NO137592B

NO137592B - DEVICE FOR BIOLOGICAL TREATMENT OF WASTEWATER

Info

Publication number: NO137592B
Application number: NO740452A
Authority: NO
Inventors: Ronald L Antonie
Original assignee: Autotrol Corp
Priority date: 1973-02-12
Filing date: 1974-02-11
Publication date: 1977-12-12
Also published as: ES423140A1; FR2217275A1; GB1456727A; CA1032280A; NL7401922A; NO740452L; DE2407423A1; JPS5047451A; CH594566A5; IT1002905B; FR2217275B1; DE2407423B2; ZA74934B; NO137592C; BE810887A

Description

Denne oppfinnelse angår biologisk behandling av spillvann, og mer bestemt angår den en forbedret biologisk behandlingsanordning av den type som anvender roterende biologiske kontaktelementer. This invention relates to the biological treatment of waste water, and more specifically it relates to an improved biological treatment device of the type that uses rotating biological contact elements.

Bruken av roterende biologiske kontaktelementer The use of rotating biological contact elements

som sekundær biologisk behandling av spillvann får stadig økende betydning. Som .ved andre biologiske behandlingsprosesser såsom aktivert slam, behandles spillvannet ved anvendelse av mikroorganismer som utnytter karbonholdige og nitrogenholdige forurensnin-ger i spillvannet som næringsstoffer og omdanner dem til uskadelig materiale. Ved prosessen som benytter roterende biologiske kontaktelementer danner kontaktelementene flater på hvilke bakterieslim kan vokse ved at kontaktoverflåtene roteres i en delvis neddykket stilling i en tank inneholdende spillvannet, blir slimet på kontaktelementenes overflate vekselvis utsatt for spillvannet og for oksygen i atmosfæren. Bakteriseslimet på slike flater består hovedsakelig av aerobiske bakterier som har evnen til å absorbere, adsorbere, koagulere samt oksydere de uønskede organiske bestanddeler i spillvannet og til å omdanne slike bestanddeler til uskadelig materiale. Ved bruken av flere trinn ' as secondary biological treatment of waste water is becoming increasingly important. As with other biological treatment processes such as activated sludge, the waste water is treated using microorganisms that utilize carbon-containing and nitrogen-containing pollutants in the waste water as nutrients and convert them into harmless material. In the process that uses rotating biological contact elements, the contact elements form surfaces on which bacterial slime can grow by rotating the contact surfaces in a partially submerged position in a tank containing the waste water, the slime on the surface of the contact elements is alternately exposed to the waste water and to oxygen in the atmosphere. The bacterial slime on such surfaces mainly consists of aerobic bacteria that have the ability to absorb, adsorb, coagulate and oxidize the unwanted organic components in the waste water and to convert such components into harmless material. By the use of several steps'

med roterende biologiske kontaktelementer i serie, kan også am-moniakknitrogen oksyderes. Det vil si, mens de innledende kontaktortrinn utvikler mikroorganismer som oksyderer det karbonholdige BOF (biokjemisk oksygenforbruk) i spillvannet, vil på-følgende kontaktortrinn når BOF-konsentrasjonen reduseres, utvikle et belegg av salpeterbakterier som oksyderer det ammoniakknitro-genhol.dige BOF i spillvannet. with rotating biological contact elements in series, ammonia nitrogen can also be oxidized. That is, while the initial contactor stages develop microorganisms that oxidize the carbonaceous BOF (biochemical oxygen consumption) in the waste water, subsequent contactor stages, when the BOF concentration is reduced, will develop a coating of nitrate bacteria that oxidize the ammonia-nitrogen-containing BOF in the waste water.

