NO128867B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et klaringsanlegg til biologisk rensing av avvann, hvilket anlegg består av i og for seg delvis kjente anordninger, og hvor luftebassenget og etterklaringsbassenget med stromningsutskilling er sammenfattet til en enhet.

Det er tidligere kjent anordninger for mekanisk rensing av avvann i form av fangkammer, sandfangere, bunnfellingsbas-senger med eller uten forråtnelsestårn.

Anordninger for biologisk rensing av avvann er tidligere kjent bl.a. i form av perkoleringsfiltre, aktivertslam-anlegg, neddykkingslegemer og oksydasjonsgraver. Perkoleringsfiltre består av beholdere, som er fylt med et fyllstoff, for det meste i form av lavaslagg eller koks. På overflaten av fyll-stoffet fordeles avvannet jevnt ved hjelp av en roterende vannfukter, hvilket avvann på sin vei gjennom filteret renses ved hjelp av det biologisk nedbrutte materiale som danner seg ved nedbrytningen av de inngående stoffer. Neddykkingslegemer består av mange tynne, på en aksel med lite innbyrdes mellomrom ved siden av hverandre monterte skiver, på hvilke det danner seg biologisk nedbrutte materialer. Disse skiver, som er roterbare, neddykkes i en beholder fylt med avvann som skal renses. Avvannets kontakt med de bevokste skiver avsted-kommer rensingen av samme.

Anlegg hvor der anvendes aktivertslam består for det meste av rektangulære bassenger, i hvilke det ved konstant slamkonsentrasjon og lufting ved hjelp av skovlhjul, perforerte ror eller såkalte overflateluftere avstedkommes lufttiLforsel. Den konstante slamkonsentrasjon opprettholdes ved slambort-foring resp. -tilbakeføring. Rensingen av avvannet skjer ved hjelp av de med mikrober belagte flak av aktivertslammet.

I oksydasjonsgraver, hvor der skjer en slags forenklet aktivert-slamprosess, bringes avvannet alt etter gravutformningen i et sirkel- eller ovalformet omlop. Sirkulasjonen av avvannet i graven avstedkommes ved hjelp av såkalte luftingsvalser, som samtidig sorger for optimal oksygentilførsel. Rensingen av avvannet skjer ved oksydasjon og biologisk nedbrytning.

For oppnåelse av en uklanderlig vannrensing er de biologiske metoder uunnværlige, da de fleste av de i avvannet inngående stoffer bare kan fjernes ved biologisk nedbrytning på en bkonomisk forsvarlig måte. Den hittil praktiserte biologiske rensing består i prinsippet i to metoder (som kan underkastes forskjellige variasjoner), nemlig: A) Perkoleringsfilterprosessen;

B) Aktivertslamprosessen.

Begge disse fremgangsmåter lider imidlertid av vesentlige ulemper, som vil fremgå av det folgende.

Rensing av avvann ved hjelp av nevnte filtre er avhengig av

en viss minimal tilforselsmengde. Hvis denne underskrides, resulterer det i funksjonsforstyrrelser og nedbrytningseffekten uteblir fullstendig.

Overbelastes filtrene, inntrer tilstopping, lufttilfbrselen forhindres og filteret settes ut av funksjon. Da et sådant perkoleringsfilter også må være i stand til å nedbryte den som folge av elde dbde del av det biologiske materiale, kreves en ekstra nedbrytningseffekt utover den som normalt kreves for rensing av avvannet. Ved slike filtre er i de fleste tilfelle lufttilforselen utilstrekkelig for oppnåelse av en optimal nedbrytningseffekt.

Da det ved biologiske rensemetoder hovedsakelig dreier seg om aerobe prosesser, krever perkoleringsfiltret ofte mer oksygen enn som står til rådighet. I lopet av et dogn varierer oksygen-tilførselen betraktelig som folge av de innvirkninger som de vekslende temperaturer og lufttrykk har på samme. Disse variasjoner innvirker på sin side uheldig på nedbrytningseffekten.

