FI69445C

FI69445C - BioFilter

Info

Publication number: FI69445C
Application number: FI844233A
Authority: FI
Inventors: Seppo Haekkinen; Pekka Ruokolainen; Juha Titoff
Original assignee: Enso Gutzeit Oy
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1984-10-29
Publication date: 1986-02-10
Also published as: FI69445B; FI844233A0

Description

BIOSUODATIN - BIOFILTERBIOS FILTER - BIOFILTER

69445 Tämä keksintö koskee jäteveden aerobiseen käsittelyyn tarkoitettua biosuodatinta ja erityisesti suodattimessa käytettäviä, vettä puhdistavien mikro-organismien kiinnittymisalustana toimivia elementtejä.69445 The present invention relates to a biofilter for the aerobic treatment of waste water and in particular to elements for use in the filter as a substrate for the purification of water-purifying microorganisms.

Esimerkiksi puunjalostusteollisuuden synnyttämien jätevesien puhdistuksessa käytetään kaksivaiheista prosessia, joka käsittää anaerobisen vaiheen sekä sitä seuraavan aerobisen vaiheen, joissa toimivat keskenään erilaiset mikro-organismit. Anaerobisessa vaiheessa, jossa puhdistuslaitteen voi muodostaa esim. leijukerrosre-aktori, tapahtuu vedessä olevien myrkyllisten yhdisteiden hajoamista, ja aerobisen vaiheen tarkoituksena on alentaa veden BOD- ja COD-arvoj a.For example, the treatment of wastewater generated by the wood processing industry uses a two-step process comprising an anaerobic step followed by an aerobic step in which different microorganisms interact. In the anaerobic stage, where the cleaning device can be formed, for example, by a fluidized bed reactor, the decomposition of toxic compounds in the water takes place, and the purpose of the aerobic stage is to lower the BOD and COD values of the water.

Puhdistusprosessin aerobisen vaiheen toteutuksessa on käytetty yleisesti biosuodattimia, joissa käsiteltävää jätevettä valutetaan ylhäältä alaspäin samaan aikaan kun sitä vastaan alhaalta ylöspäin johdetaan happipitoista kaasua, kuten ilmaa. Tavanomainen biosuo-datin käsittää puhdistusosan, jonka muodostaa kerros täytekappa-leita tai-elementtejä, joiden pinnoille veden puhdistumisen aikaansaava aerobinen mikro-organismi on kiinnittynyt. Kun vesi valuu täytekappaleiden pintoja myöten hitaasti alaspäin, tulee se tehokkaaseen kosketukseen täytekapplaieden välitse ylöspäin vir-taavan hapen kanssa, jolloin olosuhteet vedessä olevien epäpuhtauksien hapettumisella ovat edulliset.Biofilters have generally been used in the implementation of the aerobic stage of the purification process, in which the wastewater to be treated is drained from the top down while oxygen-containing gas, such as air, is passed against it from the bottom up. A conventional biofilter comprises a cleaning section formed by a layer of filling pieces or elements on the surfaces of which an aerobic microorganism providing water purification is attached. As the water flows slowly downwards along the surfaces of the fillers, it comes into effective contact with the oxygen flowing upwards between the filler plates, whereby the conditions for the oxidation of the impurities in the water are favorable.

Biosuodattimen puhdistusosan täytteenä on käytetty sepeliä, sekä viime aikoina ennen kaikkea erilaisia muovisia täytekappaleita. Näiden epäkohtana on kuitenkin suodattimen pyrkimys tukkeutua, mikä johtuu täytekappaleiden pinnoille aikaa myöten kerääntyvästä biolietteestä. Tukkeutumisen seurauksena suodattimen suodatusteho laskee, ja tehon palauttamiseksi on täytekappaleet ajoittain pestävä, mikä yleensä edellyttää täytekappaleiden poistamista suodattimesta.Crushed stone has been used to fill the cleaning part of the biofilter, and more recently, various plastic fillers. The disadvantage of these, however, is the tendency of the filter to clog, which is due to the bio-sludge accumulating on the surfaces of the filler pieces over time. As a result of clogging, the filtration efficiency of the filter decreases, and in order to restore the efficiency, the fillers must be washed from time to time, which usually requires the fillers to be removed from the filter.

