SK285017B6 - Spôsob spracovania odpadového materiálu - Google Patents
Spôsob spracovania odpadového materiálu Download PDFInfo
- Publication number
- SK285017B6 SK285017B6 SK1756-97A SK175697A SK285017B6 SK 285017 B6 SK285017 B6 SK 285017B6 SK 175697 A SK175697 A SK 175697A SK 285017 B6 SK285017 B6 SK 285017B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- biomass
- aeration
- zone
- reactor
- last zone
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 161
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 161
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 159
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims abstract description 101
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 97
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 59
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 42
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 71
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 66
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 49
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 claims description 40
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 12
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010908 decantation Methods 0.000 claims description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 4
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 230000036387 respiratory rate Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 35
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 25
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 16
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 15
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 13
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 230000031852 maintenance of location in cell Effects 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000276457 Gadidae Species 0.000 description 1
- 229920002306 Glycocalyx Polymers 0.000 description 1
- 229920002527 Glycogen Polymers 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 230000027734 detection of oxygen Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 210000004517 glycocalyx Anatomy 0.000 description 1
- 229940096919 glycogen Drugs 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 239000010800 human waste Substances 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- YBVAXJOZZAJCLA-UHFFFAOYSA-N nitric acid nitrous acid Chemical compound ON=O.O[N+]([O-])=O YBVAXJOZZAJCLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- -1 polysaccharide compound Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000009531 respiratory rate measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000012134 supernatant fraction Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
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
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
- C02F3/121—Multistep treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
-
- 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
- C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/02—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/04—Oxidation reduction potential [ORP]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/08—Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/10—Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/16—Total nitrogen (tkN-N)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/18—PO4-P
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/20—Total organic carbon [TOC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/22—O2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/44—Time
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Spôsob spracovania odpadového materiálu, ktorý zahrnuje odstraňovanie zvolených zložiek z odpadu a zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu, ktoré obsahuje reaktor alebo rad reaktorov vzájomne prepojených rovnakou kvapalinou na príjem odpadu, ktorý má byť spracovaný, vo forme prítoku. Pritom je tvorený biomasou obsahujúcou odpad a mikroorganizmy, ktorá je akineticky zmiešavaná bez prevzdušňovania alebo mechanického prostriedku na posilnenie biologického vločkovania a agregácie a je aeróbne zmiešavaná a spracovaná vďaka riadenej metabolickej aktivite mikroorganizmov, pričom na riadenie aktivity mikroorganizmov sa použije monitorovanie miery spotreby kyslíka alebo miery potenciálnej spotreby kyslíka biomasou, ktoré určí požadované množstvo kyslíka, ktoré má byť dodané do biomasy, a toto množstvo sa v reaktore udržuje, ďalej určí periódu prevzdušňovania biomasy a koncentráciu rozpusteného kyslíka potrebnú na zachovanie vopred stanovenej rýchlosti spotreby kyslíka alebo hodnoty zodpovedajúcej zachovaniu POUR/OUR pomeru biomasy tak, aby sa vytvorili podmienky, za ktorých bude prebiehať účinné odstraňovanie zvolených zložiek z odpadu. Výhodnými zvolenými zložkami, ktoré je potrebné odstrániť z odpadu, sú dusíkaté materiály, uhlíkaté materiály a/alebo materiály obsahujúce biologický fosfor alebo ich deriváty.
Description
Oblasť techniky
Vynález sa všeobecne týka zlepšenia spôsobu ošetrenia odpadovej vody a predovšetkým metodológie ošetrenia odpadovej vody využívajúcej mikroorganizmy a prostriedky na kontrolu metabolickej aktivity týchto mikroorganizmov v aktivovanom kalovom reaktore s variabilným objemom, ktorý je pretržite prevzdušňovaný a dckantovaný. Vynález sa týka predovšetkým spôsobov kontroly metabolickej aktivity dispergovaných rastúcich mikroorganizmov, ktoré by priniesli uspokojivé výsledky pokiaľ ide o odstránenie uhlíka a uhlíkatého materiálu (merané CHSK, BSK a TOC), odstránenie dusíka (merané TKN, NH3-N, NO2-N, NO3-N) a odstránenie fosforu (merané PO4) z odpadovej vody reguláciou dodávky kyslíka, v závislosti od nameranej spotreby kyslíka biomasou obsiahnutou v nádrži reaktora a zariadenia na uskutočňovanie týchto spôsobov. Vynález nachádza uplatnenie predovšetkým pri spracovaní odpadových vôd vznikajúcich v domácnostiach, odpadových vôd vznikajúcich v priemysle alebo zmesí obidvoch týchto typov. Vynález sa zameriava predovšetkým na maximalizáciu odstraňovania biologicky degradovateľných materiálov obsiahnutých vo vode pomocou mikroorganizmov, pričom táto maximaiizácia sa realizuje optimalizáciou metabolickej aktivity mikroorganizmov, ktoré sa použijú v jednokrokovom kalovom reakčnom spôsobe.
Doterajší stav techniky
Je nutné si uvedomiť, že v celkovom biologickom spoločenstve, ktoré je potrebné udržať v reaktore, by mali existovať aspoň štyri hlavné druhy alebo rodiny mikroorganizmov. Týmito mikroorganizmami sú mikroorganizmy, ktoré zvyčajne vyvolávajú selektívne odstránenie zlúčenín uhľovodanového typu, mikroorganizmy, ktoré zvyčajne oxidujú dusíkové zlúčeniny na dusičnanový dusík, mikroorganizmy, ktoré zvyčajne denitrifikujú dusičnan na plynný dusík a mikroorganizmy, ktoré sa zvyčajne zúčastňujú obohacovania biologického fosforu a celkovej hydrolýzy degradovateľných prchavých pevných látok, z ktorých takto vzniká rozpustný, degradovateľný substrát. Spoločenstvo tvoriace biomasu môže obsahovať až 20 000 druhov mikroorganizmov.
Aj keď bude vynález opísaný s dôrazom na spracovanie priemyselnej odpadovej vody a odpadovej vody z domácnosti a na metodológiu týchto spracovaní. Je zrejmé, že sa neobmedzuje len na tieto aplikácie a je možné ho využiť pri spracúvaní ľubovoľného typu biologicky degradovateľnej odpadovej vody a ľubovoľného typu odpadu obsahujúceho vodu alebo odpadu obsahujúceho špecifický druh nečistôt alebo tu opísaných kontaminujúcich látok.
Konvenčné aktivované kalové spracovanie vyžaduje detailné informácie o kalovej aktivite, na ktorých základe je možné riadiť spracovanie tak, aby sa dosiahli požadované výsledky. Potrebné informácie poskytnú v danom odbore známe analýzy, zvyčajne analýza BSK (celková), CHSK (celková), BSK (rozpustný), CHSK (rozpustný), TKN, ORG-N, NO2-N, ortofosforefčnanu, celkového fosforečnanu, pH a alkalinity tak prítoku, ako aj odtoku. Merania, uskutočňované priamo v nádrži reaktora, zahrnujú meranie koncentrácie rozpusteného kyslíka, koncentrácie zmesi pevných látok suspendovaných v kvapaline, koncentrácie zmesi prchavých látok suspendovaných v kvapaline, objemu usadeného kalu, degradovateľnej frakcie biomasy (pomocou aeróbneho trávenia biomasy počas 20 dní). Pre automatickú kontrolu a riadenie jediného aktivovaného kalového reaktora s variabilným objemom, ktoré by viedlo k dosiahnutiu vysokej úrovne odstránenia uhlíka, dusíka a fosforu bez zvyšovania objemu kalov, sa použijú jednoduché parametre, akými sú potenciálna spotreba kyslíka (POUR) a okamžitá spotreba kyslíka.
Vynález sa týka základného aktivovaného kalového reaktora na spracovanie odpadovej vody, ktorý je konfigurovaný pre dokonalé zmiešavame. Napriek tomu, že výhodná realizácia používa vsádzkový spôsob využívajúci pretržite prevzdušňovaný a dekantovaný reaktor s variabilným objemom, je možné opísanú technológiu takisto aplikovať na spôsob využívajúci nepretržite prevzdušňovaný reaktor s konštantným objemom, určený na dokonalé zmiešavame. Kľúčovými slovami sú vsádzkovo plnený, prerušovane prevzdušňovaný, dokonale zmiešavajúci a nádrž reaktora. V rámci vynálezu je možné rad aktivovaných kalových reaktorov prepojených pomocou potrubí alebo iných prostriedkov, prípadne doplnených prostriedkami na prerušenie prúdenia medzi jednotlivými reaktormi. Posledný reaktor v každom rade reaktorov je označený ako hlavný reaktor, z ktorého odteká biologicky ošetrený odtok. V danom odbore je známe, že reaktor môže mať formu kalojemov so zošikmenými stenami, pričom týmito stenami sú pórovité, cementom stabilizované steny alebo cementové zádržné steny, alebo formu konvenčnej nádoby so spevnenými cementovými stenami alebo formu štruktúrnej oceľovej nádoby. Aj keď môžu byť výhodné rôzne tvary a rozmerové pomery nádrží, je dôležité povedať, že spôsobom podľa vynálezu môže pracovať nádoba s ľubovoľným geometrickým tvarom (štvorcová, obdĺžniková alebo kruhová).
Odborníkom v danom odbore jc známe, že aby bola dosiahnutá uspokojivá biologická nitrifikácia a denitrifikácia a aby sa zvýšilo množstvo biologicky odstraňovaného fosforu, je nutné dodržať mnohé reakčné podmienky. Predovšetkým nitrifikačná reakcia vyžaduje príslušnú dodávku anorganického uhlíka. Odstránenie fosforu biologickými prostriedkami vyžaduje selektívne reakčné podmienky, ktoré sú nevyhnutné pre život mikroorganizmu. Medzi tieto požiadavky patrí substrát obsahujúci prchavé mastné kyseliny, častejšie označovaný ako ľahko degradovateľný rozpustný substrát. Okrem toho vyžaduje reakčné podmienky, ktoré predstavuje cyklicky sa meniace, tzv. oxické, a anaeróbne prostredie. V prípade použitia týchto výrazov je potrebné podmienky ešte ďalej podrobnejšie definovať, napríklad stupňom anaerobicity, ktorá spúšťa určité biologické reakcie. Neprítomnosť kyslíka a dusitanu-dusičnanu nie je v súčasnej terminológii dostatočná definícia pre opis anaeróbneho prostredia, pri ktorom bude prebiehať biologické odstraňovanie fosforu. Ďalšie anaeróbne reakčné podmienky vyžadujú v prípade, že sa aplikujú na fázové aktivované kalové spracovanie, presnejšiu definíciu, pričom oxické, anoxické a anaeróbne reakčné podmienky je možné realizovať na jedinej kalovej kultúre relatívne jednoduchou manipuláciou s náplňou a sekvencovaním prevzdušnenia. Selektívne tlaky sú dosiahnuté vystavením kultúry tlakom spôsobeným vysokým obsahom acetátového substrátu pri sekvencovaných anaeróbnych, anoxických a oxických reakčných podmienkach. Neprítomnosť dusičnanu a hodnota koncentrácie rozpusteného kyslíka nie sú dostatočné na definovanie anaeróbnych podmienok, ktoré spôsobia, že príslušné druhy mikroorganizmov uvoľnia svoj obsah polyfosforu. V súčasnosti je bežne opisovať vhodné reakčné podmienky pomocou oxidačno-redukčného potenciálu surovej kvapaliny (hodnota EMF označuje štandardné elektródové meranie použitím referenčnej elektródy tvorenej vodíkom alebo chloridom strieborným). Táto hodnota musí byť, aby sa zaistil stupeň definovateľnej anaerobicity, ktorá zaisti fosfát uvoľňujúci mechanizmus, silne záporná (-150 mV, vodíková referenčná elektróda). Ukázalo sa, že pokles hodnoty oxidačno-redukčného potenciálu smerom od kladných (oxidačných) podmienok k negatívnym (redukčným) podmienkam je priamo úmerný metabolickej aktivite biomasy pri spúšťacom oxidačno-redukčnom potenciáli. Rovnaká metabolická aktivita je funkciou množstva reziduálnych intracelulámych zásobných zlúčenín udržiavaných v kultúre. Biomasa, majúca vysokú hodnotu spotreby kyslíka v oxidačnom prostredí, dosiahne rýchlejšie zápomejšie hodnoty oxidačno-redukčného potenciálu v prípade, ak sa oxidačná reakčná zložka (kyslík) odstráni. Biomasa, majúca nižšiu hodnotu spotreby kyslíka, bude teda znižovať svoj oxidačno-redukčný potenciál pomalšie. Biologické uvoľňovanie fosforu bude prebiehať pri hodnote, ktorá je približne o 250 mV kladnejšia ako hodnoty, ktoré zodpovedajú redukcii síranu na sulfid. Pri použití ďalších konvenčných spracovaní pri konštantnom objeme je nevyhnutné takisto definovať hydraulický retenčný čas ako prostriedok zaisťujúci vhodné reakčné podmienky. Na základe výskumu pokusov a omylov bolo zistené rozmedzie parametrov týkajúcich sa uvedeného spôsobu, pričom na špecifikáciu reakčných podmienok, ktoré zaistia spoľahlivé a kontinuálne požadované prevádzkové výsledky, sa použila hodnota okamžitej spotreby kyslíka v biomase obsiahnutej v jedinom kalovom reaktore. Aplikácia týchto kontrolných parametrov na prevádzku výhodnej realizácie poskytne spôsob, ktorý bude lacnejší ako všeobecne prijaté konvenčné metódy a ktorý bude oveľa jednoduchší, pokiaľ ide o riadenie a realizáciu tohto spôsobu. Základný parameter sa týka celkovej úrovne aktivity biomasy, ktorú je možné odvodiť na základe merania okamžitej spotreby kyslíka (OUR) a potenciálnej spotreby kyslíka (POUR) touto biomasou. Prevádzková kontrola, používajúca tieto parametre, umožní použiť nastavené hodnoty, ktoré umožnia spoľahlivo odstrániť nečistoty a živiny a súčasne produkovať biomasu, ktorá má vynikajúcu separačnú vlastnosť, pokiaľ ide o separáciu pevných látok a kvapaliny.
Cieľom vynálezu je teda poskytnutie spôsobu spracovania odpadov, ktorý bude riešiť aspoň jeden z problémov súčasne používaných metód a zariadení a ktorý by presnejšie monitoroval prevádzkové podmienky a parametre súvisiace s účinnosťou biomasy, napríklad spotrebu kyslíka vrátane potenciálnej spotreby kyslíka.
