NL8302527A - Inrichting voor het biologisch reinigen van water. - Google Patents

Description

V 7 N.0.31912 1 *

Inrichting voor het biologisch reinigen van water.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het biologisch reinigen van water omvattende een houder waarin aanwezig zijn een activeringsruimte en tenminste een scheidingsruimte, van de active-ringsruimte gescheiden door tenminste een hellende, bijvoorbeeld kegel-5 vormige scheidingswand, aan het benedendeel van welke wand een terug-voerdoorgang bevestigd is, welke zich in vertikaal aanzicht onder en binnen een bellenverzamelaar bevindt, waarbij de terugvoerdoorgang de activeringsruimte met de scheidingsruimte verbindt.

Samengedrongen inrichtingen voor biologische waterreiniging welke 10 in een gemeenschappelijke maar inwendig onderverdeelde houder combineren het biologische activeringsproces met een volgende scheiding van het geactiveerde slib, waarvoor een scheiding van het geactiveerde slib het stelsel van fluldumfiltratie gebruikt wordt, worden meer en meer gebruikt. De technologie van fluldefiltratie vormt in de technologie 15 van biologische waterreiniging een wezenlijke verbetering. Bij bepaalde inrichtingen van dit soort blijken echter bepaalde nadelen, welke de resultaten van het reinigen van water verslechteren of het vermogen van de inrichting verminderen, mogelijk eveneens meer aandacht te vereisen.

20 Deze nadelen komen tot uiting in een toenemende hoeveelheid niet opgeloste materialen in de uitlaat van de inrichting, in het bijzonder indien geconcentreerd afvalwater gezuiverd wordt. Gebleken is dat deze nadelen in sommige gevallen veroorzaakt worden door een niet passende overdracht van het activeringsmengsel van de activeringsruimte naar de 25 scheidingsruimte. Bij deze inrichtingen wordt de scheidingsruimte van de activeringsruimte gescheiden door tenminste een hellende scheidingswand met een overdrachtsakanaal welke voor de overdracht van het geactiveerde mengsel uit de activeringsruimte naar de afscheidingsruimte gevormd door een andere ingebrachte wand dient teneinde de afschel-30 dingsruimte voldoende te beschermen tegen de intensieve stroming binnen de activeringsruimte en teneinde het toegevoerde mengsel gelijkmatig in de afscheidingsruimte te verdelen.

Een andere functie van het overdrachtskanaal is het ontgassen van het activeringsmengsel dat de afscheidingsruimte binnentreedt.

35 Het activeringsmengsel is bij aerobische biologische waterzuive ring oververzadigd met stikstof veroorzaakt door de wezenlijke intensi-teit van beluchting vereist voor een voldoende toevoer van zuurstof en door grotere onderdompeldiepten van het beluchtingsstelsel in de acti- I 8302527 2 »

i I

-veringsruimte wordt een mate van stikstof opgelost in het mengsel verkregen overeenkomstig de druk bepaald door de diepte van onderdompeling. Als gevolg daarvan is in het geval de afscheidingsruimte boven de activeringsruimte geplaatst is, het activeringsmengsel in de afschei-5 dingsruimte oververzadigd zodat stikstof zelfs in de afscheidingsruimte vrijkomt hetgeen niet op prijs gesteld wordt.

Bij anaerobische biologische waterzuivering met het opwekken van biogas, is het water dienovereenkomstig oververzadigd met opgewekte gassen, bijvoorbeeld met methaan en kooldioxide. In het geval het acti-10 veringsmengsel dat oververzadigd is met gas de afscheidingsrukmte binnentreedt, hecht het oververzadigde gas aan het oppervlak van de slib-deeltjes en een deel van het geactiveerde slib drijft als gevolg daarvan op. Het opdrijven van het slib tijdens het scheiden leidt tot een niet gewenst ontsnappen van drijvend slib in de afvoer voor gezuiverd 15 water.

Bij bestaande inrichtingen is het ontgassen in het geval van aanzienlijke oververzadiging door gas niet voldoende werkzaam met als gevolg de genoemde toename van de niet opgeloste materialen bij de af-voer, hetgeen vanzelfsprekend als secundair effect eveneens de parame-20 ters van het gezuiverde water uitgedrukt in eenheden BSK5 en CHSK

vermindert. Dit verval van de kwaliteit van het water kan eveneens meer dan drie maal de waarden bereiken dan verkregen zou worden zonder de verstorende invloed van het opdrijven van silb.

De genoemde onwelkome ontsnapping van slib verslechtert niet al-25 leen de kwaliteit van het gezuiverde water, maar vermindert eveneens de concentratie van het geactiveerde slib bij het activeren en bijgevolg eveneens het passende rendement daarvan.

Een ander nadeel van de genoemde inrichtingen is de moeilijke toegankelijkheid van het overdrachtskanaal hetgeen tijdens het bedrijf 30 geen schoonmaken of verstellen mogelijk maakt. In het geval van incidenteel vernauwen van een deel van het overdrachtskanaal wordt een verstoring van het evenwicht van het toegevoerde mengsel in de afscheidingsruimte verschaft, waardoor een verstoring van de vereiste stroming in de scheidingsruimte opgewekt wordt, hetgeen tot een ontladen van 35 slib uit de afscheidingsruimte naar de afvoer leidt en bijgevolg eveneens tot een toename van niet opgeloste materialen in het gezuiverde water leidt. De onmogelijkheid van het verstellen van de doorstroming door het overdrachtskanaal tijdens het bedrijf vermindert wezenlijk de mogelijkheid van het toepassen van bepaalde soorten werkzame beluch-40 tingsstelsels.

8302527 % * 3

Een ander nadeel van de beschreven inrichtingen is eveneens het ontmoeten van de stroom geactiverd mengsel dat de afscheidingsruimte binnentreedt met de stroom afgescheiden slib die terugkeert van het afscheiden in de activeringsruimte, hetgeen door een dempen van de terug-5 voer van het afgescheiden slib de waarde van de maximale waarde van de materiaalbelasting van het oppervlak in de afscheiding beperkt en bijgevolg ook het uitgaande vermogen van de hele inrichting beperkt.

