NO126855B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for behandling av avfallsvann inneholdende biokjemisk oksyderbart materiale med lavt slamutbytte.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av avfallsvann inneholdende biokjemisk oksyderbart materiale (BOD), f. eks. vanlig kloakkvann eller kjemisk avfallsvann fra petro-kjemiske anlegg eller papirfabrikker, og hvor fremgangsmåten gir en lav nettoproduksjon av slam.

Avfallsbehandling generelt har den hensikt å redusere avfallsproduktets karakteristiske affinitet for oksygen, vanligvis kvantitativt målt og uttrykt som et biokjemisk oksygenbehov (BOD),

dvs. antall deler oksygen som er nødvendig for å gjøre avfallspro-

duktet uskadelig pr. million deler (ppm) avfallsprodukt. En meget vanlig anvendt fremgangsmåte for reduksjon av BOD er den såkalte aktiverte slamprosess, hvor hovedmengden av faste stoffer først

fjernes f. eks-, ved siling, hvoretter det gjenværende avfallsvann blandes med en oksygenholdig gass og aktivert slam. Sistnevnte slam består i alt vesentlig av serobe organismer som har evnen i nærvær av tilstrekkelig oppløst oksygen til å absorbere og assimilere det

organiske materiale i avfallsvannet, hvorved sistnevnte materiale

omdannes til former som lett kan utskilles fra det rensede vann.

Under normale betingelser formerer bakteriene seg meget raskt i gjennomluftningstankene under behandlingen. Når BOD-omdannelsen er ferdig, blir den blandede væske hensatt for sedimentasjon, det rensede vann fradekantert for videre bruk eller sluppet ut i natur-lige vannsystemer igjen, hvoretter slammet tas ut fra bunnen av en klaringstank.

Endel av slammet må resirkuleres til behandlingstanken for å inokulere det innkommende BOD-holdige vann. I vanlig praksis kan det resirkulerte slam ikke utgjøre 100 % av det slam som tas ut fra klaringstanken, fordi man ellers ville få en gradvis oppbygning av slam i systemet som ville overbelaste klaringstanken. Vanligvis kan bare ca. 90 % av slammet resirkuleres, mens de siste 10 % må kastes. Det er følgelig en vesentlig nettoproduksjon av slam ved den vanlige aktiverte-slamprosess.

.Nevnte slamoverskudd må imidlertid behandles ytterligere for å gjøre det helt uskadelig før det kan kastes. En vanlig anvendt fremgangsmåte er en såkalt anaerob (uten oksygen) nedbrytning, ved en langtids lagring, f. eks. 30 døgn eller mer, som er

tilstrekkelig for å få en rimelig fullstendig nedbrytning av det organiske materiale. Store lukkede reservoarer anvendes for å tilveiebringe den lange oppholdstid og for å unngå et utslipp av ille-luktende gasser, men de gjenværende faste stoffer etter den anaerobe nedbrytning utgjør stadig ca. 40 •- 50 % av det opprinnelige volum i slamoverskuddet. Selve denne slambehandling er kostbar og representerer typisk fra 35 til 40 % av de totale omkostninger ved en sekun-dær behandling av avfallsvann.

Auto-oksydasjon (endogen respirasjon) er et velkjent fenomen ved den aerobe behandling av avfallsvæske ved den aktiverte slamprosess. I nærvær av tilstrekkelig opplast oksygen, men i fravær av store mengder lett tilgjengelige organiske næringsmidler (fra avfallsvæsken) , blir de bakterier som utgjør slammet, til en viss grad selv-forbrukende. Under slike tilstander er det en tendens til at man får en reduksjon av netto slamproduksjon.

I de tidligere kjente anlegg for behandling av avfallsvann har hastigheten av auto-oksydasjon vanligvis vært for. liten til å ha noen særlig betydelig effekt på nettoproduksjonen av slam ved den aktiverte slamprosess. En forlenget gjennomluftning er en velkjent form av den aktiverte slamprosess som øker graden av auto-oksydasjon og reduserer nettoproduksjonen av slam. Det som skjer er at man øker størrelsen og antallet av behandlingstankene, slik at avfallsvannets oppholdstid blir forlenget fra 4-6 timer til minst l8 - 24 timer. Gjennomluftning (med luft) fortsetter under hele denne periode. Denne oppholdstid er lenger enn det som er nødvendig for en BOD-assimilasjon, hvorved man får et vesentlig tidsrom for auto-oksydasjon av slammet'. Det finnes en .rekke anlegg som anvender nevnte.fremgangsmåte og hvor man har null nettoproduksjon av slam, og hvor man i alt vesentlig resirkulerer 100 % av det sedimenterte slam for blanding med innkommende avfallsvæske.

Ulempene ved det forlengede gjennomluftningsanlegg er dets store størrelse og de høye driftsomkostningene.. Behandlings-tankens kapasitet må være 3-6 ganger større enn ved et vanlig aktivert slamanlegg for at man kan tilveiebringe de lange oppholdsti-der. Videre er omkostningene ved å supplere komprimert luft og rør-ing i et langt større system og under en lengre behandlingsperiode meget høye pr. volumenhet avfallsvann som bearbeides.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for behandling av BOD-holdig vann, f. eks. vanlig kloakkvann, som er karakterisert ved en relativt lav nettoproduksjon av slam.

Videre er det en hensikt å tilveiebringe en fremgangsmåte som er karakterisert ved relativt lav nettoproduksjon av slam, men som ikke krever den store tankkapasitet man finner i anlegg som anvender forlenget gjennomluftning.

Videre er det en hensikt å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for behandling av avfallsvann som gir relativt lav nettoproduksjon av slam, relativt lav behandlingstank-kapasitet og lave mengder gjennomluftningsgass pr. enhet behandlet avfallsvæske.

Videre er det en hensikt å tilveiebringe en fremgangsmåte for mer rask auto-oksydasjon av slam avledet fra BOD-holdig vann.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av vann inneholdende biokjemisk oksyderbart materiale

(BOD) ved gjennomluftning i kontakt med et bakterielt aktivt slam som innbefatter at man tar sedimentert slam fra gjennomluftningen og resirkulerer dette til gjennomluftningssonen, karakterisert ved at man tilfører tilstrekkelig resirkulert slam til gjennomluftningssonen for det BOD-holdige vann til at man får tilveiebragt et innhold av flyktige, suspenderte faste stoffer på minst 3^ 00 ppm, tilfører en første gass bestående av minst 50 volum- fo oksygen og blander denne gass som gjennomluftningsgassen med det BOD-holdige vann og det resirkulerte slam i nevnte gjennomluftningssone i en kontakttid på minst 5 minutter og i en tilstrekkelig mengde til å

opprettholde et innhold med hensyn til oppløst oksygen (DO) på over ca. 0,5 ppm, og til at man får dannet suspendert, aktivert slam, tar nevnte suspenderte, aktiverte slam ut fra gjennomluftningssonen til en separat slamstabiliseringssone, tilfører en annen gass bestående av minst 35 volum-% oksygen og blander denne gass med nevnte suspenderte, aktive slam i nevnte slamstabiliserende sone i tilstrekkelig mengde til at man får dannet et BOD-redusert aktivert slam med lavere innhold av BOD enn nevnte suspenderte aktive slam, og hvor den totale kontakttid mellom væsken og det faste stoff i nevnte gjennomluftningssone og nevnte slamstabiliserende sone er fra 20 - 90 minutter, tar nevnte BOD-reduserte aktive slam ut fra slamstabiliseringssonen og fører det over til en separat auto-oksydasjonssone, tilfører en tredje gass bestående av minst 35 volum-% oksygen og blander denne gass med nevnte BOD-reduserte aktive slam i nevnte auto-oksydasjonssone i tilstrekkelig mengde og med tilstrekkelig hastighet til at man opprettholder innholdet av opp-løst oksygen i blandingen på over 5 ppm, og hvor kontakttiden mellom væske og faststoff er fra 30 - 210 minutter, hvorved man får dannet et auto-oksydert slam, tar ut og returnerer i det minste en del av slammet som er dannet ved blandingen med den oksygenholdige gass, til gjennomluftningssonen som nevnte resirkulerte slam.

