FI121506B - Menetelmä biologiseen puhdistamiseen - Google Patents

Description

Menetelmä biologiseen puhdistamiseen

Keksinnön kohteena on menetelmä biologiseen puhdistama-5 seen, joka perustuu prosessoitavan nesteen, kuten jäte veden puhdistamiseen ainakin osittain panosperiaatteel-la toimivalla aktiivilieteprosessilla, jossa prosessoitavan nesteen ilmastus, puhtaan nesteen erotus ja puhdistuneen nesteen poisto tapahtuvat peräkkäisinä vai-10 heinä samassa prosessitilassa. Prosessoitavaa nestettä syötetään aktiivilietemassaa sisältävään prosessiti-laan, jossa olevaa aktiivilietemassaa ilmastetaan ainakin alapuolisesti, siihen virtausjärjestelyn kautta oleellisesti prosessitilan pohjan yhteydessä olevan 15 ilmanjakojärjestelyn välityksellä johdetulla ilmas- tusilmalla, prosessoitavan nesteen puhdistamiseksi aktiivilietemassassa olevia mikro-organismeja hapettamalla, niiden käyttäessä prosessoitavassa nesteessä olevia epäpuhtauksia ravinteenaan. Edellä kuvattua 20 menetelmää on sovellettu esim. Insinööritoimisto Ekora

Oy:n kehittämissä ja markkinoimissa HKN-jätevedenpuh-distamoissa.

Esim. jätevesiä puhdistetaan mekaanisesti, kemiallises-25 ti, biologisesti tai näiden yhdistelminä riippuen jäte vesien laadusta. Myös erilaisia kalvotekniikoita käytetään. Poikkeuksellisen hankalia jätevesiä voidaan käsitellä myös haihdutusperiaatteella. Yleensä valtaosa puhdistamokysynnästä kohdistuu kuitenkin asumavesien 30 käsittelyyn. Nämä jätevedet ovat syntyperältään biolo gisia, joten ne on myös edullista puhdistaa biologisesti. Samalla periaatteella puhdistetaan myös elintarviketeollisuuden jätevedet, kuten myös esim. metsäteollisuuden jätevedet.

Tällä hetkellä valtaosa biologisista puhdistamoista toimii ns. aktiivilietemenetelmällä, joka yksinkertaistettuna tarkoittaa jäteveden ilmastusta eli hapen syöt- 35 2 töä mikro-organismeille, jotka puolestaan käyttävät ravinnokseen jäteveden lika-aineita (ravinteita). Ak-tiivilietemenetelmällä toimiva puhdistamo voidaan toteuttaa teknisesti esim. kahdella tavalla.

5

Ensimmäinen vaihtoehto perustuu jatkuvaan ilmastukseen ilmastustankissa, josta jätevesi-aktiivilieteseos virtaa jälkiselkeyttämöön. Jälkiselkeyttämöstä aktiivi-liete pumpataan sedimentoituneena takaisin ilmastus-10 tankkiin ja selkeytynyt vesi virtaa jälkiselkeyttämön yläosasta puhdistuneena ulos.

Toinen vaihtoehto perustuu siihen, että koko aktiivi-lietemassa on samanaikaisesti ilmastusaltaassa, johon 15 jätevesiä syötetään. Tällöin erillistä selkeytystankkia ei kuitenkaan ole, vaan ko. ilmastustankki toimii myös selkeytystankkina sen jälkeen, kun ilmastus on siinä lopetettu. Kun aktiivilietettä on riittävästi laskeutunut, voidaan selkeytynyt yläkerros eli puhdistunut 20 jätevesi päästää ulos puhdistamosta (pumppaus, erilai set kelluvat tyhjennysputket yms.). Tällaista menetelmää kutsutaan panostekniikaksi ja sillä periaatteella toimivaa puhdistamoa panospuhdistamoksi; kansainvälinen lyhenne SBR (Sequencing Batch Reactor). Tämä menetelmä 25 sopii käytettäväksi erikoisesti silloin, kun jätevesiä tulee epäsäännöllisesti ja osan aikaa vuorokaudessa ja/tai kun jätevesien biologinen ominaiskuorma on suuri, mutta hydraulinen kuorma pieni. Menetelmällä toimivaa laitteistoa on myös kutsuttu nimityksellä "lyhen-30 netty aktiivilietelaitos".