Een ander nadeel van de bestaande inrichtingen is de afhankelijkheid van de stroom bij de scheiding van de stroom in de activering, 10 hetgeen eveneens de mogelijkheid van het toepassen van verschillende soorten beluchtingsstelsels in de inrichting beperkt. Bij bekende inrichtingen wordt de stroom in de afscheidingsruimte in hoofdzaak bepaald door de vertikale stroom in de activeringsruimte, welke een drijvende kracht opwekt voor de* str.oom van het activeringsmengsel en voor 15 het terugkeren van geconcentreerd geactiveerd slib door het drukverschil bij de inlaat en uitlaat van de afscheidingsruimte. Dat maakt enige toepassing van zeer werkzame beluchtingsstelsels welke een wezen-' lijke horizontale stroming in de activeringsruimte opwekken, in het bijzonder bij grotere hoogten van de inrichting, moeilijk.

20 De ingebrachte wand van de bekende inrichtingen die met een hel lende scheidingswand een overdrachtskanaal vormt is door de afmetingen vanwege de vraag naar materiaal en de bevestiging daarvan verhoudingsgewijs omslachtig.

Het is een doeleinde van de onderhavige uitvinding de bovengenoem-25 de nadelen uit de weg te ruimen of tenminste wezenlijk te beperken.

Volgens de onderhavige uitvinding is tenminste een overdrachtskanaal aanwezig in de scheidingsruimte boven de hellende scheidingswand, waarbij het bovendeel van dat kanaal met de inlaat daarvan verbonden is met een deel van de activeringsruimte en waarbij het benedendeel daar-30 van eindigt door de uitlaat daarvan onder een bellenverzamelaar.

Het doorstroomde dwarsdoorsnede-oppervlak van het overdrachtskanaal neemt bij voorkeur naar de uitlaat daarvan toe.

Een oplossing waarbij het overdrachtskanaal direct op de hellende scheidingswand aangebracht is, heeft een eenvoudige contructie.

35 De verdeling van overdrachtskanalen moet voor het goed functione ren en een goed rendement symmetrisch ten opzichte van de vertikale as van de houder zijn en het aantal daarvan moet oneven zijn.

Een gemakkelijke verstelling, toegang en samenvoegen wordt verkregen indien de inlaat van het overdrachtskanaal zich op het niveau van 40 het oppervlak in de activeringsruimte bevindt en omvattende een regel- 8302527 4 J 9 orgaan dat bijvoorbeeld rechtstreeks op de inlaat aangebracht is als verstelbare overloop, waardoor het overdrachtskanaal zich alternatief boven het oppervlak in de activeringsruimte kan uitstrekken waar deze voorzien is van een opening.

5 Teneinde het werken daarvan te verbeteren is het van voordeel in dien het vlak bepaald door de uitlaat van het overdrachtskanaal vertikaal is.

Teneinde het ontgassen te verbeteren en opdrijven te beletten, kan een inzetstuk voor ontgassen, bijvoorbeeld een rooster voor de inlaat 10 in het overdrachtskanaal aanwezig zijn in de activeringsruimte.

Goede parameters van de inrichting kunnen verkregen worden indien de som van de doorstroomde oppervlakken van regelorganen bij de inlaat van de overdrachtskanalen 0,05% tot 2% van het oppervlaktegebied in de scheidingsruimte uitmaken en indien de som van de doorstroomde opper-15 vlakken van de uitlaten van de overdrachtskanalen 4% tot 12% van het oppervlaktegebied van de scheidingsruimte uitmaken.

Als voorbeeld dienende uitvoeringen van de inrichting volgens de uitvinding zijn schetsmatig in de bijgevoegde tekeningen afgebeeld, waarin: 20 figuur 1 een inrichting met een enkele scheidingsruimte en met een aantal overdrachtskanalen in axiaal doorsnede-aanzicht toont, figuur 2 dezelfde inrichting in bovenaanzicht is, figuur 3 een inrichting met een aantal scheidingsruimten is, omvattende een aantal overdrachtskanalen in axiaal doorsnede-aanzicht, 25 figuur 4 de inrichting uit figuur 3 in bovenaanzicht is, figuur 5 een inrichting geschikt voor het anaerobisch zuiveren van in aanzienlijke mate verontreinigd afvalwater in vertikaal doorsnede-aanzicht ·

De in figuur 1 en 2 getoonde inrichting is geschikt voor het aero-30 bisch zuiveren van water. Deze is van het zogenaamde monobloksoort, omvattende een bekende activeringsruimte 1 voor activering en een eveneens bekende scheidingsruimte 2 voor fluldeflltratie in een enkelvoudige in het onderhavige geval cilindrische houder met een mantel 3 en bodem 4. De scheidingsruimte 3 wordt van de actieveringsruimte 1 geschei-35 den door een hellende scheidingswand 5 met trechterachtige gedaante, welke bij de bodem overgaat in een terugvoerdoorgang 6, met bijvoorbeeld de vorm van een cilindrische mantel 7 verbonden met de benedenrand van een hellende scheidingswand 5. De terugvoerdoorgang 6 eindigt in de activeringsruimte 1 boven de bodem 4.

^6 40 Overdrachtskanalen 9 zijn op de scheidingswand 5 in de scheidings- \ 8302527 » l 5 ruimte 2 aangebracht. Deze overdrachtskanalen 9 hebben een doorstroomde dwarsdoorsnede die bijvoorbeeld een cirkelachtige gedaante heeft, welke naar beneden toe toeneemt en zijn in het bovendeel daarvan voorzien van een inlaat 10 verbonden met het bovendeel van de activeringsruimte 1, 5 bij voorkeur op het niveau van het oppervlak 11 en eindigen bij de bodem door een uitlaat 12 die uitmondt in de afscheidingsruimte 2 boven de benedenrand 8 van de hellende scheidingswand 5 waardoor het vlak van de uitlaat 12 van het overdrachtskanaal 9 vertikaal is.

