CZ112493A3

CZ112493A3 - Process and apparatus with a membrane bio-aerating tank for treating waste water, particularly synthetic liquids used when cutting metals and products based on oil

Info

Publication number: CZ112493A3
Application number: CS931124A
Authority: CZ
Inventors: Fernando Tonelli; Philip Canning
Original assignee: Zenon Environmetal Inc
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 1994-01-19
Also published as: CN1075938A; KR930703210A; SK58393A3; AU2750592A; US5401400A; DK0560980T3; DE69223609T2; US5204001A; AU663893B2; HU218749B; PL299827A1; EP0560980A1; EP0560980B1; WO1993007092A1; HU9301834D0; HUT73571A; KR0177184B1; DE69223609D1; CA2097716A1; TW278069B

Description

Způsob a zařízení s membránovým: bi^reaktorem pro úpravu odpadních vod, zejména syntetických tekutin, používaných při obráběni kovů a produktů na olejové bázi.

Oblast techniky

Chod aerobního bioreaktoru je vysoce citlivý na složení upravované odpadní vody a na době, za kterou se úprava ukončí. Jinými slovy, pokud by nebylo třeba ohlížet se na čas a energetické náklady, nutnost vyžít tohoto systému úpravy odpadních vod by byla minimální. Poněvadž však je úkolem takového systému úsporně vyřešit oba problémy, tj. citlivost na čas a enegii provozu, je v dosavadním stavu techniky kladen důraz na to, aby bylo dodáno co nejvíce účinných prostředků pro udržení aktivity biomasy přivedením takového množství kyslíku do reaktivní masy bioreaktoru (zejména vodních suspenzí organických pevných částic a mikroorganismů) jaké může být mikroorganizmy zužitkováno pro biologické rozkládání biochemicky okysličovatelného materiálu. Aby to bylo přijatelné z hlediska hospodárnosti, musí to být provedeno v rozumném časovém úseku, při spotřebě malého množství energie a výsledkem musí být zpracovaná voda přijatelné výše kvality. Vysoká obtížnost hodnocení takového systému přístroji modelových laboratorních aparatur vedla k testování systému v poloprovozních podmínkách na půdě automobilových závodů NDH Sanduski General Motors Corp. Odpadni voda z Mansfieldského závodu General Motors byla také převezena ke zkušebnímu zařízení k těsto- 2 vání, protože existoval základní rozdíl ve složeni odpadních vod obou továren.

Tento vynález se přesněji týká zpracování směsi, sestávající z přírodních uhlovodíků, a syntetických tekutin, používaných při obrábění kovů, maziv, olejů a tuků ("FOG") smíchaných se syntetickými organickými a orga-nickokovovými sloučeninami, z nichž některé jsou nerozpustné pevné látky, jiné emulgovatelné tekutiny a ještě jiné rozpustné pevné látky a tekutiny. Tato směs v odpadni vodě se nazývá odpadni tekutiny. Odpadní tekutiny obsahují zvláště těžkozpracovatelné komponenty a poměrně lehce zpracovatelné komponenty.

Problémem je ekonomicky zabezpečit takový postup, který úsporně biologicky rozloží odpadní tekutiny v proudu odpadní vody, měnící se z hodiny na hodinu. Proud se mění jak z hlediska množství toku za hodinu, tak z hlediska koncentace odpadních tekutin v něm obsažených. Problém, který má být vyřešen, je použít membránového odlučovače, který zpravidla pracuje s konstantním množstvím toku za hodinu, ve spojení s bioreaktorem, k výrobě takové upravené vody, která odpovídá předpisům státních orgánů. Přitom se poměr komponent odpadních tekutin v průběhu provozu mění. Úspěšná technologie vyžaduje, aby fungovala plynule a v podstatě bez lidského dozoru. A dále, technologií produkovaný odpad by měl být co nejmenší.

Tyto zmíněné problémy řeší postup, který vyžaduje, aby před další úpravou byly z odpadní vody odloučeny 3 všechny volné oleje a všechny pevné látky s výjimkou jemně rozdrobených pevných látek. Bylo shledáno, že složení pevných látek v tomto systému je takové, že ty, jejichž rozměr je větší než asi 106 /im (standardní síto USA 140 mesh) mají nepříznivý vliv na membrány. Volný olej zhoršuje odlučivost membrán tím, že je zanáší (smáčení) a zabraňuje tak průchodu vody. Pevné látky podstatně větší než 106 jum byly především rekalcitrantní pevné látky, z nichž velká část byly anorganické látky, jako například částice kovů a karbidů: a mezi většími organickými částicemi v odpadních tekutinách byly mnohé složení tak málo biologicky rozložitelného, že jejich odstranění předběžnou úpravou se ukázalo být určujícím faktorem pro uspokojivou funkci této technologie. S výjimkou velmi malých pevných částic, které projdou sítem 140 mesh, byla jedinou pevnou látkou v systému bioreak-toru biomasa mikroorganismů a to jak živých, tak mrtvých a pevné částice, těmito mikroorganismy produkované.

Dalším určujícím faktorem bylo nastavení systému tak, aby rychlost tvoření permeátu byla větší než rychlost, jakou vstupuje pevných látek zbavená přívodní kapalina do reaktoru.

Dosavadní stav techniky

Toto tvoření permeátu ve velké rychlosti umožňuje zabezpečit recirkulaci permeátu mimo recirkulaci masy v koncentrátu. Přes zjevný protiklad recirkulace permeátu a problému jeho produkce je recirkulace permeátu pod- 4 statná, proto, aby reaktor fungoval při konstantním objemu a pro přiváděni toku o konstantní rychlosti do zóny membránového filtru. Důvody pro recirkulaci permeátu budou podrobně vysvětleny dále.

Postup zahrnuje již dříve uvedené rysy a spočívá ve zvláštním pracovním postupu aerobního reaktoru okolního tlaku v kombinaci s vyrovnávací nádrží a s membránovým zařízením, které bylo dimenzováno tak, aby umožnilo průchod molekul předem určeného množství a rozměru molekul, které jsou produktem biologického rozkladu.