Podstata vynálezu
Predmetom vynálezu je poskytnutie spôsobu spracovania odpadu využívajúceho kontrolovanú metabolickú aktivitu mikroorganizmov biomasy s obsahom odpadu na odstraňovanie zvolených zložiek odpadu pred likvidáciou spracovaného odpadu, pričom tento spôsob je charakteristický tým, že zahrnuje monitorovanie aspoň jednej hodnoty spotreby kyslíka biomasou na ktorého základe sa určí množstvo kyslíka, ktoré je potrebné dodať do biomasy a monitorovanie doby, počas ktorej je biomasa okysličovaná, ktorého cieľom je zachovať dopredu stanovenú mieru spotreby kyslíka, ktorá umožňuje odstránenie zvolených zložiek.
Spôsob spracovania odpadového materiálu, ktorý zbavuje tento materiál zložiek obsahujúcich organický uhlík, dusík a fosfor, riadením metabolickej aktivity mikroorganizmov jedinej aktivovanej kalovej biomasy, riadeným prevzdušňovaním kombinovaným s cyklickým prerušovaním prevzdušňovania a prerušovanou dekantáciou spracovaného prúdu v reaktore (1), ktorý pracuje s premenlivým objemom, je otvorený do atmosféry a obsahuje prvú zónu (3) majúcu neprevzdušňovaný reakčný objem a čiastočne oddelene od prvej reakčnej zóny v sériovom zapojení druhú alebo poslednú zónu (4), ktorá má cyklicky prevzdušňovaný objem a ktorá obsahuje prostriedky na zavádzanie rozpusteného kyslíka riadeným prevzdušňovaním, pričom obidve zóny majú spoločnú maximálnu vodnú hladinu (7), spočíva v tom, že sa
- do reaktora (1) zavádza odpadový materiál;
- aspoň časť obsahu druhej alebo poslednej zóny sa prevedie do prvej zóny (3), kde sa zmiešava a reaguje so zavádzaným nespracovaným odpadovým materiálom a následne prúdi z prvej zóny (3) do druhej alebo poslednej zóny (4), pričom toto prevedenie prebieha, zatiaľ čo je aspoň druhá alebo posledná zóna (4) prevzdušňovaná; a
- preruší sa prúdenie odpadového materiálu do prvej zóny (3) , zatiaľ čo sa tvorí supematant a zatiaľ čo sa spracovaný prúd odvádza z druhej alebo poslednej zóny (4); vyznačujúci sa tým, že sa
- monitoruje koncentrácia rozpusteného kyslíka v biomase,
- monitoruje koncentrácia biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4) a
- monitoruje hladina vrstvy prekrývajúcej kal v druhej alebo poslednej zóne (4), pričom koncentrácia rozpusteného kyslíka v biomase sa monitoruje v oblasti ležiacej v zmesi odpadového materiálu a mikroorganizmov v druhej alebo poslednej zóne (4) alebo v trubici, cez ktorú je biomasa z tejto druhej alebo poslednej zóny (4) čerpaná a stanoví sa rýchlosť využívania rozpusteného kyslíka, po ukončení odstraňovania spracovaného prúdu prebehne sekvencia prevzdušňovania, počas ktorej sa odpadový materiál zavádza do druhej alebo poslednej zóny (4) a ktorá nastaví koncentráciu rozpusteného kyslíka na hodnotu nižšiu ako 3 mg/l za súčasného zachovania súbežne prebiehajúcej nitrifikácie a denitrifikácie, pričom rýchlosť využitia rozpusteného kyslíka biomasou v druhej alebo poslednej zóne (4) sa meria na konci prevzdušňovacej sekvencie, nameraná rýchlosť sa porovná s potenciálnou rýchlosťou využitia kyslíka, ktorá sa urči meraním spotreby kyslíka aktivovanou biomasou pri prebytku rozpustného substrátu, a na základe tohto porovnania s reguláciou doby trvania prevzdušňovacej sekvencie a/alebo prúdu vzduchu počas prevzdušňovacej sekvencie a reguláciou koncentrácie biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4) sa nastaví rýchlosť využitia kyslíka na hodnotu kritickej respiračnej rýchlosti, ktoráje nižšia ako potenciálna rýchlosť využitia kyslíka.
Vynález sa ďalej týka zariadenia na spracovanie odpadového materiálu zbavujúce tento odpadový materiál zložiek obsahujúcich uhlík, dusík a fosfor riadením metabolickej aktivity mikroorganizmov jedinej aktivovanej kalovej biomasy, pričom uvedené zariadenie zahrnuje
- reaktor (1) pracujúci s premenlivým objemom otvorený do atmosféry a obsahujúci prvú zónu (3) majúcu neprevzdušňovaný reakčný objem a čiastočne oddelene od prvej zóny (3) v sériovom zapojení druhú alebo poslednú zónu (4) , ktorá má cyklicky prevzdušňovaný objem a ktorá obsahuje prostriedky na zavádzanie rozpusteného kyslíka riadeným prevzdušňovaním, pričom obidve zóny majú spoločnú maximálnu vodnú hladinu (7) a sú vzájomne prepojené cez prúd tekutiny prúdiaci z prvej zóny (3) do druhej alebo poslednej zóny (4), zatiaľ čo sa aspoň druhá alebo posledná zóna (4) prevzdušňuje;
- prostriedok na príjem odpadu v reaktore (1) prispôsobený na prerušenie prúdu odpadového materiálu privádzaného do
SK 285017 Β6 prvej zóny (3) počas sekvencie separácie zmiešanej kvapaliny a odstraňovania spracovaného prúdu;
- prostriedok (10) na prenos aspoň časti obsahu druhej alebo poslednej zóny (4) do prvej zóny (3);
- prostriedok (6) na prenos vzduchu do druhej alebo poslednej zóny (4);
- riadiaci prostriedok na riadenie prevádzkových sekvencií vybavenia zariadenia; pričom, uvedené zariadenie je charakteristické tým, že ďalej obsahuje:
prístroj (13) na monitorovanie koncentrácie biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4);
- detektor (15) na monitorovanie polohy kalovej vrstvy v druhej alebo poslednej zóne (4);
- snímač (12) na monitorovanie koncentrácie rozpusteného kyslíka v biomase v mieste vnútri zmesi odpadového materiálu a mikrobiálneho materiálu v druhej alebo poslednej zóne (4) alebo v potrubí, ktorým sa biomasa z druhej alebo poslednej zóny (4) odčerpáva; pričom riadiaci prostriedok na riadenie prevádzkových sekvencií vybavenia zariadenia je prispôsobený na stanovenie rýchlosti spotreby rozpusteného kyslíka, na riadenie sekvencie prevzdušňovania nasledujúce na ukončení sekvencie odstránenia spracovaného prúdu, počas ktorej sa do druhej alebo poslednej zóny (4) zavádza odpadová voda, koncentrácia rozpusteného kyslíka sa upraví na hodnotu menšiu ako 3 mg/1 a súčasne prebiehajú nitrifikácia a denitrifikácia, a na porovnanie rýchlosti spotreby rozpusteného kyslíka biomasou v druhej alebo poslednej zóne (4), merané na konci prevzdušňovacej sekvencie, s potenciálnou rýchlosťou spotreby kyslíka určenou na základe merania spotreby kyslíka kalom s prebytkom rozpustného substrátu, a pre následnú úpravu hodnoty rýchlosti spotreby kyslíka na kritickú respiračnú rýchlosť, ktorá je nižšia ako potenciálna rýchlosť spotreby kyslíka, úpravou doby trvania prevzdušňovania a/alebo prúdu vzduchu v prevzdušňovacej sekvencií a úpravou koncentrácie biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4).
Vynález sa týka dimenzovania aktivovaného kalového reaktora (reaktorov), spôsobu jeho prevádzky a automatickej optimalizácie množstva kyslíka dodávaného do reaktora (reaktorov), konkrétne optimalizácie veľkosti dávky a doby aplikácie na základe sledovania metabolickej aktivity biomasy v hlavnom reaktore. Táto metabolická aktivita je sledovaná vo forme okamžitej spotreby kyslíka biomasou v hlavnom reaktore ku koncu alebo na konci prevzdušňovacej sekvencie. Po prerušení dodávky vzduchu do hlavného reaktora zostane obsah reaktora ešte aspoň 10 minút v pohybe, pričom prirodzený miešací pohyb sa spolu s časom postupne ustaľuje. Hodnoty koncentrácie rozpusteného kyslíka sa sledujú a monitorujú v intervaloch 10 alebo 20 sekúnd. S cieľom zostavenia krivky, ktorá by najpresnejšie vyjadrovala začiatočný pokles koncentrácie rozpusteného kyslíka a teda nominálnej hodnoty okamžitej spotreby kyslíka, sa odčíta a matematicky spracúva minimálne 10 hodnôt. Tieto dáta, ktoré sa vynášajú do grafu v závislosti od cyklického objemu, volumetrického zaťaženia, sa týkajú merania miery aktivity a maximálnej koncentrácie rozpusteného kyslíka, monitorovaných počas cyklu. Takisto sa zaznamenáva rýchlostný profil ventilátora a koncentrácia rozpusteného kyslíka. Vynález sa týka údržby biomasy (zmesovej kultúry mikroorganizmov) majúcej voliteľnú biologickú účinnosť, ktorá sa meria na základe jej spotreby kyslíka, frakcie prchavých suspendovaných pevných látok a frakcie degradovateľných prchavých suspendovaných pevných látok, ktoré budú definované neskôr, pomocou optimalizácie prívodu kyslíka. Receptor na meranie rozpusteného kyslíka meria mieru spotreby kyslíka biomasou in situ a nameraná hodnota sa použije na kontrolu a regulá ciu prívodu kyslíka z čerpadla alebo kompresora určeného pre vháňaný vzduch do reaktora. Pri výhodnej realizácii reakčné podmienky v hlavnom reaktore tvoria rôzne sledy odvzdušnenia a prevzdušnenia. Prevzdušňovači a sekvencia bude zvyčajne kontinuálna a bude prebiehať v dobe, kedy sa do nádrže (nádrží) privádza nespracovaná odpadová voda. Potom sa prevzdušňovanie ukončí a dôjde k usadeniu biomasy v hlavnom reaktore a k následnému odstráneniu čírej supematantovej kvapaliny z hlavného reaktora. Hneď ako sa ukončí odstraňovanie odtoku, opäť sa do reaktora začne zavádzať vzduch a nespracovaná odpadová voda a celý cyklus sa opakuje. Tento cyklus môže zvyčajne trvať 4 hodiny, pričom prevzdušňovanie trvá zvyčajne 2 hodiny. Ale jc možné použiť aj ďalšie časové kombinácie. Počas cyklu sa uskutočnia dve merania. Prvé meranie stanovuje pokles koncentrácie rozpusteného kyslíka počas začiatočných minút po ukončení prevzdušňovania. Je možné odčítať aj ďalšie medzihodnoty súvisiace s množinou prevzdušňovacej sekventácie. Druhá hodnota sa meria v okamihu, kedy sa opäť spustí prívod vzduchu, pri ktorom priteká do reaktora alebo časti reaktora maximálny prúd kyslíka a dopredu nastavený čas (to je premenná, ktorá sa nastavuje pre každé zariadenie a to nie príliš často pomocou kalibračnej metódy). Zmena koncentrácie rozpusteného kyslíka (dO?)/dt rastie a klesá a spôsob, ktorým sa biomasa usadzuje d(MLSS)/dt, sú premenné, v ktorých O2 označuje koncentráciu rozpusteného kyslíka a (MLSS) označuje jednoduchú koncentráciu aktivovaného kalu. Obidve tieto premenné sa menia v závislosti od času, hneď ako sa zastaví zavádzanie vzduchu do nádrže. Podobne sa tieto parametre menia v závislosti od času počas začiatočnej periódy prevzdušňovania. Pri výhodnej realizácii vynálezu je hlavný reaktor systému vybavený rozptylovými mriežkami a prívodným potrubím, ktoré poskytujú viac ako jednu reakčnú zónu, v ktorej dochádza v dôsledku zavádzania vzduchu k účinnému premiešavaniu. Minimálne jedna časť hlavného reaktora bude na začiatku prevzdušňovacej sekvencie prevzdušňovaná. Biomasa z tejto zmiešavacej zóny, prevzdušňovanej na začiatku prevzdušňovacej sekvencie, sa použije na stanovenie miery zmeny koncentrácie kyslíka (prírastku kyslíka) na začiatku prevzdušňovacej sekvencie. Pri výhodnej realizácii vynálezu je možné časovo zvoliť jednotlivé mriežkové zóny na prevzdušnenie. Pri tých realizáciách, ktoré majú jedinú mriežkovú zostavu, sa rovnaké výsledky dosahujú prevzdušňovaním celého objemu hlavného reaktora.
Časť vynálezu spočíva v meraní miery spotreby kyslíka vnútri nádrže, ktorého úlohou je stanoviť množstvo kyslíka, ktoré jc potrebné dodať do biomasy a dobu trvania periódy prevzdušňovania, potrebnej na udržanie nastavenej spotreby kyslíka, ktorá zase určuje reakčné podmienky na spracovanie odpadovej vody vsádzkovou jednokrokovou technológiou využívajúcou jediný kalový reaktor. Ale meranie a kontrola sú len jednou časťou vynálezu. Spracovanie v nádrži reaktora, ktoré je opísané ako výhodná realizácia, úzko súvisí s týmto meraním. Odborníkom v danom odbore je známe, že príliš dlhé prevzdušňovanie hlavného reaktora v postupných sekvenciách rýchlo povedie k strate metabolickej aktivity biomasy obsiahnutej v tomto reaktore a následnej neschopnosti tejto biomasy správne denitrifikovať a odstraňovať fosfor. Dlhodobé prevzdušňovanie biomasy takisto povedie k redukcii vločkovej agregácie a teda k nežiaducemu zvýšeniu koncentrácie pevných látok suspendovaných v odtoku. Kontinuálna prevádzka prestarnutého kalu bude mať podobný dopad. Meranie miery spotreby kyslíka biomasou sa použije na vymedzenie rozsahu prevádzkového veku kalu.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález bude teraz podrobnejšie opísaný pomocou príkladov a v ňom obsiahnutých odkazov na sprievodné výkresy, na ktorých:
obr. 1 schematicky znázorňuje jednu formu reaktora podľa vynálezu, kde je jediný reaktor rozdelený na dve oddelenia;
obr. 2 schematicky predstavuje ďalšiu formu reaktora podľa vynálezu, majúcu jednu nádrž s hlavným reaktorom a samostatnými pomocnými reaktormi;
obr. 3 schematicky znázorňuje vločkovacie anoxickodenitrifikačný model použitý v rámci vynálezu;
obr. 4 znázorňuje graf závislosti spotreby kyslíka od pomeru koncentrácie ľahko degradovateľného rozpustného substrátu a koncentrácie účinných mikroorganizmov;
obr. 5 schematicky znázorňuje graf zobrazujúci oxické, anoxickc a anaeróbne reakčné podmienky vyjadrené ako nameraný oxidačno-redukčný potenciál objemovej fázy; a obr. 6 (A) až 6 (g) schematicky znázorňujú alternatívne formy reaktora, majúce rôzne usporiadania prívodných otvorov a výpustných otvorov vrátane viacbodového prítoku a odtoku.
