ES2640065T3 - Proceso para eliminación biológica de nitrógeno de aguas residuales - Google Patents

Proceso para eliminación biológica de nitrógeno de aguas residuales Download PDF

Info

Publication number
ES2640065T3
ES2640065T3 ES14717501.2T ES14717501T ES2640065T3 ES 2640065 T3 ES2640065 T3 ES 2640065T3 ES 14717501 T ES14717501 T ES 14717501T ES 2640065 T3 ES2640065 T3 ES 2640065T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
wastewater
reactor
flow
process according
granulated
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
ES14717501.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Tim Lucas George Hendrickx
Tommaso LOTTI
Marinus Cornelis Maria Van Loosdrecht
Jans KRUIT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paques IP BV
Original Assignee
Paques IP BV
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 Paques IP BV filed Critical Paques IP BV
Application granted granted Critical
Publication of ES2640065T3 publication Critical patent/ES2640065T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • C02F3/307Nitrification and denitrification treatment characterised by direct conversion of nitrite to molecular nitrogen, e.g. by using the Anammox process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02Temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/08Chemical Oxygen Demand [COD]; Biological Oxygen Demand [BOD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/34N2O
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/44Time
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)

Abstract

Proceso para la eliminación biológica de nitrógeno de aguas residuales que comprende: (a) proporción de un flujo de aguas residuales que comprende amonio; (b) suministro contínuo del flujo de aguas residuales a un reactor que contiene residuos granulados que comprende gránulos con un núcleo de bacterias anammox y un borde externo de bacterias de oxidación de amonio; (c) sometimiento de las aguas residuales en el reactor a la oxidación de amonio bajo condiciones de oxidación de amonio que comprenden una temperatura en el rango de 5 a 25 °C, una concentración de oxígeno disuelto en aguas residuales en el rango de 0,4 mg/L a 4,0 mg/L, y un tiempo de retención hidráulica de las aguas residuales en el de reactor de 0,5 horas a 1,5 días, para obtener un flujo gaseoso que comprende nitrógeno y una dispersión de residuo granulado y residuo no granulado en aguas residuales tratadas; y (d) separación de manera continua de la dispersión obtenida en un flujo que comprende residuos granulados y un flujo que comprende aguas residuales tratadas y residuos no granulados y que recicla el flujo que comprende residuos granulados en el reactor y que descarga el residuo no granulado desde el proceso, donde el residuo granulado tiene un tiempo de retención en el reactor de al menos diez veces el tiempo de retención hidráulica, y donde el tiempo de retención de cualquier residuo no granulado en el reactor es igual o como máximo tres veces el tiempo de retención hidráulica.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Proceso para eliminacion biologica de nitrogeno de aguas residuales Campo de la invencion
[0001] La invencion se refiere a un procedimiento para la eliminacion biologica de nitrogeno de aguas residuales en un reactor que contiene residuos granulados que comprenden granulos que tienen un nucleo de bateria anammox y un borde externo de bacterias de oxidacion de amoniaco a temperaturas inferiores a 25 °C.
Antecedentes de la invencion
[0002] Un proceso para la nitrificacion y la oxidacion anaerobica de amonio (anammox) combinadas de aguas residuales se conoce en la tecnica y se usa normalmente para el tratamiento de corrientes de agua residuales ricas en amonio a temperaturas mesofflicas, es decir en el rango de 25 a 40 °C. En este proceso, la mitad del amonio se oxida primero mediante bacterias de oxidacion de amoniaco para formar nitrito segun la siguiente ecuacion de reaccion:
4NH4+ + 3O2 ^ 2NH4+ + 2NO2- + 4H+ + 2H2O (1)
El amonio y el nitrito resultantes se convierten entonces en gas dinitrogeno mediante bacterias anammox segun la siguiente ecuacion de reaccion:
NH4+ + NO2- ^ N2 + 2H2O (2)
Se sabe como llevar a cabo ambas etapas del proceso en un unico reactor donde las bacterias de oxidacion de amoniaco y las bacterias annamox forman granulos de residuo compacto con un nucleo de bacterias annamox y un borde externo de bacterias de oxidacion de amoniaco. Tal proceso se describe por ejemplo en J.R. Vazquez- Padfn et al., Water Science & Technology (2011), p. 1282-1288.
[0003] Las bacterias annamox tienen una tasa de crecimiento lenta y por lo tanto, la nitrificacion y la oxidacion anaerobica de amonio combinadas de aguas residuales se aplica principalmente para corrientes de aguas residuales que tienen una temperatura de alrededor de 30 °C. Ademas, a temperaturas mesofflicas, la tasa maxima de crecimiento de bacterias de oxidacion de amoniaco es mayor que la tasa maxima de crecimiento de bacterias de oxidacion de nitrito, evitando asf la oxidacion no deseada de nitrito a nitrato.
