FR2867182A1 - Process of treatment of a water charged of nitrates, useful denitrification of water, comprises denitration of water carried out on ion exchange resin and biological treatment with bacteria to reduce the nitrates in gaseous nitrogen - Google Patents
Process of treatment of a water charged of nitrates, useful denitrification of water, comprises denitration of water carried out on ion exchange resin and biological treatment with bacteria to reduce the nitrates in gaseous nitrogen Download PDFInfo
- Publication number
- FR2867182A1 FR2867182A1 FR0402292A FR0402292A FR2867182A1 FR 2867182 A1 FR2867182 A1 FR 2867182A1 FR 0402292 A FR0402292 A FR 0402292A FR 0402292 A FR0402292 A FR 0402292A FR 2867182 A1 FR2867182 A1 FR 2867182A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- water
- treatment
- eluates
- nitrates
- regeneration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/50—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents
- B01J49/57—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents for anionic exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- 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
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
- C02F2101/163—Nitrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
-
- 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
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
Description
2867182 12867182 1
PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT D'UNE EAU CHARGEE DE NITRATES. METHOD AND INSTALLATION FOR TREATING WATER CHARGED WITH NITRATE.
L'invention est relative à un procédé de traitement d'une eau chargée de nitrates, selon lequel une dénitratation de l'eau est effectuée sur résines échangeuses d'ions donnant, lors de leur régénération par passage d'une saumure, des éluats chargés de nitrates. The invention relates to a method for treating a water charged with nitrates, according to which water denitration is carried out on ion exchange resins giving, during their regeneration by passage of a brine, charged eluates. of nitrates.
Omniprésents dans l'environnement, les nitrates sont des substances non toxiques. Cependant, lorsqu'ils sont ingérés, leurs transformations en nitrites au cours du processus digestif a des effets négatifs sur la santé, en particulier sur les nourrissons et autres personnes sensibles. Omnipresent in the environment, nitrates are non-toxic substances. However, when ingested, their transformation into nitrites during the digestive process has negative effects on health, especially on infants and other sensitive individuals.
Depuis quelques années, de nombreuses petites et moyennes collectivités rurales doivent faire face à une dégradation importante et rapide de leur ressource en eau. Il est recommandé, en l'absence de solution alternative, de traiter l'eau aux fins d'élimination des nitrates pour des eaux présentant des concentrations en nitrates dépassant régulièrement et de façon significative la valeur de 50mg/l. In recent years, many small and medium-sized rural communities have been facing significant and rapid degradation of their water resources. In the absence of an alternative solution, it is recommended to treat water for nitrate removal for waters with nitrate concentrations consistently exceeding the value of 50 mg / l.
A titre d'exemple, pour la France, principalement dans l'ouest, dans un certain nombres de localités la teneur en nitrates de plus de la moitié des eaux brutes est supérieure à 40 mg/1. Une telle pollution risque de conduire à l'abandon progressif de nappes d'eau souterraines entières. For example, for France, mainly in the west, in a number of localities the nitrate content of more than half of the raw water is greater than 40 mg / l. Such pollution may lead to the gradual abandonment of entire groundwater.
Le procédé de traitement des eaux sur résines échangeuses d'ions constitue une solution simple et économique et permet d'obtenir une eau dont la teneur en nitrates est sensiblement diminuée et acceptable. Lors de la régénération des résines par passage d'une saumure, la pollution nitratée de l'eau est transférée vers une phase plus concentrée appelée éluat de régénération . Le 2867182 2 volume des éluats représente environ 1.5 % du volume d'eau traitée. The water treatment process on ion exchange resins is a simple and economical solution and provides a water whose nitrate content is significantly reduced and acceptable. During the regeneration of the resins by passage of a brine, the nitrate pollution of the water is transferred to a more concentrated phase called regeneration eluate. The volume of the eluates represents about 1.5% of the volume of water treated.
Un traitement mis en place sur un site en France (site d'Ormes sous Voulzies) consiste en une dénitratation partielle d'une eau de forage sur résines échangeuses d'ions. L'eau brute contient environ 60 mg/1 de nitrates et l'eau traitée 1 mg/1. Un coupage à 40% de l'eau traitée est réalisé avec l'eau brute de sorte que l'eau mélangée contient 25 mg/1 de nitrates. Le débit d'alimentation du château d'eau en aval est de 20 m3/h. La régénération est déclenchée chaque fois que 700 m3 d'eau sont passés sur les résines échangeuses d'ions. Le volume total des éluats produit par une telle station est de 8.6 m3 par régénération, c'est-à-dire environ 1.2 % du volume d'eau traitée. Les caractéristiques des éluats d'Ormes sous Voulzies sont les suivantes: Teneur en calcium Teneur en sodium Chlorure Sulfate Nitrate Conductivité à 20 C: Ces éluats ne sont actuellement pas traités et sont dilués dans le réseau d'assainissement. Ils constituent un déchet liquide salin et posent un problème d'élimination finale. A treatment implemented on a site in France (site of Ormes under Voulzies) consists of a partial denitration of a water of drilling on resins exchange of ions. The raw water contains about 60 mg / 1 of nitrates and the treated water 1 mg / 1. A 40% cut of the treated water is made with the raw water so that the mixed water contains 25 mg / 1 of nitrates. The flow rate of the water tower downstream is 20 m3 / h. Regeneration is triggered every time 700 m3 of water is passed over the ion exchange resins. The total volume of the eluates produced by such a station is 8.6 m3 by regeneration, that is to say about 1.2% of the volume of treated water. The characteristics of the elms of Ormes sous Voulzies are as follows: Calcium content Sodium content Chloride Sulfate Nitrate Conductivity at 20 C: These eluates are not currently treated and are diluted in the sewerage network. They constitute a liquid saline waste and pose a problem of final elimination.