Het niveau van het vrije oppervlak 11 is voor de vloeistof zowel 10 in de activeringsruimte 1 als in de scheidingsruimte 2 gelijk. De uitlaten 12 van de overdrachtskanalen 9 en de terugvoerdoorgang 6 worden, indien gezien in een vertikale projectie, bedekt door een bellenverzamelaar 13 gevormd door een kegelvormige mantel 14 die in het bovendeel daarvan overgaat in een cilindrische verlenging 15 die zich uitstrekt 15 boven het oppervlak 11, waarbij onder dit oppervlak 11 een afvoer voor opdrijvend slib is verschaft verbonden met een slibverwijderorgaan 17 voorzien van een afsluiting 18. '

De inlaten 10 van de overdrachtskanalen 9 zijn voorzien van regel-organen, bijvoorbeeld in de gedaante van verstelbare overlopen 19 voor 20 verstelling van het doorstroomgebied van de inlaat 10.

De overdrachtskanalen 9 strekken zich bij voorkeur boven het oppervlak 11 uit en zijn voorzien van openingen20 die een gemakkelijke toegang voor het onderhoud tot de verstelbare overloop 19 en het gehele overdrachtskanaal 9 mogelijk maken.

25 Het aantal overdrachtskanalen 9 kan verschillend zijn; in de be schreven inrichting zijn het er zes. Het is echter van meer voordeel indien een oneven aantal overdrachtskanalen 9 aanwezig is, aangezien de uitlaten 12 daarvan niet rechtstreeks tegen daartegenover liggende uitlaten 12 geplaatst zijn.

30 Een verzamelring 21 met verzamelopeningen 2 2 is in het bovendeel van de scheidingsruimte 2 rechtstreeks onder het niveau van het oppervlak 11 geplaatst, hetgeen een zich onder het oppervlak bevindende afvoer van gereinigd water vormt verbonden middels een afwaterleiding 23 en een bekende regeloverloop 24 met een opslaghouder 33. Ontgassingsor-35 ganen 25, in het onderhavige geval met roostervorm zijn bij voorkeur aanwezig voor de inlaten 10 van de overdrachtskanalen 9 in het bovendeel van de activeringsruimte 1.

De toevoer 26 van verontreinigd water eindigt in het bovendeel van de activeringsruimte 1. Bij de bodem 4 is een leiding 27 voor het ledi-40 gen van de inrichting aanwezig. De activeringsruimte 1 is voorzien van 8302527 ί » 6 een bekend begassend, in het onderhavige geval beluchtingsstelsel omvattende een luchtverdeelorgaan 23 en beluchtingsorganen 2) . De active-ringsruimte 1 staat in het bovendeel daarvan middels schoorstenen 30 met de vrije atmosfeer in verbinding. Een verstelbare overloop 31 met 5 een verstelbare ring 34 voor het wegnemen van overbodig geactiveerd slib is verbonden met een afvoer 32 aangebracht bij het oppervlak 11 in de activeringsruimte 1.

Een inrichting voor het anaerobisch zuiveren van geconcentreerd afvalwater met opwekking van biogas, welke niet in de tekeningen afge-10 beeld is, is op dezelfde wijze als de inrichting beschreven aan de hand van figuiur 1 en 2 ingericht met het verschil dat de activeringsruimte 1 niet met lucht belucht wordt maar met biogas gemengd wordt. Bij deze wijziging van de inrichting is het mogelijk van het bovengenoemde be-luchtingsstels.el verbonden aan een niet afgebeelde waaier gebruik te 15 maken voor het verdelen van het biogas in de activeringsruimte, waarbij de zuigzijde van de waaier verbonden is met de schoorsteen 30. Het mengen van het mengsel kan verschaft worden door passende mechanische middelen en in het vereiste verwarmen daarvan moet voorzien worden.

De beschreven inrichting werkt als volgt.

20 Verontreinigd water wordt aan de opslaghouder 40 toegevoerd en wordt door een pomp 37 middels de toevoer 26 naar de activeringsruimte 1 gepompt. Bij het alternatief voor het activerend reinigen van afvalwater wordt het activeringsmengsel in de activeringsruimte 1 intensief belucht door het beschreven begassende stelsel omvattende een verdeel-25 orgaan 28 en beluchtingsorganen 29, waardoor een intensieve stroming van het activeringsmengsel in vertikale richting opgewekt wordt.

In het geval geconcentreerde afvalwatersoorten gereinigd worden, waarbij een groot volume voor de activeringsruimte 1 vereist is, bereiken de hoogtes van de vloeistofkolommen daarbij zelfs meer dan 10 me-30 ter. In het geval van een Intensieve beluchting van het activeringsmengsel, vereist om de noodzakelijke hoeveelheid zuurstof te verkrijgen, wordt een verzadiging met gassen, in het bijzonder met stikstof, eventueel ook met opgewekt CO2 verkregen in het geactiveerde mengsel, die overeenkomt met de druk in het benedendeel van de activeringsruimte 1.

35 Voordat het activeringsmengsel de overdrachtskanalen 9 middels de inlaten 10 binnentreedt, stroomt het activeringsmengsel langs de inzet-stukken 25 voor ontgassing, waar door wijzigingen van de druk veroorzaakt door wisselingen van de stroomsnelheid een scheiding van overmaat opgelost gas plaats vindt, waardoor de oververzadiging van het active-40 rlngsmengsel beperkt wordt.

8302527 7

Lucht gebruikt voor beluchting van het actlveringsmengsel wordt verwijderd uit de gesloten activeringsruimte 1 door middel van schoorstenen 30 geplaatst boven het oppervlak 11. De Inlaten 10 van de over-drachtskanalen 9 zijn, zoals reeds beschreven, geplaatst op het niveau 5 van het oppervlak 11. De omvang van de stroom van het activeringsmeng-sel door de overdrachtskanalen 9 wordt geregeld door verstelling van het doorstroomgebied van de inlaat 10, zowel door de verstelbare overlopen 19 als eveneens door de hoogte van het oppervlak 11 dat verstelbaar is door de regelbare overloop 24 bij de uitlaat 23 van gereinigd 10 water afkomstig van de verzamelring 21. De regeling van de doorstroming door de overdrachtskanalen 9 door het wijzigen van het niveau van het oppervlak 11 door het regelen van overloop 24 kan gebruikt worden bij het beluchtingsstelsel dat in figuur 1 afgebeeld is.

