CS251844B1 - Method of wastewater treatment by intensification of biological flotation process - Google Patents

Method of wastewater treatment by intensification of biological flotation process Download PDF

Info

Publication number
CS251844B1
CS251844B1 CS857187A CS718785A CS251844B1 CS 251844 B1 CS251844 B1 CS 251844B1 CS 857187 A CS857187 A CS 857187A CS 718785 A CS718785 A CS 718785A CS 251844 B1 CS251844 B1 CS 251844B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
sludge
suspension
biological
denitrification
flotation
Prior art date
Application number
CS857187A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS718785A1 (en
Inventor
Jiri Barta
Simona Cizinska
Vladimir Havlin
Jiri Maixner
Frantisek Slavicek
Original Assignee
Jiri Barta
Simona Cizinska
Vladimir Havlin
Jiri Maixner
Frantisek Slavicek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Barta, Simona Cizinska, Vladimir Havlin, Jiri Maixner, Frantisek Slavicek filed Critical Jiri Barta
Priority to CS857187A priority Critical patent/CS251844B1/en
Publication of CS718785A1 publication Critical patent/CS718785A1/en
Publication of CS251844B1 publication Critical patent/CS251844B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

Způsob dočištění odpadních vod intenzifikací procesu biologické flotace se provádí tak, že k nepřetržitě míchané kalové suspenzi ve flokulační jednotce bioreaktoru se přidá alkalická sul, s výhodou hydroxid vápenatý a pH suspenze se upraví na hodnotu 8,5 az 10,0. Pro ohřev kalu se využívá odpadni teplo vyhnívacích jednotek, k doplnění organického uhlíku lze do kalové suspenze přidávat kalovou vodu z metanizačního stupnš v množství od 1 do 25 % obj. Podstatou procesu je enzymatická činnost denitrifikačních bakterií, které jsou přítomné ve směsné kultuře aktivovaného kalu.The method of wastewater treatment by intensification of the biological flotation process is carried out by adding an alkaline salt, preferably calcium hydroxide, to the continuously stirred sludge suspension in the flocculation unit of the bioreactor and adjusting the pH of the suspension to a value of 8.5 to 10.0. The waste heat of the digestion units is used to heat the sludge, and to supplement the organic carbon, sludge water from the methanation stage can be added to the sludge suspension in an amount of 1 to 25% by volume. The essence of the process is the enzymatic activity of denitrifying bacteria, which are present in the mixed culture of activated sludge.

Description

Vynález se týká způsobu dočištění odpadních vod intenzifikací procesu biologické flotace a to zvýSenou aktivací denitrifikaSní činnosti směsné buněčné populace.The invention relates to a method of wastewater treatment by intensification of the biological flotation process, namely by increased activation of the denitrification activity of the mixed cell population.

Hlavními faktory v čistírenském procesu jsou vysoký efekt čistění odpadních vod a likvidace či využití přebytečných aktivovaných kalů s minimálními náklady a nároky na energii.The main factors in the treatment process are the high effect of wastewater treatment and the disposal or use of excess activated sludge with minimal costs and energy requirements.

Jedním z intenzivních způsobů zahuělování čistírenských kalů je proces biologické flotace (autorské osvědčení č. 228 403). Tento způsob zahuštění biologických, zejména aktivovaných kalů zmSnou jejich struktury fyzikální spočívá v tom, že ke kalům ss přidají kyslíkaté sloučeniny dusíku s výhodou dusičnany nebo dusitany v množství 50 až 2 000 g.m-^ za teploty 5 až 45 °C a při pH 5 až 8,5 za anaerobních podmínek. Změna fyzikální struktury umožňuje zároveň snadněji strájní odvodnění kalů.One of the intensive methods of coalification of sewage sludge is the biological flotation process (author's certificate No. 228 403). This method of thickening biological, especially activated sludge by changing their physical structure consists in adding oxygenated nitrogen compounds, preferably nitrates or nitrites, to the sludge in an amount of 50 to 2,000 gm - ^ at a temperature of 5 to 45 °C and at a pH of 5 to 8.5 under anaerobic conditions. The change in the physical structure also allows for easier drainage of the sludge.

Podstatou procesu je enzymatická činnost denitrifikačních bakterii, které jsou přítomné ve směsné kultuře aktivovaného kalu. Tyto fakultativně anaerobní bakterie využívají dusičnanů jako akceptorů elektronů v procesu nitrátové respirace v nepřítomnosti molekulárního kyslíku při současná utilizaci organického substrátu. Vznikající plyny, zejména plynný dusík, jsou příčinou flotačního děje.The essence of the process is the enzymatic activity of denitrifying bacteria, which are present in the mixed culture of activated sludge. These facultative anaerobic bacteria use nitrates as electron acceptors in the process of nitrate respiration in the absence of molecular oxygen while simultaneously utilizing organic substrate. The gases produced, especially gaseous nitrogen, are the cause of the flotation process.

Podmínkou vysoké účinnosti procesu biologické flotace jsou předevěím vhodné teplotní a kyslíkové poměry, nadbytek iontů NO”,' které jsou do systému dávkovány a zajištění vysokého přestupu hmoty mezi jednotlivými fázemi.The conditions for high efficiency of the biological flotation process are, in particular, suitable temperature and oxygen conditions, an excess of NO2 ions, which are dosed into the system, and ensuring high mass transfer between the individual phases.

Vyprodukovaný plyn tvoří mikroskopické bubliny o průměru 10 až 220/um, které ulpívají na povrchu vloček nebo jsou součástí jejich vnitřní stnuktury.The produced gas forms microscopic bubbles with a diameter of 10 to 220 µm, which adhere to the surface of the flakes or are part of their internal structure.

