RS67415B1 - Postupak i postrojenje za tretiranje otpadnih voda - Google Patents

Description

[0001] Opis

[0003] Oblast primene

[0005] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak i postrojenje za tretiranje otpadnih voda u skladu sa odgovarajućim nezavisnim patentnim zahtevima br.1 i 8.

[0006] Postupak i postrojenje za tretiranje otpadnih voda o kojima je reč pogodno su namenjeni za upotrebu u sektoru tretmana i prečišćavanja vode, ili u sektorima gde je tretman otpadnih voda neophodan, na primer u prehrambenoj industriji, u industriji štavljenja kože, u industriji papira, kako bi se eliminisali zagađivači iz prethodno navedene vode koji potiču od gradskih ispuštanja ili iz procesa koji upotrebljavaju velike količine vode koja treba da se prečisti.

[0008] Stanje tehnike

[0010] U sektoru tretmana i prečišćavanja otpadnih voda, posebno otpadnih voda koje sadrže najmanje jedno organsko zagađujuće jedinjenje (u žargonu se takođe označava kao „organsko opterećenje“), poznata su postrojenja za tretman koja su uglavnom podeljena u dve kategorije: aerobna i anaerobna. U oba slučaja, postrojenje je projektovano tako da degraduje prethodno navedeno organsko zagađujuće jedinjenje koje je sadržano u otpadnim vodama, ili da transformiše njegovu hemijsku strukturu u manje složenu putem oksidacije, kako bi ga učinilo manje štetnim i/ili lakšim za razdvajanje. Na taj način, takva postrojenja imaju za cilj smanjenje količine organskog zagađujućeg jedinjenja u otpadnim vodama kako bi ih učinila pogodnim za ponovnu upotrebu u različite svrhe, na primer u poljoprivredi, ili za ispuštanje u životnu sredinu, na primer u vodene puteve ili u more, bez kontaminacije.

[0011] Generalno, aerobna postrojenja imaju za cilj tretiranje otpadnih voda koje sadrže nisku koncentraciju organskih zagađujućih jedinjenja, što se izražava kao COD (hemijska potreba kiseonika), ili kao količina kiseonika koja je neophodna za potpunu hemijsku oksidaciju organskih i neorganskih jedinjenja koja su prisutna u uzorku vode. Na primer, aerobna postrojenja imaju za cilj tretiranje otpadnih voda u kojima zagađujuća jedinjenja imaju koncentraciju COD generalno manju od 10.000 ppm.

[0012] Nasuprot tome, anaerobna postrojenja su posebno prilagođena za tretiranje otpadnih voda sa visokim COD opterećenjem, na primer većim od 10.000 ppm.

[0013] Oba tipa postrojenja koriste konvencionalne postupke tretmana, hemijsko-fizičkog i/ili biološkog tipa.

[0014] Posebno, aerobna postrojenja su tipično podeljena u tri odeljka, od kojih prvi odeljak, sadrži mehaničke filtere (npr. membranske i/ili unakrsne filtere) i taložne rezervoare, posebno primarne taložne rezervoare, za fizičko tretiranje otpadnih voda, kako bi se uklonila većina suspendovanih čvrstih materija u vodi. Naknadni drugi odeljak sadrži jedan ili više rezervoara, u kojima se otpadna voda hemijski tretira, na primer dodavanjem jednog ili više reagenasa za taloženje soli koje su sadržane u vodi, i taložni rezervoar, u kome se odvija taloženje čvrstih materija (istaložene soli i druge suspendovane čvrste materije), koje su razdvojene gravitacijom (ili filtracijom) od ostatka vode. Na kraju, u trećem odeljku se vrši biološki tretman u aerobnom reaktoru, u kome aerobne bakterije razgrađuju organsko opterećenje koje je sadržano u vodi, metabolišući ugljenik koji je sadržan u organskim zagađujućim jedinjenjima rastvorenim i/ili suspendovanim u otpadnim vodama, i proizvodeći ugljen-dioksid, vodu i biomasu.

[0015] Posebno, komprimovani vazduh se takođe insuflira u aerobni reaktor kako bi se povećala količina kiseonika koji je rastvoren u vodi, koji je neophodan za metabolizam prethodno navedenih bakterija. Biomasa koju proizvode bakterije se zatim taloži i razdvaja od ostatka prečišćenih otpadnih voda.

[0016] Štaviše, neka aerobna postrojenja sadrže dodatni odeljak, nizvodno od trećeg odeljka, u kome je obezbeđen dodatni hemijski tretman prečišćenih otpadnih voda, na primer sa dezinfekcionim agensima.

[0017] Nasuprot tome, anaerobna postrojenja generalno imaju odeljak za mešanje, koji sadrži rezervoar u kome se meša zapremina otpadnih voda koje treba da se tretiraju, i kojima se dodaje agens za flokulaciju, i organska zagađujuća jedinjenja koja treba da se uklone međusobno agregiraju i formiraju flokulaciju sa prosečnom gustinom koja je veća od gustine otpadne vode. Štaviše, anaerobna postrojenja sadrže odeljak za taloženje u kome se zapremina otpadnih voda gravitacijom deli na zapreminu prečišćenih otpadnih voda, i zapreminu mulja koji uglavnom sadrži flokulaciju, koji se, imajući veću gustinu od zapremine prečišćenih otpadnih voda, deponuje na dnu odeljka za taloženje.

[0018] [0011] Štaviše, anaerobna postrojenja sadrže najmanje jedan odeljak za anaerobnu digestiju. Specifičnije, anaerobna digestija je namenjena kao proces degradacije najmanje jednog organskog jedinjenja pomoću mikroorganizama u anaerobnim uslovima. Takav odeljak za anaerobnu digestiju sadrži anaerobni digestor, koji sadrži anaerobne bakterije, koje deluju na flokulaciju koja je sadržana u mulju kako bi transformisale potonju u biogas, koji sadrži najmanje ugljen-dioksid i metan, i suštinski tečni digestat.

[0019] Najčešći anaerobni digestori rade kontinuirano i obezbeđeni su sa sredstvima za mešanje (hidrauličnim i/ili mehaničkim) koja su prilagođena za mešanje mase koja se tretira (uglavnom mulja koji sadrži flokulaciju), čija se količina održava gotovo konstantnom. Drugim rečima, stopa masenog protoka mulja na ulazu jednaka je stopi masenog protoka proizvoda na izlazu, tj. biogasa i digestata.

[0020] Na kraju, anaerobna postrojenja sadrže generator električne energije, koji proizvodi električnu energiju sagorevanjem metana koji je sadržan u biogasu.

[0021] Publikacije patentnih prijava US 2017/190600 A1 i US 2022/127176 A1 objavljuju poznate postupke i postrojenja za tretman otpadnih voda. Postrojenja za tretiranje otpadnih voda poznatog tipa koja su do sada opisana, u praksi su pokazala da nisu lišena nedostataka.

[0022] Prvi nedostatak je dat činjenicom da postrojenja za tretiranje otpadnih voda doprinose zagađenju životne sredine pošto predviđaju emisiju gasova staklene bašte, posebno ugljendioksida, u atmosferu.

[0023] U stvari, ugljen-dioksid koji proizvode aerobne bakterije i nakon stvaranja biogasa i sagorevanja metana koji je sadržan u biogasu, nekontrolisano se oslobađa u atmosferu bez mogućnosti izdvajanja.

[0024] Dodatni nedostatak je dat činjenicom da postrojenja za tretiranje otpadnih voda poznatog tipa predviđaju dugo vreme zadržavanja otpadnih voda koje se tretiraju, posebno u odeljku za biološki tretman otpadnih voda, kako u slučaju anaerobne digestije flokulacije, tako i u slučaju tretmana aerobnim bakterijama.

[0025] Dodatni nedostatak je dat činjenicom da su postrojenja za tretiranje otpadnih voda skupa sa energetske tačke gledišta. U stvari, prethodno navedena postrojenja generalno rade sa visokim stopama protoka komprimovanog vazduha kako bi se otpadne vode mešale u odeljku za mešanje (za anaerobna postrojenja) ili u trećem odeljku (za aerobna postrojenja), na primer, što zahteva veliku količinu električne energije za napajanje kompresora.