De verstelbare overloop 19 kan gebruikt worden voor het regelen 15 van de doorstroming in afzonderlijke overdrachtskanalen 9 in het geval van toepassing van een zogenaamd niet symmetrisch beluchtingsstelsel, zoals bijvoorbeeld'met een inspuitorgaan 35, dat toegepast wordt bij de inrichting getoond in figuur 3 en 4 en dat later beschreven zal worden. De optimale doorstroming door de overdrachtskanalen 9 is twee of drie 20 maal de hoeveelheid water gereinigd in de inrichting. Een vermindering of toename van deze doorstroming beperkt het rendement van scheiding en de verstelling van de optimale doorstroming door overdrachtskanalen 9 is van belang voor een juist werken van de inrichting.

De beschreven inrichting volgens de onderhavige uitvinding maakt 25 een gemakkelijke toegang voor het onderhoud tot de inlaat 10 en de genoemde verstelling daarvan zelfs tijdens het bedrijf mogelijk, hetgeen de verstelling voor optimale omstandigheden tijdens de loop van het bedrijf wezenlijk vergemakkelijkt.

Het vrije oppervlak 11 van de activering en de verstelbare over-30 loop 19 bij de inlaten 10 van de overdrachtskanalen 9 draagt verder bij aan de afscheiding van overmaat gas - door stroming over overlopen 19 -en bijgevolg aan opheffen van de oververzadiging van het activerings-mengsel dat de afscheidingsruimte 2 binnentreedt.

De intensieve turbulentie in de ruimte boven de ontgassingsorganen 35 25 door de stroom lucht voor beluchting van het actlveringsmengsel, doet gasdeeltjes, afgescheiden tijdens het ontgassingsproces, afscheiden van de slibdeeltjes, waardoor enig hechten van de gasbellen op het oppervlak van de slibdeeltjes belet wordt en het slib geen neiging tot opdrijven heeft.

40 Het actlveringsmengsel treedt de overdrachtskanalen 9 in het bene- 8302527 ¥ ¥ 8 .dendeel van de afscheidingsruimte 2 binnen en in het geval van een wijziging van de richting van de stroming bij de uitlaat 12 vanaf het overdrachtskanaal 9 in bovenwaartse richting vindt nogmaals een plaatselijke versnelling van de stroom plaats met een mogelijkheid van 5 scheiding van restgas in het activeringsmengsel. Tijdens de doorgang van het activeringsmengsel door de scheidingsruimte 2 wordt de scheiding van geactiveerd slib uit gezuiverd water door filtratie in de fluïde filtratielaag verschaft. Het gezuiverde water wordt, middels de afwaterleiding 23 en de regeloverloop 24, afgevoerd door de verzamel-10 ring 21.

Het geactiveerde slib dat overblijft in de scheidingsruimte 2 vormt een fluïde filtratielaag welke aanwezig blijft door filtratie van verder geactiveerd slib dat de afscheidingsruimte 2 binnentreedt.

Door het vergroten van het doorstroomde dwarsdoorsnede-oppervlak 15 van de scheidingsruimte 2 naar boven, zijn de stroomlijnen van het water in de scheidingsruimte 2 hellend ten opzichte van de vertikale lijn naar de hellende scheidingswand 5, hetgeen - samen met de werking van de zwaartekracht op de fluïde laag - leidt tot een geleidelijke beweging van*de deeltjes van de fluïde laag naar de hellende scheidingswand 20 5 en bijgevolg tot een verdikking van de fluïde laag bij deze hellende scheidingswand 5.

Door deze verdikking worden zinkende verdikte stromen geconcentreerd geactiveerd slib opgewekt langs deze hellende scheidingswand 5. Deze verdikte stromen stromen langs de hellende scheidingswand 5 om de 25 overdrachtskanalen 9 naar boven naar de terugvoerdoorgang 6 waardoor deze nog verder verdikt worden tijdens deze stroming.

Door de beschreven stroming van het verdikte slib afkomstig van de scheidingsruimte 2 onder de uitlaten 12 van de overdrachtskanalen 9, wordt het activeringsmengsel dat op dat moment door middel van deze ka-30 nalen 9 binnentreedt, - door de continu!teitswet - gedwongen om naar boven te stromen in de scheidingsruimte 2, zoals hiervoor reeds vermeld is. Door de beschreven inrichting van de installatie worden deze twee soorten stroming voldoende onderscheiden gescheiden.

Het genoemde verdikte slib stroomt middels terugvoerdoorgang 6 te-35 rug in de activeringsruimte 1. Door het verschil van soortelijk gewicht van het binnentredende activeringsmengsel en het naar buiten stromende afgescheiden slib wordt door de zwaartekracht een kracht opgewekt welke __ samen met de doorstroming van gezuiverd water door de hele inrichting V de beschreven stroom door de installatie opwekt. De stroomsnelheid van 40 het activeringsmengsel in de overdrachtskanalen 9 wordt daarbij bepaald V 8302527 * * » % 9 door deze kracht en door de omvang van de doorstroomde gebieden van verstelbare overlopen 19.

Een bepaalde stroomsnelheid van het activeringsmengsel in de overdracht skanalen 9 is optimaal voor verschillende soorten afvalwater. Bij 5 een lagere dan optimale snelheid is de te verkrijgen concentratiegrens van geactiveerd slib in de activeringsruimte 1 lager dan de optimale concentratie. Bij hogere dan optimale snelheid, beginnen verstoringen van de fluïde filtratielaag door opgewekte stroming zich te uiten, hetgeen het niet op prijs gesteld ontsnappen van de suspensie in de afvoer 10 van gezuiverd water doet toenemen. De mogelijkheid van een gemakkelijke verstelling van een optimale stroming door middel van verstelbare overlopen 19 is bijgevolg van voordeel voor het verkrijgen van de maximale uitgaande opbrengst van de inrichting onder bepaalde omstandigheden. Aangezien het opwekken van de vereiste stroom in de overdrachtskanalen 15 9, in de scheidingsruimte 2 en de terugvoerdoorgang 6 samen met de ver dikte stromingen van de afscheidingsruimte 2 precies voldoende is voor het verschaffen van de vereiste stroom in overdrachtskanalen 9, is geen andere kracht die op de inlaten 10 naar de overdrachtskanalen 9 en op de uitlaat van de terugvoerdoorgang 6 werkt vereist. Daarom· is het be-20 drijf van de scheiding niet afhankelijk van de stroming in de scheidingsruimte 2, welke slechts beperkt wordt door de omstandigheid geen kracht op te wekken die tegen de stroomrichting in en weg van de scheidingsruimte 2 werkt. Het is bijgevolg mogelijk in de activeringsruimte 1 verschillende werkwijzen voor het begassen met verschillende stroomt-25 ypen toe te passen.

