NL8002127A - Werkwijze voor de behandeling van afvalwater. - Google Patents

Description

ir ·'/ * f

Reg.nr. 114.211/vdS/JC

Werkwijze voor de behandeling van afvalwater.

De tegenwoordige werkwijzen voor de biologische zuivering van afvalwater werken zeer langzaam, doordat ze geheel afhankelijk zijn van de groei van micro-organismen en van het vermogen van micro-organismen tot het afbreken van organische stoffen.

5 De groei van die micro-organismen en hun vermogen tot het afbreken van organische stoffen hangen af van het evenwicht tussen voedingsstoffen en chemicaliën in het effluent en fluctuaties kunnen het systeem geheel uit evenwicht brengen, zodat het niet functioneert of in te sterke mate functioneert. De onvoorspelbaarheid en het 10 langzame verloop van de processen bij de biologische zuivering van afvalwater maken dat voor de zuivering van afvalwater op deze wijze grote bufferruimten en opslagruimten en grote apparaten nodig zijn.

Het uiteindelijk opruimen van het afvalwaterslib dat bij die werkwijzen ontstaat vormt een steeds moeilijker probleem. Er bestaat 15 dan ook duidelijk behoefte aan nieuwe, verbeterde werkwijzen voor de behandeling of zuivering van afvalwater.

Ruw water of ongezuiverd water bevat een mengsel van velerlei soorten onoplosbare en oplosbare vaste organische en anorganische stoffen. De onoplosbare vaste stoffen zijn gewoonlijk 20 stoffen die in het water bezinken of op het water gaan drijven respectievelijk stoffen die in het water in suspensie blijven. De bezinkende vaste stoffen zijn in hoofdzaak anorganische stoffen zoals zand, steentjes, metaaldeeltjes, terwijl stoffen die op het water gaan drijven veelal bestaan uit organische materialen, bij-25 voorbeeld uit papier, hout, kunststoffen of dergelijke. De vaste stoffen in suspensie, waaronder colloïden, zijn gewoonlijk organische stoffen, bestaande uit menselijke uitwerpselen, plantaardige materialen, oliën, vetten en dergelijke. De vaste stoffen in oplossing bestaan zowel uit organische als uit anorganische stoffen en 800 2 1 27 V 4 2 daaronder vallen urine, zepen, zouten en andere chemicaliën. Zelfs het water dat uit de gebruikelijke bronnen komt, bijvoorbeeld kraanwater, bronwater en rivierwater, bevat totaal 400-800 gew.dln» per miljoen vaste stoffen. Praktisch alle tegenwoordige werkwijzen 5 voor de behandeling of zuivering van ruw water vereisen een minimale behandeling van de vaste afvalstoffen om ze op te ruimen en zelfs dit wordt nog zoveel mogelijk beperkt tot een behandeling waarmee de anorganische bezinkende stoffen worden verwijderd. Alle organische gesuspendeerde vaste stoffen worden aan een microbiologische 10 behandeling onderworpen om de vaste stoffen af te breken tot oplosbare chemische stoffen en gassen. De vaste stoffen die op deze wijze worden omgezet in vloeistoffen worden teruggevoerd in het afvalwater effluent, waardoor de totale hoeveelheid opgeloste vaste stoffen in deze vloeistof wordt vergroot.

15 De van overheidswege gestelde voorschriften en eisen ten aanzien van de lozing van afvalwater worden steeds stringenter wat betreft de totale hoeveelheid vaste stoffen, bacteriën en giftige stoffen die in het effluent aanwezig mogen zijn; aan de eisen die tegen 1985 zullen gelden kan door geen van de tegenwoordig 20 gebruikte systemen worden voldaan. Het effluent dat uit een installatie voor de zuivering van afvalwater komt mag geen pathogene micro-organismen bevatten en om aan deze voorwaarde te voldoen, wordt het effluent behandeld met chloor voordat het wordt geloosd. Chloor reageert met stikstofverbindingen waardoor chemische stoffen worden 25 gevormd die uitermate giftig zijn voor vissen en voor het biologische leven, bijvoorbeeld gepolychloreerde bifenolen en aminechloriden die zowel giftig als carcinogeen zijn. Wanneer drinkwater wordt behandeld met chloor kan chloroform ontstaan dat carcinogeen is gebleken voor ratten en muizen; de EPA heeft vastgesteld dat chloro-30 form aanwezig is in alle drinkwater in de Verenigde Staten van Amerika.

Het komt er op neer dat de tegenwoordige werkwijze voor de zuivering van afvalwater en de tegenwoordige wijze waarop het effluent van een dergelijke zuivering wordt geloosd, niet 35 verhinderen dat de rivieren of oceanen, of andere gebieden waar het 800 2 1 27 i * 3 gezuiverde water wordt geloosd, verontreinigd raken? in de praktijk neemt de verontreiniging steeds toe. Het lijkt er op dat tot nu toe slechts de nadruk erop is gelegd om de zichtbare organische stoffen voor het blote oog onzichtbaar te maken en dat men, als 5 dit werd bereikt, eenvoudig toeliet dat de omgezette vloeistof werd behandeld met chloor om de pathogene organismen te vernietigen, waardoor slechts andere, extra, giftige chemicaliën worden gevormd die als ze in het effluent komen slechts de verontreiniging vergroten zonder de werkelijke verontreinigende stoffen te verwijderen.

10 De behandeling van afvalwater heeft twee facetten van groot belang. Het eerste facet is dat men een helder effluent wenst te lozen zonder dat dit leidt tot verontreiniging of verstoring van de biologische levenscyclus. Het tweede aspect is, dat men het organische slib dat bij de behandeling wordt gevormd wenst 15 om te zetten in een nuttig nevenprodukt.

Gezien de tegenwoordig duidelijke resultaten van de tegenwoordige wijze van behandeling van afvalwater, is het noodzakelijk een principiële verandering tot stand te brengen in de behandeling van huishoudelijk afvalwater of industrieel afvalwater 20 en van het uiteindelijke effluent waardoor in feite de verontreiniging wordt geëlimineerd en een effluent wordt verkregen dat veilig is voor het biologische leven terwijl tegelijkertijd misschien een nuttig nevenprodukt wordt verkregen voor het verder onderhouden van biologisch plantaardig leven op commerciële schaal.

25 De uitvinding heeft nu betrekking op een werk wijze voor de behandeling of zuivering van huishoudelijk of industrieel afvalwater waarbij er bijzonder aandacht aan wordt besteed dat het uiteindelijke effluent in verminderde mate is verontreinigd in plaats van sterker is verontreinigd met stoffen die gevaarlijk 30 zouden kunnen zijn of gevaarlijk zijn voor allerlei soorten van biologisch leven. Voor het tot stand brengen van deze werkwijze wordt er naar gestreefd aan vele fundamentele doeleinden te voldoen. Een van deze doelstellingen is, om in de eerste plaats uit het afvalwater alle bezinkende of op het water drijvende vaste stoffen en 35 vele van de gesuspendeerde vaste stoffen tot een deeltjesgrootte 8002127 * ί 4 van 20 of zelfs minder, direct en continu te verwijderen.

Als de vaste stoffen in de totale stroom zouden blijven, zouden ze, zonder dat daarmee enig reëel doel wordt nagestreefd of bereikt, op verschillende wijzen en in verschillende 5 mate reageren bij de verschillende chemische behandelingen. Er zijn bijvoorbeeld 1-1,5 kg ozon nodig voor chemische reactie met 1 kg vaste stoffen. Hoe minder vaste stoffen er in afvalwater aanwezig zijn, hoe minder ozon er bij gevolg voor chemische reacties nodig zal zijn.

10 Het spreekt eveneens vanzelf, dat als de vloei stof stroom nog slechts deeltjes bevat met afmetingen van minder dan 20 fan, de reactie met chemicaliën die uitvlokking, precipitatie, omzetting in gas en sterilisatie van colloidale suspensies en opgeloste vaste stoffen teweegbrengen, effectiever verlopen en dat 15 daarbij minder chemicaliën nodig zijn.