Transportovaná odpadní voda předtím, než je zavedena do vyrovnávací nádrže, je předupravená za účelem odloučení flotovatělných volných olejů a usaditelných pevných látek. Jedním příkladem předúpravné jednotky je sběrna z vlnitého plechu (CPI), ale může se použít jakákoliv jiná jednotka, která je vhodná pro odstranění flo-tovatelných olejů a usaditelných pevných látek. Jako alternativa může být odstranění flotovatelných volných olejů a usaditelných pevných látek provedeno přímo ve vyrovnávací nádrži s vhodným vybavením. Přívod do biore-aktoru se odebírá z vyrovnávací nádrže a tento přívod obsahuje tuky, oleje a maziva, jejichž chemické a fyzikální vlastnosti jsou zcela jiné než vlastnosti odpadních vod, vzniklých lidskou činností, což je typické pro komunální odpadní vody. Přesněji, odpadni voda z kovo-obráběcích procesů obsahuje kterýkoliv nebo všechny následující komponenty: tuky, oleje a maziva na bázi nafty, tuky a maziva ne naftového původu (syntetické a po- 5 losyntetické oleje), také sloučeniny organických kovů. Tyto komponenty z hlediska biologického rozkladu představuji celou škálu obtížnostnich stupňů. A právě tyto odpadní vody byly upraveny v systému membránového bio-reaktoru a byly důkladně testovány v automobilových závodech MDH General Motors poloprovozními testy, o kterých bylo referováno 10. října 1990 ve Washingtonu v přednášce na konferenci WPCF. Základní technologie, která používá bioreaktor s membránovým separátorem byla vynalezena před čtvrt stoletím a je popsána v patentu USA 3472765, jehož obsah je zde uveden jako stav techniky. Tento patent používá dobře větraný bioreaktor v kombinaci s mikrofiltrem nebo membránovým ultřafiltrem nejen proto, aby se odstranila nevýhoda dlouhého trváni technologie gravitačního usazováni, ale i proto, aby se oddělila recirkulovaná voda vysoké kvality, v podstatě bez pevných látek (permeát) pro další recirkulaci a zbývající nerozložitelné látky vysoké molekulové váhy a proud, obsahující pevné látky (koncentrát ) recirkuloval v bioreaktoru. Zásadní vlastností technologie patentu 3472765 bylo, že udržoval konstantní objem reaktoru při měnícím se přívodním proudu. Dále organické pevné látky byly rozmělněny, ale nebyly odstraněny, takže zůstávaly v recir-kulovaném koncentrátu. Naproti tomu postup podle vynálezu udržuje v podstatě konstantní objem reaktoru tím, že udržuje průtokovou rychlost přívodní kapaliny do reaktoru v podstatě konstantní a recirkuluje ji i jako končen- 6 trát i jako permeát. V postupu podle vynálezu pevné látky nad 106 /im do reaktoru zásadně nevstupuji a jedinými pevnými látkami v systému jsou již dříve uvedené jemně rozdrobené organické pevné látky, samotná biomasa a bio-masou produkované látky.

Systém podle patentu 3472765 byl aplikován s omezeným úspěchem v 70. letech, hlavně v oblasti lidských a zvířecích odpadů a jeho úspěch se projevoval hlavně tam, kde při aplikaci nezáleželo příliš na nákladech. Provozováni tohoto systému s odpadni vodou, která obsahovala odpadní tekutiny s obsahem tuků, olejů a maziv, pocházejících z kovoobráběcích závodů, bylo neúspěšné, protože zadržovací doba pevných látek (SRT) a hydraulická zadržovací doba (HRT) nebyla dostatečně dlouhá k tomu, aby rozložila odpadní tekutinu. Ačkoliv každá mechanická část systému je známá, kombinace použitá v postupu podle vynálezu se ukázala být účinnou v úpravně odpadních vod, které obsahovaly tuky, oleje a maziva velmi vysoké koncentrace pokud bylo postupováno následujícím způsobem : bioreaktor byl provozován tak, že byla udržována předem určená koncentrace tuků, olejů a maziv a dokonale rozpuštěných pevných látek ("TSS") a membránová jednotka se provozovala jako ultrafiltrační membrána při nízkém tlaku, v rozmezí od asi 170 do 1035 kPa (25 psi do 150 psi). Tento postup dává řízený proud velkého množství koncentrátu, obsahujícího pevné látky, jako recirkulačni proud.

Množství, proudící z bioreaktoru je nečekaně velké a přesto zabezpečuje i) dlouhou zadržovací dobu pevných látek (SRT) a dostatek tekutin tak, jak to vyžaduje vstup jednotek vzduchu pro rozklad tuků, olejů a maziv (FOG), nacházejících se v dodávané odpadní vodě a také ii) provede v bioreakčnim systému rozloženi organických odpadlí s kratší hydraulickou zadržovací dobou než 5 dnů, s výhodou kratší než 48 hodin. Podmínkou uskutečnění výše uvedeného je, aby byly emulgované látky zadrženy na delší dobu než je zadržovací doba tekutiny anebo hydraulická zadržovací doba (HRT) reaktoru, na základě průtokové rychlosti odpadní vody.

Podstata vynálezu

Bylo objeveno, že činnosti bioreaktorového systému, který obsahuje aerobní bioreaktor v kombinaci s jednotkou membránového filtru, se úspěšně rozkládají odpadní vody, obsahující vysoké koncentrace přírodních, syntetických a polosyntetických kovoobráběcích tekutin, olejů a maziv - pro zkráceni dále jen FOG - používaných v kovoobráběcí ch závodech za podmínky, že je provozován v rámci úzce vymezených provozních kritérií. Odpadní voda je nejdříve sbírána, pak se odloučí usazovatelné pevné látky. Přesněji řečeno, protože odpadni tekutina obsahuje špatně rozložitelné pevné látky a vysokou koncentraci FOG, všechny pevné látky s výjimkou velmi jemných částic, jsou odloučeny s výhodou ve filtrační zóně, opatřené sítem 106 jnm. Tato předupravená voda umožňuje, aby bioreaktor v kombinaci s ultrafiltračním membránovým 8 zařízením pracoval s nejméně 24 hodinovou ale přednostně s jeden až pět dnů trvající hydraulickou zadržovací dobou (HRT) a 30 až 150 dní, účelně 50 až 125 dní trvající zadržovací dobou pevných látek (SRT). Z toho vyplývá, že všeobecným cílem tohoto patentu je vyřešení takového postupu biologického rozkladu jednotlivých složek odpadních tekutin v bioreakční zóně, jejíž činnost probíhá v úzce vymezených hranicích se zvláštním ohledem na odloučení pevných látek vstupujících do bioreakční zóny, udržování toku přívodní tekutiny k bioreakční zóně a k zóně membránové ultrafiltrace na stálé hodnotě a využití recirkulace permeátu k tomu, aby bylo propouštění funkční tekutiny v podstatě udržováno na stálé hodnotě a b) zóna membránového filtru používá membránu takových rozměrů, které umožňují průchod molekul účinného průměru pod 0,001 jum je-li provozována při tlaku v mezích 170-689 kPa (25-100 psi).