Teneinde nog enig mogelijk opdrijvend slib vast te houden - hetgeen ontstaan kan door de scheiding van gasdeeltjes aan het oppervlak van de deeltjes van geactiveerd slib tijdens de doorgang van het activeringsmengsel middels de uitlaat 12 van de overdrachtsdoorgang 9 - is 30 een bellenverzamelaar 13 aanwezig. Het opdrijvende slib wordt in de bellenverzamelaar 13 van het bovendeel daarvan weggenomen door de afvoer 16 voor opdrijvend slib, waarvan de bovenrand onder het niveau van het oppervlak geplaatst is en in het geval de afsluiting 18 geopend is wordt het opgedreven slib afgevoerd voorbij de inrichting door de druk 35 van de waterkolom boven de rand van de afvoer 16.

Door het ontgassen van het activeringsmengsel en het vasthouden van het opdrijvende slib, wordt de neiging voor het opdrijven van slib in de scheidingsruimte 2 naar het oppervlak van het gezuiverde water wezenlijk beperkt. Door het onder het oppervlak afvoeren van het gezui-40 verde water door middel van een ondergedompelde verzamelring 21, wordt 8302527 I * 10 het ontsnappen van opdrijvend slib in de afvoer praktisch volledig belet. Het overtollig geactiveerde slib wordt hetzij voortdurend hetzij met onderbrekingen weggenomen door de verstelbare overloop 13.

Het resultaat van de beschreven inrichting is een vermindering tot 5 een minimum van het ontsnappen van de suspensie van geactiveerd slib in de afvoer van gereinigd water, hetgeen blijkt uit de kwaliteit van het gereinigde water, in het bijzonder uitgedrukt in waarden van niet opgelost materiaal in eenheden BSK5 en CHSK. Met betrekking tot het rede-ment tot de fluïde filtratie is in het geval de verstorende invloeden 10 van opdrijving verwijderd worden de verwijdering van opgelost materiaal zeer aanzienlijk en kan een zeer werkzame waterreiniging verkregen worden door de beschreven oplossing.

Dit effect blijkt in het bijzonder in het geval dat zeer geconcentreerde afvalwatersoorten gereinigd worden in bijzonder hoge kolomvor-13 mige inrichtingen met een grote hoogte van de activeringsruimte, waar de oververzadiging van het activeringsmengsel ter hoogte van de schei-dingsruimte aanzienlijk is en het opdrijven door scheiding van gas een zodanige waarde zou bereiken dat het ontsnappen van geactiveerd slib de concentratie daarvan zou verminderen in de activeringsruimte en bijge-20 volg het juiste reinigingsproces wezenlijk zou beperken. De inrichting van de installatie volgens de onderhavige uitvinding is niet slechts wezenlijk voor de kwaliteit van het gezuiverde water maar eveneens voor de mogelijkheid van gebruik van dit soort inrichting voor kolomvormige inrichtingen welke in vele gevallen van aanzienlijk voordeel zijn door 25 gering beslag op bouwruimte en verminderde behoefte aan vermogen door een hoge werkzaamheid van de overdracht van zuurstof bij grotere hoogten van de activeringsruimte 1, waar een minimum gebruik van vermogen aanwezig is bij een hoogte van de activeringsruimte 1 van ongeveer 15 m.

30 Naast het onderdrukken van het opdrijfeffect, hangt het rendement van de scheiding door fluïde filtratie zoals reeds vermeld van het uniform stromen in het fluïde filter en van de intensiteit van de terugvoer van het verzamelde geactiveerde slib van de afscheidingsruimte 2 terug in de activeringsruimte 1 af. De overdrachtskanalen 1 verzekeren 35 een gelijkmatige toevoer van het activeringsmengsel in de scheidings-ruimte 2 aangezien het doorstroomoppervlak daarvan vanaf de inlaat 10 naar de uitlaat 12 daarvan groter wordt zodat de stroomsnelheid van het mengsel wezenlijk verminderd wordt en een voldoende omvang van het doorstroomde gebied van de uitlaat 12 een vermindering van de stroom-40 snelheid van het activeringsmengsel in zodanige mate verzekert dat geen 8302527

► I

11 storende stromingen in het fluïde filter in de scheidingsruimte 2 van de activeringsruimte 1 opgewekt worden, welke het oppervlak van het fluïde filter zouden kunnen bereiken en dit verstoren, hetgeen tot uiting zou komen in een toenemend ontsnappen van de suspensie in de af-5 voer van gereinigd water. De gelijkmatige stroom van activeringsmengsel in de scheidingsruimte 2 wordt eveneens bevorderd door een oneven aantal overdrachtkanalen 9 aangezien deze een frontale botsing van twee stromen met tegenover gestelde richting uit twee tegenover gestelde overdrachtskanalen 9 belet, hetgeen plaats zou vinden indien een even 10 aantal van deze kanalen 9 gebruikt zou worden, waar bij een frontale botsing er een grotere helling bestaat voor het opwekken van een opgewekte stroom in de scheidingsruimte 2.

Als voorbeeld van een berekening van de stroom en van de krachten in de scheidingsruimte 2 wordt de volgende berekening gegeven.

15 Aannemende dat de activeringsruimte 1 een mengsel bevat met geac tiveerd slib met een slibindex van 50 ml.g-^· met een concentratie van 10 kg droge substantie op eem m^· Verder aannemende dat een verdikking van het slib teruggevoerd door de terugvoerdoorgang 6 in de activeringsruimte 1 naar een concentratie van 15 kg droge substantie op een 20 m? plaats vindt, hetgeen het maximum is, bepaald door de slibindex. Het drukverschil tussen de inlaat 10 in het overdrachtskanaal 9 en de uitlaat van de terugvoerdoorgang 6 welke veroorzaakt wordt door een meter van de kolom van het terugvoerkanaal bedraagt 49 Newton/m^. Voor een totale hoogte van deze kolom van bijvoorbeeld 2 m is het drukverschil 25 98/m^· Dit drukverschil wekt volgens de vergelijking van Bernoulli een stroom activeringsmengsel met een snelheid van 0,44 m/s op. De regelende overlopen moeten versteld worden voor deze snelheid door de verstelbare overlopen 19.