Fig. 1 viser en skjematisk skisse av et apparat hvor man kan gjennomføre en utførelse av foreliggende oppfinnelse, og hvor en klaringstank følger auto-oksydasjonssonen. Fig. 2 er en skjematisk skisse av en annen utførelse hvor klaringstanken er plassert mellom den slamstabiliserende og den auto-oksyderende sone. Fig. 3 er en skjematisk skisse av en annen utførelse av lignende type som vist på fig. 2, men hvor separate oksygengass-strømmer føres til gjennomluftningssonen og auto-oksydasjonssonen, og hvor uttak av resirkulert aktivert slam skjer i en intermediær sone som enten kan være den slamstabiliserende sone eller auto-oksydas jonssonen .

Fig. 4 er et tverrsnitt gjennom .et apparat utformet for en seriestrøm av oksygengass og blanding av væske og faststoff gjennom fire blandesoner.

Under gjennomføring av foreliggende fremgangsmåte må gjennomluftningssonen, den slamstabiliserende sone og autooksydasjonssonen være adskilt fra hverandre, og væske-faststoffblandingen må bare flyte fra førstnevnte sone til sistnevnte sone i retning av synkende BOD-konsentrasjon. En anvendelse av sterkt adskilte soner er nødvendig for å oppnå en virkelig trinnvis strøm, og derved unngå tilbakeblanding av væske og faststoff mellom de enkelte soner. Det er nødvendig med minst to soner med blandet væskegjennomluftning, og disse er her identifisert som kontakt-gjennomluftningssonen og slamstabiliseringssonen. Kontaktgjennomluftningssonen er den første sone eller tilførselssonen, og i hele denne sone vil man finne uassimilert BOD. Det suspenderte, aktive slam som tas ut fra denne sone inneholder vesentlige mengder bakterielt næringsmateriale, enten oppløst eller absorbert på de flokulente.partikler, og ettersom denne blandede væske føres videre til slamstabiliseringssonen, så vil man hverken i første eller annen gjennomluftningssone ha den reduserte næringsstofftilstand som er nødvendig for en høy auto-oksydas jonshastighet. Den annen gjennomluftningssone består i alt vesentlig av en slamstabiliserende sone hvor gjenværende og absorbert BOD assimileres av bakteriene. BOD-innholdet er ikke så sterkt redusert som det er nødvendig for en høy auto-oksydasjonshastighet før man kommer til tredje oksydasjonstrinn.

Hvis BOD-rikt slam fra den slamstabiliserende sone fikk blande seg fritt med BOD-redusert slam fra en etterfølgende auto-oksydas jonssone , ville næringsstoff bli tilført sistnevnte sone, og man ville opprettholde bakteriemengden og følgelig senke tendensen mot en rask auto-oksydasjon. Hvis BOD-redusert slam på tilsvarende måte ble tilbakeblandet til den slamstabiliserende sone, ville BOD-styrken i denne sone bli så sterkt fortynnet at man ville få en nedsatt hastighet med hensyn til BOD-assimilasjon. Man må følgelig tilveiebringe minst tre adskilte soner eller trinn for å oppnå fordelene ifølge foreliggende oppfinnelse, en for kontaktgjennomluftning, en for BOD-assimilasjon eller stabilisering og en tredje for auto-oksydasjon.

Et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse er at man opprettholder en høy konsentrasjon av suspenderte faste stoffer i hele fremgangsmåten, d.v.s. både i kontaktgjennomluftningssonen, den slamstabiliserende sone og auto-oksydasjonssonen. Innholdet av flyktige suspenderte faste stoffer i blandingen av BOD-holdig vann og aktivert slam er minst 3°0° Ppm, fortrinnsvis fra 5000 til 9000 ppm. En grunn til dette krav er at konsentrasjonen av faste stoffer i kontakt-gjennomluftningssonen påvirker hastigheten av de opptre-dende biokjemiske reaksjoner. Ved en behandling av vanlig kloakkvann består de suspenderte faste stoffer av følgende: 1) biologisk oksyderbart organisk materiale, 2) ikke-biologisk oksyderbart organisk materiale, og 3) ikke-oksyderbart, uorganisk materiale.

Det uorganiske materiale såsom sand og grus etc. og det ikke-biologisk oksyderbare materiale såsom polyetylenpartikler eller papir, er uønsket, men uunngåelige komponenter av det BOD-holdige vann, f.eks. vanlig kloakkvann, som tilføres den slamsyntetiserende sone. Relativt større partikler, f.eks. trefliser eller lignende, blir vanligvis fjernet i et forbehandlingstrinn.

Hovedmengden av de faste stoffer i den blandede væske,

d.v.s. 70 f° eller mer, består av bakteriepartikler (biomasse) som er resirkulert fra klaringstanken til gjennomluftningssonen. Jo høyere bakteriekonsentrasjon, jo raskere absorbsjon og assimilasjon av BOD,' og raskere vil forholdet BOD/biomasse falle, til et punkt innenfor

auto-oksydasjonsområdet.. Når dette forhold er tilstrekkelig senket, vil det skje en rask auto-oksydasjon i nærvær av andre gunstige faktorer, f.eks. et høyt innhold av flyktige suspenderte faste stoffer, høyt innhold av oppløst oksygen og en ekstremt aktiv og livlig biomasse fra den slamstabiliserende sone»

Den hastighet med hvilken aktivt slam blir forbrukt i auto-oksydasjonssonen står i et direkte forhold til konsentrasjonen av flyktige suspenderte faste stoffer i denne sone. Det er mulig å bringe slamsyntesen og slamforbruket i balanse med en konsentrasjon" av flyktige suspenderte faste stoffer på under 3000 PP™j men den hastighet med hvilken man ville nærme seg en slik balanse ville bli meget langsom, noe som krever meget lang gjennomluftningstid av samme størrelsesorden som i tidligere kjente gjennomluftnings-prbsesser. Med en høy konsentrasjon av faste stoffer i både gjennomluftningssonen og slamstabiliseringssonen i kombinasjon 'med andre trekk ifølge foreliggende oppfinnelse, vil slamsyntesen og slamforbruket bringes til nesten balanse innen et relativt kort tidsrom og følgelig i relativt små gjennomluftningskammere. Det vil si at den totale kontakttid i de tre soner ikke trenger å være mer enn ca. 5 timer, mens den tilsvarende tid for et vanlig forlenget gjennomluftningsanlegg er ca. 18 - 24 timer. Følgelig vil både investeringene og driftsomkostningene bli betydelig lavere enn de tidligere kjente fremgangsmåter, samtidig som man oppnår en betydelig reduksjon av slamproduksjonshastigheten.

