BG64791B1 - Method and apparatus for biological wastewater treatment - Google Patents
Method and apparatus for biological wastewater treatment Download PDFInfo
- Publication number
- BG64791B1 BG64791B1 BG107698A BG10769803A BG64791B1 BG 64791 B1 BG64791 B1 BG 64791B1 BG 107698 A BG107698 A BG 107698A BG 10769803 A BG10769803 A BG 10769803A BG 64791 B1 BG64791 B1 BG 64791B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- zone
- chamber
- aeration
- vortex
- activated sludge
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1242—Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like
- C02F3/1247—Small compact installations for use in homes, apartment blocks, hotels or the like comprising circular tanks with elements, e.g. decanters, aeration basins, in the form of segments, crowns or sectors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретението се отнася до метод и устройство за биологично обработване на отпадъчна вода, по-специално за отстраняване на органичните и съдържащи тривалентен фосфор замърсяващи вещества, както и съдържащите азот съединения от отпадъчната вода чрез микроорганизми в една активирана утайка. Методът и устройството намират приложение за обработване на комунални и промишлени отпадъчни води.The invention relates to a method and apparatus for biological treatment of waste water, in particular for the removal of organic and trivalent phosphorus contaminants, and nitrogen-containing waste water compounds by microorganisms in an activated sludge. The method and the device find application for treatment of municipal and industrial wastewater.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Биологичното обработване на отпадъчна вода, по-специално отстраняването на органичните отпадъчни вещества, съдържащи тривалентен фосфор, както и съдържащите азот съединения от комуналните и промишлените отпад ъчни води, чрез микроорганизми е добре известен метод, използван обикновено при обработването на отпадъчна вода от заводите.The biological treatment of wastewater, in particular the removal of organic waste materials containing trivalent phosphorus, as well as nitrogen containing compounds from municipal and industrial wastewater, through microorganisms is a well-known method commonly used in the treatment of wastewater from plants.
Обикновено отпадъчната вода се смесва с така наречената активирана утайка, в която са култивирани специални видове бактерии. Тези микроорганизми са способни да разложат замърсяващите вещества, съдържащи се в отпадъчната вода, и да ги преобразуват в биомаса. Докато органичните замърсяващи вещества при аеробни условия могат лесно да се разложат чрез хетеротропната бактерия, съдържащите азот замърсяващи вещества изискват двустепенен процес на разлагане. В първия етап на този процес, който е етап на нитрификация, съдържащите азот съединения се окисляват при аеробни условия чрез автотропна бактерия, за да се образуват нитрити и нитрати. Във втория етап, който е етап на денитрификация, интригите и нитратите се намаляват, за да се образува молекулен азот. За да се постигне ефективна денитрификация, са необходими, ниско съдържание на разтворен кислород в сместа от утайка и отпадъчна вода и наличие на бактерия, поглъщаща кислорода, свързан с нитритите и нитратите.Usually, the waste water is mixed with the so-called activated sludge in which special types of bacteria are cultivated. These micro-organisms are capable of decomposing pollutants contained in wastewater and converting them into biomass. While organic pollutants under aerobic conditions can be readily decomposed by a heterotropic bacterium, nitrogen-containing pollutants require a two-step decomposition process. In the first step of this process, which is the nitrification step, the nitrogen-containing compounds are oxidized under aerobic conditions by an autotropic bacterium to form nitrites and nitrates. In the second step, which is the denitrification step, the intrigues and nitrates are reduced to form molecular nitrogen. In order to achieve effective denitrification, a low content of dissolved oxygen in the mixture of sludge and waste water and the presence of an oxygen-absorbing bacterium associated with nitrites and nitrates are required.
Така разлагането на органичните замърсяващи вещества и нитрификацията на съдър жащите азот замърсяващи вещества изискват аеробни условия, при които има свободен достъп на въздух, докато денитрификацията може да се постигне само при условията на процеси, протичащи при отсъствие на кислород.Thus, the decomposition of organic pollutants and the nitrification of nitrogen-containing pollutants require aerobic conditions under which there is free access to air, while denitrification can only be achieved under the conditions of processes occurring in the absence of oxygen.
В нивото на техниката горните изисквания са удовлетворени чрез подаването на отпадъчната вода в първи резервоар, където тя се смесва с активирана утайка, съдържаща хетеротропна и автотропна бактерия. Там сместа се аерира ефективно, за да се предоставят необходимите аеробни условия за разлагане на органичните замърсяващи вещества и да се осъществи нитрификацията на съдържащите азот съединения.In the prior art, the above requirements are met by supplying the wastewater to a first tank, where it is mixed with an activated sludge containing a heterotropic and autotropic bacterium. There, the mixture is aerated effectively to provide the necessary aerobic conditions for the decomposition of the organic pollutants and to nitrify the nitrogen-containing compounds.
След това отпадъчната вода преминава във втори резервоар, поддържан при условията на отсъствие на кислород, където се осъществява денитрификацията.The wastewater is then transferred to a second tank maintained under oxygen-free conditions, where the denitrification takes place.
Поради тези причини, биологичното обработване на отпадъчна вода съгласно нивото на техниката изисква дълго време на задържане на отпадъчната вода в биореактора, като така се намалява технологичната и икономическата ефективност на метода. Освен това предоставянето на разделени резервоари, поддържани съответно при аеробни и анаеробни (протичащи в отсъствието на кислород) условия, изискват устройства с голям обем, което води до висока цена на конструкцията и високи текущи разходи.For these reasons, the biological treatment of waste water according to the prior art requires a long retention time of the waste water in the bioreactor, thus reducing the technological and economic efficiency of the method. In addition, providing separate tanks maintained under aerobic and anaerobic (oxygen-free) conditions requires high volume devices, which results in high construction costs and high running costs.
Известни са от JP 60168549 метод и устройство за отстраняване на органични субстанции от необработен (суров) разтвор, като отпадъчна вода.JP 60168549 is known for the method and apparatus for removing organic matter from a crude solution, such as waste water.
Разкритият в описанието на документа метод, включва етапи, при които отпадъчната вода се доставя по тръба за необработен разтвор в аерационна зона, където през въздушни дифузори се подава въздух от тръба за въздух на апарат за разпръскване на въздух, разположен в аерационната зона, и там се извършва въздушна дифузия, при която необработеният разтвор се смесва с активирана утайка и се аерира, като се обогатява с кислород. Течната смес от отпадъчна вода и активирана утайка от аерационната зона се издига от зона за течна смес по продължението на зона за възходящ поток и по време на това издигане се осъществява разлагане на органичната субстанция чрез кислорода, съдържащ се във вдухвания въздух. Течната смес, отделе на от въздуха в горната част на зоната за течна смес, се спуска в пречистваща зона през зона за спускане, отделена посредством стена от зоната за възходящ поток, като част от нея се издига и преминава през зона за отделяне на пречистена течност, където се събира чистата вода. По-голямата част от течната смес напуска пречистващата зона през зоната за спускане, като рециркулира от долната страна на зоната за пречистена течност отново към зоната за течна смес, като преминава покрай разпределяща потока плоча и отново се насочва към аериращата зона, където се аерира.The method disclosed in the document description includes steps in which the waste water is delivered through a raw solution pipe into the aeration zone, where air is supplied from the air pipe to an air dispenser located in the aeration zone through the air diffusers. air diffusion is performed in which the crude solution is mixed with activated sludge and aerated, enriched with oxygen. The liquid mixture of waste water and activated sludge from the aeration zone is lifted from the liquid mixture zone along the upstream zone and during this uplift, the organic matter is decomposed by oxygen contained in the inhaled air. The liquid mixture separating from the air in the upper part of the liquid mixture zone is discharged into the treatment zone through a downstream zone separated by a wall from the upstream zone, as part of which rises and passes through the purified liquid separation zone where pure water is collected. Most of the liquid mixture exits the treatment zone through the descent zone, recirculating from the underside of the purified liquid area again to the fluid mixture area, passing along the flow distribution plate and again directed to the aeration zone where it is aerated.
Утайката се събира в шахта за излишна утайка, която се намира на дъното на аерационата зона, откъдето се изхвърля през изходяща тръба, монтирана там.The sludge is collected in an excess sludge shaft located at the bottom of the aeration zone, where it is discharged through an outlet pipe installed there.