De første kommersielle anlegg anvendte roterende biologiske kontaktelementer i form av skiver med forholdsvis stor diameter anordnet side ved side langs en aksel opplagret på tanken i hvilken kontaktorelementene roterte. Skivene ble vanligvis fremstilt av ekspanderte polystyrenperler og var anordnet med forholdsvis liten innbyrdes avstand langs akselen. I det siste har forbedrede typer av roterende biologiske kontaktorelementer med vesentlig større respektivtoverflateareal for samme lengde på akselen og diameter på kontaktorelementene kommet til anvendelse. Eksempler på slike forbedrede typer er vist og beskrevet i søkerens samtidige norske patentsøknad nr. 1868/73. The first commercial plants used rotating biological contactor elements in the form of disks of relatively large diameter arranged side by side along a shaft supported on the tank in which the contactor elements rotated. The disks were usually made from expanded polystyrene beads and were arranged with a relatively small mutual distance along the axis. Recently, improved types of rotary biological contactor elements with significantly larger respective surface area for the same length of the shaft and diameter of the contactor elements have come into use. Examples of such improved types are shown and described in the applicant's concurrent Norwegian patent application no. 1868/73.

Den roterende biologiske kontaktoranordning drives fortrinnsvis som en kontinuerlig prosess og ikke som en oppdelt prosess, og dens effektivitet samt behandlingskapasitet er avhengig av en rekke variable innbefattende den hydrauliske belastning av spillvann gjennom apparatet, temperaturen ved hvilken spillvannet behandles, samt spillvannets oppholdstid i apparatet. Hydraulisk belastning er volumet pr.' tidsenhet eller volumstrømmen av spillvann gjennom behandlingstanken (vanligvis uttrykt i liter pr. dag) i forhold til de roterende kontaktelementers overflateareal som kommer i kontakt med spillvannet i tanken. En har trodd at, ved en gitt hydraulisk belastning vil effektiviteten av behand-lingen øke jo lenger spillvannet holdes i tanken hvor-det er i kontakt med de roterende kontaktelementer. Denne forlengede oppholdstid kunne f.eks. oppnås enten ved å øke avstanden mellom skivene for derved å redusere det effektive overflateareal, eller ved å øke tankstørrelsen. Begge disse tiltak ville virke til å øke volumet av spillvann som holdes i tanken i forhold til kontaktor-elementenes overflateareal som er tilgjengelig for vekst av bakterieslim. Den spesielle parameter det her dreier seg om, er væskevolumet i tanken pr. enhet av kontaktoroverflate som utsettes for spillvannet i tanken; denne parameter måles i liter pr. kvadrat meter og angir et volum/overflateforhold. Oppfinnelsen er basert på den oppdagelse at når forholdet volum/overflate økes, opptrer en tilsvarende øking i behandlingskapasiteten, men bare opp til et optimalt volum/overflateforhold. Deretter opptrer ingen ytterligere øking i behandlingskapasiteten under normale driftsforhold selv om forholdet volum/overflate økes. The rotary biological contactor device is preferably operated as a continuous process and not as a split process, and its efficiency and treatment capacity are dependent on a number of variables including the hydraulic load of waste water through the device, the temperature at which the waste water is treated, and the residence time of the waste water in the device. Hydraulic load is the volume per time unit or volume flow of waste water through the treatment tank (usually expressed in liters per day) in relation to the surface area of the rotating contact elements that come into contact with the waste water in the tank. It has been believed that, at a given hydraulic load, the efficiency of the treatment will increase the longer the waste water is held in the tank where it is in contact with the rotating contact elements. This extended stay could e.g. achieved either by increasing the distance between the disks to thereby reduce the effective surface area, or by increasing the tank size. Both of these measures would act to increase the volume of waste water held in the tank in relation to the surface area of the contactor elements available for the growth of bacterial slime. The special parameter in question here is the liquid volume in the tank per unit of contactor surface exposed to the waste water in the tank; this parameter is measured in liters per square meters and indicates a volume/surface ratio. The invention is based on the discovery that when the volume/surface ratio is increased, a corresponding increase in treatment capacity occurs, but only up to an optimal volume/surface ratio. Thereafter, no further increase in treatment capacity occurs under normal operating conditions, even if the volume/surface ratio is increased.

