NO141605B - Fremgangsmaate for behandling av spillvann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av spillvann med karbonholdige og nitrogenholdige forurensninger hvor spillvann i forutbestemte mengder pr. tidsenhet tilføres en behandlingssone med et antall delvis neddykkede biologiske kontaktorer som er roterbart opplagret. og roteres med en forutbestemt omkretshastighet, og hvor det behandlede spillvann fjernes fra behandlingssonen, idet behandlingssonen omfatter et enkelt trinn innbefattende minst én roterbar kontaktoraksel og idet spillvannet strømmer vesentlig vinkelrett på nevnte aksel slik at organismene mates vesentlig likelig på nevnte kontaktorflater.

Tidligere systemer for behandling av spillvann har primært vært basert på fjerning av karbonholdige, forurensende bestanddeler fra spillvannet, og sekundært på fjerning av annet materiale, såsom nitrogenholdige sammensetninger, f.eks. ammoniakk og nitrater. Tilstedeværelsen av nitrater i resipienter, særlig i drikkevannsmagasiner, er i senere tid blitt viet øket oppmerksomhet. Det er konstatert at overdreven nitratkonsentra-sjon i drikkevann kan ha skadelig innvirkning på barns fysiologi ved å redusere blodets evne til oksygentrasportering.

Det er i ulike offentlige bestemmelser tatt hensyn til dette problem i forbindelse med overdrevne mengder av nitrogen-forbindelser i naturlige resipienter ved~fastsettelse av de til-latte konsentrasjoner av slike forbindelser i spillvannavløp. Staten Maryland i USA har fastsatt en grense på 1 mg/liter åv nitrogen i form av ammoniakk i spillvann som slippes ut i Petuxet-el-ven, mens Potomac Enforcement Conference nylig har forlangt at 85% av den totale nitrogenmengde skal fjernes fra alt spillvann som ledes til resipienter innenfor USA's hovedstad Washingtons område, og staten Illinois har bestemt at ammoniakk-nitrogenkonsentrasjo-nen i spillvannavløp skal reduseres, slik at den ikke overstiger

2,5 mg/liter.

Den nitrogenholdige substans i vanlig spillvann be-

står som regel av ammoniakk, en liten fraksjon av aminoforbin-delser og en stor fraksjon i form av proteiner. Det proteinhol-dige stoff i spillvann eksisterer hovedsakelig i partikkelform og fjernes ved en fysisk prosess, primært ved bunnfelling.

Det benyttes to hovedfremgangsmåter ved prosesser for fjerning av ammoniakk-nitrogen fra spillvann, nemlig (1) den fysisk-kjemiske og (2) den biologiske. Fysisk-kjemiske proses-

ser er vanligvis forbundet med den hovedulempe at de er kostbare ved å forårsake uønskede bivirkninger, de frembringer videre et konsentrert saltvann som må fjernes og de kan i enkelte tilfeller bevirke forurensning av luften på grunn av ammoniakkdamper. De biologiske prosesser vil på den annen side fremme den naturlige syklus for nitrogen, dvs. oksydering av ammoniakken og denitri-fisering av de resulterende nitrater til nitrogengass.

Ved en foretrukket biologisk prosess for behandling av spillvann ved oksydering av karbonholdig substans blir det anvendt roterende biologiske kontaktorer i form av et antall tett plasserte, i vannet delvis nedsenkede elementer for utvikling av fasthengende, biologiske slimdannelser. De roterende, biologiske kontaktorer kan være utformet som tynne skiver, tromler, sylindre, børster osv. En kontaktor av foretrukket type har en åpen celle-struktur.

De i spillvannet delvis nedsenkede elementer bringes ved drivkrafttilførsel i rotasjon, slik at organismene på berørings-flatene vekselvis påvirkes av luft for absorbering av oksygen, og av spillvannet, for næringsopptakelse.

