NL1006507C1 - Afvalwater zuiveringsinstallatie. - Google Patents

Description

AFVALWATER ZUIVERINGSINSTALLATIE

De uitvinding betreft een inrichting voor het zuiveren van afvalwater omvattende een zuiveringsruimte gevuld met verschillende lagen waterdoorlatend materiaal met een tota-5 le dikte van tenminste één meter en begroeid met heliofyten en/of andere diepwortelende planten, toevoermiddelen voor afvalwater verbonden met een watertoevoer in de zuiveringsruimte en een waterafvoer uit de zuiveringsruimte.

Dergelijke inrichtingen zijn bekend en worden veelvul-10 dig toegepast op agrarisch bedrijven en boerderijen. Daarbij is de zuiveringsruimte uitgevoerd als een open sloot, waarbij eerst in de grond een gat gegraven is, die vervolgens gevuld wordt met de achtereenvolgende lagen waterdoorlatend materiaal, zoals zand, grind, lavasteen, turf en 15 dergelijke. De watertoevoer vindt aan de ene zijde van de sloot of een vijver met gegraven wanden plaats en de waterafvoer naar bijvoorbeeld het oppervlakte water aan de andere zijde.

Het nadeel van de bekende inrichtingen is dat het on-20 gezuiverde afvalwater in open verbinding staat met het grondwater, hetgeen niet meer toelaatbaar is in verband met de mogelijke milieuvervuiling. Het aanbrengen van folie als afscheiding blijkt in de praktijk onvoldoende te voldoen, omdat de wortels van de beplanting met heliofyten deze na 25 verloop van tijd doorboren en het materiaal door verwering verzwakt. Een ander nadeel is dat bij het aanleggen van de inrichting graafwerk moet worden verricht, dat in stenen ondergrond nauwelijks mogelijk is. Graafwerk wordt ook moeilijker gemaakt door een hoog grondwaterpeil en het aan-30 wezig zijn van leidingen, kabels en dergelijke. Ook is het na een aantal jaren vervangen van de begroeiing en het waterdoorlatend materiaal tijdrovend, omdat de verschillende lagen uitgegraven moeten worden.

De uitvinding beoogt bovengenoemde nadelen op te hef-35 fen en daartoe wordt de zuiveringsruimte gevormd door een 1 n Λ ' ? o 7 2 aan de bovenzijde open bak welke eventueel voorzien is van hijsogen. Door de zuiveringsruimte uit te voeren als open bak kan deze op eenvoudige wijze zonder graafwerk aangelegd worden, waarbij er geen gevaar is dat ongezuiverd afvalwa-5 ter in het grondwater kan komen.

Overeenkomstig een uitvoering van de uitvinding heeft de bak zodanige afmetingen dat deze over de weg transpor-teerbaar is. Hierdoor wordt bereikt dat de bak op een andere plaats dan bij de gebruiker in gereedheid kan worden ge-10 bracht en vervolgens bij de gebruiker geplaatst kan worden. Daarbij kunnen meerdere bakken naast, achter of boven elkaar geplaatst worden, waardoor de capaciteit aan de behoefte aangepast kan worden. Ook kan de bak op eenvoudige wijze vervangen worden, bijvoorbeeld na een aantal jaren of 15 als er vergiftiging is opgetreden met stoffen die nadelig zijn voor de zuivering en/of de heliofyten.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is de watertoevoer zodanig uitgevoerd dat de gehele zuiveringsruimte gelijkmatig bevloeid kan worden. Bij de bekende zuive-20 ringsinstallaties gebeurde dit aan een zijde, waardoor de voedingsstoffen voor de planten overwegend aan een zijde in de zuiveringsruimte stroomden en de planten ook overwegend aan een zijde groeien. Door de watertoevoer over het gehele oppervlak uit te voeren vindt de plantengroei en de zuive-25 ring over het gehele oppervlak van de bak plaats, waardoor bij eenzelfde oppervlak de capaciteit groter is.

Overeenkomstig een uitvoeringsvorm omvat de watertoevoer horizontale leidingen die geperforeerd zijn en die maximaal 1 meter onderlinge afstand hebben en maximaal 0,5 30 meter van de rand van de bak verwijderd zijn. Hierdoor wordt bereikt dat de watertoevoer gelijkmatig over het gehele oppervlak van de bak plaats vindt.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding is onder de watertoevoer een waterdoorlatende laag aange-35 bracht. Hierdoor wordt bereikt dat het toegevoerde water 1n o Λ 50 7 3 zich in horizontale kan verdelen en naar beneden kan zakken.