Množství vzniklého plynu vyprodukovaného bakteriemi v každé vločce by mělo postačit k jejímu vyflotování. Bubliity plynu by se neměly během procesu uvolňovat z částic, nebol vysokou vzestupnou rychlostí, sloučeným povrchovým napětím atd., způsobují poruchy flotačního procesu. Z těchto důvodů je vhodná přítomnost stopových množství heteropolárních látek (zbytek olejů, tenzidů apod.) , které snižují smáčivost vloček aktivovaného kalu.The amount of gas produced by the bacteria in each floc should be sufficient to float it. Gas bubbles should not be released from the particles during the process, as they cause disturbances in the flotation process due to high upward velocity, combined surface tension, etc. For these reasons, the presence of trace amounts of heteropolar substances (residual oils, surfactants, etc.) is appropriate, which reduce the wettability of the activated sludge flocs.

Proces tvorby bublinné disperze v průběhu denltrlfikačního pochodu je možno ovlivnit změnou podmínek v bioreaktoru. Mezi tato faktory, jež mohou podstatně ovlivnit denitrifikační enzymovou účinnost a množství i složení denitrifikačních plynů, patří zejména pH prostředí, teplota a míchání suspenze.The process of bubble dispersion formation during the denitrification process can be influenced by changing the conditions in the bioreactor. These factors, which can significantly affect the denitrification enzyme efficiency and the amount and composition of denitrification gases, include, in particular, the pH of the environment, temperature and suspension mixing.

Optimální rozmezí pH pro denitrlfikačáí proces se uvádí 6,5 až 7,5, přičemž pH 6 až 8 se dosahuj· 70 % účinnosti (Moore. S.F. and Schroeder, E.D., Water Has., 5, 452-5, 1971).The optimum pH range for the denitrification process is reported to be 6.5 to 7.5, with pH 6 to 8 achieving 70% efficiency (Moore, S.F. and Schroeder, E.D., Water Has., 5, 452-5, 1971).

Dalším faktorem, který výrazně ovlivňuje rychlost denitrifikačnl reakce, je teplota. Denltrifikačnl proces probíhá při teplotách 0 až 50 °C. Vzrůst rychlostí enzymových reakcí se stoupající teplotou lze vyjádřit teplotním kvocientem O,o, t.j. poměrem rychlosti reakce při určité teplotě k jejich rychlosti při teplotě o 10 C nižší. Pro denitrifikačnl mikroorganismy se tento kvocient pohybuje mezi 1,5 až 2,0 (Dawson, R.N. and Murphy, K.L.: Adv. in Water Pollut. Res., 6, 671-83, 1972).Another factor that significantly affects the rate of the denitrification reaction is temperature. The denitrification process occurs at temperatures from 0 to 50 °C. The increase in the rate of enzyme reactions with increasing temperature can be expressed by the temperature quotient O, o , i.e. the ratio of the reaction rate at a certain temperature to their rate at a temperature 10 C lower. For denitrifying microorganisms, this quotient ranges from 1.5 to 2.0 (Dawson, RN and Murphy, KL: Adv. in Water Pollut. Res., 6, 671-83, 1972).

Reakční rychlost enzymových reakcí však stoupá podle O,q pouze do určité teploty. Po překročení teploty, kdy rychlost katalyzované reakce dosáhne maxima, nastává zvrat a aktivita enzymů velmi rychle klesá následkem termické inaktivace bílkovinné složky enzymů.However, the reaction rate of enzyme reactions increases according to O,q only up to a certain temperature. After exceeding the temperature, when the rate of the catalyzed reaction reaches a maximum, a reversal occurs and the enzyme activity decreases very rapidly due to thermal inactivation of the protein component of the enzymes.

Reakční rychlost enzymové denitrifikačnl reakce je dále ovlivňována velikostí přestupu hmoty mezi kapalným prostředím a přítomným dusičnanem a vločkami biomasy suspendované fáze. Intenzita toku hmoty je závislá na fyzikálních vlastnostech systému , na rozdělení koncentra' cl, na hydrodynamických podmínkách pochodu a zejména na velikosti mesifázového povrchu. Ve snaze zintenzifikovat proces biologické flotace, získat mikrobiální suspenzi s vysokou spe3 cifickou denitrifikační účinností a docílit vétčího znečistění efluentu, byly nalezeny optimální podmínky procesu.The reaction rate of the enzymatic denitrification reaction is further influenced by the amount of mass transfer between the liquid medium and the nitrate and biomass flakes present in the suspended phase. The mass flow intensity depends on the physical properties of the system, the concentration distribution, the hydrodynamic conditions of the process and especially the size of the mesiphase surface. In an effort to intensify the biological flotation process, obtain a microbial suspension with a high specific denitrification efficiency and achieve greater effluent pollution, optimal process conditions were found.

Zároveň není známo, že by bylo využíváno zahuětovaclho procesu současná k odstraňování rozpuštěných látek z odpadních vod.At the same time, it is not known that the thickening process is used simultaneously to remove dissolved substances from wastewater.

Předmětem vynálezu je způsob dočištění odpadních vod intenzifikací procesu biologické flotace, jehož podstatou je, že k nepřetržité míchané kalové suspenzi ve flokulačnl jednotce bioreaktoru se přidá alkalická sloučenina, s výhodou hydroxid vápenatý a pH suspenze se upraví na hodnotu 8,5 až 10,0.The subject of the invention is a method of wastewater treatment by intensification of the biological flotation process, the essence of which is that an alkaline compound, preferably calcium hydroxide, is added to a continuously stirred sludge suspension in a flocculation unit of a bioreactor and the pH of the suspension is adjusted to a value of 8.5 to 10.0.