Med disse roterende, biologiske kontaktorer anordnet

slik at spillvannet gjennomgår suksessive behandlinger i 4 til 6 trinn, kreves et overflateareal som bare er ca. to tredjedeler av overflatearealet til en jevnførbar enhet med bare et enkelt behandlingstrinn, anvendt i det øyemed utelukkende å fjerne karbonholdige stoffer. Det har erfaringsmessig vist seg at et overflateareal av ca. 37 200 m 2, fordelt på 4 til 6 behandlingstrinn, er tilstrekkelig for fjerning av 90 % av den karbonholdige substans, uttrykt i BOF,--enheter (se tabell I for definisjon) fra bunnfelt husholdningsspillvann i en mengde av 3,8 millioner liter, pr. dag (M.L.D.).

Representative behandlingssystemer for spillvann, som

er basert på anvendelse av et flertrinnsarrangement av delvis nedsenkede, roterende, biologiske kontaktorer for den fortlø-pende behandling av spillvann, er vist og beskrevet i følgende U.S. patentskrifter nr. 3 575 849,3 335 081, 3 466 241 og 3 389 789.

Etter at konsentrasjonen av karbonholdige stoffer er redusert med ca. 90 % ved anvendelse av det beskrevne system med roterende, biologiske kontaktorer, blir ammoniakk-nitrogeninnhol-det i spillvannet vanligvis oksydert i et separat tilknyttet flertrinns-behandlingssystem. Spesielle nitrifiserende organismer som fester seg til de roterende flater i det separate til-leggssystem og utvikles på disse, frembringer slimdannelser som oksyderer ammoniakken til nitrater. Dette etterbehandlingssys-tem for biologisk oksydering av ammoniakk mister en stor del av kontaktflaten for de nitrifiserende slimdannelser som følge av rovorganismers virksomhet, slik at det vil kreves ca. 25 000 m<2 >kontaktflate for oksydering av stort sett den totale ammoniakk-mengde i 1 M.L.D. av vanlig husholdningsspillvann.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at den innledningsvis nevnte forutbestemte spillvannstilfør-sel pr. tidsenhet samt omkretshastighet innstilles slik at.karbonholdige og nitrogenholdige forurensninger oksyderes samtidig på det samme overflateareal på kontaktorene, og at nevnte forutbestemte spillvanntilførsel er mellom 16 og 63 liter/dag/m 2 av det forutbestemte overflateareal og omkretshastigheten ligger mellom 8 og 30 cm/sek.

I henhold til oppfinnelsen blir således den spillvannmengde som tilføres stort sett likt over kontaktorflaten pr. tidsenhet, redusert til et område innenfor hvilket konsentrasjo-en av karbonholdige substanser i berøringsflaten mellom slimdannelser og spillvann er såvidt lav at de hurtigvoksende organismer som anvender karbonholdige næringsstoffer som energikilde, blir relativt underernært. Når disse livsbetingelser er tilveiebragt, vil de langsomt voksende organismer som ernærer seg av ammoniakk, utvikles og hevde seg i konkurranse med de hurtigvoksende organismer som ernærer seg av karbonholdige stoffer. Den hurtigere reaksjon ved oksydering av karbonholdige stoffer blir således bremset i forhold til hastigheten av den langsommere reaksjon ved oksydering av nitrogenholdige stoffer på slik måte at begge prosesser er tvunget til å foregå samtidig. Ved anvendelse av en enkelttrinnsbehandling og ved regulering av spillvanntilførselen til slimdanneIsene, vil følgelig samme kontaktflate benyttes for opprettholdelse av mikroorganismer som dels ernærer seg av karbon og dels av nitrogen. Denne behandlingsenhet er mer effektiv enn en konvensjonell enhet ved at tap av kontaktflate forhindres, hovedsakelig på grunn av at det er mulig å tilføre rovorganismene næring i form av organismer som utnytter de karbonholdige stoffer.

