DK9300418U4 - Renseanlæg til fjernelse af næringssalte fra spildevand - Google Patents

Description

Beskrivelse

Benævnelse.

Renseanlæg til fjernelse af næringssalte fra spildevand.

Frembringelsens anvendelsesområde.

Denne frembringelse angår et biologisk renseanlæg af aktiv-slamtypen til rensning af spildevand fra såvel husholdninger som industrier eller blandinger heraf.

I et aktiv slamanlæg renses spildevandet ved hjælp af mikroorganismer,som holdes omrørt i en procestank under tilførsel af ilt/luft.Mikroorganismerne og det rensede spildevand ledes fra procestanken til en efterklaringstank,hvor mikroorganismerne sedimenterer,medens det rensede spildevand ledes til en recipient.

Et aktivt slamanlæg kan udformes,således at det også renser næringssaltene kvælstof og fosfor.Kvælstof fjernes ved to biologiske processer kaldet nitrifikation og denitrifikation.Ved nitrifikation tilsættes ilt ofte i form af luft,hvorved særlige mikroorganismer ilter ammoniak til nitrat.Herefter reducerer andre mikroorganismer nitrat til frit kvælstof ved anvendelse af det organiske stof i spildevandet som reductor uden tilstedeværelse af ilt.

Fosfor fjernes enten biologisk eller kemisk eller både biologisk og kemisk. Kendt teknik.

Fjernelse af næringssalte i aktiv slamanlæg har været kendt i flere år.

Den kendte teknik til fjernelse af kvælstof består af følgende 4 hovedtyper: a. reci rkulationsanlæg b. alternerende anlæge c. l-tanks anlæg med tidslig skiften mellem luftede og ubeluftede perioder.

d. l-tanks anlæg med luftede og ubeluftede zoner.

De eksisterende metoder har imidlertid en række ulemper: a. recirkulationsmetoden:Der kræves mindst 2 tanke,hvilket er kostbart, og recirkulationsforholdet skal være stort ved høje rensegrader,hvilket kræver store pumper,stort energiforbrug og medfører hydrauliske vanskeligheder.

b. alternerende anlægrDer kræves mindst 2 tanke,hvilket er kostbart.Endvidere kræves der luftningsudstyr i begge tanke,hvilket også er kostbart.Endelig kræves kippe,venti ler eller lignende i afløbet,idet både afløb og tilløb alternerer.

c. l-tanks anlæg med tidslig skiften:Omkring halvdelen af det organiske stof i spildevandet bliver iltet af den tilførte luft fremfor af den nitrat som skal fjernes.pette giver dårlig rensning og for stort energiforbrug.

d. 1-tanksanlæg med luftede og ubeluftede zoner.Det kan være vanskeligt at holde zonerne adskilt ligesom det kan være vanskeligt at styre recirkulationen mellem zonerne samt zonernes størrelse.

De eksisterende anlægstyper som kommer nærmest på den her beskrevne frembringelse er dels recirkulationsanlægget a) og dels det såkaldte 0C0-anl ag. OCO-an lægget er et type d) anlæg i 1 cirkulær tank (se figur 3).Anlægget består af en oxisk zone,en anoxisk zone samt en blandingszone.Den oxiske og anoxiske zone er adskilt af en halvcirkelformet skillevæg.Blandingszonen udgøres af den ene halvdel af tanken.

Det tekniske problem,der skal løses.

Det tekniske problem,der skal løses,er dels, at undgå de ulemper,som er nævnt ovenfor og dels at minimere anlægs-og driftsomkostningerne.

Der søges således udviklet et anlæg som: - Udnytter det organiske stof i spildevandet optimalt, - Har en høj udveksling af stof (recirkulation) mellem den beluftede og ubeluftede zone.

- At recirkulationen og zonernes størrelse kan styres.

- Kun består af 1 procestank.

- Har små driftsomkostninger.

- Har små anlægsudgifter.

Den nye teknik.