Varsinkin panostekniikan käyttö on viime vuosina lisääntynyt sen yksinkertaisen toimintaperiaatteen ja sillä saavutettujen hyvien puhdistustulosten ansiosta. 35 Normaaliin aktiivilietemenetelmään perustuvalla panos- prosessilla on kuitenkin joukko epäkohtia, jotka ovat olleet hidastamassa sen täydellistä läpimurtoa esim. erilaisissa jätevesien virtaustilanteissa, toiminta- 3 häiriövaiheissa, ahtaissa asennuspaikoissa, mutta myös osaltaan hankintakustannustansa vuoksi.

Panosprosessi pystyy ensinnäkin vastaanottamaan normaa-5 listi vain sen jätevesimäärän, mikä siihen on ohjelmoi tu ja mitoitettu. Esim. äkillinen kulutushuippu johtaa ylijuoksutukseen, mikä tarkoittaa siis vain osittain puhdistetun jäteveden laskemista ulos puhdistamosta. Ylijuoksutuksen välttäminen edellyttää ylimääräisiä 10 tasaustankkeja ja lisälaitteistoja aiheuttaen siten lisäkustannuksia.

Nykyisissä aktiivilietelaitoksissa, mukaan lukien siis panospuhdistamot, otetaan puhdistunut vesi yläpuolises-15 ti, prosessialtaassa ylimmäksi kerrokseksi selkeyty neestä osasta. Mikäli prosessissa on häiriöitä, ilmenee tämä yleensä heti ko. yläkerroksen sameutena eli laskeutumattomana kiintoaineena, erilaisina flokkipopulaa-tioina jne. Mikäli tällainen kiintoaines pääsee poisto-20 linjalle, huonontaa se merkittävästi puhdistamon puh- distustulosta.

Edellä mainitun, jo yli 100 vuotta käytössä olleen menetelmän käyttö aktiivilietettä laskeuttamalla ja 25 selkeytynyttä, puhdistettua vettä yläpuolitse poista malla merkitsee siis sitä, että aktiivilietettä ei saa olla liian paljon, jotta se ehtisi laskeutua riittävän alas annetussa ajassa. Tämä johtaa edelleen siihen, että ilmastusaltaat tulevat verraten suuriksi, eikä 30 niitä voi pienentää ilman, että järjestelmän toimintaa kokonaisuudessaan muutetaan.

Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän tarkoituksena on saada aikaan ratkaiseva parannus edellä 35 esitettyihin ongelmiin ja siten kohottaa oleellisesti alalla vaikuttavaa tekniikan tasoa. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että prosessissa puhdistuneen nesteen 4 erottaminen aktiivilietteestä ja poistaminen prosessi-tilasta suoritetaan johtamalla nestettä ainakin alapuolisen ilmastuksen keskeytettynä ollessa alapuolitse, aktiivilietemassan ja sen yhteydessä olevan suodatus-5 järjestelyn lävitse, ja, että menetelmän tehostamiseksi siihen kuuluu tasaantumis- ja takaisinkierrätysvaihe, jolloin prosessitilan nestepinnan annetaan ensinnäkin tasaantua painovoimaisesti, yhtyvien astioiden periaatteella suodatusjärjestelyn ja ilmanjakojärjestelyn 10 kautta virtausjärjestelynä tai sen osana toimivaan tasaantumistilaan tapahtuvalla virtauksella, minkä jälkeen käynnistetään tasaantumistilaan suodattuneen nesteen takaisinkierrätys prosessitilaan aktiivilietemassan kiintoainemäärän kasvattamiseksi sitä uudelleen 15 kerrostamalla.

Keksinnön mukaisen menetelmän tärkeimpinä etuina ovat ensinnäkin sillä saavutettavat prosessitekniset hyödyt erityisesti sen ansiosta, että varsinaisen prosessiti- 20 lan tilavuus on mahdollista mitoittaa murto-osaan, esim. noin 1/5 - 1/10 nykyisistä yläpuoliseen selkeytykseen perustuvista altaista. Koska puhdistuneen veden poisto tapahtuu suodatusjärjestelyn läpi, ei poistolinjalla ole koskaan pienhiukkasia suurempia partikkelei-25 ta.