D'une manière générale actuellement les éluats sont: - ou bien rejetés directement dans le milieu naturel (ce qui n'est pas acceptable pour l'environnement) lorsqu'il n'y a pas de réseau d'assainissement à proximité, - ou bien dirigés vers le réseau d'assainissement local rarement équipé pour traiter de tels rejets, - ou bien transportés vers une installation (STEP) capable de traiter ce type d'effluent. In general, currently eluates are: - or discharged directly into the natural environment (which is not acceptable for the environment) when there is no sanitation network nearby, - or well directed to the local sanitation network rarely equipped to handle such discharges, - or transported to a facility (STEP) capable of treating this type of effluent.
10 15 20 98 mg/1 13 980 mg/1 16 300 mg/1 1 030 mg/1 5 200 mg/1 52 700 11S/cm 2867182 3 L'invention a pour but, surtout, d'éliminer définitivement la pollution nitratée des éluats générés par le procédé de dénitratation sur résines échangeuses d'ions, et de rendre le procédé plus économique notamment en ce qui concerne les produits utilisés pour la régénération des résines. The aim of the invention is, above all, to definitively eliminate nitrate pollution. The purpose of the invention is, above all, to permanently eliminate nitrate pollution. eluates generated by the denitration method on ion exchange resins, and to make the process more economical especially with regard to products used for the regeneration of resins.
Selon l'invention, le procédé de traitement d'une eau chargée de nitrates tel que défini précédemment est caractérisé en ce que les éluats sont récupérés et soumis à un traitement biologique avec des bactéries propres à réduire les nitrates en azote gazeux, et en ce que les éluats, après opérations complémentaires de traitement, sont recyclés pour servir à la régénération des résines échangeuses d'ions, les conditions étant choisies pour que la concentration en sel des éluats après le traitement biologique soit compatible avec le traitement par résines. According to the invention, the process for treating a nitrate-laden water as defined above is characterized in that the eluates are recovered and subjected to a biological treatment with bacteria suitable for reducing the nitrates to gaseous nitrogen, and in that that the eluates, after further processing operations, are recycled to serve for the regeneration of the ion exchange resins, the conditions being chosen so that the salt concentration of the eluates after the biological treatment is compatible with the treatment with resins.
De préférence, le traitement biologique est un traitement de dénitrification autotrophe. Plus particulièrement, le traitement de dénitrification autotrophe est effectué sur des grains de soufre, en particulier des billes de soufre, ensemencés avec des thiobactéries. Avantageusement, on utilise comme thiobactéries: Thiobacillus denitrificans . Preferably, the biological treatment is an autotrophic denitrification treatment. More particularly, the autotrophic denitrification treatment is carried out on grains of sulfur, in particular sulfur beads, seeded with thiobacteria. Advantageously, Thiobacillus denitrificans are used as thiobacteria.
Les bactéries se développent très rapidement sur le substrat soufré et réduisent les nitrates en azote gazeux, alors que le soufre est oxydé sous la forme sulfate. Bacteria grow very quickly on the sulfur substrate and reduce nitrates to nitrogen gas, while sulfur is oxidized as sulfate.
Le soufre sert à la fois d'aliment (ou, en d'autres termes, d'accepteur d'électrons) aux bactéries et de support de colonisation puisqu'il n'est pas soluble dans l'eau. Un intérêt du procédé est que les bactéries disposent en permanence d'une source d'énergie in situ (autonomie totale une fois le procédé mis en route). Sulfur serves both as a food (or, in other words, electron acceptor) to bacteria and as a colonization support since it is not soluble in water. An interest of the process is that the bacteria always have a source of energy in situ (total autonomy once the process started).
Après traitement biologique, les éluats passent à travers une colonne de calcaire marin (neutralite) ou autre 2867182 4 type de calcaire pour précipiter les sulfates sous la forme sulfate de calcium Ca SO4, ou autre. After biological treatment, the eluates pass through a column of marine limestone (neutralite) or other type of limestone to precipitate the sulphates in the form of calcium sulfate Ca SO4, or other.
En variante, une simple précipitation des sulfates peut être effectuée par addition d'une solution de chlorure de baryum, à mélanger avec les éluats avant le traitement de dénitrification. Alternatively, simple sulphate precipitation can be effected by adding a solution of barium chloride, to be mixed with the eluates before the denitrification treatment.
Généralement les éluats sont ensuite filtrés et désinfectés, sans que cela soit nécessaire dans tous les cas. Generally the eluates are then filtered and disinfected, without this being necessary in all cases.
Les éluats sont recyclés dans le procédé de dénitratation sur résines échangeuses d'ions, ce qui permet de diminuer la consommation de sel régénérant. The eluates are recycled in the denitration process on ion exchange resins, which reduces the consumption of regenerating salt.