Overeenkomstig een uitvoeringsvorm is boven de watertoevoer een laag teeltaarde of een andere plantengroei be-5 vorderende laag aangebracht. Hierdoor wordt bereikt dat er luchttransport in de bak kan plaats vinden naar of via de wortels van de heliofyten en de erop of erbij levende mi-cro-organismen.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding is 10 de waterafvoer zodanig uitgevoerd dat de grondwaterstand in de bak gevarieerd kan worden. Hierdoor kan de grondwaterstand aangepast worden aan de gewenste plantengroei en het klimaat. Ook kan bijvoorbeeld tijdens de periode kort nadat de planten gepoot zijn de grondwaterstand laag gehouden 15 worden, waardoor de wortelgroei bevorderd wordt. Later tijdens gebruik van de bak als afvalwaterzuivering wordt de grondwaterstand dan weer verhoogd.

Overeenkomstig een uitvoeringsvorm is de waterafvoer uitgevoerd als een overstort. Hierdoor wordt bereikt dat de 20 grondwaterstand in de bak min of meer constant blijft en onafhankelijk is van watertoevoer via de toevoermiddelen of door in de bak vallende regen.

Overeenkomstig een aspect van de uitvinding is de onderste laag in de bak uitgevoerd als een waterdoorlatende 25 laag en in verbinding staat met de waterafvoer. Hierdoor worden de verschillende lagen in de zuiveringsruimte min of meer in verticale richting doorstroomt en wordt de gehele oppervlakte van de zuiveringsruimte optimaal benut.

Overeenkomstig een uitvoeringsvorm zijn de toevoermid-30 delen voorzien van een pomp voor periodieke toevoer van water in de bak. Hierdoor wordt bereikt dat de watertoevoer naar de zuiveringsruimte regelmatig over de tijd kan worden verspreid, waardoor uitdrogen van de planten en de bovenste laag in de zuiveringsruimte wordt voorkomen.

1006507 4

Overeenkomstig een verdere verbetering is de pomp verbonden met een opslagruimte voor ongezuiverd afvalwater. Hierdoor kan het afvalwater dat vaak in wisselende hoeveelheden aangevoerd wordt, naar in een gelijkmatige stroom 5 naar de zuiveringsruimte gebracht worden.

Overeenkomstig een verdere verbetering is er een afsluitbare verbinding tussen de aanzuig van de pomp en de afvoer van gezuiverd afvalwater. Hierdoor kan bereikt worden dat in perioden van langdurige afwezigheid van voldoen-10 de vervuild afvalwater het water voor een deel gerecircu-leerd wordt, ter voorkoming van het uitdrogen van de bovenste laag en de begroeiing.

Overeenkomstig een uitvoeringsvorm zijn de toevoermid-delen voorzien van een vetafscheider. Hierdoor wordt ver-15 vuiling van de zuiveringsruimte met vet voorkomen, hetgeen noodzakelijk is daar de heliofyten en de daarmee samenwerkende micro-organismen vet slechts moeizaam afbreken.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld dat wordt besproken met behulp van 20 een tekening, waarin figuur 1 een schematisch bovenaanzicht toont van een agrarisch bedrijf met een zuiveringsinstallatie, figuur 2 een schematische zijaanzicht toont van de zuiveringsinstallatie van figuur 1 25 figuur 3 een schematisch bovenaanzicht toont van bak met waterzuiverende begroeiing, en figuur 4 een schematische doorsnede toont van de bak volgens figuur 3.

De diagrammen geven de verschillende onderdelen sche-30 matisch weer, waarbij bekende en gebruikelijke constructies niet zijn weergegeven. In de verschillende figuren zijn overeenkomstige onderdelen zoveel mogelijk voorzien van dezelfde verwijzingscijfers.