Indien de toevoer van water in de inrichting Q m^/s bedraagt, is 30 de afvoer van gezuiverd water uit de scheidingsruimte 2 in geval van een gestabiliseerd bedrijf hetzelfde indien aangenomen wordt dat onder gestabiliseerde omstandigheden dezelfde hoeveelheid slib die de scheidingsruimte 2 binnentreedt teruggevoerd wordt naar de activeringsruimte 1, waarbij de stroom door de terugvoerdoorgang 6 onder deze omstandig-35 heden 2 Q is, zodat de totale doorgang door de overdrachtskanalen 9 3Q is.

Indien vervolgens aangenomen wordt dat de snelheid van de afvoer van water bij het oppervlak van de scheidingsruimte 2 0,2 mm/s is, dan is indien de snelheid van de verstelbare overlopen 19 0,44 m/s is, het 40 totale doorstroomde oppervlak van verstelbare overlopen 19 gelijk aan 8302527 12 0,136% van de omvang van het oppervlak van de scheidingsruimte 2. Teneinde de vorming van opgewekte stromingen in de scheidingruimte 2 te te beletten moet de werkelijke stroomsnelheid bij de uitlaten 12 van de overdrachtskanalen 9 kleiner zijn dan 0,01 m/s. Daarmee komt een door-5 stroomd oppervlak van de uitlaten 12 groter dan 6% van de omvang van het oppervlak van de scheidingsruimte 2 overeen. De genoemde berekening is slechts een voorbeeld dat concreet de functie van de hele inrichting moet demonstreren. Onder andere omstandigheden en voor andere soorten water zullen de uitgangswaarden van de berekening natuurlijk verschil-10 lend zijn. Het echter mogelijk om in het algemeen grenzen te bepalen binnen welke de kritische waarden van de inrichting moeten liggen teneinde van het juiste werken zeker te zijn. Deze waarden zijn voor het totale doorstroomde oppervlak van het regelorgaan 19 0,05% tot 2% van de omvang van het oppervlaktegebied in de afscheidingsruimte 2 en voor 15 het doorstroomgebied van de uitlaten 12 van de overdrachtskanalen 9 4% tot 12% van de omvang van het oppervlak in de scheidingsruimte 2.

Een overeenkomstig werken vindt eveneens plaats bij de inrichting beschreven aan de hand van figuur L en 2 / oor anaerobische waterzuivering met het voortbrengen van biogas. Bij deze wijziging wordt geen be-20 luchting gebruikt, maar wordt gas opgewekt tijdens het anaerobe proces in de activeringsruimte 1 geblazen. Het inblazen van biogas heeft ten doel het geactiveerde slib in suspensie te houden. Het voortgebrachte en ingeblazen biogas wordt daarna middels schoorstenen 30 afgevoerd in een niet afgeheelde opslaghouder voor biogas. Voor het naar binnen bla-25 zen van biogas kan hetzelfde stelsel als bij de aerobische toepassing voor de verdeling daarvan gebruikt worden, dat wil zeggen het verdeel-orgaan 28 en de beluchtingsorganen 29 omvattende een niet afgebeelde waaier verbonden met de genoemde opslaghouder voor biogas. In dat geval kunnen de inzetstukken 25 voor ontgassen voor de inlaten 10 van de ont-30 luchtingskanalen 9 methaan en CO2 verwijderen. Verder is het bedrijf van de inrichting - behalve het verschillende proces - in hoofdzaak hetzelfde als in het geval van aerobische waterzuivering.

Figuur 3 en 4 tonen een andere uitvoering van de inrichting volgens deze uitvinding welke bijzonder geschikt is voor het aerobisch 35 reinigen van grotere hoeveelheden afvalwatersoorten. Het verschil ten opzichte van de inrichting getoond in figuur 1 en 2 is de toepassing van meer dan een scheidingsruimte 2 met een gemeenschappelijke activeringsruimte 1 in een enkele inrichting en de toepassing van een ander begassingsstelsel. Bij deze inrichting worden zeven scheidingsruimten 40 2, geplaatst binnen een enkele houder met een mantel 3 gebruikt. Het 8302527

a I

13 ontwerp van de afscheidingsruimten 2 Is hetzelfde als het ontwerp van de scheidingsruimten volgens figuur LT en 2 .

In tegenstelling tot de Inrichting zoals volgens figuur 1 en 2 staat het oppervlak 11 tussen de afzonderlijke scheidingsruimten 2 5 verbinding met de atmosfeer. Aangezien het oppervlaktegebied 11 in de activeringsruimte 1 hier in hoofdzaak groter is, is het ontgassen van het activeringsmengsel bij dit oppervlak voldoende en is het niet nodig inzetstukken25 voor ontgassiug voor de inlaat 10 in de overdrachtska-nalen 9 aan te brengen. Aangezien de activeringsruimte 1 gesloten is 10 zijn geen schoorstenen 30 vereist. Overigens is de inrichting met betrekking tot de niet beschreven delen daarvan hetzelfde als de hierboven beschreven inrichting, dat wil zeggen de inrichting volgens figuur 1 en 2.

Het begassingsstelsel dat dient voor het hydraulisch beluchten om-15 vat inspuitorganen 35 die zowel met de drukleiding 36 van verontreinigd water als met luchttoevoeren 3 8 verbonden zijn, welke zich boven het oppervlak 11 uitstrekken.

De inspuitorganen 3 5 zijn aanwezig in het benedendeel van de activeringsruimte 1 in bekende Venturi buizen 39 voorbij de vertikale as 20 van de inrichting zodat deze tijdens bedrijf een opstijgende schroeflijnvormige stroming van beluchte activeringsmengsel opwekken met een plaatslijk ontsnappen van lucht aan het oppervlak van de activeringsruimte.

Een bekend drijvend aangeeforgaan 43 in een opslagvat 40 stuurt 25 een afsluiter 45 van een overdrachtsleiding 46 teneinde het vereiste niveau van het oppervlak 44 in het opslagvat 40 voor verontreinigd water te handhaven.