[0004] De cualquier modo, esto serfa ventajoso si la nitrificacion y la oxidacion anaerobica de amonio combinadas de aguas residuales se pudieran realizar a una temperatura mas baja, es decir a menos de 25 °C, preferiblemente entre 10 y 20 °C, ya que las aguas residuales domesticas estan normalmente disponibles a tales temperaturas inferiores. Se ha propuesto una nitrificacion y una oxidacion anaerobica de amonio combinadas de aguas residuales a bajas temperaturas. En J.R. Vazquez-Padfn et al., Water Science & Technology (2011), p. 1282-1288, se han estudiado las condiciones adecuadas para la nitrificacion y la oxidacion anaerobica de amonio combinadas de corrientes de aguas residuales diluidas a bajas temperaturas en una configuracion de dos unidades y en una configuracion de monounidad. Se ha observado que resulta posible llevar a cabo una nitrificacion y una oxidacion anaerobica de amonio combinadas en un solo reactor a 20 °C. El reactor tiene una proporcion de altura/diametro de 5,5. Bajo las condiciones del proceso se forman los granulos de residuo compacto aplicados con un nucleo de bacterias anammox y un borde externo de bacterias de oxidacion de amoniaco. El proceso que se divulga en Vazquez-Padfn et al. se acciona en modo por lotes.
[0005] En WO2011/110905 se divulga un proceso para la purificacion biologica de aguas residuales que contienen amonio en un tanque de aireacion a una concentracion de oxfgeno baja (menos de 1,0 mg/L de oxfgeno disuelto) a temperaturas entre 7 y 25 °C, donde el residuo en exceso formado en la desamonificacion de agua de residuo a partir de un digestor a una temperatura por encima de 25 °C se alimenta en el tanque de aireacion para aumentar continuamente la cantidad de bacterias anammox en el tanque de aireacion. En el proceso de WO2011/110905, parte del residuo se recicla sobre el tanque de aireacion sin eliminacion de residuo no granulado.
[0006] Existe una necesidad en la tecnica de un proceso mejorado para nitrificacion y oxidacion anaerobica de amonio combinadas a bajas temperaturas que pueda llevarse a cabo a escala industrial y para corrientes de aguas residuales no diluidas y donde no se necesita ningun aumento continuo con bacterias annamox.
Resumen de la invencion
[0007] Se acaba de descubrir que mediante la operacion de una nitrificacion combinada y un proceso de oxidacion anaerobico de amonio en un unico reactor que comprende residuo granuloso con bacterias de oxidacion de amonio y anammox en tales condiciones que el tiempo de retencion del residuo granuloso es al
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
menos diez veces el tiempo de retencion hidraulica y donde el tiempo de retencion de cualquier residuo no granulado formado en el reactor es como maximo tres veces el tiempo de retencion hidraulica y donde el tiempo de retencion hidraulica esta en el rango de 0,5 horas a 1,5 dfas, el proceso se puede accionar a temperaturas inferiores a 25 °C, incluso en un reactor con una altura relativamente baja para la proporcion del diametro e incluso sin aumento con bacterias anammox.
Las condiciones donde el tiempo de retencion del residuo granulado es sustancialmente superior al tiempo de retencion hidraulica y donde el tiempo de retencion de residuo no granulado no es muy superior o similar al tiempo de retencion hidraulica se obtienen separando el efluente de reactor de lfquido en una fraccion que comprende el residuo granulado y nada o cantidades muy pequenas de residuo no granulado, y una fraccion que comprende residuo no granulado. Tal separacion puede por ejemplo obtenerse utilizando un decantador de placas inclinadas y operando a una velocidad relativamente alta en ascenso del efluente de reactor. El residuo granulado separado se recicla en el reactor y el residuo no granulado se retira del proceso.
[0008] Por consiguiente, la invencion proporciona un proceso para la eliminacion biologica de nitrogeno de aguas residuales que comprende:
(a) proporcionar un flujo de aguas residuales que comprende amonio;
(b) suministro contfnuo del flujo de aguas residuales a un reactor que contiene residuos granulosos que comprende granulos con un nucleo de bacterias anammox y un borde externo de bacterias oxidantes de amonfaco;
(c) someter las aguas residuales en el reactor a oxidacion de amonio bajo condiciones de oxidacion de amonio que comprenden una temperatura en el rango de 5 a 25 °C, una concentracion de oxfgeno disuelto en las aguas residuales en el rango de 0,4 mg/L a 4,0 mg/L, y un tiempo de retencion hidraulica de las aguas residuales en el reactor en el rango de 0,5 horas a 1,5 dfas, para obtener un flujo gaseoso que comprende nitrogeno y una dispersion de residuo granulado y residuo no granulado en aguas residuales tratadas; y
(d) separacion contfnua de la dispersion obtenida en un flujo que comprende residuos granulados y un flujo que comprende aguas residuales tratadas y residuos no granulados y que recicla el flujo que comprende residuos granulados en el reactor y que descarga el residuo no granulado del proceso,
donde el residuo granulado tiene un tiempo de retencion en el reactor de al menos diez veces el tiempo de retencion hidraulica, y donde el tiempo de retencion de cualquier residuo no granulado en el reactor es igual a o como maximo tres veces el tiempo de retencion hidraulica.