In figuur 1 en figuur 2 is een produktiebedrijf 1 ge-35 toond, waar bijvoorbeeld groente wordt gereinigd en/of ge- 10 0 6 5 o 7 5 sneden. Daarbij kan afvalwater ontstaan dat zoveel verontreiniging bevat dat het niet op het oppervlaktewater geloosd mag worden. Het afvalwater uit het produktiebedrijf 1 wordt geloosd in een opslagruimte 5. Op hetzelfde bedrijf 5 is een boerderij 2 aanwezig, waar huishoudelijk afvalwater wordt geproduceerd, dat geloosd wordt in een septic tank 3, van waar het doorstroomt via een vetafscheider 4 naar de opslagruimte 5.

In de opslagruimte 5 is een pomp 6 geplaatst, die het 10 vervuilde water uit de opslagruimte 5 in een zuiveringsbak 7 kan pompen. Het in de zuiveringsbak 7 gezuiverde water stroomt via een afvoerleiding 10 in een effluent vijver 8 en vandaar via een afvoer 9 naar het oppervlakte water of een andere bestemming. Eventueel kan een deel van het water 15 uit de effluentvijver 8 teruggevoerd worden naar de opslagruimte 5, waarna het opnieuw in de zuiveringsvak 7 gepompt kan worden. Ook kan een deel van het gezuiverde water opnieuw gebruikt worden in het produktiebedrijf 1 of bijvoorbeeld in de toiletgroep van de boerderij 2.

20 Zoals in figuur 2 en 3 zichtbaar is bestaat de zuive ringsbak 7 uit een gesloten stalen bak 12 met een toevoer-leiding 11 en de afvoerleiding 10 en is de bak gevuld met een aantal lagen materiaal waarin Heliofyten groeien. De toevoerleidingen 11 liggen boven een poreuze laag en hebben 25 een zodanige afstand van elkaar en van de wand dat het gehele oppervlak van de bak bevloeid wordt. De hoogte van de bak 12 is ongeveer 1,20 m, hetgeen voor de meeste omstandigheden geschikt is. Diepere bakken zijn echter ook mogelijk, waarbij er om gedacht moet worden dat de bak trans-30 porteerbaar moet blijven om op eenvoudige wijze vervangen te kunnen worden. De stalen bak 12 is eventueel voorzien van hijsogen. In een alternatieve uitvoeringsvorm kan de bak 12 gemaakt worden van een ander dicht materiaal, zoals beton, kunststof en dergelijke.

1006507 6

De zuiverende werking van de zuiveringsbak 7 ontstaat doordat de Heliofyten H, dat diep wortelende planten zijn met holle stengels, zorgen voor een goede structuur en beluchting van de grond waardoor daar veel micro-organismen 5 kunnen groeien en verblijven. Het water wordt gezuiverd doordat deze micro-organismen de watervervuiling opnemen en bijvoorbeeld omzetten in plantaardig materiaal of mineraal slib.

In figuur 4 is een voorbeeld van de inrichting van de 10 zuiveringsbak 7 getoond. Daarbij is zichtbaar dat een grondwaterstand G wordt bereikt door de afvoerleiding 10 te laten overstorten. De stand van het grondwater G is eenvoudig in te stellen door het hoogste punt van de afvoerleiding 10 aan te passen, bijvoorbeeld door deze te draaien.

15 De grondwaterstand G is voor de juiste werking van de bak van belang, aangezien de micro-organismen in de buurt van de scheiding van natte en droge grond zeer actief zijn. Bij het inrichten van de bak met nieuwe planten wordt allereerst de grondwaterstand sterk verlaagd, waardoor de 20 wortelgroei gestimuleerd wordt. In deze periode wordt nog maar weinig vervuild water toegevoerd. Nadat de planten voldoende groot zijn wordt de grondwaterstand G tot een niveau van ongeveer 0,5 m onder de bovenkant gebracht.

In de stalen bak 12 zijn lagen van verschillende mate-25 rialen aangebracht. Van onderaf zijn dit een laag zand 13, een laag met zand en grind 14, waarbij de afvoerleiding 10 in deze lagen ligt, zodat de afvoer uit de bak 12 gelijkmatig kan plaatsvinden. Daarboven ligt een laag met lavasteen 15, een laag met grof kunststof materiaal 16, een laag met 30 poreuze kunststof korrels 16, een laag zand met kiezel 18, een laag teeltaarde met zand 19 en bovenin een laag teel-taarde 20. De toevoerleiding 11 ligt boven de laag zand met kiezel 18, waardoor het instromende water goed verdeeld wordt over de bovenzijde van de bak.