Les conditions sont prévues pour que, en fin de traitement, la concentration des éluats en chlorure de sodium NaCl soit comprise entre 40g/1 et 100 g/1, de préférence d'environ 60 g/1 pour que le traitement biologique, en particulier le traitement autotrophe sur soufre, et le procédé de dénitratation sur résines échangeuses d'ions soient compatibles entre eux. La teneur en sel des éluats traités doit être assez forte pour permettre une régénération efficace des résines échangeuses d'ions, mais suffisamment faible pour ne pas affaiblir les thiobactéries. The conditions are designed so that, at the end of the treatment, the concentration of the eluates in sodium chloride NaCl is between 40 g / l and 100 g / l, preferably about 60 g / l for the biological treatment, in particular the autotrophic treatment on sulfur, and the denitration process on ion exchange resins are compatible with each other. The salt content of the treated eluates must be strong enough to allow efficient regeneration of the ion exchange resins, but low enough not to weaken the thiobacteria.
Le traitement des éluats est effectué entre deux phases de régénération des résines échangeuses d'ions (traitement par batch , c'est-à-dire par lots). The treatment of the eluates is carried out between two regeneration phases of the ion exchange resins (batch treatment, that is to say in batches).
L'invention est également relative à une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Une telle installation comprend une unité de dénitratation de l'eau par résines échangeuse d'ions et est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de récupération des éluats de régénération des résines, une unité de traitement biologique avec bactéries propres à réduire les nitrates en azote gazeux pour une partie au moins des éluats, et des moyens pour recycler les éluats traités pour servir à la 2867182 5 régénération des résines échangeuses d'ions. Généralement, l'installation comporte des moyens de filtration et de désinfection après traitement biologique. The invention also relates to an installation for implementing the method. Such an installation comprises a unit for denitratation of water by ion exchange resins and is characterized in that it comprises means for recovering the regeneration eluates of the resins, a biological treatment unit with bacteria suitable for reducing nitrates. nitrogen gas for at least a portion of the eluates, and means for recycling the treated eluates to be used for the regeneration of ion exchange resins. Generally, the installation comprises means of filtration and disinfection after biological treatment.
De préférence, l'unité de traitement biologique est propre à assurer un traitement de dénitrification autotrophe. Plus particulièrement, l'unité comporte des grains de soufre, en particulier des billes de soufre, ensemencés avec des thiobactéries, avantageusement Thiobacillus denitrificans . Preferably, the biological treatment unit is capable of providing an autotrophic denitrification treatment. More particularly, the unit comprises grains of sulfur, in particular sulfur beads, seeded with thiobacteria, advantageously Thiobacillus denitrificans.
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. The invention consists, apart from the arrangements set out above, in a certain number of other arrangements which will be more explicitly discussed below with reference to an example embodiment described with reference to the appended drawing, but which is in no way limiting.
Sur ce dessin, la Figure unique est un schéma de principe du procédé selon l'invention. In this drawing, the single FIGURE is a schematic diagram of the method according to the invention.
En se reportant à la figure du dessin on peut voir, symbolisé par un rectangle 1, une alimentation en eau brute, chargée de nitrates. L'eau brute est dirigée sur une unité 2 de résines échangeuses d'ions, comportant des résines échangeuses d'anions pour capter les ions NO3 L'unité 2 délivre en sortie 3 une eau dont la teneur en nitrates a été abaissée à une valeur acceptable. Referring to the figure of the drawing can be seen, symbolized by a rectangle 1, a raw water supply, loaded with nitrates. The raw water is directed to a unit 2 of ion exchange resins, comprising anion exchange resins for capturing the NO3 ions. The unit 2 delivers at the outlet 3 a water whose nitrate content has been lowered to a value acceptable.
Généralement, la teneur en nitrates de l'eau à la sortie 3 est très inférieure à la limite acceptable. On effectue un coupage de l'eau de la sortie 3 avec de l'eau brute par une dérivation 4 contournant l'unité 2 et rejoignant la canalisation d'eau en aval de la sortie 3. On obtient ainsi l'eau mélangée en 5. Generally, the nitrate content of the water at the outlet 3 is much lower than the acceptable limit. The water from the outlet 3 is cut with raw water by a bypass 4 bypassing the unit 2 and joining the water pipe downstream of the outlet 3. This gives the water mixed at 5. .
La régénération des résines de l'unité 2 est obtenue en arrêtant momentanément le traitement de l'eau brute et en faisant circuler sur les résines échangeuses d'ions une saumure, c'est-à-dire une solution de sels 2867182 6 régénérants, généralement du chlorure de sodium, à partir d'un silo symbolisé par le rectangle 6. The regeneration of the resins of the unit 2 is obtained by temporarily stopping the treatment of the raw water and by circulating on the ion exchange resins a brine, that is to say a solution of regenerating salts, usually sodium chloride, from a silo symbolized by the rectangle 6.
La solution de régénération, après passage sur les résines échangeuses, est rejetée par une sortie R et constitue un effluent ou éluat de régénération 7, symbolisé par un rectangle. Le volume des éluats de régénération représente environ 1,5 % du volume d'eau traitée passant par la sortie 3. Les éluats 7 présentent généralement une première fraction 7a à faible teneur en nitrates (inférieure à 40mg/1) suivie d'une fraction 7b dont le teneur en nitrates est beaucoup plus élevée que celle de l'eau brute car la pollution nitratée de l'eau a été transférée vers cette phase. The regeneration solution, after passing through the exchange resins, is discharged through an outlet R and constitutes an effluent or regeneration eluate 7, symbolized by a rectangle. The volume of the regeneration eluates represents approximately 1.5% of the volume of treated water passing through the outlet 3. The eluates 7 generally have a first fraction 7a with a low nitrate content (less than 40 mg / l) followed by a fraction 7b whose nitrate content is much higher than that of raw water because the nitrate pollution of water has been transferred to this phase.
