<Desc/Clms Page number 1>
INRICHTING VOOR HET ZUIVEREN VAN AFVALWATER
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het zuiveren van afvalwater, in het bijzonder voor het door biologische vergisting verwijderen van organisch afvalmateriaal daaruit.
De inrichting volgens de uitvinding omvat een reservoir, onderin het reservoir uitmondende toevoermiddelen voor het afvalwater, middelen voor het handhaven van een voorafbepaald vloeistofniveau bovenin het reservoir, afvoermiddelen voor gezuiverd water bovenin het reservoir, waarbij het reservoir deel uitmaakt van een kringloop van bacteriedraagelementen die een kleinere soortelijke massa dan 1 hebben, welke omvat boven het voorafbepaalde niveau werkzame middelen voor het uit het reservoir uitnemen van bacteriedraagelementen, reinigingsmiddelen voor het van de draagelementen verwijderen van slib, en onderin het reservoir uitmondende terugvoermiddelen voor de gereinigde bacteriedraagelementen.
Op de bacterie-draagelementen ontwikkelen zieh bacteriecultures die het organische afvalmateriaal afbreken.
Na een zekere verblijfsduur van de draagelementen in het reservoir zijn de draagelementen bedekt met afbraakprodukten in de vorm van slib. Doordat de draagelementen een kleinere soortelijke massa hebben dan 1 worden deze bovenin het reservoir tot boven het voorafbepaalde vloeistofniveau opgestuwd door de zich daaronder in de vloeistof bevindende draagelementen. Alvorens de draagelementen uit het reservoir worden uitgenomen, bevinden deze zich dus enige tijd buiten de vloeistof, en druipt de aanhangende vloeistof af. De relatief droge bacterie-draagelementen worden daarna uit het reservoir genomen en het slib wordt daarvan in de reinigingsmiddelen verwijderd. Het vrijkomende slib heeft dus een relatief laag watergehalte en kan op economische wijze worden afgevoerd.
Na het passeren van de reinigingsmiddelen zijn de bacterie-draagelementen grotendeels vrij van slib, doch zullen deze nog een grote hoeveelheid bacteriën dragen.
<Desc/Clms Page number 2>
doch zullen deze nog een grote hoeveelheid bacteriën dragen.
Zodra de draagelementen weer in het reservoir zijn teruggevoerd, kunnen deze dus direct werkzaam worden.
Voor een goede geleiding van de bacterie-draagelementen boven in het reservoir wordt bij voorkeur de maatregel van conclusie 2 toegepast.
Een gunstige verdere ontwikkeling van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt in conclusie 3.
Terwijl de bacterie-draagelementen in het reservoir blijven, treedt het gezuiverde water via de openingen in de koptank.
Het gezuiverde water wordt uit de koptank afgevoerd.
Daarbij wordt bij voorkeur de maatregel van conclusie 4 toegepast. Indien met het uit het reservoir in de koptank uittredende gezuiverde water losse slibdeeltjes meegevoerd worden, zullen deze in de koptank bezinken. Door op geregelde tijden de afsluiter in de slibafvoerleiding te openen, wordt het bezonken slib uit de koptank afgevoerd en met het afvalwater opnieuw onderin het reservoir ingebracht.
Hierdoor wordt dus verzekerd dat het afgevoerde gezuiverde water, goed vrij is van losse deeltjes.
Teneinde ervoor te zorgen dat de bacterie-draagelementen in de kringloop tussen de uitneemmiddelen en de terugvoermiddelen relatief droogblijven, zodat het slib relatief droog kan worden afgevoerd, wordt de maatregel van conclusie 5 toegepast. Eventueel uit de sluis vrijkomend water kan eenvoudig in de afvalwater-toevoermiddelen worden teruggeleid.
Door het opdrijvend vermogen van de bacterie-draagelementen "stromen" deze automatisch bovenuit het reservoir.
Teneinde de verblijfsduur van de bacterie-draagelementen te beheersen voor een optimale werking van de inrichting volgens de uitvinding wordt bij voorkeur de maatregel van conclusie 6 toegepast.
