NL8620108A - Inrichting voor het reinigen van water, in het bijzonder afvalwater, door een biologische oxidatiemethode. - Google Patents

Description

8 6 2 0 1 O 8f NO 34781 1

Inrichting voor het reinigen van water, in het bijzonder afvalwater, door een biologische oxidatiemethode._

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het reinigen 5 van water, in het bijzonder afvalwater, door een biologische oxidatiemethode. Biologische behandeling van afvalwater is gebaseerd op het principe dat de natuurlijke bacteriële activiteit wordt bevorderd door roeren en invoeren van zuurstof in het afvalwater, in het algemeen door beluchten en door het verschaffen van een geschikt substraat voor 10 de oxidatiebacteria.

Een biorotor is een langzaam roterende cylinder welke horizontaal is opgesteld en gedeeltelijk is ondergedompeld in het te behandelen water. Daar de rotor langzaam roteert, zinkt een honingraatsamenstel afwisselend in het water/afvalwater om op deze wijze de bacteria vochtig 15 te maken en stijgt op in de lucht waarin een overvloed aan zuurstof beschikbaar is voor een efficiënte bacteriële activiteit om plaats te vinden in een dunne waterige film. Dit bevordert de uitwisseling van water en lucht in de biomassa die de oxidatie uitvoert, terwijl de ontleding van organisch afvalmateriaal plaats heeft onder natuurlijke om- 20 standigheden. De inwendige constructie van de cilinder is bestemd om » het grootst mogelijke gebied te verschaffen voor de bacteria om te worden aangegrepen.

Bij bekende biorotors is het biomassasubstraat honingraatvormig en vervaardigd van kunstof of metaal. De vervaardiging van het honingraat-25 samenstel vereist dure vervaardigingsmethoden. Omdat het honingraatsamenstel ook dient als een belasting-dragende constructie, beperkt dit de vergroting van het oppervlak van het biomassasubstraat, dat een zeer fijn gebouwd honingraatsamenstel zal vereisen. De rotor is in het algemeen gemonteerd in lagers aan de einden daarvan en de rotatie wordt 30 uitgevoerd vanaf een einde door middel van een ketting- of tandwiel samenstel. De rotatiekracht die nodig is voor de rotor is hoog en vereist zware aandrijfmachines. Daar de rotor wordt ondersteund vanaf de einden daarvan, moet een stevige centrale as worden verschaft en de grootte van de rotor kan niet onbeperkt worden vergroot.

35 Bovendien is het bekend lucht in te blazen in het water onder de biorotor, waardoor een circulerende beweging van de afvalwatermassa wordt verkregen en als gevolg daarvan rotatie van de rotor. In de praktijk wordt dit proces meer efficiënt gemaakt door luchtbekers die aanwezig zijn in de rotor, welke luchtbekers een extra draai beweging 40 voor de biorotor verschaffen. Een nadeel van deze wijze van aandrijving §::: - . o 8 ^ J ti 2 van lucht inblazen is echter de grote behoefte aan energie bij het verpompen van lucht.

Het grootste nadeel van bestaande biorotors is misschien de opeen-zameling van biomassa van het volledig statische honingraatsamenstel.

5 Dit resulteert in een vermindering van het actieve oppervlak, wat het rendement van reiniging vermindert en resulteert in overbelasting van de draagconstructies van de rotor zelf daar de massa die continu moet worden geheven toeneemt. In de praktijk heeft dikwijls samenklappen van het honingraatsamenstel plaats. Om dit probleem te vermijden moeten 10 stevige en dure honingraatconstructies worden toegepast of een mechanisch reinigen van de honingraatconstructie moet worden uitgevoerd of de honingraat in korte tijdsbestekken worden vervangen.

De biorotor volgens de uitvinding vermijdt de nadelen van bestaande biorotors en verhoogt tegelijkertijd het reinigingsrendement. Dit 15 wordt bereikt door middel van de kenmerken beschreven in de conclusies.