Selon l'invention, au moins la fraction 7b concentrée des éluats 7 est soumise à un traitement de dénitrification biologique en 8. Malgré la vitesse de percolation relativement faible du traitement biologique, par exemple de l'ordre de 1 m.h-1, on peut rendre compatibles les vitesses de traitement sur résines échangeuses d'ions et de traitement biologique sans qu'il en résulte des installations trop volumineuses et trop coûteuses, car le volume d'éluats à traiter est relativement faible par rapport à celui de l'eau traitée. According to the invention, at least the concentrated fraction 7b of the eluates 7 is subjected to a biological denitrification treatment at 8. Despite the relatively low percolation rate of the biological treatment, for example of the order of 1 mh -1, it is possible to to make compatible treatment speeds on ion exchange resins and biological treatment without resulting too large and too expensive installations, because the volume of eluates to be treated is relatively small compared to that of the treated water .
De préférence, le traitement réalisé en 8 est un traitement de dénitrification autotrophe sur soufre, avec des thiobactéries, avantageusement Thiobacillus denitrificans . Preferably, the treatment carried out at 8 is an autotrophic denitrification treatment with sulfur, with thiobacteria, advantageously Thiobacillus denitrificans.
Thiobacillus denitrificans est une bactérie autotrophe, anaérobie facultative mobile, gram négatif, ne produisant pas de formes de résistance. Ce micro-organisme oxyde une large variété de composés soufrés (S2, S , S2032) en sulfates et est ainsi capable de réduire les nitrates en azote libre. Thiobacillus denitrificans is an autotrophic, facultative, gram-negative, facultative anaerobic bacterium that does not produce forms of resistance. This microorganism oxidizes a wide variety of sulfur compounds (S2, S, S2032) to sulphates and is thus able to reduce nitrates to free nitrogen.
L'unité 8 de traitement des éluats comprend une 35 colonne contenant des billes de soufre ensemencées avec les 2867182 7 thiobactéries thiobacillus denitrificans . Le diamètre des billes est avantageusement compris entre 1 et 10mm, de préférence entre 2 et 4mm. The eluate processing unit 8 comprises a column containing sulfur beads seeded with the thiobacterium thiobacillus denitrificans. The diameter of the balls is advantageously between 1 and 10 mm, preferably between 2 and 4 mm.
Sur le substrat soufré, ces bactéries se développement très rapidement et vont réduire les nitrates en azote gazeux, alors que le soufre est oxydé sous la forme sulfate. L'équation de la réaction est la suivante: S + 50 NO3- + 2 0 CO2 + 4 NH4+ + 38 H2O 10 4 C5H7NO2 + 25 N2"+ 55 5042- + 64 H+ Le soufre sert à la fois d'aliment aux bactéries (c'est un accepteur d'électrons, qui permet donc de réduire les nitrates en azote) et de support de colonisation puisqu'il n'est pas soluble dans l'eau. Un intérêt de ce procédé est que les bactéries disposent en permanence d'une source d'énergie in situ, ce qui confère une autonomie totale une fois le système mis en route. On the sulfur substrate, these bacteria grow very rapidly and will reduce nitrates to nitrogen gas, while sulfur is oxidized in the sulphate form. The equation of the reaction is as follows: S + 50 NO 3 - + 2 0 CO 2 + 4 NH 4 + + 38 H2O 10 4 C 5 H 7 NO 2 + 25 N 2 + 5042 + 64 H + Sulfur serves both as a feed for bacteria (It is an acceptor of electrons, which makes it possible to reduce the nitrates in nitrogen) and of support of colonization since it is not soluble in the water An advantage of this process is that the bacteria have permanently of a source of energy in situ, which gives total autonomy once the system is started.
La vitesse de traitement biologique est de l'ordre 20 de 1 m/h ( en fait 1 m3/m2h). The rate of biological treatment is of the order of 1 m / h (in fact 1 m 3 / m 2 / h).
A la sortie de l'unité de traitement biologique 8 et, plus précisément, en sortie de la colonne de soufre dans l'exemple considéré, les éluats traités passent à travers une colonne 9 de calcaire marin (neutralite) ou d'un autre composé calcique pour précipiter les sulfates produits sous forme CaSO4 ou sulfates mixtes. At the outlet of the biological treatment unit 8 and, more precisely, at the outlet of the sulfur column in the example under consideration, the treated eluates pass through a column 9 of marine limestone (neutralite) or of another compound calcium to precipitate sulphates produced as CaSO4 or mixed sulphates.
En variante, une simple précipitation des sulfates peut être effectuée par addition d'une solution de chlorure de baryum, à mélanger avec les éluats avant traitement de dénitrification. Alternatively, a simple precipitation of the sulfates can be carried out by adding a solution of barium chloride, to be mixed with the eluates before denitrification treatment.
Les éluats sont, en général, filtrés et désinfectés à l'étape 10, mais ceci n'est pas toujours nécessaire. The eluates are, in general, filtered and disinfected in step 10, but this is not always necessary.