Menetelmän edullisena sovellutuksena ovat myös denitri-fikaatio ja biologinen fosforin poisto mahdollisia siten, että esim. saostuskemikalioita ei tarvita. Kek-30 sinnön mukaisella menetelmällä toimivan prosessin toi minta tapahtuu edelleen äärimmäisen yksinkertaisesti ja tehokkaasti, edullisena sovellutuksena prosessialtaan nestepinnan korkeutta seuraamalla, mikä tarjoaa lukuisia prosessin ohjaamiseen ja sen käytännön toimintaan 35 liittyviä etuja. Tällöin menetelmän ansiosta on mahdol lista seurata joustavasti hydraulikuorman suuriakin vaihteluja kytkemällä pintaohjatusti sisäisen kierrätyksen ja puhdistuneen jäteveden poistovaiheet päälle 5 optimaalisin jaksotuksin. Näin ollen mitään ylijuoksutusta ei pääse tapahtumaan, kuten tavanomaisessa panos-puhdistamossa, jonka prosessitankki on jo täynnä. Myöskään mahdolliset prosessin häiriötilanteet eivät huo-5 nonna poistoveden laatua niin herkästi kuin nykyisillä järjestelyillä. Keksintö mahdollistaa edelleen mahdollisimman yksinkertaisen laitetekniikan, jolloin mm. tavanomaista poistopumppua ei välttämättä tarvita. Keksinnön mukaisella menetelmällä toimivalla laitteis-10 tolia on hyvä mekaaninen toimintavarmuus vähentäen huolto- ja kunnossapitotarvetta, minkä lisäksi keksinnön mahdollistamat pienentyneet kokonaisdimensiot merkitsevät taloudellisia säästöjä.

15 Keksinnön mukaisen menetelmän muita edullisia sovellu tuksia on esitetty siihen kohdistuvissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollistetaan 20 yksityiskohtaisesti samalla oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa kuvissa la, Ib ja le on esitetty kolmea esimerkinomaista toteutus-25 ta keksinnön mukaisen menetelmän soveltami sesta pienimuotoisemmassa käytössä, ja kuvissa 2a ja 2b on esitetty pituusleikkauksena ja yläpuolise-30 na kuvantona keksinnön mukaisen menetelmän erästä edullista sovellutusta isommassa mittakaavassa hyödynnettynä.

Keksinnön kohteena on menetelmä biologiseen puhdistama-35 seen, joka perustuu prosessoitavan nesteen, kuten jäte veden puhdistamiseen ainakin osittain panosperiaatteel-la toimivalla aktiivilieteprosessilla, jossa prosessoitavan nesteen ilmastus, puhtaan nesteen erotus ja puh- 6 distuneen nesteen poisto tapahtuvat peräkkäisinä vaiheina samassa prosessitilassa. Prosessoitavaa nestettä syötetään aktiivilietemassaa M sisältävään prosessiti-laan 1, jossa olevaa aktiivilietemassaa ilmastetaan 5 ainakin alapuolisesti siihen virtausjärjestelyn 2 kaut ta oleellisesti prosessitilan pohjan yhteydessä olevan ilmanjakojärjestelyn 3 välityksellä johdetulla ilmas-tusilmalla prosessoitavan nesteen puhdistamiseksi ak-tiivilietemassassa olevia mikro-organismeja hapettamal-10 la, niiden käyttäessä prosessoitavassa nesteessä olevia epäpuhtauksia ravinteenaan. Prosessissa puhdistuneen nesteen erottaminen aktiivilietteestä ja poistaminen prosessitilasta 1 suoritetaan johtamalla nestettä ainakin alapuolisen ilmastuksen keskeytettynä ollessa ala-15 puolitse, aktiivilietemassan M ja sen yhteydessä olevan suodatusjärjestelyn 4 lävitse. Menetelmään kuuluu lisäksi tasaantumis- ja takaisinkierrätysvaihe I, II, jolloin prosessitilan 1 nestepinnan annetaan ensinnäkin tasaantua painovoimaisesti, yhtyvien astioiden periaat-20 teella suodatusjärjestelyn 4 ja ilmanjakojärjestelyn 3 kautta virtausjärjestelynä 2 tai sen osana toimivaan tasaantumistilaan 5 tapahtuvalla virtauksella v, minkä jälkeen käynnistetään tasaantumistilaan suodattuneen nesteen takaisinkierrätys w prosessitilaan 1 aktiivi-25 lietemassan M sen kiintoainemäärän (MLSS) kasvattami seksi sitä uudelleen kerrostamalla.