De uitvinding is vooral gunstig, doordat zij eenvoudig van constructie is, waarbij het honingraatsamenstel wordt vervangen door een licht korrel vormig materiaal. Dit materiaal vormt een zogenaamd hydro-20 statisch lager wat de doorbuiging van de centrale as vermijdt en vervaardiging van rotoren mogelijk maakt met een grotere diameter en lengte dan tot nu toe mogelijk was. Tegelijkertijd wordt een veelvoudig substraat voor de biomassa per volume-eenheid verkregen in vergelijking met vroegere bekende oplossingen. Wanneer de korrels tegen elkaar schu-25 ren wordt een buitensporige groei van de dikte van de biomassa!aag verhinderd evenals de daardoor veroorzaakte nadelen. Een eenvoudige circulatie van het afvalwater en het gereinigde water door de rotortrommel en de scheiding van vaste stoffen uit de actieve biomassa wordt verkregen door het gebruik van een zeefachtig-oppervlakmateriaal van de ro-30 tor. De rotatie van de trommel door middel van het binnenkomende water bespaart aan aandrijfvermogen.

Het is van bijzonder belang dat een rotor met een modulaire constructie vervaardigd kan worden in verschillende afmetingen. De korrel-grootte van het korrelvormige materiaal, d.w.z. het inerte medium, kan 35 zodanig gekozen worden dat het geschikt is voor ieder speciaal geval, en indien vereist kan het gemakkelijk worden gewijzigd, wat niet mogelijk is bij eerdere bekende oplossingen. De biobedden die gebruikt worden in kleine waterbehandelingseenheden kunnen ook vervangen worden door een substraat van een granulair materiaal voor de biomassa.

40 De uitvinding zal hierna beschreven worden door middel van een "J ij I 0 3' * 3 uitvoeringsvorm met verwijzing naar de tekening, waarin Fig. 1 is een algemeen aanzicht van een biorotor,

Fig. 2 is een dwarsdoorsnede van een inrichting volgens de uitvinding, en 5 Fig. 3 toont een sectormodule van de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 1 is een algemeen aanzicht van een bassin 1 van een waterbe-handelingsinstaUatie en een biorotor 2 volgens de uitvinding welke drijft binnen het genoemde bassin wordt omhoog gehouden door een los me-10 dium dat zich bevindt in de rotor. Te reinigen water wordt door mondstukken 4 van een toevoerpijp 3 naar een tandring 5 van de biorotor gevoerd, waardoor het water de draaiende beweging veroorzaakt die de rotor doet draaien. Dit principe is reeds bekend uit watermolens maar het verschil ligt daarin, dat hier het water tegelijkertijd wordt gevoerd 15 binnen de rotor via een zeefachtige buitenmantel 6 van de biorotor. Nadat het water door de biorotor is gepasseerd, wordt het verder gevoerd door een centrale tunnel 8 naar een ander einde 7 van de rotor, van waaruit het voor verdere behandeling kan worden gevoerd naar een daaropvolgende rotor of, indien het water volledig is gereinigd, uit het 20 proces kan worden verwijderd.

Zoals getoond in de dwarsdoorsnede van fig.'2 is de rotor volgens de uitvinding gevormd door sectormodules 20, welke meer in detail wordt getoond in fig. 3.

De zeefachtige buitenmantel 6 kan vervaardigd worden van een ge-25 perforeerde plaat, of draadmateriaal, of dergelijke. Het is belangrijk dat de zeefachtige mantel een voorzeefwerking uitvoert en een scheiding van bijvoorbeeld vezelachtige deeltjes buiten de biorotor, die zorgt voor de biologische oxidatie. Op deze wijze is het mogelijk zogenaamd meel terug te winnen, dat is opgenomen in afvalwateren van papiermolens 30 bijvoorbeeld. In de praktijk kan dit bijvoorbeeld bereikt worden door middel van veerkrachtige borstel vormige schrapers 19 die in fig. 2 zijn geplaatst boven een trog 12 die overtollig water afvoert.

Zoals blijkt uit fig. 2 druppelt het water dat aan de omtrek van de rotor wordt toegevoerd via de toevoerpijpen 3 en de mondstukken 4 35 door de mantel 6 van de tandring 5 op de losse korrels II, vanwaar het verder langzaam omlaag druppelt. Dergelijke losse korrels kunnen bijvoorbeeld bestaan uit kurk of kunststof. Omdat de toevoerhoogte gelegen is boven het wateroppervlak van het bassin 1, wordt een draaiende beweging gecreëerd, die de rotor doet roteren. Wanneer de losse korrels 40 in het te behandelen water zinken, worden zij volledig bevochtigd met ;· .... C 8 4 ' φ· is water en wanneer zij omhoogstijgen aan de tegenover liggende zijde stroomt het overtollige water weg van tussen de korrels, wat de bevochtigde biomassa aan het oppervlak van de korrels in contact brengt met lucht over het gehele oppervlak daarvan. Gedurende iedere rotatie van 5 de rotor, wordt een volledige uitwisseling van het te behandelen water en de lucht uitgevoerd over de biomassa, wat het best mogelijke wer-kingsrendement verzekert. Verder mengt de rotor het te behandelen water terwijl zij roteert.