[0009] Es una ventaja del proceso segun la invencion que las bacterias oxidantes de nitrito y las bacterias de oxidacion heterotrofica se quiten del reactor de manera selectiva mientras el tiempo de retencion del residuo granulado con bacterias anammox y bacterias de oxidacion de amonfaco se aumenta. Como resultado, se minimiza la oxidacion de nitrito no deseado a nitrato. Ademas, la eliminacion selectiva de bacterias de oxidacion de nitrito y bacterias de oxidacion heterotroficas permite que el proceso se opere en una concentracion de oxfgeno disuelto relativamente alta, que es ventajosa para la tasa de conversion en la etapa de nitrificacion. Otra ventaja del proceso es que cualquier solido influyente tambien se separa normalmente del reactor efluente lfquido con el residuo no granulado.
[0010] Preferiblemente, el proceso segun la invencion se acciona bajo condiciones de cizalladura alta en el reactor de la etapa (c). Tal cizalladura alta tiene la ventaja de que el crecimiento de no granulado, es decir flucolante, biomasa en los granulos de residuo se evita o se minimiza y con eso favorece la separacion entre residuo granulado y no granulado en la etapa (d). Alternativamente, el efluente lfquido del reactor de oxidacion de amonio en la etapa (c) se puede someter para cizallar fuera del reactor por ejemplo entre las etapas (c) y (d) o durante etapa de separacion (d).
Descripcion detallada de la invencion
[0011] En el proceso segun la invencion un flujo de aguas residuales que comprende amonio se proporciona en la etapa (a). El flujo de aguas residuales proporcionado tiene preferiblemente un contenido de nitrogeno por debajo de 100 mg/L, mas preferiblemente en el rango de 25 a 75 mg/L. El flujo de aguas residuales contiene materia organica, expresada como demanda biologica de oxfgeno (BOD). Aquf se define BOD como la cantidad de oxfgeno disuelto (en mg) que se necesita por litro de aguas residuales por microorganismos aerobios para descomponer materia organica presente en las aguas residuales a 20 °C sobre 5 dfas de incubacion. Preferiblemente, el flujo de aguas residuales proporcionado tiene una BOD de como maximo 100 mg/L, mas preferiblemente como maximo 70 mg/L, aun mas preferiblemente como maximo 50 mg/L. Preferiblemente, el flujo de aguas residuales proporcionado tiene un contenido en BOD y nitrogeno tal como un cociente de BOD y el contenido de nitrogeno por debajo de 2,0, preferiblemente debajo de 1,5, mas preferiblemente en el rango de 0,5 a 1,0.
[0012] En la etapa (b), el flujo de aguas residuales se suministra de manera continua a un reactor que contiene residuo granulado que comprende granulos que tienen un nucleo de bacterias anammox y un borde externo de bacterias de oxidacion de amonio.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
[0013] En la etapa (c), las aguas residuales se someten entonces en el reactor a oxidacion de amonio bajo condiciones de oxidacion de amonio. Las condiciones de oxidacion de amonio comprenden una temperature en el rango de 5 a 25 °C, una concentracion de oxfgeno disuelto en aguas residuales en el rango de 0,4 mg/L a 4,0 mg/L y un tiempo de retencion hidraulica en el rango de 0,5 horas y 1,5 dfas. Bajo estas condiciones, parte del amonio se oxidara por bacterias de oxidacion de amonfaco para nitrito segun la ecuacion (1) y el nitrito formado reaccionara con amonio para formar dinitrogeno. Bajo estas condiciones normalmente tambien creceran algunas bacterias de oxidacion de nitrito que oxidan parte del nitrito en nitrato y las bacterias de oxidacion heterotrofica oxidaran BOD en dioxido de carbono. En esta etapa de oxidacion de amonio, se obtienen un flujo de gas que comprende nitrogeno, dioxido de carbono y oxfgeno y una dispersion de residuo granulado y residuo no granulado en aguas residuales tratadas. El residuo granulado comprende los granulos que tienen un nucleo de bacterias anammox y un borde externo de bacterias de oxidacion de amonfaco, mientras que las bacterias de oxidacion de nitrito y las bacterias de oxidacion heterotroficas estaran presentes normalmente como residuo no granulado, es decir flucolante. El flujo gaseoso normalmente separa la fase lfquida en el reactor, opcionalmente mediante un separador de gas/lfquido incorporado en o justo debajo del reactor. El flujo gaseoso se retira del reactor.