De inrichting is in het bijzonder geschikt voor een aëroob zuiveringsproces. Voor dat doel wordt de maatregel van conclusie 7 toegepast. Een bijkomend voordeel is dat door de ingebrachte lucht zieh luchtbellen aan deeltjesvormig organisch afvalmateriaal zullen hechten, waardoor deze
<Desc/Clms Page number 3>
deeltjes snel tot naar het voorafbepaalde niveau in het reservoir opstijgen. Daar worden deze deeltjes meegenomen door de opwaartse stroom van bacterie-draagelementen en direct in de reinigingsmiddelen afgescheiden. Aldus zal een gedeelte van de vaste deeltjes het biologische zuiveringsproces niet belasten, waardoor de totale zuiveringscapaciteit van de inrichting hoog kan zijn.
De overmaat ingeblazen lucht en de bij het zuiveringsproces ontstane gasvormige afvalprodukten verzamelen zich in de ruimte boven het voorafbepaalde niveau. Met de maatregel van conclusie 8 kan dit gasvormige materiaal worden afgevoerd naar een gewenste plaats.
Bij voorkeur wordt daarbij de maatregel van conclusie 9 toegepast. In de filtermiddelen kunnen de schadelijke en anderszins ongewenste bestanddelen uit het afgevoerde gasvormige materiaal worden verwijderd. Een bijzonder gunstige uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt in conclusie 10. Door de bacterie-draagelementen uit te voeren als geschuimde kunststofkorrels, verkrijgen deze een zeer groot effectief oppervlak, zodat in een beperkte ruimte een grote zuiveringscapaciteit kan worden bereikt. In het bijzonder met de maatregel van conclusie 11 wordt een zeer groot effectief oppervlak bereikt.
In het binnenste gedeelte van de kunststofkorrels zal in het algemeen geen effectieve bacterie-activiteit kunnen optreden. Door de maatregel van conclusie 12 toe te passen, wordt verzekerd dat de kunststofkorrels een lage soortelijke massa hebben en dus een goed opdrijvend vermogen.
Met de maatregel van conclusie 13 wordt een relatief harde kunststofkorrel verkregen die goed in de kringloop transporteerbaar is.
De korrels kunnen goed worden gemanipuleerd, wanneer de maatregel van conclusie 14 daarbij wordt toegepast.
Met de inrichting volgens de uitvinding kan bij een bepaalde (beperkte) omvang van de installatie een zeer hoge capaciteit, bij een hoog rendement worden bereikt. Hierdoor is de installatie in het bijzonder geschikt voor die indus-
<Desc/Clms Page number 4>
triën die ongezuiverd afvalwater gewoonlijk direct lozen op het oppervlaktewater en/of de riolering. Vanwege de daarmee verbonden hoge milieubelastingen is het economisch haalbaar om het afvalwater voor het lozen te zuiveren. Door de beperkte omvang zal de inrichting zelfs in bedrijven waar gewoekerd moet worden met de ruimte, zoals bedrijven die in een bestaande bebouwing zijn gesitueerd, over het algemeen kunnen worden toegepast. De maatregel van conclusie 15 is daarbij gunstig.
De inrichting is in het bijzonder geschikt voor toepassing in de voedingsmiddelenindustrie en met name in visfileerderijen, kippeslachterijen, schaaldierenverwerkende bedrijven en dergelijke. Bij dergelijke bedrijven treden grote afvalwaterstromen met organische verontreinigingen op.
Door het door de korrels verschafte grote werkzame oppervlak wordt dus een hoge reinigingscapaciteit bereikt ; het slib komt met een laag watergehalte vrij, zodat dit efficiënt kan worden afgevoerd en er is slechts weinig vermogen nodig voor het recirculeren van de korrels aangezien de "aandrijving" wordt verkregen door het drijfvermogen van de korrels zelf.
Deze laatste twee aspecten zorgen voor een relatief gering energieverbruik. Gecombineerd met de beperkte omvang van de inrichting wordt dus een economisch systeem verkregen.
De uitvinding zal in de volgende beschrijving nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde figuren.
Figuur 1 toont schematisch een inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 2 toont in gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht een bacterie-draagelement voor gebruik bij de inrichting volgens de uitvinding.