[0026] Dodatni nedostatak je dat činjenicom da su postrojenja i postupci za tretiranje otpadnih voda prilagođeni za tretiranje samo jednog tipa otpadnih voda, posebno na osnovu organskog opterećenja koje je sadržano u samim otpadnim vodama.

[0027] Predstavljanje pronalaska

[0029] U ovoj situaciji, problem koji leži u osnovi predmetnog pronalaska je prema tome otklanjanje nedostataka koje pokazuju rešenja poznatog tipa o kojima se prethodno razmatralo, obezbeđujući postupak i postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda sposobne da minimalizuju emisije ugljen-dioksida, azotnih jedinjenja i fosfora u odnosu na postupke i postrojenja poznatog tipa.

[0030] Sledeći cilj predmetnog pronalaska je da obezbedi postupak i postrojenje za tretiranje otpadnih voda koji omogućavaju smanjenje vremena tretmana neophodnog za eliminaciju najmanje jednog organskog zagađujućeg jedinjenja iz prethodno navedenih otpadnih voda.

[0031] Sledeći cilj predmetnog pronalaska je da se obezbedi postrojenje za tretiranje otpadnih voda, sposobno da bude samodovoljno sa energetske tačke gledišta.

[0032] Sledeći cilj predmetnog pronalaska je da se obezbedi svestrano postrojenje za tretiranje otpadnih voda, sposobno za tretiranje otpadnih voda bez obzira na koncentraciju organskih zagađujućih jedinjenja koja se u njima nalaze.

[0033] Sledeći cilj predmetnog pronalaska je da se obezbedi postrojenje za tretiranje otpadnih voda, sposobno da razgradi zagađivače koji su prisutni u vodama koje se tretiraju, tako da ne zahtevaju dalje tretmane nizvodno od samog postrojenja.

[0035] Kratak opis crteža

[0037] Tehnička svojstva pronalaska, u skladu sa prethodno navedenim ciljevima, mogu se jasno videti iz sadržaja patentnih zahteva koji su izneti u nastavku i njegove prednosti će postati očiglednije u detaljnom opisu koji sledi, sa pozivanjem na priložene crteže, koji predstavljaju njegov čisto ilustrativni i neograničavajući primer izvođenja, u kom:

[0039] - Slika 1 pokazuje šematski prikaz postupka za prečišćavanje otpadnih voda koji je u skladu sa poželjnim primerom izvođenja predmetnog pronalaska;

[0040] - Slika 2 pokazuje šematski prikaz dela postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda, cilja predmetnog pronalaska.

[0042] Detaljan opis poželjnog primera izvođenja

[0044] Pozivajući se na priložene crteže, referentni broj 1 označava postrojenje za tretiranje otpadnih voda, cilj predmetnog pronalaska.

[0045] Postrojenje 1 u skladu sa predmetnim pronalaskom namenjeno je za upotrebu na lokacijama za tretiranje i prečišćavanje različitih tipova otpadnih voda, na primer otpadnih voda koje nastaju preradom životinjskih koža, prehrambenih proizvoda ili gradskih voda.

[0046] Postrojenje 1 može pogodno da radi u skladu sa intermitentnim procesom (tj. procesom u serijama, sa unapred određenim zapreminama otpadnih voda, koje se diskontinuirano tretiraju) i/ili u skladu sa kontinuiranim procesom (tj. sa kontinuiranim tokom otpadnih voda na ulazu), poželjno u skladu sa kontinuiranim procesom.

[0047] U skladu sa idejom koja je u osnovi predmetnog pronalaska, postrojenje 1 sadrži prvi rezervoar 10 postavljen za smeštaj otpadnih voda Vr koje treba da se tretiraju, pri čemu te otpadne vode Vr sadrže najmanje jedno organsko zagađujuće jedinjenje C. Pored toga, postrojenje 1 sadrži sredstva za merenje za merenje alkalnog reagensa Ra u prvom rezervoaru 10 i za dobijanje alkalizovanih otpadnih voda Va.

[0048] Takav prvi rezervoar 10 se pogodno koristi kao akumulacioni bafer kada postrojenje 1 predviđa kontinuirano tretiranje otpadnih voda Vr, omogućavajući nadoknađivanje bilo kakvih prekida u toku otpadnih voda Vr prema prvom rezervoaru 10 u vremenskom periodu jednakom odnosu između zapremine prvog rezervoara 10 i stope protoka otpadnih voda Vr na izlazu iz njega.

[0049] Očigledno, ukoliko postrojenje 1 predviđa tretiranje otpadnih voda Vr u skladu sa diskontinuiranim procesom koji je organizovan na primer u skladu sa fiksnim zapreminama za tretman, zapremina otpadnih voda Vr u prvom rezervoaru 10 je suštinski jednaka ukupnoj zapremini tretiranoj u celom procesu.

[0050] Kao što je detaljnije opisano u nastavku, alkalni reagens Ra je namenjen da reaguje sa organskim zagađujućim jedinjenjem C, kako bi hidrolizovao molekule potonjeg, i transformisao ga u modifikovane molekule M, posebno hidrolizovane ili denaturisane.

[0051] Štaviše, postrojenje 1 je obezbeđeno sa jedinicom 2 za sazrevanje, koja sadrži najmanje jedan drugi rezervoar 20 u fluidnoj komunikaciji sa prvim rezervoarom 10, i u koju su alkalizovane otpadne vode Va koje dolaze iz prvog rezervoara 10 podložne da budu introdukovane.

[0052] Pogodno, postrojenje 1 sadrži sredstva za prenos alkalizovanih voda Va iz prvog rezervoara 10 u drugi rezervoar 20, kao što su na primer jedna ili više centrifugalnih pumpi.

[0053] Operativno, alkalizovane otpadne vode Va se poželjno zadržavaju u drugom rezervoaru 20 tokom vremena sazrevanja tm, tokom kojeg je namenjeno da hidrolizovani molekuli M koagulišu kako bi se formirala flokulacija F i kako bi se dobile zrele otpadne vode Vm.

[0054] Pogodno, postrojenje 1 sadrži dodatna sredstva za merenje za merenje polielektrolita P u drugom rezervoaru 20 kako bi se ubrzalo formiranje flokulacije F.

[0055] Pogodno, jedinica 2 za sazrevanje sadrži sredstva 21 za mešanje, na primer mehaničku mešalicu koja je postavljena unutar drugog rezervoara 20 i koja je obezbeđena sa impelerom, kako bi se olakšao kontakt između modifikovanih molekula M (i moguće između modifikovanih molekula M i polielektrolita P) i formirala flokulacija F.

[0056] Štaviše, postrojenje 1 sadrži jedinicu 3 za razdvajanje u fluidnoj komunikaciji sa jedinicom 2 za sazrevanje. Posebno, jedinica 3 za razdvajanje je postavljena za razdvajanje zrelih otpadnih voda Vm koje dolaze iz jedinice 2 za sazrevanje najmanje na prečišćene vode Vc i mulj Vf.

[0057] Pogodno, kao što je prikazano na slici 2, jedinica 3 za razdvajanje sadrži prečišćivač 30 i/ili sredstva 32 za razdvajanje, koja su poželjno odabrana od: kolone za razdvajanje, tangencijalnog filtera, ultrafiltracione membrane, centrifuge. Ova poslednja sredstva 32 za razdvajanje su dobro poznata osobi sa iskustvom u struci i prema tome neće biti detaljno opisana u nastavku. Poželjno, jedinica 3 za razdvajanje sadrži i prečišćivač 30 i sredstva 32 za razdvajanje.

[0058] Detaljnije, prečišćivač 30 sadrži suštinski cilindrični rezervoar obezbeđen sa konusnim dnom, i cev za umirivanje, postavljenu unutar prvog rezervoara i koncentričnu sa potonjim. Štaviše, rezervoar i cev za umirivanje su povezani odozdo pomoću otvora koji je napravljen ispod same cevi za umirivanje.

[0059] Operativno, zrele otpadne vode Vm se poželjno introdukuju tangencijalno unutar cevi za umirivanje i, prateći spiralnu putanju duž unutrašnjeg zida potonje, prvo pune istu cev za umirivanje, a zatim izlaze iz otvora potonje i pune rezervoar. Ovim kretanjem, zrele otpadne vode Vm se dele na prečišćene vode Vc, koje se mogu ekstrahovati sa vrha rezervoara, i mulj Vf, koji se taloži na dnu cevi za umirivanje.

