ES2332613T3 - Ozonacion de aguas residuales para la reduccion de lodo o espuma y control de hinchamiento. - Google Patents
Ozonacion de aguas residuales para la reduccion de lodo o espuma y control de hinchamiento. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para tratar aguas residuales en una planta de tratamiento de aguas residuales, que comprende las etapas de: recibir una corriente de entrada de aguas residuales en un recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales; oxidar los biosólidos en el interior del recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales; descargar una corriente del recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales; desviar una porción de la corriente descargada del recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales a un reactor de tipo flujo pistón; introducir ozono en el reactor de tipo flujo pistón, induciendo con el ozono la lisis de biosólidos o bacterias filamentosas en el interior del reactor de tipo flujo pistón; y hacer retornar la corriente desviada al recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales; en donde el ozono se introduce en la corriente desviada en un intervalo de 0,1 hasta 10,0 g de ozono por día y kg de lodos en el recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales, con el objetivo de reducir los lodos o reducir la espuma, y en donde el tiempo de contacto del ozono con la corriente desviada en el reactor de flujo pistón se encuentra dentro de un intervalo entre 10 y 60 segundos.
Description
Ozonación de aguas residuales para la reducción
de lodo o espuma y control de hinchamiento.
La presente invención se refiere a métodos y
sistemas para el tratamiento de aguas residuales y, de forma más
particular, al tratamiento de lodos con ozono en un reactor de alta
selectividad con el fin de reducir los lodos y controlar la
espuma.
Los métodos tradicionales de tratamiento de
aguas residuales comprenden poner en contacto corrientes de aguas
residuales con bacterias en un proceso de carácter aeróbico o
anaeróbico, en lo que se conoce como tratamiento de lodos
activados. Estas bacterias consumen partes del material de sustrato
o residuos contenidos en las aguas residuales que, típicamente, son
compuestos químicos que contienen carbono, nitrógeno, fósforo,
azufre y elementos similares. Típicamente, una parte de los
residuos se consume para estimular el metabolismo de las células
bacterianas o mantener el funcionamiento fisiológico de las células
bacterianas. Adicionalmente, una porción de los residuos se consume
también como parte del procedimiento de síntesis de nuevas células
bacterianas. El procedimiento de tratamiento de lodos activados
proporciona una cierta cantidad de lodos y sólidos asociados, que
deben ser continuamente retirados del recipiente de tratamiento para
conservar el equilibrio de lodos en estado dinámico que es
fundamental para el funcionamiento eficaz del sistema de tratamiento
de lodos activados.
Con el fin de mantener la capacidad de
eliminación de residuos de la planta de tratamiento en estado
dinámico, es importante controlar la generación de nuevas células
bacterianas en el procedimiento de tratamiento de lodos activados.
Una síntesis excesiva de nuevas células bacterianas, superior a la
necesaria para el tratamiento de los residuos en estado dinámico o
próximo a él da como resultado un exceso de formación de biosólidos,
atribuible a la acumulación de estas células bacterianas de nueva
síntesis, pero innecesarias. Este exceso de biosólidos se debe
retirar de manera continua durante el procedimiento de tratamiento
de lodos activados.
Los métodos existentes para gestionar la
eliminación de lodos incluyen el transporte de los lodos a
vertederos, utilización de los lodos para su aplicación como abono
o fines agrícolas, e incineración de los lodos. La mayoría de las
operaciones de eliminación de lodos requiere algún tratamiento
previo del lodo; un procedimiento conocido en la técnica como
tratamiento de sólidos. Los procedimientos de tratamiento de sólidos
son a menudo operaciones costosas y que requieren mucho tiempo, y
típicamente comprenden una o múltiples de las etapas siguientes:
(a) concentración de los lodos en un espesador que, a menudo,
requiere el uso de polímeros; (b) digestión de los lodos con el fin
de estabilizar las bacterias y reducir adicionalmente el volumen y
contenido de patógenos de los lodos; (c) extracción del agua de los
lodos hasta alcanzar un contenido en sólidos de aprox.
15-25%, lo que implica hacer pasar los lodos a
través de centrifugadoras u otros dispositivos para la separación
de sólidos-líquidos; (d) almacenamiento de los
lodos; y (d) transporte a vertederos, aplicaciones agrícolas en
granjas, u otros usos finales.
Se estima que los costes asociados con los
procedimientos de tratamiento y eliminación de sólidos pueden ser
entre 20 y 60% de los costes operativos totales relacionados con el
procedimiento total de tratamiento de las aguas residuales. Debido
al coste y al tiempo necesario para el tratamiento y la eliminación
de sólidos, es conveniente minimizar la cantidad de exceso de lodos
generados en el procedimiento de tratamiento de aguas
residuales.
En los sistemas y métodos convencionales de
tratamiento de lodos activados, se necesita oxígeno tanto para la
oxidación química del material de sustrato (es decir, desechos) como
para la síntesis de nuevas células y procesos metabólicos de las
células bacterianas. También se ha informado sobre el uso de ozono,
además de oxígeno, para el tratamiento de los lodos. Más en
particular, se ha informado sobre el tratamiento con ozono en
combinación con agitadores mecánicos y/o una bomba, que contribuyen
a la mezcla de las sustancias. El contacto de los lodos con el
ozono tiene lugar típicamente en modo de reacción en un tanque con
agitación continua (CSTR, siglas en inglés) y la lisis (destrucción
de la integridad de la pared celular) se produce como consecuencia
de la intensa acción oxidante del ozono sobre las paredes celulares.
La lisis conduce a la liberación del contenido celular rico en
sustrato de las células bacterianas. De esta forma, las células
sólidas que, de lo contrario, se habrían eliminado como exceso de
lodos, son sometidas a lisis de, al hacerlo, se transforman en
sustrato que, entonces, puede ser consumido por las bacterias en el
recipiente de tratamiento.
El contenido celular es una matriz líquida
compuesta de proteínas, lípidos, polisacáridos y otros azúcares,
ADN, ARN e iones orgánicos. Debido a la baja selectividad que se
produce cuando se lleva a cabo el contacto de los lodos con el
ozono en modo de reactor con agitación continua, con el uso
anteriormente descrito de ozonización de lodos se consumen
cantidades excesivas de ozono. Además, algunos empleos del ozono
sobre los que se ha informado anteriormente requerían un
pre-tratamiento especializado o la modificación de
los lodos. Estos pre-tratamientos y modificaciones
pueden incluir ajustar el pH de los lodos, elevar su temperatura,
aumentar la presión del vaso de tratamiento con ozono, o hacer pasar
los lodos a través de etapas de pre-digestión
anaeróbica. De este modo, el uso anterior de ozono en el tratamiento
de lodos implicaba una complejidad, materiales y equipos
adicionales, y el correspondiente aumento de costes asociado con
ellos.