[0014] En otra etapa (d), la dispersion de residuo granulado y residuo no granulado en aguas residuales tratadas obtenidos en la etapa (c) se separa de manera contfnua en un flujo que comprende residuo granulado y un flujo que comprende aguas residuales tratadas y residuos no granulados. El flujo que comprende los residuos granulados obtenidos de este modo comprende preferiblemente nada o solo una pequena cantidad de residuos no granulados, mas preferiblemente comprende como maximo 5 % de residuos no granulados basados en el peso total del residuo en ese flujo, aun mas preferiblemente como maximo 1 % de residuos no granulados, todavfa mas preferiblemente como maximo 0,5 % del peso. El flujo que comprende residuos granulados se recicla en el reactor para mantener un tiempo de retencion relativamente grande del residuo granulado. Preferiblemente, el flujo entero que comprende residuos granulados se recicla en el reactor.
[0015] El flujo que comprende las aguas residuales tratadas y los residuos no granulados comprende preferiblemente nada o unicamente pequenas cantidades de residuos granulados. Mas preferiblemente, este flujo comprende menos del 5% del volumen del residuo granulado basado en el volumen total del flujo, mas preferiblemente menos del 1% del volumen, aun mas preferiblemente menos del 0,5% del volumen.
[0016] El residuo no granulado se retira del proceso, opcionalmente despues de haberse separado del flujo que comprende aguas residuales tratadas y residuos no granulados. En caso de tal separacion, las aguas residuales tratadas que estan esencialmente libres de residuos no granulados pueden reciclarse parcialmente a la etapa (c)
0 en una etapa de pretratamiento, por ejemplo una etapa de presedimentacion, para el tratamiento previo de aguas residuales que se deben proporcionar en la etapa (a).
[0017] En el proceso segun la invencion, la separacion y reciclaje en la etapa (d) se opera de manera que el residuo granulado tenga un tiempo de retencion en el reactor de al menos diez veces el tiempo de retencion hidraulica y el tiempo de retencion de cualquier residuo no granulado en el reactor es igual o como maximo tres veces el tiempo de retencion hidraulica. Preferiblemente, el tiempo de retencion del residuo granulado es al menos 30 veces el tiempo de retencion hidraulica, mas preferiblemente al menos 50 veces, aun mas preferiblemente al menos 100 veces. El tiempo de retencion del residuo granulado puede ser tan elevado como 200 veces, o incluso 500 veces o mas del tiempo de retencion hidraulica. Preferiblemente, el tiempo de retencion del residuo granulado esta en el rango de 10 a 100 dfas, mas preferiblemente de 20 a 80 dfas, aun mas preferiblemente de 40 a 60 dfas.
[0018] El tiempo de retencion de cualquier residuo no granulado en el reactor esta preferiblemente en el rango de
1 a 2 veces el tiempo de retencion hidraulica, mas preferiblemente en el rango de 1,0 a 1,5 veces. De forma mas preferible el tiempo de retencion del residuo no granulado esta proximo al tiempo de retencion hidraulica como practicable.
[0019] Para evitar un crecimiento extenso de oxidacion de nitrito y bacterias oxidantes heterotroficas en el reactor, el tiempo de retencion hidraulica no es superior a 1,5 dfas, preferiblemente no es superior a 1 dfa, mas preferiblemente no es superior a 12 horas. Para conseguir una eliminacion de nitrogeno suficiente, el tiempo de retencion hidraulica es de al menos 0,5 horas, preferiblemente al menos 1 hora, mas preferiblemente al menos 2 horas. Preferiblemente, el tiempo de retencion hidraulica esta en el rango de 1 hora a 1 dfa, mas preferiblemente de 2 horas a 12 horas.
[0020] El tiempo de retencion hidraulica hace referencia al periodo de permanencia de las aguas residuales en el reactor.
[0021] Los tiempos de retencion deseadados para residuos granulados y no granulados se consigue al efectuar una separacion aguda entre residuos granulados y residuos no granulados en la etapa (d) de manera que la mayor parte del residuo granulado, preferiblemente al menos 90%, mas preferiblemente al menos 95%, aun mas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
preferiblemente al menos 99% se puede reciclar en el reactor, mientras que la mayor parte del residuo no granulado, preferiblemente al menos 90%, mas preferiblemente al menos 95%, aun mas preferiblemente al menos 99 % en peso se retira del proceso.