On myös tunnettua käyttää biosuodattimessa mikro-organismin kiinnittymisalustana pystysuuntaisesti ripustettuja elementtejä, joilla voidaan aikaansaada laaja jäteveden ja happipitoisen kaasun 2 69445 välinen kosketuspinta ja samalla välttää tukkeutumisongelma.It is also known to use vertically suspended elements in the biofilter as a medium for the attachment of the microorganism, which can provide a wide contact surface between the wastewater and the oxygen-containing gas 2 69445 and at the same time avoid the problem of clogging.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa yllämainitulla periaatteella uudenlainen ratkaisu, jossa käytettävät elementit ovat yksinkertaisia, halpoja ja suodattimeen helposti asennettavia ja jolla saavutetaan hyvä puhdis tus teho ilman minkäänlaisia suodattimen tukkeutumiseen liittyviä ongelmia. Keksinnön muodostaa täten profiililtaan mutkittelevien putkikappaleiden käyttö jätevettä aerobisesti käsittelevässä biosuodattimessa, jossa putkikappaleet toimivat vettä puhdistavien mikro-organismien kiinnittymisalusta-na ja ovat ripustettuina pystyasentoon toisistaan erilleen siten, että vesi pääsee virtaamaan niiden lävitse ja välitse ylhäältä alaspäin ja happipitoinen kaasu alhaalta ylöspäin.The object of the present invention is to provide a novel solution based on the above principle, in which the elements used are simple, inexpensive and easy to install in the filter, and in which good cleaning efficiency is achieved without any problems related to clogging of the filter. The invention thus relates to the use of tubular bodies with a tortuous profile in a biofilter for aerobic treatment of waste water, in which the tubular bodies act as an attachment base for water purifying microorganisms and are suspended vertically so that water can flow through them and pass from top to bottom and oxygen from top to bottom.

Keksinnön mukaisesti käytettävät putkikappaleet ovat sopivimmin pituussuunnassa sinikäyrän muotoa vastaavasti poimutettuja sala— ojaputkia tai -putkiaihioita. Sa1aojaputket ovat yksinkertainen ja halpa massatuotantoartikke1i, jonka käyttö on putkien helpon saatavuuden ja alhaisten, kustannusten vuoksi erityisen edullista.The pipe pieces used according to the invention are preferably corrugated pipes or pipe blanks corrugated in the longitudinal direction in the shape of a blue curve. Protective pipes are a simple and inexpensive mass-produced article, the use of which is particularly advantageous due to the easy availability of the pipes and their low cost.

Keksinnön mukaiselle ratkaisulle on ominaista se, että putkikappa-leideri pinnoille puhdistusprosessin aikana kerääntyvä bioliete saadaan irtoamaan ja putoamaan itsestään suodattimen pohjalle ilman, että putkikappaleita tarvitsisi poistaa suodattimesta. Bio-lietteen irroituksessa voidaan käyttää mekaanisia apuvälineitä, vesisuihkua tai ravistusta, ja putkikappaleiden sisä- ja ulkopuoliset pystysuuntaiset aukot ja kanavat mahdollistavat sen, että irronnut bioliete pääsee putoamaan esteettömästi. Irronneen bio-lietteen poistaminen suodattimen pohjalta on helppoa, ja kaiken kaikkiaan suodattimen huollon vaatimat toimenpiteet muodostuvat hyvin yksinkertaisiksi.The solution according to the invention is characterized in that the bio-sludge accumulating on the surfaces of the pipe section bed during the cleaning process is caused to detach and fall by itself to the bottom of the filter without having to remove the pipe sections from the filter. Mechanical aids, water jets or shaking can be used to remove the bio-sludge, and the vertical openings and channels inside and outside the pipe sections allow the released bio-sludge to fall freely. Removing the loose bio-sludge from the bottom of the filter is easy, and overall, the procedures required for filter maintenance become very simple.

Keksinnön kohteena on edelleen biosuodatin puhdistettavan jäteveden aerobista käsittelyä varten, jossa vettä puhdistavien mikro-organismien kiinnittymisalustana käytetään pystyasentoon ripustettuja elementtejä, jotka ovat edellä esitetyn mukaisesti profiililtaan mutkittelevia putkikappaleita, jotka on ripustettu toisistaan erilleen siten, että vesi pääsee virtaamaan niiden lävitse ja välitse ylhäältä alaspäin ja happipitoinen kaasu alhaalta ylöspäin. Putkikappaleet ovat sopivimmin pituussuunnassa sinikäyrän muotoa vastaavasti poimutettuja sa1aojaputkia tai -putkiaihioita.The invention further relates to a biofilter for the aerobic treatment of wastewater to be treated, in which vertically suspended elements are used as an attachment base for water-purifying microorganisms, which are, as described above, tubular body sections with suspended profiles oxygen-containing gas from the bottom up. The pipe sections are preferably longitudinally corrugated protective tubes or pipe blanks in the shape of a blue curve.