Известното от нивото на техниката устройство за отстраняване на органични субстанции от необработен (суров) разтвор, като отпадъчна вода, включва входящ отвор, свързан с тръба за необработен разтвор, по-специално отпадъчна вода, и аерационна част, снабдена с тръба за въздух, подаван през въздушни дифузори от апарат за разпръскване на въздух. Предвидени са зона за течна смес и зона за възходящ поток за преминаване на течната смес от отпадъчна вода и активирана утайка в пречистваща част. Пречистващата част съдържа част за спускане, отделена посредством стена от частта за възходящ поток и чрез втора стена от една част за отделяне на пречистена течност, в която се събира чистата вода. Под втората стена е предвиден отвор, оформящ траектория за рециркулация на сместа, оформен под частта за спускане, за рециркулация на потока, преминаващ в долния край на частта за отделяне на пречистена течност и покрай разделяща плоча, конфигурирана за насочването му към аериращата част за повторно аериране. На дъното на аерационната част на устройството е оформена шахта за излишна утайка, която преминава през монтирана там изходяща тръба.The prior art device for removing organic substances from raw (raw) solution, such as waste water, includes an inlet connected to a raw solution pipe, in particular waste water, and an aeration portion provided with an air supply pipe through air diffusers from an air diffuser. A liquid mixture zone and an upstream zone are provided for the passage of the liquid waste water mixture and activated sludge into the treatment unit. The purifying portion comprises a descent section separated by a wall from the upstream portion and by a second wall from a portion for separation of purified liquid into which pure water is collected. Under the second wall is provided an opening forming a trajectory for the recirculation of the mixture formed below the lowering part, for the recirculation of the stream passing at the lower end of the purified liquid separation portion and along a separating plate configured to direct it to the aeration portion aeration. At the bottom of the aeration part of the device is formed a shaft for excess sludge, which passes through the outlet pipe installed there.
Известните от състоянието на техниката, метод и устройство не осигуряват достатъчно ефективно и пълно биологично пречистване на отпадъчната вода от органични субстанции, тъй като сместа не е подложена на обезгазяване, при което се създава вихър, завихряне или турбулентно движение, чието вихрово действие поддържа колоидно, суспендираните частици на активираната утайка, съдържаща се във вихровата зона. Освен това неотстранените въздушни мехурчета от сместа от утайка и отпадъчна вода увеличават турбулентностга и кинетичната енергия на потока, което води до непълноценно очистване и до възможността в пречистената вода да попаднат необработени напълно органични вещества.The prior art, method and device do not provide a sufficiently effective and complete biological treatment of organic matter wastewater, since the mixture is not subjected to degassing, creating a vortex, vortex or turbulent motion whose vortex action maintains colloidal, suspended particles of activated sludge contained in the vortex zone. In addition, the undisturbed air bubbles from the mixture of sludge and wastewater increase the turbulence and kinetic energy of the stream, resulting in inadequate purification and the possibility of untreated fully organic matter entering the treated water.
Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION
Задачата на настоящото изобретение е да се предоставят метод и устройство за по-пълно, по-ефективно и спестяващо разходи биологично обработване на отпадъчни води, по-специално за отстраняване на органичните и съдържащи тривалентен фосфор замърсяващи вещества, както и съдържащите азот съединения от отпадъчната вода чрез микроорганизми в една активирана утайка.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for more complete, more efficient and cost-effective biological treatment of wastewater, in particular for the removal of organic and trivalent phosphorous pollutants and nitrogen-containing wastewater compounds by microorganisms in one activated sludge.
Задачата се решава с метод за биологично обработване на отпадъчна вода, по-специално за отстраняване на органичните и съдържащи тривалентен фосфор замърсяващи вещества, както и съдържащите азот съединения от отпадъчната вода чрез микроорганизми в една активирана утайка, който включва етапите на смесване на активираната утайка с отпадъчната вода и аериране на сместа в една аерационна камера, където сместа от активирана утайка и отпадъчна вода се обогатява с разтворен кислород, като се създават аеробни условия, необходими за ефективното разлагане на органичните и нитрификация на съдържащите азот замърсяващи вещества. След това се осъществява преминаване на сместа в пречистваща камера, която се свързва с аерационната камера и се извършва отделяне на обработената отпадъчна вода от утайката, която след това се изхвърля. След аерацията значително се намалява количеството разтворен кислород в сместа чрез микроорганизми, разлагащи органичните замърсяващи вещества и нитрифициращи съдържащите азот замърсяващи вещества в една обезгазяваща зона. В обезгазяващата зона се извършва култивиране на микроорганизми, в допълнение към тези, които се намират вече в сместа, върху повърхността на среда с нереактивен носител, който се намира там. След това сместа преминава от обезгазяващата зона в поне една денитрифицираща вих рова зона. Там се осъществява поддържане на частиците на съдържащата се в псевдосуспендирана форма, активираната утайка, които се намират колоидно суспендирани в нея, чрез вихър, завихряне или турбулентно движение, създаващи вихрово действие, служещо за поддържане на частиците на активираната утайка. Впоследствие се образува насочен циркулационен поток между вихровата зона, съдържаща колоидно суспендирана активирана утайка и аерационната зона. След като се обработи, както е описано по-горе, пречистената вода се отделя от утайката.The problem is solved by a method of biological treatment of wastewater, in particular for the removal of organic and trivalent phosphorus contaminants, as well as nitrogen containing wastewater compounds by microorganisms into an activated sludge, which includes the steps of mixing the activated sludge with effluent and aeration of the mixture into an aeration chamber, where the activated sludge and waste water mixture is enriched with dissolved oxygen, creating the aerobic conditions necessary for effective azlagane organic and nitrification of nitrogen-containing contaminants. The mixture is then passed to a purification chamber which connects to the aeration chamber and separates the treated wastewater from the sludge, which is then disposed of. After aeration, the amount of dissolved oxygen in the mixture is significantly reduced by microorganisms, decomposing organic pollutants and nitrifying nitrogen-containing pollutants in one degassing zone. In the degassing zone, the cultivation of micro-organisms, in addition to those already in the mixture, is carried out on the surface of a medium with a non-reactive carrier present therein. The mixture is then passed from the degassing zone to at least one denitrifying vortex zone. It is there to maintain the particles of the fluidized suspension, activated sludge, which are colloidly suspended therein, by vortex, vortex, or turbulent motion, creating a vortex action serving to maintain the activated sludge particles. Subsequently, a directional circulation flow is formed between the vortex zone containing the colloidally suspended activated sludge and the aeration zone. After treatment as described above, the purified water was separated from the precipitate.
, Дсевдосуспендирана форма” означава, че суспензията на активираната утайка и отпадъчната вода не е самоподдържаща се, а се нуждае от постоянно вихрово действие, което се създава във вихровата зона, за да се поддържат частиците на утайката суспендирани."Suspended form" means that the activated sludge and wastewater suspension is not self-sustaining, but needs a constant vortex action created in the vortex zone to keep the sludge particles suspended.
В резултат на интензивната консумация на разтворен кислород в обезгазяващата зона, съдържанието на кислорода в сместа от утайка и отпадъчна вода в поне една вихрова зона се поддържа достатъчно ниско, за да се постигне ефективна денитрификация. Кислородът, свързан към нитратите и нитритите, образувани при аеробни условия в аерационната и обезгазяващата зона, се консумира от микроорганизмите, които се намират в псевдосуспендираната активирана утайка и които разлагат остатъчните органични замърсяващи вещества.As a result of the intensive consumption of dissolved oxygen in the degassing zone, the oxygen content of the mixture of sludge and wastewater in at least one vortex zone is kept low enough to achieve effective denitrification. Oxygen bound to nitrates and nitrites formed under aerobic conditions in the aeration and degassing zone is consumed by micro-organisms that are present in the fluidized suspended sediment and which decompose residual organic pollutants.
Така контактната област между частиците на активираната утайка и отпадъчната вода в псевдосуспензията е максимална и в нея преобладават идеални условия за взаимодействие между бактерията, съдържаща се в активираната утайка и замърсяващите вещества, намиращи се в отпадъчната вода.Thus, the contact area between the activated sludge particles and the effluent in the pseudo-suspension is maximum and it prevails ideal conditions for the interaction between the bacterium contained in the activated sludge and the pollutants present in the waste water.