Perkoleringsfiltre er folsomme overfor temperaturfall. Ved temperaturer under frysepunktet er der fare for nedising med alle dens uheldige folger.

Rengjoring av tilstoppede eller ikke fungerende filtre av denne art kan bare gjennomfores ved spyling med hypokloridlut, og dette rensearbeide er tidkrevende og kostbart. Under rengjbr-ingen kan filtrene bli satt ut av drift i lengre tid.

Rensing av avvann ved hjelp av aktivertslamprosessen forut-setter et relativt hbyt energiforbruk. Der kreves således energi for den kunstige tilfbrsel av luft og for oppnåelse av optimal bevegelse i bassenget for aktivertslammet. I

forhold til det nbdvendige energiforbruk oppnås der en dårlig utnyttelse av den tilforte luft.

Plassbehovet og omkostningene ved anskaffelsen av den nbdvendig-vis store bygningsenhet er store i forhold til den avgitte effekt, da der kreves relativt lange oppholdstider for avvannet i bassenget.

Oppfinnelsen angår et klaringsanlegg til biologisk rensing

av avvann og er av den innledningsvis angitte art. Ved klaringsanlegget ifblge oppfinnelsen er de ovenfor angitte ulemper og mangler unngått eller ihvertfall redusert i betraktelig grad, samtidig som der også i andre henseende (se nedenfor) er oppnådd vesentlige fordeler overfor kjente fremgangsmåter og anordninger for rensing av avvann.

Klaringsanlegget erkarakterisert vedat det traktformig utformede etterklaringsbasseng ovenfra med sin traktspiss rager ned i luftebassenget i dettes ovre ende og er tett forbundet med dette, samt at den fra luftebassenget til etterklaringsbassenget fbrende rorledning munner ut i nærheten av den fra etterklaringsbassengets traktspiss til luftebassenget forende rorledning i det nedre område av luftebassenget, fortrinnsvis over en lufteanordning. Lufteanordningen kan f.eks. utgjbres av en porbs plate, perforerte gummislanger e.l. Klaringsanlegget ifblge oppfinnelsen danner et sammenhengende system, hvor de for driften av anlegget nbdvendige strbmninger tilveiebringes uten bruk av spesielle hjelpeanordninger, men utelukkende gjennom de av systemet betingede trykkforskjeller. Med hensyn til strbmningene skal bemerkes at det gjennom trykkforskjellen mellom to vannsbyler (hvor den fbrste dannes av den i luftebassenget og i den fra luftebassenget forende rorledning stående luft-vann-blanding - den letteste delj og den annen dannes av den i slamtilbake-fbringsledningen inneholdte slam-vann-blanding - den tyngste del) tilveiebringes et kontinuerlig kretslbp via den til etterklaringsbassenget forende rorledning og via den fra traktspissen bort-fbrende slam-tilbakefbringsledning, hvorved den permanente sugevirkning i etterklaringsbassengets traktspiss til enhver tid muliggjbr en meget kort oppholdstid for slamutskilling i etterklaringsbassenget. Ved tilbakefbringen av slam-vann-blandingen i området for traktspissen og den her oppnådde såkalte strbmningsslamutskilling gjennom den umiddelbare bort-fbring av slammet fra traktspissen i luftebassenget, kommer det rensede vann ikke i berbring med ytterluften slik at man unngår enhver form for luktplager.

Oppfinnelsen beskrives nærmere i det fblgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 skjematisk viser et klaringsanlegg ifblge oppfinnelsen, mens fig. 2 viser en annen utfbrelsesform for en i anordningen ifblge fig. 1 inngående del (til hbyre i fig. 1).