Pro ohřev kalové suspenze se může využít odpadního tepla vyhnívajících jednotek a k doplnění organického uhlíku se může do kalové suspenze přidat kalová voda z metanizačního stupně v množství od 1 do 25 % obj.Waste heat from the digesting units can be used to heat the sludge suspension, and to replenish organic carbon, sludge water from the methanation stage can be added to the sludge suspension in an amount of 1 to 25% by volume.

Bylo zjištěno, že změnou pH se výrazně ovlivňuje rychlost denitrifikační reakce.It was found that changing the pH significantly affects the rate of the denitrification reaction.

Rychlost konverse dusičnanu na plynný dusík je závislá na koncentraci dusitanů v reakční směsi. Vyčti koncentrace dusitanů v prostředí působí zpětnovazebně inhibičně na aktivitu prvního enzymu v denitrlfikačním procesu - nitrátreduktázu a významně tím brzdí konversi dusičnanů.The rate of conversion of nitrate to nitrogen gas depends on the concentration of nitrite in the reaction mixture. The above nitrite concentrations in the environment have a feedback inhibitory effect on the activity of the first enzyme in the denitrification process - nitrate reductase, and thus significantly inhibit the conversion of nitrate.

Kumulace dusitanů v prostředí je způsobena nižší aktivitou druhého enzymu v řetězcinitritreduktázy v kyselejší oblasti pH (pH<7,2). Při snižujícím se pH se výrazně zvyšuje v denitrifikačním odplynu procentické zastoupení NgO, který je extre'mnš rozpustný ve vodě, netvoří tudíž bublinnou disperzi vhodnou pro flotační pochod a snižuje tím separační efekt.The accumulation of nitrites in the environment is caused by the lower activity of the second enzyme in the nitrite reductase chain in the more acidic pH range (pH<7.2). As the pH decreases, the percentage of NgO in the denitrification off-gas increases significantly, as it is extremely soluble in water and therefore does not form a bubble dispersion suitable for the flotation process, thus reducing the separation effect.

Bylo zjištěno, že zvýšením pH až na hodnotu pH 10 lze urychlit denitrifikační proces a tím i zkrátit i dobu zdržení suspenze v bioreaktoru o více jak 50 %, při současné intenzivnější utiltzaci organického substrátu.It was found that by increasing the pH to pH 10, the denitrification process can be accelerated and thus the residence time of the suspension in the bioreactor can be shortened by more than 50%, while simultaneously utilising the organic substrate more intensively.

Zvýšením pH dochézl zároveň k akumulaci fosforu v suspendované fázi a tím se-dosahuje výrazného snížení obsahu anorganických fosfátů v efluentu. Princip eliminace organických fosfátů z biologické suspenze čistírenských kalů je založen na jejich vysrážení do nerozpustných forem s vápenatými ionty, které jsou zachycovány v biologických vločkách. Při této reakci lze využít vápenatých iontů dodávaných flotačním činidlem, t.j. dusičnanem vápenatým, popř. využít vápenatých iontů přítomných v odpadní vodě.Increasing the pH also leads to the accumulation of phosphorus in the suspended phase, thereby achieving a significant reduction in the content of inorganic phosphates in the effluent. The principle of eliminating organic phosphates from the biological suspension of sewage sludge is based on their precipitation into insoluble forms with calcium ions, which are captured in biological flocs. In this reaction, calcium ions supplied by the flotation agent, i.e. calcium nitrate, can be used, or calcium ions present in the wastewater can be used.

Na odstranění anorganického fosfátů z odpadních vod má zároveň vliv poměr zdroje organického uhlíku a dusíku k fosforu. Při limitu důsíkem dochází rovněž k akumulaci fosforečnanů. Nedostatek zdroje makronutrientů lze řešit přídavkem kalové vody. Akumulovaný fosforečnan může sloužit i jako zdroj fosforu pro růst buněk při nedostatku externího fosforečnanu i Bylo zjištěno, že zvýšením teploty z 25 °C na 35 °C při použití směsné kultury aktivovaného kalu lze docílit = 2,1 a při současném zvýšení pH na 8,5 O1Q * 2,4.The removal of inorganic phosphate from wastewater is also influenced by the ratio of the organic carbon and nitrogen source to phosphorus. When nitrogen is limited, phosphate accumulation also occurs. The lack of a macronutrient source can be addressed by adding sludge water. The accumulated phosphate can also serve as a source of phosphorus for cell growth in the absence of external phosphate. It was found that by increasing the temperature from 25 °C to 35 °C using a mixed culture of activated sludge, it is possible to achieve = 2.1 and with a simultaneous increase in pH to 8.5 O 1Q * 2.4.

Řízeným mícháním suspenze v bioreaktoru se podstatně zvyšuje mezifázový povrch a tím i přestup hmoty, nutný pro rychlý průběh enzymatické reakce, aniž by byly z vloček uvolňovány bubliny plynu, vzniklé v průběhu denitrifikačního pochodů. Řízené míchání bylo uskutečňováno na modelovém zařízení použitím pomaloběžného míchadla (10 až 20 min1) a u poloprovozního modelu použitím statického sméčovače. Bylo dosaženo zvýšení specifické denitrifikační rychlosti o 200 % oproti nemíchanému systému.Controlled mixing of the suspension in the bioreactor significantly increases the interfacial surface and thus the mass transfer necessary for the rapid course of the enzymatic reaction, without releasing gas bubbles from the flocs formed during the denitrification process. Controlled mixing was carried out on a model device using a slow-speed mixer (10 to 20 min 1 ) and on a pilot-scale model using a static mixer. An increase in the specific denitrification rate of 200% was achieved compared to an unmixed system.