Чрез образуването на насочения за рециркулиране поток между една зона, съдържаща псевдосуспендирана активна утайка, и аерационната зона, ефективността на пречистващия процес значително се увеличава.By forming a recirculating stream between a zone containing a fluidized bed of sediment and the aeration zone, the efficiency of the purification process is significantly increased.
От горното описание на метода съгласно настоящото изобретение е очевидно, че процесите на пречистване на отпадъчната вода и отделяне на утайката протичат едновременно. В резултат на това не е необходим допълнителен етап за седиментация на активираната утайка и отделяне на пречистената отпадъчна вода от слегналата утайка.From the above description of the process according to the present invention, it is apparent that the processes of wastewater treatment and sludge separation occur simultaneously. As a result, no additional step is required to sediment the activated sludge and to separate the treated wastewater from the settled sludge.
Методът за биологично обработване на отпадъчна вода съгласно изобретението позволява едновременно отстраняване на органичните и съдържащи азот замърсяващи вещества в единствен непрекъснат процес и поради това предоставя висока икономическа ефективност.The method of biological treatment of waste water according to the invention allows simultaneous removal of organic and nitrogen-containing pollutants in a single continuous process and therefore provides high cost-effectiveness.
В едно предпочитано изпълнение на метода съгласно изобретението средата с нереактивен носител е мрежа от синтетични влакна, поспециално състояща се от полиамид.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the non-reactive carrier medium is a network of synthetic fibers, preferably consisting of polyamide.
В това изпълнение на метода микроорганизмите, в допълнение на тези, които вече се съдържат в сместа от утайка и отпадъчна вода, се култивират върху повърхността на средата с нереактивен носител, намиращ се в обезгазяващата зона. Поради това в обезгазяващата зона се предвижда съдържание на биомаса с висока концентрация. В резултат на това се постига ефективно разлагане на органичните замърсяващи вещества и нитрификация на съдържащите азот съединения, докато съдържанието на кислород в сместа се намалява значително.In this embodiment of the method, the micro-organisms, in addition to those already contained in the mixture of sludge and waste water, are cultivated on the surface of the medium with a non-reactive carrier located in the degassing zone. Therefore, high concentration of biomass is foreseen in the degassing zone. As a result, effective degradation of organic pollutants and nitrification of nitrogen-containing compounds is achieved, while the oxygen content of the mixture is significantly reduced.
Мрежата от синтетични влакна за предпочитане е предвидена да бъде от полиамид, тъй като такъв материал не взаимодейства нито с бактерията, нито със замърсяващите вещества в отпадъчната вода. Също така са подходящи и други материали с нереактивен носител.The synthetic fiber network is preferably designed to be made of polyamide, since such material does not interact with the bacterium or the pollutants in the waste water. Other non-reactive carrier materials are also suitable.
Съгласно друго предпочитано изпълнение на метода, съгласно изобретението, концентрацията на колоидно суспендираната активирана утайка е поне 4,0 g/1.According to another preferred embodiment of the method according to the invention, the concentration of the colloidally suspended activated sludge is at least 4.0 g / l.
В резултат на това пречистването на отпадъчната вода може да се постигне с висока степен на ефективност.As a result, wastewater treatment can be achieved with a high degree of efficiency.
Съгласно още едно друго изпълнение на метода, съгласно изобретението, подаването на утайка е по-малко от 0,2 g BODS (Biological Oxygen Demand в продължение на пет дни) за грам активирана утайка и за ден.According to another embodiment of the method according to the invention, the sludge feed is less than 0.2 g of BOD S (Biological Oxygen Demand for five days) per gram of activated sludge and per day.
При тези стойности на подаването, скоростта на нарастване на бактерията и в резултат получаването на излишна утайка се поддържат ниски. Освен това количеството на газовете, като например СО2, Н2О, NH4 и т.н., получени по време на процеса на обработване на отпадъчната вода, се намалява, като така се поддържат ниски стойности на индекса на обем утайка (обем утайка в ml, съдържаща 1 g суха субстанция).At these feed rates, the bacterial growth rate and resulting excess sludge are kept low. Further, the amount of gases, such as CO 2, H 2 O, NH 4, etc., obtained during the processing of waste water is reduced, thereby maintaining low values of the index of the slurry volume (v precipitate in ml containing 1 g of dry substance).
Методът съгласно настоящото изобрете ние за предпочитане е изпълнен така, че производството на излишната утайка е по-малко от 0,35 g от утайка за грам отделен BOD5.The method according to the present invention is preferably implemented in such a way that the production of excess sludge is less than 0.35 g of sludge per gram of separate BOD 5 .
Така се получава малко количество излишна утайка, като отпада необходимостта от отделяне на голямо количество излишна утайка от сместа от утайка и отпадъчна вода. Така времето на задържане на активираната утайка в сместа може да се продължи.This produces a small amount of excess sludge, eliminating the need to separate a large amount of excess sludge from the mixture of sludge and waste water. Thus, the retention time of the activated sludge in the mixture can be extended.
За предпочитане е метод съгласно изобретението, при който времето на задържане на активираната утайка в сместа е най-малко 10 дни.Preferably, a method according to the invention is that the retention time of the activated sludge in the mixture is at least 10 days.
През този период в активната утайка могат да се култивират не само бързо репродуциращата се хетеротропна бактерия, но също така и бавно репродуциращата се автотропна бактерия. Наличието на хетеротропна и автотропна бактерия в активната утайка е от решаващо значение за едновременното отстраняване на органичните и на съдържащите азот замърсяващи вещества.During this period, not only the rapidly reproducing heterotropic bacterium but also the slowly reproducing autotropic bacterium can be cultured in the activated sludge. The presence of heterotropic and autotropic bacteria in the active precipitate is crucial for the simultaneous removal of organic and nitrogen-containing pollutants.
Методът съгласно изобретението за предпочитане е такъв, че концентрацията на разтворен кислород в аерационната зона е най-малко 3,0 mgA.The process according to the invention is preferably such that the concentration of dissolved oxygen in the aeration zone is at least 3.0 mgA.
При тези условия не само е възможно да се разложат органичните замърсяващи вещества, но и да се постигне ефективна нитрификация на съдържащите азот съединения.Under these conditions, it is not only possible to decompose organic pollutants, but also to achieve effective nitrification of nitrogen-containing compounds.
В още едно предпочитано изпълнение на метода, съгласно изобретението, се добавя алуминиево съединение към сместа от активирана утайка и отпадъчна вода.In another preferred embodiment of the method according to the invention, an aluminum compound is added to the mixture of activated sludge and waste water.
С това се постига отстраняване на съдържащите тривалентен фосфор замърсяващи вещества от отпадъчната вода.This eliminates the phosphate-containing contaminants from the wastewater.
Като предимство на метода, съгласно настоящото изобретение, се счита и това, че алуминиевото съединение е един разтвор, който съдържа 0,9 - 1,5 mg чист алуминий за милиграм тривалентен фосфор, който трябва да се отдели от отпадъчната вода.An advantage of the process according to the present invention is that the aluminum compound is a solution containing 0.9-1.5 mg of pure aluminum per milligram of trivalent phosphorus to be separated from the waste water.
Този разтвор действа като флокулатор, така че добавянето на това съединение към сместа от утайка и отпадъчна вода намалява индекса обем утайка на активираната утайка.This solution acts as a flocculator, so the addition of this compound to the mixture of sludge and wastewater reduces the sediment volume of activated sludge.
