Biologische denitrificatie van fermentatieafvalwater: vermindering van totale stikstof tot onder de 5 ppm

Overzicht van het project

Het afvalwater dat door fermentatieprocessen ontstaat, is bekend dat het moeilijk te behandelen is omdat het een zware organische lading combineert met verhoogde stikstofconcentraties.Deze casestudy beschrijft hoe een gistingsinstallatie het totale stikstofrisico (TN) heeft geëlimineerd door een speciaal ontworpen biologisch denitrificatiesysteem in te zetten..

Achtergrond van het project

De installatie heeft continue gistingslijnen die een stikstofrijke afvalwaterstroom afvoeren.80 ppm ammoniak stikstof (NH3-N)samen met20 ppm stikstofnitraat (NO3-N), waardoor de totale stikstof bijna100 ppmMet de strengere lozingsregels had de fabriek behoefte aan een oplossing die de totale stikstof totminder dan 5 ppm- een verwijderingsefficiëntie van meer dan 95%.

Invloed op de waterkwaliteit

Technische uitdaging

Het project moest drie belangrijke obstakels overwinnen:

• Een zeer laag stikstofplafond dat biologische processen in één fase niet betrouwbaar kunnen bereiken.
• Een hoge ammoniakbelasting die volledige nitrificatie vereist voordat denitrificatie kan plaatsvinden.
• De noodzaak van een stabiele prestatie onder schommelende fermentatieproductieschema's.

Onze oplossing

Het engineeringteam ontwierp een meerfasige biologische behandeling die de volgende eenheden omvat:

1. Nitralisatiefase Aerobe omstandigheden en een hoog efficiënte nitrifiserende cultuur zetten ammoniak stikstof om in nitraat.
2. Ontnitrificatiestadium- bij anoxische omstandigheden met een aanvullende koolstofbron nitraten in onschadelijk stikstofgas worden omgezet.
3. Poetsfase¢ de eindbehandeling houdt het afvalwater consequent onder de streefwaarde van 5 ppm.

Het systeem is uitgerust met real-time online monitoring van ammoniak, nitraat en opgeloste zuurstof, waardoor de beluchting en de koolstofdosering automatisch kunnen worden aangepast aan de werkelijke laadomstandigheden.

Hoogtepunten van procesontwerp

Verschillende ontwerpkenmerken hebben bijgedragen aan het succes van het project:

• Geoptimaliseerde koolstofdosering- een geautomatiseerde doseringsstrategie levert precies de koolstofbron die nodig is voor denitrificatie, waardoor zowel onderbehandeling als verspilling van chemische stoffen wordt vermeden.
• Modulaire constructie¢ elke behandelingstadium wordt geleverd als een vooraf ontworpen module, waardoor de installatietijd op locatie wordt verkort en toekomstige uitbreiding wordt vereenvoudigd.
• Energiezuinige beluchting Variabele frequentieblazers en opgeloste zuurstofregeling verminderen het energieverbruik in perioden van lage hydraulische belasting.
• Robuust microbiologisch systeem- een speciaal geteelde nitrifiserende en denitrifiserende biomassa bestand is tegen schokbelasting en snel herstelt na storingen in het proces.

Resultaten

Na inbedrijfstelling en optimalisatie heeft het systeem de volgende geverifieerde prestaties geleverd:

Voordelen voor de cliënt

• Betrouwbare naleving van de strengste grenswaarden voor stikstofuitstoot.
• Volledig geautomatiseerde werking met minimale handmatige interventie.
• Lagere exploitatiekosten dankzij geoptimaliseerde koolstofdosering.
• Een schaalbaar ontwerp dat zich aanpast aan toekomstige productiegroei.

Conclusies

Door de combinatie van nitrificatie, denitrificatie en een eindpoetsfase met intelligente procescontrole, wordt nu doorgaans uit de fermentatieinstallatie afvalwater afgevoerd met een totale stikstof van minder dan 5 ppm.De oplossing heeft een kritieke knelpunt in de naleving weggenomen en een stabiele, een kosteneffectief behandelingsmodel dat kan worden gerepliceerd in vergelijkbare toepassingen voor industrieel afvalwater met een hoog stikstofgehalte.