Se conocen tres métodos principales para
sistemas de reactores, a saber, el sistema de Reactor de Tanque con
Agitación Continua (CSTR), el Reactor de Flujo Pistón (PFR), de
mayor selectividad, y el Sistema de Reactor Discontinuo (BRS). Las
principales diferencias entre los distintos modos de reactor radican
fundamentalmente en: (i) la cantidad media de tiempo que permanece
una molécula dentro del espacio del reactor, conocida también como
tiempo de residencia; (ii) la interacción entre "lotes" de
reacción, por ejemplo, existe una importante
retro-mezcla en el CSTR, en tanto que el PFR se
distingue por una retro-mezcla muy limitada, en caso
de haberla; y (iii) el rendimiento
obtenido.
obtenido.
Además de los desafíos asociados con la
reducción de lodos, uno de los restantes retos formidables en muchas
operaciones de tratamiento de aguas residuales es el control de
espumación y aglutinación ("bulking") en las aguas
residuales. Los problemas de espumación y aglutinación se deben
generalmente a la presencia de una abundancia de bacterias
filamentosas tales como Nocardia y Parvicella en las
aguas residuales. Estos organismos filamentosos tienden a prosperar
en las aguas residuales cuando el nivel de oxígeno disuelto en las
mismas es bajo, o se produce un déficit de nutrientes en las aguas
residuales, que se distingue por una baja relación de alimentos a
microorganis-
mos.
mos.
Los problemas de espumación se caracterizan a
menudo por la presencia de una espuma de color bronceado claro que
cubre hasta 25% de la superficie del recipiente de lodos activados y
contribuye, frecuentemente, a problemas operativos dentro de las
aguas residuales, incluidos olores indeseables, eliminación de
sólidos y condiciones de trabajo generalmente peligrosas. Por su
parte, la aglutinación se distingue por la presencia de organismos
filamentosos que se extienden desde el flóculo, provocando de este
modo una interferencia con las propiedades de asentamiento y
compactación de los lodos. Esta acción tiene un impacto adverso
sobre el rendimiento del clarificador y a menudo tiene como
resultado una baja calidad del efluente.
El control de los problemas de aglutinación y
espumación en las operaciones de tratamiento de aguas residuales
requiere la eliminación o el control de los organismos filamentosos
en las aguas residuales. De manera convencional, el control de
organismos filamentosos en las aguas residuales se lleva a cabo por
la adición de agentes oxidantes tales como cloro, peróxido y ozono
al recipiente de lodos activados. Un medio alternativo para
controlar los organismos filamentosos incluye incrementar la carga
de nutrientes o mejorar el estado óxico de los lodos, o ambas
acciones.
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La presente invención es un método para tratar
aguas residuales, según se define en la reivindicación 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Los aspectos, características y ventajas de la
presente invención, tanto citados anteriormente como adicionales,
resultarán más evidentes de la siguiente descripción más detallada
de los mismos, que se presenta junto con los siguientes dibujos, en
los que:
Fig. 1 es una representación esquemática de un
sistema activado de tratamiento de aguas residuales que incorpora
una realización de los presentes sistema y procedimiento;
Fig. 2 es un gráfico que muestra el rendimiento
operativo de un procedimiento de tratamiento de un exceso de lodos,
según las realizaciones descritas en este documento;
Fig. 3 es una representación esquemática de una
realización alternativa de los presentes sistema y procedimiento,
en la que se introduce gas enriquecido en ozono en múltiples
localizaciones del reactor de alta selectividad;
Fig. 4 es una representación esquemática de otra
realización alternativa del presente sistema, en la que la línea de
descarga desde el reactor está acoplada con algún otro procedimiento
de tratamiento posterior de lodos, corriente abajo del reactor;
Fig. 5 es una representación esquemática de
todavía otra realización alternativa del presente sistema, en la
que el sistema de inyección de gas enriquecido en ozono inyecta el
gas enriquecido en ozono en o en las proximidades de la bomba
asociada al reactor;
Fig. 6 es todavía otra realización de los
presentes sistema y procedimiento, en la que los lodos se someten a
un procesamiento previo al reactor de alta selectividad;
Fig. 7 es todavía otra realización alternativa
del presente sistema, en la que el contacto de
gas-líquido entre el gas enriquecido en ozono y la
corriente líquida tiene lugar corriente arriba del reactor;
Fig. 8 es todavía otra realización del presente
sistema, en la que la corriente líquida tratada es una corriente
mixta de licor procedente del recipiente de lodos activados;
Fig. 9 es todavía otra realización del presente
sistema, en la que la corriente tratada es una corriente RAS
alternativa; y
Fig. 10 es un gráfico que muestra la presencia
de bacterias filamentosas seleccionadas en un recipiente de
tratamiento de lodos activados, en las semanas previas a la
ozonización y las semanas durante la ozonización, según la presente
invención.
Los números de referencia correspondientes
indican componentes correspondientes en las diversas vistas de los
dibujos.
\vskip1.000000\baselineskip
En los sistemas y métodos convencionales de
tratamiento de lodos activados, se necesita oxígeno tanto para la
oxidación química del material de sustrato como para la síntesis de
nuevas células y los procesos metabólicos de las células
bacterianas. La necesidad de oxígeno para la oxidación química del
material de sustrato en el procedimiento de tratamiento se
denomina, a menudo, Demanda Química de Oxígeno (DQO), en tanto que
el requisito de oxígeno para la eliminación del sustrato a través
del consumo de sustrato para la síntesis de nuevas células y el
mantenimiento de los procesos metabólicos de las células bacterianas
se denomina Demanda Biológica de Oxígeno
(DBO).
(DBO).
La Fig. 1 muestra una ilustración esquemática de
un sistema de tratamiento de lodos activados (10), que incorpora
una realización del presente sistema de ozonización de lodos (12).
Tal como se ve en la misma, el sistema típico de tratamiento de
lodos activados (10) incluye un conducto de entrada (14) adaptado
para recibir un flujo entrante de aguas residuales, diversos
dispositivos de pre-procesamiento (16) y un reactor
de tratamiento de aguas residuales (20), que puede ser un
recipiente de aireación, un biorreactor de membrana u otro sistema
cuya finalidad sea la de utilizar la vida microbiana para retirar
los residuos del agua. El sistema ilustrado incluye, igualmente,
uno o múltiples clarificadores o módulos de filtración (22),
adaptados para separar el líquido depurado de los lodos acumulados,
un conducto de salida (24) para transportar el flujo de salida o
líquido depurado a una zona de descarga (23), una línea de lodos
activados (26) y una línea de retorno de lodos activados (RAS)
(28), adaptada para transportar y devolver la corriente tratada al
recipiente de lodos activados (20) o a otro reactor de alta
selectividad. También se muestra un digestor (25) y un dispositivo
de eliminación de agua (27).
