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 fluidumInfo
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/2806—Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/02—Biological treatment
- C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
- C12M25/16—Particles; Beads; Granular material; Encapsulation
- C12M25/20—Fluidized bed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/02—Percolation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- 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)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Immunology (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)
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.
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)
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 |
EP0153299B1 (de) * | 1984-02-14 | 1988-04-20 | Nöbl, Ernst Dipl.Ing. | Verfahren und Vorrichtung zur anaeroben Behandlung von organischen Substraten |
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 |
EP0215820A1 (en) * | 1985-02-28 | 1987-04-01 | Verax Corporation | Fluidized bioreactor and cell cultivation process |
US4978616A (en) * | 1985-02-28 | 1990-12-18 | Verax Corporation | Fluidized 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 |
AU590786B2 (en) * | 1985-07-11 | 1989-11-16 | Bbv-Epoc Limited | Removing selenium from water |
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 |
US7326340B2 (en) * | 2003-03-05 | 2008-02-05 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | System for controlling sulfide generation |
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 |
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 |
AU2010298128B2 (en) * | 2009-09-25 | 2014-10-16 | Evoqua Water Technologies Llc | 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)
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 |
-
1981
- 1981-08-10 NZ NZ197992A patent/NZ197992A/en unknown
- 1981-08-12 SE SE8104809A patent/SE452604B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-08-13 GB GB8124730A patent/GB2082164B/en not_active Expired
- 1981-08-17 FR FR8115838A patent/FR2488591B1/fr not_active Expired
- 1981-08-17 DK DK363881A patent/DK159498C/da not_active Application Discontinuation
- 1981-08-17 JP JP12865881A patent/JPS5774083A/ja active Granted
- 1981-08-18 KR KR1019810003008A patent/KR860000098B1/ko active
- 1981-08-18 CA CA000384138A patent/CA1174381A/en not_active Expired
-
1983
- 1983-07-13 US US06/513,525 patent/US4505819A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2488591A1 (fr) | 1982-02-19 |
GB2082164A (en) | 1982-03-03 |
CA1174381A (en) | 1984-09-11 |
DK363881A (da) | 1982-02-19 |
DK159498B (da) | 1990-10-22 |
JPS5774083A (en) | 1982-05-10 |
FR2488591B1 (fr) | 1988-08-12 |
SE8104809L (sv) | 1982-02-19 |
GB2082164B (en) | 1983-08-03 |
DK159498C (da) | 1991-03-25 |
JPH0133235B2 (sv) | 1989-07-12 |
US4505819A (en) | 1985-03-19 |
NZ197992A (en) | 1984-07-31 |
KR830006120A (ko) | 1983-09-17 |
KR860000098B1 (ko) | 1986-02-19 |
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 | |
KR102021289B1 (ko) | 하수 처리장치 및 방법 | |
Qian et al. | Startup and performance of a novel single-stage partial nitritation/anammox system for reject water treatment | |
NL9500171A (nl) | Werkwijze voor aerobe zuivering van afvalwater. | |
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 | |
Wang et al. | The connection between aeration regimes and EPS composition in nitritation biofilm | |
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 | |
US6572773B1 (en) | Nitrification process | |
KR101996065B1 (ko) | 미세조류와 탈질세균의 공배양을 이용한 질소제거 장치 및 이를 이용한 질소제거 방법 | |
Aivasidis et al. | Recent developments in process and reactor design for anaerobic wastewater treatment | |
CN108609812A (zh) | 一种有机废水处理方法 | |
KR950008382A (ko) | 토양미생물균군을 이용한 고농도 유기 폐수처리 방법 및 장치 | |
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 | |
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 | |
Soni-Bains et al. | Perspectives of bioreactors in wastewater treatment | |
Vaidhegi et al. | Moving Bed Biofilm Reactor—A New Perspective in Pulp and Paper Waste Water Treatment | |
Lee et al. | Current Developments in Biotechnology and Bioengineering |
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 |