NL8401713A - Installatie voor het reinigen van afvalwater volgens de actief slibmethode. - Google Patents

Description

NL 32052-Jb/ak

Installatie voor het reinigen van afvalwater volgens de actief slibmethode.

De uitvinding heeft betrekking op een installatie voor het reinigen van afvalwater volgens de actief slibmetho-de, bestaande uit een open reservoir, waarin een gesloten vloeistofcircuit is gevormd met een toevoer, een afvoer en een 5 beluchter van het type, dat tevens als voortstuworgaan voor de vloeistof in het circuit kan dienen en om een verticale as roteerbaar is, waarbij in de nabijheid van de beluchter een opstaand recht schot is aangebracht, dat de scheiding vormt tussen de, in de stromingsrichting vóór en achter de beluchter 10 gelegen, delen van het circuit.

De uitvinding beoogt het zuurstofinbrengrendement van deze installatie door toepassing van betrekkelijk eenvoudige middelen in belangrijke mate te verbeteren.

Hiertoe wordt de installatie volgens de uitvinding 15 daardoor gekenmerkt, dat in het reservoir een, de beluchter aan de van het schot afgekeerde zijde althans gedeeltelijk omgevende, in horizontale doorsnede althans gedeeltelijk gebogen uitgevoerde, opstaande wand is aangebracht.

Bij een installatie van de soort, waarop de onder-20 havige uitvinding betrekking heeft, vindt de zuurstofoverdracht uitsluitend plaats op het grensvlak van de lucht en de vloeistof. Hierbij wordt de vloeistof in het grensvlak vrijwel onmiddellijk verzadigd, waarna nauwelijks meer zuurstofopname plaatsvindt, daar de, in het grensvlak opgeloste, zuurstof 25 slechts uiterst langzaam aan de lager gelegen vloeistoflagen wordt overgedragen. Voor een goede zuurstofoverdracht is het derhalve vereist, dat het genoemde grensvlak voortdurend wordt vernieuwd en dat tevens een zo groot mogelijk grensvlak wordt verschaft. Aan deze beide eisen wordt door de be-30 luchter van de genoemde soort in ruime mate voldaan, daar een groot grensvlak ontstaat door het uitwerpen van de vloeistof in de lucht, alsmede door de luchtbellen, die in de vloeistof worden "geslagen", terwijl een grensvlakvernieuwing optreedt, tengevolge van de pompende werking van de beluchter, 35 waardoor de vloeistof in circulatie wordt gebracht.

3401713 - 2 -

Een derde aspect, dat bij de zuurstofoverdracht een belangrijke rol speelt is het zogenaamde zuurstofdeficiet, waaronder in dit verband het verschil wordt verstaan tussen de zuurstofverzadigingswaarde van de vloeistof in het circuit en 5 het zuurstofgehalte van de, door de beluchter aangezogen, cir-cuitvloeistof. Hoe hoger dit zuurstofdeficiet is, des te hoger is het zuurstofinbrengrendement, dat wordt bereikt. De beste resultaten zullen worden verkregen, indien het zuurstofgehalte van de, door de beluchter aangezogen, circuitvloeistof nul is. 10 Bij de bekende installatie zal evenwel de aangezogen circuitvloeistof een zuurstofgehalte boven nul bezitten, zelfs indien het zuurstofgehalte van de circuitvloeistof in het aan de aanstroomzijde gelegen, circuitgedeelte wel gelijk is aan nul. Dit hangt samen met het stromingsbeeld van de vloeistof 15 in de beluchtingszone, dat veroorzaakt, dat reeds beluchte vloeistof opnieuw door de beluchter kan worden aangezogen. Hierdoor zal het zuurstofdeficiet uiteraard afnemen, hetgeen ongunstig is voor het rendement.

Teneinde dit opnieuw aanzuigen van reeds beluchte 20 vloeistof op eenvoudige wijze te voorkomen, wordt volgens een eerste uitvoering van de installatie volgens de uitvinding voorgesteld, dat de opstaande wand onder het vloeistofniveau in het reservoir eindigt.