En la realización ilustrada, parte de los
biosólidos o lodos se incluyen como parte de los lodos activados
por residuos (WAS) y una porción de los biosólidos o lodos se
transporta a lo largo de la línea RAS (28), desde los
clarificadores (22) hasta el recipiente de lodos activados (20). A
lo largo del camino, se desvía una cantidad predeterminada del
líquido y de los biosólidos hacia el reactor de ozonización de lodos
(30) para su ozonización. Sin embargo, no es necesario tratar o
modificar la corriente divergente antes de su entrada en el reactor
(30). Los presentes sistema (12) y procedimiento de tratamiento de
aguas residuales comprenden el uso de un reactor de tratamiento de
alta selectividad (30), diseñado para tratar eficazmente la
corriente divergente. El reactor de tratamiento de alta
selectividad es, preferentemente, un reactor de flujo pistón (30),
que recibe una corriente desviada (32) que transcurre paralela a la
línea RAS (28) o como una corriente lateral desde la línea RAS
(28).
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A los efectos de la reducción de lodos, el flujo
de volumen total a través del reactor de flujo pistón (30) se
encuentra preferentemente dentro de un intervalo desde
aproximadamente 1 vez el caudal volumétrico equivalente de los
lodos activados por residuos (WAS) hasta aproximadamente 40 veces el
caudal volumétrico equivalente de los lodos activados por residuos
(WAS). Este intervalo de entre aproximadamente 1 y 40 veces el
caudal volumétrico equivalente de los lodos activados por residuos
(WAS) establece, en parte, la relación óptima de gas a líquido en
el interior del reactor de flujo pistón (30). Preferentemente, la
relación de gas a líquido debería ser menor o igual a 1,0. El
caudal volumétrico de lodos totales es ajustable y, preferentemente,
se controla junto con el flujo de gas enriquecido en ozono y la
concentración de ozono en el caudal de gas enriquecido en ozono
dentro del reactor de flujo pistón, para alcanzar el nivel deseado
de reducción de lodos o biosólidos mientras se minimiza la
dosificación necesaria de
ozono.
ozono.
Como se ve en la Fig. 1, la corriente divergente
de lodos (32) se hace pasar a través de una bomba (34) hacia un
reactor de ozonización de lodos que se muestra como el reactor de
flujo pistón (30). El reactor de flujo pistón (30) incluye un tubo
de longitud suficiente (36) que, junto con la velocidad de flujo,
garantiza un tiempo de residencia de los lodos en el reactor de
flujo pistón (30), adecuado para asegurar la disolución efectiva
del ozono y la reacción de éste con los biosólidos. Las
realizaciones ilustradas incluyen también uno o múltiples sistemas
de inyección de gas (40), a través de los cuales se introduce un gas
enriquecido en ozono en el interior del reactor de flujo pistón
(30). Los sistemas inyectores de gas preferidos (40) comprenden una
fuente de gas enriquecido en ozono y una o múltiples toberas o
dispositivos de tipo venturi (42) para inyectar el gas enriquecido
en ozono en los lodos. Preferentemente, la fuente de gas enriquecido
en ozono es un generador de ozono (44), acoplado con una fuente o
suministro de oxígeno gaseoso (no se muestra). De forma
alternativa, la corriente de gas enriquecido en ozono (46) se puede
suministrar a partir de sistemas especializados de almacenamiento
de ozono in situ. Preferentemente, la concentración deseada
de ozono es mayor que o igual a 6%. Son preferibles concentraciones
más elevadas de ozono, puesto que esas concentraciones más altas
ayudan a garantizar que la relación de gas a líquido en la zona de
contacto con los lodos se conserva dentro de un intervalo
opcional.
En la realización ilustrada, el gas enriquecido
en ozono se suministra, preferentemente, a presiones nominales y,
típicamente, a presiones menores que las presiones operativas en las
zonas del reactor de flujo pistón (30) próximas a los dispositivos
de inyección (42). De este modo, el gas enriquecido en ozono se hace
pasar a través de los dispositivos de inyección (42) por un vacío
generado por el descenso de presión a través de los citados
dispositivos de inyección (42). Sin embargo, el experto en la
técnica podrá apreciar realizaciones en las que el gas enriquecido
en ozono se suministra a presiones mayores que la presión en el
interior del reactor de flujo pistón (30) u otros entornos de
contacto entre el gas y el líquido.
El sistema inyector de gas (40) incluye también
un medio o mecanismo apropiado de control (no se muestra) que
permite el control operativo de la velocidad de inyección,
regulación y volumen del gas enriquecido en ozono. El control de la
velocidad de inyección del gas, la regulación de la inyección y el
volumen de gas enriquecido en ozono están orientados a ofrecer un
contacto eficaz de gas-líquido y fomentar la
disolución óptima del ozono en la corriente de líquido que fluye a
través del reactor de flujo pistón (30). De manera más particular,
el control del sistema de inyección de gas se ajusta para que,
preferentemente, se encuentre dentro del intervalo prescrito de la
relación de flujo de gas a flujo de líquido, en donde el flujo de
gas se establece a partir de la velocidad de flujo, regulación y
volumen de gas a través de los dispositivos inyectores (42), y el
flujo de líquido representa el flujo de lodos a través del reactor
de flujo pistón (30). El intervalo preferido de las relaciones de
gas a líquido es menor o igual a aproximadamente 1,0. Esta relación
de gas a líquido garantiza que no haya un exceso de gas en la
mezcla de fluidos. Se minimizan así la retro-mezcla
y la agitación. Más importante aún, la relación anteriormente
descrita de gas a líquido, junto con otras características
relacionadas con el flujo, actúa minimizando el exceso de
retro-mezcla y agitación, así como evitando la
estratificación de los correspondientes flujos.
Después de atravesar el reactor de flujo pistón
(30), los lodos ozonizados retornan a la línea RAS de la planta
(28) a través de una línea de retorno (50). De manera alternativa,
los lodos ozonizados o la corriente de líquidos que abandona el
reactor de flujo pistón (30) se pueden hacer regresar al recipiente
de lodos activados (20) en una línea separada del resto del flujo
de RAS, o se puede hacer volver a una porción diferente de la
planta de tratamiento de aguas residuales. Por lo general, si el
flujo RAS principal se envía a un recipiente anóxico o anaeróbico,
puede ser preferible, entonces, que los lodos ozonizados (que ahora
están también altamente oxigenados) sean conducidos a un recipiente
óxido o aeróbico. De lo contrario, el contenido en oxígeno de los
lodos ozonizados podría interferir en las condiciones necesarias
para las etapas anóxicas o anaeróbicas.