[0060] Pogodno, mulj Vf se ekstrahuje sa dna cevi za umirivanje i šalje pomoću centrifugalne pumpe 31 do sredstava 32 za razdvajanje, na primer, kolone za razdvajanje, koja omogućava da se mulj Vf, koji sadrži flokulaciju F, dodatno razdvaja gravitacijom, koncentrišući većinu potonje na dnu kolone. Poželjno, zapremina mulja Vf sadržana je između 2 i 5% ukupne zapremine zrelih otpadnih voda Vm koje su sadržane u koloni za razdvajanje.

[0061] Postrojenje 1 dodatno sadrži jedinicu 4 za prvu neutralizaciju i jedinicu 5 za drugu neutralizaciju, u fluidnoj komunikaciji sa jedinicom 3 za razdvajanje. Posebno, svaka od jedinica 4, 5 za neutralizaciju postavljena je za neutralizaciju prečišćenih voda Vc i mulja Vf, respektivno, kako bi se dobile neutralne prečišćene vode Vcn i neutralni mulj Vfn.

[0062] Pogodno, jedinica 4 za prvu neutralizaciju sadrži treći rezervoar 40, namenjen za prijem prečišćenih voda Vc iz prečišćivača 30 i/ili iz sredstava 32 za razdvajanje, i jedinica 5 za drugu neutralizaciju sadrži četvrti rezervoar 50, namenjen za sakupljanje mulja Vf.

[0063] Poželjno, jedinica 5 za drugu neutralizaciju sadrži vijačnu pumpu za ekstrakciju mulja Vf iz prečišćivača 30 i/ili iz sredstava 32 za razdvajanje i njegovo prenošenje do četvrtog rezervoara 50.

[0064] Štaviše, svaka jedinica 4, 5 za neutralizaciju pogodno sadrži sredstva za merenje (nisu prikazana na priloženim slikama) za introdukovanje izmerene količine prvog kiselog reagensa Rac1 u treći rezervoar 40, i izmerene količine drugog kiselog reagensa Rac2 u četvrti rezervoar 50.

[0065] Pogodno, kao što je detaljnije objašnjeno u nastavku, prvi i drugi kiseli reagens Rac1, Rac2 namenjeni su da reaguju sa ostacima alkalnog reagensa Ra i sa baznim modifikovanim molekulima M koji su disocirani u vodi kako bi se smanjila ukupna pH prečišćenih voda Vc i mulja Vf.

[0066] Pogodno, postrojenje 1 sadrži logičku kontrolnu jedinicu koja je konfigurisana tako da pokreće navedena sredstva za merenje kako bi se u najmanje jedan od navedenog trećeg rezervoara 40 i navedenog četvrtog rezervoara 50 introdukovala izmerena količina navedenog prvog kiselog reagensa Rac1 i/ili navedenog drugog kiselog reagensa Rac2, respektivno. Detaljnije, svaka jedinica 4, 5 za neutralizaciju sadrži pH senzor u komunikaciji podataka sa logičkom kontrolnom jedinicom, koji je postavljen za merenje pH vrednosti prečišćenih voda Vc i mulja Vf i za slanje signala logičkoj kontrolnoj jedinici koji je reprezentativan za detektovanu pH. Štaviše, logička kontrolna jedinica pogodno sadrži memorijsku jedinicu, koja sadrži najmanje jednu graničnu pH vrednost. Pogodno, logička kontrolna jedinica konfigurisana je tako da uporedi signal koji dolazi iz svakog senzora pH i da pokreće sredstva za merenje kako bi se u treći rezervoar 40 i/ili četvrti rezervoar 50 introdukovala izmerena količina prvog kiselog reagensa Rac1 i/ili drugog kiselog reagensa Rac2, respektivno, na osnovu poređenja prethodno navedenog signala sa graničnom vrednošću.

[0067] Štaviše, postrojenje 1 sadrži najmanje jedan anaerobni digestor 7 koji je postavljen nizvodno od jedinice 5 za drugu neutralizaciju i postavljen za tretiranje neutralnog mulja Vfn koji dolazi iz jedinice 5 za drugu neutralizaciju kako bi se generisao biogas Vg i digestat D, pogodno tečan. Posebno, biogas Vg sadrži metansku frakciju V<CH4>i najmanje jednu prvu ugljen-dioksidnu frakciju V<1,CO2>.

[0068] Pogodno, kao što je detaljnije objašnjeno u nastavku, anaerobni digestor 7 sadrži u sebi različite vrste anaerobnih bakterija, u skladu sa tipom reakcije koju potonje promovišu.

[0069] Detaljnije, prethodno navedene anaerobne bakterije su odabrane, u zavisnosti od temperature na kojoj rade, od: mezofilnih bakterija, koje pogodno rade na temperaturi koja je poželjno sadržana između 35 °C i 45 °C, i termofilnih bakterija, koje pogodno rade na temperaturi koja je poželjno sadržana između 65 °C i 75 °C.

[0070] Pogodno, anaerobni digestor 7 sadrži peti rezervoar 70 unutar kog je namenjeno da budu postavljene anaerobne bakterije i neutralni mulj Vf koji se metaboliše. Štaviše, anaerobni digestor 7 pogodno sadrži spoljašnji grejni omotač, koji je postavljen periferno oko spoljašnjih zidova petog rezervoara 70 kako bi se održala unutrašnja temperatura potonjeg koja je sadržana unutar radnog opsega bakterija koje su prethodno opisane.

[0071] Štaviše, postrojenje 1 sadrži prvu jedinicu 6 za prečišćavanje koja je postavljena za razdvajanje prve ugljen-dioksidne frakcije V<1, CO2>od metanske frakcije V<CH4>, i, poželjno, uklanja sve nečistoće iz biogasa Vg, kao što su na primer vodena para, vodonik sulfid, amonijak, itd.

[0072] Pogodno, prva jedinica 6 za prečišćavanje sadrži sredstva za prečišćavanje, koja su odabrana od: kondenzacione kolone, kolone za ispiranje kiselinom, molekulske membrane, apsorpcione kolone pod oscilirajućim pritiskom, kolone za ispiranje vodom pod visokim pritiskom, kolone za ispiranje bazom i njihove kombinacije.

[0073] Na primer, sredstva za prečišćavanje mogu da sadrže kondenzacionu kolonu za uklanjanje vodene pare koja je sadržana u biogasu Vg, kolonu za ispiranje kiselinom za uklanjanje najmanje amonijaka i kolonu za ispiranje bazom za moguće uklanjanje vodonik sulfida i drugih kiselih jedinjenja koja su sadržana u biogasu Vg. Štaviše, sredstva za prečišćavanje pogodno sadrže molekulsku membranu za prosejavanje preostalog biogasa Vg, zadržavajući prvu ugljen-dioksidnu frakciju V<1,CO2>u prvoj komori i omogućavajući metanskoj frakciji V<CH4>da prođe kroz prethodno navedenu molekulsku membranu, poželjno je prenoseći ka kogeneratoru 8 pomoću kompresorske jedinice.

[0074] Očigledno, bez odstupanja od obima zaštite predmetnog pronalaska, jedinica 6 za prečišćavanje može biti obezbeđena sa bilo kojim drugim uređajem koji je sposoban da razdvoji najmanje prvu ugljen-dioksidnu frakciju V<1,CO2>i metansku frakciju V<CH4>jednu od druge.

[0075] [0057] U skladu sa idejom koja je u osnovi predmetnog pronalaska, prva jedinica 6 za prečišćavanje je u fluidnoj vezi sa najmanje jednom od jedinice 4, 5 za prvu i drugu neutralizaciju kako bi se introdukovala prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>. Pogodno, jedinica 6 za prečišćavanje sadrži prve ventilatore, koji su pogodno povezani sa sredstvima za merenje jedinica 4, 5 za neutralizaciju, i njima takođe upravlja logička kontrolna jedinica kako bi se prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>prenela iz prve komore u treći i četvrti rezervoar 40, 50, respektivno.