Hovedformålet ved foreliggende oppfinnelse er å til-veiebringe en biologisk behandlingsanordning for kloakkvann under anvendelse av roterende biologiske kontaktelementer og hvor forholdet mellom spillvannvolumet i tanken og det kontaktoroverflate-areal som utsettes for spillvannet, etableres på et optimalt nivå slik at det oppnås maksimal behandlingskapasitet under normale driftsbetingelser. The main purpose of the present invention is to provide a biological treatment device for sewage water using rotating biological contact elements and where the ratio between the waste water volume in the tank and the contactor surface area exposed to the waste water is established at an optimal level so that maximum treatment capacity is achieved under normal operating conditions.

Dette formål oppnåes ved en anordning som omfatter en beholder innrettet for kontinuerlig å tilføre spillvann som skal behandles, hvilken beholder innbefatter et væskeutløp samt anordninger for å holde spillvannet i beholderen ved et gitt ni-vå, og biologiske' kontaktorer som kan rotere om en horisontal akse og virke som vekstmedia for biologisk slim og er delvis neddykket i spillvannet i beholderen, og det nye og særegne ved anordningen ifølge oppfinnelsen er at forholdet mellom beholderens virkelige væskevolumkapasitet og kontaktorenes effektive overflateareal, dvs. kontaktorenes overflateareal som løper gjennom spillvannet og belegges med bakterieslim, er 0,0049 m 3 /m 2. This purpose is achieved by a device comprising a container designed to continuously supply waste water to be treated, which container includes a liquid outlet as well as devices for keeping the waste water in the container at a given level, and biological' contactors that can rotate about a horizontal axis and act as growth media for biological slime and is partially submerged in the wastewater in the container, and the new and distinctive feature of the device according to the invention is that the ratio between the container's real liquid volume capacity and the effective surface area of the contactors, i.e. the surface area of the contactors that runs through the wastewater and is coated with bacterial slime , is 0.0049 m 3 /m 2.

Ovennevnte samt ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende beskrivelse, som viser en fore-trukket utførelsesform av oppfinnelsen, i tilknytning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et oppriss delvis i snitt langs behand-lingstankens lengdeakse innbefattende roterende biologiske kontaktelementer i form av innbyrdes adskilte skiver, Fig. 2 er et vertikalsnitt langs planet 2-2 i fig. 1, og Fig. 3, 4 og 5 er kurver som viser resultatet av forsøk utført med forskjellige hydrauliske belastninger for å bestemme henholdsvis BOF-prosenten, suspenderte faste' partikler, samt ammoniakk-nitrogenrester, i anordninger av den type som er vist i fig. 1 og 2 og med forskjellig volum/overflateforhold. The above as well as further features and advantages of the invention will be apparent from the following description, which shows a preferred embodiment of the invention, in connection with the attached drawings, where: Fig. 1 is an elevation partially in section along the longitudinal axis of the treatment tank including rotating biological contact elements in the form of mutually separated discs, Fig. 2 is a vertical section along the plane 2-2 in fig. 1, and Figs. 3, 4 and 5 are curves showing the results of tests carried out with different hydraulic loads to determine respectively the BOF percentage, suspended solids' particles, as well as ammonia-nitrogen residues, in devices of the type shown in fig . 1 and 2 and with different volume/surface ratio.

I fig. 1 og 2 er vist et typisk roterende biologisk kontaktoranlegg innbefattende en tank angitt generelt ved tallet 10, og fire trinn med identiske roterende biologiske kontaktorenheter 11, anordnet på en felles aksel 12. Hver kontaktorenhet 11 består av et antall plane skiver 13 fordelt med innbyrdes avstand langs akselen 12. Skivene 13 er utformet av ekspanderte polystyrenperler. In fig. 1 and 2 show a typical rotating biological contactor system including a tank indicated generally by the number 10, and four stages with identical rotating biological contactor units 11, arranged on a common shaft 12. Each contactor unit 11 consists of a number of planar discs 13 spaced apart along the shaft 12. The discs 13 are made of expanded polystyrene beads.