Задачата се решава и с устройство за биологично обработване на отпадъчна вода, по-специално за отстраняване на органичните и съдържащите тривалентен фосфор замърсяващи ве щества, както и съдържащите азот съединения от отпадъчната вода чрез микроорганизми в една активирана утайка, което устройство съгласно изобретението съдържа най-малко един входен отвор за отпадъчна вода и една аерационна камера, съдържаща най-малко един въздушен дифузор, най-малко една първа стена, отделяща аерационната камера от пречистваща камера и една траектория на рециркулация. Пречистващата камера е най-малко една и включва обезгазяваща зона, съдържаща среда с нереактивен носител за култивиране на допълнителни микроорганизми. Предвидена е най-малко една, разделена от обезгазяващата зона, денитрифицираща вихрова зона, в която има вихър, завихряне или турбулентно движение, създаващи вихрово действие за поддържане колоидално суспендирани частиците на активираната утайка, която се намира в денитрифициращата вихрова зона. Има най-малко една зона на чиста вода, която съдържа най-малко един изпускателен отвор за пречистената вода. Устройството е съоръжено и с един съединителен канал, съединяващ аерационната камера и обезгазяващата зона на пречистващата камера. Траекторията на рециркулация се намира между денитрифициращата вихрова зона на пречистващата камера и аерационната камера.The problem is also solved by a device for biological treatment of wastewater, in particular for the removal of organic and trivalent phosphorus contaminants, as well as nitrogen-containing wastewater compounds by microorganisms in an activated sludge, which device according to the invention contains at least one inlet for waste water and one aeration chamber containing at least one air diffuser, at least one first wall separating the aeration chamber from a treatment chamber and one trajectory of recirculation. The purification chamber is at least one and includes a degassing zone containing a medium with a non-reactive carrier for the cultivation of additional microorganisms. At least one separated from the degassing zone is a vortex denitrifying zone in which there is a vortex, vortex or turbulent motion, creating a vortex action to maintain colloidally suspended particles of activated sludge located in the denitrifying vortex zone. There is at least one zone of clean water containing at least one outlet for purified water. The device is also equipped with a connecting channel connecting the aeration chamber and the degassing zone of the treatment chamber. The recirculation path is located between the denitrifying vortex zone of the treatment chamber and the aeration chamber.
Траекторията на рециркулация позволява образуването на рециркулиращо насочен поток между вихровата зона и аерационната камера.The recirculation trajectory allows the formation of a recirculating directional flow between the vortex zone and the aeration chamber.
Устройството съгласно изобретението, е конструирано така, че да позволява едновременно отделяне на органичните и съдържащите тривалентен фосфор замърсяващи вещества, както и съдържащите азот съединения само в един резервоар. В резултат на това цената на конструкцията, както и текущите разходи на системата са значително намалени.The device according to the invention is designed to allow simultaneous separation of organic and trivalent phosphorus contaminants as well as nitrogen-containing compounds in only one tank. As a result, the cost of construction as well as the running costs of the system are significantly reduced.
В едно предпочитано изпълнение на устройството, съгласно изобретението, дъното на аерационната камера е разположено под дъното на пречистващата камера.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the bottom of the aeration chamber is disposed below the bottom of the treatment chamber.
В друго предпочитано изпълнение на устройството, съгласно изобретението, в аерационната камера е разположен един канал за отстраняване на излишната утайка, като е предвидено едно помпено средство, по-специално смукателна помпа за отстраняването на излишната утайка от аерационната камера.In another preferred embodiment of the device according to the invention, there is a channel in the aeration chamber for removing excess sludge, providing a pumping means, in particular a suction pump, for removing excess sludge from the aeration chamber.
Тази установка позволява постоянното от страняване на излишната утайка, което е важно за поддържането на стабилни хидравлични условия в системата.This setting allows permanent removal of excess sludge, which is important for maintaining stable hydraulic conditions in the system.
Съгласно още едно предпочитано изпълнение на устройството, траекторията на рециркулация между денитрифициращата вихрова зона и аерационната камера е образувана от един отвор между първата стена и дъното на пречистващата камера. Въздушните дифузори в аерационната камера са разположени близо до този отвор.According to yet another preferred embodiment of the device, the recirculation path between the denitrifying vortex zone and the aeration chamber is formed by an opening between the first wall and the bottom of the treatment chamber. The air diffusers in the aeration chamber are located near this opening.
Тази установка има особени предимства, защото по този начин може да се предотврати блокирането на траекторията на рециркулация от слегналата активирана утайка.This installation has particular advantages because it can prevent the recirculation trajectory from being blocked by the deposited activated sludge.
За предпочитане е устройство, съгласно изобретението, при което пречистващата камера включва подкамери, всяка, от които съдържа зона на чиста вода с най-малко един изпускателен отвор за пречистената вода и денитрифицираща вихрова зона.Preferably, it is a device according to the invention, wherein the treatment chamber comprises sub-chambers, each comprising a clean water area with at least one purified water outlet and a denitrifying vortex zone.
Устройството, съгласно този вариант на изпълнение за предпочитане е такова, че пречистващата камера включва две подкамери, образувани от разделителен елемент, съдържащ една наклонена стена, разположена на долния край на вертикална стена и образуваща ъгъл от 135° до 150° спрямо вертикалната стена.The device according to this embodiment is preferably such that the purification chamber comprises two sub-chambers formed by a dividing element comprising a sloping wall located at the lower end of a vertical wall and forming an angle of 135 ° to 150 ° with respect to the vertical wall.
Такова изпълнение на разделителния елемент позволява отстраняването на газовете от горната и долната подкамери, получени от взаимодействието на микроорганизмите със замърсяващите вещества на отпадъчната вода.Such embodiment of the separating element permits the removal of gases from the upper and lower sub-chambers resulting from the interaction of the microorganisms with the pollutants of the waste water.
Предпочитано е друго изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което пречистващата камера включва най-малко две подкамери, всяка, от които е образувана от наклонената стена на коничен разделителен елемент.Another embodiment of the device according to the invention is preferred, wherein the purification chamber comprises at least two sub-chambers, each of which is formed by the sloping wall of a conical separation element.
В още едно изпълнение на устройството, съгласно изобретението, въздушните дифузори са разположени в горната част на аерационната камера, като напречното сечение на горната част на аерационната камера е разширено по отношение на останалите й части.In yet another embodiment of the device according to the invention, the air diffusers are located at the top of the aeration chamber, the cross section of the upper part of the aeration chamber being extended with respect to its other parts.
Разполагането на въздушните дифузори в горната част на аерационната камера води до спестяване на текущите разходи, защото тогава не е необходимо да се използват компресори на въздух под налягане, за да се получи необходимото аериране.The placement of air diffusers at the top of the aeration chamber saves on running costs because then it is not necessary to use pressurized air compressors to obtain the aeration required.
За предпочитане е устройство, съгласно изобретението, при което в аерационната камера е разположена най-малко една вертикална рециркулационна тръба, така че образува един рециркулационен поток в аерационната камера.Preferably, it is a device according to the invention, wherein at least one vertical recirculation pipe is arranged in the aeration chamber so that it forms a single recirculation stream in the aeration chamber.
По този начин може да се получи интензивно смесване и аериране на сместа от утайка и отпадъчна вода, независимо от положението на въздушните дифузори.In this way intensive mixing and aeration of the mixture of sludge and waste water can be obtained, regardless of the position of the air diffusers.
В друго предпочитано изпълнение на устройството, съгласно изобретението, аерационната камера е разположена в първи резервоар и е свързана чрез система от свързващи канали с обезгазяващите зони на множество пречистващи камери, разположени в множество резервоари, при това аерационната камера е свързана с денитрифициращата вихрова зона, намираща се във всяка пречистваща камера чрез система от траектории за рециркулация.In another preferred embodiment of the device according to the invention, the aeration chamber is located in a first reservoir and is connected via a system of connecting channels to the degassing zones of a plurality of treatment chambers located in a plurality of reservoirs, wherein the aeration chamber is connected to the denitrifying vortex zone located into each treatment chamber through a system of recirculation trajectories.
Това изпълнение на устройството предоставя предимства, тогава, когато се обработват големи количества отпадъчна вода.This embodiment of the device provides advantages when large quantities of waste water are treated.