[0022] Para efectuar tal separacion aguda se puede utilizar cualquier separador de lfquido/solido adecuado. Preferiblemente, la separacion en la etapa (d) se realiza utilizando un decantador de placas inclinadas. Un decantador de placas inclinadas comprende una multitud de placas inclinadas de manera paralela entre las que fluye un lfquido hacia arriba. Los solidos en el lfquido se pueden instalar en las placas inclinadas paralelas y se deslizan en un recipiente, por ejemplo una tolva, colocado en el fondo del decantador. Se ha descubierto que si la etapa (d) se realiza en un decantador de placas inclinadas a un flujo relativamente elevado hacia arriba del lfquido, se consigue una separacion aguda entre residuos granulados y residuos no granulados. Preferiblemente, por lo tanto, la etapa (d) comprende la separacion de la dispersion en un decantador de placas inclinadas que comprende una multitud de placas inclinadas paralelas, donde la dispersion es fluida entre las placas inclinadas a un rango de velocidad ascendente de 3 a 15 m/h, mas preferiblemente de 4 a 12 m/h, aun mas preferiblemente de 5 a 9 m/h.
[0023] Se ha descubierto que la separacion entre residuos granulados y no granulados y con eso los tiempos de retencion deseados para residuos granulados y no granulados tambien se pueden mejorar aplicando cizalladura a los granulos de residuo. Tal cizalladura se puede aplicar en el reactor, es decir durante la etapa (c), durante la etapa de separacion (d), o entre las etapas (c) y (d), es decir en el efluente lfquido del reactor antes del paso de separacion (d). Preferiblemente, se aplica la cizalladura a los granulos de residuos en una tasa de cizalladura en el rango de 50 a 500 s-1, mas preferiblemente de 80 a 300 s-1, aun mas preferiblemente de 100 a 200 s-1.
[0024] La cizalladura se puede aplicar a los granulos en el reactor durante la etapa (c), por ejemplo mediante el fluido de gas a traves de las aguas residuales en el reactor, preferiblemente en direccion ascendente. Preferiblemente, la cizalladura se aplica a los granulos de residuo mediante el fluido de gas a traves de las aguas residuales en el reactoren el rango de velocidad de gas superficial de 3 a 20 m/h, mas preferiblemente de 5 a 15 m/h, aun mas preferiblemente de 8 a 12 m/h. El gas que fluye a traves de las aguas residuales puede ser cualquier flujo de gas adecuado tal como por ejemplo aire. Se apreciara que la cantidad de aire a suministrar al reactor se restringe por el requisito en la concentracion de oxfgeno disuelto. Para conseguir la cizalladura deseada por el gas que fluye a traves de las aguas residuales en el reactor sin sobrepasar la concentracion de oxfgeno disuelto deseado, parte del flujo de gas obtenido en la etapa (c) se puede reciclar en el reactor para formar al menos parte del gas que fluye a traves de las aguas residuales.
[0025] Alternativamente, la cizalladura se puede aplicar a los granulos durante etapa de separacion (d) o, mas preferiblemente, entre las etapas (c) y (d). La cizalladura se puede aplicar por ejemplo entre las etapas (c) y (d) mediante el gas que fluye a traves del efluente de reactor lfquido, es decir la dispersion del residuo granulado y del residuo no granulado en aguas residuales tratadas, antes de suministrar la dispersion a un separador en la etapa (d).
Si la cizalladura se aplica despues de la etapa (c), esto puede hacerse adecuadamente por el aire que fluye a traves de la dispersion, ya que la cantidad de oxfgeno disuelto no es crftica en esta fase del proceso.
[0026] Una ventaja del proceso segun la invencion es que la concentracion de nitrito oxidante y bacterias oxidantes heterotroficas en el reactor se mantiene baja. Por lo tanto, la concentracion de oxfgeno disuelto en las aguas residuales en la etapa (c) puede ser mas elevada que en un proceso con una concentracion mas alta de nitrito y bacterias de oxidacion heterotrofica, tal como por ejemplo WO2011/110905. La concentracion de oxfgeno disuelto en la etapa (c) esta en el rango de 0,4 a 4,0 mg/L, preferiblemente de 0,5 a 3,5 mg/L, mas preferiblemente de 1,0 a 3,0, aun mas preferiblemente de 1,2 a 2,5 mg/L.
[0027] El reactor puede tener cualquier dimension adecuada, preferiblemente el reactor tiene una altura para una proporcion de diametro por debajo de 5, mas preferiblemente por debajo de 3, aun mas preferiblemente por debajo de 1. Una altura relativamente baja para la proporcion de diametro ahorra en costes de construccion para el reactor y se necesita menos presion para cualquier aire suministrado en el reactor.