Keksinnön mukaisen menetelmän edullisena sovellutuksena toimitaan siten, että aktiivilietemassan M ilmastusta 30 ylläpidetään prosessoitavaa nestettä prosessitilaan 1 syötettäessä z, että ilmastus keskeytetään ennen tasaantumisvaiheen I käynnistämistä ja, että ilmastus uudelleenkäynnistetään ennen takaisinkierrätysvaiheen II käynnistämistä.

Edelleen erityisen edullisena menetelmän sovellutuksena seurataan prosessitilan 1 nestepinnan korkeutta seurantaelimillä 15, kuten esim. kuvassa la esitetyllä uimu- 35 7 riohjatulla 15b ohjausyksiköllä 15a tasaantumisvaiheen I käynnistämiseksi prosessitilan nestepinnan saavuttaessa sille asetetun ylärajan. Tässä yhteydessä edelleen edullisena sovellutuksena käynnistetään puhdistetun 5 nesteen poistovaihe edullisesti säädettävissä olevan ajan kuluessa takaisinkierrätysvaiheen II päättymisestä, ja lopetetaan prosessitilan 1 nestepinnan saavuttaessa sille asetetun alarajan.

10 Edelleen edullisena menetelmän sovellutuksena käsitel tävän nesteen syötön z prosessitilaan 1 ollessa keskeytettynä, sitä välivarastoidaan esim. kuvassa 2a esitetyllä periaatteella prosessitilan 1 yhteydessä olevaan puskuritilaan x.

15

Erityisesti kuvissa la ja Ib esitettyihin esimerkinomaisiin vaihtoehtoisiin toteutuksiin viitaten, koskien keksinnön mukaisen menetelmän soveltamista pienimuotoisemmassa käytössä, tuotetaan takaisinkierrä-20 tysvaiheen II takaisinkierrätys w Mammut-periaatteella, tuottamalla ilmastusilmaa virtausjärjestelyllä 2, kuten kuvan la mukaisesti tasaantumistilan 5 ulkopuolisella 2; 2a tai kuvan Ib mukaisesti sen sisään sijoitetulla virtauskanavalla 2; 2b tai vastaavasti, tasaantumisti-25 lan 5 alaosaan, etäisyyden e päähän prosessitilan 1 pohjasta, ja/tai pistekatkoviivalla kuvassa Ib esitetyn mukaisesti erillisellä, virtausjärjestelyyn 2 kytketyllä kierrätyspumpulla 6.

30 Edelleen kuvassa le esitettyyn, edellä esitettyihin nähden vaihtoehtoiseen tai niitä täydentävään toteutukseen viitaten, on prosessitilassa 1 hyödynnetty kar-tiomaisesti laajenevaa yläosaa, minkä tarkoituksena on erityisesti pienentää nestepinnan korkeuden vaihtelua 35 pintasäädön toteuttamisen helpottamiseksi.

Keksinnön mukaista menetelmää edelleen edullisesti sovellettaessa siihen kuuluu denitrifikaatiovaihe 8 ja/tai biologinen fosforinpoistovaihe, jonka/joidenka aikana prosessoitavaa nestettä tuotetaan prosessitilaan 1 ilmastuksen ollessa keskeytettynä typenpoiston toteuttamiseksi anaerobisessa tilassa, minkä jälkeen 5 seuraa tarvittaessa edullisesti säädettävän pituinen seisokkijakso, tai vuorottelevasti suoritet- tu/suoritetut prosessoitavan nesteen takaisinkierrätys-ja ilmastointijakso/-jaksot biologisen fosforin poiston toteuttamiseksi anoksisessa tilassa, ja sen jälkeen 10 tarvittaessa edullisesti säädettävän pituinen seisokki- j akso.

Edelleen edullisena menetelmän sovellutuksena prosessoitavan nesteen happi- ja/tai typpioksidipitoisuutta 15 seurataan erityisesti prosessoinnin ohjaamiseksi denitrifikaatio- ja/tai biologisessa fosforinpoistovai-heessa.

Edelleen edullisena käytännön sovellutuksena on mahdol-20 lista keskeyttää ilmastus prosessitilan nestepinnan pysyessä vakiona ennalta määrätyn ajan ja käynnistää se uudelleen prosessitilan nestepinnan ryhtyessä nousemaan eli tuotettaessa siihen uutta nestettä.