Det skal bemerkes at bare en liten fraksjon av det slam som føres gjennom auto-oksydasjonssonen forbrukes for å balansere slamsyntesen. For eksempel for hver 4000 ppm biologisk aktive faste stoffer som føres inn i kontaktgjennomluftningssonen, så skjer det kanskje en nettoproduksjon av 200 ppm nye celler i slamsyntesesonen, noe som resulterer i at 4200 ppm aktive faste stoffer føres til autooksydasjonssonen. Således trenger bare 200 ppm aktive faste stoffer (5 %) forbrukes ved auto-oksydasjon for å holde det totale innhold av aktive faste stoffer på konstant nivå.

Et annet krav ved foreliggende fremgangsmåte er at man har høy hastighet med hensyn til oksygenoppløsning og høyt innhold av oppløst oksygen både i kontaktgjennomluftningssonen, den slamstabiliserende sone og auto-oksydasjonssonen. Skjønt det er visse tegn på at oksygen kan absorberes direkte fra gassfasen av biomassen, så ser det ut til at mesteparten av oksygenet tas fra oppløsningen. Følgelig vil oksygenets oppløsningshastighet over i vann i gjennomluftningssonen være meget viktig, og desverre er denne meget langsom med luft, idet metningsnivået for oksygen ved vann på 20°C under 1 atmosfæres trykk (760 mm Hg), bare er 9 PPm>°g når man når konsentrasjoner med hensyn til oppløst oksygen nær denne verdi, forsvinner den drivende kraft nesten fullstendig for oppløsning av oksygen fra luft.

Systemets høyeste oksygenbehov finner man i knntakt-gjennomluftningssonen og den slamstabiliserende sone, og ettersom tilbakeblanding av BOD-redusert aktivt slam fra autooksydasjonssonen er hindret, vil en relativt høy konsentrasjon av BODvære tilgjengelig for biomassen (fra det returnerte aktive slam) i denne sone. Kombinasjonen av rikelig BOD og høy konsentrasjon av biomasse skaper gunstige betingelser for en rask assimilasjon av BOD og rask vekst av slam. Oksygen forbrukes raskt og ved en vanlig luftgjennomluftningsteknikk vil det oppløste oksygeninnhold i -slamsyntesesonen synke til nær null. Dette begrenser ikke bare reaksjonshastigheten, men det oppstår også en betydelig risiko for at det utvikler seg meget uønskede fakultativt aerobe organismer. For å unngå et oksygenbegrenset miljø, bør konsentrasjonen av opp-løst oksygen i gjennomluftningssonen og den slamstabiliserende sone holdes på over ca. 0,5 ppm, fortrinnsvis fra 2-5 ppm.

De forannevnte DO-konsentrasjoner kan ikke lett oppnås ved de betingelser man anvender ifølge foreliggende oppfinnelse i gjennomluftningssonen og den slamstabiliserende sone, hvis man anvender vanlig luftgjennomluftningsteknikk. Man bør anvende en gjennomluftningsgass som inneholder minst 50 volum-%, fortrinnsvis minst 90 volum-% oksygen, og gassen bør blandes med det returnerte aktive slam og det BOD-holdige vann på en effektiv måte som skaper et stort interfaseareal med minimalt arbeide i væskene. I det minste bør enten gassen eller væsken i kontaktgjennomluftningssonen kontinuerlig resirkuleres og kontaktes den annen fase, og mengden tilført gass og hastigheten og varigheten av en slik kontakt må være tilstrekkelig til at man får opprettholdt det forønskede D0-nivå. Innholdet av oppløst oksygen i kontaktgjennomluftningssonen og den slamstabiliserende sone bør fortrinnsvis ikke overstige 5 ~ 10 ppm, fordi det arbeid og den energi som er nødvendig for å oppnå høyere DO-konsentrasjon har en tendens til å forårsake en sterk opprivning av de flokulente bakteriepartikler, hvorved agglomeratstørrelsen blir redusert og man får dårlige sedimentasjonsegenskaper.

Sagt på en annen måte blir partiklene så små at væsken blir turbid og helt uegnet for uttak til de mottagende vannreservo-arer. Videre vil innholdet av faste stoffer i det resirkulerte slam synke raskt, og som en konsekvens vil det ikke være mulig å opprettholde det forønskede innhold av flyktige suspenderte faste stoffer. En total kontakttid på fra 20 - 90 minutter er tilstrekkelig i kontaktsonen og den slamstabiliserende sone for å assimilere BOD i væsken og i slammet, hvorav minst 5 minutter bør være kontakt-gjennomluftningstid.

I auto-oksydasjonssonen vil det tilgjengelige BOD være sterkt resultert, ettersom mesteparten er blitt forbrukt i kontaktsonen og den slamstabiliserende sone. Skjønt oksygenassimilasjons-hastigheten er lavere i autooksydasjonssonen, bør konsentrasjonen av oppløst oksygen ikke desto mindre holdes på over 5 PPi"» fortrinnsvis fra 10 - 15 ppm. Relativt høye konsentrasjoner av oppløst oksygen er ønskelig, fordi bakteriepartiklene blir progressivt større i retning av gjennomluftningssonen, den slamstabiliserende sone og auto-oksydasjonssonen, og overføringen av oppløst oksygen inn i de flokulente partikler synes å være begrenset av diffusjonshastigheten.

En konsentrasjon av oppløst oksygen på minst 5 PPm i blandingen av

fast stoff og væske og man får lett tilgjengelig oksygen for det biologisk oksyderbare organiske materiale. DO-konsentrasjoner på

over 15 ppm kan bare oppnås ved sterk røririg, noe som igjen har en tendens til å redusere agglomeratstørrelsen og nedsette blandingens sedimentasjonsegenskaper. Dette krever igjen lengre oppholdstid i klaringstanken for å oppnå den forønskede separasjon av et auto-oksydert slam og et renset vann.

Den lavere oksygenassimilasjonshastighet i auto-oksydasjonssonen har en tendens til å redusere den oksygengassmengde som er nødvendig for å opprettholde et ønsket DO-nivå på .over 5 ppm.

For imidlertid å minimalisere nedbrytningen av bakteriepartiklene og bedre rask sedimentasjon av det auto-oksyderte slam, bør gjennomluftningsgassen bestå av minst 35 volurn-^ oksygen. Lavere oksygen-konsentrasjoner ville være karakterisert ved et overskudd av ikke-reaktive gasser, f.eks. nitrogen, i forbindelse med luft, noe som ville utgjøre et inert fortynningsmiddel og kreve sterk røring for å kompensere for det reduserte oksygenpartialtrykk. Sagt på en annen måte bør den gass som føres til auto-oksydasjonssonen bestå av minst 35 volum-^ oksygen for å lette den nødvendige oksygenassimila-sjon ved den nødvendige reduserte mengde kontaktenergi.

En oppholdstid i auto-oksydasjonssonen på minst 30 minutter er nødvendig for å oksydere hovedmengden av slamoverskud-

det, og man bør unngå en blandetid på mer enn 210 minutter fordi man ellers får dårligere sedimentasjonsegenskaper på det auto-oksyderte slam.