Aj keď je zrejmé, že reakčná realizácia môže mať mnohé formy, bude teraz pre ciele vysvetlenia vynálezu použitá jednoduchá realizácia.
Obr. 1 schematicky znázorňuje jednu z foriem jednoduchého nádržového reaktora podľa vynálezu. Reaktor na obr. 1 je znázornený v reze, priečka, čiže deliaca stena 2, rozdeľuje takisto nádrž reaktora vymedzenú stenami 1 aspoň na dve reakčné zóny 3 a 4. Tieto reakčné zóny vzájomne prepája spoločná tekutina, pričom toto prepojenie je realizované pomocou trubíc alebo pomocou čiastočne otvorenej plochy, vytvorenej zavedením deliacej priečky. Prostriedok na rozptýlenie vzduchu pre reaktívnu oxidačnú zložku, výhodne mriežka membránových difuzérov 5, prijíma prúd stlačeného vzduchu z mechanického motora 6. Prostriedok na prepravu obsahu zóny 4 hlavného reaktora využíva regulačné prepravné čerpadlo na uvedenie tohto obsahu do kontaktu s prívodným prúdom odpadu, privádzaným potrubím 11 a na dopravu tejto zmesi do reakčnej zóny 3. Spodná hladina vody je označená vzťahovou značkou 8 a horná hladina vzťahovou značkou 7. Zatiaľ čo dochádza k prúdeniu v potrubí 10 a 11, to znamená zatiaľ čo stúpa hladina vody z úrovne spodnej hladiny 8 na úroveň hornej hladiny 7, prebieha pri tejto realizácii, prevzdušňovanie. Hneď ako je táto sekvencia ukončená, zastaví sa prevzdušňovanie, čím sa ukončí miešanie a preprava kyslíka a dôjde k usadeniu miešaných pevných látok a k vzniku supematantovej čistej kvapaliny nad vrstvou usadených pevných látok. Vo vhodnom okamihu sa aktivuje dekantér a dôjde k odstráneniu volumetrickej hĺbky tekutiny, ležiacej medzi hladinami 8 a 7. Pri tejto realizácii môže byť prítok 11 kontinuálny alebo prerušovaný, pričom odtok je vďaka prevádzke dekantéru 9 nutne diskontinuálny. Receptor 12 na stanovenie koncentrácie rozpusteného kyslíka je umiestený buď vnútri zóny 4 hlavného reaktora, alebo vnútri potrubia 14, vedúceho biomasu z hlavného reaktora do prítoku 11. Zariadenie 13, ktoré je možné použiť na monitorovanie koncentrácie biomasy v nádrži (zmes pevných látok suspendovaných v kvapaline) je možné použiť pri výhodnej realizácii. Na automatické kalové čistenie odpadov je možné takisto použiť vnútorný detektor 15 kalového mraku. Dvojpodlažné difúzne mriežkové zostavy 16 a 17 sú tvorené viac ako dvoma spádovými trubicami vybavenými ventilmi. Je zrejmé, že nádrž hlavného reaktora môže byť vybavená viac ako dvoma spádovými trubicami vybavenými ventilmi v zá vislosti od celkového obsahu nádrže reaktora a dosahu prostriedkov, určených na difúzne miešanie a prepravu kyslíka. Pri jednotlivých realizáciách reaktora sa použije buď selektívne prevzdušňovanie určitých oblastí, alebo prevzdušňovanie celej oblasti.
Realizácia reaktora (reaktorov) podľa vynálezu znázornená na obr. 2 má podobné súčasti ako reaktor znázornený na obr. 1. pričom na identifikáciu podobných znakov reaktora sú použité rovnaké vzťahové značky.
Vynález sa týka metodológie spracovania odpadových vôd a prostriedkov na riadenie celkovej metabolickej aktivity dispergovaných rastových mikroorganizmov vnútri jedinej kalovej hmoty, ktorá je potrebná na dosiahnutie požadovaných výsledkov pri súbežnom odstraňovaní uhlíkatých zlúčenín (meranie CHSK,BSK a TOC), dusíka (meranie TKN, NH3-N. NOj-N a NO3-N) a fosforu (meranie PO4) z odpadovej vody počas vymedzeného časového úseku opakujúcich sa cyklických spracovateľských operácií. Vynález sa týka prostriedkov na meranie spotreby kyslíka v nádrži a na reguláciu prívodu kyslíka, ktoré sú potrebné na udržanie stanoveného režimu reakčných podmienok, umožňujúcich odstránenie uhlíka a/alebo dusíka, a/alebo účinnejšie odstránenie biologického fosforu pomocou jednokrokového kalového spracovania používajúceho jedinú nádrž. Tieto reakčné podmienky závisia od nastavenej hodnoty spotreby kyslíka, ktorá určuje životnosť mikrobiálnej populácie pri nastavenom prevádzkovom veku kalu a sú stanovené na základe usadzovania tohto kalu. Odpadovou vodou môže byť v podstate odpadová voda z domácnosti alebo priemyslová odpadová voda alebo zmes obidvoch týchto typov odpadových vôd.
Odpadová voda vznikajúca v domácnostiach je odpadová voda, ktorá obsahuje predovšetkým ľudský odpad (fekálie, moč), odpadovú vodu vznikajúcu pri kúpaní, praní a príprave jedla. Priemyselná odpadová voda je predovšetkým odpadová voda, ktorá vzniká pri výrobe produktov a predovšetkým odpadová voda, ktorá je biologicky degradovateľná. Technológie, používajúce na čistenie odpadových vôd reakcie dispergovaného rastového mikrobiologického materiálu, sú v literatúre dobre opísané; pozri napríklad:
* Quirk T., Eckenfelder W. W. a Goronszy M. C., „Activated Sludge; State-of-the-Art“. Critical Reviews in Environmental Control, CRC Press zv. 15, 2. vydanie, 1985.
* Eckenfelder W. Wesley, Jr. „Industrial Wastewater Treatment“ McGraw Hill, 1991.
* Eckenfelder W. Wesley, Jr. „Industrial Wastewater Treatment“ McGraw Hill, 1991.
* Eckenfelder W. Wesley, Jr. „Principles of Water Quality Management“ C. B. I. Publishing Company, Inc., 1980.
Uvedené dokumenty opisujú frakčné zložky odpadovej vody a uvádzajú, že relatívne frakcie týchto zložiek v priemyselných odpadových vodách a v odpadových vodách z domácností môžu byť odlišné. Je potrebné zobrať do úvahy, že tieto frakcie existujú a ich relatívne hodnoty môžu mať dopad na metodológiu použitia vynálezu a prevádzkovú konfiguráciu spôsobu podľa vynálezu.
Je nutné zobrať do úvahy, že odpadové vody zvyčajne obsahujú rozpustné a nerozpustné zložky, ktoré zahrnujú ľahko degradovateľné rozpustné biologické látky; degradovateľné rozpustné organické látky, ktorých degradácia neprebieha tak rýchlo; nedegradovateľné rozpustné organické látky; ľahko hydrolyzovateľný a degradovateľný časticový substrát; pomaly degradovateľný časticový substrát a nedegradovateľný časticový substrát. Tieto substráty, ich relatívne koncentrácie a ich relatívne koncentrácie v závislosti od ďalších zložiek, napríklad od TKN, NH3-N, NO3-N,
SK 285017 Β6 celkového fosforu a ortofosforu, môžu mať veľký vplyv na množstvo a generovanie určitých dispergovateľných druhov rastových mikroorganizmov.
* Goronszy M. C. a Eckenfelder W. W. „The rate of the degradation of primary solids in activated sludge plants“ Proceedings Water Pollution Control Federation Conference. Toronto, Canada. október 1991.
Metodológia spracovania odpadových vôd metódou aktivovaného kalu, to znamená dispergovaným rastom mikroorganizmov, zvyčajne zahrnuje vytvorenie oxického, anoxického a anaeróbneho reakčného prostredia a mechanizmy určené na znižovanie koncentrácie organických zlúčenín (merané pomocou BSK, CHSK a TOC), dusíka a fosforu, vďaka ktorým dochádza k prenosu energie, vrátane elektrónových akceptorov, (pozri obr. 5).
Tieto režimy spracovania je možné zvyčajne opísať použitím koncentrácie rozpusteného kyslíka, dusitanového a dusičnanového dusíka, síranu a fosforečnanu a pri použití hodnoty oxidačno-redukčného potenciálu (ORP), vztiahnutého na štandardnú dusíkovú elektródu. Kladné hodnoty ORP zvyčajne označujú oxidačné podmienky, zatiaľ čo záporné hodnoty ORP zvyčajne označujú redukčné podmienky. Aj keď nie je definovaný vzťah medzi ORP a koncentráciou rozpusteného kyslíka, spôsobí prívod kyslíka, ako chemický zdroj kyslíka, posunutie hodnoty oxidačno-redukčného potenciálu ku kladnejším hodnotám. Teplota môže ovplyvniť relatívnu hodnotu ORP a relatívnu hustotu mikroorganizmov. Predovšetkým odstránenie uhlíkatých zlúčenín a TKN zlúčenín vyžaduje aeróbne podmienky; odstránenie NO3-N vyžaduje anoxické až anaeróbne podmienky, odstránenie fosforu vyžaduje cyklické vystavenie biomasy alebo špecifických frakcií biomasy v prevzdušňovanej nádrži oxickým, anoxickým a anaeróbnym podmienkam; na dosiahnutie reakčných podmienok (ORP sa pohybuje približne v rozmedzí od 50 mV do -150 mV, vztiahnuté na vodíkovú referenčnú elektródu), ktoré umožnia všetkým spracovateľským reakciám, aby prebehli. Pochopenie jednotlivých mechanizmov je dôležité pre dané spracovateľské výsledky, ale nie pre opis výhodnej realizácie vynálezu.
Stačí len uviesť, že tu použité režimy využívajú súbor technických dát, ktoré sú nevyhnutné na odstránenie už opísaných zložiek v jedinej kalovej nádrži. Ako typická odpadová voda v domácnosti sa použili odvážené 24 hodinové vzorky, v ktorých bolo namerané až 1000 mg/1 CHSK, až 80 mg/1 TKN a až 15 mg/1 fosforu.
Tabuľka I
Koncentrácia zvolených zložiek v územných odpadových vodách
| Zložka | Koncentrácia (mg/1), vztiahnuté na hodnotu znečistenia odpadové vody | ||
| Silné | Stredné | Slabé | |
| (a) BSK | 400 | 220 | 110 |
| (b) CHSK | 1000 | 500 | 250 |
| (c) SS (d) Dusík | 350 | 220 | 100 |
| Celkovo | 85 | 40 | 20 |
| Organický | 35 | 15 | 8 |
| V čpavku | 50 | 25 | 12 |
| V dusitane | 0 | 0 | 0 |
| V dusičnane (e) Fosfor | 0 | 0 | 0 |
| Celkovo | 15 | 8 | 4 |
| Organický | 5 | 3 | 1 |
| Anorganický | 10 | 5 | 3 |
| (f) Alkalinita (ako CaCOý) | 150 | 100 | 50 |
Relatívne množstvá uhlíka, dusíka a fosforu uvedené v tabuľke I sa značne líšia od množstva, ktoré vyžaduje normálny biologicky rast. Túto disproporciu odrážajú proporcionálne množstvá uhlíka a dusíka, stanovené empirickou analýzou bunkového materiálu -C5H7NO2- a skutočnosť, že bunky obsahujú približne 1 až 2 hmotn. % fosforu. To znamená, že pri krátkej dodávke odpadu sa do systému dostane podstatne vyššie množstvo uhlíka v porovnaní s množstvom dusíka a fosforu (pozri tabuľka 2), čo je nepriaznivé pre usadzovanie odpadu. Navyše približne 50 % organického uhlíka je pri týchto podmienkach pri biologickom spracovaní zoxidovaných na CO2.
Dusík a fosfor, ak sú obsiahnuté v prebytku oproti biologickým požiadavkám, zvyčajne zostanú v biologicky spracovanom odpade. Forma, v ktorej sa tieto živiny nachádzajú v danom odpade, sa môže podstatne líšiť od formy, v ktorej sa nachádzali v nespracovanom prítokovom prúde.
Dusík je v surovej odpadovej vode prítomný predovšetkým ako organický dusík a čpavok, čo je výsledok hydrolýzy močoviny a tá predstavuje hlavnú zložku moču. Pri biologickom spracovaní sa časť dusíka zabuduje do novej bunky a tento dusík je odstránený ako biologický kal, zatiaľ čo väčšina zvyšného dusíka môže mať formu čpavku, alebo, v závislosti od prevádzkových podmienok, formu dusičnanu a v menšom rozsahu dusitanu. Časť organického dusíka je takisto obsiahnutá v odtoku.
Tabuľka II
Nerovnováha živín v stredne znečistenej územnej odpadovej vode
| Zložka | Relatívny pomer živín | ||
| Uhlíka (mg/1) | Dusík (mg/1) | Fosfor (mg/1) | |
| Typická bioma- | |||
| sa (C5H7NO2, & P = N/5) | 60 | 14 | 2,8 |
| Odpadová voda | BSKS = 220 | NH4-N = 25 | |
| Spotreba pri bunkovom raste | BSK,u=323 c = 120 | Org.-N = 15 Celkový N = 40 | 10 |
| (čistý výťažok = = 0,5) g uhlíka v bunke/g uhlíka v odpade Zvyšková koti- | 60 | 14 | 2,8 |
| centrácia v odtoku (mg/1) Celkové odstrá- | 26 | 7,2 | |
| nenie (96) | 100% | 35 % | 28 % |
Fosfor je prítomný v surovej, nespracovanej odpadovej vode v dvoch hlavných formách, organickej a anorganickej. V nespracovaných odpadových vodách sa v skutočnosti nachádza mnoho foriem fosforových zlúčenín a to buď v roztoku alebo v suspenzii. Anorganické rozpustené formy tvoria predovšetkým ortofosforečnany a kondenzované fosforečnany, zatiaľ čo rozpustené organické formy predstavujú organické ortofosforečnany.