Tanken 10 har halvsylindrisk form og omfatter et par fotstykker 14 for montering av tanken på et passende underlag. Endene av tanken 10 er avgrenset av innløps- og utløpsvegger henholdsvis 15 og 16, og tanken 10 er delt i fire stort sett like driftstrinn ved hjelp av en rekke identiske indre vegger 17. Akselen 12 er opplagret i lagre 18 montert på veggene 15, 16 og 17. En innløpsledning 19 løper gjennom innløpsveggen 15 for tilførsel av spillvann til tanken 10. Ved motsatt ende av tanken 10 innbefatter veggen 16 et overløp 20 anordnet på den ene side av lageret 18 for akselen 12. Overløpet 20 skiller tankens indre fra et utløpsbasseng 21 som fører til en utløpsledning 22. Akselen-12, og følgelig kontaktorenhetene 11 roteres ved hjelp av et hensikts-messig drivorgan såsom den elektriske motor 23 og den "tilkoplede kjededrift 24 vist i fig. 1. I hver av .de indre vegger 17 er anordnet en neddykket åpning 2 5 for strømning av væske mellom de fire trinn, og den totale strøm av spillvann gjennom anordningen er hovedsakelig parallell til akselens 12 lengdeakse. The tank 10 has a semi-cylindrical shape and comprises a pair of foot pieces 14 for mounting the tank on a suitable base. The ends of the tank 10 are bounded by inlet and outlet walls 15 and 16 respectively, and the tank 10 is divided into four largely equal operating stages by means of a series of identical inner walls 17. The shaft 12 is stored in bearings 18 mounted on the walls 15, 16 and 17. An inlet line 19 runs through the inlet wall 15 for the supply of waste water to the tank 10. At the opposite end of the tank 10, the wall 16 includes an overflow 20 arranged on one side of the bearing 18 for the axle 12. The overflow 20 separates the interior of the tank from an outlet basin 21 which leads to an outlet line 22. The shaft 12, and consequently the contactor units 11 are rotated by means of a suitable drive such as the electric motor 23 and the "connected chain drive 24 shown in Fig. 1. In each of the inner walls 17 a submerged opening 25 is provided for the flow of liquid between the four stages, and the total flow of waste water through the device is mainly parallel to the longitudinal axis of the shaft 12.

På kjent måte innføres forbehandlet spillvann i tanken 10 med en kontrollert volumstrøm (volum pr. tidsenhet), gjennom innløpsledningen 19. Kontaktorenhetene 11 roteres i spillvannet i tanken 10 med en .bestemt hastighet og de enheter 11 som ligger nærmest innløpsenden vil utvikle en kultur av aerobisk bakterieslim på overflatene. Når kontaktorenhetene 11 roteres vil kontaktorelementene føre en film av spillvann opp i luften hvor spillvannet siver nedover overflaten og absorberer oksygen fra luften. Organismer i slimet fjerner både oppløst oksygen og organiske materialer fra spillvannfilmen. Ytterligere fjerning av oppløst oksygen og organiske materialer finner sted når kontaktorelementene fortsetter sin rotasjon gjennom spillvannet i tanken. Ubrukt oppløst oksygen i spillvannfilmen blandes med inn-holdet av den blandede væske slik at oppløst oksygenkonsentrasjon opprettholdes i den blandede væske. In a known manner, pre-treated waste water is introduced into the tank 10 with a controlled volume flow (volume per time unit), through the inlet line 19. The contactor units 11 are rotated in the waste water in the tank 10 at a determined speed and the units 11 which are closest to the inlet end will develop a culture of aerobic bacterial slime on the surfaces. When the contactor units 11 are rotated, the contactor elements will lead a film of waste water into the air where the waste water seeps down the surface and absorbs oxygen from the air. Organisms in the slime remove both dissolved oxygen and organic materials from the wastewater film. Further removal of dissolved oxygen and organic materials occurs as the contactor elements continue their rotation through the wastewater in the tank. Unused dissolved oxygen in the wastewater film is mixed with the contents of the mixed liquid so that dissolved oxygen concentration is maintained in the mixed liquid.