I en foretrukken utførelse blir den uforbrukte oksygenholdige gass fra kontaktgjennomluftningssonen tatt ut fra denne og ført til den slamstabiliserende sone som den forannevnte gass som bør inneholde minst 35 volum-$> oksygen, og som er nødvendig for å

røre det suspenderte aktive slam fra kontaktgjennomluftningssonen. Videre blir den uforbrukte oksygenholdige gass fra den slamstabiliserende sone tatt ut fra denne og ført til auto-oksydasjonssonen som

den forannevnte tredje gass inneholdende minst 35 volum-% oksygen og som er nødvendig for blanding med det BOD-reduserte1 slam fra den slamstabiliserende sone. Følgelig blir strømretningen for den oksygenholdige gass den samme som blandingen'av væske og faststoff. En slik trinnvis strøm av gass gjennom sonene bedrer i meget høy grad utnyttelsen av det oksygen som ble tilført gjennomluftningssonen. I en mer foretrukken utførelse hvor man har en trinnvis strømning av den oksygenrike gass, består den første gass av minst 90 % oksygen, den annen gass av minst " JO % oksygen, den tredje gass av minst 55 f° oksygen, mens den uforbrukte oksygenholdige-gass som tas ut. fra auto-oksydasjonssonen består av minst 30 % oksygen.

I en annen foretrukken utførelse blir. supernatant-væske enten skilt fra det suspenderte, aktiverte slam som tas ut fra gjennomluftningssonen eller fra det BOD-reduserte aktive slam som tas ut fra den slamstabiliserende sone. Denne separasjon utføres i en intermediær klaringssone, og dén gjenværende masse av mer konsentrerte faste stoffer føres til den etterfølgende sone. I denne '"kontaktstabiliserings"-utførelse blir forholdet mellom ' konsentrasjonen av faste stoffer i auto-oksydasjonssonen og kontakt-gjennomluftningssonen fortrinnsvis minst 3 : 1j °S det volumetriske strømforhold mellom det resirkulerte slam og det BOD-holdige vann til gjennomluftningssonen er fortrinnsvis mindre enn 0,5 : 1. Det første forhold sikrer et høyt innhold av faste stoffer i det resirkulerte slam, noe som igjen gjør det mulig å anvende en relativt lav resirkulasjonshastighet, hvorved man reduserer utstyrets størrelse samt driftsomkostningene.

Som vist på tegningene kan BOD-holdig vann, f.eks. vanlig kloakkvann, tilføres gjennomluftningssonen 10 via ledningen 11. En oksygenkilde inneholdende minst 50 % oksygen er tilveiebragt som en beholder 13 og oksygengassen går fra denne beholder via ledningen 14 med reguleringsventil 15 til sonen 10. Aktivert slam føres inn i sonen 10 via ledningen 16 med reguleringsventil 17.

De forannevnte strømmer blandes intimt i sonen 10 ved hjelp av mekaniske røreanordninger l8. Sistnevnte anordninger kan innbefatte motordrevne propeller plassert nær væskeoverflaten eller under denne overflate, og oksygengassen kan tilføres via ledningen 14, enten over eller under væsken. Slike apparater er velkjent og bør velges slik at man oppnår et høyt kontaktareal mellom væskene med minimalt arbeid. Engangs-kontaktanordninger bør utformes slik at man oppnår forlenget kontakttid mellom gass og væske. Hvis oksygengassen spredes inn i væsken, bør boblene være så små at deres totale overflateareal er stort og deres flyteevne er lav. Oppløs-

ningen av oksygen kan også lettes ved å nedsenke gass-spredende anordninger til en viss dybde i væsken, hvor .den hydrostatiske effekt er betydelig. Som nevnt tidligere bør enten gassen eller væsken i kontaktsonen resirkuleres for gjentatt kontakt med den andre fase.

Gjennomluftningsanordninger blir vanligvis bedømt ved

en såkalt '"luft-standard overføringseffekt" som angår anordningens evne til å oppløse oksygen fra luft inn i vann med null oppløst oksygen ved 1 atmosfæres trykk (760 mm Hg) og 20°C. Egnede anordninger er de som har en luft-standard overføringseffekt på minst 0,9 kg O2 pr. kw time. Den energi som anvendes for bedømmelse av anordningen, er den totale energi som brukes både for røring av væsken og for kontakt av gass og væske.

Kontaktgjennomluftningssonen 10 er skilt fra den slamstabiliserende sone 19j f.eks. ved en dyp plate 20, slik at man hindrer tilbakeblanding av væske og fast stoff mellom sonene. Hvis det er ønskelig kan man anvende mer enn en slamstabiliserende sone,

men den totale blandetid for væske og fast stoff i gjennomluftnings-

sonen og slamstabiliseringssonen bør være mindre enn 90 minutter,

med minst 5 minutter for kontaktgjennomluftning. Med begrepet "kontaktgjennomluftningssone" forstås en sone hvor det foregår en intim blanding av en spesiell oksygengassmengde med en spesiell mengde BOD-holdig vann og resirkulert aktivt slam. Med begrepet "slamstabiliserende sone" forstås en sone hvor det foregår en blanding av en spesiell oksygengasskilde med en spesiell mengde suspendert aktivt slam i tilstrekkelig lang tid til at man får dannet et BOD-redusert aktivt slam med lavere BOD, og eventuelt med høyere DO enn den aktiverte slamsuspensjon i kontaktgjennomluftningssonen. I det apparat som er vist på fig. 1 kan ytterligere avbøyningsplater av samme type som platen 20 tilveiebringes tvers over anordningen for å begrense strømmene og for å få dannet mer enn en slamstabiliserende sone.

Det resirkulerte aktiverte slam returneres til sonen 10

via ledningen l6 med en tilstrekkelig hastighet til at man får et innhold av flyktige suspenderte faste stoffer"på minst 3000 ppm.

Med denne konsentrasjon av flyktige stoffer vil det totale innhold

av faste stoffer heri, innbefattet ikke-flyktige faste stoffer (MLVSS), normalt være minst 4000 ppm. I praksis ville det være slik at tilførselen av BOD-holdig vann og dets innhold av BOD vil variere i betydelig grad, og det vil følgelig være nødvendig med en justering av resirkuleringshastigheten for det aktiverte slam, for derved å holde de suspenderte faste stoffer på et forønsket nivå. En slik justering kan tilveiebringes ved kontrollventilen 17. Oksygen-gasstrømmen til sonen 10 kan justeres ved hjelp av kontrollventiler 15, og energitilførselen til kontaktanordningen justeres slik at man holder blandingens innhold av oppløst oksygen over 0,5 ppm.

Det suspenderte aktiverte slam syntetiseres i kontakt-gjennomluftningssonen ved blandingen og oksygenabsorbsjonen. Denne blandede væske 21 tas ut fra sonen 10 til den slamstabiliserende sone 19 via strømningsbegrensende anordninger, f.eks. en åpning i platen 20, og fortrinnsvis i et område fjernt fra det punkt hvor det BOD-holdige vann tilføres. Samtidig vil man få oppsamlet en gass med redusert oksygeninnhold over væsken i sonen 10, fortrinnsvis under et egnet lokk eller tak for videre uttak.

