 180 88/92 Företagna observationer gav vid handen att gaslågan upp- gick till approximativt 1 l/min och att gasen brann med den bleka blå låga som är karakteristisk för metan.

Claims (8)

452 604 13 Patentkrav
1. Sätt att åstadkomma anaerob bakteriell nedbryt- ning av organiskt material i ett vattenhaltigt fluidum, varvid det vattenhaltiga fluidet införes i ett företrä- desvis slutet system innefattande en förvaringstank och en anaerob reaktor med en fluidiserad bädd, och åtmin- stone en del av avfallsströmmen recirkuleras mellan den fluidiserade bädden och förvaringstanken för att anaerobt nedbryta organiskt material som finns i avfallsströmmen i den fluidiserade bädden, varefter det behandlade utflödet från systemet avges, k ä n n e t e c k n a t av a) att en högkoncentrerad vattenhaltig avloppsström med en biokemisk syreförbrukning (BS) av åtminstone 2000 mg/1 och företrädesvis uppgår till 3000-50000 mg/l först införes i en förvaringstank av tillräcklig storlek och tillräcklig population av anaeroba bakterier för att åstadkomma sönderdelning av organiska komponenter i den tillförda avloppsströmmen, varvid tanken fungerar såsom en kontaktreaktor under anaeroba förhållanden, b) att den vattenhaltiga avloppsströmmen från kontakt- reaktorn inpumpas i en reaktor med en fluidiserande bädd som hålles under anaerobt tillstånd och har en effektiv volym som icke överstiger 0,35 gånger kontaktreaktorns effektiva volym, och företrädesvis uppgår till mellan 0,2 och 0,02 av denna och som innehåller en bädd av fint fördelade inerta fasta partiklar med en population av väsentligen anaeroba bakterier för att vidmakthålla bädden i fluidiserat tillstånd och även för att genomföra sönder- delning av organiska komponenter i avloppsströmmen, c) att den vattenhaltiga avloppsströmmen i kontakt- reaktorn och reaktorn med den fluidiserade bädden behand- las vid sådan temperatur och under tillräcklig uppehålls- tid för att alstra metan både i kontaktreaktorn och i reaktorn med den fluidiserade bädden, d) att åtminstone en del av den vattenhaltiga avlopps- 452 604 14 strömmen, som har passerat genom reaktorn med den flui- diserade bädden, återledes till kontaktreaktorn med en hastighet som åstadkommer flera passager av det vatten- haltiga fluidet genom kontaktreaktorn och reaktorn med den fluidiserade bädden, och e) att en behandlad utloppsström avges från åtmin- stone den ena av reaktorn med den fluidiserade bädden och kontaktreaktorn.
2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det vattenhaltiga fluidet innehåller nitratjoner i_ en koncentration av 1-40 mg/l av nitrathaltigt kväve.
3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n azt av att koncentrationen av nitrathaltigt kväve är 20-40 mg/l.
4. Sätt enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att koncentrationen av nitrathaltigt kväve upprätt- hâlles genom att en tillräcklig mängd nitratjoner till- föres det vattenhaltiga fluidet för att bibehålla reak- tionsstabilitet i reaktorn med den fluidiserade bädden och för att understödja återupprättande av en anaerob bakteriepopulation efter avgång av biomassa.
5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att nitratjonerna tillföras i form av ett salt eller en koncentrerad lösning.
6. Sätt enligt något av krav 1-5, k ä n n e t e c k- n a t av att det vattenhaltiga fluidet pumpas genom den fluidiserade bädden med en hastighet av 3-10 l/m2 och per sekund, och att kontaktreaktorn och reaktorn med den flui- diserade bädden hâlles vid en temperatur av 320-38OC.
7. Sätt enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att det alstrade metanet bringas att avgå. 452 604 15
8. Sättenligtkrav1,kännetecknat av att kontaktreaktorn utnyttjas som överströmningstank för höga koncentrationer av och stora mängder avlopps- vatten för att därvid undvika förgiftning av reaktorn med den fluidíserade bädden.
SE8104809A 1980-08-18 1981-08-12 Sett att astadkomma anaerob bakteriell nedbrytning av organiskt material i ett vattenhaltigt fluidum SE452604B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPE509880 1980-08-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8104809L SE8104809L (sv) 1982-02-19
SE452604B true SE452604B (sv) 1987-12-07

Family

ID=3768645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8104809A SE452604B (sv) 1980-08-18 1981-08-12 Sett att astadkomma anaerob bakteriell nedbrytning av organiskt material i ett vattenhaltigt fluidum