Biflotační dčj je doprovázen redukcí organického znečištění a tím dochází k sekundárnímu dočištění efluentu. Bylo zjištěno, že organické znečištění efluentu, udávané hodnotou biochemické potřeby kyslíku, je redukováno v průměru z 60 i, podle hodnoty chemické spotřeby kyslíku z 40 %.Biflotation treatment is accompanied by a reduction of organic pollution and thus secondary treatment of the effluent. It was found that the organic pollution of the effluent, indicated by the value of biochemical oxygen demand, is reduced on average by 60%, according to the value of chemical oxygen demand by 40%.

251S44251S44

Organické létky v odpadní vodě slouží jako donor elektronů pro denitrifikační proces a zároveň dochází k jejich biosorpci v prostorová struktuře kalu.Organic compounds in wastewater serve as electron donors for the denitrification process and at the same time they are biosorbed in the spatial structure of the sludge.

Intenzifikací bloflotačního procesu, resp. denitrlfikačního děje, Šili zněnou výěe uvedených podmínek dochází rovněž k výraznější redukci organického zneSiStSní.By intensification of the flotation process, or denitrification process, under the above conditions, there is also a more significant reduction in organic pollution.

Sin:Hall:

VLVL

POJCHSKPOJCHSK

BSK5 VNOj analytickému hodnocení procesu biologická flotaca bylo použito následujících veli= veSkerá látky, rozměr (g.l-1) = koncentrace dusiěnanu, rozměr (mg.I-’) = anorganický fosforeěnan, rozměr (mg.l1), 3 chemická spotřeba kyslíku, rozměr (mg.l1) 3 biochemická spotřeba kyslíku, rozměr (mg.l1) = specifická denitriglkační rychlost 3 3 poSát. konc. NO? - zbytková konc. NO] -i J __J (mg.g~ .h ) veškerá látky . SasBOD 5 In the NOj analytical evaluation of the biological flotation process the following quantities were used= all substances, dimension (gl -1 ) = nitrate concentration, dimension (mg.I - ') = inorganic phosphate, dimension (mg.l 1 ), 3 chemical oxygen demand, dimension (mg.l 1 ) 3 biochemical oxygen demand, dimension (mg.l 1 ) = specific denitrification rate 3 3 initial conc. NO? - residual conc. NO] -i J __ J (mg.g~ .h ) all substances . Sas

VeSkerá látky (VL) byly stanoveny gravimetricky sušením vzorku při 105 °C do konstantní hmotnosti. K stanovení koncentrace dusičnanů a fosforečnanů bylo použito spektrůfOtometrických metod; v prvém případě reakcí se salicylanem sodným, v druhém případě s molybdenem po>redukci kyselinou askorbovou; chemická spotřeba kyslíku (CHSK), indikující organická znečištění vody, byla prováděna dichromanovou metodou; biochemická spotřeba kyslíku (BSK^) zřeďovací metodou. Uvedená měření byla prováděna podle doporučených metod Horákovou et.al (Metody chemické analýzy vod, ecriptum VŠCHT Praha 1981).All substances (VL) were determined gravimetrically by drying the sample at 105 °C to constant weight. Spectrophotometric methods were used to determine the concentration of nitrates and phosphates; in the first case by reaction with sodium salicylate, in the second case with molybdenum after reduction with ascorbic acid; chemical oxygen demand (COD), indicating organic water pollution, was carried out by the dichromate method; biochemical oxygen demand (BOD^) by the dilution method. The measurements were carried out according to the recommended methods of Horáková et.al (Methods of chemical analysis of water, ecriptum VŠCHT Prague 1981).

V dalším je vynález objasněn v příkladech provedení, aniž by se jimi omezoval. Tento vynález je spojen i s konstrukcí bioreaktoru, prvky mSření a regůlace procesu, který je pro účely intenzifikace biologické denitrifikační flotace vyvíjen.The invention is further illustrated by examples, without being limited thereto. The invention is also connected with the construction of a bioreactor, elements of measurement and regulation of the process, which is being developed for the purpose of intensification of biological denitrification flotation.

Příklad 1Example 1

Bylo použito 500 ml výchozího vratného aktivovaného kalu z mechanicko-biologické čistírny odpadníbh vod o obsahu veSkerých látek 8,38 g.l1, pH 6,95, teplotě 18,5 °C a o specifické denitrifikační rychlosti 17,25 mg.g”1.h”1. Kalová suspenze byla rozdšlena na pět dílů. U prvního podílu bylo zachováno původní pH, v druhém podílu bylo pH upraveno koncentro vanou kyselinou sírovou na 6,0 a v dalěich podílech 30% hydroxidem sodným na pH 7,9; 8,5 a 9,0. Ve věech podílech kalová suspenze byl zvýšen obsah dusičnanů přídavkem 10% hmot. roztoku technického ledku vápenatého na koncentraci 173,0 mg.]1 MO] .500 ml of initial return activated sludge from a mechanical-biological wastewater treatment plant with a total solids content of 8.38 g l 1 , pH 6.95, temperature 18.5 °C and a specific denitrification rate of 17.25 mg.g” 1 .h” 1 was used. The sludge suspension was divided into five parts. In the first part, the original pH was maintained, in the second part, the pH was adjusted to 6.0 with concentrated sulfuric acid and in the other parts with 30% sodium hydroxide to pH 7.9; 8.5 and 9.0. In all parts of the sludge suspension, the nitrate content was increased by adding 10% wt. solution of technical calcium nitrate to a concentration of 173.0 mg.] 1 MO] .