Oksyderingen av ammoniakk-nitrogen utføres av spesielle organismer som frembringer fasthengende slimdannelser, hvis effektivitet er hastighetsbegrenset av stoffskifteprosessen. Dette innebærer at da diffusjonshastigheten av ammoniakk i slimdannelsene er større enn den metabolske hastighet, er reaksjons-hastighetene praktisk talt uavhengig av ammoniakk-konsentrasjonen i berøringsflaten mellom slimdannelser og spillvann. Den ammo-niakkmengde som oksyderes ved en gitt temperatur, vil følgelig være avhengig av den mengde av aktive organismer som opptar en gitt flate over en periode av reell tid, ikke tid som er tilbragt i behandlingsenheten. Når mengden av tilstrømmende spillvann øker, i overensstemmelse med døgnmønsteret, vil dette følgelig medføre en øket konsentrasjon av ammoniakk-nitrogen i avløpet. Det bør derfor, for å oppnå en høy grad av kontinuerlig ammoniakkfjer-ning, sørges for tilveiebringelse av en kontaktflate som er tilstrekkelig for behandling av periodiske, høye tilstrømningsmeng-der, ikke gjennomsnitlige tilstrømningsmengder. Det kan alterna-tivt, i tilknytning til bunnfellingstrinnet, være anordnet en tank av tilstrekkelig størrelse til å oppta eller dempe svingnin-ger i mengden av væske som strømmer til anlegget.

Oppfinnelsen er beskrevet i det følgende i forbindelse med tegningen, hvor: Fig. 1 viser et kurvepar som illustrerer innvirkningen av kontaktorflåtenes tilførte væskemengde på renseprosessen, Fig. 2 viser en rekke kurver som illustrerer forholdet mellom kontaktorflåtenes tilførte væskemengde og den mg/l-mengde av ammoniakk som fjernes fra spillvannet ved forskjellige temperaturer, Fig. 3 viser et skjematisk strømningsdiagram ved en prosess i henhold til oppfinnelsen, Fig. 4 viser et skjematisk planriss av en enkelt-trinnsenhet med roterende, biologiske kontaktorer for biologisk behandling, Fig. 5 viser et skjematisk strømningsdiagram ved en alternativ prosess i henhold til oppfinnelsen, Fig. 6 viser et skjematisk planriss av et enkelttrinns-denitrifiseringsanlegg i henhold til oppfinnelsen, samt Fig. 7 viser et vertikalsnitt langs linjen 7-7 av anlegget ifølge fig. 6.

Forholdet mellom kontaktorflatens tilførte spillvannmengde og fjerningen av såvel karbonholdige som nitrogenholdige forurensende stoffer, er i fig. 1 vist grafisk gjennom fire grunn-soner for biologisk aktivitet.

Sone 1 omfatter et overgangsområde for spillvanntil-førsel, hvor det er innført varierende grader av underernæring for begge organismer som utnytter henholdsvis karbonholdige og nitrogenholdige stoffer.

Sone 2 avgrenser et område for spillvanntilførsel, hvor det er innført en foretrukket grad av underernæring for organismer som utnytter karbonholdige stoffer, mens aktiviteten hos de organismer som utnytter nitrogenholdige stoffer, er relativt uhemmet. Spillvanntilførselen utgjør i sone 2 ca. 17 til ca. 6 3

2

liter pr. dag pr. m kontaktorflate.

Sone 3 representerer et område for spillvanntilførsel, hvor de organismer som utnytter karbonholdige stoffer i økende grad dominerer omgivelsen som følge av økende tilførsel, hvilket medfører et hurtig fall i de nitrogenholdige stoffers oksyderings-hastighet.

Sone 4 avgrenser et område for spillvanntilførsel, hvor konsentrasjonen av karbonholdige stoffer i berøringsflaten mellom slimdannelser og spillvann er tilstrekkelig høy til at miljøet fullstendig domineres av organismer som utnytter karbonholdige stoffer og derved forhindrer veksten av nitrifiserende organismer.

Forholdet mellom ammoniakkfjerningen og kontaktorflåtenes tilførte mengde ved varierende-temperaturer av spillvannet er vist i fig. 2.

Temperaturen ifølge fig. 2 omfatter det nedre verdiom-råde for spillvanntemperaturer som opptrer i de fleste behandlingsanlegg. Da et behandlingsanlegg bør være innrettet for behandling av de kaldeste forekommende spillvann, bør det foretas en utvel-ging av tilførselshastigheter i tilpasning til de opptredende minimumstemperaturer. Hvis det f.eks. er ønskelig å fjerne ca.