Au moins une fraction 11 des éluats est recyclée pour servir lors de la phase de régénération dans le procédé de dénitratation sur résines échangeuses d'ions. At least a fraction 11 of the eluates is recycled to serve during the regeneration phase in the ion exchange resin denitration process.
2867182 8 Cette fraction est ajoutée à la solution de sel régénérant provenant de 6 et permet de diminuer la consommation de sel régénérant. This fraction is added to the regenerating salt solution from 6 and reduces the consumption of regenerating salt.
Les conditions sont déterminées de manière que la teneur en sel des éluats après traitement de dénitrification soit assez forte pour permettre une régénération efficace des résines échangeuses d'ions, mais assez faible pour ne pas affaiblir les thiobactéries. The conditions are determined so that the salt content of the eluates after denitrification treatment is strong enough to allow effective regeneration of the ion exchange resins, but low enough not to weaken the thiobacteria.
Une concentration optimale des éluats en chlorure de sodium (NaCl) est comprise entre 40g/1 et 100 g/1, de préférence d'environ 60 g/1, pour que le procédé autotrophe sur soufre et le procédé de dénitrification soient compatibles entre eux. An optimum concentration of the eluates of sodium chloride (NaCl) is between 40 g / l and 100 g / l, preferably about 60 g / l, for the sulfur autotrophic process and the denitrification process to be compatible with each other. .
Le traitement des éluats est effectué entre deux 15 phases de régénération des résines échangeuses d'ions (traitement par batch ou par lots). The treatment of the eluates is carried out between two regeneration phases of the ion exchange resins (batch or batch treatment).
Lors de l'étape 10 on peut prévoir une addition d'eau 12 pour obtenir la concentration souhaitée de NaCl, par exemple 60 g/1, en vue du recyclage des éluats. In step 10, an addition of water 12 may be provided to obtain the desired concentration of NaCl, for example 60 g / l, for the recycling of the eluates.
Le surplus d'éluats, sans nitrates, peut être rejeté en 13 dans le milieu naturel 14 de même que la fraction 7a d'éluats de l'étape 7 à faible concentration en nitrates, inférieure à la limite autorisée. The surplus of eluates, without nitrates, can be rejected in 13 in the natural medium 14 as well as the fraction 7a of eluates of step 7 with a low nitrate concentration, lower than the authorized limit.
Des exemples de traitement sont donnés ci-après. 25 Examples of treatment are given below. 25
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Soit une usine de capacité de production de 50m3/h, fonctionnant 15h/jour, traitant une eau de forage ayant une concentration en nitrates d'environ 55 mg/1. Or a plant with a production capacity of 50m3 / h, operating 15h / day, treating a drilling water with a nitrate concentration of about 55 mg / 1.
L'usine est équipée d'une unité à résines échangeuses d'ions d'un volume de 900 1. Le taux de coupage est d'environ 67%. La résine est régénérée au NaCl tous les 750 m3 d'eau passés sur la résine, soit tous les 1.4 jours. The plant is equipped with an ion exchange resin unit with a volume of 900 1. The cutting rate is about 67%. The resin is regenerated with NaCl every 750 m3 of water passed on the resin, every 1.4 days.
L'usine génère environ 10 m3 d'éluats par régénération. Seule la partie concentrée 7b des éluats 2867182 9 (salinité : 60 g/1) est envoyée vers le procédé de dénitrification biologique sur soufre. L'autre partie 7a à faible teneur en nitrates peut être envoyée au milieu naturel. La colonne de soufre est donc alimentée en éluats à hauteur de 1.7 m3/jour. Elle est dimensionnée à une charge massique de 2 kgNO3/m3soufre.jour. Elle contient donc un volume de 5.5 m3 de soufre (hauteur de la colonne: 2.5 m, diamètre: 1.7 m). La colonne de soufre est suivie d'une colonne 9 à neutralite de mêmes dimensions, pour réajuster l'alcalinité de l'eau. L'effluent est recyclé en tant que régénérant sur la résine, avec un complément en saumure neuve. The plant generates about 10 m3 of eluates by regeneration. Only the concentrated portion 7b of the eluates 2867182 (salinity: 60 g / l) is sent to the biological denitrification process on sulfur. The other part 7a with low nitrate content can be sent to the natural environment. The sulfur column is fed with eluates at 1.7 m3 / day. It is dimensioned to a mass load of 2 kgNO3 / m3soufre.jour. It therefore contains a volume of 5.5 m3 of sulfur (height of the column: 2.5 m, diameter: 1.7 m). The sulfur column is followed by a column 9 with neutrality of the same dimensions, to readjust the alkalinity of the water. The effluent is recycled as a regenerant on the resin, with a supplement in new brine.
Grâce au recyclage, la consommation en NaCl est divisée par deux. Thanks to recycling, the consumption of NaCl is halved.
L'apport de nutriments sur la colonne de soufre n'est pas nécessaire. Elle doit être ensemencée (introduction d'un quart de grains de soufre ensemencés pour démarrer la réaction biologique). The supply of nutrients on the sulfur column is not necessary. It must be sown (introduction of a quarter of seeded grains of sulfur to start the biological reaction).