25 Keksinnön mukaista menetelmää hyödyntävän laitteiston mitoitus lähtee ensinnäkin aktiivilietteen kuormituksesta SL. Se voidaan valita "pitkäilmastusprosessin" puolelta välille SL = 0,05..0,08..0,1 [kg BOD7/kg MLSS x d]. Mitoituksessa tilakuorma on OL [kg BOD7/d/V (i1— 30 mastusallas) m3] ja aktiivilietteen suhteellinen koko naismäärä MLSS [kg/m3] . Näiden tekijöiden keskinäinen riippuvuus on tunnetusti seuraava:

OL

35 SL = -

MT

, josta siis seuraa 9

OL

MLSS = -

SL

Koska keksinnön mukainen menetelmä toimii "käänteises-5 ti" poistamalla ilmastetun jäteveden ilmastusaltaan pohjalla olevan ilmastus-suodatuskerroksen läpi, saa MLSS olla huomattavasti korkeampi kuin tavanomaisessa selkeytys-laskeutusprosessissa. Tästä taas seuraa korkea tilakuorma ja sitä kautta ilmastusaltaan tilavuuden 10 "ennen näkemätön" pieneneminen:

Biologinen kuorma LbOD7 V (ilmastusallas) = - = -

Tilakuorma OL

15

Prosessin biologinen toiminta säilyy kuitenkin muuttumattomana ja turvallisena, kun aktiivilietteen kuormitus SL valitaan "turvalliseksi", josta esimerkkinä lukusarj a: 20 OL 0,3 0,5 0,8 1,0 1,2 1,4 SL = 0,08= -= -- -= -- -- - = - MLSS 3,75 6,25 10 12,5 15 17,5 1,6 1,8 2,0 25 20 22,5 25 Näin ollen, mikäli tavanomaisessa panospuhdistamossa on käytetty esimerkiksi tilakuormaa OL = 0,3 ja saatu 30 tällöin prosessitilan 1 tai ns. ilmastustankin tilavuu deksi esim. 4,0m3(l,2 kgBOD7/d), voidaan keksinnön mukaisella menetelmällä selvitä hyvinkin tilavuudella: 1,2 kgBOD7/d V ilm .=-- 1,0 m3 35 l,2kg/m3xd ja vieläpä, valitsemalla OL = 2, tilavuudella 0,6 m3.

10

Oheisiin piirustuksiin viitaten keksinnön mukaista menetelmää hyödynnettäessä jätevesi virtaa vapaasti tai pumpataan z ilmastustankkiin 1, jossa on ilmastus käynnissä. Kompressori C syöttää ilmaa esim. kuvan Ib mu-5 kaisessa toteutuksessa keskiputken 2/ 2b alaosaan, muttei aivan pohjalle. Keskiputken yläosassa olevat sähköohjatut venttiilit V2 ja V3 ovat kiinni. Ilmas-tusilma jaetaan esim. salaojaputkityyppisten reikäput-kien 3 kautta tasaisesti koko pohjalle, jossa suodatus-10 järjestelynä 4 on suurempimittakaavaisessa käytössä esim. suodatinsorakerros, kuten esim. salaojasuodatin-hiekkapatja tai pienemmissä toteutuksissa esim. irrotettavat lautassuodatinkiekot.

15 Hyvien puhdistustulosten aikaansaamiseksi aktiivi- lietettä tulee olla runsaasti saatavilla oleviin ravinteisiin nähden eli aktiivilietteen kuormitus SL (= Sludge Load) voi olla kokemusten mukaan esim. 0,08 [kg BHK7 / kg MLSS x d) so. tulevan jäteveden biologinen 20 hapentarve suhteessa kokonaisaktiivilietemäärään. Täten ilmastustankin tilavuutta voidaan pienentää huomattavasti, jos samalla aktiivilietteen sakeuden (MLSS) annetaan kasvaa. Menetelmässä siis käytetään tätä tilannetta hyväksi.

25

Ilmastustankin jäteveden pinnan noustessa ylärajalle pinnankorkeusrele pysäyttää ilmastuskompressorin C. Yhtyvien astioiden periaatteen mukaan jätevesineste nousee v hiljalleen pohjasuodattimen 4 läpi keskiput-30 keen pääosan kiintoaineesta jäädessä suodattimeen 4 (joka toimi edellisessä vaiheessa ilmastimena). Lyhyen odotusajan jälkeen logiikkakeskus avaa kiertoventtiilin V2 ja samalla kompressori C käynnistyy. Keskiputki 2b ilmansyöttöineen muuttuu heti ilmapumpuksi (ns. Mammut-35 pumppu), ryhtyen pumppaamaan ilmastettua jätevettä kiertoventtiilin V2 kautta yläpuolisena takaisinkierrä-tyksenä w ilmastustankkiin 1. Imuvirtaus pohjasuodattimen 4 kautta noudattaa virtausyhtälöä 11 V m