[0028] El flujo de aguas residuales que comprende amonio puede ser cualquier flujo de aguas residuales donde el amonio se debe quitar, por ejemplo aguas residuales domesticas o industriales. En el caso en el que haya que quitar el nitrogeno del flujo de las aguas residuales con un BOD/N relativamente alto, por ejemplo por encima de 2,0 o por encima de 1,0, preferiblemente el proceso comprende ademas una etapa de pretratamiento para eliminar el BOD de tal flujo, por ejemplo mediante una etapa de presedimentacion, para proporcionar las aguas residuales que comprenden amonio y que tienen un BOD/N inferior.
[0029] La presedimentacion para la eliminacion de BOD se conoce bien en la tecnica y comprende normalmente el paso de las aguas residuales a traves de una o mas cubetas o decantadores donde las partfculas solidas se instalan en el fondo de la cubeta. Se puede utilizar cualquier proceso de presedimentacion adecuado conocido en la tecnica. El precipitado solido comprende una parte grande relativa del BOD de las aguas residuales que se sometieron a presedimentacion. En el proceso segun la invencion, el precipitado solido, al que normalmente se
5 refiere como residuo primario, se somete preferiblemente a digestion anaerobica para obtener biogas. Otra ventaja de tener una etapa de eliminacion de BOD como pretratamiento, es que los compuestos solidos en el flujo de las aguas residuales que tienen una densidad que es superior o comparable a la densidad del residuo granulado tambien se eliminan antes de suministrar el flujo de aguas residuales al reactor de oxidacion de amonio.
10

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    70
    REIVINDICACIONES
    1. Proceso para la eliminacion biologica de nitrogeno de aguas residuales que comprende:
    (a) proporcion de un flujo de aguas residuales que comprende amonio;
    (b) suministro contfnuo del flujo de aguas residuales a un reactor que contiene residuos granulados que comprende granulos con un nucleo de bacterias anammox y un borde externo de bacterias de oxidacion de amonio;
    (c) sometimiento de las aguas residuales en el reactor a la oxidacion de amonio bajo condiciones de oxidacion de amonio que comprenden una temperatura en el rango de 5 a 25 °C, una concentracion de oxfgeno disuelto en aguas residuales en el rango de 0,4 mg/L a 4,0 mg/L, y un tiempo de retencion hidraulica de las aguas residuales en el de reactor de 0,5 horas a 1,5 dfas, para obtener un flujo gaseoso que comprende nitrogeno y una dispersion de residuo granulado y residuo no granulado en aguas residuales tratadas; y
    (d) separacion de manera continua de la dispersion obtenida en un flujo que comprende residuos granulados y un flujo que comprende aguas residuales tratadas y residuos no granulados y que recicla el flujo que comprende residuos granulados en el reactor y que descarga el residuo no granulado desde el proceso, donde el residuo granulado tiene un tiempo de retencion en el reactor de al menos diez veces el tiempo de retencion hidraulica, y donde el tiempo de retencion de cualquier residuo no granulado en el reactor es igual o como maximo tres veces el tiempo de retencion hidraulica.
  2. 2. Proceso segun la reivindicacion 1, donde el flujo de aguas residuales proporcionado en la etapa (a) tiene una demanda biologica de oxfgeno (BOD) y un contenido de nitrogeno, donde el cociente de BOD y el contenido de nitrogeno esta por debajo de 2,0.
  3. 3. Proceso segun la reivindicacion 1 o 2, donde el tiempo de retencion de cualquier residuo no granulado esta en el rango de 1 a 2 veces el tiempo de retencion hidraulica.
  4. 4. Proceso segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la etapa (d) comprende la separacion de la dispersion en un decantador de placas inclinadas que comprende una multitud de placas inclinadas paralelas, donde la dispersion es fluida entre las placas inclinadas en un rango de velocidad ascendente de 3 a 15 m/h.
  5. 5. Proceso segun la reivindicacion 4, donde la dispersion es fluida entre las placas inclinadas a una velocidad ascendente en el rango de 4 a 12 m/h.
  6. 6. Proceso segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde durante la etapa (c) o entre las etapas c) y (d) o durante la etapa (d), se aplica la cizalladura en los granulos de residuos.
  7. 7. Proceso segun la reivindicacion 6, donde se aplica la cizalladura a un rango de velocidad de cizalladura de 50 a 500 s'1.
  8. 8. Proceso segun la reivindicacion 6 o 7, donde la cizalladura se aplica para los granulos de residuo mediante el gas que fluye a traves de las aguas residuales en el reactor a una velocidad de gas superficial en el rango de 3 a 20 m/h.
  9. 9. Proceso segun la reivindicacion 8, donde el gas se hace fluir a traves de las aguas residuales en el reactor a una velocidad de gas superficial en el rango de 5 a 15 m/h.