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4505819A (sv)
JP (1) JPS5774083A (sv)
KR (1) KR860000098B1 (sv)
CA (1) CA1174381A (sv)
DK (1) DK159498C (sv)
FR (1) FR2488591B1 (sv)
GB (1) GB2082164B (sv)
NZ (1) NZ197992A (sv)
SE (1) SE452604B (sv)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7908138A (nl) * 1979-11-07 1981-06-01 Gist Brocades Nv Werkwijze voor het bereiden en in stand houden van biomassa op drager.
NL8201293A (nl) * 1982-03-29 1983-10-17 Gist Brocades Nv Fluid-bed reactor voor het zuiveren van afvalwater.
DE3232095A1 (de) * 1982-08-28 1984-03-01 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur denitrifikation von kohlenstofffreiem wasser
SE452879B (sv) * 1982-12-20 1987-12-21 Kernforschungsanlage Juelich Forfarande for kontinuerlig anaerob nedbrytning av organiska foreningar
GB2140402B (en) * 1983-05-23 1987-05-28 Biosystem E Ab Plant for processing organic material
WO1985003695A1 (en) * 1984-02-14 1985-08-29 Noebl Ernst Process and plant for the anaerobic treatment of organic substrates
CA1273131A (fr) * 1984-05-23 1990-08-21 Samuel Elmaleh Procede pour le traitement et l'epuration des eaux, par floculation en lit fluidise des particules en suspension
US4589927A (en) * 1984-05-29 1986-05-20 Battelle Development Corporation Liquid multisolid fluidized bed processing
US4978616A (en) * 1985-02-28 1990-12-18 Verax Corporation Fluidized cell cultivation process
AU5452986A (en) * 1985-02-28 1986-09-24 Verax Corp. Fluidized bioreactor and cell cultivation process
US4780198A (en) * 1985-03-26 1988-10-25 Gore & Storrie Ltd. Hybrid high rate anaerobic treatment apparatus
US4676906A (en) * 1985-03-26 1987-06-30 Gore & Storrie Limited Hybrid high rate anaerobic treatment process
ES2000340A6 (es) * 1985-07-11 1988-02-16 Epoc Ltd Un metodo de separacion de selenio hexavalente disuelto en agua
US4626354A (en) * 1985-09-30 1986-12-02 Zimpro Inc. Method for anaerobic treatment of high strength liquors
JPS62144798A (ja) * 1985-12-20 1987-06-27 Saburo Matsui 廃水処理方法
EP0241602A1 (en) * 1986-04-16 1987-10-21 Gist-Brocades N.V. Anaerobic purification of wastewater, containing sulphate and organic material
DE3618465A1 (de) * 1986-06-02 1987-12-03 Hoechst Ag Durchfuehrung von biokatalysatorreaktionen in einem wirbelbettreaktor mit fluessigem 2-phasen-system
US4735724A (en) * 1986-07-30 1988-04-05 Gas Research Institute Solids concentrating anaerobic digestion process and apparatus
US4911843A (en) 1988-12-09 1990-03-27 Davis Water And Waste Industries, Inc. Process for removal of dissolved hydrogen sulfide and reduction of sewage BOD in sewer or other waste systems
FR2685691A1 (fr) * 1991-12-26 1993-07-02 Dumez Sa Lyonnaise Eaux Procede d'epuration biologique de liquides charges d'impuretes.
US6863815B1 (en) 2000-09-14 2005-03-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Small-scale hydrogen-oxidizing-denitrifying bioreactor
US6454944B1 (en) 2000-11-08 2002-09-24 Larry J. Raven Process and apparatus for conversion of biodegradable organic materials into product gas
US7087172B2 (en) * 2003-03-05 2006-08-08 Usfilter Corporation Methods for reducing nitrate demands in the reduction of dissolved and/or atmospheric sulfides in wastewater
US7326340B2 (en) * 2003-03-05 2008-02-05 Siemens Water Technologies Holding Corp. System for controlling sulfide generation
US7285217B2 (en) * 2003-12-02 2007-10-23 Siemens Water Technologies Corp. Removing odoriferous sulfides from wastewater
US20070241062A9 (en) * 2004-07-08 2007-10-18 Simpson Gregory D Synergistic composition and method for odor control
AU2007291890A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Active Research Pty Ltd A treatment process and apparatus
JP5261977B2 (ja) * 2007-05-11 2013-08-14 栗田工業株式会社 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置
JP5303862B2 (ja) * 2007-05-11 2013-10-02 栗田工業株式会社 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置
US7799224B2 (en) * 2008-01-30 2010-09-21 Siemens Water Technologies Corp. Wastewater treatment methods
CA2775335A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Siemens Industry, Inc. Synergistic wastewater odor control composition, systems, and related methods therefor
DE102009055381A1 (de) 2009-12-29 2011-06-30 Yara International Asa Abwasserbehandlungsmittel zur schnellen Unterdrückung von Fäulnisbakterien im Abwasser und Verfahren
US8430112B2 (en) 2010-07-13 2013-04-30 Siemens Industry, Inc. Slurry feed system and method
NO332626B1 (no) 2010-11-29 2012-11-19 Yara Int Asa Fremgangsmate for fremstilling av metan i en anaerob slambehandlingsprosess.
US8968646B2 (en) 2011-02-18 2015-03-03 Evoqua Water Technologies Llc Synergistic methods for odor control