Op deze wijze wordt bereikt, dat de, door de be-25 luchter weggeslingerde, vloeistof buitenwaarts van deze opstaande wand neerkomt en niet meer door de beluchter kan worden aangezogen. De aanzuiging zal bij toepassing van een dergelijke opstaande wand, die onder het vloeistofniveau in het reservoir eindigt, dan ook in hoofdzaak plaatsvinden vanuit 30 de ruimte tussen het schot en het, aan de aanstroomzijde gelegen, gedeelte van de opstaande wand. De beluchte vloeistof zal vanuit het buitenwaarts van de opstaande wand gelegen circuitgedeelte het, aan de wegstroomzijde gelegen, circuitgedeelte bereiken. Hierdoor wordt een zo groot mogelijk zuur-35 stofdeficiet verkregen, hetgeen het zuurstofinbrengrendement gunstig beïnvloedt.

Volgens een andere uitvoering van de installatie volgens de uitvinding loopt de opstaande wand tot boven het vloeistofniveau in het vloeistofreservoir door.

8401713 V 4 - 3 -

Weliswaar wordt met een, op deze wijze uitgevoerde, opstaande wand het zuurstofdeficiet niet verbeterd, daar de vloeistof niet meer door de beluchter over de opstaande wand kan worden geworpen, doch de toepassing van een dergelijke op-5 staande wand leidt tot andere voordelen. In feite wordt namelijk de beluchtingszone door deze opstaande wand verkleind, waardoor een hogere "energie"-dichtheid in deze beluchtingszone ontstaat. Door de grotere turbulentie in de beluchtingszone worden meer luchtbellen in de vloeistof "geslagen", welke 10 luchtbellen bovendien door de hogere verticale stroomsnelheden dieper met de vloeistof worden meegevoerd. Een modelonderzoek heeft aangetoond, dat op deze wijze een verbetering van het zuurstofinbrengrendement van circa 20% kan worden bereikt.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de 15 hand van de tekening, die enige uitvoeringsvoorbeelden van een installatie volgens de uitvinding voor het reinigen van afvalwater volgens de actief slibmethode op zeer schematische wijze weergeeft.

Pig. 1 is een gedeeltelijke verticale doorsnede 20 van een eerste uitvoering van de installatie volgens de uitvinding.

Pig. 2 is een horizontale doorsnede volgens het vlak II-II in fig. 1.

Fig. 3 is een horizontale doorsnede van een gedeel-25 te van de opstaande wand volgens fig. 2 op grotere schaal.

Fig. 4 is een verticale doorsnede van de opstaande wand volgens fig. 3.

Fig. 5 is een gedeeltelijke verticale doorsnede van een gewijzigde uitvoering van de installatie volgens de 30 uitvinding.

Fig. 6 is een horizontale doorsnede volgens het vlak VI-VI in fig. 5.

Fig. 7 is een gedeeltelijke verticale doorsnede van nog een andere uitvoering van de installatie volgens de 35 uitvinding.

Fig. 8 is een horizontale doorsnede volgens het vlak VIII-VIII in fig. 7.

In de tekening zijn verschillende uitvoeringsvoorbeelden weergegeven van een installatie voor het reinigen van 8*01713 - 4 - afvalwater volgens de actief slibmethode.

Deze installatie bestaat uit een open reservoir 1, waarin een gesloten vloeistofcircuit is gevormd met een toevoer (niet weergegeven), een afvoer (niet weergegeven) en een 5 beluchter 2 van het type, dat tevens als voortstuworgaan voor de vloeistof in het circuit kan dienen en dat om een verticale as kan roteren.

In de nabijheid van de beluchter 2, die in de tekening als een oppervlaktebeluchter is uitgevoerd, is een op-10 staand recht schot 3 aangebracht, dat de scheiding vormt tussen de, in de stromingsrichting vóór en achter de beluchter 2 gelegen delen 4 en 5 van het circuit.