[0076] U skladu sa alternativnim primerom izvođenja, jedinica 6 za prečišćavanje može se poklopiti sa najmanje jednom od jedinice 4, 5 za prvu i drugu neutralizaciju, tako da se prečišćavanje metanske frakcije V<CH4>pogodno vrši istovremeno sa neutralizacijom prečišćenih voda Vc i/ili mulja Vf.

[0077] Poželjno, u skladu sa poželjnim primerom izvođenja predmetnog pronalaska, prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>predstavlja prvi kiseli reagens Rac1 i drugi kiseli reagens Rac2.

[0078] Pogodno, postrojenje 1 sadrži kogenerator 8 postavljen za proizvodnju najmanje električne energije i gasa GC za sagorevanje koji sadrži najmanje drugu ugljen-dioksidnu frakciju V<2,CO2>i frakciju vodene pare V<H2O,v>počevši od metanske frakcije V<CH4>koja dolazi iz prve jedinice 6 za prečišćavanje.

[0079] Pogodno, električna energija koja je razvijena od strane kogeneratora 8 upotrebljava se za napajanje jednog ili više potrošača iz jedinica postrojenja 1, kao što su na primer pumpe, kompresori, senzori, sredstva za mešanje, logička kontrolna jedinica i druge komponente koje rade pomoću električne energije ili drugih potrošača u blizini samog postrojenja 1.

[0080] Time se dobija postrojenje 1 koje je sposobno da zadovolji svoje energetske potrebe.

[0081] Poželjno, kogenerator 8 je u fluidnoj vezi sa najmanje jednom od jedinica 4, 5 za neutralizaciju kako bi se introdukovala najmanje druga ugljen-dioksidna frakcija V<2,CO2>koja je sadržana u gasu GC za sagorevanje, i poželjno sav gas GC za sagorevanje.

[0082] Štaviše, kogenerator 8 je poželjno u fluidnoj vezi sa jedinicom 4, 5 i za prvu i za drugu neutralizaciju kako bi se druga ugljen-dioksidna frakcija V<2,CO2>introdukovala u obe zajedno sa prvom ugljen-dioksidnom frakcijom V<1,CO2>. Istovremeno, introdukovanjem gasa GC za sagorevanje u najmanje jednu od jedinica 4, 5 za neutralizaciju, ova potonja se čisti ne samo od ugljen-dioksida već i od drugih nečistoća, koje ostaju u prečišćenim neutralnim vodama Vcn i lako se razdvajaju u narednim jedinicama postrojenja 1.

[0083] U skladu sa alternativnim primerom izvođenja predmetnog pronalaska, postrojenje 1 sadrži drugu jedinicu 9 za prečišćavanje postavljenu za prijem navedenog gasa GC za sagorevanje i razdvajanje druge ugljen-dioksidne frakcije V<2,CO2>od frakcije vodene pare V<H2O,v>.

[0084] Pogodno, druga jedinica 9 za prečišćavanje sadrži kondenzacionu kolonu, koja je pogodno namenjena za kondenzaciju frakcije vodene pare V<H2O,v>kako bi se potonja razdvojila od druge ugljen-dioksidne frakcije V<2,CO2>, i pogodno da istovremeno proizvodi toplu vodu

[0087] 1

[0088] nakon kondenzacije vodene pare. Poželjno, takva topla voda je namenjena da se introdukuje unutar spoljašnjeg grejnog omotača petog rezervoara 70 anaerobnog digestora 7 i da zagreva potonji do radne temperature na kojoj anaerobne bakterije rade.

[0089] Pogodno, druga jedinica 9 za prečišćavanje je u fluidnoj vezi sa najmanje jednom od jedinice 4, 5 za prvu i drugu neutralizaciju kako bi se introdukovala druga ugljen-dioksidna frakcija V<2,CO2>. Poželjno, druga jedinica 9 za prečišćavanje sadrži druge ventilatore, koji su poželjno povezani sa sredstvima za merenje jedinica 4, 5 za neutralizaciju, a takođe ih pokreće logička kontrolna jedinica kako bi se druga ugljen-dioksidna frakcija V<2,CO2>prenela iz kondenzacione kolone u treći i/ili četvrti rezervoar 40, 50, respektivno. Pogodno, druga jedinica 9 za prečišćavanje je u fluidnoj vezi sa jedinicom 4, 5 i za prvu i za drugu neutralizaciju kako bi se druga ugljen-dioksidna frakcija V<2,CO2>introdukovala u obe zajedno sa prvom ugljen-dioksidnom frakcijom V<1,CO2>.

[0090] Štaviše, postrojenje 1 pogodno sadrži jedinicu 11 za produvavanje (stripping), poželjno postavljenu uzvodno od jedinice 5 za prvu neutralizaciju i postavljenu za tretiranje prečišćenih voda Vc. Posebno, jedinica 11 za produvavanje je obezbeđena sa sredstvima za insuflaciju, za insuflaciju gasovitog toka G u prečišćene vode Vc i za ekstrakciju najmanje jedne amonijačne frakcije (poželjno celokupnog rastvorenog amonijaka) iz prečišćenih voda Vc, čime se dobija gasovita smeša MG koja sadrži najmanje amonijačnu frakciju.

[0091] Poželjno, gasoviti tok G je vazduh, međutim, bez odstupanja od obima zaštite, gasoviti tok G može se sastojati od bilo kog gasa koji je sposoban za produvavanje amonijaka iz prečišćenih voda Vc.

[0092] Očigledno, bez odstupanja od obima zaštite predmetnog pronalaska, jedinica 11 za produvavanje može se postaviti nizvodno od jedinice 5 za prvu neutralizaciju kako bi se neutralne prečišćene vode Vcn tretirale na analogan način.

[0093] Pogodno, postrojenje 1 dodatno sadrži jedinicu 12 za ispiranje gasovite smeše MG, koja je u fluidnoj komunikaciji sa jedinicom 11 za produvavanje i koja je postavljena za uklanjanje amonijačne frakcije iz gasne smeše MG pomoću reakcije sa kiselim vodenim rastvorom, na primer razblaženim vodenim rastvorom sumporne kiseline, kako bi se dobio amonijum sulfat.

[0094] Prema tome je moguće redukovati vreme tretmana otpadnih voda Vr, izbegavajući transformaciju amonijaka u nitrite i/ili nitrate i zatim u molekulski azot kako bi se potonji mogao ispustiti u atmosferu bez posledičnih šteta po životnu sredinu. Štaviše, izdvojeni amonijum sulfat može se upotrebljavati kao đubrivo.

[0095] Pogodno, postrojenje 1 sadrži aerobni reaktor 15 postavljen nizvodno od jedinice 4 za prvu neutralizaciju. Posebno, aerobni reaktor 15 je postavljen za redukovanje koncentracije ostataka organskog zagađujućeg jedinjenja C u neutralnim prečišćenim vodama Vcn, pomoću aerobnih bakterija.

[0096] Štaviše, postrojenje 1 pogodno sadrži odeljak za hemijsko-fizički tretman, poželjno postavljen nizvodno od aerobnog reaktora 15, poželjno kako bi se uklonile aerobne bakterije iz prečišćenih neutralnih voda Vcn i bilo koja neorganska zagađujuća jedinjenja koja nužno moraju biti eliminisana kako bi se omogućila ponovna upotreba prečišćenih neutralnih voda Vcn ili njihovo ispuštanje u prirodu.

[0097] Posebno, odeljak za hemijsko-fizički tretman obezbeđen je sa najmanje jednim od: ultraljubičaste lampe, generatora ozona, tangencijalnog filtera, ultrafiltracione membrane.

[0098] Sledeći cilj pronalaska je postupak za tretiranje otpadnih voda, koji poželjno koristi postrojenje 1, cilj predmetnog pronalaska, čiji će svi referentni brojevi biti zadržani radi jednostavnosti objašnjenja. Očigledno, bez odstupanja od obima zaštite predmetnog pronalaska, takav postupak može da koristi bilo koje drugo postrojenje za tretiranje otpadnih voda koje je pogodno za tu svrhu.

[0099] U skladu sa idejom koja je u osnovi predmetnog pronalaska, postupak sadrži korak snabdevanja otpadnim vodama Vr koje treba da se tretiraju, pri čemu otpadne vode Vr sadrže najmanje jedno organsko zagađujuće jedinjenje C.