Gass inneholdende minst 35 $ oksygen tilføres den slamstabiliserende sone 19 via ledningen 23 med strømregulerende anordninger 24• I en foretrukken utførelse kan denne gass innbefatte uforbrukt oksygen fra kontaktgjennomluftningssonen 10 samt reaksjonsprodukter og inerte gasser fra denne sone, f.eks. karbon-dioksyd, nitrogen, argon og vanndamp. Alternativt kan den uforbrukte oksygenholdige gass fra kontaktgjennomluftningssonen 10 tas ut fra denne og brukes for andre formål. Som en annen variasjon kan en del av denne gass føres til en slamstabiliserende sone 19 via ledningen 23> mens en annen del tas ut via en sideledning (ikke vist). Det er innlysende at hvis denne gass ikke anvendes i stabi-liseringssonen 19, så må man tilveiebringe en annen oksygenkilde eller man må tilveiebringe anordninger for tilførsel av gass fra kilden 13.

Det suspenderte aktiverte slam og den oksygenholdige gass blandes i slamstabiliserende sone 19 ved hjelp av blandeanordningene 18, og den totale kontakttid i gjennomluftningssonen og slamstabiliseringssonen er fra 20 - 90 minutter. Blanderen i slamstabiliseringssonen kan være av samme type som blanderen 18. Hvis det er nødvendig, kan justerbare anordninger (ikke vist) tilveiebringes for å regulere strømmen av suspendert aktivert slam fra sone iO til sone lg. Således kan f.eks. blandingen tas ut fra sone 10 via en ledning for tilførsel til sone lg, og hvor strømmen reguleres av en ventil. Tilførselen av kontaktenergi og/eller hastigheten for den oksygenholdige gass kan justeres via ventilen 24> slik at man har et innhold av oppløst oksygen i slamstabiliseringssonen 19 på over 0,5 ppm» og over innholdet av oppløst oksygen i sone 10.

BOD-redusert aktivert slam 25 dannes i slamstabiliseringssonen 19 og tas ut fra denne og over i auto-oksydasjonssonen 26 skilt fra sonen 19 via avbøyningsplaten 27- Samtidig tilføres gass inneholdende minst 35 volum-% oksygen til sonen 26 via ledningen 23 med kontrollventilen 24a. Denne gass blandes med slam 25 i auto-oksydasjonssonen 26 i tilstrekkelig mengde og med tilstrekkelig energi til at man opprettholder en konsentrasjon av oppløst oksygen i blandingen på over 5 ppm, fortrinnsvis fra 10 - 15. ppm. Kontakttiden mellom væske og fast stoff i denne sone bør være fra 3^ til 210 minutter, slik at man får dannet et partielt auto-oksydert slam.

Hvis det er ønskelig med mer enn en auto-oksydasjonssone kan ytterligere plater (illustrert ved en stiplet linje) plasseres tvers over anordningen. Med begrepet "auto-oksydasjonssone" forstås en sone hvor det foregår en vedvarende blanding av en spesiell oksygengassmengde med et spesielt BOD-redusert aktivert slam fra en slamstabiliseringssone. Hvis en eller begge mengder blandes med forskjellige væsker under auto-oksydasjonsbetingelser, d.v.s. hvor innholdet av oppløst oksygen er over 5 PPm, så anvender man minst 2 autooksydasjonssoner. Den totale kontakttid for væske og fast stoff i auto-oksydasjonssonene er imidlertid mindre enn 210 minutter.

Det auto-oksyderte slam tas ut fra sonen 26 via ledningen 25 og føres til en klaringstank 29. Den uforbrukte oksygenholdige gass tas ut fra sonen 26 via ledningen 29a. Klaringstanker eller anordninger er velkjente og kan f.eks. innbefatte en langsomt roterende skrape (ikke vist) i den koniske bunn av tanken for å hindre koning. I dette kar vil det auto-oksyderte slam sedimentere seg i bunnen og tas ut via ledningen 30. En del eller alt av dette auto-oksyderte slam returneres til kontaktgjennomlufthingssonen 10 via ledningen 16, eller eventuelt gjenværende slam kan tas ut for videre behandling via ledningen 30. En klar renset væske tas ut via ledningen 31 °g kan føres ut til et vannreservoar eller for videre anvendelse.

I en alternativ utførelse kan en del av oksygengassen fra kilden 13 føres via ledningen 32 med reguleringsventil 33 til sonen 34 for forblanding med en del av det resirkulerte aktiverte slam fra ledningen 35 som grener ut fra ledningen 16. Kontrollventilen 35a kan være tilveiebragt i sideledningen 35 hvis dette er ønskelig. Blandeanordningene 36 kan f.eks. være av samme type som i kontaktgjennomluftningssonen 10, slamstabiliseringssonen 19 og auto-oksydas jonssonen 26. Forblandingen av aktivert slam og oksygen fra sone 34 føres via ledningen 37 til sone 10 for blanding med BOD-holdig vann på samme måte som beskrevet ovenfor. Som en annen variasjon kan all oksygengass forblandes med det resirkulerte aktiverte slam i sonen 34» slik at intet oksygen føres direkte til kontaktsonen 10 via ledningen 14. Enten man anvender den ene eller den annen av disse utførelser, så må man opprettholde de forannevnte betingelser i sone 10 for å oppnå fordelene ved foreliggende oppfinnelse. Dette betyr at innholdet av flyktige suspenderte faste stoffer må være minst 3000 PPm, den totale kontakttid mellom væske og fast stoff i gjennomluftningssonen og den slamstabiliserende sone må være fra 20 - 90 minutter med minst 5 minutters gjennomluftning, og innholdet av oppløst oksygen i blandingen må være over ca. 0,5 ppm.

I den utførelse som er vist på fig. 2 er en klaringssone 29 plassert foran auto-oksydasjonssonen 26 i stedet for etter denne som vist på fig. 1. Hvis det er ønskelig kan en klaringssone 27 plasseres foran slamstabiliseringssonen 19. Som vist på fig. 2

er den slamstabiliserende sone delt i to seksjoner eller trinn,

hvor den første seksjon eller første trinn 19 er plassert foran klaringssonen 29 mens den annen seksjon 41 ©r plassert etter sonen 29.

Fordelen ved utførelsen eller apparatet på fig. 2 er at man i behandlingssonen etter klaringssonen 29 får behandlet et sterkt redusert volum aktivert slam. Mer spesielt blir det BOD-holdige vann blandet rned oksygengass og aktivert slam i sonene 10 og 19 i tilstrekkelig langt tidsrom til at man får absorbert og assimilert det tilgjengelige BOD på og i slampartiklene og derved får produsert et vann som er tilstrekkelig rent for videre uttak. Denne periode kan være relativt kort, f.eks. fra 15 - 45 minutter, hvis f.eks. man bare utfører en kontaktgjennomluftning før klaringen. Den aktiverte slamsuspensjon tas ut fra sonen 19 via ledningen 39 til" klaringstanken 29, hvor den rensede væske tas ut via ledningen 31-

I en foretrukken utførelse hvor.klaringssonen 29 er plassert mellom kontaktgjennomluftningssonen 10 og auto-oksydasjonssonen 26, som f.eks. angitt på fig. 2, er forholdet mellom konsentrasjonen av faste stoffer (både innholdet av totale faste stoffer og flyktige faste stoffer) i auto-oksydasjonssonen til kontakt-gjennomluftningssonen minst 3 : 1>°g forholdet mellom det resirkulerte slam og det BOD-holdige vann er mindre enn 0,5 : 1. Hver av disse karakteristika gjør at man kan redusere både utstyret og driftsomkostningene i vesentlig grad.