Het is een belangrijk kenmerk van de onderhavige uitvinding dat ozongas in zeer innig contact wordt gebracht met het effluent zodat de ozon in het effluent oplost en in innig contact komt met de moleculen van de vaste stoffen zodat oxydatiereacties 20 optreden waarbij de molecuulstructuur van die vaste stoffen wordt gewijzigd en mrecipitatiereacties, vorming van gassen en sterilisatie optreedt. Dit innige contact tussen ozon en het te behandelen effluent wordt tot stand gebracht door de ozon en de te behandelen vloeistof voor te mengen door middel van eductors, centrifugaal-25 pompen of soortgelijke inrichtingen en andere inrichtingen waarmee een krachtige menging tot stand wordt gebracht en die niet open zijn naar de atmosfeer, maar zijn begrensd door een huis waar het mengsel doorheen kan vloeien. Het mengsel van opgeloste ozon en ozongas met de vloeistof die oxydeerbare vaste stoffen bevat laat men in een 30 verstuivingsinrichting stromen, waar de vloeistof op een roterende schijf of in een roterende kom valt die roteert met een zodanige snelheid dat de omtreksnelheid van de rand van de schijf of kom cirka 6600 m/min. bedraagt, welke schijf of kom in een gesloten kamer is geplaatst en waarbij de vloeistof wordt verstoven voor 35 fijne druppeltjes als een mist of nevel, die langzaam omlaag zakt 800 2 1 27 5 i » door een net ozon gevulde omgeving, waardoor de oplosbaarheid van de ozon toeneemt en het meest innige contact tot stand komt tussen de moleculen van de te oxyderen vaste stoffen en de ozon moleculen*

Men laat de vloeistof met de opgeloste ozon zich verzamelen op de 5 bodem van de kamer waar deze vloeistof enige tijd verblijft zodat de chemische oxydatiereacties die uitvlokking, precipitatie of omzetting in gas teweegbrengen, volledig kunnen verlopen. Er wordt verder innig contact tot stand gebracht dankzij de hoge drukken die in de verstuivingsinrichting heersen en doordat de verstoven drup-10 peltjes op de binnenoppervlakken van de kamer botsen.

De geprecipiteerde stoffen, de uitgevlokte stoffen en de gassen worden verwijderd door middel van hydrocycloons, die een scheidingsgrens geven bij een deeltjesgrootte van cirka 5 ^un, waarna een helder, niet-giftig en steriel effluent overblijft waarin 15 alle biologische leven mogelijk is.

De vaste stof die eerder afgescheiden werd en die cirka 80 % water bevat, wordt op dezelfde wijze als hiervoor beschreven behandeld met ozon, maar daarbij wordt net voldoende ozon gebruikt om alle levende micro-organismen te vernietigen terwijl 20 slechts een minimale chemische oxydatie van de vaste stoffen optreedt. Dit wordt gevolgd door filtratie om de vloeistof af te scheiden waarbij een steriele pasta-achtige massa overblijft.

Deze pasta-achtige steriele massa kan worden behandeld door toevoeging van en mengen met een speciaal voor het 25 composteren van de betreffende stoffen en afbreken ervan tot een bruikbare organische meststof ontwikkelde niet-pathogene aerobe micro-organismen. Aan de pasta-achtige massa wordt een deel van het gecomposteerde en gedehydrateerde eindprodukt, dat uit de betreffende massa wordt verkregen, toegevoegd, waardoor het gevormde mate-30 riaal een geringer percentage vocht bevat en meer bros wordt. Om de kwaliteit van dit eindprodukt te verhogen, kunnen een klein percentage in de handel verkrijgbare chemische meststoffen en sporen elementen worden toegevoegd zodat na het composteren en dehydrateren een mengsel wordt verkregen dat een betere standaardmest vormt. Er 35 wordt zo een waardevol nevenprodukt verkregen uit de in het water 800 2 1 27 » £ 6 aanwezige vaste stoffen, waardoor de gehele werkwijze economischer wordt.

Door composteren van de betreffende organische stoffen onder specifieke geregelde omstandigheden, wordt het aantal 5 en de verscheidenheid van micro-organismen in de grond tot een maximum opgevoerd, waardoor een meststof voor pleinten wordt verkregen die een grotere hoeveelheid micro-organismen die voor het leven van planten nodig zijn, bevat en ook een voedingsmateriaal voor de micro-organismen wordt verkregen waardoor deze kunnen groeien op de 10 wijze waaraan zij gewoon zijn en zich tegelijkertijd aanpassen aan de nieuwe omgeving in de grond en daar een gezonde plantengroei geven.

Uiteraard is het uiteindelijke doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze voor de behandeling 15 van afvalwater op een zodanige wijze dat het effluent een minimale hoeveelheid totale vaste stof bevat en niet giftig is voor biologisch leven, vrij is van alle pathogene en niet-pathogene micro-organismen zodat het geloosde effluent geen verontreiniging teweegbrengt en biologisch leven niet nadelig beïnvloedt.

20 De behandeling van industrieel afvalwater dat opgeloste oxydeerbare anorganische en organische chemische stoffen bevat met ozon veroorzaakt oxydatie van deze chemische stoffen waardoor hun moleculaire structuur wordt gewijzigd en precipitaten ontstaan van onoplosbare oxyden en gasvormige produkten ontstaan, die 25 mechanisch uit het systeem worden verwijderd in geconcentreerde vorm en opruimbaar gemaakt kunnen worden in overeenstemming met de geldende eisen. Het effluent dat vrij is van die chemische stoffen kan dan opnieuw worden gebruikt of men kan het in een afvalwatersysteem lozen.

30 De uitvinding wordt nu nader beschreven aaui de hand van de figuren.

Pig* 1 geeft een schema weer voor de verwijdering van de gemakkelijk afscheidbare bezinkende stoffen, algemeen aangeduid als "zand", 35 Fig. 2 sluit aan op fig, 1, dit schema geeft de 800 2 1 27 i * 7 trappen weer waan: gesuspendeerde en colloidale vaste stoffen uit de hoofdstroom worden verwijderd en de trappen weer waar de stroom waaruit vaste stoffen zijn verwijderd wordt behandeld met ozon om chemische oxydatiereacties teweeg te brengen die uitvlokken, vor-5 ming van neerslagen, vorming van gassen en sterilisatie teweegbrengen.

Pig. 3 sluit weer aan op de voorgaande figuur en geeft de trappen weer voor de behandeling van vaste stoffen met ozon teneinde deze te steriliseren en voor de behandeling van het over-10 blijvende slib.

Pig. 4 sluit aan op fig. 3 en geeft de trappen weer voor het composteren van de vaste stoffen tot een meststof en toont het terugvoeren van gedehydrateerd materiaal.

In de figuren zijn steeds dezelfde onderdelen met 15 dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.

De voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt nu aan de hand van de figuren beschreven.

Pig. 1 geeft schematisch het eerste gedeelte van de behandeling van afvalwater weer, namelijk het afscheiden van 20 "zand'*. Hoewel in de volgende beschrijving steeds sprake is van gewoon stedelijk huishoudelijk afvalwater, kan de betreffende behandeling even goed worden toegeoast op andere soorten afvalwater die gewoonlijk niet terecht komen in het rioleringssysteem van steden of dorpen.

25 Afvalwater komt het systeem binnen via de leiding 10. Het afvalwater bestaat in hoofdzaak uit kraanwater en/of bronwater en rivierwater, welke verschillende soorten water alle 400-800 gew.dln. per miljoen totaal vaste stof bevatten maar gemiddeld cirka 500 gew.dln. per miljoen vaste stof bevatten, aan welk water 30 werd toegevoegd menselijke uitscheidingsprodukten, dierlijk afval, papier, chemicaliën, plantaardig materiaal, steentjes, zand, hout en allerlei andere produkten. Dit mengsel bevat zowel anorganische als organische bezinkende of bovendrijvende vaste stoffen, gesuspendeerde vaste stoffen, colloidaal gesuspendeerde vaste stoffen en 35 opgeloste vaste stoffen. De hoeveelheid bezinkende vaste stoffen, 800 2 1 27 » c 8 die gewoonlijk niet-organisch van aard zijn, varieert sterk van dag tot dag en ook van seizoen tot seizoen. Gesuspendeerde vaste stoffen die in hoofdzaak organisch van aard zijn komen in het afvalwater voor in een gemiddelde hoeveelheid van cirka 250-300 gew.dln. per 5 miljoen. De opgeloste vaste stoffen, bijvoorbeeld urine, detergentia en dergelijke variëren in hoeveelheid van cirka 100-150 gew.dln. per miljoen. De colloidaal gesuspendeerde vaste stoffen zijn gemiddeld aanwezig in een hoeveelheid van 50-100 gew.dln. per miljoen. Door leiding 10 wordt het afvalwater in een buffervat 11 geleid dat een 10 aantal uitlaten 12 kan hebben, afhankelijk van de hoeveelheid afvalwater die het systeem binnenkomt. Elke uitlaat is voorzien van een regelklep 14, die wordt bediend door een regelaar 15 die zo'n afsluiter automatisch opent als het niveau in het buffervat een bepaald maximum heeft bereikt en automatisch sluit als het niveau in het 15 buffervat een bepaald minimum heeft bereikt. De uit het buffervat komende stroom gaat via leiding 16 naar een verpulveraar, een pomp en maalinrichting 17, bijvoorbeeld een "Gorator" van Dorr-Oliver, waarvan de functie is om de deeltjesgrootte van de binnenkomende vaste stoffen gelijkmatiger, te maken. De uit de verpulveraar 17 20 komende stroom gaat via leiding 18 naar een pomp 20. De afvoerlei-ding 21 van de pomp 20 voert naar een hydrocyclooninstallatie 22.