25 mg/liter av ammoniakk-nitrogen fra vanlig husholdningsspillvann ved en enkelttrinnsbehandling, bør overflaten tilføres en mengde av ca. 22 liter/dag/m 2ved en antatt spillvann-minimumstemperatur av 5°C. Ved en spillvann-minimumstemperatur av 14,4°C vil den motsvarende tilførselsmengde utgjøre ca. 52,5 l/dag/m 2.

Som det fremgår av fig. 2, vil det for fjerning av

90 % av de karbon- og nitrogenholdige stoffer i et typisk anlegg for behandling av en mengde av 3,8 millioner liter/dag av vanlig spillvann med et ammoniakkinnhold av 25 mg/liter og ved en temperatur av 11,7°C, kreves en slimvekstoverflate motsvarende 42,1 liter/dag/m 2 eller 92 900m 2. En konvensjonell, tidligere kjent behandlingsprosess ville kreve en overflate av ca. 130 000 m<2>

for oppnåelse av en tilsvarende fjerning av forurensende stoffer. Ved anvendelse av enkelttrinnsbehandlingen i henhold til oppfinnelsen vil videre en vesentlig fraksjon av det bundne nitrogen i spillvannet som behandles reduseres til nitrogengass,slik at nit-rogenkonsentrasjonen i avløpet senkes,uten at dette fordyrer behandlingen.

I henhold til et spesielt trekk ved oppfinnelsen er

det angitt en foretrukket kontaktorflatetilførsel av ca. 17 til ca. 63 liter/dag/m 2, som vil resultere i at hovedmengden av karbonholdige og nitrogenholdige substanser fjernes fra det til-strømmende spillvann. Den væskemengde som tilføres kontaktorflaten er en funksjon av temperaturen av det spillvann som behandles, slik det fremgår av fig. 2. Det kan i visse tilfeller være ønskelig å operere med en såvidt høy kvantitet av spillvann, tilført kontaktorflaten som 84 l/dag/m 2, hvis f.eks. den laveste antatte spillvanntemperatur er over ca. 15,6°C, eller hvis det er ønskelig å fjerne en mindre mengde ammoniakk fra det tilstrømmende spillvann, eller dersom konsentrasjonen av nitrogenholdige stoffer i spillvannet er fortynnet. Det kan videre, i henhold til dette spesielle trekk ved oppfinnelsen, tilføres til kontaktorflaten en væskemengde av 85 liter/dag/m 2 eller mer ved øking av oksygenmengden i atmosfæren over spillvannoverflaten i enkelttrinns-behandlingsseksjonen. Atmosfæren over de roterende kontaktorer kan avstenges og anrikes med oksygen i slik utstrekning at den resulterende atmosfære inneholder opp til ca. 60 yektpros.ent_ oksygen, hvilket resulterer i en øket effektivitet ved oksyderingen av karbonholdige og nitrogenholdige stoffer i spillvannet.

Det vil være mulig å tilføre kontaktorflaten en spillvannmengde

av ca. 4 2 til ca. 105 l/dag/m 2dersom atmosfæren over de roterende kontaktorer inneholder ca. 30 til ca. 60 vektprosent oksygen.

Fig. 3 viser skjematisk en spillvann-behandlingsprosess, basert på oppfinnelsens prinsipper.

Som det fremgår av fig. 3, tilføres råspillvann til

en seksjon 10 for grovsiling og fjerning av faste bestanddeler, med påfølgende fjerning av bunnfellbare og flytende partikler i en klaretank 11 som vanligvis er slik dimensjonert at spillvannet ved en middelstrømningshastighet får en oppholdstid av 1 til 2 timer i tanken.

Det kan, om ønskelig, anordnes et finsilutstyr som erstatning for 10 og 11.

Fra klaretanken 11 kan spillvannet føres direkte til seksjonen 13 gjennon en grenledning lia eller til en utjevningstank 12 med et tilstrekkelig volum til å absorbere døgnsvingnin-gene i tilført spillvannkvantitet. Det er anordnet midler, vanligvis en hastighetsregulator eller en pumpe, ved utjevningstankens 12 utløp for levering av en spillvannstrøm av stort sett konstant hastighet til de delvis nedsenkede, roterende flater i enkelttrinns-behandlingsseksjonen 13, hvor kontaktorflåtene, under drift, tilføres spillvann i kvantiteter innenfor et spesielt område, for tilveiebringelse av en samtidig oksydering av både de karbonholdige og de nitrogenholdige stoffer i spillvannet..