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3607736A (en) * 1968-03-29 1971-09-21 Kurita Water Ind Ltd Method of treating organic waste water
US4182675A (en) * 1974-07-12 1980-01-08 Ecolotrol, Inc. Waste treatment process
US4043936A (en) * 1976-02-24 1977-08-23 The United States Of America As Represented By United States Energy Research And Development Administration Biological denitrification of high concentration nitrate waste
ZA763788B (en) * 1976-06-25 1978-02-22 Aeci Ltd Biological process
JPS54105850A (en) * 1978-02-08 1979-08-20 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd Circulatory denitrification method of waste water
US4284508A (en) * 1979-10-01 1981-08-18 Jewell William J Methane production by attached film
US4352738A (en) * 1979-11-19 1982-10-05 Celanese Corporation Anaerobic filter
US4351729A (en) * 1980-02-06 1982-09-28 Celanese Corporation Biological filter and process

Also Published As

Publication number Publication date
NZ197992A (en) 1984-07-31
DK159498C (da) 1991-03-25
KR830006120A (ko) 1983-09-17
SE8104809L (sv) 1982-02-19
CA1174381A (en) 1984-09-11
KR860000098B1 (ko) 1986-02-19
JPH0133235B2 (sv) 1989-07-12
DK363881A (da) 1982-02-19
JPS5774083A (en) 1982-05-10
US4505819A (en) 1985-03-19
GB2082164A (en) 1982-03-03
FR2488591A1 (fr) 1982-02-19
DK159498B (da) 1990-10-22
GB2082164B (en) 1983-08-03
FR2488591B1 (fr) 1988-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE452604B (sv) Sett att astadkomma anaerob bakteriell nedbrytning av organiskt material i ett vattenhaltigt fluidum
US5342522A (en) Method for the treatment of sewage
US8308944B2 (en) System and method for treating wastewater via phototactic heterotrophic microorganism growth
US6605220B2 (en) Apparatus and method for wastewater treatment with enhanced solids reduction (ESR)
JP6563333B2 (ja) ハイブリッド汚水処理
US4284508A (en) Methane production by attached film
NL9500171A (nl) Werkwijze voor aerobe zuivering van afvalwater.
Qian et al. Startup and performance of a novel single-stage partial nitritation/anammox system for reject water treatment
NO141605B (no) Fremgangsmaate for behandling av spillvann
WO2003076351A1 (fr) Procede de traitement des boues de stations d'epuration par voie mycelienne
CN101781056B (zh) 造纸废水的处理方法
Cofré et al. Novel system configuration with activated sludge like-geometry to develop aerobic granular biomass under continuous flow
WO2010076794A1 (en) Method of denitrifying brine and systems capable of same
US20150353395A1 (en) Biological wastewater treatment processes that enhances the capacity for polyhydroxyalkanoate accumulation in a mixed culture biomass
Wang et al. The connection between aeration regimes and EPS composition in nitritation biofilm
US6572773B1 (en) Nitrification process
Aivasidis et al. Recent developments in process and reactor design for anaerobic wastewater treatment
CN219752089U (zh) 一种基于能源小球藻净化沼液的资源化连续处理系统
KR101996065B1 (ko) 미세조류와 탈질세균의 공배양을 이용한 질소제거 장치 및 이를 이용한 질소제거 방법
KR950008382A (ko) 토양미생물균군을 이용한 고농도 유기 폐수처리 방법 및 장치
CN108609812A (zh) 一种有机废水处理方法
Soni-Bains et al. Perspectives of bioreactors in wastewater treatment
NZ525027A (en) Apparatus and method for wastewater treatment with enhanced solids reduction (ESR)
KR20010055997A (ko) 유기성 담체 함유 충전층 반응기를 이용하여 폐수에서중금속을 제거하는 생물학적 방법
CN114772870B (zh) 一种连续流粒径可控污泥颗粒的污水处理装置与方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8104809-2

Effective date: 19920306

Format of ref document f/p: F