De stroom uit leiding 21 wordt tangentiaal in de hydrocycloon 22 ingevoerd en de stuwpomp (pomp voor drukverhoging in een gesloten systeem) 20 houdt de voeding van deze installatie op een gewenste 25 constante druk.

Zoals in de figuur is weergegeven bestaat de hydrocycloon uit een bovenste cilindrisch gedeelte 23 waar de stroom binnenkomt. Axiaal omlaag lopend in dit cilindrische gedeelte 23 bevindt zich een buis 24 die zich uitstrekt tot net onder het cilin-30 drische gedeelte 23. Vanaf het cilindrische gedeelte 23 van de hydrocycloon 22 strekt zich een langwerpig conisch gedeelte 25 uit.

De rotatie van de tangentiaal ingevoerde stroom brengt voortdurend een wervelende beweging teweeg waardoor het zwaardere bezinkende materiaal en zand door centrifugale werking naar buiten wordt ge-35 slingerd tegen de binnenwand aan waar dit materiaal langs de _ 800 2 1 27

1 V

9 binnenwand van het conische gedeelte geleidelijk omlaag beweegt door de conische kamer. De vloeistoffractie die gesuspendeerde vaste deeltjes bevat en een kleiner soortelijk gewicht heeft wordt continu omhoog gevoerd in de buis 24 via de afsluiter 26 naar de afvoerlei-5 ding 27. De bezinkende vaste stoffen worden afgevoerd via de afsluiter 28. Opgemerkt wordt dat de vloeistofdruk constant is en continu wordt gehandhaafd door middel van de regelafsluiters 26 en 28.

Hoe groter de snelheid in de hydrocycloon 22 is en hoe groter de druk is hoe scherper de scheiding is tussen vloei-10 stof en gesuspendeerde vaste stof. Om een maximale scheiding tussen vaste stof en vloeistof te verkrijgen kan een aantal hydrocycloons met variërende afmetingen in serie worden gebruikt. De kenmerken en kenmerkende eigenschappen van hydrocycloons zijn algemeen bekend en er dient een zorgvuldige keuze te worden gemaakt van hydrocycloon-15 systemen om een gewenst resultaat, afscheiding van deeltjes met een bepaalde deeltjesgrootte te bereiken, rekening houdend met de verschillen in soortelijk gewicht. Hydrocycloons hebben geen bewegende delen, vereisen weinig onderhoud en geven een zeer efficiënte scheiding van vaste stoffen van vloeistoffen en bewerkstelligen die 20 scheiding direct en continu.

Zoals hiervoor opgemerkt is het doel van de hydrocycloon- (s) 22 het verwijderen van de anorganische bezinkende stoffen die algemeen worden aangeduid als "zand". Het zand en een deel van de gesuspendeerde vaste stoffen worden afgevoerd naar een klas-25 seerinrichting 30 (waarvan er verschillende typen in de handel verkrijgbaar zijn die alle bruikbaar zijn), die in fig. 1 schematisch is weergegeven als een bak met een hellende bodem 31. Over deze hellende bodem 31 wordt een harksysteem 32 bewogen, dat met een roterende beweging, het bezonken materiaal naar boven toe harkt naar 30 het afvoerpunt 33 toe. Een overlooprand 34 regelt het niveau van de vloeistof die de gesuspendeerde vaste deeltjes bevat en maakt het mogelijk dat vloeistof over de bovenrand van dat overloopschot heenloopt naar een afvoercompartiment 35. Op deze wijze worden vloeistof en daarin gesuspendeerde vaste deeltjes via leiding 36 teruggevoerd 35 naar het buffervat 11 waamade suspensie opnieuw verder ’wordt 800 2 1 27 * i 10 behandeld. Het zand dat wordt afgevoerd door de uitlaat 33 wordt op een geschikte wijze, bijvoorbeeld met behulp van een transportband of andere transportinrichting afgevoerd om als totaal afvalprodukt te worden geloosd.

5 Voor de behandeling van industrieel afvalwater kan het systeem zoals in fig. 1 is weergegeven desgewenst ook worden toegepast, afhankelijk van de deeltjesgrootte van in het water aanwezige vaste stoffen en de chemische geaardheid. Eenvoudig zeven van het afvalwater kan in dit geval ook vaak voldoende zijn.

10 Fig. 2 geeft schematisch de verwijdering van ge suspendeerde vaste stoffen, de toevoeging van chemicaliën en de behandeling van de stroom met ozon teneinde uitvlokking, vorming van neerslagen en gassen en sterilisatie teweeg te brengen door oxydatie en de verwijdering van deze produkten uit de stroom, weer.

15 Het huishoudelijke of industriële afvalwater, waaruit zand is verwijderd, wordt door leiding 27 (fig. 1 en fig. 2) in een hoge druk pomp 30 (fig. 2) gevoerd en vandaar via een leiding 31 naar een hydrocycloon van een gehele reeks (parallel en/of in ..... serie geschakeld) gevoerd, teneinde alle gesuspendeerde vaste deel-20 tjes met een deeltjesgrootte van meer dan 20 »m te verwijderen. Het schema van fig. 2 toont een aantal van dergelijke hydrocycloons die in een enkel huis zijn opgesteld en bestaan uit drie kamers, maar er kunnen ook andere opstellingen worden gemaakt waarbij niet gebruik wordt gemaakt van een enkel huis. De vloeistof komt bij het 25 in fig. 2 weergegeven systeem de kamer 32 binnen waarin elke hydrocycloon een tangentiale opening 36 heeft waardoor de vloeistof de eigenlijke hydrocycloon binnenstroomt, waar dan de vloeistof in een krachtige werveling wordt gebracht waarbij centrifugale krachten optreden waardoor de gesuspendeerde vaste deeltjes uit de vloeistof 30 worden afgescheiden dankzij het verschil in soortelijk gewicht. De geklaarde vloeistof stroomt centraal door een mondstuk in een kamer 33. De afgescheiden vaste stoffen worden door centrifugale krachten tegen het oppervlak van het conisch toelopende onderste gedeelte van de hydrocycloons geslingerd en vloeien daarlangs naar de kamer 35 34. Het drukverschil tussen de inlaat en de uitlaat voor de vloeistof, 800 2 1 27 11 de hoeveelheid vloeistof die door de hydrocycloons gaat en de snelheid van die vloeistof bepalen de grens voor de deeltjesgrootte waarboven de deeltjes worden afgescheiden en de mate waarin de vaste deeltjes in de hydrocycloons worden afgescheiden. Hoewel het ontwerp 5 en de constructie van een hydrocycloon altijd zodanig zijn dat daardoor in de eerste plaats de verschillende variabelen worden bepaald, kunnen die variabelen ten dele nog worden geregeld door middel van de afsluiters 37 en 39.