(—) = KxT A

Laskeutuva ja kerrostuva aktiiviliete muodostaa jatku-5 vasti lisäkerroksia, joten ilmastustankista poistuvan jäteveden kiintoainepitoisuus jatkuvasti laskee. Sopivan lisäajan kuluttua logiikkarele avaa lisäksi varsinaisen poistoventtiilin V3, missä yhteydessä kierto-vesiventtiili V2 sulkeutuu. Täten on käynnissä puhdis-10 tuneen jäteveden poistovaihe, joka kestää niin kauan kun pinnankorkeusrele toteaa alarajan ja sulkee poisto-venttiilin V3. Kompressori C on koko ajan käynnissä, joten ilman virtaussuunta muuttuu samalla hetkellä tapahtumaan edellisessä vaiheessa suodattimena toimi-15 neen pohjasuodattimen 4 läpi antaen ilmastusilman ilmastustankkiin 1. Samalla tämä ilmastusilma elvyttää ja huuhtelee pohjasuodattimen 4, joka toimii tässä vaiheessa siis vuorostaan ilmastimena. Myös kuvissa 2a ja 2b esitetyssä suurempimittakaavaisessa toteutuksessa 20 tapahtuu yläpuolinen ilmastus syöttämällä kierrätysvir- taus w edullisesti yhdellä tai useammalla pitkänomaisella reikä- tai suutinputkella JP laajemmalle alueelle prosessitilan nestepinnalle tai sen alapuolelle. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Edelleen kuvissa 2a ja 2b esitettyyn toteutukseen vii 2 taten on tässä yhteydessä mahdollista hyödyntää myös 3 apuilmastinta, kuten esim. ns. turbiini-ilmastinta D, 4 jota käytetään suodatinpinnalla tarpeen mukaan lisäha- 5 petustehon tuottamiseksi sen omalla pyöritysmoottorilla 6 avustettuna kompressori-ilman syötöllä tai sitten ilman 7 kompressori-ilman syöttöä. Kuvien 2a ja 2b esitetyn 8 mukaisessa toteutuksessa hyödynnetyn erillisen kierrä- 9 tyspumpun 6 vuoksi on hyödynnetty lisäventtiilejä V4 ja 10 V5 haluttujen virtaustoimintojen toteuttamiseksi yh- 11 teistyössä päätoimiventtiilien V2 ja V3 kanssa. Vastaa van tyyppisiä venttiilijärjestelyjä on luonnollisesti mahdollista hyödyntää myös esim. kuvien la - le mukai- 12 sissa toteutuksissa erillistä kierrätyspumppua hyödynnettäessä .

Kuvaan 2a viitaten prosessitoimintoja täydentää pump-5 paustankki X, jossa jäteveden syöttöpumpulla on varasto- ja odotustilavuutta sen aikaa, kun edellä kuvattu sisäinen tasaantumis- I, kierrätys- II ja pois-pumppausvaihe on käynnissä.

10 Jätevesien laadusta ja luonteesta riippuen voidaan toimintajaksotus eli esim. pinnankorkeusreleen differenssi säätää sopivasti. Samassa yhteydessä määräytyy jaksojen lukumäärä esim. per vuorokausi. Näin ollen keksinnön mukaisesti toteutettu prosessi kuuluu täten 15 SBR-tekniikan piiriin, ollen tavallaan panostekniikan ja jatkuvatoimisen järjestelmän välimuoto.

Prosessin ohjauksessa voidaan logiikkareleen avulla ottaa lisäksi aikajakso, jolloin erikoisjaksotuksella 20 denitrifikaatio (täydellinen typen poisto) ja biologi nen fosforin poisto ovat mahdollisia. Myös jäteveden määrän laskenta on mahdollista pulssilaskennalla.

Koska prosessiohjaus ei ole välttämättä aikaan sidot-25 tua, vaan ohjaus tapahtuu ilmastustankin pinnan korkeu den perusteella, tulee tämä ottaa huomioon käyttölogii-kassa. Esimerkiksi jos jäteveden pinnassa ei tapahdu muutoksia määrätyn ajan sisällä, voidaan ilmastus keskeyttää. Keskeytysjakson pituus riippuu bioprosessin 30 lainalaisuuksista. Pinnan nousun tapahtuessa eli kun uutta jätevettä virtaa sisälle, käynnistyy ilmastus heti. Kuvattu tilanne on eduksi erityisesti denitrifi-kaatioilmiölle ja myös biologiselle fosforin poistolle.