Det biologisk behandlede spillvann ledes deretter til en seksjon 14 for sekundærutskilling av faste bestanddeler, som vanligvis omfatter en klaretank for en oppholdstid av 1 til 2 timer, eller en mikrosil.

Seksjonen 13 for biologisk enkelttrinnsbehandling er vist skjematisk og ytterligere detaljert i fig. 4. Seksjonen 13 omfatter en tank 15 av samme hovedform som den del av de roterende flater som er beliggende under en langsgående, dreibar aksel 16. Den dreibare aksel 16 som er opplagret i hensiktsmessige lagre 17, bringes i rotasjon ved hjelp av en egnet drivanordning (ikke vist). En rekke biologiske kontaktorer 18 er montert på akselen 16, på tvers av dennes lengdeakse og anordnet med mellomrom i lengde-retningen. Kontaktorene 18 som vanligvis har en diameter av 3,0 til 3,7 m, er anbragt i innbyrdes avstand av 10 til 25 mm og kan være nedsenket i spillvannet i tanken 15 til en dybde av ca. 1/3 til 2/3 ganger kontaktordiameteren. Kontaktorene roterer med en perferihastighet av 8 til 30 cm pr. sekund, hvorved de organismer som vokser på kontaktorflåtene, forsynes vekselvis med atmosfærisk oksygen og næringsstoffer.

Tanken 15 tilføres spillvann gjennom en ledning 19, mens det behandlede avløpsvann strømmer ut gjennom et utløpsrør 20. Både innløpsrøret 19 og utløpsrøret 20 er fortrinnsvis forbundet med innløps- og utløpssamleledninger henholdsvis 21 og 22. Samleledningene 21 og 22 er anordnet for fordeling av spillvannet i behandlingsseksjonens lengderetning, hvilket i forening med den omblanding i tanken som skyldes de roterende flater, tjener til stort sett likeartet tilførsel til samtlige slimflater.

Prosessen i henhold til oppfinnelsen er ytterligere belyst av nedenstående eksempel.

Tabell I viser resultatene av behandlingen av bunnfelt spillvann i en enkelttrinns-seksjon for biologisk behandling. Den anvendte seksjon besto av en halvsylinderformet tank med radius 1,6 m og forsynt med en samlet kontaktorflate av 488 m 2. Kontaktorene var anordnet i form av tynne skiver med en radius

av 3 m og en innbyrdes avstand av 20 mm. Skivene var nedsenket i spillvannet til en dybde motsvarende 40 % av vertikaldiameteren og rotert med 1 omdreining pr. minutt.

De data som omfattes av tabell I indikerer at ved drift av en enkelttrinnsseksjon med roterende skiver for biologisk behandling, ved en tilført mengde av 38 til 5 5 l/dag/m 2 av bunnfelt spillvann til kontaktorflåtene, ble ca. 90 % av gjenstående BOF^ etter forutgående bunnfellingsprosess fjer-net i tilknytning til en samtidig redusering av ammoniakk-nitrogen-konsentrasjonen fra 30 til 16 mg/liter ved 5,0°C samt fra 30 til 2 mg/liter ved 14,4°C. De samme slimdannelser viste seg således istand til å oksydere karbonholdige og nitrogenholdige stoffer.■

Det oppnås ytterligere viktige fordeler ved anvendelse av en enkelttrinnsseksjon med roterende skiver for biologisk behandling, hvor tilførselshastigheten er regulert innenfor det område som er definert ved oppfinnelsen. Det slimlag som utvikles på kontaktorflåtene forblir tynt, dvs. med en tykkelse under 3,2 mm og vanligvis under 1,6 mm, hvilket tillater mins-king av mellomrommet mellom tilgrensende kontaktorer fra gjennom-snitlig 19 mm ned til 9,5 mm uten unødig tap av nødvendig oppholdstid for fjerning av ca. 90 % av den karbonholdige substans, målt i BOF5~enheter.