[0100] Posebno, organsko zagađujuće jedinjenje C je bilo koji neželjeni organski molekul u otpadnim vodama Vr koje se moraju tretirati kako bi se ispustile u prirodu ili ponovo upotrebile u industrijskom postrojenju iz kog same otpadne vode Vr potiču.

[0101] Na primer, organsko zagađujuće jedinjenje C je protein, skrob, celuloza koji potiču iz procesa proizvodnje mesa, ribe ili mlečne ili industrije papira, ili organska boja koja potiče iz industrije štavljenja.

[0102] Očigledno, bez odstupanja od obima zaštite predmetnog pronalaska, organsko zagađujuće jedinjenje C može biti slobodno u otpadnim vodama ili takođe sadržano u bilo kom jednoćelijskom elementu (bakterijama i/ili virusima) čija je koncentracija u otpadnim vodama Vr koje treba da se tretiraju veća od zakonskih granica i verovatno se može eliminisati postupkom za njihov tretman.

[0103] Štaviše, postupak sadrži korak dodavanja alkalnog reagensa Ra u otpadne vode Vr kako bi se dobile alkalizovane otpadne vode Va, u kojima se najmanje jedno organsko zagađujuće jedinjenje C transformiše u modifikovane molekule M usled dejstva alkalnog reagensa Ra. Posebno, modifikovani molekuli M su hidrolizovani i/ili denaturisani molekuli.

[0104] Pogodno, alkalni reagens Ra je jaka baza koja je odabrana od: natrijum hidroksida, kalijum hidroksida, kalcijum hidroksida, barijum hidroksida, litijum hidroksida, magnezijum hidroksida, i njihovih smeša ili jedinjenja.

[0105] Poželjno, alkalni reagens Ra je odabran od natrijum hidroksida, kalijum hidroksida, i njihovih smeša ili jedinjenja.

[0106] U stvari, iznenađujuće je pronađeno da natrijum hidroksid i/ili kalijum hidroksid, iako ih karakteriše niži reakcioni prinos u odnosu na druge hidrokside na prethodnoj listi, omogućavaju dobijanje čistijeg mulja Vf, kome pogodno nedostaju metali koji bi mogli da ometaju aktivnost bakterija koje se upotrebljavaju u anaerobnoj digestiji.

[0107] Štaviše, natrijum hidroksid i/ili kalijum hidroksid pogodno formiraju jedinjenja koja se lakše digestiraju i ne favorizuju vezivanje koloidnih jedinjenja zajedno sa modifikovanim molekulima M, kao što se umesto toga dešava kada se upotrebljavaju preostali hidroksidi sa prethodne liste.

[0108] Posebno, prethodno navedeni koloidni kompoziti bili bi teški za digestiranje u anaerobnoj digestiji i trebalo bi prema tome da budu razdvojeni ili tretirani jakim kiselinama.

[0109] Pogodno, pH vrednost alkalizovanih otpadnih voda Va je sadržana između 10 i 14 i poželjno je oko 12,2.

[0110] Detaljnije, u koraku dodavanja alkalnog reagensa Ra, u zavisnosti od prirode organskog zagađujućeg jedinjenja C, molekuli koji čine potonje podležu strukturnim modifikacijama i/ili se dele na molekule niže molekulske težine.

[0111] Na primer, organsko zagađujuće jedinjenje C može reagovati sa alkalnim reagensom Ra u skladu sa reakcijom alkalne hidrolize, tako da se u baznoj sredini koja je formirana nakon dodavanja alkalnog reagensa Ra, organsko jedinjenje C deli na nekoliko različitih molekula kraćeg lanca.

[0112] Alternativno ili u kombinaciji, organsko zagađujuće jedinjenje C može reagovati sa alkalnim reagensom Ra bez modifikacije dužine njegovog lanca, ali prekidajući vodonične veze i sone mostove.

[0113] U skladu sa prvim primerom izvođenja, organsko zagađujuće jedinjenje C sadrži proteine obezbeđene sa viškom baznih aminokiselina (arginin, lizin, histidin) i takvi proteini dostižu svoju izoelektričnu tačku, nakon dodavanja alkalnog reagensa Ra, tj. uslova u kom je polarizacija molekula jednaka nuli. Takav uslov pogodno omogućava prethodno navedenim proteinima da se međusobno zgusnu i generišu flokulaciju F u narednom koraku sazrevanja koji će biti detaljnije opisan u nastavku.

[0116] 1

[0117] U skladu sa drugim primerom izvođenja, organsko zagađujuće jedinjenje C sadrži proteine obezbeđene sa viškom kiselih aminokiselina i bazna sredina stvorena nakon dodavanja alkalnog reagensa Ra denaturiše takve proteine, modifikujući njihovu sekundarnu, ternarnu ili kvaternarnu strukturu, što dovodi do modifikovanih molekula M, bez nužnog prekidanja njihovih intramolekulskih veza.

[0118] U skladu sa trećim primerom izvođenja, organsko zagađujuće jedinjenje C sadrži celulozu i/ili skrobove i dodavanje alkalnog reagensa Ra uzrokuje denaturaciju prethodno navedenih molekula i prekidanje njihovih intramolekulskih veza, čime se stvaraju modifikovani molekuli M kratkog lanca, posebno jednostavni šećeri.

[0119] U skladu sa četvrtim primerom izvođenja, organsko zagađujuće jedinjenje C je ćelijski materijal (ribozomi, ćelijski nukleus sastavljen od DNK) koji je sadržan u jednoćelijskom organizmu, na primer bakteriji, koji je prisutan u otpadnim vodama Vr, i alkalni reagens Ra uzrokuje pucanje ćelijske membrane, čineći sâmo organsko zagađujuće jedinjenje C dostupnim u alkalizovanim vodama Va. Takvo organsko zagađujuće jedinjenje C prema tome sadrži molekule obdarene slabim intramolekulskim vezama i sklone lizi u baznoj sredini, što dovodi do modifikovanih molekula M.

[0120] Opciono, otpadne vode Vr takođe sadrže teške metale, kao što je na primer hrom, i u koraku dodavanja alkalnog reagensa Ra, potonji takođe reaguje sa njima, uzrokujući njihovo taloženje kao hidroksida. Takvi hidroksidi se povoljno skladište unutar flokulacije F u naknadnom koraku sazrevanja koji je opisan u nastavku, i mogu se prema tome lako razdvojiti od alkalizovanih voda Va.

[0121] Dodatno, opciono, otpadne vode Vr sadrže jedinjenja fosfora, generalno disocirana u vodi i prema tome sadrže, na primer, fosfatni jon PO<3>4-

. Takav jon pogodno reaguje sa alkalnim reagensom Ra, i formira lako razdvojivu fosfornu so.

[0122] Štaviše, postupak sadrži korak sazrevanja alkalizovanih otpadnih voda Va tokom vremena sazrevanja tm u kom modifikovani molekuli M koagulišu kako bi se dobile zrele otpadne vode Vm koje sadrže najmanje jednu flokulaciju F modifikovanih molekula M.

[0123] Poželjno, vreme sazrevanja tm je sadržano između 3 minuta i 30 minuta. Tokom takvog vremena sazrevanja tm poželjno je mešati alkalizovane vode Va kako bi se maksimalizovala verovatnoća sudara između modifikovanih molekula M koji su dispergovani u prethodno navedenim alkalizovanim vodama Va. Posebno, modifikovani molekuli M formiraju međusobno intermolekulske veze, na primer pomoću reakcija polikondenzacije, stvarajući flokulaciju F koja je nerastvorljiva u alkalizovanim vodama Va.

[0124] Pogodno, korak sazrevanja predviđa dodavanje najmanje jednog polielektrolita P u alkalizovane otpadne vode Va kako bi se ubrzalo formiranje flokulacije F.

[0125] Posebno, polielektrolit P je organski polimer poželjno odabran od: poliakrilne kiseline, sulfonisanog polistirena, polidimetilamonijum hlorida, i poželjno se dodaje na početku vremena sazrevanja tm.