35 Dentrifikaation edellytykset (lämpötila, pH:n ja riit tävä ilmastus nitrifikaatiolle) ovat oikealla aktiivi-lietteen kuormituksen (SL) ja ilmastuksen mitoituksella olemassa. Sen lisäksi on happipitoisuus poisimuvaihees- 13 sa saatava O-tasolle. Tämä tapahtuu siten, että jäteveden sisään pumppauksen aikana kompressori C on pysäytettynä ja seisokkiaika säädetään kokemusperäisesti sopivan pituiseksi.

5

Biologinen fosforin poisto perustuu eräiden, kuten Acinetobacter-sukuun kuuluvien bakteerien kykyyn sitoa itseensä aerobisissa olosuhteissa ylen määrin fosforia ja anaerobisissa olosuhteissa vapauttamaan sitä. Näin 10 ollen biologinen fosforin poisto edellyttää jäteveden käsittelyjaksoa, jolla vesi ei sisällä liukoista happea, eikä typen oksideja (anoksinen tila). Ravinteita on lisäksi oltava riittävästi läsnä.

15 Prosessin toimintajaksotus on lähes saman tapainen kuin edellä denitrifikaatioprosessissa. Jätevettä pumpataan sisään ilmastuksen ollessa keskeytettynä ja jäteveden kierrätys tapahtuu kierrätysventtiilin V2 avulla. Ilmastus ja kierrätys tapahtuvat nyt vuoron perään.

20

On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä esitettyihin tai selitettyihin sovellutuksiin, vaan sitä voidaan keksinnön perusajatuksen puitteissa muunnella hyvinkin monella tavoin. Näin ollen on selvää, että keksinnön 25 mukaista menetelmää on mahdollista varioida hyvinkin monilta osin käyttämällä rakenteellisesti toisistaan poikkeavan tyyppisiä suodatus- ja virtausjärjestelyjä. Lisäksi on mahdollista täydentää keksinnön mukaista menetelmää täydentävin ohjausanturein, mittauslogiikoin 30 ja toimilaittein, kuten säätöventtiilein, takaiskuvent- tiilein jne. prosessin ohjauksen hienosäätöä silmällä pitäen. Lisäksi menetelmän yhteydessä on mahdollista hyödyntää myös eri prosessivaiheiden välissä tarpeen mukaan säädettäviä seisokki- tai odotusjaksoja proses-35 soinnin vakiinnuttamiseksi prosessitilassa. Lisäksi on mahdollista hyödyntää sinänsä tunnettua tekniikkaa fosforin poistamiseksi kemiallisesti esim. ns. rinnak-kaissaostusmenetelmää hyödyntäen, mikä tarkoittaa sitä, 14 että saostus tapahtuu biologisen prosessin rinnalla, eikä erillisenä vaiheena, jolloin saostuskemikaalia (tyypillisesti ferrosulfaattia (FeS04) syötetään pro-sessitilaan. Saostunut fosfori on tällöin poistettava 5 ylijäämälietteen mukana.

Claims (9)