De in figuur 1 getoonde inrichting 1 maakt gebruik van op zichzelf bekende biologische processen voor het verwijderen van organische verontreinigingen uit afvalwater. Bovendien kunnen op nog nader te beschrijven wijze anorganische deeltjes uit het afvalwater worden verwijderd.
De inrichting 1 omvat in hoofdzaak een reservoir 2, dat zoals getoond, bij voorkeur een staand reservoir is.
Onderin dit reservoir 1 wordt via afvalwatertoevoermiddelen
<Desc/Clms Page number 5>
middelen 3 omvatten een toevoerleiding 4, waarin een pomp 5 is aangebracht, die het toegevoerde afvalwater naar een uitstroomopening 6 binnen het reservoir transporteert. Boven de uitstroomopening 6 is een verdeelplaat 7 aangebracht teneinde het toegevoerde afvalwater gelijkmatig over de doorsnede van het reservoir 2 te verdelen.
In het reservoir is een korrelvulling 8 opgenomen.
De korrels 8 vormen bacterie-draagelementen op het oppervlak waarvan bacterie-cultures zich ontwikkelen die de organische verontreinigingen afbreken.
De korrels hebben volgens de uitvinding een kleinere soortelijke massa dan 1, zodat deze in het met afvalwater gevulde reservoir 2 willen opstijgen.
Het boveneinde 9 van het reservoir 2 is kegelvormig toelopend uitgevoerd, zodat de korrels 8, opgestuwd door het drijfvermogen omhoog bewegen tot in boven het toelopende boveneinde 9 van het reservoir 2 aangebrachte korreluitneemmiddelen, die in dit voorbeeld worden gevormd door een doseerschroef 15.
Rondom het boveneinde 9 van het reservoir 2 is een koptank 10 aangebracht die met het inwendige van het reservoir 2 in verbinding staat via openingen 14 nabij het onderste gedeelte van de koptank 10. Het afvalwater stroomt, na het reservoir 2 gepaseerd te zijn, via de openingen 14 in de koptank 10 en van daar uit wordt het dan gezuiverde afvalwater afgevoerd via de afvoerleiding 12. Bij het getekende uitvoeringsvoorbeeld is de afvoerbuis 12 verschuifbaar in een vast met de koptank 10 verbonden standpijp opgenomen.
Hierdoor worden niveau-instelmiddelen 11 gevormd. Door de afvoerbuis 12 in verticale richting te verschuiven kan het niveau 13 worden ingesteld van het water in de koptank 10 en, vanwege de open verbinding door de openingen 14, in het reservoir 2.
Door de op zichzelf bekende bacteriologische processen worden de organische verontreinigingen door de bacteriecultures op het oppervlak van de korrels 8 omgezet in afbraakprodukten die gewoonlijk als slib worden aangeduid. Dit slib hecht aan de korrels 8. Wanneer het afvalwater door het
<Desc/Clms Page number 6>
slib hecht aan de korrels 8. Wanneer het afvalwater door het reservoir 2 is gestroomd en bij de openingen 14 in de koptank 10 terecht is gekomen, is dit door de biologische zuivering in hoofdzaak ontdaan van de organische verontreinigen. De afbraakprodukten hechten als slib aan de korrels 8.
Door het drijfvermogen van de korrelvulling 8 worden de korrels met aanhechtend slib tot boven het vloeistofniveau 13 in het reservoir 2 tot in de korrel-uitneemmiddelen 15 opgestuwd. Bij de beweging naar deze uitneemmiddelen ofwel doseerschroef 15 toe, bevinden de korrels zieh dus enige tijd boven de vloeistof. Hierdoor kan aanhangend water afdruipen, zodat de korrels met aanhechtend slib relatief droog in de doseerschroef 15 worden opgenomen. Door het niveau 13 met de niveau-instelmiddelen op geschikte hoogte in te stellen kan de verblijfstijd van de korrels buiten de vloeistof en dus van de mate van droging van de korrels worden ingesteld.