Jeden zo špecifických mechanizmov sa zameriava na vytvorenie reakčných podmienok, ktoré maximalizujú začiatočnú rýchlosť odstraňovania a skladovania ľahko degradovateľnej rozpustnej frakcie prítokového prúdu odpadovej vody, zavádzanej do spracovateľského zariadenia. Spracovateľské zariadenie jc tu opísané ako prostriedok na príjem odpadovej vody, ako prostriedok na uvedenie prítokového prúdu odpadovej vody do kontaktu s priemyselne aktivovanými mikroorganizmami, ako prostriedok na udržanie odpadovej vody v kontakte s degradačnými mikroor
SK 285017 Β6 ganizmami a ako prostriedok na separovanie spracovanej vody od degradačných mikroorganizmov. Prevádzkový rozsah sa týka generovania alebo prítomnosti dostatočnej koncentrácie účinných mikroorganizmov (Xo) potrebnej na rýchly priebeh enzymatických reakcií, pri ktorých dochádza k prenosu ľahko degradovateľného rozpustného substrátu (So) z prítokového prúdu odpadovej vody, ktorý sa dostane do bezprostredného kontaktu s uvedenými mikroorganizmami, do bakteriálnej kultúry a ktorý je potom sprevádzaný generovaním PHB, glykogénu a/alebo ďalších medziproduktov (zásobných zlúčenín) v bunkovej štruktúre reakčných mikroorganizmov a potom generovaním glykokalyxu (koagulačnej polysacharidovcj zlúčeniny). Prenos substrátu z kvapalnej fázy do pevnej fázy vyžaduje dodávku energie. Pri merateľných oxických reakčných podmienkach sa rýchlo zvyšuje dopyt po rozpustenom kyslíku. Rovnovážnu koncentráciu kyslíka je možné ľahko merať zavedením určitého množstva rozpusteného kyslíka do biomasy, pričom spotreba sa meria ako koncentrácia rozpusteného kyslíka v závislosti od času. S rastom relatívnej hodnoty pomeru So:Xo rastie maximálna spotreba kyslíka, až do dosiahnutia maximálnej alebo konštantnej hodnoty. To je prvý reakčný rozsah, ktorý takisto špecifikuje množstvo odstráneného, ľahko degradovateľného, rozpustného substrátu a rýchlosť odstraňovania tohto substrátu. Rýchlosť spotreby kyslíka takisto zodpovedá rýchlosti odstraňovania substrátu rozpusteného v kvapalnej fáze, čo umožňuje formulovať vzájomnú energetickú závislosť.
Meranie degradácie odpadovej vody pri použití rovnovážnej koncentrácie kyslíka predpokladá, že všetky reakcie konzumujúce kyslík zahrnujú rozpustný substrát pod biologické rastové reakcie.
V dispergovanej rastovej kultúre na jednej strane vznikajú nové mikroorganizmy a na druhej strane sa žijúce bunky strácajú v dôsledku endogénneho metabolizmu, lýzy a preddatovania. Čistá aktívna frakcia biokultúry je závislá od obmedzenia frakcie nedegradovateľných zložiek, veku kalu (MCRT) a straty životnosti buniek. Zníženie dostupnosti potravy (začiatočné plnenie) alebo dlhodobé prevzdušňovanie kultúry majúcej obmedzenú dostupnosť potravy bude spôsobovať stratu mikrobiálnej životnosti.
Presun rozpusteného kyslíka do kvapalnej fázy pri plnení požiadavky zmesi odpadovej vody a biokultúry na dodanie kyslíka je veľmi náročný a zložitý. Medzi najdôležitejšie faktory, ktoré je nutné zobrať do úvahy, patrí chémia vody, špecifická geometria a mechanizmus prepravného zariadenia, geometria nádrže (šírka, dĺžka a hĺbka vody), prívod energie na jednotku objemu zavodnenej nádrže, celková koncentrácia rozpustených pevných látok, zvyšková koncentrácia rozpusteného kyslíka, teplota, povrchové napätie, stredný priemer vzduchových bublín, retenčný čas vzduchových bublín v kvapalnom médiu, dopyt obsahu nádrže po kyslíku, prietok vzduchu jedným zariadením na prenos kyslíka, pomer plochy zariadenia privádzajúceho kyslíka k celkovej ploche dna nádrže, koncentrácia biokultúry, vek kalu, aktívne frakcie biokultúry, stredná veľkosť častíc biokultúry a objem rozpusteného kyslíka odstráneného pomocou biomasy (ďalej označovaný ako BIORATE).
Kyslík a jeho spotreba pri všetkých prebiehajúcich reakciách vrátane adsorpcie a absorpcie živín, ich metabolizmu na biologické pevné látky a následného rozpadu biomasy, sú veľmi dôležité. Poskytnutie kyslíka v príslušnom množstve je teda kľúčovým prvkom na použitie technológie, ktorá spracúva odpad pomocou mikroorganizmov v cyklicky vytváranom aeróbnom a anaeróbnom prostredí tak, že účinne odstraňuje živiny oxidačnými a redukčnými prostriedkami, účinne akumuluje biologické pevné látky a účinne odstraňuje fosforečnany biologickými prostriedkami. Množstvo dodávaného kyslíka, jeho zvyšková koncentrácia a množstvo rozpusteného kyslíka odstráneného biomasou (BIORATE) závisiace od distribúcie So/Xo všeobecne určujú účinné rastové faktory pre rôzne skupiny mikroorganizmov, všeobecne opísaných ako prevažne s vločkujúcou alebo prevažne s vláknitou formou. Nadmerný rast vláknitých foriem je v rozpore s cieľmi ošetrenia, pretože spôsobuje prerušenie prevádzkového časového rozvrhu pre separáciu pevných látok a kvapaliny. Preto je dôležité, aby boli na biologicky rast použité prevažne vločkujúce mikroorganizmy. Spojenie výhodnej realizácie spôsobu a riadiaceho prostriedku, pracujúceho na báze účinného nastavenie spotreby kyslíka, sa snaží riešiť tento problém, spočívajúci v nadmernom raste mikroorganizmov.
Odstraňovanie živín jednotlivými mechanizmami adsorpcie, biosorpcie, oxidácie a asimilácie, spojené s maximálnym rozpadom biologických pevných látok, vyžaduje rôzne kyslíkové frakcie. Užitočné využitie kyslíka je priamo závislé od pomerných množstiev živín, odstraňovaných jednotlivými mechanizmami.
BIORATE je funkciou stavu biomasy a povahy rozpusteného substrátu, ktorý sa nachádza v kontakte s touto biomasou. Kalový systém je možné pripraviť tak, aby mal maximálnu a minimálnu hodnotu BIORATE so závislosťou od času prevzdušňovania a začiatočného pomeru So/Xo. Aktívna frakcia biomasy ovplyvňuje rozsah BIORATE, ktorý táto biomasa má. Údaje odobraté z päťradového reakčného systému s konštantným objemom a dokonalým zmiešavaním demonštrujú typické hodnoty a zmeny, ku ktorým dochádza.
Tabuľka III
Biorate a súvisiace parametre
| mg | So/Xo mg1 | MCRT d | Biorate I mg O2gvsshoď' |
| 4,0 | 1 | 147 | |
| 1,0 | 2 | 90 | |
| 0,5 | 3 | 66 | |
| 0,25 | 8 | 56 | |
| 0,21 | 15 | 43 | |
| 0,21 | 40 | 35 |
Tieto hodnoty boli získané pri použití 70 minútovej reziduálnej doby prvého reaktora a 420 minútovej reziduálnej doby celkového reaktorového systému.
Tabuľka IV ____________So/Xo vs Biorate (mg O2 g'1 VSS hoď')____________ So/Xo 0.056 0,062 0,113 0,182 0,197 0,388 0,437 1,00 4,0 Biorate 35,2 33,1 43,1 57,9 56,3 74,4 70,4 90,0 147
Okamžitú spotrebu kyslíka je možné zvyčajne merať metódou využívajúcou stolnú váhu, pri ktorej sa meria koncentrácia rozpusteného kyslíka, odčerpaného zoxidovanou vzorkou aktivovaného kalu izolovaného z prevádzkového reaktora v závislosti od času, čo je jednoduchý vsádzkový test, ktorý vyžaduje odobratie vzorky aktivovaného kalu z reakčnej nádoby, prevzdušnenie a umiestenie do zmiešavacieho reaktora, do ktorého sa umiestni snímač, merajúci rozpustený kyslík a kam je znemožnený prítok kyslíka. Hodnoty koncentrácie rozpusteného kyslíka, v závislosti od času, sa odoberú hneď ako snímač na meranie rozpusteného kyslíka zaznamená, že dochádza k odčerpávaniu kyslíka.
Respiračná kontrola, ktorá sa v súčasnosti uskutočňuje pri aktivovanom kalovom spracovaní, je zložitá a nepriama.
SK 285017 Β6
Respiračné hodnoty sa merajú pomocou meracieho prístroja, ktorý je zvyčajne tvorený uzatvorenou zmiešavacou respiračnou komorou, cez ktorú prechádza aktivovaný kal, kontinuálne čerpaný z reakčného prevzdušňovacieho tanku. Koncentrácia rozpusteného kyslíka sa meria periodicky pomocou kyslíkového snímača na vstupe, rovnako ako aj na výstupe, respiračnej komory, čo sa dá, okrem iného, dosiahnuť striedaním smeru prúdenia pomocou ventilového systému. Meranie obsahu kyslíka na vstupe a výstupe respiračnej komory je spojené s problémom merania, ktorý spočíva v tom, že obsah kyslíka vnútri respiračnej komory sa podstatne odlišuje od obsahu kyslíka na vstupe a výstupe tejto komory, takže sú získané chybné merania.
Cieľom tohto vynálezu je poskytnutie závodu na spracovanie odpadových vôd (čističky) a spôsobu spracovania odpadových vôd, pri ktorom sa metabolická aktivita biomasy udržiava na úrovni zaisťujúcej biologické odstránenie maximálneho množstva živín oxidačnými a redukčnými prostriedkami, pričom udržanie tejto úrovne sa realizuje sledovaním zmien koncentrácie kyslíka na konci prevzdušňovacej sekvencie pomocou snímača, ktorý poskytne informácie o množstve rozpusteného kyslíka, odstráneného pomocou biomasy (BIORATE) v hlavnej reakčnej nádrži.
Závod na spracovanie odpadových vôd (čistička) podľa vynálezu obsahuje hlavný reaktor, ktorýje schopný udržať odpadovú vodu v kontakte s biologicky účinnými degradačnými mikroorganizmami; prostriedok na príjem odpadovej vody v reaktore; prostriedok na prepravu kyslíka, pričom vzduch je zavádzaný do hlavného reaktora; riadiaci prostriedok na riadenie uvedených sledov operácii a nevyhnutné vybavenie; prostriedok na detekciu kyslíka, detegujúci relatívne zmeny koncentrácie rozpusteného kyslíka prítomného v hlavnom reaktore; a riadiaci prostriedok na riadenie množstva kyslíka zavádzaného do hlavného reaktora tak, aby aktivita mikroorganizmov nebola neobmedzená množstvom kyslíka prítomným v hlavnom reaktore, pričom detekcia kyslíka sa uskutočňuje v hlavnom reaktore. Meranie biomasy spôsobom podľa vynálezu sa uskutočňuje v zariadení na spracovanie odpadových vôd, využívajúcom na toto spracovanie dispergovanú rastovú biologickú kultúru, ktorá obsahuje kombináciu uvedených prostriedkov: prostriedok na udržanie maximálneho potenciálneho Biorate vo vstupnej neprevzdušňovanej reakčnej zóne pre kultúru, ktorý zmiešava prítokovú odpadovú vodu s biomasou odčerpávanou z konečnej reakčnej zóny hlavného reaktora; prostriedok na zavádzanie rozpusteného kyslíka do špecifikovanej reakčnej zóny (zón) hlavného reaktora, ktorý pracuje v dopredu zvolenom dosahu a s dopredu naprogramovaným sledom prevzdušňovaní; prostriedok na prerušenie prítoku odpadovej vody do vstupnej reakčnej zóny; prostriedok na odstránenie frakcie supematantovej čírej spracovanej odpadovej vody, pričom toto odstránenie sa uskutočňuje po usadení pevných látok počas neprevzudšňovania; prostriedok na detegovanie a meranie polohy rozhrania biologického kalu; prostriedok prepájajúci hodnoty, získané pre rozhranie s programom pre biologické spracovanie odpadov, s detekciou polohy biologického kalu; prostriedok na automatické nastavenie časovej postupnosti automaticky prebiehajúcich operácii; prostriedok na riadenie hlavného reaktora ako dokonale zmiešavacej jednotky s premenným objemom; prostriedok na meranie BIORATE v konečnej reakčnej zóne hlavného reaktora pomocou snímača na meranie koncentrácie rozpusteného kyslíka správne umiestneného v tejto nádrži; prostriedok na meranie zmeny koncentrácie rozpusteného kyslíka a na realizáciu porovnania s okamžitou respiračnou hodnotou s cieľom riadenia množstva rozpusteného kyslíka, zavádzaného do spracovateľské ho systému; prostriedok na vytvorenie maximálnej hodnoty pomeru potenciálnej spotreby kyslíka (spotreba určená zmiešavaním prítokového prúdu odpadovej vody a biomasy privádzanej z hlavného reaktora) k spotrebe kyslíka v hlavnom reaktore; prostriedok na automatické nastavenie doby trvania prevzdušňovacej sekvencie, ktorá je meraná a vypočítaná pomocou okamžitej respiračnej hodnoty; prostriedok na optimalizovanie využitia prevzdušňovacej energie alebo sily pre nitrifikáciu a denitrifikáciu; prostriedok na riadenie systému pomocou riadenej hodnoty BIORATE, ktoré povedie k maximálnemu biologickému odstráneniu fosforu; prostriedok na riadenie prevádzky, pri ktorom výstupná prevzdušňovača zóna hlavného reaktora pracuje pri okamžitej respiračnej hodnote, zodpovedajúcej pokojovému stavu (upravené pre aktívnu frakciu biomasy); prostriedok, využívajúci hodnotu poklesu koncentrácie rozpusteného kyslíka, ku ktorému dôjde v dôsledku prerušenia prúdenia vzduchu do nádrže a algoritmy ustálenia koncentrácie biomasy s cieľom získania parametrov BIORATE; prostriedok na odstraňovanie supematantovej kvapaliny, umiestený približne 20 cm pod povrchom kvapaliny, pracujúci konštantnou rýchlosťou a odstraňujúci kvapalinu až do okamihu, kedy jej hĺbka vo výhodnej realizácii vynálezu, ktorej hĺbka je 5 až 6 metrov, dosiahne približne 2 metre.