Det konsentrerte aktiverte slam tas ut fra klaringstanken 29 via ledningen 4-0> og i deri grad stabilisering er blitt utført foran klaringstanken, vil slammet i det minste delvis være BOD-redusert. Slammet føres' så til en annen slamstabiliseringssone 41. Oksygengass tilføres denne via ledningen 23a, og assimilasjonen av det absorberte BOD blir fullstendig, slik at man får dannet et BOD-redusert, stabilisert slam 25. Det siste overføres via strøm-begrensende anordninger til auto-oksydasjonssonen 26. Gass inneholdende minst 35 % oksygen blandes med det stabiliserte slam i sonen 26. Hvis dets oksygenrenhet er på nevnte nivå eller høyere, kan den uforbrukte oksygenholdige gass som tas ut fra sonen 41 via ledningen 42 utgjøre i det minste en del av den gass som tilføres auto-oksydasjonssonen 26. I utførelsen på fig. 2 strømmer oksygengassen trinnvis gjennom kontaktgjennomluftningstrinnet, to trinn med hensyn til slamstabilisering og auto-oksydasjonstrinnet, og oksygen-renheten avtar progressivt langs en linje hvor man får reduserende BOD-konsentrasjon i blandingen av væske og fast stoff.

I apparatet på fig. 3 blir uforbrukt oksygen, reak-sjonsproduktet og inerte fortynnende gasser fra slamstabiliseringssonen 19 tatt ut fra systemet via ledningen 44-• Man har tilveiebragt en annen oksygenkilde, f.eks. tanken 50 > som står i kommunikasjon med en annen slamstabiliseringssone 41 via ledningen 51 med reguleringsventil 52. Denne gass inneholder minst 35 % oksygen, fortrinnsvis minst 50 f° oksygen, og dette oksygen blir delvis forbrukt ved en ytterligere stabilisering og en auto-oksydasjon av bakteriene i slammet. Det uforbrukte oksygen, reaksjonsprodukter og

inerte gasser tas ut fra auto-oksydasjonssonen via ledningen 54* ;Et annet trekk ved apparatet på fig. 3 er a^ slam tas ;ut fra en mellomliggende slamstabiliseringssone 41 via ledningen 16 ;og returnerer dette slam til kontaktsonen 10 som det resirkulerte aktiverte slam. Dette slam er allerede blitt konsentrert i klaringssonen 29 og,er blitt redusert med hensyn til BOD i sonen 41> men er ikke blitt underkastet en intensiv auto-oksydasjon i sonen 26. En mulig fordel ved denne utførelse er at bakteriene i det resirkulerte slam er mer aktive enn i systemene på fig. 1 og 2, hvor det resirkulerte slam allerede er intensivt auto-oksydert. En mer aktiv bakteriemasse aksellererer hastigheten med hensyn til B0D-assimilasjon i sonen 10 og slamsyntesesonen 19. ;Fig. 4 viser et apparat som er egnet for gjennomføring ;av foreliggende fremgangsmåte, og spesielt utførelsen som er anvist på fig. 1, og nevnte apparat er utstyrt med fire separate kammere 60a, 60b, 60c og 60d for en trinnvis gassoksydasjon av væske i anordningen 6l, som på tegningen er angitt som en tank. Et vanlig tak er tilveiebragt for alle kammere med et gassrom mellom taket og over væsken. Gassrommene i.første og annet kammer 60a og 60b er skilt fra hverandre ved en vanlig skillevegg 63 a-b som går ned fra taket 62 til bunnen av tanken 6l og er festet til denne med en væsketett anordning. På lignende måte skiller veggen 63D-C annet og tredje kammer 60b og 60c, mens veggen 63 c-d skiller tredje og fjerde kammer 60c og 60d henholdsvis. En strøm av væske og fast stoff er tilveiebragt ved de begrensede strømåpninger 64 i skilleveggen 63a-b, fortrinnsvis nær bunnen av kammeret, den begrensede åpning 65, fortrinnsvis i den øvre del av skilleveggen 63b-c, og den begrensede åpning 66, fortrinnsvis i bunnen av skilleveggen 63c-d. Begrensede strømanordninger for den oksygenholdige gass er tilveiebragt i skilleveggene 63a-b, 63b-c og 63c-d, og kan bestå av små ;hull 67. Man unngår følgelig en tilbakeblanding av oksygengass og oksydert blanding av væske og fast stoff så lenge man opprettholder et svakt trykkdifferensial. Væskestrømmene går i medstrøm fra kammer til kammer, og dette forhold gir den høyest mulige absorb-sjons-assimilasjonshastighet pr. volumenhet BOD-holdig vann, og den høyeste behandlingseffektivitet for en gitt total oksydasjonstid. ;I apparatet på fig. 4 blir BOD-holdig vann tilført kammeret 60a via ledningen 11 og oksygengass tilføres via ledningen 14.' Blandeanordningene for hvert, av kamrene innbefatter en nedsenket spreder 68 og bladene 69 på en rører, fortrinnsvis plassert umiddelbart over sprederen. Bladene 69 er festet til en roterbar aksel som drives av en elektrisk motor eller lignende. De små oksygengassbobler som slippes ut fra sprederen 68 blir spredd ut over hele kammeret i intim kontakt med væske-faststoffblandingen ved hjelp av røreren, og stiger opp gjennom blandingen til overflaten hvor den uforbrukte del går over i gassrommet sammen med reaksjons-produktgasser og inerte, fortynnende gasser. For å tilveiebringe den nødvendige trykkdrivende kraft for kontinuerlig sirkulasjon av oksygengass gjennom kammeret, er inntakssiden av kompressoren 70 plassert i kommunikasjon med kammerets gassrom mens den komprimerte gass føres via ledningen 71 til sprederen 68. ;Som nevnt tidligere vil den oksyderte væske-faststoff-blanding og den oksygenholdige gass strømme trinnvis fra første kammer 60a, deretter via kamrene 60b, 60c og 60d. Væskestrømmene og blandeenergien til de enkelte kammere kan reguleres slik at man får gjennomført et kontaktgjennomluftningstrinn i første kammer 60a, mens det auto-oksyderte slam tas ut fra fjerde kammer 60d via ledningen 72 til klaringstanken 73 f°r utskillelse i renset vann og konsentrert auto-oksydert slam. En slamstabiliserende sone opprettholdes i kammeret 60b og eventuelt i kammeret 60c. Alternativt kan sistnevnte kammer anvendes som en auto-oksydasjonssone. ;En langsomt roterende skrape 74 er tilveiebragt i den nedre ende av klaringstanken 73 f°r å hindre koning, og aktivert slam tas ut via ledningen 75» En del av det konsentrerte aktiverte slam resirkuleres via pumpen 76 til første oksydasjonskammer 60a for blanding med BOD-holdig vann og oksygenholdig gass. Hastigheten på det aktiverte slam kan justeres ved å variere hastigheten på pumpen 76, hvorved man har muligheter for å foreta justeringer på grunn av variasjoner i det tilførte BOD-holdige vann. Renset vann tas ut fra klaringstanken 73 via ledningen 77*

Fordelene ved foreliggende fremgangsmåte ble vist i en serie prøver hvor man anvendte et system av den type som er vist på fig. 4 og vanlig kloakkvann som det BOD-holdige vann. Fire oksyda-sjonskammere, hver på 1730 liter, var tilveiebragt i en rektangulær dekket tank, 4>26 m lang, 1,53 m bred og 1,22 m dyp, utstyrt med skillevegger som gikk fra tak til bunn. Klaringstanken var en sylindrisk tank med en diameter på 2,44 m og en dybde på 1,37 m«

En bunnskrape ble rotert med en hastighet på 4 omdreininger/minutt ved hjelp av en motor. Det auto-oksyderte slam fra det fjerde oksydasjonskammer ble tilført i sentrum av en konisk avbøyningsplate i klaringstankens øvre ende, og det konsentrerte slam ble tatt ut i sentrum av den koniske bunn.