I henhold til oppfinnelsen kan videre de roterende kontaktorers perferihastighet reduseres fra 30 cm/sek. til ca. 9 cm/sek. når spillvanntilførselen minskes fra 63 til ca. 17 liter/dag/m 2, uten at konsentrasjonen av oppløst oksygen i spillvannet senkes-til under 20 % av metningstilstanden. En slik kon-trollert reduksjon av kontaktorenes rotasjonshastighet medfører vesentlig økonomisk vinning på grunn av det minskede energibehov for dreining av kontaktorene, som varierer direkte med 3. potens av rotasjonshastigheten. Oppfinnelsen gjør det videre mulig å forsere denitrifiseringsprosessen når kontaktorenes periferihas-tighet er regulert mellom 9 til 30 cm/sek., mens skiveladningen varierer innenfor det foretrukne område av 17 til 6 3 liter/dag/ m 2, ved at organismene i slimlagene utnytter nitratoksygen ved respirasjonsprosessen. Hvis kontaktorenes perferihastighet er for lav i forbindelse med den spillvannmengde som ved det spesielle seksjonsareal tilføres de roterende flater, vil det utvikles anaerobe forhold. Er derimot de roterende kontaktorflåters peri-ferihastighet for høy, vil dette redusere omdannelsen av nitrater til nitrogengass.

Ved den nye prosess vil BOF^ i vanlig husholdningsspillvann reduseres fra ca. 200 til 10 mg/liter, mens ammoniakk-nitrogen vil oksyderes i overensstemmelse med kontaktorflåtenes tilførte spi11vannmengde. Videre vil en meget stor del av det bundne nitrogen reduseres til nitrogengass som avgis til atmosfæren. Det kan være nødvendig at det resterende, bundne nitrogen, særlig det i form av nitrater, reduseres til et lavere trinn for å imøtekomme nye forskrifter som direkte angår drikkevannforsy-ninger, eller for å minske resipientenes anrikning med nitrogen som vil påskynde uønsket algevekst.

For følgelig å oppnå en ytterligere reduksjon av nitratkonsentrasjonen i avløpet fra prosesseksjonen, er det i henhold til oppfinnelsen anordnet midler for gjennomføring av tilleggsbehandling av det behandlede spillvann ved anvendelse av biologiske slimdannelser på roterende flater. Denne ekstra de-nitrifiseringsbehandling foretas ved hjelp av et relativt lite arrangement av roterende flater som er anbragt foran den enkelt-trinnsseks jon 13 med roterende kontaktorflater for biologisk behandling, som er beskrevet i det ovenstående. Det innstrømmende, bunnfelte spillvann blir, sammen med en resirkulerende spillvann-strøm fra hovedseksjonen for biologisk behandling, behandlet i denne denitrifiseringsanordning. Atmosfærisk oksygen er derved fortrinnsvis fysisk utestengt, enten ved at kontaktorene er fullstendig nedsenket i spillvannet, eller ved at det er anordnet en fysisk avsperring over de delvis nedsenkede kontaktorer, slik at de organismer som utvikles på de roterende flater, tvinges til å utnytte stort sett all nitratoksygen i den tilbakeførte spill-vannstrøm for respirasjonsprosessen.

Et typisk strømningsdiagram for behandlingstrin-nene ved anvendelse av denitrifiseringsenheten i henhold til oppfinnelsen er vist i fig. 5. Som det fremgår av fig. 5 tilføres råspillvann til en anordning 10 for grovsiling og fjerning av faste bestanddeler, hvorfra spillvannet ledes til en klaretank 11 for fjerning av bunnfellbare og flytende bestanddeler. Klaretanken 11 er vanligvis dimensjonert for en oppholdstid av 1 til 2 timer ved middelstrømhastighet. Det kan, om ønskelig, være anordnet en finsilenhet som erstatning for seksjonene 10 og 11.