In de uitvoering volgens de fig. 1 en 2 is in het reservoir 1 een opstaande wand 6 aangebracht, die onder het 15 vloeistofniveau in het reservoir 1 eindigt.

Deze opstaande wand 6, die in zijn meest eenvoudige vorm uit een, de beluchter 2 aan de, van het schot 3 afgekeerde, zijde althans gedeeltelijk omgevende, in horizontale doorsnede gebogen uitgevoerde, opstaande wand 6 bestaat, is in 20 het, in de tekening weergegeven, uitvoeringsvoorbeeld samengesteld uit een, ongeveer de vorm van een halve cirkelcilinder 7 bezittend middengedeelte en uit op de uiteinden van deze halve-cirkelcilinder 7 aansluitende, rechte, opstaande wandgedeelten 8 en 9, die evenwijdig aan het schot 3 verlopen 25 en die het schot 3 enigszins overlappen.

De halve cirkelcilinder 6 bezit een centrale as 10, welke door de verticale as van de beluchter 2 wordt gevormd. Voorts is deze halve cirkelcilinder 7 symmetrisch ten opzichte van het vlak, waarin het schot 3 is gelegen.

30 De straal van de halve cirkelcilinder 7 bedraagt ongeveer 0,7 - 3 maal en bij voorkeur 0,8 - 2 maal de diameter van de beluchter 2.

De ópstaande wand 6, die zonder openingen is uitgevoerd, loopt tot de bodem 11 van het reservoir 1 door en 35 eindigt in een op deze bodem 11 rustende voetplaat 12. De opstaande wand 6 eindigt ongeveer 0,1 - 1 m en bij voorkeur ongeveer ½ m onder het vloeistofniveau in het reservoir 1. De juiste ligging van de bovenzijde van de opstaande wand 6 wordt enigszins beïnvloed door de overige dimensionering van het 3401713 • * - 5 - circuit.

De opstaande wand 6 kan worden samengesteld uit een aantal rechte elementen 13 (fig. 3). Deze kunnen uit beton zijn vervaardigd en zijn vloeistofdicht met elkaar verbon-5 den door middel van flexibele verbindingselementen 14, bijvoorbeeld uit kunststof materiaal, welke de plaatsing van de rechte elementen 13 volgens een bocht mogelijk maken. Uiteraard kan de opstaande wand 6 ook uit andere daarvoor geschikte materialen worden vervaardigd.

10 De toepassing van de opstaande wand 6 leidt er toe, dat de beluchter 2 in hoofdzaak vloeistof zal aanzuigen, welke toestroomt tussen het schot 3 en het, aan de aanstroom-zijde gelegen, gedeelte 8 van de ópstaande wand 6. De vloeistof wordt door de beluchter 2 over de opstaande wand 3 gewor-15 pen op de wijze, zoals in de fig. 1 en 2 met, in stippellijnen weergegeven, pijlen is aangeduid, waarbij de opstaande wand 6 verhindert, dat de beluchte vloeistof opnieuw wordt aangezogen. Op deze wijze wordt een zo groot mogelijk zuur-stofdeficiet verkregen en wordt het zuurstofinbrengrendement 20 verhoogd.

In de fig. 5 en 6 is een gewijzigde uitvoering van de installatie volgens de uitvinding weergegeven, waarin de opstaande wand 15 tot boven het vloeistofniveau in het vloeistofreservoir 1 doorloopt.

25 Weliswaar wordt door deze hogere uitvoering van de opstaande wand 15 verhinderd, dat de beluchter 2 nog vloeistof over deze opstaande wand 15 buitenwaarts kan werpen, zoals dit in de uitvoering volgens de fig. 1 en 2 plaatsvindt en wordt het zuurstofdeficiet dan ook in de uitvoering volgens 30 de fig. 5 en 6 niet verbeterd, doch wel worden door de grotere turbulentie in de, binnen deze opstaande wand 15 gelegen, beluchtingszone veel luchtbellen in de vloeistof geslagen, terwijl deze luchtbellen bovendien door de hoge verticale stroomsnelheden diep met de vloeistof worden meegevoerd. Ook 35 in deze uitvoering van de opstaande wand 15 wordt een belangrijke verbetering van het zuurstofinbrengrendement bereikt.