Omdat de sectoren 20 niet volledig zijn gevuld met het losse me-10 dium 11, bewegen de korrels daarin gedurende de rotatie van de rotor en worden tegen elkaar geschuurd, wat een zelfreiniging veroorzaakt als gevolg waarvan de biomassa niet buitensporig in dikte kan groeien, zodat het systeem verstopt zou raken. Daar het korrel vormtge materiaal lichter is dan water, wordt een drijfkracht gevormd welke zowel het 15 korrel vormige materiaal 11 als de gehele constructie van de biorotor omhoog houdt. Het losse medium 11 dient dus als een hydraulische lager van de biorotor van het gehele systeem, verschaft dus een gelijkmatige ondersteuning over de gehele lengte van de rotor. Als gevolg daarvan kan de biorotor zeer licht worden uitgevoerd en kunnen de trommels 20 groot zijn in diameter en van iedere lengte.

Ook de constructie van de centrale tunnel 8 blijkt uit fig. 2 evenals de werking van de troggen 9 die daarin zijn opgesteld. Een spiraalvormige constructie wordt verkregen door deze troggen in een schuine stand ten opzichte van de langsas van de rotor op te stellen, waar-25 door het naar het midden druppelende water wordt verplaatst naar het uitlaateinde 7 van de biorotor (fig. 1).

Eventueel kan een continue circulatie van het te behandelen water worden verkregen door de centrale tunnel 8 van gesloten einden te voorzien en door water te pompen vanaf het uitlaateinde 7 naar een daarop-30 volgende fase van het proces. De wand 10 van de centrale tunnel van de rotor kan vervaardigd zijn van een overeenkomstig zeefachtig materiaal als de buitenmantel 6.

Door de korrelgrootte van het korrelvormige materiaal 11 te veranderen, kan de hoeveelheid actieve biomassa per volume-eenheid effectief 35 worden ingesteld overeenkomstig de eisen van ieder bijzonder geval.

Wanneer bijvoorbeeld een korrelgrootte met een diameter van ongeveer 8 mm wordt gebruikt, bedraagt het verkregen actieve biomassaopper-vlak 500 m^/m^ en zelfs meer, wat meer is dan het drievoudige in vergelijking met de honingraatconstructies van eerdere bekende biorotors.

40 Door de korrelgrootte te verkleinen kan het actieve oppervlak verder G 'i ϋ 8 ________4 ψ·_ ^ 5 worden vergroot. Op deze wijze is het mogelijk de biorotor zelfs te doen werken in zeer kleine waterbehandelingsinstallaties, indien nodig. Anderzijds kunnen grote en efficiënte biorotors worden geconstrueerd in installaties met een grote capaciteit.

5 Fig. 3 toont een sectormodule 20 van de biorotor volgens de uitvinding. Deze wordt gevormd door eindwanden 14, hoeksteunen 13, getande steunen 15, bodemsteunen 18, een mantel 5, tussenwanden 17 en een bo-demwand 10. De eindwanden 14, de tussenwanden 17 en de bodemwand 10 kunnen vervaardigd zijn van een materiaal dat doorlaatbaar is voor wa-10 ter, zoals bijvoorbeeld draaddoek of indien gewenst kunnen de tussenwanden 17 en de eindwanden 17 massief worden gemaakt. De sector is voor het grootste gedeelte gevuld met het losse medium 11; een vrije ruimte 21 (fig. 1) moet echter worden overgelaten, zodat de losse korrels kunnen bewegen en tegen elkaar kunnen schuren. De schurende werking en on-15 derlinge vermenging van de korrels kan indien vereist meer efficiënt worden gemaakt door middel van agitatorbladen 16 die bevestigd zijn binnen de sectoren. Door de eindwanden 14 van de sector los te maken van de hoeksteunen 13, kan de gehele sector worden losgemaakt voor onderhoud of voor het vervangen van los medium 11 bijvoorbeeld. Natuur-20 lijk kan de biorotor volgens de uitvinding ook anders worden geconstrueerd dan door het gebruik van modules. Omdat er geen stationair ho-ningraatsamenstel is, kunnen sectormodules of dergelijke constructies gemakkelijk worden vervaardigd in verschillende afmetingen of in verschillende vormen, al naar dit noodzakelijk is. Het losse medium dat 25 gebruikt wordt als een substraat voor de biomassa is geschikt voor iedere dwarsdoorsnedevorm van de biorotor.