Al final de la línea RAS (28) o de la línea de
retorno (50) está dispuesto de forma opcional un mecanismo eyector,
un eductor o una tobera de salida (no se muestra), que está adaptado
para devolver los lodos ozonizados a la superficie o a una
profundidad suficiente en el recipiente de lodos activados (20) y
para garantizar un correcto mezclado de los lodos ozonizados con el
líquido a granel en el recipiente de lodos activados (20). El
mecanismo eyector o el dispositivo de tobera de salida (no se
muestra) sirve también para estimular la recuperación de oxígeno en
el procedimiento descrito anteriormente.
Los principios operativos detrás del sistema
descrito de tratamiento por ozonización de lodos comprenden el
contacto de los biosólidos y del ozono disuelto en un reactor de
flujo pistón, en donde tienen lugar el contacto y la reacción
primarios del oxidante (ozono disuelto) y los biosólidos. El
presente procedimiento requiere que se produzca el contacto
efectivo entre gas y líquido entre la corriente líquida de lodos o
el licor mezclado, y un gas enriquecido en ozono, para estimular la
disolución eficaz de ozono en la corriente de líquido. El contacto
efectivo de gas y líquido se consigue con reactores de flujo pistón
adecuadamente diseñados y con técnicas de inyección de gas
enriquecido en
ozono.
ozono.
En la reacción entre el gas enriquecido en ozono
y los biosólidos en el reactor de flujo pistón, las paredes
celulares de las células bacterianas se destruyen o debilitan como
resultado de la oxidación química de las paredes celulares de las
bacterias, inducida por el ozono. Esta destrucción de las paredes
celulares bacterianas se conoce como lisis y da lugar a la
liberación del contenido celular de las células bacterianas. Por lo
general, el contenido celular es una matriz líquida formada por
proteínas, lípidos, polisacáridos y otros azúcares, ADN, ARN e
iones orgánicos. Como resultado de la lisis, las células sólidas de
los biosólidos que, de lo contrario, se habrían acumulado y
descartado en el procedimiento del tratamiento de sólidos, se
transforman en componentes de sustrato (DQO) y, subsiguientemente,
son consumidos por las bacterias en el recipiente de tratamiento de
lodos activados.
Para alcanzar una alta selectividad de la
reacción de lisis se utiliza un reactor de flujo pistón,
proporcionando un intervalo estrecho de tiempo de contacto entre el
exceso de células bacterianas o biosólidos y el ozono disuelto, de
manera que el ozono se usa exclusiva o predominantemente para
procesos de oxidación que dan lugar a la lisis de células
bacterianas ("reacción primaria"). De modo ideal, la
dosificación de ozono y el tiempo de contacto entre líquido y gas
se encuentran limitados, de manera que no se produzca una oxidación
adicional del contenido celular ("reacción secundaria"). Se
logra, de este modo, el uso más eficiente del ozono, que da lugar a
una reducción máxima de lodos con la dosificación mínima de ozono.
El tiempo de contacto preferido se encuentra en el intervalo de
aproximadamente 10 a 60 segundos.
La dosificación de ozono suministrada a los
lodos se puede controlar, igualmente, mediante ajustes de la
concentración de ozono en el flujo de gas, o ajustes de la
velocidad de flujo del gas enriquecido en ozono que se inyecta en
los lodos, o ambos procedimientos simultáneamente. El control de
dosificación de ozono tiene como objetivo lograr la actividad de
lisis celular deseada con un empleo mínimo de ozono.
Con respecto a la Fig. 2, se ilustra un gráfico
que muestra el rendimiento operativo de un procedimiento de lodos
activados con ozonización de los lodos en el reactor de flujo
pistón, de acuerdo con las realizaciones descritas, en comparación
con un procedimiento de reducción de lodos según la técnica
anterior, que comprende un procedimiento de tratamiento de lodos
activados con ozonización que se aplica en un modo de reacción
agitada continua a una porción del RAS que, a continuación, se
devuelve directamente al recipiente de lodos activados. En ambos
ejemplos se utiliza la misma velocidad de flujo de ozono. Tal como
se ve, el perfil menos inclinado de la curva (60) asociada con el
presente procedimiento de ozonización indica que el proceso de lisis
tiene lugar a mayor velocidad, junto con una mayor reducción o
eliminación de sólidos por unidad de ozono aplicado. Tal como
representa la curva (60), dentro de los primeros 40 minutos se
eliminan aproximadamente 1600 mg/l de sólidos con el empleo del
presente procedimiento de ozonización, en comparación con una
eliminación de aproximadamente 400 mg/l alcanzada con el uso del
procedimiento convencional de ozonización, como se muestra en la
curva (62), aplicando la misma dosificación de ozono en ambos
casos.
La Tabla 1 muestra otra comparación de la
producción de biosólidos en una instalación de tratamiento de aguas
residuales, utilizando el procedimiento de ozonización descrito
anteriormente, con la producción de biosólidos en la misma
instalación de tratamiento de aguas residuales, pero sin utilizar el
presente procedimiento de ozonización de lodos y los procedimientos
asociados.
Así mismo, la Tabla 2 muestra una comparación
del rendimiento de reducción de lodos del sistema y procedimiento
de ozonización de lodos descrito en este documento, con otros
diversos ejemplos de ozonización de lodos. Como se ve, el Factor de
Eliminación (es decir, kg de Lodos Totales eliminados por kg de
Ozono utilizado) del sistema de ozonización de lodos descrito en
esta memoria es muy superior al Factor de Eliminación aparente de
sistemas descritos en la bibliografía de la técnica anterior.
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Las Figs. 3-9 ilustran
realizaciones alternativas del presente procedimiento de tratamiento
de lodos. En particular, la Fig. 3 ilustra una realización del
procedimiento de tratamiento de lodos en la que el gas enriquecido
en ozono se inyecta o se introduce de alguna otra forma en
múltiples localizaciones en o próximas al reactor de flujo pistón
(30). La inyección de puntos múltiples puede ser beneficiosa para
controlar o detectar de manera más precisa el contacto de
gas-líquido que debe tener lugar en el reactor de
flujo pistón (30).