1006507 7

Door de bovenkant van de bak 12 af te sluiten met teeltaarde of andere waterdoorlatende materialen wordt voorkomen dat veel verdamping optreedt. Het optreden van veel verdamping is ongewenst omdat anders de kans groot is 5 dat de grond dicht slaat.

Om de plantengroei en de groei van de micro-organismen in stand te houden moet de watertoevoer zeer regelmatig plaats vinden. Een droogte periode van bijvoorbeeld meer dan een week kan funest zijn voor de organismen en daarom 10 zijn er maatregelen genomen die er voor zorgen dat de pomp 6 regelmatig water toe kan voeren. Deze maatregelen bestaan bijvoorbeeld uit een tijdklok die steeds elk uur de pomp enkele minuten start, maar ook voorzieningen dat het gezuiverde water vanuit de effluentvijver 8 kan recirculeren.

15 Door steeds ook ruime tijd geen water toe te voeren en door de grondwaterstand G ook niet te laag te maken is er periodiek rust in de bak 12, waardoor de groei van de micro-organismen bevorderd wordt, en daarmee de zuiverende werking.

20 De zuiveringsbak 7 kan ook op andere wijze toegepast worden, waarbij er gebruik wordt gemaakt van de mogelijkheid om deze zonder ingraven te plaatsen en om na verloop van tijd of bij vergiftiging de zuiveringsbak 7 te vervangen door een schone zuiveringsbak 7.

1006507

Claims (13)

1. Inrichting voor het zuiveren van afvalwater omvattende een zuiveringsruimte gevuld met verschillende lagen waterdoorlatend materiaal met een totale dikte van ten- 5 minste één meter en begroeid met heliofyten en/of andere diepwortelende planten, toevoermiddelen voor afvalwater verbonden met een watertoevoer in de zuiveringsruimte en een waterafvoer uit de zuiveringsruimte met het kenmerk, dat de zuiveringsruimte gevormd wordt door een aan de bo-10 venzijde open bak welke eventueel voorzien is van hijsogen.

2. Inrichting overeenkomstig conclusie 1 met het kenmerk, dat de bak zodanige afmetingen heeft dat deze over de weg transporteerbaar is.

3. Inrichting overeenkomstig conclusie 1 of 2 met 15 het kenmerk, dat de watertoevoer zodanig is uitgevoerd dat de gehele zuiveringsruimte gelijkmatig bevloeid kan worden.

4. Inrichting overeenkomstig conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk, dat de watertoevoer horizontale leidingen omvat die geperforeerd zijn en die maximaal 1 meter onder- 20 linge afstand hebben en maximaal 0,5 meter van de rand van de bak verwijderd zijn.

5. Inrichting overeenkomstig een der conclusies 1-4 met het kenmerk, dat onder de watertoevoer een water-doorlatende laag is aangebracht.

6. Inrichting overeenkomstig een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat boven de watertoevoer een laag teeltaarde of een andere plantengroei bevorderende laag is aangebracht.

7. Inrichting overeenkomstig een der voorgaande 30 conclusies met het kenmerk, dat de waterafvoer zodanig is uitgevoerd dat de grondwaterstand in de bak gevarieerd kan worden. * 0 0 6 5 o 7 , . . 9

8. Inrichting overeenkomstig een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de waterafvoer is uitgevoerd als een overstort.

9. Inrichting overeenkomstig een der voorgaande 5 conclusies met het kenmerk, dat de onderste laag in de bak is uitgevoerd als een waterdoorlatende laag en in verbinding staat met de waterafvoer.

10. Inrichting overeenkomstig een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de toevoermiddelen voorzien 10 zijn van een pomp voor periodieke toevoer van water in de bak.

11. Inrichting overeenkomstig conclusie 10 met het kenmerk, dat de pomp verbonden is met een opslagruimte voor ongezuiverd afvalwater.

12. Inrichting overeenkomstig conclusie 10 of 11 met het kenmerk, dat er een afsluitbare verbinding is tussen de aanzuig van de pomp en de afvoer van gezuiverd afvalwater.

13. Inrichting overeenkomstig een der voorgaande 20 conclusies met het kenmerk, dat de toevoermiddelen voorzien zijn van een vetafschelder. * 0 0 6 5 o 7