Ve věech podílech byl sledován průběh odbourávání dusičnanů po dobu 60 minut. V tabulce 1 jsou uvedeny výsledné specifické denitrifikační rychlosti pro kalovou suspenzi za původních podmínek a při upravené hodnotě pH. Zvýšení, popř. pokles specifické děnitrifikační rychlosti je zároveň vyjádřen v % hmot. specifické denitrifikační rychlosti neupraveného aktivovaného kalu.In all proportions, the course of nitrate degradation was monitored for 60 minutes. Table 1 shows the resulting specific denitrification rates for the sludge suspension under the original conditions and at the adjusted pH value. The increase or decrease in the specific denitrification rate is also expressed in wt. % of the specific denitrification rate of the untreated activated sludge.

Tabulka ITable I

6,95 6.95 6,00 6.00 7,90 7.90 8,50 8.50 9,0 9.0 mg.g1.h-1 mg.g 1 .h -1 17,25 17.25 15,49 15.49 21,71 21.71 24,30 24.30 25,70 25.70 % hmot. % wt. 100,00 100.00 89,80 89.80 125,80 125.80 140,90 140.90 149,00 149.00

Zvýšením pH např. na 9,0 vzrostla specifické denitrifikační rychlost o 49,0 % hmot.By increasing the pH, for example, to 9.0, the specific denitrification rate increased by 49.0 wt%.

Příklad 2Example 2

1 kalové suspenze z mechanicko-blologické čistírny odpadních vod o obsahu veškerých látek 4,79 g.l”1, pH 7,0 a teplotě 25 °C byly rozděleny na tři díly a dále byly upraveny podmínky denitrifikace. U prvního podílu bylo zachováno původní pH i teplota, u druhého podílu bylo zachováno pH 7,0 a byl umístěn do termostatu o teplotě 35 °C, u třetího podílu bylo upraveno pH hydroxidem sodným na hodnotu 8,5 a kalová suspenze byla rovněž umístěna do termostatu o teplotě 35 °C. Obsah dusičnanů byl zvýšen ve věech třech případech přídavkem 10% roztoku technického ledku vápenatého na 173,24 mg.l”1.1 sludge suspension from a mechanical-biological wastewater treatment plant with a total substance content of 4.79 gl” 1 , pH 7.0 and temperature of 25 °C were divided into three parts and the denitrification conditions were further adjusted. In the first part, the original pH and temperature were maintained, in the second part, the pH was maintained at 7.0 and it was placed in a thermostat at a temperature of 35 °C, in the third part, the pH was adjusted to 8.5 with sodium hydroxide and the sludge suspension was also placed in a thermostat at a temperature of 35 °C. The nitrate content was increased in all three cases by the addition of a 10% solution of technical calcium nitrate to 173.24 mg.l” 1 .

Ve zvolených časový intervalech byl sledován průběh eliminace nitrátů a redukce organického znečištění. Výsledky jsou shrnuty v Tabulce 11, kde je uvedena i specifická denitri-The course of nitrate elimination and organic pollution reduction was monitored at selected time intervals. The results are summarized in Table 11, where the specific denitrification is also shown.

fikační rychlost a pokles chemické Tabulka 11 fication rate and decrease in chemical Table 11 spotřeby kyslíku v % hmot., po reakční době 105 minut. oxygen consumption in % by weight, after a reaction time of 105 minutes. pH 7,0 T = 35 °C pH 7.0 T = 35 °C pH 8,5 T = 35 °C pH 8.5 T = 35 °C Čas Bin Time Bin pH 7,0 T= 25 °C pH 7.0 T= 25 °C no; J mg.l no; J mg.l CHSK mg.l-1 COD mg.l -1 no; J -1 mg.l no; J -1 mg.l CHSK mg.l“1 COD mg.l" 1 no; J - -1 mg.l ' no; J - -1 mg.l ' CHSK mg.l COD mg.l 0 0 173,24 173.24 541,0 541.0 173,24 173.24 54, ,0 54, ,0 173,24 173.24 541,0 541.0 15 15 120,00 120.00 57,94 57.94 57,94 57.94 30 30 91,00 91.00 33,24 33.24 25,29 25.29 45 45 81,00 81.00 362,0 362.0 14,71 14.71 326,0 326.0 8,68 8.68 289,0 289.0 60 60 52,94 52.94 2,57 2.57 1,47 1.47 75 75 51,00 51.00 1,47 1.47 1 ,03 1 .03 105 105 31 ,03 31 .03 238,0 238.0 1,47 1.47 208,0 208.0 1,03 1.03 169,9 169.9 vN07 in N07 3 3 16,97 16.97 35,63 35.63 40,62 40.62 mg.g“'!»1 mg.g“'!» 1 Redukce Reduction CHSK COD % hmot. % wt. 56,01 56.01 61,55 61.55 68,76 68.76

Podílem specifických denitrifikačních rychlostí při teplotách lišících se o ,0 °C lze vyjádřit teplotní kvocient Q,q. Zvýšením teploty z 25 °C na 35 °C byl získán teplotní kvocient Q]0 = = 2,10.The temperature quotient Q,q can be expressed as the ratio of specific denitrification rates at temperatures differing by .0 °C. By increasing the temperature from 25 °C to 35 °C, the temperature quotient Q ]0 = = 2.10 was obtained.