In het, in de fig. 5 en 6 weergegeven, uitvoerings-voorbeeld is de opstaande wand 15 nabij de bodem 11 van het reservoir 1 van openingen 16 voorzien. Hierdoor zal de beluch- 8401713 J" 'v - 6 - ter 2 ook betrekkelijk zuurstofarme vloeistof aan het buitenwaarts van de opstaande wand 15 gelegen circuitgedeelte onttrekken .

Teneinde het voortstuwen van de vloeistof in het 5 circuit zoveel mogelijk te bevorderen, verdient het aanbeveling, deze openingen 16 op de in fig. 6 weergegeven wijze uitsluitend te vormen in het aan de aanstroomzijde gelegen, gedeelte 17 van de opstaande wand 15. Ook deze opstaande wand 15 is met een voetplaat 12 uitgevoerd en rust hiermede op de 10 bodem 11 van het reservoir 1.

De opstaande wand 15 kan weer, op de in fig. 3 weergegeven wijze, uit een aantal rechte segmenten 13 zijn samengesteld.

Tenslotte is in de fig. 7 en 8 nog een variant 15 van de installatie volgens de fig. 5 en 6 weergegeven, volgens welke tussen het schot 3 en het, aan de wegstroomzijde gelegen, gedeelte 18 van de opstaande wand 15, in het bijzonder het uiteinde van het rechte wandgedeelte 19 hiervan, een leidplaat 20 is aangebracht, die aan de bovenzijde boven en 20 aan de onderzijde onder het vloeistofniveau eindigt.

Deze leidplaat 20 kan verticaal of onder een hoek met het verticale vlak verlopen en eindigt bij voorkeur aan de onderzijde ongeveer 0,1 - 1 m onder het vloeistofniveau.

De juiste ligging van de onderzijde van cfe leidplaat 20 is 25 afhankelijk van de overige afmetingen van het circuit.

Het zuurstofinbrengrendement blijkt door toepassing van deze leidplaat 20 nog met een extra 10% te kunnen worden verhoogd.

De leidplaat 20 kan worden uitgevoerd als een 30 leidschuif, respectievelijk, op de in de fig. 7 en 8 weergegeven wijze, als een leidklep, welke om een bovenste horizontale as 21 verdraaibaar is, waardoor de dompeldiepte en de, met het verticale vlak ingesloten, hoek van de leidklep aan de eisen kan worden aangepast. De leidklep kan in elke ver-35 langde stand worden vastgezet.

Hoewel de leidplaat 20 uiteraard uit tal van materialen kan worden vervaardigd, verdient een uitvoering uit metaal, in het bijzonder uit staal, de voorkeur.

De toepassing van de opstaande wand 6, respectie-40 velijk 15, heeft in de beschreven uitvoeringsvoorbeelden nog 8401713 - 7 - het bijkomende voordeel, dat de hydraulische bochtweerstand wordt verminderd, waardoor de stroomsnelheid in het circuit toeneemt. Hierdoor wordt het mogelijk, het circuit onder lagere belasting te bedrijven, zonder dat gevaar voor het afzet-5 ten van slib op de bodem 11 optreedt.

De uitvinding is niet beperkt tot de, in de tekening weergegeven, uitvoeringsvoorbeelden, die op verschillende manieren binnen het kader der uitvinding kunnen worden gevarieerd.