Blandesystemet for hvert kammer besto av en motor på 1/3 KW og en propell med en diameter på 15,24 cm som disperserte gass fra en stasjonær spreder plassert direkte under rørepropellen. Sprederne var konstruert av et rør med en diameter på 1,27 cm utstyrt med l6. hull med en diameter på 1,59 mm« En hastighets-variabel roterende kompressor ble anvendt for å resirkulere■den oksyderende gass fra gasskammeret i hvert kammer tilbake til den nedsenkede spreder. Gass-resirkulasjonshastigheten i hvert kammer og hastigheten på de mekaniske blandeanordninger ble separat og uavhengig regulert, og gass-resirkuleringshastighetene ble målt ved hjelp av rotametere mens blandeenergien ble målt ved hjelp av watt-metere.

Oksygengass med en renhet på 99,5 $ ble tilført fra en lagringssylinder. Den tilførte oksygen var mettet med vann og ble ført inn i gassrommet over blandingen av BOD-holdig vann og resirkulert aktivert slam i første kammer. Den uforbrukte oksygengass (pluss frigjorte inerte, fortynnende gasser og reaksjonsprodukt-gasser) ble ført til hvert av de etterfølgende trinn ved hjelp av et rør med en diameter på 5 cm og en lengde på fra 6l - 70 cm. Disse forbindelser var av en slik størrelse at man fikk tilveiebragt en begrenset gasstrøm fra første til fjerde oksydasjonskammer under et trinn til trinn trykkdifferensial på ca. 0,22 cm HgO. Blandingen av væske og fast stoff strømmet generelt slik det er angitt med piler på fig. 4> og de begrensede åpninger 65, 65 og 66 besto hver av hull med en diameter på 5»! cm, noe som tilveiebringer et totalt strøm-ningsareal mellom de tilstøtende trinn på o ca. l6l,25 cm 2.

Tabell A er en oversikt over midlere verdier oppnådd ved en kontinuerlig drifsperiode på 14 døgn. Tilførselshastigheten for råkloakkvann og resirkulert slam ble holdt konstant på 37j9 liter/minutt og 6,1 l/minutt, henholdsvis. De andre driftsbetingel-ser ble holdt så konstante som mulig, og den prinsippielle variasjon i systemet var en døgnvariasjon i BOD-konsentrasjonen i tilførselen. Dette frembragte en syklisk variasjon i D0-nivået i første oksydasjonskammer mellom 0,5 ppm om dagen og ca. 3>0 PPm om natten, mens midlet over 24 timer var ca. 0,8 ppm. Alle målinger som er angitt

i tabell A ble utført i overensstemmelse med de fremgangsmåter som er angitt i "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater Including Bottom Sediments and Sludges", 11. utgave, 1962.

Intet slam ble tatt ut fra systemet under perioden. Alt slam som ble tatt ut fra klaringstanken ble resirkulert til •første oksydasjonskammer. Skjønt man fikk en viss oppbygning av slam i klaringstanken, så var akkumulasjonen bare fra 35 tii &0 f° av det beregnede ut fra tidligere kjente fremgangsmåter, idet man anvendte publiserte verdier for "a" og '^"-konstantene i den velkjente ligning:

Z\S == aAL - b VSS

hvor As = kg netto slam produsert pr. døgn

a = celleutbyttekoeffisienten

( kg slam produsert/kg BOD^ fjernet)

Al- kg BOD^ fjernet pr. døgn

b = endogen respirasjonskoeffisient

VSS = kg MLVSS under oksydasjonen.

Mer spesielt kan det angis at den virkelige økning i slammengden i foreliggende fremgangsmåte (basert på beregninger ut fra målte data) var 3^,9 kS> mens den økning man kunne vente var 56,0 kg og 87,5 kg ut fra tidligere kjente fremgangsmåter. Verdien på 56,0 kg er basert på en a = 0,534 °g b = 0,015. Verdien på 87,5 kg er basert på a = 0,729 og b = 0,003. Referanser: Jenkins D. og Menar A. B., "The Fate of Phosphorous in Sewage Treatment

Processes - Del 1", Report No. 67-6, Sanitary Engineering Research Laboratory, University of California, Berkeley, May 1967-

Det skal bemerkes at den midlere verdi for forholdet mellom organiske næringsstoffer og biomasse slik det er angitt i tabell A (0,5 kg BOD^/døgn x kg MLVSS) er basert på det totale innhold av flyktige suspenderte faste stoffer i gjennomluftnings-trinnene ifølge foreliggende fremgangsmåte, heri innbefattet enten et eller flere auto-oksydasjonstrinn. Skjønt en midlere verdi for • dette forhold er passende for tidligere kjente fremgangsmåter, så er det ikke helt dekkende for den trinnvise fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse. I foreliggende fremgangsmåte blir innholdet av BOD ikke jevnt fordelt i hele systemets biomasse, men er begrenset av skilleveggene til biomassen i kontaktgjennomluftningstrinnet. I det firetrinns system som er angitt i tabell A blir således innholdet av BOD i begynnelsen bare fordelt i en fjerdedel av den totale biomasse, og forholdet mellom organiske næringsstoffer og biomasse i dette trinn er fire ganger den midlere verdi, eller 2,0. I dette trinn blir et rikt innhold av næringsstoffer blandet med væsken, men har en relativt høy konsentrasjon av MLVSS, og den rikelige tilførsel av oppløst oksygen gir en rask absorbsjon og assimilasjon av nevnte BOD. Som en konsekvens av dette blir BOD sterkt redusert i auto-oksydasjonssonen, og forholdet næringsstoff til biomasse er bare ca. 0,2 eller l/lO av hva det var i første trinn. Under de sistnevnte betingelser koblet med et høyt innhold av oppløst oksygen, vil man få fremmet en auto-oksydasjon og oppløs-ning av bakterieceller.

En reduksjon av slamoverskuddet på l8,9 kg under en driftsperiode på 13 døgn representerer en vesentlig besparelse med hensyn til investeringer og driftsomkostninger. Hvis man antar at slamoverskuddet fra anlegget ble behandlet med en typisk konsentrasjon på 30-000 ppm, ville volumet av slamoverskuddet som tilsvarte

♦

18,9 kg tørre faste stoffer, være ca. 63O liter. Hvis dette tall adderes oppover fra prøveanleggets kapasitet på 37>9 liter/minutt til et anlegg med en behandlingskapasitet på 18.9OO m-Vdøgn, s^ ville nevnte 13-døgns reduksjon i slamoverskuddet tilsvare ca. 2l8 rs?. Den virkelige størrelsesreduksjon for dobbelte anaerobe behandlingstanker for bearbeiding av et slam inneholdende 30.000 ppm, kan være vesentlig større enn ovennevnte tall, hvis slam-oppholdstiden i tankanlegget ligger innenfor en periode på 15 - 30

døgn, hoe som er normalt. Det kan f.eks. nevnes at den totale størrelsesreduksjon for et anlegg som har en oppholdstid på 30 døgn vil være ca. 1000 m}. Andre omkostninger i forbindelse med slam-behandlingen vil også bli redusert, såsom avvanning og kalsinering.