Пояснение на приложените фигуриExplanation of the annexed figures
Други характеристики, свойства и предимства на метода и устройството, съгласно изобретението, ще бъдат обяснени с помощта на следващото описание с позоваване на приложените фигури, от които:Other features, properties and advantages of the method and apparatus according to the invention will be explained by the following description with reference to the accompanying drawings, of which:
Фигура 1 показва схематичен изглед при напречен разрез на първо изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което пречистващата камера е разположена в центъра на резервоара;Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the device according to the invention, wherein the treatment chamber is located in the center of the tank;
фигура 2 показва схематичен изглед при напречен разрез на второ изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което аерационната камера е разположена в центъра на резервоара;Figure 2 shows a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the device according to the invention, wherein the aeration chamber is located in the center of the tank;
Фигура 3 показва схематичен изглед при напречен разрез на трето изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което пречистващата камера, разположена в центъра на резервоара, е разделена на две подкамери чрез разделителен елемент;Figure 3 shows a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the device according to the invention, wherein the treatment chamber located in the center of the tank is divided into two sub-chambers by a dividing element;
Фигура 4 показва схематичен изглед при напречен разрез на друго изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което пречистващата камера е разделена на две подкаме ри чрез един разделителен елемент, а аерационната камера е разположена в центъра на резервоара;Figure 4 shows a schematic cross-sectional view of another embodiment of the device according to the invention, wherein the purification chamber is divided into two sub-chambers by one dividing element and the aeration chamber is located in the center of the tank;
Фигура 5а показва схематичен изглед при напречен разрез на изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което пречистващата камера е разделена на множество подкамери;Figure 5a shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of the device according to the invention, wherein the treatment chamber is divided into multiple sub-chambers;
Фигура 5Ь показва схематичен изглед отгоре на изпълнението от фигура 5а;Figure 5b shows a schematic top view of the embodiment of Figure 5a;
Фигура 6а показва схематичен изглед при напречен разрез на следващо изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което аерационната камера е свързана с множество пречистващи камери;Figure 6a shows a schematic cross-sectional view of a further embodiment of the device according to the invention, wherein the aeration chamber is connected to a plurality of treatment chambers;
Фигура 6Ь показва схематичен изглед отгоре на изпълнението от фигура 6а.Figure 6b shows a schematic top view of the embodiment of Figure 6a.
Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of carrying out the invention
На фигура 1 е показано устройство за биологично обработване на отпадъчна вода 10, което съдържа един цилиндричен резервоар 12, включващ една аерационна камера 14, разделена от една пречистваща камера 16, разположена в центъра на резервоара 12 и осигуряваща едно конично дъно 17 посредством първа стена 18. Дъното на аерационната камера 14 е разположено под коничното дъно 17 на пречистващата камера 16. Дълбочината на аерационната камера 14 е 6 т.Figure 1 shows a biological wastewater treatment plant 10 comprising a cylindrical reservoir 12 comprising one aeration chamber 14 separated by a treatment chamber 16 located in the center of the reservoir 12 and providing a conical bottom 17 through a first wall 18 The bottom of the aeration chamber 14 is located below the conical bottom 17 of the treatment chamber 16. The depth of the aeration chamber 14 is 6 m.
В аерационната камера 14 са разположени входни отвори 20 за отпадъчна вода, въздушни дифузори 22 и канал 24 за отстраняване на излишната утайка. Има един съединителен канал 26, снабден с регулатор на потока 28, който свързва аерационната камера 14 с пречистващата камера 16. Пречистващата камера 16 съдържа една обезгазяваща зона 30, една зона на чиста вода 32 и една вихрова зона 34, като обезгазяващата зона 30 е разположена между аерационната камера 14 и зоната на чиста вода 32. Обезгазяващата зона 30 е отделена от зоната на чиста вода 32 чрез втора стена 36.In the aeration chamber 14 there are inlets 20 for waste water, air diffusers 22 and a channel 24 for removing excess sludge. There is one connecting channel 26 provided with a flow regulator 28 that connects the aeration chamber 14 to the treatment chamber 16. The treatment chamber 16 comprises one degassing zone 30, one fresh water zone 32 and one vortex zone 34, with the degassing zone 30 located between the aeration chamber 14 and the clear water zone 32. The degassing zone 30 is separated from the clear water zone 32 by a second wall 36.
Обезгазяващата зона 30 е снабдена със среда с нереактивен носител 38, изпълнена от мрежеста решетка от синтетични влакна, състояща се от полиамид, разположен върху метална решетка или от друг подобен материал.The degassing zone 30 is provided with a medium with a non-reactive carrier 38 made of a synthetic fiber mesh grid consisting of polyamide placed on a metal grid or other similar material.
Предвидените изпускателни отвори 40 за чиста вода, снабдени със средства за регулиране на потока и свързани към една събирателна тръба 42 на чиста вода, са разположени в зоната на чиста вода 32. Между вихровата зона 34 и аерационната камера 14 е оформена, като един отвор, траектория на рециркулация 44 между първата стена 18 и коничното дъно 17 на пречистващата камера 16.The intended outlets 40 for clean water, provided with flow control means and connected to one collecting pipe 42 of clean water, are located in the area of clean water 32. Between the vortex zone 34 and the aeration chamber 14 is formed as one opening, a recirculation path 44 between the first wall 18 and the conical bottom 17 of the treatment chamber 16.
Отпадъчната вода постъпва в аерационната камера 14 през входните отвори 20, където се смесва с активираната утайка, съдържаща хетеротропни и автотропни бактерии, намиращи се в резервоара 12. Тъй като в аерационната камера 14 постъпва въздух под налягане през въздушните дифузори 22, активирана утайка и отпадъчна вода се смесват и образуват смес, която се обогатява интензивно с кислород. При дълбочина 6 ш на аерационната камера 14, процесът на въздушна дифузия протича много интензивно. Концентрацията на разтворения кислород в аерационната камера 14 е най-малко 3 mg/1.The waste water enters the aeration chamber 14 through the inlets 20, where it is mixed with the activated sludge containing heterotropic and autotropic bacteria located in the tank 12. As the aeration chamber 14 receives pressurized air through the air diffusers 22, activated sludge and waste. water is mixed and forms a mixture which is intensively enriched with oxygen. At a depth of 6 w at the aeration chamber 14, the air diffusion process is very intense. The concentration of dissolved oxygen in the aeration chamber 14 is at least 3 mg / l.
В резултат на това органичните замърсяващи вещества се разлагат чрез хетеротропната бактерия, докато, съдържащите азот съединения се нитрифицират, за да образуват нитрити (соли на азотистата киселина) и нитрати (соли на азотната киселина) чрез автотропната бактерия.As a result, organic pollutants are decomposed by the heterotropic bacterium, while nitrogen-containing compounds are nitrified to form nitrites (salts of nitric acid) and nitrates (salts of nitric acid) by the autotropic bacterium.
Поради това, че въздушните дифузори 22 са разположени близо до дъното на аерационната камера 14, в последната се образува насочен нагоре поток на сместа от активирана утайка и отпадъчна вода.Because the air diffusers 22 are located near the bottom of the aeration chamber 14, an upstream flow of the activated sludge and waste water mixture is formed in the latter.
Сместа се подвежда в обезгазяващата зона 30 през съединителния канал 26, като потокът, преминаващ през съединителния канал 26, се регулира чрез регулатора на потока 28. В обезгазяващата зона 30 въздушните мехурчета, получаващи се от интензивното смесване и насищане с газ (аериране) на сместа от утайка и отпадъчна вода, се отстраняват и се намаляват турбулентностга и кинетичната енергия на потока.The mixture is introduced into the degassing zone 30 through the connecting channel 26, and the flow passing through the connecting channel 26 is controlled by the flow regulator 28. In the degassing zone 30, the air bubbles resulting from intensive mixing and gas saturation (aeration) of the mixture from sediment and wastewater, turbulence and flow kinetic energy are removed and reduced.
Освен това в обезгазяващата зона 30 по повърхността на средата с нереактивен носител 38, изпълнена от мрежа от синтетични влакна се култивират хетеротропни и автотропни бактерии в допълнение към тези, които се намират вече в сместа от утайка и отпадъчна вода. Съответно, тази обезгазяваща зона 30 се снабдява с висока концентрация на микроорганизми. Тези микроорганизми са в състояние да разложат големи количества от органични замърсяващи вещества и да нитрифицират съдържащите азот съединения, намиращи се в отпадъчната вода, като по този начин консумират кислород. Така съдържанието на кислород в сместа от утайка и отпадъчна вода се намалява значително.In addition, heterotropic and autotropic bacteria are cultivated in the degassing zone 30 on the surface of the medium with a non-reactive carrier 38 formed by a network of synthetic fibers, in addition to those already present in the mixture of sludge and waste water. Accordingly, this degassing zone 30 is provided with a high concentration of microorganisms. These micro-organisms are able to decompose large quantities of organic pollutants and to nitrify nitrogen-containing compounds present in the waste water, thus consuming oxygen. Thus, the oxygen content of the mixture of sludge and wastewater is significantly reduced.