La Fig. 4 ilustra también otra realización de
los presentes sistema y procedimiento de tratamiento de aguas
residuales, en la que el conducto de retorno (50) desde el reactor
de alta selectividad (30) no determina en retorno directamente al
reactor de tanque de agitación continua o al recipiente de lodos
activados (20), sino a otro procedimiento, corriente abajo del
reactor de flujo pistón (30) tal como un digestor, una unidad de
estabilización de lodos, o un recipiente de tratamiento secundario
(70). En esta realización, es factible inyectar agentes químicos
diferentes del ozono tales como cloro, biocidas, polímeros, agentes
de control de olores o, incluso, otras mezclas gaseosas adecuadas
para llevar a cabo el procedimiento de tratamiento deseado en el
reactor de tratamiento de alta selectividad.
La Fig. 5 ilustra una realización de los
presentes sistema y procedimiento de tratamiento de lodos en la que
el reactor de flujo pistón (30) incluye una bomba (34) y un sistema
de inyección de gas enriquecido en ozono (40), adaptado para
inyectar el gas enriquecido en ozono en o en las proximidades de la
bomba (34).
La Fig. 6 ilustra todavía otra realización del
sistema de ozonización de lodos (12), en la que los lodos que van a
ser tratados en el reactor de flujo pistón (30) se someten a un
pretratamiento a través de un espesante de lodos u otro dispositivo
para la concentración de sólidos (80). Alternativamente, los lodos
que van a ser desviados al reactor de flujo pistón (30) se pueden
diluir con agua (no se muestra) para dar una corriente líquida que
entra en el reactor de flujo pistón (30) con una menor concentración
de sólidos.
Todavía otra técnica de
pre-procesamiento o pretratamiento que se puede
emplear con las realizaciones descritas según la invención
comprende hacer pasar los lodos a través de un digestor u otro medio
para la estabilización de lodos o tratamiento de sólidos antes de
su desvío al reactor de flujo pistón. Técnicas adicionales de
pretratamiento de lodos compatibles con los presentes sistema y
procedimiento de ozonización de lodos incluirían la adición de
agentes solubilizadores a los lodos, aplicación de ondas
ultrasónicas, homogeneización, y otros medios de mezcla o
agitación. Así mismo, se podrían utilizar agentes químicos que
faciliten la lisis de las células bacterianas o potencien la
capacidad de digestión de los lodos.
La Fig. 7 ilustra una realización del presente
sistema y método de ozonización de lodos (12), en la que el
contacto inicial de gas-líquido entre el gas
enriquecido en ozono y la corriente de líquido tiene lugar corriente
arriba del reactor de flujo pistón (30) y/o en la línea RAS (28).
En la realización ilustrada, se dispone un dispositivo de contacto
(82) de gas-lodos tales como rociadores, difusores,
dispositivos de venturi o toberas mezcladoras de alta velocidad,
corriente arriba del reactor de flujo pistón (30). El dispositivo de
contacto gas-lodos (82) descarga la mezcla en el
reactor de flujo pistón (30), en donde se llevan a cabo la lisis de
células bacterianas y otras reacciones.
En las realizaciones de los presentes sistema y
procedimiento de ozonización de lodos en las que el contacto
inicial de gas-líquido se produce en la línea RAS
(28) o corriente arriba del reactor de flujo pistón (30), el gas
enriquecido en ozono se puede suministrar al espacio superior,
situado por encima de la corriente de líquido, o se puede
suministrar bajo presión a una zona predeterminada y con una
orientación preestablecida en relación con la corriente de líquido
(por ejemplo, la región de propulsión de un dispositivo de contacto,
agitado mecánicamente, para el gas-lodos o
dispositivos inyectores tales como toberas, rociadores y difusores,
que están orientados en un ángulo y distancia predeterminados con
respecto a la superficie del líquido).
La Fig. 8 muestra otra realización alternativa,
en la que la corriente de líquido tratada no es un
sub-flujo de clarificador ni está desviada del RAS,
sino más bien es un flujo de "licores mixtos" extraído a través
del conducto 39 desde el recipiente aireado 29. También en esta
realización es factible inyectar agentes químicos diferentes del
ozono tales como cloro, agentes para ajustar el pH, biocidas,
agentes de control de olores o, incluso, otras mezclas de gases
tales como dióxido de carbono, nitrógeno, oxígeno, ozono y mezclas
de los mismos, apropiadas para llevar a cabo el procedimiento de
tratamiento a la corriente de lodos en el reactor de tratamiento de
alta selectividad.
Para sistemas de tratamiento de lodos activados
que utilizan una configuración de biorreactor de membrana, la
disposición alternativa sería, probablemente, similar a la ilustrada
en la Fig. 8, pero no implicaría el uso de un clarificador y, en su
lugar, se utilizaría una unidad de membrana polímera o cerámica (no
se muestra) en el interior del recipiente de aireación. La
corriente de líquido desviada sería un licor mixto que se dirige al
reactor de flujo pistón u otro reactor de tratamiento de alta
selectividad.
La Fig. 9 muestra todavía otra realización
alternativa, en la que la corriente de líquido tratada no se desvía
del RAS (28) principal, sino más bien es una corriente paralela
independiente, que se denomina RAS alternativo (32). Esta
realización es útil en plantas de tratamiento de aguas residuales
que alimentan el RAS principal (28) desde el clarificador (22)
hacia un recipiente anóxico (19), en lugar de directamente al
recipiente de lodos activados (20). Dada la creciente demanda para
que las plantas de tratamiento de aguas residuales satisfagan
ciertos requisitos de denitrificación, la corriente del RAS
principal (28) se desvía a menudo hacia o a través de un recipiente
anóxico (19). En algunas operaciones, el recipiente anóxico (19) es
sencillamente una sección exenta de oxígeno en o cerca del
recipiente principal de aireación (20). En otras operaciones de
plantas de aguas residuales, el recipiente anóxico (19) es un
tanque o recipiente separado del recipiente principal de lodos
activados (20). En cualquiera de las dos situaciones, los presentes
sistema y procedimiento de ozonización de lodos frustrarían el
objetivo de la denitrificación en un recipiente anóxico. Por lo
tanto, se incorpora una línea RAS separada (32), designada como
línea RAS alternativa, al reactor de flujo pistón (30) y al sistema
de inyección de ozono (40), y se acopla directamente con la porción
aireada del recipiente de lodos activados (20). El flujo en la
línea RAS principal (28), por lo general, es mayor que en la línea
RAS alternativa (32). Las descripciones y conexiones de los
restantes componentes del sistema de tratamiento (12), incluidos
artículos tales como el clarificador (22), la línea WAS (26), los
inyectores de ozono (42), el generador de ozono (44), la bomba
(34), línea de flujo de entrada (14) y línea de flujo de salida
(24), son similares a los descritos en referencia a las
realizaciones anteriormente mencionadas y no se repetirán en este
punto.