Hvis man sammenligner data fra tabell A med de prosess-betingelser som er angitt for kontaktgjennomluftningstrinnet, det slamstabiliserende trinn og auto-oksydasjonstrinnet, så ser man at første kammer drives under kontaktgjennomluftningsbetingelser, mens annet og tredje kammer ble anvendt som slamstabiliserende soner. Innholdet av oppløst oksygen i første kammer varierte ganske betydelig (fra 0,5 - 3j0 PPm), mens innholdet av oppløst oksygen i væsken i annet og tredje kammer i alt vesentlig var konstant på et noe høyere nivå på 3 og 4 ppm henholdsvis, noe som indikerer at B0D-assimilasjonen var fremskreden. Det relativt høye innhold av oppløst oksygen i fjerde kammer (7 ppm) og det relativt lave innhold av BOD (25 ppm) indikerer at det skjedde en auto-oksydasjon i dette kammer. Dette betyr at de biokjemisk oksyderbare materialer som var tilgjengelige for bakteriene fra kloakkvannet var redusert til et nivå hvor bakteriene sultet og ble selv-nedbrytende.

Det fremgår av ligningen for beregning av at netto hastigheten med hensyn til slamproduksjon £^ S kan reduseres, ikke bare ved å øke den endogene respirasjonskoeffisienten "b", men alternativt eller dessuten ved å senke celleutbyttekoeffisienten "a". En reduksjon i koeffisient "a" betyr at en stor fraksjon av det BOD som assimileres av cellene brukes inne i cellene, mens en mindre fraksjon brukes for fremstilling av nye celler. Organisk materiale som forbrukes i cellene oksyderes direkte til COg og vann og øker således ikke innholdet av faste stoffer i systemet. Det er indikasjoner på at de betingelser som oppnås ved foreliggende fremgangsmåte ikke bare øker den endogene respirasjonskoeffisienten "b", men også endrer bakteriesammenseUningen i biomassen og/eller cellemetabolismen på en slik måte at man reduserer celleutbytte-koef f isienten "a".

Som en oppsummering kan man si at foreliggende fremgangsmåte tilveiebringer høy auto-oksydasjonshastighet og.et lavt nettoutbytte av slam. Eksepsjonelt korte blandetider for væske og fast stoff er nødvendig for gjennomluftning, slamstabilisering og auto-oksydasjon. Disse egenskaper gjør at man i meget høy grad kan redusere volumet på gjennomluftningsbassengene, at man får lavere driftsomkostninger foruten at man kan eliminere i det minste endel av slambehandlingsutstyret.

Skjønt visse utførelser er blitt beskrevet i detalj, er det innlysende at andre utførelser kan utføres uten at man derved forlater oppfinnelsens intensjon.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for behandling av avfallsvann, f. eks. kloakkvann inneholdende biokjemisk oksyderbart materiale (BOD) ved gjennomluftning i kontakt med et bakterieakti<y>t slam, omfattende sedimen-tering av -slam fra gjennomluftningssonen og resirkulering av slammet til gjennomluftningssonen som bakterieaktivt slam, karakterisert ved at det til gjennomluftningssonen, inneholdende det BOD-holdige vann, tilføres tilstrekkelig resirkulert slam til at det oppnås et innhold av flyktige suspenderte faste stoffer på minst 3000 ppm, en første gass bestående av minst 50 volumprosent oksygen til-føres til og blandes som gjennomluftningsgass med det BOD-holdige vann og det resirkulerte slam i gjennomluftningssonen .i minst 5 minutter og i tilstrekkelig mengde og med tilstrekkelig hastighet til at det opprettholdes et innhold av oppløst oksygen (DO) i blandingen på over ca. 0,5 ppm og dannes et suspendert, aktivert slam, det suspenderte, aktiverte slam føres fra gjennomluftningssonen til en separat slamstabiliseringssone, en annen gass inneholdende minst 35 volumprosent oksygen tilføres til og blandes med det suspenderte, aktiverte slam i slamstabiliseringssonen i tilstrekkelig mengde og med tilstrekkelig hastighet til at det dannes et BOD-redusert, aktivert slam med lavere innhold av BOD enn det nevnte suspenderte aktiverte slam, og hvor den totale kontakttid mellom væske og fast stoff i gjennomluftningssonen og slamstabiliseringssonen er fra 20 - 90 minutter, det BOD-reduserte, aktiverte slam føres fra slamstabiliseringssonen til en separat auto-oksydas j onssone , en tredje gass inneholdende 35 volumprosent oksygen tilføres til og blandes med det. BOD-reduserte, aktiverte slam i auto-oksydas j onssonen i tilstrekkelig mengde og med tilstrekkelig hastighet til at det opprettholdes et innhold av oppløst oksygen i blandingen på over 5 ppm og hvor kontakttiden mellom væske og fast stoff er fra 30 - 210 minutter, hvorved det dannes et auto-oksydert slam, og at i det minste endel av slammet tas ut og returneres til gjennomluftningssonen som det resirkulerte slam.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innholdet av flyktige suspenderte faste stoffer i gjennomluftningssonen er fra 5.000 til 9.000 ppm.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at innholdet av oppløst oksygen i gjennomluftningssonen og slamstabiliseringssonen er fra 2-5 ppm.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at innholdet av oppløst oksygen i auto-oksydasjonssonen er fra 10 - 15 ppm.

5. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de forannevnte krav, karakterisert ved at uforbrukt oksygenholdig gass fra gjennomluftningssonen føres til slamstabiliseringssonen som nevnte andre gass, og uforbrukt oksygenholdig gass fra slamstabiliseringssonen føres til auto-oksydasjonssonen som nevnte tredje gass, og ved at den uforbrukte oksygenholdige gass som tas ut fra auto-oksydasjonssonen inneholder mer enn 21 volumprosent oksygen.

6.. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at nevnte første gass inneholder minst 90 volumprosent oksygen, nevnte andre gass inneholder minst 70 volumprosent oksygen, nevnte tredje gass inneholder minst 55 volumprosent oksygen, og den gass som tas ut fra nevnte auto-oksydasjonssone inneholder minst 30 volumprosent oksygen.

7. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de forannevnte krav, karakterisert' ved at renset avløpsvann skilles fra det auto-oksyderte slam og at i det minste endel av de gjenværende faste stoffer utgjør det resirkulerte slam som tilføres gjennomluftningssonen.

8. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 - 6, karakterisert ved at den overstående væske skilles fra det suspenderte aktiverte slam og bare de gjenværende faste stoffer føres til slamstabiliseringssonen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert ved at forholdet mellom konsentrasjonen av faste stoffer i auto-oksydasjonssonen og gjennomluftningssonen er minst 3 : 1, og forholdet mellom volumene av resirkulert slam og BOD-holdig vann til gjennomluftningssonen er mindre enn 0,5 : 1.

10. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1 - 6, karakterisert ved at den overstående væske skilles fra det . BOD-reduserte aktiverte slam og bare de gjenværende faste stoffer fø-res til auto-oksydasjonssonen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert ved at forholdet mellom konsentrasjonene av faste stoffer i auto-oksydas j onssonen og gjennomluftningssonen er minst 3 : 1, og forholdet mellom volumet av det resirkulerte slam og det BOD-holdige vann til gjennomluftningssonen er mindre enn 0,5 : 1.