De met de doseerschroef 15 gedoseerd uit het reservoir 2 uitgenomen korrels worden via de korrelafvoerleiding 16 naar een slibafscheider 17 toegevoerd. Deze slibafscheider 17 wordt door op zichzelf bekende middelen gevormd, zoals bijvoorbeeld een centrifuge of schudtrommel. De functie van de slibafscheider 17 is dat het slib in belangrijke mate van de korrels wordt verwijderd. Het slib 18 wordt verzameld in een reservoir en de relatief schone korrels worden via een korreltoevoerleiding 19 weer naar het reservoir 2 toegevoerd. Door de droogtijd bovenin het reservoir 2 is het afgescheiden slib 18 relatief droog, zodat dit economisch te verwerken is.
De relatief schone korrels worden via een sluis 20 weer onder in het reservoir 2 ingebracht. Door de werking van de slibscheider 17 is het slib grotendeels van de korreis verwijderd, doch bevinden zieh nog belangrijke hoeveel- heden bacteriën op de korrels, zodat de nieuw in het reservoir 2 ingebrachte korrels direct werkzaam worden voor het afbreken van de organische verontreinigingen. Het door de werking van de sluis 20 vrijkomende water 21 wordt terugge-
<Desc/Clms Page number 7>
voerd in de afvalwatertoevoerleiding 4 en aldus teruggebracht in het reservoir.
Met het gereinigde afvalwater zullen kleine slibdeeltjes mee door de opening 14 in de koptank 10 terecht kunnen komen. Deze slibdeeltjes bezinken in de koptank 10 en verzamelen zieh in de ringvormige ruimte met wigvormige doorsnede ter plaatse van de samenkomst van de koptank 10 en het bovenste gedeelte 9 van het reservoir 2. Voor het periodiek afvoeren van de bezonken slibdeeltjes is met het onderste gedeelte van de koptank 10 een slibafvoerleiding 22 verbonden. Deze slibafvoerleiding 22 leidt, zoals figuur 1 laat zien, naar de afvalwatertoevoerleiding 4. In de slibafvoerleiding 22 is een afsluiter 23 opgenomen die periodiek geopend wordt voor het afvoeren van het slib.
De bezonken slibdeeltjes komen dus in de afvalwatertoevoerleiding 4 en via de pomp 5 weer terug in het reservoir waarin deze aan de korrels 8 hechten of door deze boven in het reservoir 2 met de korrels mee worden afgevoerd.
De in figuur 1 getoonde inrichting 1 is bestemd voor het uitvoeren van een aëroob zuiveringproces. Hiertoe wordt onder in het reservoir 1 lucht ingeblazen met behulp van luchttoevoermiddelen 25. Deze luchttoevoermiddelen omvatten een pomp 26 die via een leiding 27 en een verdeler 28 lucht gelijkmatig verdeeld over de doorsnede in het reservoir 2 inbrengen. Door de toevoer van lucht zullen de zich ontwikkelende bacterie-cultures zuurstofminnende bacteriën omvatten.
Een bijkomend gunstig effect van de ingebrachte lucht is dat zieh aan met het afvalwater in het reservoir ingebrachte vaste deeltjes luchtbelletjes zullen hechten, die deze vaste deeltjes tot in het bovenste gedeelte 9 van het reservoir zullen doen opstuwen. De vaste deeltjes zullen zieh bovenin het reservoir verzamelen in een flotatielaag.
Daaruit worden de vaste deeltjes meegenomen door de omhoogbewegende korrels 8 tot in de uitneemmiddelen 15 en in de slibafscheider 17 weer van de korrels worden verwijderd.
De vaste deeltjes die door het beschreven effect uit het afvalwater worden verwijderd, zijn zowel organische als
<Desc/Clms Page number 8>
anorganische deeltjes. Doordat de organische deeltjes op deze wijze direct uit het afvalwater worden verwijderd, wordt de biologische zuiveringscapaciteit van de inrichting in hoofdzaak gebruikt voor het uit het afvalwater verwijderen van opgeloste organische verontreinigen.