След преминаването на обезгазяващата зона 30 сместа от утайка и отпадъчна вода, със съдържание на кислород между 0,3 и 0,8 mg/1, навлиза във вихровата зона 34 като насочен надолу поток 46. При достигане на траекторията на рециркулация 44, насоченият надолу поток 46 се разделя на две части, съответно първа част 48 и втора част 50.After passing the degassing zone 30, a mixture of sediment and wastewater containing oxygen between 0.3 and 0.8 mg / 1 enters the vortex zone 34 as a downstream stream 46. Upon reaching the recirculation trajectory 44, the downstream direction stream 46 is divided into two parts, respectively, first part 48 and second part 50.
Първата част 48 на насочения надолу поток 46 се отклонява при наклонената повърхност на коничното дъно 17 на пречистващата камера 16 и така се насочва нагоре, като образува възходящ поток. Посредством този възходящ поток, образуван от първата част 48 частиците на активираната утайка, се псевдосуспендират в отпадъчната вода. С псевдосуспензията контактната област между частиците на активираната утайка и отпадъчната вода става максимална. Като резултат от това, псевдосуспензията предоставя идеални условия за взаимодействие между бактерията в активираната утайка и замърсяващите вещества, намиращи се в отпадъчната вода.The first portion 48 of the downstream stream 46 is deflected at the sloping surface of the tapered bottom 17 of the treatment chamber 16 and thus directed upward to form an upstream stream. Through this upstream flow formed by the first part 48, the activated sludge particles are pseudosuspended in the waste water. With the pseudo-suspension, the contact area between the activated sludge particles and the wastewater becomes maximum. As a result, the pseudo-suspension provides ideal conditions for the interaction between the bacterium in the activated sludge and the pollutants present in the wastewater.
Тъй като концентрацията на кислород в сместа от утайка и отпадъчна вода не превишава 0,8 mg/ί, във вихровата зона 34 настъпва ефективна денитрификация на нитрити и нитрати до образуването на молекулен азот. Кислородът, свързан с нитритите и нитратите се консумира от хетеротропната бактерия, разлагаща остатъчните органични съединения, все още налични в отпадъчната вода. За осигуряване на ефективност на обработването на отпадъчната вода, концентрацията на активната утайка при псевдосуспензията е най-малко 4 g/1.As the concentration of oxygen in the mixture of sludge and waste water does not exceed 0.8 mg / ί, effective denitrification of nitrites and nitrates occurs in vortex 34 until molecular nitrogen is formed. Nitrogen and nitrate-related oxygen is consumed by a heterotropic bacterium that decomposes residual organic compounds still present in wastewater. To ensure the efficiency of wastewater treatment, the concentration of the active precipitate in the pseudosuspension is at least 4 g / l.
На нивото на втората стена 36 се образува различима разделителна повърхност 52, между псевдосуспензията на сместа от активирана утайка и отпадъчната вода, и пречистената вода. Пречистената вода се отстранява от зоната на чистата вода 32 през изпускателните отвори 40 на чистата вода и събирателната тръба 42 на чиста вода, която се намира там.At the level of the second wall 36, a distinct separating surface 52 is formed, between the fluidized bed pseudo-suspension of the activated sludge mixture and the purified water. Purified water is removed from the area of clean water 32 through the outlet openings 40 of clean water and the collecting pipe 42 of clean water located there.
Втората част 50 на насочения надолу поток 46 протича по траекторията на рециркулация и отива обратно в аерационната камера 14, където се смесва с новопостъпилата отпадъчна вода и се обработва отново, както е описано погоре.The second downstream stream portion 50 flows down the recirculation path and goes back to the aeration chamber 14, where it is mixed with the newly received effluent and treated again as described above.
Тази непрекъсната рециркулация се осъществява без използването на допълнителни средства, като помпи или смесители. Тъй като траекторията на рециркулация 44 се образува от широкия отвор между първата стена 18 и коничното дъно 17 на пречистващата камера 16, а въздушните дифузори 22 са разположени близо до този отвор, отлагането на утайката по траекторията на рециркулация 44 може да се избегне, при което се осигурява безпрепятствена непрекъсната рециркулация между вихровата зона 34 и аерационната камера 14.This continuous recirculation takes place without the use of additional means such as pumps or mixers. Because the recirculation path 44 is formed by the wide opening between the first wall 18 and the conical bottom 17 of the treatment chamber 16, and the air diffusers 22 are located close to that opening, the deposition of the sludge along the recirculation trajectory 44 can be avoided, whereby continuous recirculation is ensured between the vortex zone 34 and the aeration chamber 14.
Тази непрекъсната рециркулация заедно с контролираното отстраняване на чистата вода осигурява стабилността на хидравличните условия в системата и стабилността на псевдосуспензията, дори при флуктоиращи количества на отпадъчната вода, която трябва да се обработва.This continuous recirculation, together with the controlled removal of clean water, ensures the stability of the hydraulic conditions in the system and the stability of the pseudo-suspension, even with fluctuating amounts of waste water to be treated.
Излишната утайка се отстранява непрекъснато от аерационната камера 14 през канала 24 чрез една смукателна помпа. Полученото количество излишна утайка зависи от няколко параметъра, като например, контактните условия между частиците на утайката и отпадъчната вода, температурата, кислородната концентрация и т.н., но се определя главно от количеството на подаваната утайка и следователно от количеството на подаваната отпадъчна вода. Подаването на голямо количество утайка води до висок темп на нарастване на бактерията и така до получаването на големи количества излишна утайка.The excess sludge is continuously removed from the aeration chamber 14 through the channel 24 by means of a suction pump. The amount of excess sludge obtained depends on several parameters, such as the contact conditions between the sludge particles and the waste water, temperature, oxygen concentration, etc., but is determined mainly by the amount of sludge supplied and therefore by the amount of waste water supplied. Feeding a large amount of sediment results in a high rate of bacterial growth and thus produces large amounts of excess precipitate.
Съгласно изобретението подаването на утайката е по-малко от 0,2 g BODS на грам активирана утайка и за ден. Получаването на излишна утайка е установено, че е 0,25 - 0,35 0,2 g от утайката за грам отстранен BODS. В резултат на това не е необходимо да се отстраняват големи количества утайка от резервоара 12.According to the invention, the sludge feed is less than 0.2 g BOD S per gram of activated sludge per day. Obtaining an excess precipitate was found to be 0.25 - 0.35 0.2 g of the precipitate per gram of BOD S removed. As a result, it is not necessary to remove large quantities of sediment from the tank 12.
Времето на задържане на активираната утайка в резервоара 12 е поне десет дни. През тези десет дни могат да се образуват по подходящ начин не само бързо възпроизвеждащата се хетеротропна бактерия, но също така и бавно възпроизвеждащата се автотропна бактерия, които са необходими за отстраняването на съдържащите азот замърсяващи вещества от отпадъч ната вода.The retention time of the activated sludge in the tank 12 is at least ten days. During these ten days, not only the rapidly reproducible heterotropic bacterium but also the slowly reproducible autotropic bacterium, which are necessary for the removal of nitrogen-containing pollutants from waste water, can be appropriately formed.
За да се отстрани тривалентният фосфор от отпадъчната вода, към сместа от утайка и отпадъчна вода се добавя разтвор, съдържащ алуминиево съединение. Този разтвор съдържа 0,9 до 1,5 mg чист алуминий под формата на А12О3 за mg тривалентен фосфор, който трябва да се отстрани и се прибавя към необработената отпадъчна вода, преди тя да се вкара в аерационната камера 14.In order to remove the trivalent phosphorus from the waste water, a solution containing an aluminum compound is added to the mixture of sludge and waste water. This solution contains 0.9 to 1.5 mg of pure aluminum in the form of A1 2 O 3 per mg of trivalent phosphorus, which must be removed and added to the untreated waste water before it is introduced into the aeration chamber 14.
Съдържащият алуминий разтвор действа като флукуатор (образуващ парцалообразна утайка), който става причина коагулацията на частиците на активираната утайка да образува „парцали” (пухкави късчета). Като резултат от това, стойността на индекса на количеството утайка в активираната утайка се намалява. Необходимата дозировка на съдържащия алуминий разтвор е учудващо малка. Това може да се припише на увеличението до най-голямата възможна степен на контактната област между реагента, свързан към повърхността на „парцалите” на активиращата утайка и на съдържащите тривалентен фосфор замърсяващи вещества в псевдосуспензията на утайката и отпадъчната вода.The aluminum solution acts as a fluctuator (forming a rag), which causes the coagulation of the activated sludge particles to form "rags" (fluffy pieces). As a result, the value of the sediment quantity index in the activated sludge decreases. The required dosage of the aluminum solution is surprisingly small. This can be attributed to the increase to the greatest extent possible of the contact area between the reagent bound to the surface of the "rags" of the activating sludge and the phosphorus-containing contaminants in the pseudo-suspension of the sludge and waste water.