Rovněž bylo zjištěno, že odpadní tekutiny, vznikající v kovoobráběcích závodech mohou být úspěšně biologicky rozloženy, jsou-li z dodávané odpadní vody nejdříve odstraněny pevné látky, množství přívodního proudu do bioreakční zóny je udržován v podstatě na stálé hodnotě a hydraulická zadržovací doba (HRT) je udržována v rozmezí asi 24-48 hodin a zadržovací doba pevných látek (SRT) je větší než 30 dnů s výhodou alespoň 50 dnů. Emulgované odpadní látky jsou zadržovány delší dobu než je hydraulická zadržovací doba HRT bioreakční zóny založená na základě průtokové rychlosti odpadní vody. 9

Dalším cílem vynálezu je vyřešit takový postup, který by zahrnoval: a) odloučeni pevných látek ze směsi syntetických kovo-obráběcích tekutin, tuků, olejů a maziv, používaných v kovoobráběcích zařízeních a přivádění přívodní tekutiny Qf do reaktoru v podstatě konstantní průtokovou rychlostí; b) větrání směsi v biorekační zóně za přítomnosti živých mikroorganismů, při okolním tlaku a za současného udržování v této zóně v podstatě konstantní zadržovací hydraulické doby HRT v rozmezí asi od 24 hod., ale méně než 48 hodin; c) proudění předem určené části obsahu bireaktoru k zóně membránového filtru tak, aby se vybudila rychlost toku permeátu větší, než je přívod odpadní vody do biorekační zóny. d) udržení koncentrace předem určeného podílu pevných látek v předem určeném rozmezí e) recirkulace první části Qpi permeátu do bioreaktoru a f) odvedení druhé části QP2 permeátu jako vody vysoké kvality.

Zvláštním cílem tohoto vynálezu je vyřešit v zásadě plynulý způsob úpravy odpadní vody, využívající systému membránového bioreaktoru, přičemž tento způsob zahrnuje a) provedení předúpravní zóny pro uvedenou odpadní vodu, přičemž tato zóna má mít dostatečně velký objem k tomu, aby vyrovnala různé průtokové rychlosti od- 10 padni vody do předúpravní zóny, která je upravena pro odlučování usazovatelných pevných látek a stahování sbíráte1něho volného oleje a odvedení sbírané odpadní vody ze zóny; b) odloučení pevných látek větších, než asi 106 μχα ze sbírané odpadní vody, aby se získala vstupní odpadní voda bez pevných látek; c) přivádění této odpadní vody bez pevných látek do zóny bioreaktoru při v podstatě konstantní rychlosti proudu tekutiny, přičemž se v této zóně udržuje v podstatě stálý objem tekutiny a hydraulická zadržovací doba je alespoň 24 hodin; d) přivádění vzduchu k biochemicky okysličitelným látkám za přítomnosti živých mikroorganismů, uzpůsobených pro rozkládání těchto látek, které jsou v reaktoru drženy v podobě suspenze s alespoň 30 denní zadržovací dobou pevných látek (SRT); e) proudění suspenze zónou membránové filtrace při rychlosti a tlaku dostačujících k udržení předem určeného membránového toku v zóně filtru, při kterém v podstatě nezůstane na povrchu membrány ve fitrační zóně žádná pevná látka, přičemž povrch membrány je dostatečně velký na to, aby zabezpečil průtok perme-átu větší než je v podstatě konstantní rychlost toku odpadni vody, zbavené pevných látek; f) oddělení permeátu od koncentrátu obsahujícho pevné 1átky; d) proudění koncentrátu ze zóny membránové filtrace do 11 bioreakční zóny jako recirkulace koncentrátu; h) oddělení vytékající vody přijatelné kvality a i) proudění přebytečného permeátu z oddělené vody zpět do bioreaktoru.

Dalším specifickým cílem tohoto vynálezu je upravit obtížně rozložitelnou odpadní vodu v systému zahrnujícím bioreaktor a modul, obsahující ultrafiltračni membránu a získat výslednou vodu s následujícími hodnotami: chemická potřeba kyslíku KOI < 450 mg/1 biologická potřeba kyslíku BOI5 < 25 mg/1.

Celkové množství suspendovaných pevných látek TSS < 10 mg/1; FOG celkem < 25 mg/1; a NH3-N < 1,0 mg/1. Přehled obrázků na výkresech Přednosti a výhody vynálezu budou lépe pochopeny z podrobného popisu a výkresů výhodného příkladu provedení podle vynálezu, kde obr.l je zjednošené schéma systému membránového bioreaktoru, který schematicky zobrazuje činnost systému se dvěma moduly ultrafiltrů a základní recirkulaci permeátu. Obr.2 je graf, který zobrazuje změny membránového toku v závislosti na čase. Na obr. 3 je nakreslen graf, zobrazující usazování suspendovaných pevných látek v bioreaktoru vlivem inertních pevných látek za dobu asi jednoho roku při různých úrovních koncentrace inertních pevných látek (g/1) ve vstupní odpadní vodě. 12 Příklady provedeni vynálezu

Ve výhodném příkladu provedení podle vynálezu je systém membránového bioreaktoru určen pro použití všude tam, kde záleží na úspoře nákladů vynaložených na efektivní úpravu odpadních vod vzniklých v kovoobráběcich závodech. Ačkoliv je objem těchto odpadních vod poměrně malý v porovnání s objemem biologicky rozložitelných odpadních vod vzniklých v oblasti velkoměst, obtíže spojené s jejich likvidací vyžadují, aby byly likvidovány nebo uloženy na skládku provozovateli závodu. Odpadní vody odváděné z takové továrny nemohou být zpracovávány v zařízeni pro úpravu komunálních splaáek kvůli špatné biologické rozložitelnosti odpadních tekutin v odpadni vodě.

Bude ujasněno, že obecně není důležité, zda reaktor pracuje v podstatě při konstantním objemu a v podstatě při konstantním přívodu nebo při proměnném přívodu. Výrazem "v podstatě konstantní" je míněn rozsah +, 10%. I když pro udrženi konstantního objemu reaktoru s proměnnou průtokovou rychlostí přívodu musí být povrch membrány počítán na minimum toku, pozorovaného v průběhu cyklu. Tedy, pro úpravu 1000 1/hod (Q) přívodu membránami, které mají minimální průtokovou rychlost 100 l/m2hod ("F"), požadovaný povrch membrány ("A") je 10 m*. Objem reaktoru ("V") má být počítán na maximum toku, protože rektor musí obsahovat dostatek odpadní vody pro- 13 těkající membránami, když pracuji při maximálním toku. Za předpokladu, že maximální tok je dvojnásobek minima, t j. 200 l/m-:hod a na rozklad odpadní vody je potřebné minimum HRT 24 hod., pak V - F x A x HRT = 48 000 1 Při konstantní průtokové rychlosti přívodu do reaktoru, pracujícího při konstantním objemu, jak je tomu u systému podle vynálezu, je potřebná plocha membrány založena na minimálním toku, jako je tomu u předcházejícího případu a je 10 m2. Objem reaktoru je však založen na minimálním toku 100 l/m2hod toku, pokud je přívodní proud konstantní a pokud jak koncentrát tak permeát jsou recirkulovány, takže potřebný objem reaktoru nyní je: V = F x A x HRT = 100 l/m2hod x 10 m2x 24 hod = 24 000 1 V případě běžného systému, který vyžaduje, aby průtoková rychlost upravovaného přívodu byla 1000 1/hod, představuje to značný ekonomický rozdíl, má-li být reaktor dvojnásobného objemu, než by být mohl.