Dette opnås ved at udforme procestanken som en kombination af metoderne a),c) og d) i 1 tank udformet som en cirkel med to indvendige halvcirkler samt et cirkulært midterbygværk og ved at erstatte efterklaringstanken med en seperator som anbringes i det oxiske kammer (se figur 1).

Cirklen er netop den geometriske form,som har det største areal ved den mindste omkreds.Herved fås det største procesvolumen ved den mindst mulige anvendelse af beton til opbygning af tankvæggen.

Midterbygværket har dels den funktion at sikre en cirkulær kanalstrømning i det oxiske kammer og dels at fungere procesmæssigt som en af følgende dele (se figur 2): -efterklaringstank, -koncentreringstank, -Bio-P-tank, -selektor, -kombineret efterklaringstank og koncentreringstank -sandfang -kombineret rist og sandfang

Mellem midterbygværket og de to halvcirkler dannes et proceskammer,som er ubeluftet (anoxisk).I dette kammer sker reduktionen af nitrat til frit kvælstof (denitrifikationen) ved anvendelse af spildevandets indhold af organisk stof.Det rå spildevand ledes enten direkte til dette kammer eller indirekte efter først at have passeret midterbygværket.Mikroorganismerne (det aktive slam) holdes omrørt af en eller flere omrørere f.eks udformet som en propel .Energiforbruget til omrøring er minimalt,på grund af at dette anoxiske kammer er udformet som en cirkulær kanalstrømning uden hydrauliske enkelttab. Da det anoxiske kammer altid er ubeluftet vil det organiske stof i spildevandet blive maximalt anvendt til denitrifikation.

Fra det anoxiske kammer løber spildevandet gennem de to åbninger mellem halvcirklerne til det beluftde (oxiske) kammer,som udgøres af hele den cirkulære kanal mellem ydervæggen og de to halvcirkler.I det oxiske kammer luftes spildevandet,hvorved ammoniak iltes til nitrat.Lufferne kan enten være overfladeluftere eller dykkede luftere.Lufterne kan eventuelt være fordelt i begge halvdele af kanalen eller blot i den ene kanalhalvdel.Det aktive slam er omrørt af en eller flere omrørere.

Fra det anoxiske kammer recirkuleres den dannede nitrat til det oxiske kammer gennem de to åbninger mellem halvcirklerne.Den dannede nitrat løber således til den anoxiske zone,hvor nitraten reduceres til frit kvælstof,som afgasser til atmosfæren og herefter indgår i atmosfærens kvælstof.

Hvert kvælstofatom går således et utal af gange (mere end 50) gennem de to åbninger ind og ud af det oxiske og anoxiske kammer.Heved sker skiftevis oxidation af ammoniak og reduktion af nitrat indtil al ammoniak er næsten totalt omdannet til frit kvælstof.Der er på denne måde opnået en meget høj recirkulationsgrad og dermed en meget vidtgående rensning.

Transporten (recirkuleringen) mellem det oxiske og anoxiske kammer gennem de to åbninger sker ved to mekanismer: 1) Ved turbulent opblanding i grænselaget mellem den oxiske og anoxiske kanalstrømning, således at nitraten transporteres naturligt fra vædskedele med høj nitratkoncentration (oxisk kammer) til vædske med lav nitratkoncentration (anoxisk kammer) og således at ammoniak transporteres fra vædskedele med høj koncentration (anoxisk kammer) til vædske med lav koncentration (oxisk kammer).

2) Ved en overstyring dannet af de drejelige og hastighedsvariable omrørere som kan "skyde"vædskevolumen fra det ene kammer til det andet.

Mekanisme 1) er hovedmekanismen.

Fra det oxiske kammer løber blandingen af renset vand og aktivt slam til en eller flere seperatorer,hvori det rensede vand og det aktive slam adskilles,således at det aktive slam føres tilbage til procestanken og det rensede vand løber til recipienten.Seperatoren er anbragt i det oxiske kammer inden i procestanken.