Når anlegget er i drift pumpes det ubehandlede avvann forst ved hjelp av en pumpe 12 gjennom en råvannsledning 13 fra en kum 1 til et sora bunnfellingsbasseng med forråtnelsestårn utformede tårn 2. Fra tårnet 2 skjer den fbrste mekaniske rensing. Sand og andre fellbare stoffer utskilles fra avvannet. De organiske forråtningsbare stoffer forråtner i forråtnelsestårnet 21 og kan over en roterende klaffventil 22 fjernes fra anlegget. Det for sand og fellbare stoffer befridde avvann stromriier ved hjelp av hydrostatisk overtrykk gjennom rorledningen 23 til det biologiske luftebasseng 3. Reaksjonsrommet i bassenget 3 kan være helt eller delvis fylt med lavaslagg eller andre egnede fyllstoffer, f.eks. koks, men det kan også være fritt for slike fyllstoffer.

Bassenget 3 har parallelt med sin bunnplate en lufteanordning

i form av en helt eller delvis poros plate, som f.eks. kan utgjbres av en sintret porbs plastplate 31.

Denne plate 31 skiller det vannfylte basseng 3 fra et lufttil-fbrselsrom 32. Via rommet 32 skjer det ved overtrykk og pressing av luften gjennom den porbse plate 31 en jevn, i fine bobler foregående lufting over hele eller en del av tversnittsflaten av luftekammeret i bassenget 3«Denne lufting kan imidlertid også skje nedenfra ved hjelp av f.eks. munnstykker og/eller i form av grove bobler f.eks. over et slamavlopsror 33.

Ved den ovre ende av luftebassenget 3 er anbragt et traktformet, nedad avsmalnende etterklaringsbasseng 4>som via en eller flere rbrledninger 41 står i forbindelse med luftebassenget 3»Disse forbindelsesledninger kan være forsynt med utluftingsrbr 42 og 43>som kan stenges ved hjelp av flottbrer 421 og 431»Ved hjelp av en ytterligere forbindelsesledning 44 står etterklaringsbassenget 4 i forbindelse med luftebassenget 3- Ledningen 44 tjener til å opprettholde en kontinuerlig slamtil-bakefbring fra bassenget 4 til luftebassenget 3«for å oppnå denne effekt må bassenget 4 med sin traktspiss ovenfra rage ned i luftebassenget 3 1 dettes ovre ende.

Tilbakeføringen av det i bassenget 4 innspylte aktive slam (via ledningen 41) kan forbedres vesentlig ved at der anordnes et i hbyden innstillbart rbrstykke 46• Da dette rbrstykke ikke tillukker bunnen av bassenget 4, blir det samtidig mulig å trekke ut slam, d.v.s. foreta såkalt strbmningsslamutskilling, fra forskjellige (innstillbare) nivåer i bassenget. Den egent-lige strbmningsslamutskiller 411 utgjbres av enden av roret 41. For å stabilisere kretslbpet har ved siden av flottbrene 421, 431 anbringelse av en eller flere perforerte plater 432 vist seg fordelaktig. For regulering av strbmningshastigheten i ledningene 41 og 44 tjener styrbare sperreanordninger 47 og 48. En grovboblet lufting kan istedenfor ved 33 også skje ved

523 i rbrledningene 44»Når sperreanordningen 48 er stengt

kan luft blåses mot slamstrbmmen i ledningen 44 via ledningen 524 inn i bassenget 4, hvorved det muliggjøres en lufting av dette. Denne lufting kan være nodvendig av to årsaker: 1) For fraskilling av det inaktive, gamle slam fra aktivt slam av lavere alder ved kortvarig lufting med tilsluttende fraskilling av det gamle slam ved overflaten i bassenget 4j 2) For lufting av det aktive slam, som under en evt. reparasjon av luftebassenget 3 ved overtrykk i etterklaringsbassenget 4

kan transporteres gjennom rorledningen 44 og-der oppbevares for senere gjenanvendelse.