Jak již bylo uvedeno, pokud tedy volné oleje a vstupující pevné látky byly odloučeny z dopravované odpadní vody, úspěšné biologické rozložení přívodní vody do bioreaktoru závisí na tom, zda se udržuje dostatečně vysoká SRT a HRT a současně na schopnosti přizpůsobovat se normálnímu kolísání toku během cyklu před čištěním membrány, aniž by se podstatně obětoval průměrný tok získaný během cyklu. V typické situaci, kdy je třeba čelit výše uvedené nutnosti, lze postupovat následujícím způsobem 14 a) bud: zvýšit tlak proudu přiváděného k membránám četných modulů, nutný pro zabezpečení požadovaného toku permeátu, který ve vyrovnaných provozních podmínkách je roven proudu Qt přívodu nebo b) je možné zajistit větší počet modulů, než je třeba tak, aby moduly mohly být provozovány v podstatě za konstantního tlaku vstupujícího proudu, protože tok membrán zůstává v podstatě konstantní. Ačkoliv to není na první pohled zřejmé, zjistilo se, že zvýšení tlaku pro udržení toku přes membrány modulu má brzy za následek použití tak vysokého tlaku, že bude znamenat nepřijatelně vysoké riziko poškození membrán.

Jiná alternativa, zejména použití mnohem většího povrchu membrány než požadovalo předchozí provedení, má za následek velké množství permeátu, jež je větší než množství toku za jednotku času, než Qf. Jelikož by to znamenalo vyčerpání obsahu tekutiny reaktoru, část Qpi permeátu vyprodukovaného v modulech, přednostně jeho malá část, je recirkulována a zbývající QP2 je odčerpáno.

Za podmínky, že jde o stabilní stav, může být poměr mikrobiálního nárůstu a odstraňování substrátu vyjádřen následovně: u = Yk - b (1) kde u = specifická rychlost růstu organismů, množ ství/množ ství-čas Y = koeficient výnosu organismů, množství/množství k = specifická rychlost spotřeby substrátu, množství/množství-čas a b = koeficient rozkladu organismů, čas --V biologickém reaktoru je specifická rychlost růstu organismů rovna reciproké hodnotě SRT systému.

Proto z rovnice (1): u = 1/SRT = Yk - b = Ynk (2) kde: těkavé suspendované pevné látky (VSS) v reaktoru SRT ------------------------------------------------- ztráty VSS v odtoku nebo záměrně vyplýtvané/den a Yn = koeficient čistého výnosu organismů

Poněvadž jsou ztráty VSS ve vytékající kapalině zanedbatelné a pevné látky jsou odvedeny do odpadu přímo z reaktoru, systém SRT může být vyjádřen jako: SRT = V/W kde V = objem reaktoru, m3 a W = rychlost odvedení obsahu reaktoru do odpadu, m3/hod SRT se reguluje každodenním odváděním do odpadu předem určeného množství z obsahu reaktoru.

Po ustavení SRT, nutného pro dosažení dané kvality výstupní kapaliny, spolu s hodnotami Y a b nebo Yn, může být určena hodnota k. Je-li k známé, může být určen požadovaný objem reaktoru z hodnot pro reaktor VSS a hodnot koncentrace vstupu a výstupu. SRT a HRT optimálního reaktoru závisí na molekulární velikosti komponent od- 16 padni vody a produktů reakce, na vlastnostech biologické a chemické (reakce hydrolýzy) upravítelnosti component odpadní vody, na povaze inhibitorů produktů reakce a na vlastnostech membrány s ohledem na účinnou velikost pórů.

Jakmile je určen minimální membránový tok, může být vypočítána odpovídající plocha (A) membrány následovně:

A=Q/J kde A = celková požadovaná plocha membrány, m? a J = membránový tok m3/m2-den J závisí na následujících faktorech: TSS reaktoru, povrchová rychlost, teplota, pokles tlaku na membráně, zanášení povrchu a míra koncentrační polarizace. Oblasti koncentrační polarizace z nahromaděni rozpuštěných látek na povrchu membrány. Rozpuštěné látky se dostávají na povrch membrány konvektivním přenosem rozpouštědla, jehož část prochází membránou. Zadržené rozpuštěné látky často vytváří na membráně vrstvu viskózního gelu. Tato gelová vrstva se chová jako druhá membrána snižující tok a často omezuje průchod rozpuštěných látek nízké molekulární váhy. Ucpávání povrchu je výsledkem ukládání částic pod jeden mikron na povrchu, stejně jako nahromaděni menších rozpuštěných látek vlivem procesů jako je krystal i zace a vysrážení. Toto zhoršení membránového toku lze překonat použitím většího povchu membrány než je nutné a recirkulací permeátu do bioreaktoru.

Na obr.1 je nakreslen bioreaktor 10, který obsahuje vodní suspenzi 12 živých mikroorganismů, které byly spe- 1 cielně aklimatizovány pro pohlcování odpadních tekutin jako potravy, i když s uváženým přídavkem ostatních přídavných živin jako jsou sloučeniny fosfátu a dusíku. Nutriční hodnota odpadních tekutin je většinou tak nízká, že vyžaduje plynulé dodávání přídavných živin, aby se pomohlo mikroorganismům strávit odpadni tekutiny. Takové mikroorganismy jsou na trhu k dostání. Bioreaktor pracuje při atmosférickém tlaku; je opatřen rozprašovačem 14, kterým je vzduch nebo kyslík, nutný pro udržování mikroorganismů, rozváděn z potrubí 1_3 jednotně do celého reaktoru. Reaktor zahrnuje přepážkové prostředky pro zlepšení kontaktu odpadních tekutin s mikroorganismy .

Dopravovaná odpadní voda je zavedena potrubím 15 do vyrovnávací nádrže 20, která vedle vyrovnávání toku do reaktoru slouží rovněž jako usazovavcí nádrž pro odvedení usazených pevných látek potrubím Γ7 a odvedení volných olejů potrubím 1_1· Volný olej a maziva "skim" 16 plavou na hladině a jsou stáhnuta s hladiny, sbírána. Pevné látky 17 se usadí a jsou buď periodicky nebo plynule odstraňovány ze dna usazovací nádrže v závislosti na hladině a rozložení pevných látek v odváděné odpadní vodě. Vodní suspenze odpadní vody je z usazovací nádrže 20 odčerpávána potrubím 21 a 22 dříve, než je přivedena k sací straně podávacího čerpadla 24, které pracuje při nízkém tlaku, aby přečerpalo vodní suspenzi vyrovnané odpadni vody přes filtrační jednotku 26 o rozměrech asi 106 um. Přefiltrovaná vodní suspenze je pak vedena po- 13 trubim 23 do bioreaktoru 10. Přívod do bioreaktoru je udržován v podstatě konstantní, aby se udržela předem určená koncentrace pevných látek v množství 1^2 a hladina tekutin v bioreaktoru.

