CO6541589A2

Simultaneous anoxic biological phosphorus and nitrogen removal with energy recovery

Abstract

Methods and systems are provided to treat wastewater with simultaneous removal of nitrogen, carbon, and phosphorus, while energy is recovered in the form of methane and carbon dioxide. A stream containing ammonia is directed to a pretreatment tank that produces excess mud, biogas, and a pretreated stream. The pretreated stream has at least 45% less carbon than the stream containing ammonia. The pretreated stream is then directed to an anoxic tank, which promotes the release of phosphorus and the fermentation of dissolved and particulate organic matter. The mixed liquor is transferred to an aerated tank that has low dissolved oxygen concentrations to promote the development of phosphorus release bacteria that are eventually recycled to the anoxic tank via active return sludge. The simultaneous release of nitrification, denitrification and phosphorus occurs in the aerated tank. A membrane tank separates the treated effluent from the active sludge in a membrane tank.

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20 claims: 3 independent, 17 dependent

  1. 1
    A process to treat wastewater with simultaneous removal of organic matter, nitrogen, and phosphorus with energy recovery, the process includes:provide a stream containing ammonia in a pretreatment tank that produces at least excess sludge, io biogas, and a pretreated stream, where the pretreated stream has at least 45% less carbon than the stream containing ammonia , and where the biogas comprises at least methane and carbon dioxide: flow the pretreated stream and the active sludge back into an anoxic tank that operates under anoxic conditions;mix the 1. Un proceso para tratar aguas residuales con remoción simultánea de materia orgánica, nitrógeno, y fósforo con recuperación de energía, el proceso comprende: proporcionar una corriente que contiene amoniaco en un tanque de pretratamiento que produce, por lo menos, exceso de lodo, ío biogás, y una corriente pretratada, en donde la corriente pretratada tiene por lo menos 45 % menos de carbono que la corriente que contiene amoniaco, y en donde el biogás comprende por lo menos metano y dióxido de carbono: hacer fluir la corriente pretratada y el lodo activo de retorno a un tanque anóxico que opera bajo condiciones anóxicas;mezclar la 15 corriente pretratada y el lodo activo de retorno en el tanque anóxico para formar un licor mezclado, iniciando por lo tanto la liberación de fósforo y la fermentación de la materia orgánica particulada y la materia orgánica disuelta;transferir el licor mezclado a un tanque aireado que opera bajo condiciones microaerófilas, en donde una concentración de oxígeno fifteen pretreated stream and active return sludge in the anoxic tank to form a mixed liquor, thereby initiating phosphorus release and fermentation of particulate organic matter and dissolved organic matter;transfer the mixed liquor to an aerated tank that operates under microaerophilic conditions, where an oxygen concentration 20 disuelto en el tanque aireado es de menos de 1.0 mg/l del licor mezclado, que es efectivo para promover la nitrificación simultánea, desnitrificación, liberación de fósforo, y captación de fósforo;y transferir el licor mezclado a un tanque de membrana que separa el efluente tratado del lodo activo que contiene microorganismos, en donde una primera porción del lodo activo twenty dissolved in the aerated tank is less than 1.0 mg / l of the mixed liquor, which is effective in promoting simultaneous nitrification, denitrification, phosphorus release, and phosphorus uptake;and transfer the mixed liquor to a membrane tank that separates the treated effluent from the active sludge containing microorganisms, where a first portion of the active sludge 25 return to the anoxic tank as active return sludge. 25 regresa al tanque anóxico como lodo activo de retorno.
  2. 10
    10 pretreated with a stream containing oxygen under effective treatment conditions to form a first product stream, the ratio of ammonia in the stream pretreated with oxygen in the stream containing oxygen is approximately 2.28 g of CVg of N-NH3 (2.28 grams of oxygen per gram of nitrogen in ammonia) or 10 pretratada con una corriente que contiene oxígeno bajo condiciones de tratamiento efectivas para formar una primera corriente de producto, la relación de amoniaco en la corriente pretratada con el oxígeno en la corriente que contiene oxígeno es de aproximadamente 2.28 g de CVg de N-NH3 (2.28 gramos de oxígeno por gramo de nitrógeno en amoniaco) o 15 menos;y exponer la primera corriente de producto a la materia orgánica bajo condiciones de tratamiento efectivas en una relación de aproximadamente 0.57 g de COD/g de N-NH3 (0.57 gramos de demanda de oxígeno químico (COD) por gramo de nitrógeno en amoniaco) o menos. fifteen less;and exposing the first product stream to organic matter under effective treatment conditions at a ratio of approximately 0.57 g of COD / g of N-NH3 (0.57 grams of chemical oxygen demand (COD) per gram of nitrogen in ammonia) or less. 20 20
  3. 15
    Un sistema para tratar aguas residuales con remoción simultánea de materia orgánica, nitrógeno, y fósforo con recuperación de energía, el ío sistema comprende:un tanque de pretratamiento que recibe aguas residuales de influentes de plantas y que comprende microorganismos anaeróbicos que reaccionan con las aguas residuales de influentes de plantas para producir, por lo menos, biogás que comprende metano, exceso de lodo, y una corriente pretratada, la corriente pretratada tiene por lo fifteen. A system for treating wastewater with simultaneous removal of organic matter, nitrogen, and phosphorus with energy recovery, the io system comprises: a pretreatment tank that receives wastewater from plant influences and that comprises anaerobic microorganisms that react with wastewater of plant influences to produce at least biogas comprising methane, excess sludge, and a pretreated stream, the pretreated stream has at least 15 menos 45 % menos carbono que las aguas residuales de influentes de plantas;un tanque anóxico que recibe la corriente pretratada y el lodo activo de retorno, en donde el tanque anóxico opera bajo condiciones anóxicas para promover la desnitrificación, la liberación de fósforo y la fermentación de la materia orgánica particulada y la materia orgánica disuelta;un tanque fifteen less 45% less carbon than sewage from plant influents;an anoxic tank that receives the pretreated current and the active return sludge, where the anoxic tank operates under anoxic conditions to promote denitrification, phosphorus release and fermentation of particulate organic matter and dissolved organic matter;a tank 20 aireado que recibe un licor mezclado del tanque anóxico, en donde una concentración de oxígeno disuelto en el tanque aireado es de menos de 1.0 mg/l para promover efectivamente el desarrollo de bacterias de liberación de fósforo que están presentes en el lodo activo de retorno recibido en el tanque anóxico, y en donde las bacterias de liberación de fósforo en el lodo twenty aerated that receives a mixed liquor from the anoxic tank, where a concentration of dissolved oxygen in the aerated tank is less than 1.0 mg / l to effectively promote the development of phosphorus release bacteria that are present in the active return sludge received in the anoxic tank, and where the phosphorus release bacteria in the mud 25 Return assets allow the release of phosphorus and the fermentation of particulate organic matter in the anoxic tank;and a membrane tank that separates wastewater from plant effluents from the active ul sludge, from which a part of the anoxic tank is recycled as an active return sludge. 25 activo de retorno permiten la liberación de fósforo y la fermentación de la materia orgánica particulada en el tanque anóxico;y un tanque de membrana que separa las aguas residuales de efluentes de planta del lodo ul activo, de la cual se recicla una parte al tanque anóxico como lodo activo de retorno.