La ozonización eficiente y
coste-eficaz de los lodos en las realizaciones
descritas anteriormente requiere la presencia de tres condiciones
del procedimiento: (i) uso del ozono, predominantemente para la
lisis o desintegración de las células, es decir, alcanzar una alta
selectividad para la reacción de lisis; (ii) exposición limitada de
las células total o parcialmente lisadas al ozono adicional en el
interior del reactor, ya que podría dar lugar a la liberación
completa del contenido celular en el reactor y la consecuente y
costosa oxidación química de los sustratos liberados por el ozono
adicional, en lugar de la opción, mucho más económica, de la
bio-oxidación de los sustratos liberados por las
células bacterianas en el recipiente de lodos activados; y (iii)
alcanzar un intervalo muy estrecho de distribuciones del tiempo de
residencia para las células bacterianas dentro del reactor.
Todas estas condiciones procedimentales
deseables se pueden lograr en el interior del reactor o dispositivo
de contacto mediante el uso del método de la reacción de flujo
pistón. El método de reacción de flujo pistón se obtiene
estableciendo que el flujo de lodos-ozono tenga
lugar con una retro-mezcla mínima, y que el contacto
se produzca principalmente en el interior de una configuración
fundamentalmente tubular. De manera específica, las realizaciones
ilustradas presentan un tiempo de residencia prescrito o controlado,
y la reacción de lisis se alcanza con una alta selectividad. En las
realizaciones anteriormente descritas, se emplea una reacción de
flujo pistón para lograr una alta selectividad de las reacciones de
lisis, al proporcionar un intervalo estrecho de tiempo de contacto
entre las células y el ozono disuelto (es decir, distribución
estrecha del tiempo de residencia), de manera que el ozono se
utiliza únicamente para reacciones que conducen a la lisis celular
("reacciones primarias"), y de modo que la ozonización no
prosiga hasta el punto de oxidar el contenido celular
("reacciones secundarias"), ni oxidar los productos de las
reacciones secundarias ("reacciones terciarias"). De esta
forma, se logra un uso más eficiente del ozono, que conduce a una
reducción máxima de los lodos con una dosificación mínima de
ozono.
Como se ha descrito en relación con las
realizaciones ilustradas, se emplean uno o múltiples puntos de
inyección para igualar la velocidad del ozono suministrado para
disolución con la velocidad de reacción de los biosólidos con el
ozono disuelto a lo largo de la longitud establecida del reactor de
flujo pistón. De este modo, se evita un suministro excesivo o
deficitario de ozono y se estimula un uso eficiente del ozono para
la lisis celular, mientras se elude su uso para la oxidación del
contenido celular.
Como se ha indicado anteriormente, es posible la
aplicación de agentes químicos o gases diferentes de ozono en el
reactor de alta selectividad, ya sea directamente al RAS o a una
corriente secundaria de lodos activados. Otros agentes químicos
tales como cloro, agentes de ajuste del pH, biocidas, agentes de
control de olores o, incluso, otras mezclas de gases tales como
dióxido de carbono, nitrógeno, oxígeno, ozono y sus mezclas pueden
resultar apropiados para llevar a cabo el procedimiento de
tratamiento deseado del flujo de lodos en el reactor de tratamiento
de alta selectividad.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se ha indicado anteriormente, los
problemas de espumación y aglutinación en las operaciones de
tratamiento de aguas residuales están causados, por lo general, por
la presencia de abundantes bacterias filamentosas tales como
Nocardia y Parvicella en las aguas residuales. El
presente procedimiento de ozonización de lodos en un reactor de
alta selectividad se puede confeccionar para reducir las poblaciones
de bacterias filamentosas que, a su vez, conducen a una reducción o
eliminación de la espuma en el recipiente de lodos activados y a
una reducción de la aglutinación.
Como se muestra en la Fig. 10, la presencia de
bacterias filamentosas, concretamente las cepas bacterianas
Nocardia y Parvicella, se controló durante varias
semanas antes del tratamiento de ozonización descrito más arriba.
Al cabo de varias semanas, se había producido una eliminación
sustancial de las bacterias Nocardia, mientras que las
bacterias Microthrix parvicella se habían reducido de forma
significativa. Las grandes áreas de superficie de las bacterias
filamentosas se traducen en una elevada vulnerabilidad frente a la
reacción con ozono, con escaso o nulo impacto sobre otros
organismos de la biomasa tales como ciliados, heterótrofos, etc.
Esta reducción de Nocardia, Parvicella y otras
bacterias filamentosas, y la correspondiente reducción de
espumación y aglutinación, fueron claramente visibles en las
primeras semanas de tratamiento de ozonización en el reactor de
alta selectividad.
Con el fin de regular la espumación y la
aglutinación, la introducción de ozono en una corriente desviada
dentro del reactor de alta selectividad es, preferentemente, un
procedimiento estrechamente controlado. En particular, el ozono
utilizado durante dicho procedimiento de ozonización se mantiene,
preferentemente, dentro del intervalo de aproximadamente 0,04 hasta
aproximadamente 5,0 g de ozono por día y kg de lodos en el
recipiente de lodos activados y, más preferentemente, dentro del
intervalo de aproximadamente 0,1 hasta 1,5 g de ozono por día y kg
de lodos en el recipiente de lodos activados. Mediante el uso de
estas dosificaciones optimizadas y reducidas de ozono, el presente
método garantiza que la reacción del ozono en el interior del
reactor de alta selectividad se concentra en los organismos
filamentosos, con un impacto mínimo sobre otras poblaciones
microbianas. Dosificaciones excesivas de ozono afectarán a los
organismos no filamentosos además de a los filamentosos. Por el
contrario, cuando el propósito de la ozonización es maximizar la
reducción de lodos, la dosificación de ozono se encuentra,
preferentemente, dentro del intervalo de aproximadamente 0,04 g
hasta aproximadamente 20,0 g de ozono por día y kg de lodos en el
recipiente o reactor de tratamiento de las aguas residuales y, más
preferentemente, dentro del intervalo de aproximadamente 1,0 g hasta
10,0 g de ozono por día y kg de lodos, con el fin de asegurar la
ozonización de los organismos tanto filamentosos como no
filamentosos y, de forma todavía más preferible, dentro del
intervalo de aproximadamente
2,0 g hasta aproximadamente 6,0 g de ozono por día y kg de lodos.
2,0 g hasta aproximadamente 6,0 g de ozono por día y kg de lodos.