Zvýěenlm teplpty z 25 °C na 35 °C pří současném zvýšení pH z 7,0 na 8,5 byl získán teplotní kvocient Q1O = = 2,39By increasing the temperature from 25 °C to 35 °C while simultaneously increasing the pH from 7.0 to 8.5, a temperature quotient Q 1O = = 2.39 was obtained.

Příklad 3Example 3

V 200 1 kalová suspenze mechanicko-biologické čistírny odpadních vod o obsahu veškerých látek 5,59 g.l”1, anorganického fosfátu 38,8 mg.l“1, pH 7,43, při teplotě ,7 °C a o spe cifickě děni trif ikační rychlosti 15,04 mg.g”1.!»“1 bylo upraveno pH na 8,5 hydroxidem vápenatým a dále bylo udržováno na konstantní hodnotě po dobu 120 minut.In 200 l of sludge suspension from a mechanical-biological wastewater treatment plant with a total solids content of 5.59 gl” 1 , inorganic phosphate of 38.8 mg.l” 1 , pH of 7.43, at a temperature of .7 °C and a specific trification rate of 15.04 mg.g” 1 .!»“ 1 , the pH was adjusted to 8.5 with calcium hydroxide and then maintained at a constant value for 120 minutes.

Kalová easpenze byla v míchané nádobě nadávkována dusičnanem draselným na koncentraci dusičnanů 100 mg.l Vs zvolených časových intervalech po dobu 120 minut byl sledován průběh odbouráváni dusičnanů a anorganického fosforečnanu. Ze získaných výsledků byla spočtena specifická denitrifikačnl rychlost a procento odstraněného fosforečnanu. Bylo dosaženo specifické denitrifikační rychlosti 21,57 mg.g”1 . h“1, t.j. její zvýšeni oproti neupravenému kalu o 43 % hmot. Při zvýšení pH na 8,5 došlo k 28,9 % hmot. odstranění přítomného anorganického fosforečnanu, kdežto u neupraveného kalu k jeho 12,4 % hmot. odstranění.The sludge suspension was dosed with potassium nitrate in a stirred vessel to a nitrate concentration of 100 mg.l. The course of nitrate and inorganic phosphate degradation was monitored at selected time intervals for 120 minutes. The specific denitrification rate and the percentage of removed phosphate were calculated from the obtained results. The specific denitrification rate of 21.57 mg.g” 1 . h” 1 was achieved, i.e. its increase compared to untreated sludge by 43% by weight. When the pH was increased to 8.5, 28.9% by weight of the present inorganic phosphate was removed, while in untreated sludge it was 12.4% by weight.

Příklad 4Example 4

Vratný aktivovaný kal z mechanicko-biologické Čistírny odpadních vod o průměrné koncentraci veškerých látek 4,5 g.l-’, obsahu organických látek podle hodnoty chemické spotřeby kyslíku 4l0 mg.l-’, podle biochemické spotřeby kyslíku 198 mg.l-’, o pH 6,95 a teplotš 16,5 °C byl zahušlován na jednotce biologické flotace o užitném flotaSnlm objemu 10 np v množství 5,5 m^.h-’ a dobš zdrženi 1,0 h.Returned activated sludge from the mechanical-biological wastewater treatment plant with an average concentration of all substances of 4.5 g/l - ', organic matter content according to the chemical oxygen demand value of 410 mg.l - ', according to the biochemical oxygen demand of 198 mg.l - ', pH 6.95 and temperature 16.5 °C was thickened in a biological flotation unit with a usable flotation volume of 10 np in an amount of 5.5 m^.h - ' and a retention time of 1.0 h.

Jako flotaSní Činidlo byl použit 10$ roztok dusičnanu vápenatého. Kalové suspenze byla dávkována na koncentraci dusičnanu 120 mg.]/*’. Po dobu jednoho měsíce byla sledována koncentrace dusičnanu na odtoku z flotačního bioreaktoru a redukce organického znečištění.A 10% solution of calcium nitrate was used as the flotation agent. The sludge suspension was dosed to a nitrate concentration of 120 mg/l. The nitrate concentration in the effluent from the flotation bioreactor and the reduction of organic pollution were monitored for one month.

Ρσ dobu dalšího měsíce bylo upravováno pH kalové suspenze ha nátoku do flotační jednot ky na hodnotu 8,5 hydroxidem výpenatým a doba zdržení byla zkrácena z 1,0 hodiny na 0,5 hodin.Over the next month, the pH of the sludge suspension and the inflow to the flotation unit was adjusted to a value of 8.5 with foamed hydroxide and the retention time was reduced from 1.0 hour to 0.5 hour.

.Na odtoku z flotační jednotky bylo dosaženo průměrná koncentrace dusičnanu 25 mg.l**’. Vypočtená specifická denitrifikační rychlost činila 11,7 mg.g**’ .h**’, přičemž úpravou pH na 8,5 se zvýšila na 17,0 mg.g-,.h-’.The average nitrate concentration in the flotation unit effluent was 25 mg.l**'. The calculated specific denitrification rate was 11.7 mg.g**'.h**', which increased to 17.0 mg.g -, .h - ' by adjusting the pH to 8.5.