De korrels 8 kunnen uit elk geschikt materiaal dat een lager soortgelijk gewicht dan 1 heeft en dat een goede ondergrond voor het vormen van de micro-organismencultures vormt, bestaan. In het bijzonder kunnen de korrels bestaan uit geschuimde kunststofkorrels van materiaal uit de groep polyolefinen, zoals polyetheen, polypropeen en dergelijke of mengsels daarvan. De schuimstructuur is bij voorkeur zodanig dat het buitenste gedeelte van elke korrel open cellen vertoont. Hierdoor wordt het werkzame oppervlak van elke korrel bijzonder groot. Een dergelijke korrel 30 wordt in figuur 2 getoond. Het buitenste gedeelte 31 heeft de eerdergenoemde open cellen, terwijl het binnenste gedeelte, dat in figuur 2 met 32 is aangeduid gesloten cellen kan hebben of zelfs geheel hol kan zijn.
De gesloten cellen of holte in het binnenste gedeelte 32 zorgt voor een gunstige lage soortelijke massa van de korrel. De genoemde kunststof zorgt voor relatief harde korrels. Harde korrels hebben het voordeel dat deze goed in de inrichting van de onderhavige soort in de kringloop rondgevoerd kunnen worden, zonder dat deze beschadigd raken of anderszins het goede verloop van de beschreven werking hinderen.
Boven in het reservoir 2 is een gasafvoer 35 aangesloten. De met behulp van de luchttoevoermiddelen 25 ingeblazen lucht wordt via deze gasafvoer 35 weer afgevoerd.
Afhankelijk van de samenstelling van het te reinigen afvalwater, kan het ongewenst zijn de gevormde gasvormige reactieprodukten direct in de omgeving af te voeren. In dat geval wordt in de gasafvoermiddelen 35 een filter 36 opgenomen die de voor het milieu ongewenste bestanddelen uit het afgevoerde gas uitfiltert of op andere wijze daaruit verwijderd. Voor het reinigen van het afgevoerde gas wordt gebruikt gemaakt van op zichzelf bekende technieken.
<Desc/Clms Page number 9>
De werking van de inrichting wordt aangepast aan de samenstelling van het afvalwater. Afhankelijk van de tijdsduur die nodig is om de organische verontreinigingen af te breken, wordt de doorlooptijd van zowel het afvalwater als de korrels 8 ingesteld. De doorlooptijd van het afvalwater hangt uiteraard af van de grootte van de inrichting 1 en deze inrichting 1 zal dan ook voor een specifieke situatie worden gedimensioneerd. De doorlooptijd van de korrels wordt bepaald met behulp van de werking van de korreluitneemmiddelen, in het getoonde voorbeeld de doseerschroef 15.
De gehele inrichting 1 kan op geschikte wijze worden bestuurd met een programmeerbare besturingsinrichting zoals een PLC. Vanuit een basisinstelling kunnen de verschillende parameters op geschikte wijze aan de specifieke omstandigheden worden aangepast. Zo kan bij een zieh wijzigende samenstelling van het afvalwater de programmering worden aangepast, teneinde een optimale werking te verzekeren.
De inrichting volgens de uitvinding is in het bijzonder geschikt voor toepassing in de voedingsmiddelenindustrie en met name in visfileerderijen, kippeslachterijen, schaaldierverwerkende bedrijven en dergelijke. Bij dergelijke bedrijven treden grote afvalwaterstromen met organische verontreinigingen op. De toepassing van de inrichting volgens de uitvinding is echter niet tot de voedingsmiddelenindustrie beperkt. Ook bijvoorbeeld in de textielindustrie kan de inrichting met voordeel worden toegepast.
De inrichting heeft bij een beperkte omvang een grote capaciteit doordat de korrels een groot effectief oppervlak hebben en bovendien de biologische zuiveringscapa- citeit slechts in hoofdzaak wordt benut voor het afbreken van opgeloste organische verontreinigingen. De deeltjesvormige verontreinigingen worden op de eerder beschreven wijze door flotatie uit het afvalwater verwijderd. Door de beperkte omvang en, doordat bij voorkeur een staand reservoir wordt toegepast in het bijzonder het beperkte benodigde vloeroppervlak, kan de inrichting zelfs in bedrijven waar gewoekerd moet worden met de ruimte, zoals bedrijven die in
<Desc/Clms Page number 10>
een bestaande bebouwing zijn gesitueerd, over het algemeen toch worden toegepast.