[0126] Štaviše, postupak sadrži korak razdvajanja, pomoću jedinice 3 za razdvajanje, zrelih otpadnih voda Vm najmanje na prečišćene vode Vc i mulj Vf. Posebno, mulj Vf uglavnom sadrži flokulaciju F.

[0127] Štaviše, postupak sadrži korak prve neutralizacije prečišćenih voda Vc u kome se pH vrednost prečišćenih voda Vc smanjuje pomoću najmanje jednog prvog kiselog reagensa Rac1 kako bi se dobile neutralne prečišćene vode Vcn, i korak druge neutralizacije mulja Vf u kome se pH vrednost mulja Vf smanjuje pomoću najmanje jednog drugog kiselog reagensa Rac2 kako bi se dobio neutralni mulj Vfn. Poželjno, neutralne prečišćene vode Vcn i neutralni mulj Vfn imaju pH vrednost od oko 7. Poželjno, prvi kiseli reagens Rac1 i/ili drugi kiseli reagens Rac2 sadrže, i poželjno se sastoje od, ugljen-dioksida za formiranje karbonata putem reakcije sa ostacima alkalnog reagensa Ra i baznim modifikovanim molekulima M.

[0128] Štaviše, postupak sadrži korak digestije neutralnog mulja Vfn pomoću anaerobnog digestora 7 kako bi se proizveo najmanje jedan biogas Vg i jedan digestat D, pogodno tečni. Posebno, biogas Vg sadrži najmanje jednu metansku frakciju V<CH4>i prvu ugljen-dioksidnu frakciju V<1,CO2>.

[0129] Detaljnije, korak digestije predviđa upotrebu anaerobnih bakterija, koje su pogodno postavljene unutar anaerobnog digestora 7 i koje se drže u okruženju sa kontrolisanom temperaturom i pH.

[0130] Posebno, neutralni mulj Vfn se introdukuje pri pH vrednosti od oko 7 unutar anaerobnog digestora 7, pošto anaerobne bakterije koje su prisutne unutar anaerobnog digestora 7 zahtevaju neutralne pH uslove kako bi mogle da metabolišu neutralni mulj Vfn i ne bi preživele u visoko alkalnoj sredini.

[0131] Pogodno, korak digestije sadrži prvi korak u kome anaerobne bakterije hidrolizuju neutralni mulj Vfn, zakišeljavajući flokulaciju F koja je sadržana u potonjem i formirajući prve nusproizvode kao što su isparljive masne kiseline, ketoni i alkoholi. Štaviše, korak digestije sadrži drugi korak, u kome se prethodno navedene isparljive masne kiseline iz prvih nusproizvoda transformišu pomoću anaerobnih bakterija u druge nusproizvode kao što su posebno sirćetna kiselina, mravlja kiselina, ugljen-dioksid i molekulski vodonik. Štaviše, pogodno, korak digestije sadrži treći korak, tokom kog anaerobne bakterije, počevši od drugih

[0134] 1

[0135] nusproizvoda, proizvode metan, na primer počevši od sirćetne kiseline ili redukujući proizvedeni ugljen-dioksid upotrebom molekulskog vodonika.

[0136] Kako bi se sprovele sve prethodno navedene faze koraka digestije, pogodno je upotrebljavati različite vrste anaerobnih bakterija, posebno acidogene bakterije, acetogene bakterije i metanogene bakterije, koje pogodno intervenišu u prvoj, drugoj i trećoj fazi koraka digestije.

[0137] Pogodno, kinetika reakcija metabolisanja flokulacije F od strane anaerobnih bakterija brža je u odnosu na kinetiku anaerobne digestije kod tradicionalnih postupaka, jer flokulacija F sadrži modifikovane molekule M, posebno hidrolizovane i/ili denaturisane, a ne organsko zagađujuće jedinjenje C, koje bi zahtevalo duže vreme digestije kako bi se metabolisalo.

[0138] Na taj način, dobija se postupak za tretiranje otpadnih voda Vr koji je sposoban da redukuje vreme tretmana najmanje jednog organskog zagađujućeg jedinjenja C koje je inicijalno prisutno u takvim otpadnim vodama Vr.

[0139] Poželjno, masa neutralnog mulja Vfn koji je pretvoren u biogas Vg je sadržana između 40 i 60%, a preostali procenat se transformiše u digestat D.

[0140] Metanska frakcija V<CH4>je poželjno sadržana između 50% i 70% proizvedenog biogasa Vg, a prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>je poželjno sadržana između 25% i 45%.

[0141] Generalno, biogas Vf sadrži nečistoće kao što je, na primer, vodonik sulfid, koji bi, ukoliko se akumulira unutar anaerobnog digestora 7, ugrozio aktivnost anaerobnih bakterija ili, ukoliko se ekstrahuje zajedno sa metanskom frakcijom i prvom ugljen-dioksidnom frakcijom V<1,CO2>, bio ispušten u atmosferu, doprinoseći zagađenju životne sredine.

[0142] Kako bi se otklonio ovaj nedostatak, korak digestije sadrži četvrtu fazu odlaganja, u kojoj oksidativne bakterije, posebno iz roda Thiobacillus ili Sulfolobus, oksiduju vodonik sulfid do elementarnog sumpora.

[0143] Alternativno, eliminacija vodonik sulfida može se izvršiti u koracima koji slede nakon koraka anaerobne digestije, a prethode sagorevanju metanske frakcije V<CH4>.

[0144] Štaviše, postupak sadrži korak prečišćavanja, pomoću prve jedinice 6 za prečišćavanje, najmanje prve ugljen-dioksidne frakcije V<1,CO2>, razdvajajući je od biogasa Vg.

[0145] U skladu sa idejom koja je u osnovi predmetnog pronalaska, prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>dodaje se u najmanje jedno od prečišćenih voda Vc i mulja Vf kao prvi i/ili drugi kiseli reagens Rac1, Rac2 iz koraka prve neutralizacije i/ili koraka druge neutralizacije kako bi se smanjila njihova pH.

[0146] Posebno, prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>skoro u potpunosti predstavlja prvi kiseli reagens Rac1 i drugi kiseli reagens Rac2, i, kao što je prethodno predviđeno, i u mulju

[0149] 1

[0150] Vf i u prečišćenim vodama Vc najmanje delimično neutrališe bilo koji rezidualni alkalni reagens Ra, formirajući najmanje jednu karbonatnu i/ili bikarbonatnu so, i bazne modifikovane molekule M disocirane u vodi.

[0151] Pogodno, postupak takođe sadrži korak sagorevanja metanske frakcije V<CH4>biogasa Vg kako bi se proizvela najmanje električna energija i gas GC za sagorevanje koji sadrži najmanje drugu ugljen-dioksidnu frakciju V<2,CO2>i, poželjno, frakciju vodene pare V<H2O,v>. Posebno, najmanje druga ugljen-dioksidna frakcija V<2,CO2>dodaje se u najmanje jedno od prečišćenih voda Vc i mulja Vf kao prvi i/ili drugi kiseli reagens Rac1, Rac2 iz koraka prve neutralizacije i/ili koraka druge neutralizacije da bi se smanjila njihova pH.

[0152] Na taj način je moguće izbeći emisiju ugljen-dioksida u atmosferu, što pomaže u redukovanju uticaja na životnu sredinu predmetnog postupka tretmana u odnosu na postupke za tretiranje otpadnih voda poznatog tipa.

[0153] Posebno, druga ugljen-dioksidna frakcija V<2,CO2>dodaje se prvoj ugljen-dioksidnoj frakciji V<1,CO2>u prvom kiselom reagensu Rac1 i u drugom kiselom reagensu Rac2.

[0154] Očigledno, bez odstupanja od obima zaštite predmetnog pronalaska, druga ugljendioksidna frakcija V<2,CO2>koja je razdvojena od gasa GC za sagorevanje može se upotrebiti u druge svrhe (na primer, u industriji proizvodnje gaziranih pića, posle odgovarajućeg tretmana) ukoliko je prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>već dovoljna za neutralizaciju prečišćenih voda Vc i mulja Vf.

[0155] Pogodno, prethodno opisani korak prečišćavanja sadrži preliminarnu fazu čišćenja biogasa Vg kako bi se iz potonjeg uklonili zagađivači (na primer, amonijak). Posebno, prethodno navedena faza čišćenja pogodno se izvodi pre koraka sagorevanja metanske frakcije V<CH4>biogasa Vg.