15

1. Menetelmä biologiseen puhdistamiseen, joka perustuu prosessoitavan nesteen, kuten jäteveden puh- 5 distamiseen ainakin osittain panosperiaatteella toimi valla aktiivilieteprosessilla, jossa prosessoitavan nesteen ilmastus, puhtaan nesteen erotus ja puhdistuneen nesteen poisto tapahtuvat peräkkäisinä vaiheina samassa prosessitilassa, jolloin prosessoitavaa nestet-10 tä syötetään aktiivilietemassaa (M) sisältävään proses- sitilaan (1), jossa olevaa aktiivilietemassaa ilmastetaan ainakin alapuolisesti siihen virtausjärjestelyn (2) kautta oleellisesti prosessitilan pohjan yhteydessä olevan ilmanjakojärjestelyn (3) välityksellä johdetulla 15 ilmastusilmalla, prosessoitavan nesteen puhdistamiseksi aktiivilietemassassa olevia mikro-organismeja hapettamalla, niiden käyttäessä prosessoitavassa nesteessä olevia epäpuhtauksia ravinteenaan, tunnettu siitä, että prosessissa puhdistuneen nesteen erottaminen aktiivi-20 lietteestä ja poistaminen prosessitilasta (1) suorite taan johtamalla nestettä ainakin alapuolisen ilmastuksen keskeytettynä ollessa alapuolitse, aktiivilietemas-san (M) ja sen yhteydessä olevan suodatusjärjestelyn (4) lävitse, ja, että menetelmän tehostamiseksi siihen 25 kuuluu tasaantumis- ja takaisinkierrätysvaihe (I, II), jolloin prosessitilan (1) nestepinnan annetaan ensinnäkin tasaantua painovoimaisesti, yhtyvien astioiden periaatteella suodatusjärjestelyn (4) ja ilmanjakojär-jestelyn (3) kautta virtausjärjestelynä (2) tai sen 30 osana toimivaan tasaantumistilaan (5) tapahtuvalla virtauksella (v) , minkä jälkeen käynnistetään tasaantumistilaan suodattuneen nesteen takaisinkierrätys (w) prosessitilaan (1) aktiivilietemassan (M) kiinto- ainemäärän (MLSS) kasvattamiseksi sitä uudelleen ker-35 rostamalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktiivilietemassan (M) ilmastusta 16 ylläpidetään prosessoitavaa nestettä prosessitilaan (1) syötettäessä, että ilmastus keskeytetään ennen tasaantumisvaiheen (I) käynnistämistä ja, että ilmastus uu-delleenkäynnistetään ennen takaisinkierrätysvaiheen 5 (II) käynnistämistä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että prosessitilan (1) nestepinnan korkeutta seurataan seurantaelimillä (15/ 15a, 15b) 10 tasaantumisvaiheen (I) käynnistämiseksi prosessitilan nestepinnan saavuttaessa sille asetetun ylärajan.

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistetun 15 nesteen poistovaihe käynnistetään tietyn ajan kuluessa takaisinkierrätysvaiheen (II) päättymisestä ja lopetetaan prosessitilan (1) nestepinnan saavuttaessa sille asetetun alarajan. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-4 mukai 2 nen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävän nes 3 teen syötön prosessitilaan (1) ollessa keskeytettynä, 4 sitä välivarastoidaan prosessitilan (1) yhteydessä 5 olevaan puskuritilaan (x). 6 7

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-5 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että takaisinkier 9 rätysvaiheen (II) takaisinkierrätys (w) tuotetaan 10 Mammut-periaatteella tuottamalla ilmastusilmaa virtaus- 11 järjestelyllä (2), kuten tasaantumistilan (5) ulkopuo 12 lisella tai sen sisään sijoitetulla virtauskanavalla 13 (2; 2a tai 2; 2b) tai vastaavasti, tasaantumistilan (5) 14 alaosaan, etäisyyden (e) päähän prosessitilan (1) poh 15 jasta, ja/tai erillisellä, virtausjärjestelyyn (2) 16 kytketyllä kierrätyspumpulla (6). 17

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu denitrifikaatiovaihe ja/tai biologinen fosforin-poistovaihe, jonka/joidenka aikana prosessoitavaa nes-5 tettä tuotetaan prosessitilaan (1) ilmastuksen ollessa keskeytettynä typenpoiston toteuttamiseksi anaerobisessa tilassa, minkä jälkeen seuraa tarvittaessa tietyn pituinen seisokkijakso tai vuorottelevasti suoritet-tu/suoritetut prosessoitavan nesteen takaisin- 10 kierrätys- ja ilmastointijakso/-jaksot biologisen fos forin poiston toteuttamiseksi anoksisessa tilassa, minkä jälkeen seuraa tarvittaessa tietyn pituinen seisokki j akso .

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessoitavan nesteen happi-ja/tai typpioksidipitoisuutta seurataan erityisesti prosessoinnin ohjaamiseksi denitrifikaatio- ja/tai biologisessa fosforinpoistovaiheessa. 20

9. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmastus keskeytetään prosessitilan nestepinnan pysyessä vakiona ennalta määrätyn ajan ja käynnistetään uudelleen pro- 25 sessitilan nestepinnan ryhtyessä nousemaan eli tuotet taessa siihen uutta nestettä. 1 Patenttivaatimuksen 4 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että takaisinkierrätysvaiheen II 30 päättymistä seuraavan puhdistetun nesteen poistovaiheen käynnistysajankohtaa tai anaerobista tai anoksista tilaa seuraavan seisokkijakson kestoa säädetään. 18