Proud obsahu 1_2 bioreaktoru je odčerpáván sacím potrubím 27 čerpadla a dopravován jako tlakový proud tlakovým čerpadlem 2(3 rozděl ovacím potrubím 29 k jednotce membránové filtrace 30. V případě běžných komerčních jednotek se dává přednost použiti membránové filtrační jednotky 30 s dvěma nebo více ultrafiltračnimi moduly 31 a 32 spojenými paralelně, každý obsahuje membránu s póry o rozměru menším než 0,5 ^im a udržování provozu membránové jednotky 30 čistým vodním tokem (měřeno při 20°C a 40 psi nebo 370 kPa abs) alespoň 10 m3/m2/den.

Permeát z membránové jednotky 30 je odveden ze systému recirkulačním potrubím 33 permeátu, zatímco koncentrát odchází recirkulačním potrubím .35 koncentrátu. Výstupní tlak koncentrátu v potrubí 29 je v rozmezí od asi 250 kPa (25 psi) do asi 1000 kPa (125 psi) a závisí na sestavě modulů, a uspořádání membránových jednotek. Větší část proudu koncentrátu, s výhodou více než 95¾ objemu, protékající potrubím 35 je recirkulována jako recirkulačni proud 37 a zbytek 37" se vypouští výto-kovou větví 317. Menší část proudu permeátu, s výhodou asi 0,1¾ až 30¾ objemu, protékající potrubím 33^ je recirkulována jako recirkulováný proud 39 a zbytek je od- čerpán jako upravený výstup výstupní větvi 39'.

Objem výstupu permeátu odváděného větvi 39' závisí na fyzikálních vlastnostech reakčni masy a talcé na specifikaci membrány. Obvykle je proud, vytékající potrubím 33, v rozmezí od asi 0,5 % objemu nebo dokonce méně, do asi 3¾ objemu tlakového proudu 29 obsahu bioreaktoru. Část _39 recirkulovaného permeátu do bioreaktoru udržuje rovnováhu mezi přiváděným vstupem k membránové jednotce a odváděným výstupem.

Je-li to požadováno, může být část recirkulačních proudů 3_7 a Ξ[9 odvedena do čisticí nádrže 40 příslušným potrubím 41 a 43 a použita pro mytí a chemické čištění membrán, když je třeba. Pro dodávání kyseliny a louhu k regulování Ph a pro dodávání různých živin, jako např. fosfátu pro doplnění živných látek dodávaných biomase odpadní vodou, může být instalována jedna nebo více přídavných chemických nádrží 44. Příslušné chemikálie jsou dle potřeby dodávány čerpadlem nebo čerpadly 45.

Membránová filtrační jednotka má velikost pórů v rozmezí od asi 0,001 jum do asi 0,05 /im, ale mohou být i větší, od asi 0,01 jum do asi 0,1 /im v případě, že je přijatelná horši kvalita výstupní vody.

Membrány pro milcrofiltraci se přednostně vyrábějí z poly(vinil alkoholu), polysulfonu, polypropylenu, nylonu a podobných materiálů, jako je například Zenon SJ. Stejné materiály mohou být použity pro ultrafiItrační membrány, například membrány z materiálu Zenon TAM. Z obr. 2 vyplývá, že moduly pracovaly po celý rok, 20 aniž by bylo nutné je vyměnit. Pro zvláštní testované membránové moduly se tok měnil více než je dvojnásobek rozsahu, od asi 16 galonů/stop2-den do 42 galonů/stop^-den. Tato široká proměnlivost toku je vyrovnávána recirkulací permeátu a umožňuje reaktoru pracovat v podstatě při konstantním objemu v podstatě při konstantní rychlosti vstupní tekutiny a má v podstatě konstantní rychlost suspendovaných pevných látek odčerpávaných z reaktoru a tekoucích k membránovým modulům. Tak může být dodržen požadavek vysoké kvality výstupní vody.

Citlivost reaktoru na přítomnost inertních pevných látek jako jsou neodbouratelné silikonkarbidy a kovové částice, které jsou přítomné v různých koncentracích pevných látek za období asi jednoho roku, je graficky znázorněna na obr. 3. Reaktor pracoval při HRT * 2 dny a SRT =40 dní. Příkrý nárůst usazenin se zvyšující se koncentrací pevných látek bude mít nepříznivý vliv na účinnost membránových modulů nejen z hlediska jejich toků, ale i proto, že tyto anorganické pevné látky mají při požadovaných rychlostech abrasivni účinek. Takový abrasivní účinek může snadno zničit membránu, což následně představuje nutnost přesně identifikovat zničený modul a vyměnit jej.

Bakterie, které se ukázaly být účinnými v tomto procesu, jsou běžně přítomné v aktivním bahně a zahrnují kmeny Fseudomonas, Zooglea, Achromobacter, Flavobacter, Nocardia, Bdellovibrio a Mycobacter, které jsou běžně 21 považovány za heterotropni. Ty působí velkou bio-stabi1izaci. Autotropní bakterie, které mohou být přítomny, jsou zastoupeny kmeny Nitrosonomas a Nitrobac-ter, oba vážou dusík. V aktivním bahně jsou různé houby, kvasinky a prvoci, z nichž některé jsou rovněž užitečné pro tuto technologii. Při postupu v poloprovozu byl bioreaktor o objemu 3,78 m3 (1000 galonů) funkčně spojen s proměnným modulem vícetrubkové membránové jednotky, vytvořené z modulů Ze-non Z8 s membránami HSC nebo TAM. Každý modul obsahoval 8 trubek 1,83 m dlouhých o průměru 2,22 cm, spojených v sériích pro vytvořeni membránového povrchu o ploše 0,975 m2/modul. Samotné moduly byly spojeny paralelně s recirkulací koncentrátu do bioreaktoru a s permeátem, který měl být recirkulován v bioreaktoru a odveden jako výstupní voda. Zařízení pro řízení hladiny tekutin udržovalo objem reaktoru v hranici 11 procent průměrného objemu reaktoru. Do reaktoru vstupovalo dostatečné množství vzduchu pro zajištěni kompletního promíchání a aerobních podmínek pro růst biomasy.

Denní průměrná koncentrace rozpuštěného kyslíku (DO) v reaktoru byla v rozmezí od 0,5 do 6,1 mg/1. pH reaktoru se pohybovalo od 6,8 do 7,9. Poměr recirkulace koncentrátu Qc k toku permeátu QP byl udržován asi na 120. Koncentrace pevných látek v potrubí recirkulace koncentrátu byla v podstatě stejná jako koncentrace těchto látek v bioreaktoru.