Zariadenie na spracovanie odpadovej vody môže byť tvorené jedným alebo niekoľkými reaktormi a minimálne jedným hlavným reaktorom. Pri výhodnej realizácii je zariadenie na spracovanie odpadových vôd tvorené aspoň dvoma reaktormi v prostriedku, umožňujúcemu komunikáciu tekutiny. Jedna realizácia zariadenia je tvorená niekoľkými reaktormi, vzájomne prepojenými tokom tekutiny, pričom jednotlivé zložky, akými sú napríklad dusík, fosfor, uhlík a pod., sa spoločne odstraňujú v rôznych reaktoroch. Pri ďalšej realizácii sa obsah kyslíka v reaktoroch podstatne líši.
Veľmi výhodná realizácia zariadenia na spracovanie odpadových vôd obsahuje aspoň dva reaktory, pričom prvý reaktor predstavuje množinu zón, zvyčajne neprevzdušňovaných, v ktorých dochádza k absorpcii a biologickému uvoľneniu fosforu; a druhý reaktor, ktorý pracuje pri cyklicky sa striedajúcich oxických, anoxických a anaeróbnych podmienkach a v ktorom dochádza k mikrobiálnemu rozpadu uhlíkatých zlúčenín a TKN zlúčenín v odpadovej vode a mikrobiálnemu odstráneniu NO3-N, NO2-N a fosforu z odpadových vôd, pričom obidva reaktory sú prepojené prúdom tekutiny.
Ďalšia realizácia zariadenia na spracovanie odpadu obsahuje hlavný reaktor a prevádzkové podmienky vnútri tohto reaktora sa nastavia tak, aby dochádzalo k cyklickému striedaniu už definovaných aeróbnych, anoxických a anaeróbnych podmienok.
Prostriedky na detekciu kyslíka môžu byť ľubovoľné prostriedky na detegovanie rozpusteného kyslíka. Tento detekčný prostriedok výhodne deteguje rozpustený kyslík. Oxidačným detekčným prostriedkom je výhodnejšie elektronický kyslíkový snímač, ktorýje schopný namerať hodnoty zmeny koncentrácie rozpusteného kyslíka predstavujúce 4 až 20 mA základného kontrolného signálu pomocou počítača a ďalšie programovateľné logické riadiace jednotky generujúce výstupné signály, ktoré umožňujú interaktívne riadenie hodnoty vzduchu zavádzaného do reaktora na základe nastaveného koncentračného profilu. Výhodnejšie sa koncentrácia kyslíka sleduje ako výsledok prevzdušňovania zmesi odpadovej vody a mikrobiálneho kalu v hlavnom reaktore.
Koncentrácia kyslíka sa zvyčajne nastavuje počas spracovania vody. Koncentrácia kyslíka v zmesi odpadovej vo dy a mikroorganizmov sa nastavuje výhodne počas prevzdušňovania. Koncentrácia prítomného kyslíka sa riadi zvyčajne nastavením trvania prevzdušňovacej sekvencie a/alebo nastavením prítoku vzduchu počas tejto prevzdušňovacej sekvencie. Prúd vzduchu je možné regulovať, pomocou mechanizmu riadenia rýchlosti na generátore dodávajúcom vzduch alebo v prúde vzduchu pomocou takých kontrolných mechanizmov, akými je napríklad vhodný regulačný ventil alebo ďalšie prostriedky, špecifické pre zariadenie privádzajúce kyslík. Riadenie prúdu vzduchu niektorým z prostriedkov má za následok riadenie množstva rozpusteného kyslíka dopravovaného do hlavného reaktora.
Kyslíkový snímač je výhodne umiestený vnútri hlavného reaktora. Kyslíkový snímač je umiestený konkrétne vnútri zmesi odpadovej vody a biologických organizmov. Kyslíkový snímač je výhodnejšie umiestený približne 30 cm od ľubovoľného povrchu podlahy hlavného reaktora. Alternatívne je možné snímač umiestiť do trubice, ktorou je biomasa odčerpávaná z hlavného reaktora. Pri výhodnejšej realizácii vynálezu kyslíkový snímač vypočíta okamžitú spotrebu kyslíka v nádrži na základe súčtu endogénnej alebo bázickej spotreby kyslíka a spotreby kyslíka pri oxidácii ľahko biologicky degradovateľných substrátov, napríklad substrátov majúcich uhlíkovú a dusíkovú formu v závislosti od mikroorganizmov, ktoré sú prítomné a veku prevádzkového, kalu použitého v systéme, ak sa dajú do súvislosti s nadmorskou výškou a teplotou.
Experimentálne práce ukázali, že existuje vzťah medzi pomerom potenciálnej spotreby kyslíka a schopnosťou saditeľnosti kalu, pri predpoklade, že koncentrácia rozpusteného kyslíka nie jc obmedzujúca. Ďalší vzťah existuje medzi hodnotou okamžitej spotreby kyslíka a hodnotou poklesu oxidačno-redukčného potenciálu. Hodnota okamžitej spotreby kyslíka presahujúca hodnotu endogénnej spotreby kyslíka je takisto závislá od množstva zásobného, ľahko degradovateľného substrátu zostávajúceho v biomase a schopnosti tejto biomasy zúčastňovať sa kvantitatívneho zvýšenie fosforu, odstraňovaného pomocou mikroorganizmov. Vynález takisto poskytuje prostriedok na udržanie množstva privádzaného kyslíka (prevzdušňovaním) na hodnote, ktorá približne zodpovedá dopytu biomasy po kyslíku, čím spôsobí, že aeróbne degradačné mechanizmy budú prebiehať pri optimálnom využití energie generovanej prívodom kyslíka. Predmetom vynálezu je takisto poskytnutie automatických prostriedkov na nastavenie dĺžky prevzdušňovacej sekvencie, množstva mikroorganizmov, ktoré majú byť prítomné v hlavnom reaktore a požadovaného koncentračného profilu rozpusteného kyslíka na základe výslednej spotreby kyslíka, nameranej na konci prevzdušňovacej sekvencie a hodnoty POUR/OUR pomeru.
Takže cieľom vynálezu je dosiahnutie v praxi v podstate úplného súbežných prebiehajúcich nitrifikácia a denitrifikácia a kvantitatívneho zlepšenia mechanizmov odstraňovania fosforu pomocou mikroorganizmov, ktoré sú odborníkom v danom odbore dobre známe.
Jedna realizácia na spracovanie odpadu podľa vynálezu obsahuje jeden alebo viac reaktorov, pričom prvý reaktor je spojený s prívodným potrubím, v ktorom je odpadová voda zmiešavaná s mikroorganizmami obsiahnutými v kvapaline privádzanej z posledného reaktora.
Výhodnú realizáciu reaktora podľa vynálezu predstavuje vsádzkový reaktor, ktorý v podstate pracuje počas prevzdušňovacej sekvencie, kedy je do reaktora zavádzaná zmes pritekajúcej odpadovej vody z domácnosti a zmesové kvapaliny obsahujúce pevné látky z tohto vsádzkového reaktora, ako dokonale miešací reaktor, aj keď s variabilným objemom.
Ešte výhodnejšie je, ak sa zmes odpadovej vody a mikroorganizmov zavádza počas celého prevzdušňovania. Táto zmes je potom podrobená neprevzdušňovaciemu cyklu, počas ktorého dôjde k separácii vrstvy tvorenej pevnými látkami a hornej supematantovej vrstvy. Sled prevádzkových podmienok a operácií sa ukončí odstránením frakcie hornej supematantovej vrstvy z. hlavného reaktora pomocou dekantačných prostriedkov. Celý cyklus sa potom opakuje.
Riadenie a meranie respiračnej kapacity biomasy priamo v hlavnom reaktore je možné uskutočňovať použitím dokonalej zmiešavacej prevzdušňovacej a odvzdušňovacej operácie, ktorá sa uskutočňuje pri výhodných spôsoboch spracovania odpadu pri použití aktivovaného kalu, uloženého reaktore s premenlivým objemom. Takisto je možné kontrolovať vývoj spracovania v prevzdušňovacej reakčnej sekvencií prerušením prúdu vzduchu a následným meraním poklesu koncentrácie rozpusteného kyslíka.
Súčasná spriahnutá respirometria, ktorá sa zvyčajne používa pri meraní koncentrácie rozpusteného kyslíka na výstupe respirometrickej komory oddelenej od hlavného aktivovaného kalového reaktora, ktorý má rovnakú hodnotu koncentrácie rozpusteného kyslíka ako respiračná komora, pričom táto hodnota by mala byť obmedzujúca. Ak je to nevyhnutné, mal by byť aktivovaný kal pred vstupom do respiračnej komory prevzdušnený. Respiračná hodnota sa zvyčajne meria pri prietoku cez respiračnú komoru každú minútu, pričom začiatočnou hodnotou na meranie je rovnovážna hmotnostná koncentrácia kyslíka. Okamžitá respiračná hodnota je definovaná ako spotreba kyslíka v hlavnom prevzdušňovačom tanku. Aby sa namerala táto hodnota, aktivovaný kal z hlavného prevzdušňovacieho reaktora sa kontinuálne čerpá do spriahnutej separovanej respiračnej komory, ktorej okamžitá respiračná hodnota zodpovedá okamžitej respiračnej hodnote v nádrži hlavného reaktora obsahujúcej aktivovaný kal, pri predpoklade, že obsah kalu v respiračnej komore zodpovedá obsahu v prevzdušňovačom tanku. Zhodnosť obsahu kalov sa udržiava pomocou prítokového prúdu, ktorý je kontinuálne zavádzaný v určitom pomere do kalu, prúdiaceho do respiračnej komory.
Qsam = Qin Vres/Vat
Qsam = prítok privádzaný do respiračnej komory
Qin - prítok
Vres = objem respiračnej komory Vat = objem prevzdušňovacieho tanku
Vo všetkých prípadoch sa spriahnutá respirácia meria v zmenšenej verzii organického obsahu hlavného prevzdušneného reaktora aktivovaného kalového zariadenia. Počet respiračných hodnôt je teda identický, pričom endogénna respiračný hodnota je zvyčajne definovaná ako spotreba kyslíka aktivovaným kalom, ktorý bol hodinu a pol prevzdušňovaný bez plnenia. Maximálna respiračná hodnota je definovaná ako spotreba kyslíka aktivovaného kalu obsahujúceho prebytok rozpusteného substrátu (ľahko biologicky degradovateľná hmota). Táto hodnota sa nameria, ak sa do kalu prúdiaceho do respiračnej komory kontinuálne zavádza nadbytočné množstvo prívodného prúdu. Okamžitá respiračná hodnota je definovaná ako spotreba kyslíka aktivovaným kalom prúdiacim priamo z dokonale premiešaného prevzdušneného tanku cez respiračnú komoru. Táto hodnota je zvyčajne nižšia ako okamžitá respiračná hodnota v prevzdušňovačom tanku. Absolútna hodnota okamžitej respirácie závisí od doby merania v respiračnej komore. Maximálna respiračná hodnota biomasy sa takisto zhoduje s jej potenciálnou kyslíkovou spotrebou.
SK 285017 Β6
Realizácia vynálezu využíva na riadenie prevádzky aktuálnu respiračnú hodnotu, nameranú vnútri prevzdušňovacieho reaktora (hlavného reaktora) a nie hodnotu nameranú vo vloženej („in line“) samostatnej detekčnej jednotke, ako je zvykom v súčasnej praxi.
Okamžitá respiračná hodnota pri výhodnej realizácii vynálezu predstavuje súčet endogénnej respirácie a spotreby pre oxidáciu ľahko biologicky degradovateľného substrátu, tak pokiaľ ide o uhlíkovú, ako aj dusíkovú formu, pričom dusíková forma substrátu sa vyskytuje len v prípade selektívneho rastu nitrifikačnej biomasy. Pri maximálnej respiračnej hodnote dôjde k preťaženiu aktivovaného kalu, čo povedie k neúplnému odstráneniu ľahko biologicky degradovateľného substrátu. To znamená, že kritická respiračná hodnota leží medzi maximálnou a základnou respiračnou hodnotou a pri tejto hodnote sú splnené požiadavky na kvalitu odtokov a odstránenie ľahko biologicky degradovateľného substrátu je takisto dostačujúce. Nikdy by nemalo dôjsť k obmedzeniu oxidačnej kapacity. Je nevyhnutné, aby kinetické procesy, ktoré využívajú rozpustený kyslík boli ukončené počas doby, ktorá je poskytnutá na ukončenie týchto reakcií. V prípade nitrifikačných mechanizmov musí byť dopyt po kyslíku uspokojený množstvom kyslíka dodaným v čase vymedzenom na základe respiračných meraní. Najprv je potrebné stanoviť pomocou manuálnych prostriedkov obsah kalu okamžitej respiračnej hodnoty a koncentráciu rozpusteného kyslíka. Je výhodné, ak okamžitá respiračná hodnota vždy zodpovedá kritickej okamžitej respiračnej hodnote alebo sa k nej približuje. V tomto prípade nikdy nedôjde k preťaženiu aktivovaného kalu, ktorý pracuje pri maximálnej prijateľnej hodnote. Celkové množstvo aktivovaného kalu, udržiavaného v systéme je teda optimálne a metabolická aktivita biomasy môže byť udržiavaná na prijateľných hodnotách, ktoré sú takisto priaznivé pre reakcie, odstraňujúce ďalšie živiny. Manipuláciou s koncentráciou biomasy, dobou prevzdušňovania a hodnotou dodávaného kyslíka je možné dosiahnuť ideálne konštantné respiračné hodnoty.
V danom odbore je známych mnoho spôsobov riadenia systémov na spracovanie odpadových vôd využívajúcich rast dispergovaných mikroorganizmov. Tieto systémy zvyčajne zahrnujú jeden alebo niekoľko prepojených reaktorov, pričom aspoň jeden z nich, ktorým prúdi zmes odpadovej vody a mikroorganizmov, je pri konštantnom pomere kontinuálne prevzdušňovaný. Posledná nádrž tohto systému je statická neprevzdušňovaná nádrž, v ktorej dochádza k separácii pevných látok a kvapaliny, pričom číry, prietokový supematant predstavuje spracovaný (vyčistený) odtok a spodný prúd pevných látok je smerovaný do odpadu a reakčných nádob. Takisto dochádza k rôznym recyklačným prúdeniam. Napriek tomu, že je na opis vynálezu použitá práve táto konfigurácia, nie je pre aplikáciu vynálezu nijako obmedzujúca. Výhodná realizácia vynálezu používa objem vsádzkového reaktora, ktorý počas prevzdušňovacej sekvencie pracuje v podstate ako dokonale zmiešavací reaktor aj keď s variabilným objemom a počas tejto doby je do reaktora zavádzaný kombinovaný prúd pritekajúcej odpadovej vody a prúd zmiešanej prevádzkovej kvapaliny, obsahujúci pevné častice odčerpávané z tohto reaktora.