Når spillvann strømmer fra trinn til trinn, gjennom-går det en gradvis økende grad av behandling ved hjelp av spesielle biologiske kulturer i hvert trinn som er.tilpasset det foran-derlige . spillvann . ■ Dersom flere trinn benyttes, og etter som konsentrasjonen av organisk stoff øker i de siste trinn i tanken 10, vil salpeterbakterier begynne å opptre og oksydere ammoniakk-nitrogen. Ettersom ytterligere slim utvikles vil i alle trinn overflødig slim fjernes fra overflaten av de roterende kontakenhe-ter ved hjelp av skjærkrefter som utøves av spillvannet. Blande-virkningen til de roterende enheter 11 holder de slamformede faste partikler i suspensjon inntil strømmen av behandlet spillvann fø-rer dem ut av tanken 10 for separering og deponering. When waste water flows from stage to stage, it undergoes a gradually increasing degree of treatment with the help of special biological cultures in each stage which is adapted to the changes. waste water. ■ If several stages are used, and as the concentration of organic matter increases in the last stages in the tank 10, nitrate bacteria will begin to act and oxidize ammonia-nitrogen. As additional slime is developed, in all stages excess slime will be removed from the surface of the rotating contact units by means of shearing forces exerted by the waste water. The mixing action of the rotating units 11 keeps the sludge-shaped solid particles in suspension until the flow of treated wastewater carries them out of the tank 10 for separation and disposal.

Det behandlede spillvann samt suspendert fast stoff strømmer over overløpet 20 og ut gjennom utløpsledningen 22. Overløpet 20 holder spillvannet i tanken ved et gitt nivå antydet ved linjen 26. Nivået 26 av spillvann i tanken 10 er noe høyere enn nivået av toppen av overløpet 20 på grunn av den hydrauliske trykkhøyde som er nødvendig for at behandlet spillvann skal kunne strømme over overløpet 20. Det virkelige volum av spillvann som kan opptas i tanken 10, bestemmes av det gitte nivå 26 under hen-syntagen til det volum som opptas av de indre vegger 17, og det vannvolum som fortrenges av skivene 13 og av bakterieslimet som dannes på overflaten til skivene 13. Det effektive overflateareal til skivene for biologisk behandling er den del av skivene som blir ført gjennom spillvannet i behandlingstanken 10. På fig. 2 utgjør de partier av skivene som ligger mellom omkretsen og en sirkel 27 som er konsentrisk med akselen og tangerer spillvann-nivået 26, The treated waste water and suspended solids flow over the weir 20 and out through the discharge line 22. The weir 20 holds the waste water in the tank at a given level indicated by line 26. The level 26 of waste water in the tank 10 is somewhat higher than the level of the top of the weir 20 on due to the hydraulic head which is necessary for treated waste water to be able to flow over the overflow 20. The actual volume of waste water that can be taken up in the tank 10 is determined by the given level 26 below the reference to the volume taken up by the inner walls 17, and the volume of water displaced by the disks 13 and by the bacterial slime that forms on the surface of the disks 13. The effective surface area of the disks for biological treatment is the part of the disks that is passed through the waste water in the treatment tank 10. In fig. 2 constitute the parts of the discs which lie between the circumference and a circle 27 which is concentric with the axis and tangential to the waste water level 26,

det effektive overflateareal på skivene. the effective surface area of the disks.

Under utviklingen av anordningen ifølge oppfinnelsen har en funnet at ved behandling av husholdningsspillvann med nor-mal temperatur foreligger et optimalt forhold mellom spillvannvolumet i tanken 10 og det effektive overflateareal til kontaktorenhetene 11 som vil gi maksimal behandlingskapasitet, og at ytterligere øking av forholdet mellom volum og overflate ikke vil føre til øking i behandlingskapasiteten. Det optimale forhold mellom volum og overflate er tilnærmet 4,9 liter spillvann i tanken pr. During the development of the device according to the invention, it has been found that when treating household waste water at normal temperature there is an optimal ratio between the volume of waste water in the tank 10 and the effective surface area of the contactor units 11 which will provide maximum treatment capacity, and that a further increase in the ratio between volume and surface will not lead to an increase in treatment capacity. The optimal ratio between volume and surface area is approximately 4.9 liters of waste water in the tank per

m 2 av effektivt overflateareal. m 2 of effective surface area.