3 694453 69445

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissaThe invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which

Kuvio 1 esittää osaksi leikattuna erästä keksinnön mukaista bio-suodatinta, jossa vettä puhdistavien mikro-organismien kiinnittymisal ustana käytetään pystyasentoon ripustettuja salaojaputkia,Figure 1 shows a partial section of a bio-filter according to the invention, in which drainage pipes suspended in a vertical position are used as a base for the attachment of water-purifying microorganisms,

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisessa biosuodattimessa käytettyä sa-laojaputkea,Figure 2 shows a drain tube used in the biofilter of Figure 1,

Kuviot 3-5 esittävät leikattuna biosuodattimeen ripustettuja salaojaputkia keksinnön kolmen eri sove1lutusmuodon mukaisesti, jaFigures 3-5 show a section of drainage pipes suspended in a biofilter according to three different embodiments of the invention, and

Kuvio 6 esittää leikkausta VI-VI kuviosta 5.Figure 6 shows a section VI-VI of Figure 5.

Kuviossa 1 on esitetty biosuodatin 1, joka on tarkoitettu puhdistettavan jäteveden aerobiseen käsittelyyn, jolla alennetaan jäteveden BOD- ja COD-arvoja. Puhdistettava jätevesi voi olla esim. puunjalostusteollisuudessa syntyvää jätevettä, jolloin biosuodattimessa suoritettava aerobinen käsittely muodostaa puhdistusprosessin toisen, anaerobista käsittelyvaihetta seuraavan vaiheen.Figure 1 shows a biofilter 1 for aerobic treatment of wastewater to be treated, which reduces the BOD and COD values of the wastewater. The wastewater to be treated can be, for example, wastewater generated in the wood processing industry, in which case the aerobic treatment performed in the biofilter forms the second stage of the purification process, following the anaerobic treatment step.

Biosuodatin 1 käsittää yläpäässään puhdistettavan jäteveden tulo-johdon 2, joka jakautuu kolmeksi haarajohdoksi 3, jotka on varustettu suodattimen sisäpuolella sijaitsevin hajoitussuuttimin 4. Hajoitussuuttimet 4 jakavat jäteveden tasaisesti suodattimen 1 koko poikkipinta-alalle. Käsiteltävä jätevesi virtaa suodattimessa 1 puhdistusosan 5 läpi ylhäältä alaspäin ja kerääntyy suodattimen alaosaan 6, josta se poistuu poistojohtoon 7. Suodattimen 1 alapää on lisäksi varustettu puhdistusprosessissa syntyvän kiintoainesta sisältävän lietteen poistoauko11 a 8. Puhdistusprosessissa tarvittava ilma tuodaan suodattimen 1 alaosaan johdosta 9 ja poistetaan suodattimen yläosasta poistoaukkoihin 10.The biofilter 1 comprises at its upper end a wastewater inlet line 2 to be treated, which is divided into three branch lines 3, which are provided with diffuser nozzles 4 located inside the filter. The wastewater to be treated flows in the filter 1 through the cleaning part 5 from top to bottom and collects in the lower part 6 of the filter, from where it exits to the discharge line 7. The lower end of the filter 1 is further provided with solids-containing sludge to the outlets 10.

Suodattimen puhdistusosassa 5, jossa jäteveden puhdistuminen aerobisen mikro-organismin vaikutuksesta tapahtuu, on mikro-organismin kasvualustana käytetty pystysuuntaisia salaojaputkia 11, jotka on ripustettu yläpäistään vapaasti riti1ämäiseen tukirakenteeseen 12.In the filter cleaning section 5, where the wastewater is cleaned by the aerobic microorganism, vertical drain pipes 11 are used as the growth medium of the microorganism, which are suspended at their upper ends freely in the ridge-like support structure 12.

6944569445

Sa1aojaputki11 a n on täten mahdollisuus liikkua toistensa suhteen, ja ollessaan kuvion 1 mukaisesti paikoillaan ne muodostavat väleihinsä puhdistusosan 5 läpi kulkevia pystysuoria aukkoja 13. Puhdistusprosessin aikana hajoitussuuttimista 4 suodattimen 1 yläosaan syötetty jätevesi valuu putkien .11 sisä- ja ulkopintoja myöten alaspäin samaan aikaan kun johdon ') kautta suodattimen alaosaan tuotu ilma virtaa putkien lävitse ja välitse alhaalta ylöspäin, ja tällöin jätevedessä olevat epäpuhtaudet hapettuvat putkien pinnoille kiinittyneen mikro-organismin toiminnan vaikutuksesta .The protection pipes 11a thus have the possibility of moving relative to each other, and when in place according to Fig. 1 they form vertical openings 13 passing through the cleaning section 5. During the cleaning process, the wastewater fed from the diffuser nozzles 4 to the filter 1 ) to the lower part of the filter flows through the pipes and passes from the bottom upwards, in which case the impurities in the waste water are oxidized by the action of the micro-organism attached to the surfaces of the pipes.