Výhodná realizácia tohto vynálezu je špecifická generovaním priaznivých reakčných podmienok a nie špecifickým počtom reaktorov a počtom zón objemov reaktorov, ktorými uvedené reakčné zložky prechádzajú. Objemová frakcia, opísaná ako vsádzkový reaktor, je počas špecifického prevzdušňovacieho cyklu podrobená dokonale zmiešavaciemu prevzdušneniu. Nasleduje špecifická sekvencia, pri ktorej neprebieha prevzdušňovanie a počas ktorej dôjde k separácii vrstvy pevných látok a hornej supematantovej vrstvy, pričom relatívne hĺbky sú závislé od histórie kontaktu prúdov prívodného prúdu odpadovej vody a koncentrácie prúdu pevných látok v zmiešanom prúde kvapaliny a pevných látok, čerpanom z hlavného dokonale zmiešavaného objemu reaktora do prítokového prúdu odpadovej vody s cieľom zmiešavania. Táto realizácia prevádzky vyžaduje prostriedok na odstránenie špecifickej frakcie supernatantovej hornej vrstvy počas pokračujúcej neprevzdušňovacej sekvencie. Hneď ako sa táto operácia skončí, bude pokračovať prevzdušňovacia sekvencia s ďalším zmiešavaním už opísaných reakčných zložiek.
Tento spôsob riadenia technológie spracovania odpadu, využívajúci vsádzkový reaktor, sa najľahšie uskutočňuje vo viac ako jednonádržovom module. Cykly prevzdušňovacích operácií je možné ľahko nastaviť po dvoch hodinách a ich násobkoch. Realizáciu vynálezu je možné ľahko vysvetliť ako dvojnádržovú operáciu, napriek tomu, že sa vynález neobmedzuje len na nádržové moduly. Odborníci v danom odbore sú schopní extrapólovať dvojnádržovú operáciu použitú v tejto diskusii.
Aj keď protiprúdové reakčné objemy majú tiež podstatný vplyv na účinnosť spracovateľskej technológie, je základnou požiadavkou, aby hlavná objemová trakcia objemu vsádzkového reaktora, tvoriaca viac ako 50 %, bola podrobená komplexným miešacím reakčným podmienkam, vytvoreným pri použití špecifického zariadenia umožňujúceho uskutočňovať kombinované prevzdušňovanie a miešanie.
Aj keď je výhodné, ak sa na prevzdušňovanie použije systém rozptýleného prevzdušňovania, neobmedzuje to nevyhnutne aplikáciu vynálezu. V príkladnej realizácii vynálezu budú opísané dve zostavy. Obidve konfigurácie vyžadujú použitie snímača na sledovanie rozpusteného kyslíka majúce prijateľnú dobu odpovede pre meranie hodnoty zmeny koncentrácie rozpusteného kyslíka (dO2/dt).
Predchádzajúca diskusia vysvetlila dôležitosť dopytu a dodávky rozpustného kyslíka v závislosti od obsahu substrátu, doby aplikácie kyslíka a životaschopnej frakcie biomasy.
Prvá konfigurácia vyžaduje použitie vhodného snímača na sledovanie koncentrácie rozpusteného kyslíka doplneného elektronikou nevyhnutnou na meranie hodnoty zmeny koncentrácie rozpusteného kyslíka, ktorá sa spracuje pomocou špecifického počítača alebo ďalšej logickej jednotky, ktorá bude zasa generovať výstupné signály ako riadiace signály na riadenie množstva vzduchu zavádzaného do dokonale premiešavaného reaktora (a/alebo ďalších objemov reaktora prepojených pomocou tekutiny) počas prevzdušňovacej sekvencie. Interaktívne riadenie používa na reguláciu koncentrácie vzduchu mechanizmus riadiaci rýchlosť prúdenia, alebo vhodný regulačný ventil ako prostriedok na obmedzenie prúdu vzduchu. Regulácia prúdu vzduchu obidvoma prostriedkami má za následok reguláciu hmotnosti rozpusteného kyslíka, preneseného do dokonale premiešavaného vsádzkového reaktora.
Prvá výhodná realizácia vynálezu vyžaduje minimálne jednu reakčnú nádobu, výhodne pracujúcu ako vsádzkový reaktor, ktorý pracuje ako aktivovaná kalová reakčná nádrž s variabilným objemom. Počas procesu plnenia a prevzdušňovania, v ktorom sa použije viac ako jedno oddelenie nádoby, budú tieto oddelenia vzájomne prepojené pomocou tekutiny.
Dôležitým znakom vynálezu je spôsob a prostriedky, pomocou ktorých sa odpadová voda, ktorá má byť spracovaná, zavedie do reakčného prostriedku. Takisto dôležitý je začiatočný hmotnostný pomer aktivovaných kalových pev
SK 285017 Β6 ných látok, ktorý je získaný uvedením týchto kalových pevných látok do kontaktu s prítokovým odpadovým prúdom. Ďalším dôležitým parametrom je doba vzájomného pôsobenia medzi týmito prúdmi a prostriedok, ktoré umožňujú nepretržitý priebeh premiešavania a miešanie uvedených dvoch prúdov. Jedným zo spôsobov používaných na tieto ciele, sú buď elektricky pracujúce vrtule s fixovaným alebo pohyblivým povrchom, ktoré usmernia pohyb prúdu a premiešavajú pevné látky a kvapalné fázy. Tento prostriedok je možné použiť v rámci vynálezu. Výhodná realizácia vynálezu obsahuje nešpecifický inštalované vybavenie označeného typu. Miešanie v tomto vynáleze je spôsobené prevažne prevádzkou prevzdušňovacieho prostriedku, ktorý je potrebný pre aeróbne degradačné procesy a anoxické degradačné rozklady alebo navrhnutím kombinovaných prúdových podmienok zavedením potrubí, kanálikov smerových priehradiek.
Ukázalo sa, že prostriedky na zavádzanie aktivovaných kalových pevných látok a odpadovej vody v dopredu určenom pomere, čas, počas ktorého tieto dva prúdy prúdia vo vzájomnom kontakte a spôsob prirodzeného kinetického miešania, ktorý sa použije počas začiatočnej kontaktnej reakčnej periódy, sú rozhodujúce a podstatné pre účinnú realizáciu spôsobu. Bez snahy obmedziť rozsah vynálezu sa kombinovaná začiatočná reakčná doba nastaví tak, aby zaistila minimálne 65 % hmotn. odstránenie frakcie ľahko degradovateľného rozpustného substrátu, obsiahnutej v odpadovej vode, obsah tejto frakcie v odpadových vodách sa môže líšiť pre každý jednotlivý prípad. Spracovanie vzorky odpadovej vody získanej z domácnosti, ktorá obsahovala približne 300 mg/1 BSK a približne 600 mg/1 príbuzných CHSK, pri ktorom došlo k spotrebe 25 % hmotn. frakcie ľahko degradovateľného rozpustného substrátu, poskytlo dobré prevádzkové výsledky. Prevádzková reakčná doba daná dvadsať až šesťdesiatminútovou hydraulickou retenčnou dobou bude zvyčajne produkovať požadovaný výsledok, pri predpoklade, že rozdelenie na jednotlivé oddelenia, ktoré vyžaduje navrhnutie vstupnej konfigurácie, poskytne správny stupeň dispergácie spoločne s vhodnou zmiešavacou energiou, ktorá zvyšuje biologickú vločkovú nukleádu a agregádu. Relatívne umiestenie prietokových a podtokových priehradiek na spodnej hladine vody a podlahe reakčnej nádrže je znakom vynálezu. Otvorená plocha podtokovej priehrady je obmedzená tak, aby generovala vysokú podtokovú energiu, ktorá bude najmenej trojnásobkom priemernej prúdovej energie v prietokovom prúde. Podtoková voľná plocha používa frakciu s dostupnou dĺžkou podtokovej priehradky. Vysokoenergetické zmiešavacie režimy sa teda generujú v blízkosti podlahových sekcií reakčnej nádrže, ktoré sú sledované redukovanými energetickými fluktuačné agregačnými zónami v hornej zóne, vytvorenej prietokovými priehradkami. Konfigurácia geometrie vstupu je navrhnutá tak, aby podporila impulzové energetické zóny, ktoré zaistia prenos vločiek a rast vločiek, spoločne s biologickými reakciami odstraňovania rozpustných BSK a konverziou na intraceluláme zásobné produkty čiastočnou denitrifikáciou a uvoľňovaním fosforu pomocou biologických fosfor maskujúcich mikroorganizmov, ktoré sú spôsobené rastom biomasy.
Napriek tomu, že všetky opísané spôsoby prebiehajú v jednonádobovej realizácii reaktora, výhodná realizácia používa štvomádržové zariadenie alebo štvormodulové zariadenie. Každý modul môže obsahovať jednu nádrž až kombináciu N nádrží (pričom N > 1). Faktoráda štyroch modulov je závislá od nastaveného (navrhnutého) štvorhodinového cyklu, na ktorého základe bola navrhnutá geometria nádrže. Odborníkom v danom odbore je zrejmé, že je mož né takisto použiť ďalšie faktoračné čísla, napríklad 3 a 5. Takýto dizajn spĺňa špecifické požiadavky kladené na (hydraulické) rozdelenie obsahu, manipuláciu s organickým obsahom, biologické spracovanie (vrátane súbežne prebiehajúcej nitrifikácie a denitrifikácie a biologického odstraňovania fosforu), uspokojenie dopytu po kyslíku automatickým riadením BIORATE, maximalizáciu kyslíkovej prenosovej účinnosti, optimalizáciu separácie pevných častíc a kvapaliny vo vzťahu k dekantačnej hĺbke a spracovanému odtoku odstránenému dekantáciou. Štvormodulová výhodná realizácia pracuje v každom prípade ako účinný kontinuálny proces s príjmom prítokového prúdu a kontinuálnym vypúšťaním odtokového prúdu zo zariadenia, pričom prietok má hodinovú konštantnú rýchlosť zodpovedajúcu aktuálnemu dekantačnému objemu, ktorý je odstraňovaný z modulu. Aj keď je možné použiť rôzne protokoly, rýchlosť vypúšťania je pri každej dekantačnej sekvencií konštantná. Výhodná realizácia je konfigurovaná pre operáciu prerušujúcu tečenie, po ktorej nasleduje štvormodulové (štvornádržové) spracovanie. Modul môže byť usporiadaný tak, aby mal prítok na jednej strane modulu (nádrže) a dekantačný odtok na protiľahlom konci alebo na vzdialenom konci modulu (nádrže), ale umiestnený na pozdĺžnych stenách nádrže (pozri obr. 6 (a) až 6 (g)). Odpadová voda z domácností zvyčajne obsahujúca 300 mg/1 TSS, 55 mg/1 TKN, ktorá má byť spracovaná prúdovým rozmedzím 6 x ADWF, bude vyžadovať, aby vstupná zóna tvorila až 8 % celkovej plochy nádoby. Táto zóna je v každom reaktore rozdelená minimálne na 5 a zvyčajne na 8 až 14 podzón, pričom každý reaktor má objemovú frakciu, ktorá najprv generuje v prvej zmiešavacej zóne spotrebu kyslíka presahujúcu 20 mg O2/gVSS/hod. Objemová frakcia zmesovej prevádzkovej tekutiny obsahujúca suspendované pevné látky čerpaná z hlavného reaktora bude zvyčajne predstavovať 20 %až 33 % priemerného prítokového odpadového prúdu. Prietokové priehradkové usporiadanie je na jednej strane reakčnej nádrže zakončené tak, že polovica zmiešaného prúdu odteká do určitého miesta, ktoré sa nachádza na druhej strane hlavnej reakčnej nádrže.
Čerpanie zmiešanej tekutiny obsahujúcej pevné látky pokračuje počas celého cyklu. Prítokový prúd odpadovej vody sa počas usadzovacej sekvencie preruší. Odpadový kal sa zhromažďuje zo zóny nasledujúcej za vstupným biologickým selektorom a odstraňuje sa počas prevzdušňovacej sekvencie alebo počas neprevzdušňovacej usadzovacej sekvencie. Rozmery nádrže reaktora sa zvyčajne zvolia tak, aby mohla dosahovať až 15 kg na m2 reakčnej plochy; a ak má byť reaktor použitý na účinné odstraňovanie živín z odpadovej vody, 0,33 až 0,40 kg BSK na m3 pri trakčnom dekantačnom objeme 0,46. Dekantačná hĺbková rýchlosť odstraňovania kvapaliny dosahuje až 38 mm/min. v prípade, že sa nepridá fosforová zrazenina. Ak sa pridá fosforová zrazenina, pre normálne suché spracovanie sa táto hĺbková rýchlosť môže zvýšiť na 44 mm/min. Obsah prúdu pevných látok v nádrži dosahuje až 15 kg MLSS/'rrr a 10 kg TKN/kg MLSS/m2/d, pričom obsah prvej nádrže tvorí 20 % a obsah nasledujúcej nádrže tvorí 30 %.
Ďalší vývoj systému je smerovaný na zabudovanie prichyteného rastového média do systému s cieľom zvýšiť objem biomasy, ktorá sa môže ukladať v systéme. V prípade tejto realizácie sa nádrž reaktora s variabilným objemom rozdelí do troch zón.
Prvou zónou je zóna biologického selektora, ktorého rozmery sú prispôsobené čisteniu odpadovej vody z domácností, ktorá bola všeobecne už opísaná. V prípade čistenia organických priemyselných odpadových vôd sa objem tejto frakcie zvýši tak, aby zaujímal približne 12 % po li vrchovej plochy nádrže. Táto zóna je rozdelená na jednotlivé oddiely už opísaným spôsobom tak, aby umožňovala postupné odstraňovanie rozpustného substrátu. Za prvou zónou nasleduje druhá zóna, ktorá je s prvou zónou prepojená pomocou spoločnej kvapaliny. Spätný prúd zmiešanej prevádzkovej tekutiny odčerpávaný zo zóny 3 do zóny 1 pre aplikácie, v ktorých prítok BOD dosahuje až 2000 mg/1, alebo zo zóny 2 do zóny 1, sa zvýši na dvojnásobok až trojnásobok priemerného prítokového prúdu.
Zóny 1 až 3 sú kontinuálne prepojené prúdom spoločnej tekutiny. Náhodné zloženie v zóne 2 sa nachádza približne 0,4 metra od dna nádrže reaktora a 0,15 metra pod vyznačenou spodnou hladinou vody. Zóna 2 je vybavená prostriedkami, ktoré sú schopné meniť intenzitu prevzdušňovania, pričom zóna 1 má prevzdušňovacie difuzéry vybavené ventilmi, ktoré umožňujú uskutočňovať obyčajné prevzdušňovanie a/alebo riadenie miešania.
Odborníkom v danom odbore je zrejmé, že rovnaký prevádzkový spôsob a spôsob kontroly je možné aplikovať aj na spracovanie odpadových vôd, v ktorých ide len o odstránenie uhlíka, uhlíka a dusíka, uhlíka, fosforu alebo uhlíka, dusíka a fosforu.