  10. 10. Proceso segun la reivindicacion 8 o 9, donde el flujo de gas obtenido en la etapa (c) se recicla en el reactor para formar al menos una parte del gas fluido a traves de las aguas residuales.
  11. 11. Proceso segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el tiempo de retencion hidraulica esta en el rango de 1 hora a 1 dfa.
  12. 12. Proceso segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la concentracion de oxfgeno disuelto en la etapa (c) esta en el rango de 1,0 a 3,0 mg/L.
  13. 13. Proceso segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el reactor tiene una altura para una proporcion de diametro por debajo de 5.
  14. 14. Proceso segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el flujo de aguas residuales que comprende amonio se proporciona mediante la eliminacion de BOD a partir de un flujo de aguas residuales industriales o domesticas.
  15. 15. Proceso segun la reivindicacion 14, donde el BOD eliminado de las aguas residuales industriales o domesticas esta sujeto a digestion anaerobica para obtener biogas.
ES14717501.2T 2013-04-16 2014-04-03 Proceso para eliminación biológica de nitrógeno de aguas residuales Active ES2640065T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13163989 2013-04-16
EP13163989 2013-04-16
PCT/NL2014/050204 WO2014171819A1 (en) 2013-04-16 2014-04-03 Process for biological removal of nitrogen from wastewater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2640065T3 true ES2640065T3 (es) 2017-10-31

Family

ID=48092837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14717501.2T Active ES2640065T3 (es) 2013-04-16 2014-04-03 Proceso para eliminación biológica de nitrógeno de aguas residuales

Country Status (16)

Country Link
US (1) US10160680B2 (es)
EP (1) EP2986568B1 (es)
JP (1) JP6546581B2 (es)
KR (1) KR20150143496A (es)
CN (1) CN105189370B (es)
AU (1) AU2014254527B2 (es)
BR (1) BR112015026007B1 (es)
CA (1) CA2909403A1 (es)
DK (1) DK2986568T3 (es)
ES (1) ES2640065T3 (es)
MX (1) MX357355B (es)
PL (1) PL2986568T3 (es)
PT (1) PT2986568T (es)
RU (1) RU2652253C2 (es)
SG (1) SG11201508561PA (es)
WO (1) WO2014171819A1 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104402170B (zh) * 2014-11-05 2016-02-03 天津市艾德仪环保能源科技发展有限公司 一种垃圾渗滤液处理方法及其系统
CN106927623A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 帕克环保技术(上海)有限公司 一体化生物脱氮反应器和一体化生物脱氮方法
EP3255016B1 (en) 2016-06-10 2023-08-30 FCC Aqualia, S.A. Method for starting up and controlling a biological process for ammonium removal at low ammonium concentrations and low temperature through the use of a two stage autotrophic nitrogen removal process
EP3485025B1 (en) 2016-07-15 2020-07-08 Paques I.P. B.V. Process for the treatment of wastewater containing organic material and ammonia
KR101879563B1 (ko) * 2016-07-27 2018-08-17 (주)정봉 생물전기화학 시스템을 이용한 질소 제거 장치 및 이를 이용한 질소의 제거 방법
BR112019012125A2 (pt) * 2016-12-16 2019-11-05 Paques Ip Bv reator aerado com separação interna de sólidos
JP6839047B2 (ja) * 2017-07-31 2021-03-03 株式会社神鋼環境ソリューション 消化汚泥脱離液の処理方法、その処理装置並びに排水処理方法及び排水処理装置
KR102062431B1 (ko) * 2017-12-20 2020-01-03 서울과학기술대학교 산학협력단 조류 - 아질산화 - 혐기성 암모늄 산화를 융합한 하수 내 질소 처리용 담체
CN111333181B (zh) * 2020-03-23 2022-04-01 西安建筑科技大学 一种处理低浓度含氮废水的快滤式厌氧氨氧化反应方法
FR3112768B1 (fr) 2020-07-24 2023-12-15 Suez Groupe Traitement biologique d’effluents riches en matiere carbonee et en azote avec production de biogaz
NL2027088B1 (nl) * 2020-12-10 2022-07-08 Univ Delft Tech Aerobe biologische afvalwaterzuivering in een continu-doorstroomde reactor
CN113651422B (zh) * 2021-08-20 2023-10-17 杭州能源环境工程有限公司 一种基于颗粒污泥短程硝化-厌氧氨氧化体系耦合硫自养反硝化菌的沼液处理方法
NL2032096B1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 Haskoningdhv Nederland Bv Aerobic biological wastewater treatment in a continuous flow reactor

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293494A (ja) * 2000-04-11 2001-10-23 Kurita Water Ind Ltd 生物学的窒素除去方法