De in figuur 3 en 4 getoonde inrichting werkt als volgt. Verontreinigd water treedt middels de toevoer 26 de opslaghouder 40 binnen na 30 eerder mechanisch gereinigd te zijn. De pomp 37 pompt het verontreinigde water middels de drukleiding 36 in het inspuitorgaan 35 waar het toegevoerde water met lucht gemengd wordt dat middels de luchttoevoer 38 aangezogen is.

Het gebruikte begassingsstelsel belucht niet slechts het active-35 ringsmengsel in de activeringsruimte 1, maar geeft deze gelijktijdig een beweging, welke gebruikt wordt voor het handhaven van het geactiveerde slib in suspensie en voor het homogeniseren van de hele inhoud van de activeringsruimte 1. Het hydraulische beluchtingssamenstel zal bij voorkeur een beweging zoals afgebeeld in figuur 3 en 4 opwekken 40 waar een circulerende beweging binnen de activeringsruimte 1 verkregen 8302527 * m 14 wordt.

Teneinde de invloed van plaatselijke uitbarstingen van het beluchte activeringsmengsel aan het oppervlak 11 bij de stroom in de overdrachtskanalen 9 te verwijderen, kan een overeenkomstige verstel-5' ling van verstelbare overlopen 19 bij inlaten 10 gebruikt worden.

De afvoer van gezuiverd water van afzonderlijke scheidingsruim-ten 2 kan gesteld worden door het voor elke afscheidingsruimte afzonderlijk regelen van overlopen 24. Overigens is de werking van de inrichting volgens figuur 3 en 4 hetzelfde als die van de inrichting ge-IX) toond in figuur l T en 2,4.

Hoewel de cilindrische gedaante van de mantel 3 van de houder volgens de inrichting van voordeel is zowel uit het oogpunt van konstruk-tie als wat betreft de stroming in de activeringsruimte 1, is de inrichting volgens de onderhavige uitvinding niet beperkt tot een cirkel-L15 vormige gedaante van de houder. In het bijzonder in het geval van een pneumatisch beluchtingsstelsel is het mogelijk de scheidingsruimten in de rechthoekige houders te plaatsen.

De inrichting volgens deze uitvinding heeft een aantal voordelen. De inltent 10 van overdrachtskanalen 9 als verstelbare overlopen 19 aan 20 het oppervlak 11 en een alternatieve toevoeging van inzetstukken 2» voor ontgassing voor deze inzetstukken 10 maken een volmaakte verwijdering van de oververzadiging door lucht uit het activeringsmengsel dat de scheidingsruimte 2 binnentreedt, mogelijk en belet dus het opdrijven van deeltjes van geactiveerd slib bij de scheiding zelfs in het geval 25 van een aanzienlijke beluchtingsintensiteit van de activering en de toepassing van een diep ondergedompeld beluchtingsstelsel.

De gemakkelijke toegankelijkheid van de inlaat 10 van de overdrachtskanalen 9 maakt indien noodzakelijk de gemakkelijke reiniging daarvan mogelijk zelfs tijdens bedrijf en belet mogelijk falen.

30 Het optreden van gebreken door vernauwen van het overdrachtsstel- sel wordt verder beperkt door de beschreven gedaante van de overdrachtskanalen 9 waarbij de toegankelijkheid van de inlaten 10 een gemakkelijke verstelbaarheid van de doorstroming door deze kanalen tijdens het bedrijf mogelijk maakt, hetgeen bijgevolg zowel een gemakke-35 lijke verstelling van de omstandigheden van bedrijf van de inrichting volgens de vereisten mogelijk maakt als eveneens verstelling van een mogelijke asymmetrie van de stroom in de activeringsruimte 1 en het beletten van een deformatie van het oppervlak door genoemde plaatselijke uitbarstingen van het activeringsmengsel mogelijk maakt. Dit maakt het 40 mogelijk om bij de inrichting verschillende beluchtingsstelsels toe te 8302527 r * 15 W 5 passen, hetgeen op zijn beurt niet alleen de flexibiliteit van de inrichting vergroot, maar in het'geval van het toepassen van een inspuit-orgaan 35 het mogelijk maakt om een zeer hoog energetisch rendement van beluchting te verkrijgen en een van voordeel zijnde toepassing in het 5 bijzonder bij inrichtingen van het kolomtype met een hoogte van de waterkolom in de activeringsruimte van meer dan 5 meter te verkrijgen.

De scheiding van de stroom van het activeringsmengsel die de activeringsruimte 2 binnentreedt en van het afgescheiden slib dat terugkeert vanaf deze ruimte doet de maximum waarde van de oppervlaktebelas-10 ting door materiaal van de afscheiding toenemen, doet de maximale waarde van de oppervlaktebelasting door materiaal van de afscheiding toenemen en doet bijgevolg het vermogen van de inrichting tot 30% afhankelijk van de omstandigheden van het reinigen toenemen.

De konstruktie van de overdrachtskanalen 9 brengt verder het uit-15 voeren van het inbouwen van organen vanaf de moeilijk toegankelijke activeringsruimte 1 naar de gemakkelijker toegankelijke afscheidingsruim-te 2 over en vereenvoudigd bijgevolg het samenvoegen van ingebouwde organen.

Een andere vereenvoudiging van het samenvoegen verschaft .de moge-20 lijkheid van het toepassen van deze hele vooraf vervaardigde overdrachtskanalen 9 waar tijdens het afzonderlijk samenvoegen een pakking in het gebied van de inlaat 10 vereist is. De konstruktie van de overdrachtskanalen 9 vermindert bijgevolg de eisen aan het materiaal voor de vervaardiging daarvan. Aangezien geen verdere ingebrachte wand opge-25 hangen moet worden aan de hellende scheidingswand 5 teneinde een over-drachtskanaal 9' te verschaffen heeft het scheidingskanaal 5 slechts de taak beide werkruimten 1 en 2 te scheiden, en het is mogelijk om het gewicht daarvan tot het maximum te verminderen door het gebruik van dunwandig materiaal, dat samen met het verminderen van de eisen aan ma-30 teriaal voor het construeren van overdrachtskanalen 9 het gewicht van alle ingebouwde organen van de inrichting voor de biologische water zuivering vermindert, hetgeen bijgevolg het verkrijgen van wezenlijke besparingen mogelijk maakt.