Nakoniec je nutné uviesť, že opísané realizácie majú len ilustratívny charakter a v žiadnom ohľade neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený priloženými patentovými nárokmi.
Claims (28)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob spracovania odpadového materiálu, ktorý zbavuje tento materiál zložiek obsahujúcich organický uhlík, dusík a fosfor, riadením metabolickej aktivity mikroorganizmov jedinej aktivovanej kalovej biomasy, riadeným prevzdušňovaním kombinovaným s cyklickým prerušovaním prevzdušňovania a prerušovanou dekantáciou spracovaného prúdu v reaktore (1), ktorý pracuje s premenlivým objemom, je otvorený do atmosféry a obsahuje prvú zónu (3) majúcu neprevzdušňovaný reakčný objem a čiastočne oddelene od prvej reakčnej zóny v sériovom zapojení druhú alebo poslednú zónu (4), ktorá má cyklicky prevzdušňovaný objem a ktorá obsahuje prostriedky na zavádzanie rozpusteného kyslíka riadeným prevzdušňovaním, pričom obidve zóny majú spoločnú maximálnu vodnú hladinu (7), pričom tento spôsob spočíva v tom, že sa- do reaktora (1) zavádza odpadový materiál;- aspoň časť obsahu druhej alebo poslednej zóny sa prevedie do prvej zóny (3), kde sa zmiešava a reaguje so zavádzaným nespracovaným odpadovým materiálom a následne prúdi z prvej zóny (3) do druhej alebo poslednej zóny (4), pričom toto prevedenie prebieha, zatiaľ čo je aspoň druhá alebo posledná zóna (4) prevzdušňovaná; a- preruší sa prúdenie odpadového materiálu do prvej zóny (3), zatiaľ čo sa tvorí supematant a zatiaľ čo sa spracovaný prúd odvádza z druhej alebo poslednej zóny (4); vyznačujúci sa tým, že sa- monitoruje koncentrácia rozpusteného kyslíka v biomase,- monitoruje koncentrácia biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4)a- monitoruje hladina vrstvy prekrývajúcej kal v druhej alebo poslednej zóne (4), pričom koncentrácia rozpusteného kyslíka v biomase sa monitoruje v oblasti ležiacej v zmesi odpadového materiálu a mikroorganizmov v druhej alebo poslednej zóne (4) alebo v trubici, cez ktorú je biomasa z tejto druhej alebo poslednej zóny (4) čerpaná a stanoví sa rýchlosť využívania rozpusteného kyslíka, po ukončení odstraňovania spracovaného prúdu prebehne sekvencia prevzdušňovania, počas ktorej sa odpadový materiál zavádza do druhej alebo poslednej zóny (4) a ktorá nastaví koncentráciu rozpusteného kyslíka na hodnotu nižšiu ako 3 mg/1 za súčasného zachovania súbežne prebiehajúcej nitrifikácie adenitriflkácie, pričom rýchlosť využitia rozpusteného kyslíka biomasou v druhej alebo poslednej zóne (4) sa meria na konci prevzdušňovacej sekvencie, nameraná rýchlosť sa porovná s potenciálnou rýchlosťou využitia kyslíka, ktorá sa určí meraním spotreby kyslíka aktivovanou biomasou pri prebytku rozpustného substrátu, a na základe tohto porovnania s reguláciou doby trvania prevzdušňovacej sekvencie a/alcbo prúdu vzduchu počas prevzdušňovacej sekvencie a reguláciou koncentrácie biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4) sa nastaví rýchlosť využitia kyslíka na hodnotu kritickej respiračnej rýchlosti, ktorá je nižšia ako potenciálna rýchlosť využitia kyslíka.
- 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa počas sekvencie prerušenia prevzdušňovania odstráni až 40 % objemu reaktora (1) rýchlosťou, ktorá vylučuje unášanie usadeného pevného podielu z druhej alebo poslednej zóny (4) reaktora (1).
- 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa celkový oxidačné redukčný potenciál kombinovaného prúdu tekutiny prechádzajúceho druhou alebo poslednou zónou (4) pohybuje od -150 mV do -200 mV, vztiahnuté k vodíkovej referenčnej elektróde.
- 4. Spôsob podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že sa odpadový materiál zodpovedajúci až 40 % objemu reaktora (1) zavedie do prvej zóny (3) počas sekvencie nastaveného prevzdušňovania, ktorého trvanie zodpovedá celkovému času jedného cyklu po odpočítaní doby trvania sekvencie, počas ktorej sa pri prerušení prevzdušňovania odstraňuje tekutina a odvádza spracovaný prúd.
- 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že oxidačné redukčný potenciál oddeleného kalu v druhej alebo poslednej zóne (4) poklesne počas 90 min. sekvencie pozastavenia prevzdušňovania na -150 mV až -200 mV.
- 6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že aspoň 10 min. po prerušení dodávky vzduchu zostáva biomasa v druhej alebo poslednej zóne (4) v pohybe.
- 7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa hodnoty koncentrácie rozpusteného kyslíka v druhej alebo poslednej zóne (4) merajú a monitorujú automaticky in situ v intervaloch 10 s až 20 s po prerušení dodávky vzduchu.
- 8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že sa zaťaženie celkového Kjeldahlovho dusíka (TKN) použitého v aktivovanom kale v reaktore (1) dosahuje približne až 10 kg TKN/kg MLSS/d/m2 v 30 %.
- 9. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že sa zaťaženie celkového fosforu použité v pevnom podiele aktivovaného kalu v reaktore (1) dosahuje približne 2 kg fosforu/kgMLSS/d/m2.
- 10. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že sa koncentrácia rozpusteného kyslíka v druhej alebo poslednej zóne (4) nastaví na menej ako 0,7 mg/'l, priemerne, počas 75 % prevzdušňovacej sekvencie a na 2 mg/| až 3 mg/1 po zostávajúci čas prevzdušňovacej sekvencie.
- 11. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že sa odpadový materiál spracuje s použitím populácie mikroorganizmov aklimatizovanej na kontaminačné látky odpadového materiálu a ich koncentrácie v odpadovom materiáli, pričom uvedená populácia mikroorganizmov zahrnuje:- mikroorganizmy schopné odstrániť zlúčeniny uhľohydrátového typu,- nitrifikačnc mikroorganizmy schopné previesť dusík amoniaku aspoň na dusík dusitanu,- fakultatívne mikroorganizmy schopné denitrifikovať dusitan,- fakultatívne mikroorganizmy schopné redukovať dusík dusičnanu na dusík dusitanu až na plynný dusík a- mikroorganizmy odstraňujúce fosfor, ktoré sú schopné biologicky odbúrať dostupné rozpustné zlúčeniny obsahujúce fosfor.
- 12. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že koncentrácie pevného podielu zmiešaného lúhu v druhej alebo poslednej zóne (4) sa sníma a zaznamenáva v momente ukončenia dodávky vzduchu do reaktora (1) a rýchlosť spotreby rozpusteného kyslíka sa sníma, zaznamenáva a analyzuje po ukončení dodávky kyslíka.
- 13. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa snímané prevádzkové hodnoty spracujú a použijú na stanovenie:- doby čerpania odpadového kalu,- doby trvania prevzdušňovacej sekvencie pre nasledujúci cyklus,- prietoku vzduchu pre nasledujúci cyklus a- nastavenie hodnoty koncentrácie rozpusteného kyslíka, tak, aby boli prevádzkové podmienky stanovené na konci predchádzajúcej prevzdušňovacej sekvencie v druhej alebo poslednej zóne (4) dostatočné na udržanie kritickej respiračnej rýchlosti.
- 14. Spôsob podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že sa snímané prevádzkové hodnoty spracujú a ďalej použijú na určenie rýchlosti vzrastu koncentrácie kyslíka na počiatku prevzdušňovacej sekvencie.
- 15. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 14, vyznačujúci sa tým, že sa uskutočňuje korekcia pH hodnoty pri prúde privádzanej odpadovej vody.
- 16. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 15, vyznačujúci sa tým, že rýchlosť spotreby rozpusteného kyslíka alebo nameraná rýchlosť potenciálnej spotreby rozpusteného kyslíka v počiatočnom objeme dosahuje aspoň 20 mg O2/g VSS/h.
- 17. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 16, vyznačujúci sa tým, že odpadovým materiálom je domáci odpad, priemyselný odpad, komunálny odpad, vrátane ľudských výkalov, odpadu vznikajúceho pri kúpaní, odpadu vznikajúceho pri praní, odpadu vznikajúceho pri príprave pokrmov a ich kombinácie.
- 18. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 17, vyznačujúci sa tým, že maximálna rýchlosť spotreby kyslíka biomasou v druhej alebo poslednej zóne (4), merané s použitím pomeru biologických pevných látok ku zavádzanému prúdu odpadového materiálu 80 % : : 20 %, dosahuje v priemere aspoň trojnásobok kritickej respiračnej rýchlosti spotreby kyslíka biomasou v druhej alebo poslednej zóne (4), merané a vypočítané denne s použitím snímača na meranie rozpusteného kyslíka.
- 19. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 18, vyznačujúci sa tým, že zaťaženie pevných látok dosahuje približne až 20 kg MLSS/m2 reakčnej plochy.
- 20. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 19, vyznačujúci sa tým, že oxidačné redukčný potenciál biomasy určuje kritickú respiračnú rýchlosť.
- 21. Zariadenie na spracovanie odpadového materiálu zbavujúce tento odpadový materiál zložiek obsahujúcich uhlík, dusík a fosfor riadením metabolickej aktivity mikroorganizmov jedinej aktivovanej kalovej biomasy, pričom uvedené zariadenie zahrnuje- reaktor (1) pracujúci s premenlivým objemom otvorený do atmosféry a obsahujúci prvú zónu (3) majúcu neprevzdušňovaný reakčný objem a čiastočne oddelene od prvej zóny (3) v sériovom zapojení druhú alebo poslednú zónu (4), ktorá má cyklicky prevzdušňovaný objem a ktorá obsahuje prostriedky na zavádzanie rozpusteného kyslíka riadeným prevzdušňovaním, pričom obidve zóny majú spoločnú maximálnu vodnú hladinu (7) a sú vzájomne prepojené cez prúd tekutiny prúdiaci z prvej zóny (3) do druhej alebo poslednej zóny (4), zatiaľ čo sa aspoň druhá alebo posledná zóna (4) prevzdušňuje;- prostriedok na príjem odpadu v reaktore (1) prispôsobený na prerušenie prúdu odpadového materiálu privádzaného do prvej zóny (3) počas sekvencie separácie zmiešanej kvapaliny a odstraňovania spracovaného prúdu;- prostriedok (10) na prenos aspoň časti obsahu druhej alebo poslednej zóny (4) do prvej zóny (3);- prostriedok (6) na prenos vzduchu do druhej alebo poslednej zóny (4);- riadiaci prostriedok na riadenie prevádzkových sekvencii vybavenia zariadenia;vyznačujúce sa ty'm, že ďalej obsahuje:- pristroj (13) na monitorovanie koncentrácie biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4);- detektor (15) na monitorovanie polohy kalovej vrstvy v druhej alebo poslednej zóne (4);- snímač (12) na monitorovanie koncentrácie rozpusteného kyslíka v biomase v mieste vnútri zmesi odpadového materiálu a mikrobiálneho materiálu v druhej alebo poslednej zóne (4) alebo v potrubí, ktorým sa biomasa z druhej alebo poslednej zóny (4) odčerpáva; pričom riadiaci prostriedok na riadenie prevádzkových sekvencii vybavenia zariadenia je prispôsobený na stanovenie rýchlosti spotreby rozpusteného kyslíka, na riadenie sekvencie prevzdušňovania nasledujúce na ukončení sekvencie odstránenia spracovaného prúdu, počas ktorej sa do druhej alebo poslednej zóny (4) zavádza odpadová voda, koncentrácia rozpusteného kyslíka sa upraví na hodnotu menšiu ako 3 mg/1 a súčasne prebiehajú nitrifikácia a denitrifíkácia, a na porovnanie rýchlosti spotreby rozpusteného kyslíka biomasou v druhej alebo poslednej zóne (4), merané na konci prevzdušňovacej sekvencie, s potenciálnou rýchlosťou spotreby kyslíka určenou na základe merania spotreby kyslíka kalom s prebytkom rozpustného substrátu, a pre následnú úpravu hodnoty rýchlosti spotreby kyslíka na kritickú respiračnú rýchlosť, ktorá je nižšia ako potenciálna rýchlosť spotreby kyslíka, úpravou doby trvania prevzdušňovania a/alebo prúdu vzduchu v prevzdušňovacej sekvencii a úpravou koncentrácie biomasy v druhej alebo poslednej zóne (4).
- 22. Zariadenie podľa nároku 21, vyznačujúce sa tým, že reaktor (1) obsahuje difúzne prevzdušňovacie mriežky umiestnené pri dne základne druhej alebo poslednej zóny (4).
- 23. Zariadenie podľa nároku 22, vyznačujúce sa tým, že prevzdušňovacie mriežky sú regulované prostriedkom na obmedzovanie prúdu vzduchu, napríklad regulačným ventilom poháňaným motorom, ktorý môže byť striedavo uzavretý a otvorený alebo ktorý funguje vSK 285017 Β6 súlade s nastaveným programom na prevzdušňovaciu operáciu.
- 24. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 21 až23, vyznačujúce sa tým, že snímačom (12) na monitorovanie koncentrácie rozpusteného kyslíka v biomase je elektronický snímač schopný merať rýchlosť zmeny koncentrácie rozpusteného kyslíka.
- 25. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 21 až24, vyznačujúce sa tým, že druhá alebo posledná zóna (4) tvorí viac ako 50 % celkového objemu reaktora (1).
- 26. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 21 až25, vyznačujúce sa tým, že reaktor (1) má formu nádrže so zvažujúcimi sa hlinenými, membránou potiahnutými a betónom stabilizovanými alebo betón zadržujúcimi stenami alebo formu nádrže s betónovými stenami alebo nádrže vyrobenej z konštrukčnej ocele.
- 27. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 21 až26, vyznačujúce sa tým, že zaťaženie pevných látok dosahuje až približne 20 kg MLSS/m2 reakčnej plochy.