Organická znečištění kalová vody odtékající z flotační jednotky při pH 6,95 činilo v průměru 229 mg.l-’ podle CHSK, resp. 82,mg.l~’ podle BSK^. Tyto hodnoty odpovídají 44,1 % hmot. (podle CHSK) resp. 58,6 % hmot. (podlá BSK^) redukci organického znečištěni.The organic pollution of the sludge water flowing out of the flotation unit at pH 6.95 was on average 229 mg.l - ' according to COD, resp. 82.mg.l~' according to BOD^. These values correspond to 44.1 wt. % (according to COD) and 58.6 wt. % (according to BOD^) reduction of organic pollution.

Při úpravě pH na 8,5 činilo organické znečištění kalové vody odtékající z flotační jednotky v průměru 206,1 mg.l-^ podle CHSK, resp. 69,7 mg.]*’ podle BSK^· Tyto hodnoty odpovídají 49,7 % hmot. (podle CHSK) resp. 64,8 % hmot. (podle BSK^) redukci organického znečištění.When the pH was adjusted to 8.5, the organic pollution of the sludge water flowing out of the flotation unit was on average 206.1 mg.l - ^ according to COD, resp. 69.7 mg.]*' according to BOD^. These values correspond to a 49.7% by weight (according to COD) and 64.8% by weight (according to BOD^) reduction of organic pollution.

Příklad 5Example 5

Na jednotce biologické flotace o užitném flotačním objemu 10 m^ byly provedeny zkoušky biologické flotace směsi vratného aktivovaného kalu a kalové vody z metanizačního stupně β vysokým organickým znečištěním. Zkoušky probíhaly při vysokém hydraulickém zatížení eyatému 19 až 22 m^.m^.d-’. Množství přiváděné kalová vody na zkušební flotaci se pohybovalo v rozmetl od 290 do 1 360 l.h-’, přičemž 1 100 l.h**’ odpovídalo celková produkci kalová vody z metanizačního stupně.Biological flotation tests of a mixture of return activated sludge and sludge water from the methanation stage β with high organic contamination were carried out on a biological flotation unit with a usable flotation volume of 10 m^. The tests were carried out at a high hydraulic load of the system of 19 to 22 m^.m^.d - '. The amount of sludge water supplied to the test flotation ranged from 290 to 1,360 lh - ', with 1,100 lh**' corresponding to the total production of sludge water from the methanation stage.

Doba zdržení směsi aktivovaného kalu a kalové vody ve flotační jednotce se pohybovala od 0,81 do 0,96 hodin, pH směsi bylo upraveno ve flokulačni jednotce 30$ hydroxidem sodným na hodnotu 8,5, teplota směsi byla 20 °C.The residence time of the mixture of activated sludge and sludge water in the flotation unit ranged from 0.81 to 0.96 hours, the pH of the mixture was adjusted in the flocculation unit with 30% sodium hydroxide to a value of 8.5, the temperature of the mixture was 20 °C.

Naměřené a vypočtená hodnoty jsou uvedeny v tabulce III. Během flotačního procesu došlo k podstatné redukci organických látek ve směsi aktivovaného kalu e kalovévvody z metanizačního stupně. Redukce činila 43 $ hmot. (vztaženo ne CHSK) resp. 73 $ hmot. (vztaženo na BSK^).The measured and calculated values are given in Table III. During the flotation process, there was a significant reduction of organic matter in the mixture of activated sludge and sludge effluent from the methanation stage. The reduction was 43% by weight (based on COD) and 73% by weight (based on BOD).

Tabulka 111Table 111

Průtok Q l.h1 Flow rate Q lh 1 Doba zdrž. h Dwell time h T °c T °c PH PH Dávka NOZ mg.l1 NOZ dose mg.l 1 NÁTOK ATTACK BSKR BOD R NO mg.l“ NO mg.l“ VL β·Γ' VL β·Γ' ODTOK CHSK mg.l“ OUTFLOW COD mg.l“ BSKK mo 1-1 mg.l BOD K mo 1-1 mg.l no; mg.l“1 no; mg.l" 1 VL -1 g.1 1 VL -1 g.1 1 CHSK mg.l“1 COD mg.l" 1 Vratný aktivo- 7 200 váný kal 290 Returnable activated sludge 7 200 290 0,96 0.96 20 20 8,5 8.5 76 76 6,708 6,708 858 858 434 434 13,4 13.4 2,716 2,716 441 441 171 171 30 30 Kalová voda Sludge water 2,508 2,508 940 940 535 535 41 ,0 41 .0

Vratný aktivo- _7 144 Returnable asset- _7 144 20 20 8,5 8.5 64 64 8,900 2,508 8,900 2,508 1 037 '1 940 1,037 '1,940 473 535 473 535 21,5 41,0 9·®53 21.5 41.0 9 ·®53 678 678 41 41 36 36 váný kal, Kalová voda sludge, Sludge water 360 360 0,92 0.92 Vratný aktivo- 8 Returnable asset- 8 571 571 7,100 7,100 180 180 7,7 7.7 váný kal, Kalové voda sludge, Sludge water 095 095 0,81 0.81 20 20 8,5 8.5 55 55 11,306 11,306 820 820 5,998 12,3 5.998 12.3 176 176 14 14 Vratný ύ Returnable ύ aktivo- 7 váný kal Kalové é voda activated sludge Sludge water 638 915 638 915 0,90 0.90 20 20 8,5 8.5 65 65 7,570 5,440 7,570 5,440 691 1 567 691 1,567 354 535 354 535 14,2 6,189 31,4 14.2 6.189 31.4 431 431 106 106 27 27