RU2185338C2 (ru) * 2000-05-31 2002-07-20 Воронов Юрий Викторович Способ глубокой биологической очистки сточных вод от азота аммонийных солей
JP4876343B2 (ja) 2001-07-26 2012-02-15 栗田工業株式会社 脱窒方法及び脱窒装置
JP4649911B2 (ja) 2004-08-19 2011-03-16 栗田工業株式会社 有機物及び窒素含有排水の処理方法
US7879238B2 (en) 2004-09-30 2011-02-01 Kurita Water Industries, Ltd. Process and apparatus for treating nitrogeneous liquor
SI2163524T1 (sl) * 2008-09-12 2012-07-31 Cyklar Stulz Gmbh Postopek obdelave odpadnih voda ki vsebujejo amonij
WO2011094305A2 (en) * 2010-01-28 2011-08-04 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Novel anammox bacterium isolate
ES2483150T3 (es) 2010-03-10 2014-08-05 Demon Gmbh Procedimiento para la purificación biológica de un agua residual que contiene amonio

Also Published As

Publication number Publication date
CN105189370A (zh) 2015-12-23
RU2015148762A (ru) 2017-05-22
BR112015026007A2 (pt) 2017-07-25
CN105189370B (zh) 2018-10-02
JP6546581B2 (ja) 2019-07-17
US10160680B2 (en) 2018-12-25
DK2986568T3 (en) 2017-08-21
AU2014254527A1 (en) 2015-10-22
US20160052811A1 (en) 2016-02-25
MX357355B (es) 2018-07-05
JP2016518976A (ja) 2016-06-30
BR112015026007B1 (pt) 2021-09-14
EP2986568A1 (en) 2016-02-24
MX2015014443A (es) 2016-02-03
PL2986568T3 (pl) 2017-11-30
KR20150143496A (ko) 2015-12-23
SG11201508561PA (en) 2015-11-27
WO2014171819A1 (en) 2014-10-23
AU2014254527B2 (en) 2017-11-16
PT2986568T (pt) 2017-08-09
RU2652253C2 (ru) 2018-04-25
EP2986568B1 (en) 2017-06-21
CA2909403A1 (en) 2014-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2640065T3 (es) Proceso para eliminación biológica de nitrógeno de aguas residuales
Xu et al. Effective nitrogen removal in a granule-based partial-denitrification/anammox reactor treating low C/N sewage
CA2770466C (en) Method for the treatment of wastewater containing ammonia
ES2618933T3 (es) Tratamiento híbrido de aguas residuales
US10301204B2 (en) Internal sulfur cycling SANI (ISC-SANI) process for biological wastewater treatment
Qian et al. Startup and performance of a novel single-stage partial nitritation/anammox system for reject water treatment
US11220449B2 (en) Integrated deammonification process for wastewater reclamation
KR20130111921A (ko) 에너지 회수와 함께 인 및 질소의 동시적 무산소 생물학적 제거
MX2012010368A (es) Metodo para la purificacion biologica de agua residual que contiene amonio.
ES2466090A1 (es) Método de puesta en marcha y control de un proceso biológico para eliminación de amonio mediante la acción de bacterias autótrofas en aguas residuales
Jiang et al. Impact of free nitrous acid shock and dissolved oxygen limitation on nitritation maintenance and nitrous oxide emission in a membrane bioreactor
ES2991015T3 (es) Pretratamiento del lodo
CN102414130A (zh) 来自费托反应的含水流的纯化方法
CN106315977B (zh) 一种印染废水处理工艺
Zhao et al. Rapid start-up of PN/A process and efficient enrichment of functional bacteria: A novel aerobic-biofilm/anaerobic-granular nitrogen removal system (OANRS)
Deng et al. Rapid granulation of aerobic sludge for treatment of brewery wastewater: Aeration strategy and nitrogen removal mechanism
Ismail et al. Comprehensive study for Anammox process via multistage anaerobic baffled reactors
ITCR20100001A1 (it) Processo per il trattamento aerobico termofilo di acque di scarico organiche concentrate e relativo impianto.
CN103435237A (zh) 制药污水处理工艺
CN107129037A (zh) 快速启动厌氧氨氧化耦合反硝化协同脱氮反应器的方法
Zou et al. Effect of side-stream phosphorus recovery on biological phosphorus removal performance investigated by chemical and microbial analyses in a novel BNR-IC process
Stoller et al. Enhancement of biomass speciation in step sludge recirculation activated sludge system by the use of submerged membranes
Chen et al. Effect of aeration intensity on the nitrogen and phosphorus removal performance of membrane bioreactors
Driessen et al. One-Step ANAMMOX Process a sustainable way to remove ammoniacal nitroge
Morales et al. Compostela AD 13 June 2013