Fig. 3-5 illustrerer resultatene av forsøk som er utført på kloakkvann-behandlingsapparater lik de som er vist i fig. 1 og 2 og med fire forskjellige volum/overflateforhold som strekker seg fra 2,73 liter pr. nr 2 til 13,09 liter pr. m 2. For-søket ved forholdet 2,73 liter pr. m 2 ble utført med bruk av skiver med diameter 1,83 m, mens de andre tre forhold alle ble opp-nådd med enheter med diameter 0,61 m. Forholdsverdiene ble for-andret ved å forandre avstanden mellom skivene. Skiveenhetene ble rotert ved hjelp av en 1/10 HK elektrisk motor ved 11 o/min; slik at omkretshastigheten til skivene med diameter 1,83 m var 20,2 m/min. Ved de enheter hvor det ble benyttet skiver med diameter 0,61 m, ble volumet av spillvann i tanken 10" bestemt ved tømming av tanken. I den enhet hvor skiver med diameter 1,83 m ble an-vendt, ble væskevolumet beregnet med en antatt tykkelse av slimet på 2,54 mm. Figs. 3-5 illustrate the results of tests carried out on sewage treatment apparatus similar to those shown in Figs. 1 and 2 and with four different volume/surface ratios ranging from 2.73 liters per No. 2 to 13.09 liters per m 2. The pre-search at the ratio of 2.73 liters per m 2 was carried out using discs with a diameter of 1.83 m, while the other three ratios were all achieved with units with a diameter of 0.61 m. The ratio values were changed by changing the distance between the discs. The disk units were rotated using a 1/10 HP electric motor at 11 rpm; so that the peripheral speed of the disks with a diameter of 1.83 m was 20.2 m/min. In the units where disks with a diameter of 0.61 m were used, the volume of waste water in the 10" tank was determined by emptying the tank. In the unit where disks with a diameter of 1.83 m were used, the liquid volume was calculated with a assumed thickness of the mucus of 2.54 mm.

Fire tidsforskjøvede stikkprøver ,ble tatt av den innstrømmende og utstrømmende væske fra hver av de to enheter med 0,61 m diameter over et tidsrom på 24 timer, prøvene ble hensatt for bunnfelling i 30 minutter og tilrettelagt for analyse. Når det gjelder enhetene med 1,83 m diameter var innløps- og utløps-prøvene 24-timers blandinger. Prøveenhetene ble drevet i et tidsrom fra 1 til 2 uker under hvert sett driftsbetingelser og gjennom- Four time-shifted random samples were taken of the inflowing and outflowing liquid from each of the two units with a 0.61 m diameter over a period of 24 hours, the samples were set aside for sedimentation for 30 minutes and prepared for analysis. In the case of the 1.83 m diameter units, the inlet and outlet samples were 24-hour mixtures. The test units were operated for a period of 1 to 2 weeks under each set of operating conditions and through-

snittsverdien for prøveresultatene'ble utregnet. the average value for the test results' was calculated.

Fig. 3 viser kurver av resultatene fra prøvene i prosent BOF fjernet ved forskjellige hydrauliske belastninger. Kurven 28 er tilpasset resultatene ved' drift av enheten med forholdet 2,73 1 pr. m <2> og kurven 29 er tilpasset resultatene fra prøvene med enheten med forholdet 4,9 1 pr. m 2. Overlagret på kurvene i fig. 3 og angitt ved kurven 30 er resultatene fra for-søk utført av Hans Hartman på en enhet med skiver med diameter 3,5 m og et volum/overflateforhold pa 3,47 1 pr. m 2. Hartmans "resultater er publisert i "Der Tauchtropkorper", Osterreichische Wasserwirtschaft, bind 17, N.11/12, 1965, ss. 264 269. Fig. 3 shows curves of the results from the samples in percent BOF removed at different hydraulic loads. Curve 28 is adapted to the results of operating the unit with the ratio 2.73 1 per m <2> and the curve 29 is adapted to the results from the samples with the unit with the ratio 4.9 1 per m 2. Superimposed on the curves in fig. 3 and indicated by the curve 30 are the results from trials carried out by Hans Hartman on a unit with discs with a diameter of 3.5 m and a volume/surface ratio of 3.47 1 per m 2. Hartman's "results are published in "Der Tauchtropkorper", Osterreichische Wasserwirtschaft, vol. 17, N.11/12, 1965, pp. 264 269.