Det nye ved frembringelsen udgøres af : at placere en seperator til adskillelse af vand og slam i det oxiske kammer i et aktivt slamanlæg,hvor anlægget er udformet med to halvcirkler med to åbninger til adskillelse af den oxiske og anoxiske tank på den i figur 1 viste måde med et midterbygværk i en cirkulær tank og,hvor recirkulationen foregår uden recirkulationspumper og med en meget høj recirkulation i kun 1 procestank,hvor recirkuleringen sker ved naturlig opblanding i grænselaget.

I frembringelsen sker recirkulationen ved turbulent stofudveksling over en hydraulisk grænseflade mellem to kamre i 1 tank.

Frembringelsen adskiller sig således fra øvrige aktive slamanlæg ved kun at bestå af en' cirkulær tank med en seperator anbragt i det oxiske kammer.

Frembringelsen adskiller sig fra recirkulationsanlægget a) ved kun at bestå af 1 tank,ved ikke at have recirkulationspumper og ved at have et meget højt recirkulationsforhold.Frembringelsen adskiller sig fra OCO-anlægget ved ikke at have nogen blandingszone,ved at have adskilt oxisk og anoxisk kammer,ved

Claims (7)

1. Små anlægsomkostninger,idet kun 1 cirkulær tank er nødvendig og returslampumper og recirkulationspumper spares.

2. Renseanlæg ifølge krav l,som er ny ved at omrørerne (6) er drejelige og derved kan overstyre recirkulationen.

2. Små energiudgifter,idet omrøringen kan udføres med et lille energiforbrug i de cirkulære kanaler og pumpningen spares. Figurfortegnelse. Figur 1 viser en procestank ifølge frembringelsen Figur 2 viser forskellige funktioner og udførelsesformer,hvad angår midterbygværket. Figur 3 viser den kendte teknik,et recirkulationsanlæg og et QCO-anlæg. Udførelseseksempler. På figur 1 ses et udførelseseksempel,hvor luftningen er anbragt i den ene halvdel af det oxiske kammer,medens en intern seperator er anbragt i den anden del af det oxiske kammer. Som nævnt kan lufterne enten være overfladeluftere eller dykkede luftere.Som dykkede luftere kan f.eks anvendes difussorer med indblæst luft.Også ren ilt kan anvendes. På figur 1 er vist et udførelseseksempel med 1 omrører i det oxiske kammer og 1 omrører i det anoxiske kammer anbragt på en fælles bro,således at omrørene er placeret foran den ene åbning mellem tankene.Det er også muligt at anbringe en omrører ud fra hver åbning mellem de to kamre, ligesom det er muligt at anbringe mere end to omrørere i procestanken. På figur 2 er vist forskellige funktioner og udførelseseksempler for midterbygværket,se ovenstående. Brugsmodelkrav. 1.Renseanlæg af aktiv-slam-typen til fjernelse af næringssalte,bestående af en procestank af recirkulationstypen og en seperator(8).Procestanken(2) er udformet som en cirkulær tank med to indvendige halvcirkelformede skillevægge (5) samt et cirkulært midterbygværk (9),i området mellem skillevæggene (5) er der anbragt omrørere (6),mellem midterbygværket (9) og de to skillevægge (5) er en anoxisk'zone (3),mellem skillevæggene (5) og procestankens kant findes beluftningsudstyr (7) til dannelse af en oxisk zone (4),som er ny ved at separatoren(8) er anbragt i den oxiske zone.

3. Renseanlæg ifølge krav 1 ,som er ny ved at omrørerne (6) har variabel hastighed,hvorved recirkulationen kan overstyres

4. Renseanlæg ifølge krav 1 som er ny ved at midterbygværket (9) kan fungere som sandfang eller selektor ellerBio-P-tank eller koncenteringstank eller efterklaringstank eller som en kombination af efterklaringstank og koncentreringstank.

5. Renseanlæg ifølge krav l,som er ny ved at der er anbragt mere end 2 omrørere i procestanken.

6. Renseanlæg i følge krav l,som er ny ved at luftningen sker enten ved overfladeluftere,ved dykkede luftere eller ved indblæsning af rent ilt.

7. Renseanlæg i følge krav l,som er ny ved at luftningen kan stoppes og startes,således at det yderste kammer skiftevis er oxisk og anoxisk.