Los presentes sistema y método de ozonización
sirven también para disolver cualquier gas oxígeno que acompañe al
ozono en los lodos que se devuelven al recipiente de tratamiento de
lodos activados. Como se ha indicado anteriormente, los organismos
filamentosos tienden a proliferar en aguas residuales con niveles
bajos de oxígeno disuelto, dado que estos organismos con grandes
áreas de superficie muestran, con respecto a otras células
bacterianas, la ventaja inherente de captar el limitado oxígeno
presente en las aguas residuales. De esta forma, además del control
de bacterias filamentosas a través del procedimiento de lisis
celular, el presente sistema de ozonización facilita la mejoría de
las condiciones óxicas globales en los lodos, que minimizan la
proliferación de organismos filamentosos frente a otras bacterias,
debido a los bajos niveles de oxígeno disuelto en los lodos.
Con el uso de las realizaciones del presente
procedimiento de tratamiento de lodos descritas en este documento,
resulta deseable controlar parámetros seleccionados, ya sea a través
del diseño del sistema o del funcionamiento del mismo.
Preferentemente, la velocidad de ozono suministrado para su
disolución está correlacionada con la velocidad de reacción de los
biosólidos o los organismos filamentosos con el ozono en el reactor
de flujo pistón. Esta correlación del suministro de ozono con la
velocidad de reacción de los biosólidos o de organismos
filamentosos dentro del reactor de flujo pistón evita un exceso o
déficit de suministro de ozono y, de este modo, potencia el uso
eficiente de ozono para la lisis celular, mientras se impide el uso
del gas ozono para reacciones secundarias.
\newpage
El reactor de flujo pistón con inyección de
ozono ha sido diseñado y funciona de manera que un solo pase de los
lodos a través del reactor de flujo pistón logra: (i) una lisis
prácticamente completa y sustancialmente uniforme de las células
bacterianas en exceso, o (ii) células bacterianas filamentosas, o
(iii) una combinación de las mismas. Preferentemente, con la
variación del volumen de lodos que se desvía y se procesa a través
del reactor de flujo pistón, y con el estrecho control de la
distribución del tiempo de residencia o la variación de la
dosificación de ozono, resulta posible controlar la cantidad de
lodos, así como la cantidad de espuma que se reduce. De manera
alternativa, el reactor de alta selectividad se puede diseñar y
hacer funcionar de forma que sean precisos varios pases a través
del reactor para alcanzar la eliminación deseada de lodos y/o
espuma.
Los valores típicos de la relación de Alimentos
a Microorganismos (F/M, en sus siglas en inglés), es decir, la
relación de los gramos de material de sustrato que entran en el
recipiente de lodos activados a diario, comparada con la cantidad
en gramos de células bacterianas en el recipiente de lodos
activados, se encuentran dentro de un intervalo de aproximadamente
0,04 a 2,0 gramos de material de sustrato por día/gramos de células
bacterianas, dependiendo del tipo de procedimiento de lodos
activados que se utilice. De manera similar, el rendimiento de
células bacterianas recién sintetizadas tras el consumo bacteriano
de material de sustrato es de aproximadamente 0,2 a 0,6 kg de
biosólidos por kg de material de sustrato consumido. De este modo,
con el uso del presente procedimiento de ozonización y, por
consiguiente, reducción de lodos, sería posible establecer o
determinar empíricamente la cantidad de lodos que se debe desviar al
reactor de flujo pistón, el tiempo de residencia y la cantidad de
ozono que se debe inyectar en el reactor, necesarios para reducir
entre aproximadamente 0,2 y 0,6 veces la masa promedio de lodos (en
kg) de nuevo material de sustrato introducido en el recipiente de
lodos activados al día. Desde un punto de vista económico, se puede
calcular el ahorro de costes de la eliminación del tratamiento de
sólidos asociado con el volumen de biosólidos frente a los costes
del ozono consumido en el procedimiento.
Los métodos y sistemas anteriormente
identificados para el tratamiento de lodos usando ozono se pueden
emplear solos o en combinación con otras técnicas de reducción de
lodos. Adicionalmente, cada una de las etapas específicas que
intervienen en el procedimiento preferido, descrito en esta memoria,
y cada uno de los componentes de los sistemas preferidos se
modifican o adaptan fácilmente para satisfacer el diseño particular
y los requisitos de funcionamiento del sistema de tratamiento de
lodos activados en el que se utiliza, así como al entorno previsto
de funcionamiento para determinados procedimientos de tratamiento de
lodos activados.
Por ejemplo, el gas fuente utilizado junto con
el sistema generador de ozono podría comprender aire, aire
enriquecido con oxígeno, gas oxígeno puro, o gas oxígeno
prácticamente puro. Sin embargo, puesto que el núcleo del
procedimiento de tratamiento de lodos tiene también un requisito
básico de oxígeno, se prefiere el uso de gas oxígeno prácticamente
puro o puro como gas fuente. Además, el uso de gas fuente de oxígeno
prácticamente puro o puro y la inyección de gas enriquecido en
ozono en o en las proximidades del reactor de flujo pistón se
podría controlar de manera que la totalidad o una fracción
sustancial del requisito global de oxígeno para el tratamiento
biológico en el procedimiento de lodos activados en el recipiente de
lodos activados sea suministrada por el sistema de ozonización de
lodos.
A partir de lo anteriormente expuesto, se debe
considerar que la presente invención proporciona, por lo tanto, un
método para el tratamiento de lodos que utiliza gas enriquecido en
ozono, así como un método para el tratamiento de lodos que utiliza
gas enriquecido en ozono, así como, también, un método para el
control de la espumación o aglutinación en las operaciones de
tratamiento de aguas residuales. Mientras que la invención divulgada
en este documento ha sido descrita por medio de realizaciones y
procedimientos específicos asociados con la misma, los expertos en
la técnica pueden llevar a cabo múltiples modificaciones y
variaciones, sin apartarse del alcance de la invención, tal como se
expone en las reivindicaciones, ni sacrificar ninguna de sus
ventajas materiales.
Claims (3)
1. Un método para tratar aguas residuales en una
planta de tratamiento de aguas residuales, que comprende las etapas
de:
- \quad
- recibir una corriente de entrada de aguas residuales en un recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales;
- \quad
- oxidar los biosólidos en el interior del recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales;
- \quad
- descargar una corriente del recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales;
- \quad
- desviar una porción de la corriente descargada del recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales a un reactor de tipo flujo pistón;
- \quad
- introducir ozono en el reactor de tipo flujo pistón, induciendo con el ozono la lisis de biosólidos o bacterias filamentosas en el interior del reactor de tipo flujo pistón; y
- \quad
- hacer retornar la corriente desviada al recipiente o reactor de tratamiento de aguas residuales;
en donde el ozono se introduce en la corriente
desviada en un intervalo de 0,1 hasta 10,0 g de ozono por día y kg
de lodos en el recipiente o reactor de tratamiento de aguas
residuales, con el objetivo de reducir los lodos o reducir la
espuma, y en donde el tiempo de contacto del ozono con la corriente
desviada en el reactor de flujo pistón se encuentra dentro de un
intervalo entre 10 y 60 segundos.