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Un deuxième exemple est donné ci-après. Les lettres utilisées ont la signification suivante: Q désigne le débit en m3/h, C désigne la concentration en nitrates et V désigne le volume. Les résines échangeuses d'ions sont désignées par l'abréviation REI. A second example is given below. The letters used have the following meaning: Q is the flow rate in m3 / h, C is the nitrate concentration and V is the volume. The ion exchange resins are designated by the abbreviation REI.
Sur le dessin les lettres Q, C, V affectées d'indices 1 à 6 ont été portées sur les conduites correspondant aux indications données pour cet exemple. In the drawing, the letters Q, C, V with indices 1 to 6 have been plotted on the lines corresponding to the indications given for this example.
Ressource souterraine Débit de production: 50 m3/h, Volume de production journalier: 750 m3/jour Nitrates à l'entrée: 55 mg/1 Nitrates en sortie: 40 mg/1 Echange d'ions Taux de traitement sur résine: 33 % (16.5 m3/h) Volume traité par jour 248 m3/jour Volume de résines utilisé : 900 litres Cycle de régénération: tous les 339 m3 d'eau traités Régénération Taux de régénération utilisé : 110 g/litre de résine Phase de régénération (à contre-courant) Fluide utilisé : saumure à 90 g/1 (à partir d'une saumure de 300 g/1) Durée 20 minutes Poids de sel: 99 kg/régénération Volume saumure: 1.1 m3 (0.14 m3 à 300 g/1 + 0.96 m3 à 60 g/1) Phase de rinçage lent (à contre-courant) . Fluide utilisé : eau de dilution de la saumure à 60 g/1 (recyclage des éluats) + eau (complément pour avoir 2 volumes de résines) Volume: 1.8 m3 (2 fois le volume de résines) Phase de rinçage rapide (co-courant) : Fluide utilisé : eau Volume: 7.2 m3 (8 fois le volume de résines) Volume et concentration des éluats (voir schéma de la Figure unique) : volume d'eau dans l'unité 8: 900 litres Phase de régénération (durée 20 minutes) Ce qui entre dans l'unité 8 REI: Venant du silo 6 à sel Q1 = 1 m3/h Cl = 300 g/1 V1 = 0.14 m3 Eau de dilution en 11 Q6 = 2.3 m3/h (éluats traités) C6 = 60 g/1 V6 = 0.96 m3 Saumure de régénération Q2 = 3. 3 m3/h C2 = 90 g/1 V2 = 1.1 m3 Ce qui sort de l'unité 8 REI Début: Q3 = 3. 3 m3/h C3= eau (poussage) --É 7a, rejet vers milieu naturel 15 V3 = 0.9 m3 Milieu et fin: Q3 = 3.3 m3/h C3 = 90 g/1 -. vers 7b traitement éluats V3 = 0.2 m3 Phase de rinçage lent Ce qui entre dans l'unité 8 REI: Début: Eau de dilution en 11 Q6 = 2.3 m3/h (éluats traités) C6 = 60 g/1 V6 = 0.76 m3 Milieu et fin (eau) Q2 = 2.3 m3/h C2 = 0 g/1 V2 = 1 m3 Ce qui sort de l'unité 8 REI Début: Q3 = 2.3 m3/h C3 = 90 g/1 -. vers 7b traitement éluats V3 = 0.9 m3 Milieu: Q3 = 2. 3 m3/h C3 = 60 g/1 vers traitement éluats 35 V3 = 0.76 m3 10 2867182 12 Fin: Q3 = 2.3 m3/h C3 = 0 g/1 vers traitement éluats V3 = 0.14 m3 Phase de rinçage rapide Ce qui entre dans l'unité 8 REI Eau traitée 16.7 m3/h 7. 2 m3 Ce qui sort de l'unité 8 REI Eau traitée 16.7 m3/h 0.4 m3 --É vers 7b traitement éluats 6.8 m3 7a rejet milieu naturel Volume récupéré d'éluats: 0.4 m3 (Og/l) + 0.14 m3 (0 g/1) + 0.76 m3 (60 g/1) + 0.9 m3 (90 g/1) + 0. 2 m3 (90 g/1) Volume total = 2.4 m3 (144.6 kg de sel) Concentration = 60 g/1 Volume d'éluats recyclé en régénération: 0.76 m3 + 0.96 m3 = 1.72 m3 (103.2 kg de sel) Quantité de nitrates dans les éluats à traiter: Entrée: 55 mg/1 Sortie: 40 mg/1 Débit de production: 50 m3/h Volume produit: 750 m3/jour (temps de fonctionnement: 15 heures) Volume traité sur résines: 247.5 m3/jour Régénération: tous les 339 m3 -. Quantité de nitrates: 11 kg/jour Traitement des éluats (élimination des nitrates) . 