Nastartování systému membránového reaktoru: reaktor je naočkován biomasou spolu s malým množstvím živných látek (dusík, fosfor, draslík), je-li to třeba pro podpořeni růstu biomasy a je nastaven proud vzduchu pro udržováni koncentračního přebytku rozpuštěného kyslíku. pH reaktoru bylo udržováno téměř neutrální přidáváním kyseliny sírové. Automatická regulace Ph je udržována na nastavené hodnotě 7,5. V několika poloprovozech byly provedeny zkoušky s reprezentativním vzorkem odpadní vody, který byl získán ze dvou kovoobráběcích závodů, bioreaktor byl provozován při hodnotě poloprovozní SRT v rozsahu od 50 do 100 dnů a při HRT v rozmezí od 1,87 do 3,74 dnů. Účinnost systému byla vyhodnocena odebíráním vzorků z několika míst a analyzováním částic a rozpuštěných komponent. Analýzy NH3-N, všech Kjeldahlových dusíků (TKN) a všech fosforů (TP) byly méně časté, než analýzy jiných analytických parametrů.

Provozní podmínky jsou uvedeny v následující tabulce I . V tabulce II jsou rekapitulovány funkční výsledky zkoušek P2-2 a P2-3, z nichž je patrno, že ještě delší SRT a HRT než pro jiné provozy, dalo další zlepšenou kvalitu výstupní vody. Je zajímavé, že akumulace nereak-tivnich sloučenin v reaktoru nezpůsobila mikrobiální zábranu ani neovlivnila stupeň nitrifikace nebo redukci amonia na membráně. To potvrzují obecně nízké hodnoty NH3-N ve výstupní vodě. V následující tabulce III jsou sepsány hodnoty roz-pustitelných látek v reaktoru (procházejících papírovým 23 filtrem 0,45 /im) oproti hodnotám KOI výstupní vody. Stupeň akumulace nereaktivnich sloučenin je menší pro SRT 100 dnů. než pro SRT 50 dnů. Výsledky provozu systému MBR v poloprovozu za podmínek rovnováhy

Provozní podmínky reaktoru

Zkouška (Dny od uvedení do provozu) Rychlost i přívodu / (Rozsah)* gal/min HRT dny SRTC dny vss, mg/1 Teplota (Rozsah °C P2-1 0.35 1.87 100 7488 29 (den 46 až den 63) (0.31-0.37) (27-33) P2-2 0.13 3.74 100 3730 31 (den 88 až den 105) (0.13-0.17) (28-34) P2-3 0.13 3.74 50 4034 31 (den 137 až denl60) (0.12-0.15) (28-34) P3-1 0.26 1.87 50 6495 32 (den 193 až den218) (0.25-0.30) (28-37) P3-2 0.26 1.87 100 12415 32 (den 242 až den253) (0.23-0.28) (30-34) a) Všechny uvedené hodnoty jsou hodnotami průměrnými za dobu provozu, pokud není jinak označeno b) Rozsah průměrných denních hodnot c) SRT je na dané hodnotě regulována tak, že koncentrace pevných látek jdoucí do odpadu je stejná jako koncentrace těchto látek v reaktoru

TAB . X 24

Porovnání rozpustných látek reaktoru s hodnotami výstupu KOI

Analytické Zkouška parametry P2-1 P2-2 P2-3 P3-1 P3-2 Hodnoty přívodu mg/1 KOI 4496 6052 4345 6864 5937 BOI 5 b 1010 1360 919 1206 1043 TSS 253 817 346 889 410 Celkem FOG 457 657 714 907 788 Uhlovodíkový FOG 278 352 244 307 403 TKN 68 49 79 43 59 Hodnoty výstupu mg/1 KOI 302 238 183 664 417 BOI 5 4 3 3 34 21 TSS 10 6 11 6 1 Celkem FOG 17 11 9 36 16 Uhlovodíkový FOG 5 4 3 5 5 NH3N 0,4 1,3 0,2 4,2 0,8 TKN 0,7 2,1 5,2 7,7 4,7 a) Všechny uvedené hodnoty jsou hodnotami průměrnými za dobu provozu TSS je zkratka pro všechny suspendované pevné látky a FOG je zkratka pro tuky, oleje a maziva b) Korelace vypočtená z KOI až BOI5 založena na analýzě všech párových analytických dat získaných během úpravy jednotlivých odpadních vod !

.TAB.XI 25

Porovnáni rozpustných látek reaktoru s hodnotami výstupu KOI

Zkušební podmínky Rozpustné látky reaktoru KOI mg/1 Výstup KOI mg/1 Odpadni voda SRT 100 dnů HRT 3.74dnů (provoz P2-2) 4592 211 SRT 50 dnů HRT 3.74 dnů (provoz P2-3) 6152 196 CPC Mansfield odpadní voda SRT 50 dnů HRT 1,87 dnů (provoz P3-1) 3818 587 SRT 100 dnů HRT 1.87 dnů (provoz P3-2) 2084 425 SRT 50 až 100 dní HRT 1.87 dnů (TAM membrána) 815 411 2) Všechny uvedené hodnoty jsou průměrem vzatých párových vzorků. Vzorky nebyly brány během provozu P2 - 1. Hodnoty rozpustných látek reaktoru jsou založeny na analýze vzorků po filtraci filtrem 0,45 mikronů

TAB . XII 26

Je-li SRT dále zvyšována z 50 dní na 100 dní, pak míra odbourání pomalu rozložitelných rozpuštěných sloučenin s vysokou molovou váhou ve vstupní tekutině převyšuje usazení chemických nebo biologických produktů s vysokou molovou váhou .

Další snížení pokud jde o akumulaci rozpustných látek a nereaktivních sloučenin vysokých molových vah může být docíleno tím, že se použije otevřenějších membrán jako jsou membrány Zenon TAM, oproti membránám Zenon HSC použitých v jiných provozech.

Porovnání výsledků získaných s membránami HCS a TAM je uvedeno v následující tabulce IV. V případě provozu P3-2 se objevuje ve výstupní tekutině hodnota KOI rovna 7¾ koncentrace vstupní tekutiny, což znamená, že je zde přítomna mikrobiální látková výměna nebo silně vzdorující látka. Během provozu s membránou TAM se tato hodnota zvedla až na asi 11¾. Tedy, jak se dalo očekávat, byl získán vyšší výstupní KOI pomocí otevřenější membrány než pomoci méně otevřené, při použiti odpadní vody 'obsahující stejnou úroveň organických/anorganických látek.

Pro určení koeficientu čistého výnosu biomasy byly provedeny bilance pevných látek membránového systému pro každou rovnovážnou podmínku. Zaznamenané nízké hodnoty výnosů jsou připisovány dlouhým SRT použitým v těchto postupech. Tyto hodnoty jsou uvedeny v tabulce V. Informace o bilanci biomasy může být využita k odhadnutí pro- 27 dukce pevných látek odpovídající jednotce objemu odpadni vody upravované v systému. Hodnota 0,21 kg/mJ (1,78 lb/1000 gal) upravované odpadní vody byla určena na základě zaznamenaného průměrného čistého výnosu. Tato hodnota je menší než 10% pevných látek, ktere by byly vyprodukovány běžným fyzikálně-chemickým systémem pro ú-pravu olejových odpadních vod s běžným doplňkem biologické úpravy.