De vloeistof die door de afsluiter 39 gaat en 10 door leiding 40 naar een mengbak 41 wordt gevoerd, is vrij van gesuspendeerde vaste deeltjes met een deeltjesgrootte van meer dan 20 jm. en zal één of meer verschillende vaste stoffen in oolossing bevatten. Vanuit voorraadvaten 43, 44, 45 en 46 wordt vloeistof afgemeten voor het meevoeren van chemicaliën, 47 in vaste of vloeibare 15 vorm die, indien toegevoegd aan het afvalwater in de bak 41 daar één of meer gewenste chemische en/of fysische effecten teweegbrengen die hetzij de verdere oxydatiebehandeling bevorderen, bijvoorbeeld door verandering van de waardigheid of pH, fungeren als katalysator —en/of uitvlokreacties, precipitatiereacties en gasontwikkelende 20 reacties teweegbrengen.

Het afvalwater in bak 41 al of niet met chemische toevoegsels wordt via afsluiter 42 en leiding 50 naar een hoge druk pomp 51 gevoerd die het afvalwater via leiding 52 naar een voormeng-eductor voor ozon en vloeistof voert; deze eductor is een apparaat 25 waar een vloeistof door een mondstuk onder hoge snelheid in een venturi wordt geperst waardoor een gebied met een negatieve druk (vacuum) ontstaat, waardoor een andere vloeistof of gas innig kan worden gemengd met de hoofdvloeistofstroom. De vloeistof uit bak 41 komt het hoge druk gedeelte van de eductor 54 binnen en wordt door 30 een nauwe buis (mondstuk) 55 in een grotere buis (venturi) 57 geperst en vandaar in een afvoerbuis (kamer) 58, waarbij in de kamer 56 die is verbonden met de leiding 59 welke in verbinding staat met een ozon generator, een vacuum (negatieve druk) wordt ontwikkeld. Een stroom lucht (of zuurstof) met een hoog gehalte aan ozon erin wordt 35 in de eductor ingevoerd en innig gemengd met het afvalwater dat uit 800 2 1 27 12 de bak 41 komt.

Ozon is het krachtigste oxydatiemiddel dat bekend is. Ozon wordt ontwikkeld door droge lucht of zuurstof (C^) door een sterk elektrisch veld (corona) te leiden waardoor ionisatie van de 5 gassen wordt teweeggebracht, waarbij de zuurstof moleculen (0^) een extra zuurstofatoom verkrijgen en een molecuul ozon (0^) vormen.

Ozon is een zeer instabiel gas dat gemakkelijk weer ontleedt onder vorming van zuurstof. Het losgebonden ozon-atoom (O^ —*0^ + 0) heeft echter een grote affiniteit om in reactie te treden met en 10 veranderingen teweeg te brengen in de moleculaire structuur van allerlei oxydeerbare organische en anorganische stoffen. Ozon is oplosbaar in water en geeft een zuurstofanion dat chemische oxyda-tiereacties teweegbrengt indien het in contact komt met oxydeerbare ionen (oxydeerbare stoffen in oplossing). Als geen oxydeerbaar mate-15 riaal in de oplossing aanwezig is, verenigt het zuurstofatoom zich met een ander zuurstofatoom onder vorming van moleculaire zuurstof (02) (2 03 -*· 3 02).

Gewoonlijk zijn 1-1,5 gew.dln. ozon nodig voor volledige oxydatie van 1 gew.dl, oxydeerbare stoffen, maar er is 20 slechts een klein gedeelte van deze hoeveelheid nodig om volledige sterilisatie teweeg te brengen. De bereiding van ozon vereist 12-24 kWh elektriciteit voor de bereiding van 1 kg ozon, afhankelijk van de gebruikte apparatuur. Daarom is het, uit economisch oogpunt, essentieel om uit zoveel mogelijk gesuspendeerde vaste stoffen uit 25 de vloeistof te verwijderen voordat behandeling met ozon plaatsvindt.

Vanwege de instabiele aard van ozon en de neiging om weer te worden omgezet in zuurstof, is het noodzakelijk dat de vrije zuurstofatomen (anionen) zo snel mogelijk moleculen van de 30 te oxyderen stoffen vinden en ermee in contact komen. Daartoe moet de ozon grondig en snel met het te behandelen effluent worden gemengd zodat de ozon in oplossing wordt gebracht en in contact wordt gebracht met de oxydeerbare moleculen in de vloeistof.

Als ozon wordt gebruik onder drukken van meer 35 dan 70 kPa is de omzettingssnelheid van ozon in zuurstof vrij 800 2 1 27 13 aanzienlijk; daarom moet de afvoer van ozon uit de generator plaatsvinden onder een druk van minder dan 70 kPa; dit is de reden voor het gebruik van een eductor of pomp die de vereiste negatieve druk zal handhaven in de generator en het optreden van hoge drukken ver-5 hindert.

De uitermate corrosieve werking van ozon op metalen en vele kunststoffen vereist dat de oppervlakken die met ozon in contact kunnen komen worden bekleed met of worden vervaardigd uit polyvinylchloride (PVC), polytetrafluoretheen (bijvoorbeeld 10 Teflon), polyvinylideenfluoride (Kymar), keramische materialen of glas.

In fig. 2 wordt het afvalwater dat ozon bevat door een leiding 60 gepompt en vandaar via een roterende verbinding 61 door een holle as 63 van een met grote snelheid werkende elektro-15 motor 62 die met behulp van steunliggers is gemonteerd in een huis 64 gevoerd. Het ondereinde van de holle as 63 is geperforeerd zodat de vloeistof daaruit in horizontale richting naar buiten kan komen en op dat punt is de holle as verbonden met een naaf 65 met doorlaten voor de vloeistof, waardoor deze vloeistof in het centrum op 20 de bodem van een halfbolvormig kommetje 66 (roterende verstuiver) komt, welk kommetje door middel van de naaf 65 aan de holle as is verbonden. De roterende verstuiver 66, behoeft niet te zijn uitgevoerd als een halfbolvormig kommetje, maar een dergelijk halfbolvormig kommetje is wel een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm van 25 een dergelijke roterende verstuiver. Ook schijven of schoepvormige organen kunnen voor het verstuiven worden gebruikt. De omtreksnel-heid van de rand van het kommetje 66 kan variëren tussen 3000 en 18.000 m/min., afhankelijk van de eisen die gesteld worden, maar de meest effectieve snelheid is cirka 6600 m/min. Het doel van deze 30 inrichting is om de vloeistof die nu ozongas, lucht en opgeloste ozon bevat, in een zeer dunne laag met een dikte van de orde van enkele ^m tegen de zijwanden van het kommetje te drukken en geleidelijk omhoog te persen met een steeds groter wordende druk tot aan de rand van het kommetje waar de vloeistof in horizontale richting met 35 een enorme kracht en snelheid wordt weggeslingerd zodat als de 800 2 1 27 * 14 vloeistof met de atmosfeer in contact komt, de vloeistof in fijne druppeltjes als een nevel of mist uit elkaar wordt geslagen.

Deze nevel of mist bevindt zich in een geheel omsloten kamer of reactieruimte 67 met een voldoende diameter om 5 de nevel of mist te doen vormen zonder dat de druppeltjes direct tegen de zijwanden van de omsloten reactieruimte of kamer 67 botsen en met een voldoende diepte om de vloeistof zich op de bodem vein deze kamer te doen verzamelen en daarbij een voldoende verblijftijd bereiken zodat de chemische oxydatiereacties volledig kunnen verlo-10 pen. De kamer 67 is voorzien van een veiligheidsleiding 68 met een veiligheidsklep 69, zodat de druk in de kamer niet hoger zal worden dan 70 kPa. Aan de kamer is een afvoer met een regelafsluiter 70 aanwezig waardoor in de kamer een bepaald vloeistofniveau kam ontstaan en wordt gehandhaafd waarbij vloeistof met de vereiste snel-15 heid uit de kamer wordt af gevoerd.

Het doel van de vloeistofbehandeling in de kamer 67 is om de vloeistof in de vorm van fijne druppeltjes te dispergeren die tijdelijk worden gesuspendeerd in de met ozon gevulde omgeving. Het oppervlak van de vloeistof die met de ozon in contact komt wordt 20 enorm vergroot. Door het innige contact tussen de vloeistof en de ozon kunnen de zuurstofatomen (anionen) gemakkelijk in de vloeistof aanwezige componenten oxyderen. De optredende chemische oxydatiereacties veranderen de moleculaire structuur van de componenten waardoor precipitatie, vorming van gas en sterilisatie optreden.