35 Volume à traiter: 2.4 m3 tous les 1.4 jours 10 2867182 13 Volume journalier à traiter: 1.7 m3/jour Concentration: 60 g/1 Quantité de nitrates: 11 kg/jour Taux de traitement: 2kgNO3/m3soufre.jour Quantité de soufre: 5.5 m3 de soufre Colonne de soufre: H = 2.5 m, = 1.7 m Colonne neutralite (ou autre) Consommation de sel: Sans traitement ni recyclage des éluats 99 kg de sel /régénération Avec traitement et recyclage des éluats 15 42 kg de sel / régénération Selon l'invention, la consommation de sel est divisée par 99/42, soit plus de 2. Underground resource Production rate: 50 m3 / h, Daily production volume: 750 m3 / day Nitrates at the inlet: 55 mg / 1 Output nitrates: 40 mg / 1 Ion exchange Resin treatment rate: 33% (16.5 m3 / h) Volume treated per day 248 m3 / day Volume of resins used: 900 liters Regeneration cycle: all treated 339 m3 of water Regeneration Regeneration rate used: 110 g / liter of resin Regeneration phase (to countercurrent) Fluid used: brine 90 g / 1 (from a brine of 300 g / 1) Duration 20 minutes Weight of salt: 99 kg / regeneration Volume brine: 1.1 m3 (0.14 m3 to 300 g / 1 + 0.96 m3 to 60 g / 1) Slow rinse phase (countercurrent). Fluid used: brine dilution water at 60 g / 1 (recycling of eluates) + water (complement to have 2 volumes of resins) Volume: 1.8 m3 (2 times the volume of resins) Rapid rinse phase (co-current ): Fluid used: water Volume: 7.2 m3 (8 times the volume of resins) Volume and concentration of the eluates (see diagram of the single figure): volume of water in the unit 8: 900 liters Regeneration phase (duration 20 minutes) What goes into unit 8 REI: From silo 6 to salt Q1 = 1 m3 / h Cl = 300 g / 1 V1 = 0.14 m3 Dilution water in 11 Q6 = 2.3 m3 / h (eluates treated) C6 = 60 g / 1 V6 = 0.96 m3 Regeneration brine Q2 = 3. 3 m3 / h C2 = 90 g / 1 V2 = 1.1 m3 What comes out of unit 8 REI Start: Q3 = 3. 3 m3 / h C3 = water (stuffing) --E 7a, discharge to natural environment 15 V3 = 0.9 m3 Medium and end: Q3 = 3.3 m3 / h C3 = 90 g / 1 -. to 7b treatment eluates V3 = 0.2 m3 Slow rinsing phase What goes into unit 8 REI: Start: Dilution water at 11 Q6 = 2.3 m3 / h (treated eluates) C6 = 60 g / 1 V6 = 0.76 m3 Medium and end (water) Q2 = 2.3 m3 / h C2 = 0 g / 1 V2 = 1 m3 What comes out of unit 8 REI Start: Q3 = 2.3 m3 / h C3 = 90 g / 1 -. to 7b eluate treatment V3 = 0.9 m3 Medium: Q3 = 2.3 m3 / h C3 = 60 g / 1 to eluate treatment 35 V3 = 0.76 m3 10 2867182 12 End: Q3 = 2.3 m3 / h C3 = 0 g / 1 to treatment eluates V3 = 0.14 m3 Rapid rinsing phase What goes into unit 8 REI Treated water 16.7 m3 / h 7. 2 m3 What comes out of unit 8 REI Treated water 16.7 m3 / h 0.4 m3 --É towards 7b treatment eluates 6.8 m3 7a natural environment discharge Recovered volume of eluates: 0.4 m3 (Og / l) + 0.14 m3 (0 g / 1) + 0.76 m3 (60 g / 1) + 0.9 m3 (90 g / 1) + 0. 2 m3 (90 g / 1) Total volume = 2.4 m3 (144.6 kg of salt) Concentration = 60 g / 1 Volume of recycled eluates in regeneration: 0.76 m3 + 0.96 m3 = 1.72 m3 (103.2 kg of salt) Quantity of nitrates in the eluates to be treated: Entry: 55 mg / 1 Output: 40 mg / 1 Production rate: 50 m3 / h Volume produced: 750 m3 / day (operating time: 15 hours) Volume treated with resins: 247.5 m3 / day Regeneration: all 339 m3 -. Quantity of nitrates: 11 kg / day Treatment of eluates (removal of nitrates). 35 Volume to be treated: 2.4 m3 every 1.4 days 10 2867182 13 Daily volume to be treated: 1.7 m3 / day Concentration: 60 g / 1 Amount of nitrates: 11 kg / day Treatment rate: 2kgNO3 / m3sour.day Sulfur quantity: 5.5 m3 of sulfur Sulfur column: H = 2.5 m, = 1.7 m Neutralite column (or other) Salt consumption: Without treatment or recycling of eluates 99 kg of salt / regeneration With treatment and recycling of eluates 15 42 kg of salt / regeneration According to the invention, the salt consumption is divided by 99/42, ie more than 2.