Vliv na provozováni systému MBR použitím otevřenějších membrán v ultrafiltrační jednotce CPC Mansfieldova odpadni voda

Parametr HSC membrána TAM membrána (provoz P3-2) (den 271 až den 287)

Provozní podmínky rovnovážného reaktoru HRT, dny 1.87 1.87 SRT, dny íoo íooa Výsledky provozu systému

Hodnoty vstupu mg/1 COD 5937 3415 BODs 1043 600 TSS 410 331

Celkem FOG 788 386

Uhlovodíkové báze FOG 403 225 TKN 43 27

Hodnoty výstupu mg/1 COD 417 386 BODs 21 20 TSS 1 2

Celkem FOG 16 15

Uhlovodíkové báze FOG 5 5 NH4-N 0,8 0,4

Skutečné SRT v reaktoru v průběhu provozu s membránami TAM je odhadováno mezi 50 až 100 dny. Výpočet skutečné hodnoty je komplikován nechtěným únikem pevných látek do odpadu.

T .A. 33 . XV 28

Zisk pevných látek zisk/bahno během provozu za podmínek rovnováhy

Koeficient čistého zisku biomasy Podmínky zkoušek kg VSS kg VSS kg KOI kg BOI= odloučení odloučení Odpadní voda SRT 100 dnů HRT 1.87 dnů (provoz P2-1) 0.033 0.143 SRT 100 dnů HRT 3.74dnů (provoz P2-2) 0.024 0.103 SRT 50 dnů HRT 3.74 dnů (provoz P2-3) 0.072 0.329 CPC Mansfieldova odpadní voda SRT 50 dnů HRT 1.87 dnů (run P3-1) 0.039 0.207 SRT 100 dnů HRT 1.87 dnů (provoz P3-2) 0.042 0.227

TAB . V 29 Návrh a provoz ultrafiltračni jednotky: Tok membránové jednotky při spuštění systému byl asi 100 l/m2-hod (59 galonů/stopu2-den). Tok rychle klesal během prvních asi 40 dní a poté byl průměrně mezi 40-50 l/m2-hod. Membrány se každý týden nebo každé dva týdny čistily louhem; aby se obnovil tok na průměrně 60 l/m2-hod.

Membránová jednotka byla provozována 196 dní s minimálním zpětným tlakem vyvíjeným na membrány, což bylo zajištěno řídícím ventilem tlaku. Tlak na výstupu membránové jednotky byl menší než 70 kPa (10 psi). Posledního, 196. dne, se tlak zvýšil na 140 kPa (20 psi), aby se systém uvedl do souladu s celým rozsahem pracovních podmínek. Výsledkem zvýšeni tlaku bylo také 14-20ti procentní zvýšení toku.

Provozování zkušebního provozu vedlo k závěrům, že zde popsaný a vyzkoušený systém je schopen upravovat uvedené odpadní vody se specifickými odpadními tekutinami typicky přítomnými v odpadních vodách pocházejících z kovoobráběcích závodů, jako jsou například automobilky, ze kterých byly získány vzorky odpadni vody pro ú~ právu a výsledná výstupní voda měla následující vlastnosti :

Chemická potřeba kyslíku KOI < 450 mg/1 biologická potřeba kyslíku BOI5 < 25 mg/1 suspendované pevné látky celkem TSS < 10 mg/1 F0G celkem < 25mg/l a NH3-N, 1,0 mg/1 30

Nyní je jasné, že dlouhé SRT a HF.T v tomto postupu se zcela liší od těchto dob v dosud známých bioreakto-rech pro typický organický odpad, jak jsou uvedeny např. v bioreaktoru podle Pat. 347276. SRS typická pro Pat. 347276 se pohybuje v rozmezí jednoho až pěti dni a HRS v rozmezí aso 0.5 hod až 3 hod. Velmi dlouhé doby použité v postupu podle vynálezu překvapivě vyhovuji specifickým vlastnostem postupu, jehož cílem je úprava odpadní vody obsahující velmi obtížně biologicky odbouratelné odpadní tekutiny. Přesto jsou použitelné jako živné látky pro biomasu za předpokladu, že bude postupováno podle vynálezu.

Popis příkladu postupu podle vynálezu má sloužit k podrobnému vysvětlení podstaty vynálezu a jako důkaz, že jeho využití je výhodné a dává kvalitní výstupní vodu. popsaný postup je jen příklad, nic víc. Vynález sám je definován následujícími nároky.