Postupem podle vynálezu je redukováno znečištění efluentu z flotačního bloreaktoru udávané hodnotou biochemické spotřeby kyslíku z 50 až 80 % hmot., podle chemické spotřeby kyslíku z 30 až 70 % hmot., při současném zahuštění aktivovaných kalů. Redukován je i obsah anorganického fosfátu a to až z 30 % hmot. Postupem podle vynálezu lze zkrátit dobu zdržení kalové suspenze ve flotačním bloreaktoru v průměru o 50 %.The process according to the invention reduces the pollution of the effluent from the flotation bloreactor, indicated by the value of biochemical oxygen demand, from 50 to 80% by weight, according to chemical oxygen demand from 30 to 70% by weight, while simultaneously thickening the activated sludge. The content of inorganic phosphate is also reduced, up to 30% by weight. The process according to the invention can shorten the residence time of the sludge suspension in the flotation bloreactor by an average of 50%.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Způsob dočištění odpadních vod intenzifikací procesu biologicé flotace vyznačený tím, že k nepřetržitě míchané kalové suspenzi ve flokulační jednotce bloreaktoru se přidé alkalické sloučenina, s výhodou hydroxid vápenatý a pH suspenze se upraví na hodnotu 8,5 až 10,0.Process for the purification of waste water by intensifying the biological flotation process, characterized in that an alkaline compound, preferably calcium hydroxide, is added to the continuously stirred sludge suspension in the flocculation unit of the bloreactor and the pH of the suspension is adjusted to a value of 8.5 to 10.0. 2. Způsob dočištění odpadních vod intenzifikací procesu biologické flotace podle bodu 1, vyznačený tím, že pro ohřev kalové suspenze se využívá odpadního tepla vybnívacích jednotek.2. A process for the purification of waste water by intensifying the biological flotation process according to claim 1, characterized in that the waste heat of the expanding units is used to heat the sludge suspension. 3,i Způsob dočištění odpadních vod intenzifikací procesu biologické flotace podle bodu 1 a 2 vyznačený tím, že k doplnění organického uhlíku se do kalové suspegze přidává kalová voda z metanizačního stupně v množství od 1 do 25 % obj.3. A process for the purification of waste water by intensifying the biological flotation process according to claim 1 or 2, characterized in that, to replenish the organic carbon, the sludge slurry from methanization stage is added in an amount of from 1 to 25% by volume.
CS857187A 1985-10-08 1985-10-08 Method of wastewater treatment by intensification of biological flotation process CS251844B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS857187A CS251844B1 (en) 1985-10-08 1985-10-08 Method of wastewater treatment by intensification of biological flotation process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS857187A CS251844B1 (en) 1985-10-08 1985-10-08 Method of wastewater treatment by intensification of biological flotation process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS718785A1 CS718785A1 (en) 1986-12-18
CS251844B1 true CS251844B1 (en) 1987-08-13

Family

ID=5420546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS857187A CS251844B1 (en) 1985-10-08 1985-10-08 Method of wastewater treatment by intensification of biological flotation process

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS251844B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS718785A1 (en) 1986-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sun et al. Feast/famine ratio determined continuous flow aerobic granulation
Ng et al. Membrane bioreactor operation at short solids retention times: performance and biomass characteristics
Xing et al. Physical and biological characteristics of a tangential-flow MBR for municipal wastewater treatment
Farizoglu et al. Simultaneous removal of C, N, P from cheese whey by jet loop membrane bioreactor (JLMBR)
Yuan et al. Study on the effect of landfill leachate on nutrient removal from municipal wastewater
de Sousa Rollemberg et al. Impact of cycle type on aerobic granular sludge formation, stability, removal mechanisms and system performance
Qian et al. Control strategy and performance of simultaneous removal of nitrogen and organic matter in treating swine manure digestate using one reactor with airlift and micro-granule
Sabba et al. Impact of operational strategies on a sidestream enhanced biological phosphorus removal (S2EBPR) reactor in a carbon limited wastewater plant
CN112093890B (en) A kind of method of short-distance nitrification treatment of sewage
Li et al. Non-uniform dissolved oxygen distribution and high sludge concentration enhance simultaneous nitrification and denitrification in a novel air-lifting reactor for municipal wastewater treatment: a pilot-scale study
CN102583895A (en) High-ammonia-nitrogen wastewater treatment method
CN204874205U (en) Kitchen garbage effluent disposal system
CN107381967A (en) The processing unit and method of high ammonia nitrogen coking chemical waste water
Vydehi et al. Aerobic granular sludge-based wastewater treatment: current trends, formation, applications, granulation, efficiency, and bottlenecks
Cong et al. Vertical baffled reactor promoting aerobic sludge concentration for effective remediating unstable–load domestic wastewater: performance, microbial properties and mechanism
She et al. Effect of salinity on nitrogen removal by simultaneous nitrification and denitrification in a sequencing batch biofilm reactor
Vashi et al. Performance of Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Post Treatment Technologies for Sewage Treatment in Surat City.
Ydstebø et al. Experience with biological nutrient removal at low temperatures
Salama et al. Study of dysfunction into activated sludge basins in sewage treatment plant of the City of Khouribga (Morocco)
Gnida et al. Full-scale vacuum degassing of activated sludge–A case study over 2-years of operation
Zhang et al. Study on denitrification control strategy and granular sludge stabilization strategy of a new continuous flow reactor
CS251844B1 (en) Method of wastewater treatment by intensification of biological flotation process
RU2586155C1 (en) Method for biological treatment of effluents and device therefor
Kiuru et al. Biological nutrient removal at a very low-loaded activated sludge plant with high biomass concentrations
Coskuner et al. Performance assessment of a wastewater treatment plant treating weak campus wastewater