Les exemples fournis font apparaître les résultats 20 produits par l'invention. The examples provided show the results produced by the invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0402292A FR2867182B1 (en) | 2004-03-04 | 2004-03-04 | PROCESS AND INSTALLATION FOR TREATING WATER CHARGED WITH NITRATES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0402292A FR2867182B1 (en) | 2004-03-04 | 2004-03-04 | PROCESS AND INSTALLATION FOR TREATING WATER CHARGED WITH NITRATES |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2867182A1 true FR2867182A1 (en) | 2005-09-09 |
FR2867182B1 FR2867182B1 (en) | 2007-06-01 |
Family
ID=34855064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR0402292A Expired - Fee Related FR2867182B1 (en) | 2004-03-04 | 2004-03-04 | PROCESS AND INSTALLATION FOR TREATING WATER CHARGED WITH NITRATES |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2867182B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104609642A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | Denitration method for regeneration brine by cycle utilization of ion exchange resin |
EP3292084A4 (en) * | 2015-05-07 | 2019-10-23 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Nitrate removal by ion exchange and bioregeneration |
CN112047463A (en) * | 2020-07-24 | 2020-12-08 | 常州市深水江边污水处理有限公司 | Denitrification filter tank system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2455002A1 (en) * | 1979-04-23 | 1980-11-21 | Omnium Assainissement | Biological denitrification of water by autotrophic microorganisms - on substrate of a carbonate and a sulphur cpd. |
NL8403004A (en) * | 1984-10-02 | 1986-05-01 | Rijkslandbouwhogeschool | Regeneration of nitrate-laden ion exchangers - by circulating regeneration liq. through the exchanger and denitrification reactor contg. microorganisms which convert nitrate to nitrogen |
US4671879A (en) * | 1984-07-10 | 1987-06-09 | Solt George S | Process for reducing the nitrate content in water |
US5062957A (en) * | 1990-05-03 | 1991-11-05 | Edgar Berreby | Process for removing nitrates from water |
JPH11169848A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Shinko Pantec Co Ltd | Nitric acid containing waste water treating device and treating method |
WO2003093180A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-13 | Korea Institute Of Science And Technology | Biological denitrification apparatus and method using fluidized-bed reactor filled with elemental sulfur |
-
2004
- 2004-03-04 FR FR0402292A patent/FR2867182B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2455002A1 (en) * | 1979-04-23 | 1980-11-21 | Omnium Assainissement | Biological denitrification of water by autotrophic microorganisms - on substrate of a carbonate and a sulphur cpd. |
US4671879A (en) * | 1984-07-10 | 1987-06-09 | Solt George S | Process for reducing the nitrate content in water |
NL8403004A (en) * | 1984-10-02 | 1986-05-01 | Rijkslandbouwhogeschool | Regeneration of nitrate-laden ion exchangers - by circulating regeneration liq. through the exchanger and denitrification reactor contg. microorganisms which convert nitrate to nitrogen |
US5062957A (en) * | 1990-05-03 | 1991-11-05 | Edgar Berreby | Process for removing nitrates from water |
JPH11169848A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Shinko Pantec Co Ltd | Nitric acid containing waste water treating device and treating method |
WO2003093180A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-13 | Korea Institute Of Science And Technology | Biological denitrification apparatus and method using fluidized-bed reactor filled with elemental sulfur |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 11 30 September 1999 (1999-09-30) * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104609642A (en) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | Denitration method for regeneration brine by cycle utilization of ion exchange resin |
CN104609642B (en) * | 2013-11-05 | 2016-09-14 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | A kind of method recycling ion exchange resin denitration regeneration saline |
EP3292084A4 (en) * | 2015-05-07 | 2019-10-23 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Nitrate removal by ion exchange and bioregeneration |
CN112047463A (en) * | 2020-07-24 | 2020-12-08 | 常州市深水江边污水处理有限公司 | Denitrification filter tank system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2867182B1 (en) | 2007-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Urbain et al. | Membrane bioreactor: a new treatment tool | |
EP2110363B1 (en) | Mobile plant and process for treating aqueous streams from purging or cleaning steam generator circuits | |
Soares | Biological denitrification of groundwater | |
CN1261194C (en) | Method of bacteriostasis or disinfection for permselective membrane | |
TWI496748B (en) | Treatment of water with hypobromite solution | |
US20040094480A1 (en) | Method of boron removal in presence of magnesium ions | |
TWI568688B (en) | Water purification method and fabricating method of ultra pure water | |
FR2782076A1 (en) | Water purification process for reducing the levels of perchlorate and nitrate anions comprises passing water through ion exchange resin and removal of anions from resin using smaller effluent stream | |
US20130186822A1 (en) | Low energy forward osmosis membrane water processing system | |
CA2254711A1 (en) | Method for treating aqueous liquid effluents containing organic and inorganic materials to enable recycling thereof | |
US20020100729A1 (en) | Purification of produced water from coal seam natural gas wells using ion exchange and reverse osmosis | |
Nederlof et al. | Nanofiltration concentrate disposal: experiences in The Netherlands | |
WO2015197973A1 (en) | Method for treating a wastewater stream by low-pressure filtration | |
CN108147605A (en) | A kind of leachate processing method and system for high salinity biodegradability difference | |
CN107215979A (en) | A kind of method for desalting seawater | |
TWI449674B (en) | Drainage treatment device and treatment method | |
TW201313626A (en) | Process and apparatus for treating perchlorate in drinking water supplies | |
CN114716053A (en) | Softening pretreatment method for high-COD high-salinity wastewater | |
Schoeman | Nitrate-nitrogen removal with small-scale reverse osmosis, electrodialysis and ion-exchange units in rural areas | |
FR2867182A1 (en) | Process of treatment of a water charged of nitrates, useful denitrification of water, comprises denitration of water carried out on ion exchange resin and biological treatment with bacteria to reduce the nitrates in gaseous nitrogen | |
Peltier et al. | Nanofiltration: improvements of water quality in a large distribution system | |
Xie et al. | Fouling assessment in a municipal water reclamation reverse osmosis system as related to concentration factor | |
JP3903500B2 (en) | High-concentration salt-containing wastewater treatment equipment | |
EP1963587B1 (en) | Process and plant for making use of groundwater | |
JPH0561992B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20101130 |