25 De toegepaste drukken, het dispergeren en het botsen bevorderen alle de oxydatiereacties doo-rdat ze een inniger contact tot stand brengen.

De vloeistof die zich in het onderste gedeelte van de reactiekamer 67 verzamelt bevat een deel van de oorspronke-30 lijke gesuspendeerde vaste stoffen met een deeltjesgrootte van minder van 20 fimt de geprecipiteerde deeltjes ontstaan als gevolg van de oxydatiereacties met de opgeloste vaste stoffen en de bij de chemische reacties gevormde gassen, waarvan een deel zal ontwijken via de uitlaatleiding met de uitlaatklep 69 en bevat wat overgeble-35 ven opgeloste ozon die gemakkelijk zuurstof zal vorm-en en zal 800 2 1 27 15 ontwijken naar de atmosfeer.

De vloeistof uit de reactiekamer 67 gaat via de klep 70 en de leiding 71 naar een hoge druk pomp 72 en vandaar via een leiding 73 naar één of meer parallel geschakelde hydrocycloons 5 met een geringe diameter 77 met een soortgelijke opbouw als de eerder beschreven serie hydrocycloons, maar nu met zodanige afmetingen dat ze in staat zijn om alle gesuspendeerde vaste deeltjes met een deeltjesgrootte van minder dan 5 m te verwijderen. De vloeistof stroomt door tangentiële mondstukken 78, de geklaarde 10 vloeistof stroomt in een kamer 75 en de vloeistof waarin de vaste deeltjes zijn geconcentreerd stroomt in een kamer 76. Het slib in de kamer 76 dat cirka 20 gew.% vaste stof bevat en stroomt door een drukregelklep 81 in leiding 82. De geklaarde vloeistof stroomt door de kamer 75 en dan via een drukregelklep 79 in de leiding 80. 15 De geklaarde vloeistof is volledig steriel zonder enig levend micro-organisme en is volledig reukloos. Het water in leiding 80 is onschadelijk voor alle biologische leven. Desgewenst kan een verdere zuivering van dat water worden bereikt door middel van filtratie, omgekeerde osmose of elektrodialyse.

20 Er worden allerlei methoden toegepast voor het oplossen van ozon in water: (1) door het water laten borrelen van ozon door middel van een geperforeerde diffundeerorganen. Deze wijze van oplossen van ozon geeft zeer weinig contact tussen de ozon en de moleculen van oxydeerbare vaste stoffen zodat geen uit-25 voerige oxydatiereacties optreden daar de watermassa groot is in vergelijking met het oppervlak van het water dat met de ozon in contact komt. (2) Door het water via mondstukken te verspuiten in een met ozon gevulde omgeving. Om een fijne dispersie van het water te verkrijgen moeten nauwe mondstukjes worden gebruikt met 30 zeer hoge waterdrukken en zelfs hele kleine deeltjes vaste stof kunnen de mondstukken verstoppen. Voorts zijn de waterdruppels in een dergelijk geval veel groter dan de druppeltjes die worden verkregen met behulp vein roterende verstuivers. Met dergelijke mondstukken kunnen slibachtige vaste stoffen niet worden gedispergeerd. 35 (3) Invoeren van ozon in eductors of in de zuigkant van een 800 2 1 27 16 centrifugaalpomp. Deze wijze van oplossen van ozon in water is effectief, maar het contactoppervlak tussen de vloeistofmassa en de ozon is beperkt. Bij de uitvinding wordt van een eductor of pomp voor het invoeren van ozon in water slechts gebruik gemaakt 5 als een voormengtrap, waarna een roterende verstuiver wordt gebruikt voor het verstuiven van de vloeistof en ozon.

Pig. 3 geeft schematisch de verdere behandeling van het afvalwaterslib weer ter vernietiging van levende micro-organismen (sterilisatie) en ter verkrijging van een reukloos pro-10 dukt dat verder kern. worden verwerkt tot een mest. Hoewel een voldoende hoeveelheid ozon het grootste deel van de vaste stoffen in het slib chemisch kan omzetten en afbreken, is dit niet het doel van de onderhavige behandeling, daar het produkt nuttiger kan worden gebruikt als nest. Voor sterilisatie is slechts een zeer 15 geringe hoeveelheid ozon nodig in vergelijking met de hoeveelheid die nodig is voor volledige oxydatiereacties.

Het slib uit leiding 38 en leiding 82 (zie fig.

2) dat cirka 20 gew.% gesuspendeerde vaste stoffen bevat, wordt in een lage druk pomp 90 ingevoerd en vandaar via een leiding 91 naar 20 een buffervat voor slib 92, dat is voorzien van een regelklep 93.

Het slib stroomt door de regelklep 93 en leiding 94 naar de zuig-kant van een centrifugaalpomp 96. Op zijn weg naar de zuigkant van de centrifugaalpomp wordt in de leiding ook ozongas en lucht ingébracht. Een centrifugaalpomp voor het oplossen van ozon in het slib 25 betekent een andere wijze van mengen dan het gebruik van een eductor, maar ook elke andere werkwijze kan worden gebruikt. Aan een eductor met een hoge druk pomp zoals is weergegeven in fig. 2 wordt voor het voormengen van ozon met slib echter de voorkeur gegeven, omdat de eductor een betere negatieve druk voor het ozongas geeft en de 30 stromingscapaciteit van de vloeistof door inbrengen van het gas niet belemmert, terwijl het invoeren van een dergelijk gas in een centrifugaalpomp wel de pompcapaciteit vermindert.

De pomp 96 voert het mengsel van vloeistof en slib gemengd met een bepaalde hoeveelheid ozon naar een reactievat 35 104 waar het mengsel op precies dezelfde wijze als beschreven bij 800 2 1 27 17 fig. 2 door middel van een roterende verstuiver wordt verstoven.

De fysische functie van/Ëet chemische reactie-effect bereikt in het reactievat 104 zijn anders dan werd beschreven in verband met het reactievat 67, in fig. 2. De vaste deeltjes die 5 vanaf de rand van het roterende verstuiverkommetje worden weggeslingerd hebben een veel groter soortelijk gewicht dan de vloeistof en krijgen een grotere kinetische energie waardoor de gesuspendeerde vaste deeltjes terwijl ze hun baan doorlopen van de vloeistof worden gescheiden. De gesuspendeerde vaste deeltjes botsen in het algemeen 10 op de zijwand van de reactiekamer en rollen dan in een dunne laag langs de wamden omlaag om onderin het vat weer te worden gemengd met de vloeistof die zich in het onderste gedeelte van de kamer verzamelt, terwijl de vloeistof uiteenspat in een regen of mist die langzaam omlaag zakt en zich verzamelt in het onderste gedeelte van 15 de reactiekamer. Dit gehele proces vindt plaats in een met ozon gevulde omgeving waardoor een innig contact ontstaat tussen de vaste stoffen en vloeistoffen en ozon waardoor een oxydatiereactie tot stand komt waardoor de vaste stoffen en de vloeistoffen worden gesteriliseerd.

20 Het gesteriliseerde en gedeodoriseerde slib dat cirka 20 gew.% vaste stof bevat wordt uit het reactievat 104 afgevoerd via een regelklep 107 en een leiding 108 naar pomp 109 en vandaar via leiding 110 naar een of andere filterinrichting gevoerd; bij voorkeur is dit een continu werkende vacuumfiltratie-inrichting 25 zoals weergegeven in fig. 3, algemeen gesproken omvattende een bak 112 voor het opvangen van vloeistof waarin een geperforeerde trommel 113 roteert die steunt op een geperforeerde holle as via welke holle as in de kamer 111 die zich in de trommel 113 bevindt door middel van een vacuumpomp 119 een negatieve druk wordt teweeggebracht. Door 30 dezelfde holle as steekt ook een buis met een vertikaal omlaag lopend stuk 115 dat steeds in de vloeistof blijft steken die voortdurend dankzij het vacuum door de geperforeerde trommel naar binnen wordt gezogen en welke buis is verbonden met een pomp 120 waardoor de vloeistof in de leiding 121 wordt gebracht en vandaar naar het buffer-35 vat 11 uit fig. 1 voor hernieuwde behandeling.