[0156] Ovim se izbegava introdukovanje zagađivača iz biogasa Vg u prečišćene vode Vc i mulj Vf koji treba da se neutrališe, ili spaljivanje takvih zagađivača zajedno sa metanskom frakcijom V<CH4>, oslobađajući potonji u atmosferu u obliku, na primer, azotnih oksida ili hlorisanih jedinjenja (na primer, dioksina).

[0157] Tokom takve faze čišćenja takođe je moguće ukloniti bilo koji vodonik sulfid ukoliko bakterije koje su odgovorne za eliminaciju prethodno navedenog zagađivača nisu prisutne u anaerobnom digestoru 7.

[0158] Alternativno, korak prečišćavanja, a posebno faza čišćenja biogasa Vg, može se izvoditi istovremeno sa korakom prve i/ili druge neutralizacije.

[0159] U ovom potonjem slučaju, biogas Vg se direktno introdukuje, na primer, u prečišćene vode Vc (ili u mulj Vf) i posebno se prva ugljen-dioksidna frakcija V<1,CO2>uklanja reakcijom

[0162] 1

[0163] sa alkalnim reagensom Ra koji je sadržan u prečišćenim vodama Vc, omogućavajući prolaz metanske frakcije V<CH4>, koja se tako pogodno sakuplja.

[0164] Štaviše, nakon koraka sagorevanja metanske frakcije V<CH4>biogasa Vg, postupak pogodno predviđa mogući dodatni korak prečišćavanja, pomoću druge jedinice 9 za prečišćavanje, druge ugljen-dioksidne frakcije V<2,CO2>kako bi se ona razdvojila od gasova GC za sagorevanje.

[0165] U skladu sa poželjnim primerom izvođenja predmetnog pronalaska, otpadne vode Vr, a samim tim i prečišćene vode Vc, sadrže amonijak.

[0166] Pogodno, poželjno pre koraka prve neutralizacije, postupak takođe sadrži korak insuflacije gasovitog toka G u prečišćene vode Vc kako bi se iz prečišćenih voda Vc ekstrahovala najmanje jedna amonijačna frakcija, a poželjno sav amonijak, čime se dobija gasovita smeša MG koja sadrži najmanje amonijačnu frakciju, i korak reakcije amonijačne frakcije u gasnoj smeši MG sa kiselim vodenim rastvorom, poželjno rastvorom sumporne kiseline, kako bi se dobila najmanje jedna amonijačna so.

[0167] Na taj način je moguće izbeći oksidaciju amonijaka koji je rastvoren u vodi prvo do nitrita i nitrata, a zatim do azota, na primer, pomoću aerobnog procesa digestije, i istovremeno proizvesti jednu ili više amonijačnih soli, na primer amonijum sulfat, koje se mogu upotrebljavati u industriji đubriva.

[0168] Očigledno, bez odstupanja od obima zaštite predmetnog pronalaska, korak insuflacije može se izvesti posle koraka prve neutralizacije kako bi se prečišćene neutralne vode Vcn tretirale na analogan način.

[0169] U skladu sa poželjnim primerom izvođenja predmetnog pronalaska, postupak sadrži korak prečišćavanja neutralnih prečišćenih voda Vcn pomoću aerobnog tretmana.

[0170] Tokom takvog koraka, prečišćene neutralne vode Vcn tretiraju se aerobnim bakterijama, poželjno u aerobnom reaktoru 15, pri čemu aerobne bakterije metabolišu bilo koje ostatke organskog zagađujućeg jedinjenja C, modifikovanih molekula M, flokulacije F i/ili bilo kojih drugih neželjenih rezidualnih jedinjenja koji treba da se eliminišu. Posebno, aerobne bakterije proizvode biomasu, koja se taloži na dnu aerobnog reaktora 15.

[0171] Štaviše pogodno, postupak sadrži korak prečišćavanja prečišćenih neutralnih voda Vcn pomoću hemijsko-fizičkog tretmana koji je odabran od filtracije, dezinfekcije, sedimentacije.

[0172] Posebno, hemijsko-fizički tretman je namenjen eliminisanju aerobnih bakterija koje preostaju u neutralnim prečišćenim vodama Vcn nakon aerobnog tretmana, na primer pomoću dezinfekcije. Takva dezinfekcija se može pogodno izvršiti dodavanjem ozona ubacivanjem mehurića u prečišćene neutralne vode Vcn, ili zračenjem takvih voda ultraljubičastim

[0175] 1

[0176] svetlom. Pogodno, dodavanje ozona i/ili tretman ultraljubičastim svetlom ima efekat izbeljivanja, tj. bilo koji molekuli boja rastvoreni u vodi degraduju se dejstvom hemijskofizičkih agenasa koji su prethodno opisani.

[0177] U skladu sa alternativnim primerom izvođenja predmetnog pronalaska, hemijskofizički tretman je filtracija. Takva filtracija se poželjno vrši pomoću jonoizmenjivačkih smola, koje su dobro poznate onima sa iskustvom u struci i prema tome nisu opisane u nastavku, a posebno su prilagođene za uklanjanje karbonata i bikarbonata koji su formirani u neutralnim prečišćenim vodama Vcn nakon koraka prve neutralizacije.

[0178] Očigledno, bez odstupanja od obima zaštite predmetnog pronalaska, korak prečišćavanja prečišćenih neutralnih voda Vcn može takođe sadržati samo jedan od aerobnog i hemijsko-fizičkog tretmana.

[0179] Postupak i postrojenje 1 iz predmetnog pronalaska pogodno omogućavaju da se koncentracija organskog zagađujućeg jedinjenja C redukuje ispod željenih granica bez obzira na inicijalnu koncentraciju organskog zagađujućeg jedinjenja C.

[0180] U stvari, u zavisnosti od tipa otpadnih voda koje treba da se tretiraju, dobiće se više ili manje mulja Vf u zavisnosti od koncentracije organskog zagađujućeg jedinjenja C, a samim tim veća ili manja količina biogasa Vg u zavisnosti od mase proizvedenog mulja Vf.

[0181] Prema tome, ovako zamišljen pronalazak postiže unapred postavljene ciljeve.

[0184] 1

Claims (10)

1. Patentni zahtevi

1. Postupak za tretiranje otpadnih voda, naznačen time što sadrži sledeće operativne korake:

- snabdevanja otpadnim vodama (Vr) koje treba da se tretiraju, navedene otpadne vode (Vr) sadrže najmanje jedno organsko zagađujuće jedinjenje (C);

- dodavanja alkalnog reagensa (Ra) u navedene otpadne vode (Vr) kako bi se dobile alkalizovane otpadne vode (Va), navedeno najmanje jedno organsko zagađujuće jedinjenje (C) transformiše se u modifikovane molekule (M) usled dejstva navedenog alkalnog reagensa (Ra);

- sazrevanja navedenih alkalizovanih otpadnih voda (Va) tokom vremena sazrevanja (tm) u kom navedeni modifikovani molekuli (M) koagulišu kako bi se dobile zrele otpadne vode (Vm) koje sadrže najmanje jednu flokulaciju (F) navedenih modifikovanih molekula (M);

- razdvajanja, pomoću jedinice (3) za razdvajanje, navedenih zrelih otpadnih voda (Vm) najmanje na prečišćene vode (Vc) i mulj (Vf), i takav mulj (Vf) uglavnom sadrži navedenu flokulaciju (F);

- prve neutralizacije navedenih prečišćenih voda (Vc) u kojoj se pH vrednost navedenih prečišćenih voda (Vc) smanjuje pomoću najmanje jednog prvog kiselog reagensa (Rac1) kako bi se dobile neutralne prečišćene vode (Vcn);

- druge neutralizacije navedenog mulja (Vf) u kojoj se pH vrednost navedenog mulja (Vf) smanjuje pomoću najmanje jednog drugog kiselog reagensa (Rac2) kako bi se dobio neutralni mulj (Vfn);

- digestije navedenog neutralnog mulja (Vfn) pomoću anaerobnog digestora (7) kako bi se proizveo najmanje jedan biogas (Vg) i digestat (D), navedeni biogas (Vg) sadrži najmanje jednu metansku frakciju (V<CH4>) i prvu ugljen-dioksidnu frakciju (V<1,CO2>);

- prečišćavanja, pomoću prve jedinice (6) za prečišćavanje, najmanje jedne prve ugljen-dioksidne frakcije (V<1,CO2>), razdvajajući je od navedenog biogasa (Vg); - sagorevanja metanske frakcije (V<CH4>) navedenog biogasa (Vg) kako bi se proizvela najmanje električna energija i gas (GC) za sagorevanje, navedeni gas (GC) za sagorevanje sadrži najmanje drugu ugljen-dioksidnu frakciju (V<2,CO2>),

2

u kome se navedena prva ugljen-dioksidna frakcija (V<1,CO2>) i navedena druga ugljendioksidna frakcija (V<2,CO2>) dodaju u najmanje jedno od navedenih prečišćenih voda (Vc) i navedenog mulja (Vf) kao prvi i/ili drugi kiseli reagens (Rac1, Rac2) iz navedenog koraka prve neutralizacije i/ili navedenog koraka druge neutralizacije kako bi se smanjila njihova pH.