8401713

Claims (20)

1. Installatie voor het reinigen van afvalwater volgens de actief slibmethode, bestaande uit een open reservoir, waarin een gesloten vloeistofcircuit is gevormd met een toevoer, een afvoer en een beluchter van het type, dat tevens 5 als voortstuworgaan voor de vloeistof in het circuit kan dienen en om een verticale as roteerbaar is, waarbij in de nabijheid van de beluchter een opstaand recht schot is aangebracht, dat de scheiding vormt tussen de, in de stromingsrichting v66r en achter de beluchter gelegen, delen van het circuit, 10 met het kenmerk, dat in het reservoir een, de beluchter aan de van het schot afgekeerde zijde althans gedeeltelijk omgevende, in horizontale doorsnede althans gedeeltelijk gebogen uitgevoerde, opstaande wand is aangebracht.

2. Installatie volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat de opstaande wand onder het vloeistofniveau in het reservoir eindigt.

3. Installatie volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de opstaande wand tot de bodem van het reservoir doorloopt en zonder openingen is uitgevoerd.

4. Installatie volgens conclusie 2 of 3, m e t het kenmerk, dat de opstaande wand ongeveer 0,1 -1 m onder het vloeistofniveau in het reservoir eindigt.

5. Installatie volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat de opstaande wand ongeveer h m onder het 25 vloeistofniveau in het reservoir eindigt.

6. Installatie volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de opstaande wand tot boven het vloeistofniveau in het vloeistofreservoir doorloopt.

7. Installatie volgens conclusie 6, m e t het 30 kenmerk, dat de opstaande wand nabij de bodem van het reservoir van openingen is voorzien.

8. Installatie volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat de openingen uitsluitend zijn gevormd in het, aan de aanstroomzijde gelegen gedeelte van de opstaan- 35 de wand.

9. Installatie volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de opstaande wand, 8401713 •v « - 9 - althans gedeeltelijk, ongeveer de vorm bezit van een halve cirkelcilinder, waarvan de verticale as van de beluchter de centrale as vormt en welke symmetrisch is ten opzichte van het vlak, waarin het schot is gelegen.

10. Installatie volgens conclusie 9, m e t h e t kenmerk, dat de straal van de halve cirkelcilinder ongeveer 0,7 - 3 maal de diameter van de beluchter bedraagt.

11. Installatie volgens conclusie 10, m e t het kenmerk, dat de straal van de halve cirkelcilinder on- 10 geveer 0,8-2 maal de diameter van de beluchter bedraagt.

12. Installatie volgens conclusie 9, 10 of 11, met het kenmerk, dat op de uiteinden van de halve cirkelcilinder rechte opstaande wandgedeelten aansluiten, die evenwijdig aan het schot verlopen.

13. Installatie volgens conclusie 12,met het kenmerk, dat de evenwijdige opstaande wandgedeelten het schot overlappen.

14. Installatie volgens ëën der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de opstaande wand is 20 samengesteld uit een aantal rechte elementen, die vloeistofdicht op elkaar zijn aangesloten.

15. Installatie volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de opstaande wand aan de onderzijde met een voetplaat is uitgevoerd.

16. Installatie volgens één der conclusies 6 t/m 15, met het kenmerk, dat tussen het schot en het, aan de wegstroomzijde gelegen, gedeelte van de opstaande wand een leidplaat is aangebracht, die aan de bovenzijde boven en aan de onderzijde onder het vloeistofniveau eindigt.

17. Installatie volgens conclusie 16,met het kenmerk, dat de leidplaat aan de onderzijde ongeveer 0,1 - 1 m onder het vloeistofniveau eindigt.

18. Installatie volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk, dat de leidplaat tussen het, aan de weg- 35 stroomzijde gelegen, rechte gedeelte van de opstaande wand en het schot verloopt.

19. Installatie volgens één der conclusies 16-18, met het kenmerk, dat de leidplaat verstelbaar is uitgevoerd en in de verlangde stand vastzetbaar is. 8401713 ; i - 10 -

20. Installatie volgens conclusie 19, m e t het kenmerk, dat de leidplaat een leidklep is, welke om een horizontale as verdraaibaar is. 8401713