Som det fremgår av dataene i fig. 3, ettersom forholdet volum/overflate økes 'fra 2,73 til 3,02' til 3,47 til 4,9 1 pr. m 2 , opptrer øking i behandlingskapasiteten angitt ved ■ pr• os'ent fjernet BOF. Økinger' over 4,9 1 pr. m 2 resulterer imidlertid ikke i en ytterligere øking i behandlingskapasitet. Økingene i behandlingskapasitet angitt ved prosent fjernet BOF er særlig tydelig ved de høyere hydrauliske belastninger. Også ved de høy-ere hydrauliske belastninger dominerer imidlertid det samme opp-dagede forhold, dvs. at utover et volum/overflate-forhold på 4,9 l/m 2opptrer ingen øking i behandlingskapasiteten. As can be seen from the data in fig. 3, as the volume/surface ratio is increased 'from 2.73 to 3.02' to 3.47 to 4.9 1 per m 2 , there is an increase in the treatment capacity, indicated by ■ percentage of BOF removed. Increases' over 4.9 1 per m 2 does not, however, result in a further increase in treatment capacity. The increases in treatment capacity indicated by percent BOF removed are particularly evident at the higher hydraulic loads. Even at the higher hydraulic loads, however, the same discovered ratio dominates, i.e. that beyond a volume/surface ratio of 4.9 l/m 2 no increase in treatment capacity occurs.

Den samme virkning av forholdet volum/overflate er vist for fjerning av suspenderte faste partikler i fig. 4. I fig. 4 er kurvene 31, 32 og 33 tilpasset resultatene av prøvene av' volum/overflate-forholdene av henholdsvis 2,73, 3,02 og 4,9 l/m 2. Øking av forholdet volum/overflate fra 2,73 til 3,02 til 4,9 l/m 2 medfører øket fjerning av suspendert faststoffmateriale. En ytterligere øking i forholdet volum/overflate til 13,09 l/m<2 >ved en hydraulisk belastning på 204 l/dag/m 2 medførte ingen ytterligere øking i fjernet suspendert faststoffmateriale. The same effect of the volume/surface ratio is shown for the removal of suspended solid particles in fig. 4. In fig. 4, the curves 31, 32 and 33 are fitted to the results of the samples of the volume/surface ratios of 2.73, 3.02 and 4.9 l/m 2 respectively. Increasing the volume/surface ratio from 2.73 to 3, 02 to 4.9 l/m 2 results in increased removal of suspended solid material. A further increase in the volume/surface ratio to 13.09 l/m<2 >at a hydraulic load of 204 l/day/m 2 resulted in no further increase in suspended solids material removed.

Fig. 5 viser prosent fjernet ammoniakk-nitrogen som en funksjon av hydraulisk belastning for de fire volum/overflate-forsøk. Disse data viser også at 4,9 l/m 2 er den optimal• e v'erdi for forholdet volum/overflate for nitrifikasjon. Drift ved Fig. 5 shows percent ammonia-nitrogen removed as a function of hydraulic load for the four volume/surface trials. These data also show that 4.9 l/m 2 is the optimal value for the volume/surface ratio for nitrification. Operation by

•2 •2

volum/overflate-forhold lavere enn 4,9 l/m medfører mindre fjerning av ammoniakk-nitrogen og drift ved forhold større enn 4,9 l/m 2medfører ikke noen øking i fjernet ammoniakk-nitrogen. I fig. 5 er kurven 34 tilpasset resultatene av forsøkene ved en forholdsverdi på 2,73 og kurven 35 er tilpasset resultatene av volume/surface ratio lower than 4.9 l/m results in less removal of ammonia-nitrogen and operation at ratios greater than 4.9 l/m 2 does not result in any increase in removed ammonia-nitrogen. In fig. 5, the curve 34 is adapted to the results of the experiments at a ratio value of 2.73 and the curve 35 is adapted to the results of

2 2

prøven ved en forholdsverdi på 4,9 l/m . the sample at a ratio value of 4.9 l/m .