Отпадъчната вода, обработвана, както е описано по-горе, проявява следните свойства: по-малко от 8,0 mg BOD5 на литър, по-малко от 1,0 mg азот под формата на амоняк на литър, 1,0 mg азот под формата на нитрат за литър, по-малко от 8,0 mg на суспендирани твърди частици на литър и по-малко от 0,8 mg чист тривалентен фосфор под формата на Р2О5.Waste water treated as described above exhibits the following properties: less than 8.0 mg BOD 5 per liter, less than 1.0 mg nitrogen in the form of ammonia per liter, 1.0 mg nitrogen in the form of nitrate per liter, less than 8,0 mg of suspended solids per liter and less than 0,8 mg of pure trivalent phosphorus in the form of P 2 O 5 .
Компонентите, показани на фигури от 2 до 6, които в сравнение с тези от фигура 1 са със същата форма или имат същия ефект, са обозначени с идентични позиции и няма да се обясняват отново.The components shown in Figures 2 to 6, which in comparison with those in Figure 1 are of the same shape or have the same effect, are marked with identical positions and will not be explained again.
Фигура 2 показва друго изпълнение на устройството, съгласно изобретението, при което резервоарът 12 има цилиндрична горна част 54 и конична долна част 56 и включва аерационна камера 14, разположена в центъра на резервоара 12 и пречистваща камера 16, която обгражда ареационната камера 14. Първата част 48 на насочения надолу поток 46 се отразява в наклонената стена на коничната долна част 56 на резервоара 12.Figure 2 shows another embodiment of the device according to the invention, wherein the reservoir 12 has a cylindrical upper portion 54 and a conical lower portion 56 and includes an aeration chamber 14 located in the center of the reservoir 12 and a purification chamber 16 that surrounds the displacement chamber 14. The first portion 48 downstream stream 46 is reflected in the sloping wall of the conical lower portion 56 of the tank 12.
Изпълнението на устройството, съгласно фигура 3 се различава от изпълнението, показа но на фигура 1 по това, че пречистващата камера 16 е разделена посредством разделителен елемент 70 на две подкамери, съответно долна подкамера 58 и горна подкамера 60, всяка, от които включва една зона на чистата вода 32 и една вихрова зона 34.The embodiment of the device according to Figure 3 is different from the embodiment shown in Figure 1 in that the treatment chamber 16 is divided by means of a dividing element 70 into two sub-chambers, respectively, a lower sub-chamber 58 and an upper sub-chamber 60, each of which includes one zone of pure water 32 and one vortex zone 34.
Чистата вода се отделя от зоните на чистата вода 32 през изпускателни отвори на чиста вода, съответно 40 и 72, като двата отвора са свързани към събирателната тръба 42 на чистата вода. Тъй като изпускателните отвори 40 и 72 на чиста вода са снабдени с регулиращи потока средства, може да се постигне едновременно отделяне на чистата вода от двете подкамери, съответно от долната 58 и горната 60.The clean water is separated from the clean water areas 32 through the clean water outlet openings 40 and 72 respectively, the two openings being connected to the clean water collecting pipe 42. Since the outlet openings 40 and 72 of the clean water are provided with flow regulators, it is possible to achieve a simultaneous separation of the clean water from the two sub-chambers, respectively, from the lower 58 and the upper 60.
Разделителният елемент 70 съдържа една цилиндрична горна част 74 и една долна част 76, представляваща наклонена стена. Наклонената стена на долната част 76 образува ъгъл от 135° до 150° спрямо цилиндричната горна част 74. Докато в долната подкамера 58, възходящата първа част 48 на насочения надолу поток 46 се отразява в коничното дъно 17 на пречистващата камера 16, в горната подкамера 60, възходящата част 48а на потока се отразява в наклонената стена на долната част 76 на разделителния елемент 70.The separation element 70 comprises a cylindrical upper portion 74 and a lower portion 76 representing a sloping wall. The inclined wall of the lower portion 76 forms an angle of 135 ° to 150 ° with respect to the cylindrical upper portion 74. While in the lower sub-chamber 58, the ascending first portion 48 of the downstream stream 46 is reflected in the conical bottom 17 of the treatment chamber 16, in the upper sub-chamber 60 , the upstream portion 48a of the stream is reflected in the sloping wall of the lower portion 76 of the separation element 70.
Посредством цилиндричната горна част 74 на разделителния елемент 70 газовете, получени от взаимодействието на микроорганизмите със замърсяващите вещества на отпадъчната вода могат да се отделят от долната подкамера 58. Освен това, формата на разделителния елемент 70 позволява да се достигне долната подкамера 58 за целите на почистването.By means of the cylindrical upper part 74 of the separation element 70, the gases resulting from the interaction of the microorganisms with the pollutants of the waste water can be separated from the lower sub chamber 58. Furthermore, the shape of the separation element 70 allows the lower sub chamber 58 to be reached for cleaning purposes .
Изпълнението, показано на фигура 4, се различава от изпълнението, съгласно фигура 2 по това, че пречистващата камера 16 е разделена на две подкамери, съответно долна подкамера 58 и горна подкамера 60, чрез разделителния елемент 70, съдържащ цилиндрична горна част 74 и долна част 76, включваща една наклонена стена.The embodiment shown in Figure 4 differs from the embodiment according to Figure 2 in that the treatment chamber 16 is divided into two sub-chambers, respectively, a lower sub-chamber 58 and an upper sub-chamber 60, by a dividing element 70 containing a cylindrical upper part 74 and a lower part 76, comprising a sloping wall.
Насоченият надолу поток 46, получен от обезгазяващата зона 30, протича по наклонената стена на долната част 76 на разделителния елемент 70.The downstream stream 46 received from the degassing zone 30 flows down the inclined wall of the lower portion 76 of the dividing element 70.
На края на стената насоченият надолу поток 46 се разделя на две части, съответно 48Ь и 48с. Частта 48Ъ на насочения надолу поток 46 се отразява, като образува един възходящ поток в горната подкамера 60, докато частта 48с навлиза в долната подкамера 58, протичайки по наклонената външна стена на коничната долна част 56 на резервоара 12. На дъното на долната подкамера 58 втората част 50 от насочения надолу поток 46 циркулира в аерационната камера, докато една друга част 48d образува един възходящ поток в долната подкамера 58.At the end of the wall, the downstream stream 46 is divided into two parts, 48b and 48c, respectively. The downstream stream portion 48B is reflected, forming an upstream stream in the upper sub-chamber 60, while the portion 48c enters the lower sub-chamber 58, running along the sloping outer wall of the conical lower portion 56 of the tank 12. At the bottom of the lower sub-chamber 58, the second part 50 of the downstream stream 46 circulates in the aeration chamber, while another portion 48d forms an upstream stream in the lower sub-chamber 58.
Другите характеристики, свойства и предимства на устройството с пречистваща камера 16, разделена на подкамери 58 и 60 чрез разделителен елемент 70, са споменати вече при описанието на фигура 3.Other features, properties, and advantages of the purifying chamber device 16, divided into sub-chambers 58 and 60 by the dividing element 70, are already mentioned in the description of Figure 3.
Друго предпочитано изпълнение на устройството, съгласно изобретението, е показано на фигурите 5а и 5Ь.Another preferred embodiment of the device according to the invention is shown in Figures 5a and 5b.
Цилиндричният резервоар 12 включва една аерационна камера 14 и една пречистваща камера 16. Входните отвори 20 за отпадъчната вода са разположени над аерационната камера 14. Въздушните дифузори 22 са разположени в една горна част 78 на аерационната камера 14, като са разширени по отношение на останалите части на аерационната камера.The cylindrical tank 12 includes one aeration chamber 14 and one purification chamber 16. The inlet openings 20 for the waste water are located above the aeration chamber 14. The air diffusers 22 are disposed in one upper part 78 of the aeration chamber 14 and are expanded with respect to the other parts. of the aeration chamber.