Puhdistusprosessin aikana kerääntyy salaojaputkien 11 pinnoille vähitellen biolietettä, joka lisääntyessään parantaa suodattimen kapasiteettia. Liika bioliete irtoaa itsestään putkien pinnoilta ja putoaa painovoiman vaituksesta pystysuoria aukkoja 13 myöten suodattimen 1 pohjalle. Putket voidaan tarvittaessa puhdistaa myös mekaanisesti ravistamalla tai esimerkiksi vesisuihkulla.During the cleaning process, bio-sludge gradually accumulates on the surfaces of the drain pipes 11, which, as it increases, improves the capacity of the filter. Too much bio-sludge detaches from the surfaces of the tubes and falls from the gravity to the bottom of the filter 1 all the way to the vertical openings 13. If necessary, the pipes can also be cleaned mechanically by shaking or, for example, with a water jet.

Kuviossa 2 on esitetty yksittäinen kuvion 1 mukaisessa biosuodat-timessa 1 käytettävä muovinen saiaojaputki 11. Kysymyksessä voi olla joko valmis rei’itetty salaojaputki tai reikiä vailla oleva putkiaihio. Salaojaputki 11 on poimutettu pituussuunnassa siten, että sen pituussuuntainen profiili vastaa muodoltaan sinikäyrää. Putki käsittää siten vuorotellen poimuja 14 ja syvennyksiä 15, jotka kasvattavat putken sisä- ja ulkopuolista pinta-alaa. Putken pää on varustettu koukulla 16, josta se ripustetaan tukiritilään 12 .Figure 2 shows a single plastic baffle tube 11 for use in the biofilter 1 according to Figure 1. It can be either a finished perforated drainage tube or a tubeless blank. The drain pipe 11 is corrugated longitudinally so that its longitudinal profile corresponds in shape to a blue curve. The tube thus alternately comprises corrugations 14 and recesses 15 which increase the inner and outer surface area of the tube. The end of the tube is provided with a hook 16 from which it is suspended on a support grid 12.

Kuviot 3 ja 4 esittävät kuvion 2 mukaisten salaojaputkien 11 sijoittelua biosuodattimeen vaakasuuntaisina poikkileikkauksina kahden eri sovellutusvaihtoehdon mukaisesti. Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty sove11utusmuoto, jossa on kuvioista 3 ja 4 poiketen käytetty kolmea eri1 ais ta putkikokoa sijoitettuna sisäkkäin. Kuvio 5 on leikkaus putkista vaakasuunnassa ja kuvio 6 erikokoisista putkista pystysuunnassa.Figures 3 and 4 show the arrangement of the drain pipes 11 according to Figure 2 in the biofilter in horizontal cross-sections according to two different embodiments. Figures 5 and 6 show an embodiment in which, in contrast to Figures 3 and 4, three different tube sizes are used nested. Figure 5 is a section of the pipes in the horizontal direction and Figure 6 of the pipes of different sizes in the vertical direction.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellu-tusmuodot eivät rajoitu edellä esitettyihin esimerkkeihin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.It will be clear to a person skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the examples given above but may vary within the scope of the appended claims.

1111

Claims

69445 5

Use of tubular sections (II) with a tortuous profile in an aerobic biofilter (1), in which the tubular bodies act as an attachment base for water-purifying microorganisms and are suspended vertically apart so that water can flow through them and pass through oxygen from top to bottom. gas from bottom to top.

Use of pipe pieces (11) corrugated in the longitudinal direction according to the shape of a sine curve according to claim 1.

Use of longitudinally corrugated drainage pipes or pipe blanks (11) according to claim 1.

Biofilter (1) for the aerobic treatment of the effluent to be treated, in which vertically suspended elements (11) are used as a base for attaching the water-purifying micro-orgasms, characterized in that said elements are tubular body sections (11) with a profile according to one of the preceding claims, are suspended apart so that water can flow through and pass through them from top to bottom and oxygen-containing gas from bottom to top.

Biofilter (1) according to Claim 4, characterized in that the elements are pipe sections (11) corrugated in the longitudinal direction in the shape of a sine curve.

Biofilter (1) according to Claim 4, characterized in that the elements are longitudinally corrugated drainage pipes or pipe blanks (11).

Biofilter (1) according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the pipe sections (11) are suspended freely so that they can move relative to one another.