Ved vektforskjell mellom to vannsbyler (den forste dannes ved bassenget 3 og rorledningen 41 og inneholder en luft-vann-blanding og den andre dannes ved bassenget 4 og slamtilbakeforingsledningen 44 og inneholder en i forhold til luft-vannblandingssoylen tyngre vannsoyle, som består av en slam-vann-bl anding) opprettholdes et permanent virkende kretslop, som fra bassenget 3 via ledningen 41 leder til bassenget 4 og videre via slamtilbakeforingsledningen 44 tilbake til bassenget 3. Den således tilveiebragte permanente sugevirkning i traktspissen av bassenget 4 leder uvilkårlig til at det i bassenget 4 innspylte slam fores tilbake til luftebassenget 3»hvorved slam-utskillingen krever meget korte oppholdstider for avvannet.

Det kan nevnes at reaksjonen mellom mikroorganismene og stoffene i avvannet har autokatalytisk karakter. Ved kontinuerlig drift er derfor kombinerte systemer (blandesystemer) de som egner seg best.

Disse blandesystemer har imidlertid ved kontinuerlig reaksjons-forlop den ulempe at en del av det for reaksjon bestemte avvann renner bort ureagert, d.v.s. urenset.

En tilsiktet fjernelse av de gjenstående tilbakeblivende stoffer ved hjelp av mikroorganismene skjer best i en rorreaktor.

Denne rbrreaktor, i hvilken det foregår en diskontinuerlig reaksjon, dannes i anlegget av rorledningen 41 til bassenget 4 og derfra av slamledningen 44 til bassenget 3*

Dette uluftede ledningssystem danner samtidig en "beroligende" sone for mikroorganismene, i hvilken sone disse absorberer, d.v.s*fortærer, de på samme adsorberte stoffer i avvannet. Mikroorganismene står senere som friskt ubelastet aktivertslam til rådighet for absorpsjon av nye stoffer i luftesonen.

Gjennom en fra tegningen avvikende foring av rorene 41 og 44

er det mulig å oppnå en vertikalt nedad, mot retningen av de oppstigende luftbobler foregående stromningsretning i luftebassenget 3»Roret 44 slutter fritt som kort rorstuss i den ovre luftesone. Roråpningen er beskyttet mot inntrengning av oppstigende luftbobler ved hjelp av en passende avskjermning. Roret 41 slutter i den nedre luftesone med en oppadrettet åpning. Utnyttelsen av oksygeninnholdet i den i luftebassenget 3 innforte luft okes betraktelig ved at luftboblene stiger opp mot den i luftesonen fremherskende stromningsretning. Via en avlopsrenne 45 med avledningsror 451 bortledes renset vann i en mengde svarende til den mengde urenset vann som tilfores bunnfellingsbassenget 2 ved hjelp av pumpen 12 via rorledningen 13.

Ved å manovrere sperreanordningen 452 kan flytende slam i kummen

1 transporteres bort via rorledningen 453*Luftingen av bassenget 3 kan f.eks. skje ved hjelp av en kompressor 5 med luftbeholder 51. Anvendelsen av en luftbeholder eller to vifter med pol-omkoplingsbar motor muliggjor via tidkoplingselementer å kjore et tidbundet spareprogram.

Avgangsvarmen fra de aggregater som frembringer luftingen anvendes hensiktsmessig til å varme opp avvannet i det eller de biologiske trinn og på denne måte avstedkomme et temperatur-optimum for virksomheten av det aktive slam, hvorved det oppnås en vesentlig forbedret renseeffekt, samtidig som det forhindres den ufordelaktige innvirkning av lave temperaturer om vinteren. Fra den ovre del av luftebassenget 3 bortledes den f.eks. av kompressoren 5 via luftbeholderen 51 og videre via ledningen 52 resp. 521 eller 522 eller 523 i lufttilforselsrommet 32 gjennom den porose plate 31 i bassenget 3 innforte luft gjennom rorledningen 34»Den bortforte luft kan anvendes ved forhånds-lufting av det ubehandlede vann.

Bassenget 2 kan luftes over rorledningen 525>og bortforingen

av luften skjer via rorledningen 526 til lufttilforselsrommet 32. P.g.a. at luftebassenget 3 er tillukket og derved bidrar til å holde varmetapet på et lavt nivå, kan det for rensing bestemte avvann ved hjelp av avgangsvarmen fra kompressoren 5 bringes opp på en for optimal effekt av aktivertslammet gunstig temperatur, hvilket forst og fremst om vinteren har en gunstig innvirkning på renseeffekten.