Разполагането на въздушните дифузори 22 в горната част 78 на аерационната камера 14 позволява получаването на желаното съдържание на разтворен кислород в аерационната камера 14 без използване на компресори със сгъстен въздух. В резултат на това текущите разходи на биореактора са значително намалени.The location of the air diffusers 22 in the upper part 78 of the aeration chamber 14 allows obtaining the desired dissolved oxygen content in the aeration chamber 14 without the use of compressed air compressors. As a result, the current costs of the bioreactor are significantly reduced.
В горната част 78 на аерационната камера 14 се извършва интензивно смесване и аериране (насищане с газ) на сместа от утайка и отпадъчна вода.In the upper part 78 of the aeration chamber 14, intensive mixing and aeration (gas saturation) of the mixture of sludge and waste water is carried out.
Под въздушните дифузори 22 смесването и аерирането е по-малко интензивно. Въпреки това за постигането на желаната интензивност на смесване и аериране, в аерационната камера 14 са разположени вертикални рециркулационни тръби 80.Under the air diffusers 22 mixing and aeration is less intense. However, in order to achieve the desired mixing and aeration intensity, vertical recirculation tubes 80 are arranged in the aeration chamber 14.
В горната част 78 на аерационната камера 14 се образува възходящ поток, който навлиза в рециркулационните тръби 80 през горния им край 82. В рециркулационните тръби 80 сместа от утайка и отпадъчна вода протича надолу. Когато сместа напуска рециркулационните тръби 80 в долния им край 84 се образува, поради по ниската плътност на аерационната смес, един възходящ поток по посока на горната част 78 на аерационната камера 14.In the upper part 78 of the aeration chamber 14 an upstream stream is formed, which enters the recirculation tubes 80 through their upper end 82. In the recirculation tubes 80, a mixture of sludge and waste water flows downwards. When the mixture exits the recirculation tubes 80 at their lower end 84, an upstream downstream direction 78 of the aeration chamber 14 is formed due to the lower density of the aeration mixture.
В резултат на това се образува една непрекъсната рециркулация по цялата височина на аерационната камера 14 и така може да се постигне интензивно смесване и аериране, независимо от положението на въздушните дифузори 22.As a result, a continuous recirculation over the entire height of the aeration chamber 14 is formed and thus intensive mixing and aeration can be achieved regardless of the position of the air diffusers 22.
Пречистващата камера 16 е разделена на четири подкамери 85, като всяка подкамера включва зона на чиста вода 32 и вихрова зона 34, образувани от четири конични разделителни елемента 86.The treatment chamber 16 is divided into four sub-chambers 85, each sub-chamber comprising a zone of pure water 32 and a vortex zone 34 formed by four conical dividing elements 86.
Пречистената отпадъчна вода се отделя от зоните на чистата вода 32 чрез система от тръби 88 за чистата вода и изпускателни отвори 40 за чистата вода, в приемник 90, свързан със събирателната тръба 42 за чиста вода.The treated wastewater is separated from the clean water areas 32 by a system of clean water pipes 88 and outlets 40 for clean water in a receiver 90 connected to the clean water collection pipe 42.
Други изпълнения на устройството съгласно настоящото изобретение са показани на фигури 6а и 6Ь.Other embodiments of the device according to the present invention are shown in Figures 6a and 6b.
Аерационната камера 14 е разположена в първи резервоар 92, който включва въздушни дифузори 22, разположени в средата на аерационната камера 14, входен отвор 20 за отпадъчната вода и вертикална рециркулационна тръба 80.The aeration chamber 14 is housed in a first reservoir 92, which includes air diffusers 22 located in the middle of the aeration chamber 14, an inlet 20 for wastewater and a vertical recirculation pipe 80.
Аерационната камера 14 е свързана с обезгазяваща зона 30 на шест пречистващи камери 16 чрез система от свързващи канали 94. Пречистващите камери 16 са разположени в шест отделни резервоара 96, които са разположени около първия резервоар 92, включващ аерационната камера 14. В обезгазяващата зона 30 на всяка пречистваща камера 16, над среда с нереактивен носител 38, представляваща мрежеста решетка, изпълнена от синтетични влакна, е разположена една вложка 98 с форма на фуния. Чистата вода се отделя от множеството от зони на чистата вода 32, предвидени в множеството пречистващи подкамери 85 посредством системата от тръби 88 за чистата вода. Тръбите 88 за чистата вода са свързани към приемниците 90, които имат форма на кръгли пръстени и са разположени на горната периферия на резервоарите 96.The aeration chamber 14 is connected to a dehumidification zone 30 of six treatment chambers 16 through a system of connecting channels 94. The treatment chambers 16 are located in six separate tanks 96, which are located around the first reservoir 92 comprising the aeration chamber 14. In the dehumidification zone 30 of each purge chamber 16, above a medium with a non-reactive carrier 38, representing a mesh grille made of synthetic fibers, is provided with a funnel-shaped insert 98. Clean water is separated from the plurality of clean water zones 32 provided in the plurality of treatment sub-chambers 85 by the clean water pipe system 88. Pure water pipes 88 are connected to receivers 90 which are circular in shape and are located on the upper periphery of the tanks 96.
На дъното на резервоарите 96 са разположени рециркулационни канали, формиращи траектория на рециркулация 44 за свързване на вихровата зона 34 в пречистващата камера 16 с аерационната камера 14.At the bottom of the tanks 96 are located recirculation channels, forming a trajectory of recirculation 44 to connect the vortex zone 34 in the treatment chamber 16 with the aeration chamber 14.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG107698A BG64791B1 (en) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Method and apparatus for biological wastewater treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG107698A BG64791B1 (en) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Method and apparatus for biological wastewater treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG107698A BG107698A (en) | 2003-12-31 |
| BG64791B1 true BG64791B1 (en) | 2006-04-28 |
Family
ID=37022702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG107698A BG64791B1 (en) | 2003-04-03 | 2003-04-03 | Method and apparatus for biological wastewater treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG64791B1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60168549A (en) * | 1984-02-10 | 1985-09-02 | Koubukuro Kosakusho:Kk | Apparatus for preparatory charging of dust |
-
2003
- 2003-04-03 BG BG107698A patent/BG64791B1/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60168549A (en) * | 1984-02-10 | 1985-09-02 | Koubukuro Kosakusho:Kk | Apparatus for preparatory charging of dust |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG107698A (en) | 2003-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2254842B1 (en) | Method and device for the treatment of waste water | |
| US5364529A (en) | Wastewater treatment system | |
| US6413427B2 (en) | Nitrogen reduction wastewater treatment system | |
| US6146531A (en) | Process and apparatus for biologically treating water | |
| PL176883B1 (en) | System for and process of treating sewages containing nitric compounds | |
| US4421648A (en) | Apparatus and a method for biological treatment of waste waters | |
| US5470460A (en) | Apparatus for the purification of cyanide-containing waste water | |
| KR20140132258A (en) | Biological Advanced Wastewater Treatment Technology | |
| KR100279843B1 (en) | Wastewater Contact Aeration Purification System and Contact Aeration Purification Method | |
| AU2004272171B2 (en) | A method and a plant for waste water treatment | |
| KR101617426B1 (en) | Advanced water-treating apparatus | |
| US3546110A (en) | Method and apparatus for treating sewage water by means of flocculation and aeration | |
| RU2114792C1 (en) | Plant for biochemically removing organic and nitrogen containing impurities from concentrated waste waters | |
| BG64791B1 (en) | Method and apparatus for biological wastewater treatment | |
| KR19990083645A (en) | Organic material and nitrogen, phosphate removal method using intermitted aeration process and plate type microfiltration membrane | |
| EP1334075B1 (en) | Method and apparatus for biological wastewater treatment | |
| KR100424092B1 (en) | Apparatus for treating nitrate nitrogen | |
| RU2270173C2 (en) | Method of waste waters biological purification and the device for its realization | |
| JP2673488B2 (en) | Method and apparatus for treating organic wastewater | |
| US11097966B2 (en) | Method of operating an upflow backwash filter | |
| KR200225284Y1 (en) | Apparatus for treating nitrate nitrogen | |
| SU1581705A1 (en) | Method and apparatus for treating biochemical waste water containing foaming toxic impurities | |
| CN112551822A (en) | Flocculation sedimentation tank enhanced ammonia nitrogen treatment MBBR system and operation method | |
| KR19990065772A (en) | Intermittent long-term aeration process | |
| NL9201026A (en) | System and process to purify wastewater containing nitrogen compounds |