De biorotor volgens de uitvinding kan ook gebruikt worden voor het reinigen van rookgassen of andere gassen of voor het verwijderen van reuk, waarbij gebruik wordt gemaakt van hetzij een biologische of een 30 chemische methode. De rookgassen of ieder ander te reinigen gas worden gevoerd in de centrale tunnel 8 van de rotor, waaruit het gas wordt gevoerd door het losse medium 11, daarbij reageren met de vloeistoffilm van het medium. Bij een biologische methode, heeft een biologische oxidatie plaats in de oppervlakte-film van het losse medium en een vloei-35 stof, bijvoorbeeld een alkaline-oplossing waarop de rotor drijft, neutraliseert de pH-waarde, zodat het biologische proces niet wordt verstoord. Bij een chemische methode reageren de rookgassen chemisch met de vloeistof die aanwezig is in de oppervlakte-film van het losse medium. Beide methoden maken gebruik van het grote oppervlak dat verkre-40 gen wordt door middel van het losse medium voor de reactie om zowel de - Λ

V u J u O

C«' V» .

6 zelfreiniging van de rotor te doen plaats hebben als het tegen elkaar schuren van de korrels.

Het is duidelijk dat de biorotor volgens de uitvinding en het losse medium dat daarin is opgenomen ook gebruikt kan worden voor andere 5 reinigingsdoeleinden van water en gas als hierboven beschreven.

•5 o . ·? -0 8

Claims (2)

1. Inrichting voor het reinigen van water, in het bijzonder afvalwater, door een biologisch oxidatiemethode, welke inrichting omvat een 5 biorotor (2) die gedeeltelijk is ondergedompeld in het te behandelen water, welke biorotor gedurende zijn rotoatie afwisselend een substraat van de biomassa in het water doet zinken en dit opheft in de lucht om de activiteit van de actieve biomassa te bevorderen, met het kenmerk, dat een op zich bekend korrelvormig medium gebruikt als substraat voor 10 de biomassa aanwezig is binnen de biorotor (2), welk korrelvormige medium tegelijkertijd zowel dient als een hydraulisch lager dat de gehele biorotorconstructie omhoog houdt en als de actieve biomassa.

1. Inrichting voor het reinigen van water, in het bijzonder afvalwater, door een biologische oxidatiemethode, welke inrichting omvat een 5 biorotor (2) die gedeeltelijk is ondergedompeld in het te behandelen water, welke biorotor gedurende zijn rotatie afwisselend een substraat van de biomassa in het water doet zinken en opheffen in de Tucht om de activiteit van de actieve biomassa te bevorderen, met het kenmerk, dat een korrel vormig medium (11), dat wordt gebruikt als een substraat voor 10 de biomassa, zich bevindt binnen de biorotor (2), welk korreTvormig medium tegelijkertijd zowel dient als een hydraulische lager, dat de gehele biorotorconstructie ophoudt, en als actieve biomassa.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de biorotor (2) bij voorkeur bestaat uit sectormodules 20, waarbij het korrel- 15 vormige medium (11) zich bevindt binnen deze modules. . 3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een buitenmantel (6) van de biorotor (2) is vervaardigd uit een geperforeerd materiaal, zoals een draaddoek of dergelijke.

4. Inrichting volgens conclusie 1 tot 3, met het kenmerk, dat 20 mondstukken (4) zijn aangebracht voor de rotatie van de biorotor (2), door welke mondstukken water wordt gevoerd naar een rotortandring (5).

5. Inrichting volgens conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat troggen (9) die een schroeflijn vormen zijn aangebracht in een centrale tunnel (8) van de rotor (2) voor het verwijderen van het gereinigde 25 water.

6. Inrichting volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat het korrelvormige medium (11) bij voorkeur bestaat uit kurk, kunststof of dergelijke. 'J· . t \ ' k ‘ Lw V Gewijzigde conclusies

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat troggen (5) die een schroeflijn vormen zijn aangebracht in een centrale tunnel 15 (8) van de rotor (2) voor het verwijderen van het gereinigde water. ++++++++++ s ^ o o