- 28. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 21 až27, vyznačujúce sa tým, že priradené rastové médiá obsiahnuté ako náhodne nakombinované médiá v druhej alebo poslednej zóne (4) sú upravované prostriedky na zmenu intenzity prevzdušňovania.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPN3711A AUPN371195A0 (en) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | Improvements in wastewater treatment |
| AUPN6207A AUPN620795A0 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Improvements in wastewater treatment |
| PCT/AU1996/000379 WO1997000832A1 (en) | 1995-06-22 | 1996-06-21 | Controlling wastewater treatment by monitoring oxygen utilisation rates |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK175697A3 SK175697A3 (en) | 1998-07-08 |
| SK285017B6 true SK285017B6 (sk) | 2006-04-06 |
Family
ID=25644977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1756-97A SK285017B6 (sk) | 1995-06-22 | 1996-06-21 | Spôsob spracovania odpadového materiálu |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0854843B1 (sk) |
| KR (1) | KR100352412B1 (sk) |
| CN (1) | CN1204061C (sk) |
| AT (1) | ATE313518T1 (sk) |
| BG (1) | BG63532B1 (sk) |
| CA (1) | CA2225456C (sk) |
| CZ (1) | CZ294826B6 (sk) |
| DE (1) | DE69635616D1 (sk) |
| EA (1) | EA000912B1 (sk) |
| HU (1) | HU224163B1 (sk) |
| PL (1) | PL188698B1 (sk) |
| SK (1) | SK285017B6 (sk) |
| WO (1) | WO1997000832A1 (sk) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO453897A0 (en) * | 1997-01-09 | 1997-01-30 | Bisasco Pty Limited | Improvements in wastewater treatment processing |
| AU7788698A (en) | 1997-05-31 | 1998-12-30 | Korea Institute Of Science And Technology | A process for wastewater treatment using intermittently decanted extended aeration process |
| FR2769306B1 (fr) * | 1997-10-02 | 1999-11-12 | Lyonnaise Eaux Eclairage | Procede d'evaluation et de controle de la biomasse contenue dans les bassins biologiques de traitement d'eaux usees |
| BE1011687A5 (fr) * | 1997-10-17 | 1999-12-07 | Hydrotop Rech Et Dev | Procede et station d'epuration d'eaux residuaires. |
| AU2003236421B2 (en) * | 1998-03-04 | 2006-12-14 | Mikkel G. Mandt | Surge Anoxic Mix Sequencing Batch Reactor Systems |
| ATE407915T1 (de) * | 1998-03-04 | 2008-09-15 | Mikkel G Mandt | Batch-reaktor mit anoxischer mischung |
| EP1072559A3 (de) * | 1999-07-26 | 2002-04-03 | INGERLE, Kurt | Einrichtung zur Reinigung von Abwasser |
| DE10023652A1 (de) * | 2000-05-13 | 2002-01-03 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur aeroben biologischen Abwasserreinigung |
| FR2820733B1 (fr) * | 2001-02-09 | 2003-04-11 | Vivendi Water Systems | Procede et installation d'epaississement des boues issues du traitement d'eau par floculation-decantation a floc leste |
| US6383389B1 (en) * | 2001-02-15 | 2002-05-07 | United States Filter Corporation | Wastewater treatment system and method of control |
| GB0105059D0 (en) * | 2001-03-01 | 2001-04-18 | Sev Trent Water Ltd | Activated sludge treatment |
| US7262207B2 (en) | 2002-09-19 | 2007-08-28 | Abbott Laboratories | Pharmaceutical compositions as inhibitors of dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) |
| AU2004289710B2 (en) * | 2003-11-14 | 2009-04-02 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Selective enrichiment of microorganisms for desired metabolic properties |
| US20070224674A1 (en) * | 2003-11-14 | 2007-09-27 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Or | Selective Enrichiment of Microorganisms for Desired Metabolic Properties |
| CN1309664C (zh) * | 2004-12-30 | 2007-04-11 | 西安建筑科技大学 | 扬水曝气强化生物接触氧化水质改善装置 |
| CZ298936B6 (cs) * | 2005-05-11 | 2008-03-19 | Microsys Brno, S.R.O. | Zpusob rízení provzdušnování pri biologickém cištení odpadních vod |
| FR2943335B1 (fr) * | 2009-03-17 | 2011-07-22 | Degremont | Procede de regulation de l'apport d'oxygene pour le traitement d'eau residuaire,et installation pour sa mise en oeuvre. |
| ES2340134B1 (es) * | 2010-04-09 | 2011-01-28 | Centro De Estudios E Investigaciones Tecnicas De Guipuzcoa (Ceitg) | Reactor para el estudio y cultivo de biocapas. |
| KR101277841B1 (ko) * | 2011-08-22 | 2013-06-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 질산화 미생물 배양방법 |
| CN102520016B (zh) * | 2011-11-25 | 2013-06-12 | 清华大学 | 基于our的城市污水生物抑制性实时监控系统与方法 |
| CN103092079A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-05-08 | 浙江工商大学 | 一种基于FCASMs机理模型和嵌入式系统智能化控制SBR工艺的方法 |
| CN104355501B (zh) * | 2014-11-18 | 2016-05-04 | 中国环境科学研究院 | 一种丙酮生产过程产生废水的处理方法 |
| WO2016082007A1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Private Institute For Water Technologies Ltd. | Method for reconstruction and optimization of the activated sludge stage of waste water treatment plants with one suspended biomass |
| CN104498347B (zh) * | 2014-12-22 | 2016-08-24 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种可用于水中可生物降解有机物和微生物污染监测的生物氧化反应柱 |
| CN106277383B (zh) * | 2016-08-29 | 2020-05-15 | 尚川（北京）水务有限公司 | 一种基于耗氧速率测定仪的曝气控制系统与方法 |
| CN106186381B (zh) * | 2016-08-29 | 2019-06-28 | 尚川（北京）水务有限公司 | 一种曝气控制系统与曝气控制方法 |
| CN106277299B (zh) * | 2016-08-29 | 2020-07-31 | 尚川（北京）水务有限公司 | 一种基于耗氧速率测定仪的曝气控制系统与方法 |
| CN106215759B (zh) * | 2016-09-13 | 2020-01-14 | 深圳市天誉环保技术有限公司 | 一种轴搅拌废水处理装置 |
| CN108022762B (zh) * | 2016-11-11 | 2020-11-03 | 南京大学 | 基于花生壳制备掺氮多孔碳超级电容器电极材料的方法 |
| CN106630153A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-05-10 | 成都冠禹科技有限公司 | 一种新型可实时监测的复合多功能污水处理系统 |
| CN107512824B (zh) * | 2017-08-18 | 2020-07-17 | 淮海工学院 | 分散式污水处理设备的智能监测控制系统 |
| KR102008686B1 (ko) | 2018-03-13 | 2019-08-09 | 강성만 | 하수처리시스템 |
| CN109001435B (zh) * | 2018-07-16 | 2022-03-29 | 西安建筑科技大学 | 采用呼吸图谱实现污水处理厂事故预警和管理优化的方法 |
| CN110054293A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-26 | 大连安能杰科技有限公司 | 一种基于nadh控制曝气量的污水处理生化工艺 |
| KR102239139B1 (ko) * | 2020-11-05 | 2021-04-12 | 주식회사 송림 | 미생물의 비산소소비속도를 이용한 회분식 수처리 방법과 이를 이용한 회분식 수처리 장치 |
| CN112573641B (zh) * | 2020-11-20 | 2021-11-02 | 中国环境科学研究院 | 一种污水处理量确定方法及装置 |
| CN114720202A (zh) * | 2021-01-06 | 2022-07-08 | 中昊晨光化工研究院有限公司 | 一种检测低压腐蚀性气体中微量氧含量的方法和装置 |
| CN113788527B (zh) * | 2021-08-27 | 2022-10-18 | 同济大学 | 一种负荷分配污水处理系统 |
| CN114291911B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-04-07 | 安徽泛湖生态科技股份有限公司 | 一种基于氧转移效率的污水曝气控制方法 |
| CN115677015B (zh) * | 2023-01-03 | 2023-04-07 | 江苏江南环境工程设计院有限公司 | 一种基于精准控制的废水处理工艺和回用方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3342727A (en) * | 1965-12-06 | 1967-09-19 | Victor A Bringle | Method of and system for sewage treatment |
| FR1567182A (sk) * | 1968-02-16 | 1969-05-16 | ||
| AT335382B (de) * | 1974-11-04 | 1977-03-10 | Siemens Ag Oesterreich | Verfahren zur ermittlung gunstiger bzw. einzustellender bedingungen fur den biologischen abbau von abwassern bei der beluftung von abwasser im belebtschlammverfahren |
| US3994802A (en) * | 1975-04-16 | 1976-11-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removal of BOD and nitrogenous pollutants from wastewaters |
| US4159243A (en) * | 1977-08-09 | 1979-06-26 | Envirotech Corporation | Process and system for controlling an orbital system |
| DE2838621C2 (de) * | 1978-09-05 | 1984-05-03 | Dietmar Dipl.-Ing. 7054 Korb Heinrich | Verfahren zur Bestimmung des Sauerstoffeintrags in ein Belebungsbecken |
| DE2852546A1 (de) * | 1978-12-05 | 1980-06-12 | Menzel Gmbh & Co | Verfahren zur reinigung von abwasser |
| DE3126412A1 (de) * | 1981-07-04 | 1983-01-27 | Menzel Gmbh & Co, 7000 Stuttgart | Verfahren zur behandlung einer fluessigkeit |
| HU189376B (en) * | 1983-12-06 | 1986-06-30 | Keletmagyarorszagi Vizuegyi Tervezoe Vallalat,Hu | Process and apparatus for the supply of oxygen in regulated quantity into the active sludge reactor of biological sewage purifying equipment, as well as auxiliary reactor for the determination of the variation of the relative oxygen concentration of sewage sample containing active sludge, particularly for the execution of the process |
| JPH0665399B2 (ja) * | 1986-09-09 | 1994-08-24 | 株式会社西原環境衛生研究所 | 間欠曝気式による活性汚泥処理方法およびその装置 |
| DE4417259C2 (de) * | 1994-05-17 | 2000-09-21 | Rwe Umwelt Ag | Verfahren zum Reinigen von Abwasser mittels Belebtschlamm |
-
1996
- 1996-06-21 SK SK1756-97A patent/SK285017B6/sk unknown
- 1996-06-21 HU HU9900306A patent/HU224163B1/hu active IP Right Grant
- 1996-06-21 WO PCT/AU1996/000379 patent/WO1997000832A1/en active IP Right Grant
- 1996-06-21 AT AT96920628T patent/ATE313518T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-06-21 CZ CZ19974133A patent/CZ294826B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1996-06-21 EP EP96920628A patent/EP0854843B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-21 EA EA199800076A patent/EA000912B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-06-21 DE DE1996635616 patent/DE69635616D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-21 KR KR1019970709630A patent/KR100352412B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-06-21 CN CNB961963212A patent/CN1204061C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-21 CA CA 2225456 patent/CA2225456C/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-21 PL PL96324334A patent/PL188698B1/pl unknown
-
1997
- 1997-12-18 BG BG102135A patent/BG63532B1/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL188698B1 (pl) | 2005-03-31 |
| BG63532B1 (bg) | 2002-04-30 |
| ATE313518T1 (de) | 2006-01-15 |
| SK175697A3 (en) | 1998-07-08 |
| KR100352412B1 (ko) | 2003-01-06 |
| CN1193310A (zh) | 1998-09-16 |
| CA2225456A1 (en) | 1997-01-09 |
| HUP9900306A2 (hu) | 1999-05-28 |
| WO1997000832A1 (en) | 1997-01-09 |
| EA000912B1 (ru) | 2000-06-26 |
| EA199800076A1 (ru) | 1998-10-29 |
| CZ294826B6 (cs) | 2005-03-16 |
| BG102135A (en) | 1998-08-31 |
| CN1204061C (zh) | 2005-06-01 |
| DE69635616D1 (de) | 2006-01-26 |
| CA2225456C (en) | 2007-01-09 |
| PL324334A1 (en) | 1998-05-25 |
| EP0854843A1 (en) | 1998-07-29 |
| CZ413397A3 (cs) | 1998-06-17 |
| KR19990028315A (ko) | 1999-04-15 |
| HUP9900306A3 (en) | 2001-04-28 |
| HU224163B1 (hu) | 2005-06-28 |
| EP0854843A4 (en) | 1999-07-14 |
| EP0854843B1 (en) | 2005-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5989428A (en) | Controlling wastewater treatment by monitoring oxygen utilization rates | |
| EP0854843B1 (en) | Controlling wastewater treatment by monitoring oxygen utilisation rates | |
| EP3288903B1 (en) | Method and device for treatment of wastewater using activated sludge process with enhanced nitrogen and phosphorus removal | |
| AU2004274400B2 (en) | Single vessel multi-zone wastewater bio-treatment system | |
| Cheng et al. | Nitrification/denitrification in intermittent aeration process for swine wastewater treatment | |
| Jiang et al. | Effects of hydraulic retention time on process performance of anaerobic side-stream reactor coupled membrane bioreactors: kinetic model, sludge reduction mechanism and microbial community structures | |
| Ip et al. | Effect of alternating aerobic and anaerobic conditions on the economics of the activated sludge system | |
| AU2018331439A1 (en) | Simultaneous nitrification/denitrification (SNDN) in sequencing batch reactor applications | |
| Soriano et al. | A Comparative Pilot‐Scale Study of the Performance of Conventional Activated Sludge and Membrane Bioreactors under Limiting Operating Conditions | |
| WO1998030504A1 (en) | Aerated removal of nitrogen pollutants from biologically degradable wastewaters | |
| AU595177B2 (en) | Nitrification/denitrification of waste material | |
| AU712746B2 (en) | Controlling wastewater treatment by monitoring oxygen utilisation rates | |
| Asadi et al. | Statistical analysis and optimization of an aerobic SBR treating an industrial estate wastewater using response surface methodology (RSM) | |
| WO2014059990A1 (en) | Improved process and system for biological water purification | |
| KR100935914B1 (ko) | 2단 반응조를 갖는 고도 처리장치 | |
| Kayser | Activated sludge process | |
| Derco et al. | Biological nutrient removal in an intermittently aerated bioreactor | |
| Lee et al. | Development of sequencing batch reactor with step feed and recycle | |
| Gupta et al. | Sequencing batch reactors | |
| Radetic et al. | Carbon, Nitrogen, and Phosphorous Removal, Basics and Overview of Technical Applications | |
| UA63890C2 (en) | A method for treating waste material from the effluent water and an apparatus for realizing the same | |
| Sykes | Biological wastewater treatment processes | |
| Al-Obaidi | Aeration Tank Behavior in the Activated Sludge Wastewater Treatment Plant Startup Conditions Case study;(Wastewater Treatment plant of General Mosul hospital-IRAQ) | |
| Pause et al. | Biological fixed-film systems | |
| Casey et al. | PILOT PLANT STUDY OF ENHANCED BIOLOGICAL REMOVAL OF NITROGEN AND PHOSPHORUS FROM WASTEWATER. |