2. Postupak za tretiranje otpadnih voda u skladu sa patentnim zahtevom 1, naznačen time što je navedeni alkalni reagens (Ra) jaka baza koja je odabrana od: natrijum hidroksida, kalijum hidroksida, kalcijum hidroksida, barijum hidroksida, litijum hidroksida, magnezijum hidroksida i njihovih smeša ili jedinjenja,

i time što je pH vrednost navedenih alkalizovanih otpadnih voda (Va) sadržana između 10 i 14.

3. Postupak za tretiranje otpadnih voda u skladu sa patentnim zahtevom 1 ili 2, naznačen time što navedeni korak sazrevanja obezbeđuje dodavanje najmanje jednog polielektrolita (P) navedenim alkalizovanim otpadnim vodama (Va) kako bi se ubrzalo formiranje navedene flokulacije (F).

4. Postupak za tretiranje otpadnih voda u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što navedene otpadne vode (Vr), a samim tim i navedene prečišćene vode (Vc), sadrže amonijak; navedeni postupak takođe sadrži sledeće operativne korake:

- insuflacije gasovitog toka (G) u navedene prečišćene vode (Vc) kako bi se ekstrahovala najmanje jedna frakcija navedenog amonijaka iz navedenih prečišćenih voda (Vc), čime se dobija gasovita smeša (MG) koja sadrži najmanje navedenu amonijačnu frakciju;

- reakcije navedene amonijačne frakcije u navedenoj gasovitoj smeši (MG) sa kiselim vodenim rastvorom kako bi se dobila najmanje jedna amonijačna so.

5. Postupak za tretiranje otpadnih voda u skladu sa patentnim zahtevom 4, naznačen time što se navedeni korak insuflacije gasovitog toka (G) u navedene prečišćene vode (Vc) i navedeni korak reakcije navedene amonijačne frakcije u navedenoj gasovitoj smeši (MG) izvode pre koraka prve neutralizacije.

6. Postupak za tretiranje otpadnih voda u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što sadrži korak čišćenja navedenih neutralnih prečišćenih voda (Vcn) pomoću hemijsko-fizičkog tretmana koji je odabran od filtracije, dezinfekcije, sedimentacije.

7. Postupak za tretiranje otpadnih voda u skladu sa bilo kojim od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što sadrži korak čišćenja navedenih neutralnih prečišćenih voda (Vcn) pomoću aerobnog tretmana.

8. Postrojenje za tretiranje otpadnih voda naznačeno time što sadrži:

- prvi rezervoar (10) postavljen za smeštaj otpadnih voda (Vr) koje treba da se tretiraju, navedene otpadne vode sadrže najmanje jedno organsko zagađujuće jedinjenje (C);

- sredstva za merenje za merenje alkalnog reagensa (Ra) u navedenom prvom rezervoaru (10) i dobijanje alkalizovanih otpadnih voda (Va);

- jedinicu (2) za sazrevanje, koja sadrži najmanje jedan drugi rezervoar (20) u fluidnoj komunikaciji sa navedenim prvim rezervoarom (10), i u koju su alkalizovane otpadne vode (Va) koje dolaze iz navedenog prvog rezervoara (10) podložne da budu introdukovane;

- jedinicu (3) za razdvajanje u fluidnoj komunikaciji sa navedenom jedinicom (2) za sazrevanje, navedena jedinica (3) za razdvajanje postavljena je za razdvajanje zrelih otpadnih voda (Vm) koje dolaze iz navedene jedinice (2) za sazrevanje najmanje na prečišćene vode (Vc) i mulj (Vf);

- jedinicu (4) za prvu neutralizaciju i jedinicu (5) za drugu neutralizaciju, u fluidnoj komunikaciji sa navedenom jedinicom (3) za razdvajanje, svaka od navedenih jedinica (4, 5) za neutralizaciju postavljena je za, respektivno, neutralizaciju navedenih prečišćenih voda (Vc) i navedenog mulja (Vf) kako bi se dobile neutralne prečišćene vode (Vcn) i neutralni mulj (Vfn);

- najmanje jedan anaerobni digestor (7) postavljen nizvodno od navedene jedinice (5) za drugu neutralizaciju i postavljen za tretiranje navedenog neutralnog mulja (Vfn) koji dolazi iz navedene jedinice (5) za drugu neutralizaciju kako bi se generisao biogas (Vg) i digestat (D); navedeni biogas (Vg) sadrži metansku frakciju (V<CH4>) i najmanje jednu prvu ugljen-dioksidnu frakciju (V<1, CO2>);

- prvu jedinicu (6) za prečišćavanje postavljenu za razdvajanje navedene prve ugljen-dioksidne frakcije (V<1, CO2>) od navedene metanske frakcije (V<CH4>); navedena prva jedinica (6) za prečišćavanje je u fluidnoj vezi sa najmanje jednom od navedenih jedinica (4, 5) za prvu i drugu neutralizaciju kako bi se introdukovala navedena prva ugljen-dioksidna frakcija (V<1, CO2>).

- kogenerator (8) postavljen za generisanje najmanje električne energije, gasa (GC) za sagorevanje, koji sadrži najmanje jednu drugu ugljen-dioksidnu frakciju (V<2, CO2>), i frakciju vodene pare (V<H2O,v>) počevši od navedene metanske frakcije (V<CH4>) koja dolazi iz navedene prve jedinice (6) za prečišćavanje; navedeni kogenerator (8) je u fluidnoj vezi sa najmanje jednom od navedenih jedinica (4, 5) za prvu i drugu neutralizaciju kako bi se u njega introdukovala najmanje navedena druga ugljen-dioksidna frakcija (V<2, CO2>) koja je sadržana u navedenom gasu (GC) za sagorevanje.

9. Postrojenje za tretiranje otpadnih voda u skladu sa patentnim zahtevom 8, naznačeno time što je navedeni kogenerator (8) u fluidnoj vezi sa najmanje jednom od navedenih jedinica (4, 5) za prvu i drugu neutralizaciju kako bi se u njega introdukovao sav gas (GC) za sagorevanje.

10. Postrojenje za tretiranje otpadnih voda u skladu sa patentnim zahtevom 8 ili 9, naznačeno time što sadrži:

- jedinicu (11) za produvavanje, postavljenu uzvodno od navedene jedinice (5) za prvu neutralizaciju i postavljenu za tretiranje navedenih prečišćenih voda (Vc); navedena jedinica (11) za produvavanje je obezbeđena sa sredstvima za insuflaciju, kako bi se izvršila insuflacija gasovitog toka (G) u navedene prečišćene vode (Vc) i kako bi se ekstrahovala najmanje jedna amonijačna frakcija iz navedenih prečišćenih voda (Vc), čime se dobija gasovita smeša (MG) koja sadrži najmanje navedenu amonijačnu frakciju;

- jedinicu (12) za ispiranje navedene gasovite smeše (MG), koja je u fluidnoj komunikaciji sa navedenom jedinicom (11) za produvavanje i postavljena je za uklanjanje navedene amonijačne frakcije iz navedene gasovite smeše (MG) pomoću reakcije sa kiselim vodenim rastvorom.

2