800 2 1 27 18

De geperforeerde trommel 113wordt In het algemeen bedekt met een filterdoek waarop eerst een dunne laag van een fil-terhulpmiddel wordt afgezet. De vaste stoffen worden door het filter tegengehouden terwijl de vloeistof door het laagje filterhulpmiddel 5 en filterdoek heengaat dankzij de negatieve druk die in de kamer 111 heerst. De steriele en gedeodoriseerde pasta-achtige afgefil-treerde slibmassa 116 bevat nu cirka 50 % vocht en wordt van het oppervlak van de trommel afgeschraapt en opgevangen in een transportinrichting 117 die deze massa naar een slibpomp 118 voert en van-10 daar door een leiding 119 afvoert voor verdere behandeling.

De verdere behandeling die plaatsvindt wordt schematisch weergegeven in fig. 4. De vaste stoffen van het slib die in hoofdzaak bestaan uit organische materialen afkomstig van menselijke uitscheidingsprodukten en plantaardige stoffen bevatten, 15 na composteren, 3-5 % fosfor (als P2°^) en cirka 3 % kalium (als K20>.

Voor biologisch leven zijn nodig stikstof, fosfor en kalium en sporen hoeveelheden van vele andere elementen om de groei en voortplanting te onderhouden. De ontleding van organische 20 materialen wordt teweeggebracht door enzymsystemen die worden gevormd door de groei van micro-organismen; de enzymen ontleden de organische materialen en leveren op him beurt zo weer voedingsstoffen voor de micro-organismen. Ongelukkigerwijze is dit essentiële element in de ecologische levenscyclus, dat wil zeggen de groei 25 van micr^-organismen in de grond, in de moderne landbouwsystemen waarin meer en meer chemische meststoffen worden gebruikt voor het in stand houden van oogsten en voor het aanvullen van tekorten aan voedingsstoffen, sterk verwaarloosd. Als het plantenleven zwakker wordt, neemt in het leven van insekten toe. Pesticiden worden dan 30 weer gebruikt om de insekten te vernietigen, maar ongelukkigerwijze doden dezelfde pesticiden ook micro-organismen. Men kan redelijkerwijze alle te verwachten ontwikkelingen voorzien en voorzien wat uiteindelijk de resultaten zullen zijn.

Gevonden werd nu dat door de vaste stoffen die 35 bij de werkwijze volgens de uitvinding worden verkregen te gebruiken, 800 2 1 27 19 grond weer kan worden hersteld en levensvatbaar worden gemaakt voor de groei van micro-organismen en voor het herstellen van het biologische leven. Er worden speciale stammen van micro-organismen ontwikkeld en die worden opgenomen in een produkt dat verder bepaalde 5 organische chemische stoffen omvat die tezamen een ginetische omgeving leveren waardoor de groeisnelheid van micro-organismen en plantenleven wordt versterkt.

Volgens de uitvinding werd gevonden dat het kernpunt bij het composteren van organisch materiaal ter bereiding van 10 mest is, dat men het aantal micro-organismen in de compost zo hoog mogelijk moet maken en dat men het organische materiaal niet moet verkleinen tot een humus-achtige as. Dit vereist het beëindigen van de ontleding van organische stoffen als de telling van het aantal micro-organismen een maximum heeft bereikt en dat men daarna het 15 produkt moet dehydrateren bij een lage temperatuur van niet meer dan 54° C om niet de enzymen te vernietigen en de micro-organismen in sporenvorm te houden. Hierdoor kunnen de micro-organismen hun oorspronkelijke voedingsomgeving behouden waardoor ze zich kunnen aanpassen aan de nieuwe voedingsomgeving van de grond en zo hun 20 activiteit voor de vorming van de noodzakelijke plantenvoedingsstof-fen snel kunnen vergroten.

Het aanvullen van de grond met micro-organismen helpt niet alleen bij de ontleding van organische stoffen in de grond, maar ook bij het afbreken van de overmaat aan chemische 25 meststoffen en van sommige pesticiden tot onschuldige chemicaliën. Voortgezet gebruik van de extra micro-organismen en gecomposteerd organisch materiaal zal deze werking versnellen en naar gehoopt kan worden de grond weer herstellen zodat die de oorspronkelijke vruchtbaarheid terugkrijgt. Om dit resultaat te bewerkstelligen, wordt 30 aan de organische stoffen een zeker percentage sporenelementen en chemische meststoffen toegevoegd. Er worden bijvoorbeeld voldoende chemische meststoffen toegevoegd om een N:P:K verhouding te verkrijgen van 8:5:3, en daarnaast 5 % sporenelementen.

Zoals in fig. 4 is weergegeven wordt de suspensie 35 die door de suspensiepomp 118 in leiding 119 wordt gepompt (zie fig.

800 2 1 27 20 3) naar een menger 181 gevoerd die in staat is om zwaar kleverig materiaal zodanig te verwerken dat de toevoegsels er grondig in worden verdeeld en opgenomen» Daar de vaste stoffen steriel zijn gemaakt om alle pathogene micro-organismen te vernietigen, worden 5 nieuwe niet-pathogene composterende micro-organismen toegevoegd (uit vat 186), bij voorkeur die micro-organismen die speciaal zijn bereid volgens de in deze aanvrage beschreven methodiek. Bij voorkeur bevinden de micro-organismen zich in een gedehydrateerde sporenvorm en wordt daarvan een voorraad aangehouden in het voor-10 raadvat 186 van waaruit dan door middel van een afmeetsysteem 187 worden afgemeten en in de menger 181 gebracht. De micro-organismen kunnen bijvoorbeeld geschikt worden toegevoegd in een hoeveelheid van 1 kg gedehvdrateerd micro-organismenmengsel per 10.000 kg droge vaste stof.

15 De kleverige vaste stof massa die tenminste 60 % vocht bevat kan in deze vorm niet goed worden gedehydrateerd, maar pas wanneer het produkt in een meer brosse vorm verkeert. Om dit produkt brosser te maken wordt in een eerder stadium al gedehydrateerde en gecomposteerde vaste stof 200 door middel van een transport-20 systeem 183 via een voorraadvat 185 met een afmeetsysteem 188 teruggevoerd naar de menger 181 en daar grondig met de vaste stoffen gemengd. Dit terugvoeren van gedehydrateerd materiaal verhoogt het vaste stof gehalte van het produkt, bijvoorbeeld van 40-60 %, waarbij een produkt bestemd voor composteren en dehvdrateren overblijft 25 met een vochtgehalte van 40 %.

De afbraak van micro-organismen in de grond en het voortdurende gebruik van de grond, al of niet met een wisselsysteem van op een bepaald grondareaal te verbouwen gewassen, leidt ertoe dat de voor plantengroei en voor een gezonde ecologische levenscy-30 clus noodzakelijke sporenelementen in de grond uitgeput raken. Daarom zal toevoeging van sporenelementen ter verkrijging van een op de markt goed verkoopbare mest van hoge kwaliteit de waarde van de mest nog aanzienlijk verhogen. Geconcentreerde sporenelementen komen voor in bepaalde gedolven mineralen en toevoeging van deze mineralen 35 aan de compostmest bevordert niet slechts de groei van micro-organismen 800 2 1 27 21 maar verhoogt ook de waarde van de mest voor het bevorderen van plantengroei en bevordert ook het opnemen van deze sporenelementen via de planten door mensen en dieren die de betreffende planten eten* Gezonde krachtige planten zullen ook minder gemakkelijk 5 worden aangetast door insekten, net al gezonde mensen en dieren minder makkelijk worden getroffen door ziekten.

De sporenelementen worden in de vorm van een droog poeder of droge korreltjes via een voorraadvat 190 met een afmeetsysteem 192 in de menger 181 gebracht, in een zodanige hoeveel-10 heid dat ze 5 % van het droge gewicht van de compostmest vormen.