2. El método según la reivindicación 1, en el
que el ozono se introduce en la corriente desviada en un intervalo
de 1,0 a 10,0 g de ozono por día y kg de lodos en el recipiente o
reactor de tratamiento de aguas residuales para inducir, con el
ozono, la lisis de biosólidos en el reactor de tipo flujo pistón,
con el fin de reducir los lodos.
3. El método según la reivindicación 1, en el
que el ozono se introduce en la corriente desviada en un intervalo
de 0,1 a 1,5 g de ozono por día y kg de lodos en el recipiente o
reactor de tratamiento de aguas residuales, para inducir, con el
ozono, la lisis de bacterias filamentosas en el interior del reactor
de tipo flujo pistón, con el fin de reducir la espuma.
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US591894 | 2000-06-12 | ||
| US84815106P | 2006-09-29 | 2006-09-29 | |
| US848151P | 2006-09-29 | ||
| US11/591,894 US20080078719A1 (en) | 2006-09-29 | 2006-11-02 | System and method for treating wastewater |
| US11/880,694 US7513999B2 (en) | 2006-09-29 | 2007-07-24 | Ozonation of wastewater for reduction of sludge or foam and bulking control |
| US880694 | 2007-07-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2332613T3 true ES2332613T3 (es) | 2010-02-09 |
Family
ID=38983754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES07843479T Active ES2332613T3 (es) | 2006-09-29 | 2007-09-28 | Ozonacion de aguas residuales para la reduccion de lodo o espuma y control de hinchamiento. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7513999B2 (es) |
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| WO (1) | WO2008042769A1 (es) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007060914B4 (de) * | 2007-12-14 | 2023-03-16 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Verfahren zur Behandlung von Wasser in einer Aufbereitungsanlage |
| FR2949459B1 (fr) * | 2009-08-28 | 2014-10-17 | Otv Sa | Agent de prevention et/ou de lutte contre le moussage biologique |
| IT1398160B1 (it) * | 2010-02-08 | 2013-02-14 | Prominent Italiana S R L | Metodo e impianto per la riduzione dei fanghi prodotti nel processo di depurazione delle acque |
| US10689274B2 (en) * | 2010-04-27 | 2020-06-23 | Bcr Environmental Corporation | Wastewater treatment apparatus to achieve class B biosolids using chlorine dioxide |
| US20130072706A1 (en) * | 2011-09-19 | 2013-03-21 | Phase Biocontrol Research, Llc | Recovery of Oleaginous Tricyglycerols from Wastewater Title of Invention Treatment Plant Foams |
| WO2013081977A1 (en) | 2011-12-01 | 2013-06-06 | Praxair Technology, Inc. | Method and system for sludge ozonation in a wastewater treatment system |
| DE102011121910A1 (de) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Ultrasonic Systems Gmbh | Verfahren zur Behandlung sulfidhaltiger Ablauge |
| CN103359875B (zh) * | 2012-03-27 | 2015-07-22 | 三菱电机株式会社 | 废水处理方法和废水处理*** |
| CN103663893B (zh) * | 2012-09-19 | 2015-10-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 臭氧与纯氧曝气结合实现石化废水污泥减量的方法 |
| US9090487B2 (en) * | 2012-10-26 | 2015-07-28 | Siemens Energy, Inc. | Water treatment apparatus incorporating wet air regeneration and powdered activated carbon treatment |
| US9145315B2 (en) | 2013-03-01 | 2015-09-29 | Paradigm Environmental Technologies Inc. | Wastewater treatment process and system |
| WO2015042247A2 (en) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | Lake Country Fracwater Specialists, Llc | Apparatus and method for oxidative treatment of organic contaminants in waste water |
| US10259731B2 (en) * | 2014-04-29 | 2019-04-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Sludge treatment system and sludge treatment method |
| US20180072597A1 (en) * | 2015-05-18 | 2018-03-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Water treatment system and water treatment process |
| SG11201709655XA (en) * | 2015-05-27 | 2017-12-28 | Mitsubishi Electric Corp | Water treatment system and water treatment method |
| CN106673381A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-05-17 | 深圳市康源环境纳米科技有限公司 | 一种污泥处理装置及方法 |
| US11046603B2 (en) | 2018-04-18 | 2021-06-29 | Akiyoshi Ohki | System and method for wastewater treatment through microorganism biochemical pathway optimization |
| US10457582B1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-29 | Akiyoshi Ohki | System and method for wastewater treatment through controlling purification functions of microorganisms based on activated sludge process |
| US10870595B2 (en) | 2018-08-17 | 2020-12-22 | Akiyoshi Ohki | System and method for liquid disinfection |
| CN110526497A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-03 | 麦王环境技术股份有限公司 | 一种基于mbr与臭氧多点投加结合的废水处理装置及方法 |
| CN110698932B (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-10 | 山东万圣博化工有限公司 | 一种隔离剂生产控制*** |
| IT202100017066A1 (it) | 2021-06-29 | 2022-12-29 | Soc It Acetilene E Derivati S I A D S P A In Breve S I A D S P A | Impianto di trattamento di acque reflue con riduzione dei flussi nocivi in uscita attraverso integrazione e recupero dei flussi gassosi ricchi in ossigeno e ozono con sistemi a basso consumo energetico |
| US12030797B1 (en) | 2023-09-27 | 2024-07-09 | Akiyoshi Ohki | System and method for wastewater treatment control through microorganism metabolic pathway optimization |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4178239A (en) | 1974-11-13 | 1979-12-11 | Union Carbide Corporation | Biological intermediate sewage treatment with ozone pretreatment |
| JPS558835A (en) | 1978-07-04 | 1980-01-22 | Shinryo Air Conditioning Co Ltd | Treatment of surplus sludge |
| JP3351047B2 (ja) | 1993-09-27 | 2002-11-25 | 栗田工業株式会社 | 生物汚泥の処理方法 |
| JP3280508B2 (ja) * | 1994-03-01 | 2002-05-13 | 日立機電工業株式会社 | 水処理設備における汚泥の処理方法 |
| JP3697729B2 (ja) | 1994-11-14 | 2005-09-21 | 栗田工業株式会社 | 生物汚泥のオゾン処理装置 |
| JP3521535B2 (ja) | 1995-04-11 | 2004-04-19 | 栗田工業株式会社 | 有機性排液の好気性生物処理装置 |
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