De inrichting getoond in figuur 5 is geschikt voor anaerobische 35 rotting van organische zeer verontreinigde afvalwatersoorten met het voortbrengen van biogas. Ten opzichte van de inrichting afgebeeld in figuur 3 en 4 verschilt deze doordat deze gesloten wordt door een afdekking 47. Begassingsorganen 2) verbonden door een verbindingsleiding 38 met een niet afgebeelde waaier, op zijn beurt verbonden met een niet 40 afgebeelde opslaghouder met opgewekt biogas, waarin de afvoer 48 van 8302527 16 biogas eindigt, dienen voor het mengen van het mengsel in de active-ringsruimte 1.

De inrichting is verder voorzien van warm waterverwarming 49 verbonden met een niet afgebeelde bron warm water, welke gedeeltelijk ver-5 warmd wordt door het opgewekte biogas*

Deze inrichting werkt als volgt. Verontreinigd water treedt middels de drukleiding 36 de activeringsruimte 1 binnen, welke pneumatisch gemengd wordt door middel van biogas dat in het activeringsmengsel ingeblazen wordt door de begassingsorganen 2» . Het activeringsmengsel 10 wordt bovendien verwarmd door warm waterverwarming 49* De warmtebron is voor een deel biogas opgewekt door het passende anaerobische proces voor het voortbrengen van methaan. Tijdens het afvoeren van het activeringsmengsel, wordt anaerobisch geactiveerd slib overeenkomstig aan het aerobische alternatief verwijderd en wordt automatisch teruggevoerd 15 naar de activering. Bijgevolg neemt de concentratie van geactiveerd slib in de activering toe en dienovereenkomstig wordt eveneens het proces van anaerobische voortbrenging van methaan geïntensiveerd. Deze intensivering heeft twee gevolgen. Door de toename van de concentratie van het geactiveerde slib maakt de intensivering van het proces een 20 vermindering van het volume van anaerobische rotting en bijgevolg eveneens een vermindering van het verval mogelijk, hetgeen naast vermindering van investeringskosten eveneens een vermindering van warmteverliezen betekent. Het tweede gevolg is dat de toenemende concentratie het mogelijk maakt eveneens minder geconcentreerde afvalwatersoorten te be-25 handelen met minder droog materiaal, waardoor bijgevolg de mogelijkheden voor gebruik vergroot worden. De afvoer van gereinigd water, van slib en van gas moet verschaft worden met niet afgebeelde waterafsluitingen teneinde de luchtdichtheid van de inrichting te waarborgen.

I 8302527

Claims (10)

1. Inrichting voor biologische waterreiniging omvattende een hou-S der bevattende een activeringsruimte en tenminste een scheidingsruimte, gescheiden van de activeringsruimte door tenminste een hellende schei-* 5 dingswand bijvoorbeeld met kegelvormige gedaante, aan het benedendeel van welke wand een terugvoerdoorgang verbonden is, die de scheidingsruimte met de activeringsruimte verbindt, met het kenmerk, dat tenminste een overdrachtskanaal (9) aangebracht is boven de hellende scheidingswand (5) in de scheidingsruimte (2), waarbij het bovendeel van dit 10 overdrachtskanaal (9) met de uitlaat (10) daarvan verbonden is aan het bovendeel van de activeringsruimte (1), waarbij een begassings- en/of mengstelsel aanwezig is in de activeringsruimte (1), waarbij het benedendeel van het overdrachtskanaal (9) eindigt in een uitlaat (12) in het benedendeel van de afscheidingsruimte (2). A 15

2· Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het door stroomde dwarsdoorsnede van het overdrachtskanaal (9) naar de uitlaat (12) daarvan toeneemt.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het overdrachtskanaal (9) direct in de hellende scheidingswand (5) aangebracht 20 is of dat de scheidingswand (5) een deel daarvan vormt.

4. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een bellenverzamelaar (15) aanwezig is in de scheidingsruimte (2), met de uitlaten (12) van het overdrachtskanaal (9) in het benedendeel van de scheidingsruimte (2) geplaatst onder en binnen de vertikale projectie 25 van de bellenverzamelaar (15).

5. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de over-drachtskanalen (9) symmetrisch ten opzichte van de vertikale as van de houder verdeeld zijn en dat het aantal daarvan oneven is.

6. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inlaat 30 (10) van het overdrachtskanaal (9) zich bij het niveau van het opper vlak (11) in de activeringsruimte (1) bevindt en voorzien is van een regelorgaan, dat bijvoorbeeld direct op de inlaat (10) aangebracht kan worden als verstelbare overloop (19), waardoor het overdrachtskanaal (9) zich boven het niveau van het oppervlak (11) in de activeringsruim- 3* te (1) kan uitstrekken en voorzien kan zijn van een opening (20).

7. Inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 4 en 6, met het kenmerk, dat het vlak van de uitlaat (12) van het overdrachtskanaal (9) in hoofdzaak vertikaal is.

8. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een inzet- 40 stuk (25) voor ontgassen bijvoorbeeld een rooster, voor de inlaat (10) ______A 8302527 > van het overdrachtskanaal (9) In het bovendeel van de activeringsruimte (1) aangebracht is*

9. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de som van de omvang van de doorstroomde gebieden van de regelorganen (19) bij de 5 inlaten (10) van de overdrachtskanalen (9) 0,05% tot 2% van de omvang van het oppervlaktegebied (11) in de scheidingsruimte (2) bedraagt en dat de som van de omvang van de doorstroomde gebieden van de uitlaten (12) van overdrachtskanalen (9) 4% tot 12% van de omvang van het oppervlaktegebied (11) in de scheidingsruimte (2) bedraagt.

10. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het be- gassingsstelsel omvat een inspuitorgaan (35), een gastoevoer (38), een Venturi buis (39) en een drukleiding (36) voor verontreinigd water, waarbij het inspuitorgaan (35) in het benedendeel van de activeringsruimte (1) in de Venturi buis (39) aangebracht is en zowel«verbonden is 135 met een drukleiding (36) voor verontreinigd water als eveneens met een gastoevoer (38) en geschikt is om een stijgende schroefvormige stroom van het begaste activeringsmengsel op te wekken, met de plaatselijke uitbarstingen van gas aan het oppervlak van het activeringsmengsel. ********** 8302527