De hoeveelheid sporenelementen die wordt toegevoegd kan gelijk zijn aan de hoeveelheid die nodig is om de grond in de door de klant gewenste mate aan te vullen. Hoewel eventuele chemische meststoffen volledig uit de grond geëlimineerd kunnen worden bij gebruik van 15 een voldoende hoeveelheid compostmest, kan het onmiddellijk verwijderen van chemische meststoffen nadat deze tientallen jaren zijn gebruikt, een ernstige verkleining van de oogsten teweeg brengen. Om een volledige mest van hoge kwaliteit te verkrijgen zal men bij voorkeur ook wat chemische meststoffen aan de compostmest toevoegen 20 waardoor de waarde en bruikbaarheid van de compostmest sterk wordt vergroot. Daar compostmest reeds stikstof, fosfor en kalium bevat, hoeven slechts geringe hoeveelheden van deze elementen te worden toegevoegd om een aanvaardbare verhouding van de betreffende elementen te bereiken van bijvoorbeeld 8 % stikstof, 5 % fosfor en 3 % 25 kalium, of welke andere verhouding de klant ook wenst. Het chemische meststoffenmengsel dat in voorraad wordt gehouden in het vat 191 bestaat uit de vereiste stoffen om het stikstof-, fosfor- en kalium-gehalte van het compostmengsel op de juiste waarde te brengen en dit mengsel van chemische meststoffen wordt vanuit het voorraadvat 191 30 via een afmeetsysteem 193 in een zodanige hoeveelheid aan de menger 181 toegevoerd, dat een eindprodukt wordt verkregen dat de vereiste hoeveelheid van deze chemicaliën bevat. Daar deze stoffen met het materiaal in het mengvat 181 worden gemengd, kan zo een volledig produkt worden verkregen dat, dankzij het mengen en door het regelen 35 van de verhouding van de verschillende componenten een zo goed 800 2 1 27 22 mogelijke mest voor commercieel gebruik oplevert.

Het gemengde materiaal verlaat de menger 181 via de uitlaat 194 en gaat dan door een leiding 195 naar een transportsysteem 196, waarna het in de gerede brosse vorm door leiding 197 5 naar het composteervat 200 wordt gevoerd. Als er voor het composte-ren een zekere verblijftijd nodig is, kunnen een aantal composteer-vaten in serie worden gebruikt, bijvoorbeeld het vat 200 met de vaten 200^ en 2002· Het composteervat 200 en de wijze waarop het produkt daarin wordt behandeld verschillen van de conventionele 10 praktijk in die zin dat de compost niet steeds wordt gekeerd. Het doel hiervan is om het produkt niet om te zetten in humus, maar veeleer een produkt te verkrijgen met een hoog bacteriëngehalte zoals nodig is voor plantengroei. Humus levert niet de vereiste bacteriën of micro-organismen die nodig zijn voor de groei en zonder 15 welke de grond in slechte conditie raakt. Daartoe wordt het composteervat 200 verwarmd met warme lucht door middel van een aanjager 201 en een verwarmingsinrichting die algemeen is aangeduid met 202. De branders 203 worden zo geregeld dat een bepaalde temperatuur optreedt, zodat de compostering in het composteervat begint met een 20 temperatuur van 35 è. 36° C waarbij een snelle activering van de bacteriën optreedt.

De composthoop bevindt zich in een kistvormige constructie uit hout, beton of een ander geschikt materiaal, 200, die aan de bovenzijde open is zodat gassen kunnen ontsnappen. De 25 betreffende constructie kan een vierkante of rechthoekige doorsnede hebben of een willekeurige andere vorm hebben. De bodem van deze constructie bevindt zich op een zekere afstand van en is van het resterende gedeelte gescheiden door een zeef of rooster 198 waardoor een open ruimte 199 overblijft waardoor lucht onder verhoogde 30 druk via een regelafsluiter 204 (of 2042 of 2043) kan worden toegevoerd. Op de zeef of het rooster 198 ligt het door micro-organismen te ontleden organische materiaal 197-1. De statische tegendruk of weerstand voor een bepaalde stroom lucht die door het rooster of de zeef 198 gaat en die door het rooster of de zeef wordt veroor-35 zaakt moet altijd groter zijn dan de tegendruk die wordt veroorzaakt 800 2 1 27 23 door het produkt boven het rooster of de zeef {zie Amerikaans octrooischrift 3.063.848), om een gelijkmatige verdeling van de lucht door het produkt gaat te verzekeren en te voorkomen dat er gaten in de massa worden geblazen door geconcentreerde luchtkanalen 5 die door het produkt heen lopen als het rooster of de zeef een tegendruk of weerstand heeft die kleiner is dan wordt veroorzaakt dan door het produkt dat op het rooster of de zeef ligt. De lucht die door het produkt gaat zal, als de juiste druk wordt gehandhaafd, om elk produktdeeltje heen stromen en als voldoende lucht door het 10 produkt wordt geleid (verhoogde luchtsnelheid) om de door de zwaartekracht veroorzaakte krachten van de afzonderlijke deeltjes op te vangen, de deeltjes van elkaar scheiden en op de luchtstroom doen drijven, het zogenaamde fluldiseren. Het gehele bed van te composte-ren produkt gedraagt zich nu als een soort vloeistof.

15 De aerobe ontleding van cellulose, heraicellulose en koolhydraten door bacteriën en schimmels vindt het best plaats bij temperaturen tussen 20 en 28° C bij een waterstofionenconcentra-tie liggend tussen pH 6 en 7,5, bij aanwezigheid van zuurstof, stikstof en kooldioxyde afkomstig uit de lucht en ontstaan bij de eigen 20 ontleding. De chemische stoffen die bij de ontleding worden gevormd fungeren als voedingsstoffen voor de micro-organismen en schimmels en brengen een overvloedige voortplanting teweeg. Naarmate de reacties met micro-organismen toenemen, zal de temperatuur van de laag automatisch stijgen, tenzij ze van buiten af wordt geregeld. 25 Als de temperatuur stijgt worden de groei van en de chemische reacties teweeg gebracht door de bovengenoemde bacteriën en schimmels minder en bij temperaturen tussen 46 en 60° C houden ze praktisch geheel op. Tussen deze temperaturen nemen thermofiele bacteriën en schimmels de taak over en werken in op de proteïnen (stikstofver-30 bindingen) onder vorming van ammoniakgas (NH^, kooldioxyde, verschillende organische zuren en alcoholen. Het ammoniakgas wordt omgezet in nitrieten en nitraten door middel van andere micro-organismen. Het systeem is symbiotisch in zoverre dat de chemische verbindingen die worden gevormd voedingsstoffen zijn voor één of 35 meer van de vele micro-organismen die bij de ontleding een rol spelen.

80 0 2 1 27 s * 24

Als het vochtgehalte van de massa wordt gehandhaafd en de temperatuur van de massa van buitenaf wordt geregeld door warme of koude lucht door de massa te leiden, kan een maximale groei van micro-organismen en voortplanting van micro-organismen worden bereikt on-5 der optreden van een maximum aan chemische reacties waarbij een maximale hoeveelheid nitraten en nitrieten die door planten bij hun groei worden verbruikt, worden gevormd. Als de hoeveelheid micro-organismen en schimmels in de massa tot een maximum is opgelopen, wordt de massa gedehydrateerd door continu warme lucht met 10 een temperatuur tussen 38 en 49° C met een verhoogde snelheid door de massa te leiden, onder welke omstandigheden de micro-organismen of door de micro-organismen gevormde enzymen niet worden vernietigd*

Het grootste deel van de micro-organismen zal na het dehydrateren in sporenvorm aanwezig zijn.

15 Het vat 200 kan bijvoorbeeld het vat zijn waarin de lage temperatuurfase van het proces plaatsvindt terwijl het vat 200^ bijvoorbeeld het vat kan zijn waarin de hoge temperatuurfase plaatsvindt en het vat 2002 bijvoorbeeld het vat kan zijn waarin de dehydratatiefase plaatsvindt. De warme lucht wordt door middel van 20 een aanjager 201 onder druk gebracht en de hoeveelheid lucht die wordt verdeeld wordt geregeld door middel van een afsluiter 202-1 terwijl de temperatuur van de lucht wordt geregeld door middel van een brander 203, die brandt in een kamer 202 en waaraan brandstof wordt toegevoerd in een door middel van een afsluiter 203-1 geregel-25 de hoeveelheid.

Zoals hiervoor opgemerkt zijn er ook hulpcomposteer-vaten 200^ en 2002 aanwezig, welke hulpcomposteervaten hetzij gebruikt kunnen worden voor dezelfde compost als het vat 200 of voor andere mengsels van enzymen en chemicaliën. In al deze composteer-30 vaten wordt de temperatuur geregeld door de luchttoevoer via leiding 205 te regelen via afsluiters 2042042 en 204^.