Det er således oppdaget at det foreligger en optimal verdi for forholdet volum/overflate ved hvilken roterende biologiske kontaktelementer bør utformes og konstrueres. En slik forholdsverdi er bestemt høyere enn 3,47 l/m 2 og ikke høyere enn 4,9 l/m 2 og synes å være tilnærmet lik 4,9 l/m 2. En slik optimal verdi for forholdet volum/overflate er en velbegrunnet parameter for de normale forhold som erfares ved behandling av husholdningsspillvann. Med husholdningsspillvann menes spillvann som har en BOF-konsentrasjon på opptil 350 mg/l. Den optimale verdi for forholdet volum/overflate gjelder for driftstemperaturer i spillvannet på over 12,8°C. Som med alle biologiske behandlingsprosesser kan behandlingseffektiviteten for en roterende kontaktprosess ven-tes å avta ved spillvannstemperaturer under 12,8°C. Foreløpige forsøk antyder imidlertid at verdier av forholdet volum/overflate på rundt 4,9 l/m 2 sannsynligvis er den optimale forholdsverdi for drift ved lav spillvannstemperatur. Den optimale forholdsverdi vil ganske sikkert ikke være lavere enn ca. 4,9 l/m 2. It has thus been discovered that there is an optimal value for the volume/surface ratio at which rotating biological contact elements should be designed and constructed. Such a ratio value is decidedly higher than 3.47 l/m 2 and not higher than 4.9 l/m 2 and seems to be approximately equal to 4.9 l/m 2. Such an optimal value for the volume/surface ratio is a well-founded parameter for the normal conditions experienced when treating domestic waste water. Household waste water means waste water that has a BOF concentration of up to 350 mg/l. The optimum value for the volume/surface ratio applies to operating temperatures in the waste water above 12.8°C. As with all biological treatment processes, the treatment efficiency of a rotary contact process can be expected to decrease at wastewater temperatures below 12.8°C. However, preliminary tests suggest that volume/surface ratio values of around 4.9 l/m 2 are probably the optimum ratio value for operation at low waste water temperature. The optimal ratio value will certainly not be lower than approx. 4.9 l/m2.

Selv om forsøkene ble utført med kontaktorenheter utformet av innbyrdes fordelte plane skiver, er det optimale forhold mellom volum og overflateareal ikke avhengig av denne type overflate på kontaktorelementene. Det samme optimale forhold ville også gjelde for andre utformninger av kontaktorelementene. Det vil heller ikke spille noen rolle hvorvidt væskestrømmen gjennom behandlingsanordningen er parallell med rotasjonsaksen til de roterende kontaktelementer, som ved prøveenhetene, eller vinkel-rett på rotasjonsaksen til kontaktorelementene. Although the experiments were carried out with contactor units formed from mutually spaced flat disks, the optimal ratio between volume and surface area does not depend on this type of surface on the contactor elements. The same optimal ratio would also apply to other designs of the contactor elements. Nor will it matter whether the liquid flow through the treatment device is parallel to the axis of rotation of the rotating contact elements, as with the test units, or perpendicular to the axis of rotation of the contactor elements.

Claims

Device for biological treatment of waste water comprising a container designed to continuously supply waste water to be treated, which container includes a liquid outlet as well as devices for keeping the waste water in the container at a given level, and biological contactors that can rotate about a horizontal axis and act as growth media for biological slime and is partially submerged in the waste water in the container, characterized in that the ratio between the container's real liquid volume capacity and the effective surface area of the contactors, i.e. the surface area of the contactors that runs through the waste water and is coated with bacterial slime, is 0.0049 m<3 >/m<2.>