Claims

O 1

1. Postup pro plynulé biologické rozkládáni biochemicky okysličitelných látek obsahujících pevné látky ve směsi snadno a obtížně rozložitelných odpadních tekutin v proudu odpadní vody z kovoobráběcích závodů, vyznačující se tím, že sestává z vytvoření předúpravní zóny odpadní vody, jejíž objem je dostatečně veliký pro vyrovnání rychlosti toku odpadní vody do této předúpravní zóny, přičemž se tato zóna upraví pro odstranění usazovatelných pevných látek a sbírátelných volných olejů a pro odvedeni předeištěné odpadní vody z této zóny; z odstranění jemně rozmělněných pevných látek, které mohou poškodit membrány z této předčištěné odpadní vody a získá se tak odpadní voda zbavená pevných látek; ze zavedení této pevných látek zbavené odpadní vody v podstatě při konstantní rychlosti do zóny bioreak-toru, v níž se udržuje’ v podstatě konstantní objem kapaliny a hydraulická zadržovací doba je alespoň 24 hod.; z dodávání vzduchu biochemicky okysličitel-nému materiálu za přítomnosti živých mikroorganizmů uzpůsobených k rozkládání těchto materiálů, které jsou udržovány v suspenzi v reaktoru při zadržovací době pevných látek (SRT) alespoň 30 dní; z protečení této suspenze zónou membránové filtrace při dosta- 32 tečné rychlosti a tlaku pro udržení předem daného membránového toku v této filtrační zóně, toku, při kterém se v podstatě neusazuji žádné pevné látky na povrchu membrán v této filtrační zóně, přičemž tato zóna má povrch membrán dostatečně veliký, aby se zajistila větší průtoková rychlost perrneátu než je v podstatě konstantní rychlost toku vstupní, pevných látek zbavené, odpadni vody; z odděleni perrneátu od koncentrátu, obsahujícího tyto pevné látky; z odtečení perrneátu z této zóny membránové filtrace do bi-oreakční zóny jako recirkulačního koncentrátu; z odvedení výstupní vody přijatelné kavality; z odvedení přebytku perrneátu navíc odloučeného jako výstup zpět do zóny bioreaktoru a z periodického odstraňování malých množství co do objemu recirkulováného koncentrátu pro modulování obsahu pevných látek v zóně bioreaktoru.
2. Postup podle nároku 1, vyznačující se tím, že tok tohoto přebytku perrneátu do zóny bioreaktoru je menší část objemu perrneátu odvedeného jako výstup.
3. Postup podle nároku 1, vyznačující se tím, že jemně rozmělněné pevné látky jsou menší, než asi 106 jum v průměru. 3 3
4. Postup podle nároku 2, vyznačují c i se tím, že odpadní tekutiny obsahuji orga-nokovové sloučeniny, přírodní, na bázi olejové, syntetické a po 1osyntetické tuky, oleje a maziva, použitá při výrobních postupech v kovoobráběcích závodech .
5. Postup podle nároku 4, vyznačující se tím,, že výstupní voda má alespoň následující vlastnosti: Chemická potřeba kyslíku KOI < 450 mg/1 Biologická potřeba kyslíku BOI5 < 25 mg/1 Suspendované pevné látky celkem TSS < 10 mg/1 OG celkem < 25 mg/1; a NH3-N < 1,0 mg/1 kde FOG znamená tuky, oleje a maziva.
5. Postup podle nároku 5, vyznačující se tím, že zóna membránové filtrace je provozována při tlaku v rozmezí od 170 kPa do 1035 kPa, ktei-ý není dostačující pro negativní ovlivnění funkce membrán v této zóně.
7. Postup podle nároku 6, vyznačující se tím, že HRT je v rozmezí od 1 do 5 dní, SRT je v rozmezí 50 až 125 dní a povrch zóny membránové filtrace alespoň 10 m2 . 34
8. Plynulý postup pro úpravu odpadní vody obsahující odpadni tekutiny z kovoobráběcích závodů v bioreakč-ni zóně obsahující suspenzi biomasy včetně živých mikroorganismů uzpůsobených pro biologické odbouráváni sloučenin těchto odpadních tekutin, vyznačující se tím, že zahrnuje: odstranění volných olejů a jemně rozmělněných pevných látek, poškozujících membránové prostředky, z dopravované odpadní vody pro získání přívodní odpadní vody zbavené pevných látek a v podstatě zbavené volných olejů; udržování v podstatě konstantního rozsahu průtokové rychlosti přívodní vody zbavené pevných látek do bioreakční zóny, přičemž bioreakční zóna obsahuje bakteriální buňky větší než 0,5 /im v průměru; čerpání vodní suspenze z bioreakční zóny do zóny membránové filtrace, z niž je permeát recir-kulován při rychlosti větší než je rychlost přívodní vody zbavené pevných látek; projití této suspenze zónou membránové filtrace při rychlosti a tlaku, který postačí udržet membránový tok v zóně membránové filtrace, tok, při kterém se v podstatě žádné pevně látky neusazují na povrchu membrány ve filtrační zóně; oddělení permeátu z koncentrátu obsahujícího pevné látky, přičemž tento permeát je v podstatě bez molekul s účinným průměrem větším než 0,5 ;um; odvedení koncentrátu obsahujícího pevné látky jako recirkulačního koncentrátu ze zóny membránové filtrace do bioreakční zóny; vrácení do této biore- 35 akční zóny části objemu vyrobeného permeátu - od 0,1 objemu, ale méně než 0,5; recirkulováni zbytku permeátu nenavráceného do bioreakční zóny jako upravené výstupní tekutiny a periodické odčerpáváni malého množství objemu recirkulovaného koncentrátu pro odstraněni vzdorujících látek a biologických pevných látek ve formě koncentrátu.
9. Postup podle nároku 8, vyznačující se tím, že zahrnuje udržováni bioreakční zóny se zadržovací dobou pevných látek (SET) v rozmezí od 30 do 150 dní a s hydraulickou zadržovací dobou (HRT) v rozmezí od 1 do 5 dní.
10. Postup podle nároku 9, vyznačující se tím, že tyto jemně rozmělněné pevné látky jsou rozměrově větší než asi 106 ,um.
11. Postup podle nároku 10, vyznačuj ící se tím, že odpadní tekutiny obsahují syntetické tekutiny, oleje, maziva a tuky použité při výrobních operacích v kovoobráběcích závodech; malá část recirkulovaného permeátu je v rozmezí od 0,1 % do 30 % objemu permeátu odčerpána a tento permeát, odčerpaný jako výstup, je v rozmezí od 0,5 % do 3 % objemu této suspenze biomasy odčerpán z bioreakční zóny, 36
12. Postup podle nároku 11, vyznačující se tím, že se odvede výstup, který má alespoň následující vlastnosti: Chemická potřeba kyslíku KOI < 450 mg/1 Biologická potřeba kyslíku BOI5 < 25 mg/1 Suspendované pevné látky celkem TSS < 10 mg/1 FOG celkem < 25 mg/1; a NH3~N < 1,0 mg/1 kde FOG znamená tuky, oleje a maziva.
13. Postup podle nároku 12, vyznačující se tím, že zóna membránové filtrace je provozována při tlaku v rozmezí od 170 kPa do 1035 kPa, které není postačují pro negativní ovlivnění membrány v této zóně.
14. Postup podle nároku 13, vyznačující se tím, že HRT je v rozsahu 1-5 dní, SRT je v rozmezí 50-125 dní a zóna membránové filtrace má povrch membrány alespoň 10 m?.
15. Zařízení pro úpravu odpadní vody zapojené mezi zdroj odpadní vody obsahující odpadní tekutiny z kovoobrá-běcich závodů a výstup pro upravenou výstupní vodu, vyznačující se tím, že obsahuje nádobu dostatečně velkou, pro zadržení odpadni vody přiváděné při proměnné průtokové rychlosti a pro vyrovnání rychlostí toku na předem danou v podstatě konstantní rychlost toku odváděného z té- 37 to nádoby; prostředky pro odstranění volného oleje z táto odpadni vody pro získání sbírané odpadní vody; filtrační prostředky s rozměrem průduchů dostatečně malým, aby se odstranily jemně rozmělněné pevné látky nebezpečné pro poškození membrány a získala se vstupní kapalina zbavená pevných látek; bioreak-tor, v němž je uzavřen v podstatě konstantní objem reaktivní masy, který je vybaven prostředky pro přívod vzduchu ke vstupní kapalině zbavené pevných látek a volných olejů a pro kontaktování této vstupní kapaliny s mikroorganismy odbourávajícími odpadní látky do ní vmíchané; čerpadlo pro odčerpání suspenze biomasy z tohoto reaktoru při v podstatě konstantní rychlosti toku a hnaní suspenze při zvýšeném tlaku; přímé membránové filtrační prostředky, otevřené spojovací prostředky proudu tekutiny a čerpadla, membránové filtrační prostředky které obsahují určitý počet membránových elementů uzpůsobených pro oddělení suspendovaných pevných látek v proudu koncentrátu od vodního permeátu, který je v podstatě zbaven pevných látek a prostředky pro odvedení permeátu ze systému; prostředky pro navrácení proudu koncentrátu do bioreaktoru a prostředky pro vrácení malé části permeátu do bioreaktoru.