Bij elke temperatuurstijging die door de micro-organismen zelf teweeg wordt gebracht of door mechanisch verhogen van de temperatuur, zal een nieuw type bacteriën gaan groeien dat 35 andere enzymen levert en daarmee ook andere chemische stoffen doen 8002127 25 ontstaan. Men kan temperaturen tot 54° C toe toepassen om het optreden van een maximale groei van schimmels te bevorderen. Deze schimmels zullen het produkt ontleden en voedingsstoffen vormen voor de bacteriën. Bij dergelijke hoge temperaturen hebben de bacteriën 5 echter hun groei gestopt, omdat de temperatuur te hoog is.

Om de groei van bacteriën en micro-organismen weer te bevorderen wordt nu zelf-verwarming gestopt en de temperatuur verlaagd door koude lucht door middel van de aanjager 201 in de leiding 205 te blazen waardoor een nieuwe groei van bacteriën 10 en micro-organismen wordt teweeggebracht. Deze groeien op de voedingsstoffen die werden gevormd door de eerdere bacteriën en naarmate de temperatuur in de compost weer stijgt wordt weer een extra hoeveelheid voedingsstoffen gevormd en een extra hoeveelheid materiaal ontleed. Deze cyclus wordt herhaald tot de temperatuur van de 15 compost niet langer stijgt tot boven 54° C. In die toestand heeft de maximale ontleding plaats gevonden en is de maximale hoeveelheid bacteriën die voor de compost nodig is, bereikt. Dan wordt hete lucht met een temperatuur van niet meer dan 52° C via leiding 205 door de compost geblazen en wordt de gehele inhoud van het composteer-20 vat bij die temperatuur gedroogd. Opgemerkt wordt dat de verwarmings-lucht onderaan binnenkomt en omhoog stroomt door de compost heen zodat het gehele produkt grondig wordt gedroogd en gedehydrataerd.

De ontleding van het organische materiaal vergt een tijdsduur van 9-18 dagen en daarom kan een aantal composteervaten met een tebom-25 posteren massa worden toegepast waarbij de behandeling in elk com-posteervat geschikt kan worden geregeld door middel van de afsluiters 204j, 204^ en 204^. De luchtstroom door een te composteren massa in een composteervat behoeft niet continu te zijn; ze kan variëren wat betreft de doorstroomsnelheid en wat de hoeveelheid betreft, 30 afhankelijk van de temperatuur en van de luchtbehoefte die in elke fase van de compostering nodig is. De gedehydrateerde compostmest wordt pneumatisch afgevoerd en verzameld in een opvangvat 207 of wordt op een of andere andere geschikte wijze afgevoerd en naar een molen 208 gevoerd om een gelijkmatig deeltjesvormig produkt te 35 bereiden, waarna dat produkt wordt afgemeten en in de afmeetinrichting 8002127 26 209 en wordt opgezakt in de opzakinrichting 210, waardoor een zo in de handel te brengen volledige compostmest wordt verkregen.

Om het stortgewicht van het produkt te vergroten kan de mest nog in korrelvorm worden gebracht of worden samengeperst. 5 Door het hele droogproces wordt het vochtgehalte van de compost verlaagd van cirka 60 % tot cirka 10 % en dat produkt doet zich dan voor als een droog en bros produkt.

Een van de grote voordelen van de werkwijze volgens de uitvinding is de grote flexibiliteit en het feit dat men het 10 systeem in grootte kan variëren en ook kan toepassen voor kleine stromen of omgekeerd voor grote stromen, zonder dat dit afbreuk doet aan de efficiency of aan de resultaten die worden bereikt; deze zijn even goed als met grote en ingewikkelder installaties. Men kan zowel bij grote als bij kleine installaties precies dezelfde variaties en 15 modificaties toepassen. Kleine installaties zijn dikwijls vooral geschikt voor proeven op proefschaal om na te gaan hoe een overeenkomstig systeem op grote schaal moet worden uitgevoerd.

20 800 2 1 27

Claims (7)

1. Werkwijze voor het behandelen van een uit huishoudelijk of industrieel afvalwater bestaand effluent dat zand, gesuspendeerde vaste stoffen, semi-colloïden en vaste stoffen in 5 oplossing bevat, met het kenmerk, dat men (a) het zand en gesuspendeerde vaste stoffen met een deeltjesgrootte van meer dan 20 >ja uit het effluënt afscheidt, (b) ozongas onder een negatieve druk vanuit een ozon generator in het gevormde effluënt brengt doordat ozongas en het effluënt voor te mengen met behulp van een eductor of soort-10 gelijke inrichting, (c) het met ozon gemengde effluënt verstuift onder vorming van een mist of nevel in een gesloten kamer waar ozon doorheen stroomt, zodat de mist of neveldruppeltjes in innig contact komen met ozon, (d) de mist of nevel condenseert tot een vloeistof door de mist- of neveldruppeltjes door de kamer onder invloed van 15 de zwaartekracht omlaag te laten vallen en op de bodem van de kamer een hoeveelheid vloeistof te verzamelen en (e) uit die vloeistof de deeltjes afscheidt met een deeltjesgrootte van meer dan 5 ^m.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men een slib dat de gesuspendeerde vaste stoffen uit trap (a) 20 bevat, welk slib niet meer dan 25 gew.% gesuspendeerde vaste stof in een vloeistof bevat, verstuift in een gesloten kamer waar ozon doorheen stroomt, waarbij men de ozonconcentratie in die kamer en de contacttijd tussen het slib en de ozon zodanig instelt dat het micro-biologische leven in het slib wordt vernietigd, zonder dat 25 wezenlijke veranderingen in de chemische of moleculaire structuur van de vaste stoffen van het slib teweeg worden gebracht en dat men de vaste stoffen van het slib uit de vloeistof afscheidt in de vorm van een pasta-achtige massa die 40-60 gew.% vaste stof bevat,

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 30 dat men het met ozon gemengde effluënt verstuift door dat effluënt toe te voeren in een halfbolvormig kommetje dat roteert met een om-treksnelheid van de rand van 3.000 tot 18.000 m/min.

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat de gesloten kamer een praktisch cilindrische kamer is die 35 vertikaal staat en waarbij de roterende verstuiver bovenin is 800 2 1 27 \ 1 gemonteerd, waarbij de kamer zo lang is dat de door de verstuiver gevormde mist of nevel tenminste 10 min. nodig heeft om vanaf het moment van verstuiven door de kamer omlaag te zakken terwijl ze in contact komt met ozon.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de druk in de kamer wordt gehandhaafd op minder dan 70 kPa.

6. Werkwijze voor de bereiding van een mest, met het kenmerk, dat men de pasta-achtige massa met 40-60 gew.% vaste stof die werd verkregen bij de werkwijze volgens conclusie 2, in 10 een houder brengt met een geperforeerde bodem en een open boveneinde tot een laaghoogte van cirka 1,2-1,8 m, door de massa lucht perst met een temperatuur tussen 20 en 28° C gedurende een zodanige tijdsduur dat de micro-organismen in het slib groeien terwijl de temperatuur van het slib stijgt tot cirka 54° C, koudere lucht onder druk 15 invoert zodat de temperatuur van het composterende slib daalt tot een waarde tussen 20 en 28° c en de cyclus steeds herhaalt tot de temperatuur van de slib-compost niet langer kan stijgen tot boven 49° C, de slib-compost op een vochtgehalte houdt van niet minder dan 30 % en lucht met een temperatuur van 49° C invoert met een 20 maximum snelheid van niet meer dan 80 m/min. tot het vochtgehalte van de massa is verlaagd tot niet meer dan 8 %.

7. Werkwijze voor de bereiding van een mest, met het kenmerk, dat men de pasta-achtige massa die 40-60 % vaste stof bevat, verkregen bij de werkwijze volgens conclusie 2 mengt met 25 niet-pathogene, aerobe composterende micro-organismen uit grond, er stikstof, fosfor en kaliumverbindingen aan toevoegt, het zo verrijkte produkt op een geperforeerde bodem of drager plaatst, lucht opwaarts door het produkt perst gedurende een zodanige tijd en bij een zodanige temperatuur dat een maximale groei van elk type micro- 30 organismen optreedt zonder fysisch de groei van de kolonies van micro-organismen te verstoren, het doorleiden van lucht door het produkt voortzet en het produkt dehydrateert als de maximale hoeveelheid micro-organismen in de massa is bereikt. 8002 1 27 35