Anleggskomponentene 2 og 21 kan også ha form av flate bassenger, f.eks* graver med ett eller flere kamre og anordnet over og/eller under markflaten. Anleggskomponentene 3 og 4 kan også drives uten forkopling av en mekanisk forrensingsinnretning og/eller et forråtnelsestårn 21.

I dette tilfelle er det gunstig å anvende en sandfanger for å fjerne spesielt tunge mineralske bestanddeler fra avvannet.Sandfanger en utformes fortrinnsvis som lav sandfanger og anordnes over markflaten. Den kan f.eks. bestå av to ror 101 og 105 av forskjellig diameter, av hvilke ror det storste omslutter det minste. Roret 101 med den minste diameter leder sand-vann-blåndingen direkte i retning mot sandrommet 102, mens det for sand befridde vann i roret 105 med den storste diameter i vertikalt oppadstigende stromningsretning ledes til det eller de biologiske trinn.

Fjernelsen av den i sandrommet 102 værende sand skjer ved hjelp av hydrostatisk trykk ved åpningen av avstengningsanordningen. Sanden forlater sandfangeren i vertikalt nedadstigende retning ved det laveste sted av aggregatet over avstengningsanordningen 103*.

For å unngå sedimentering av organiske forråtningsbare stoffer kan sandrommet 102 luftes via en rorledning 104 for utskylling av organiske fellbare stoffer i retning oppover.

Tomningen av overskuddsslam fra luftebassenget 3 kan skje over ledningen 23 med grenledning 231 og/eller avstengningsanordning 232. Ved lavere liggende mekanisk forrensingsinnretning skjer tomningen av overskuddsslam via rorstussen 33*som er forsynt med en avstengningsanordning 331.

Overskuddsslammet kan også tommes i tilstrekkelig store beholdere og der mineraliseres under anvendelse av den gjennom rørledning-ene 34 fra luftebassenget 3 bortforte luft (såkalt slam-stabilisering).

Claims (5)

1. ' Klaringsanlegg til biologisk rensing av avvann, hvilket anlegg består av i og for seg delvis kjente anordninger, og hvor luftebassenget og etterklaringsbassenget med stromningsutskilling er sammenfattet til en enhet, karakterisert ved at det traktformig utformede etterklaringsbasseng (4) ovenfra med sin traktspiss rager ned i luftebassenget (3) i dettes ovre ende og er tett forbundet med dette, samt at den fra luftebassenget (3) til etterklarings bassenget (4) forende rorledning (41) munner ut i nærheten av den fra etterklaringsbassengets (4) traktspiss til luftebassenget forende rorledning (44) i det nedre område av luftebassenget, fortrinnsvis over en lufteanordning (31)»

2. Klaringsanlegg ifblge krav 1, karakterisert ved at den fra etterklaringsbassenget til luftebassenget forende ledning kan avstenges ved hjelp av et sperreorp;an (48) og at det foran og etter sperreorganet er anordnet i det minste én trykklufttilkobling (523,524), som kan åpnes samtidig for enten ytterligere lufting av luftebassenget (3) eller for etterklaringsbassenget (4) eller for begge bassenger.

3. Klaringsanlegg ifolge krav 1, karakterisert ved at det fra luftebassenget (3) til etterklaringsbassenget (4) forende forbindelsesror (41) i det minste har ett utluftingsror (42,43)> som fortrinnsvis kan stenges ved hjelp av flottorer (421,431).

4* Klaringsanlegg ifolge krav 1 og 3»karakterisert ved at der i det eller de fra luftebassenget til etterklaringsbassenget forende ror (41) er anordnet i det minste én sperreanordning (47).

5. Klaringsanlegg ifolge krav 1 og 2, karakterisert ved at stromningsslamutskilleren (411) er etterkoplet et i hoyden innstillbart rbrstykke (46).