Fra klaretanken 11 kan spillvannet ledes direkte til seksjonen 23 gjennom en grenledning lia eller eventuelt til en utjevningstank 12 med et tilstrekkelig volum til å absorbere eller dempe døgnsvingningene i spillvanntilførselen. Det er anordnet midler, f.eks. en hastighetsregulator eller en pumpe, ved utjevningstankens 12 utløp, for tilførsel av en stort sett konstant spillvannstrøm til denitrifiseringsseksjonen 23. Denitrifiseringsseksjonen 23 mottar dessuten en resirkulerende væske-strøm fra utløpet av hovedseksjonen 13 for biologisk behandling. Denitrifiseringsseksjonen 2 3 er forsynt med delvis nedsenkede, roterende kontaktorer som er dekket av slimdannelser som tvinges til utnyttelse av oksygen fra nitratene i det tilbakeførte spillvann, på grunn av fraværet av atmosfærisk oksygen.

Fra denitrifiseringsseksjonen 23 ledes spillvannet til en biologisk behandlingsseksjon 13 som står i forbindelse med den tidligere beskrevne enkelttrinnsseksjon for biologisk behandling, som er vist i fig. 3. Ved den biologiske behandling i seksjonen 13 fjernes stort sett alt resterende, karbonholdig stoff samtidig med oksyderingen av tilstedeværende ammoniakk-nitrogen,

i avløpet fra denitrifiseringsseksjonen 23.

Det biologisk behandlede spillvann ledes fra seksjonen 13 til en seksjon 14 for sekundærutskilling av faste bestanddeler, som vanligvis består av en klaretank som er dimensjonert for en oppholdstid av 1 til 2 timer. Et mikrofilter kan være anordnet som erstatning for den utskilling av faste bestanddeler som gjennomføres i seksjonen 14, hvorved spillvannet ledes til sammenblanding med den innstrømmende væske til klaretanken 11.

Det er ved anvendelse av den beskrevne totrinns-behandlingsprosess i henhold til oppfinnelsens prinsipper, mulig å gjennomføre spillvannbehandlingen i en så høy grad med hensyn på fjerningen av bundet nitrogen, at en stor del av de nitrater som dannes ved oksyderingsprosessene omdannes til nitrogengass. Dette gjennomføres på økonomisk måte ved å utnytte som energikilde de karbonholdige stoffer som forekommer i spillvannet, og derved unngå utgifter i forbindelse med tilsetning av organiske stoffer, f.eks. metanol, til spillvannet.

Denitrifiseringsseksjonen er vist ytterligere detaljert i fig. 6 og 7. Denitrifiseringsseksjonen 23 omfatter en tank 24 som opptar en rekke biologiske kontaktorer 25 som er dreibart montert på en aksel 26 som er opplagret i hensiktsmessige lagre 28 og drevet av en egnet drivanordning (ikke vist). De biologiske kontaktorer 25 har vanligvis en diameter av ca. 3,0 til 3,7 m. De slimdekkede kontaktorflater er som regel anordnet i en innbyrdes avstand av 13 til 25 mm og roterer med en peri-ferihastighet av 15 til 30 cm/sek., for begrensning av slimlagets tykkelse. Spillvannivået i seksjonen 23 befinner seg normalt under akselen 16, som vist ved overflaten 27 i fig. 7, selv om

seksjonen også kan drives med fullstendig nedsenkede kontaktorer, som tidligere angitt, hvorved slimdanneIsene unndras atmosfærisk oksygen.

Gjennom en tilførselsledning 29 mottar denitrifiseringsseksjonen 23 normalt, bunnfelt spillvann sammen med en resirkulerende væskestrøm fra hovedseksjonen 13 for biologisk behandling, idet strømningshastigheten varierer fra 100 til 300 % av strømningshastigheten til det spillvann som tilføres anlegget, avhengig av hvor stor del av nitratene som ønskes redusert. Opp til 75 % av de ved denne fremgangsmåte tilbake-førte nitrater reduseres til nitrogengass. Det behandlede spillvann løper ut gjennom en ledning 30.

Såvel tilførselsledningen 29 som utløpsledningen 30 er fortrinnsvis forbundet med seksjonen 23 gjennom innløps-og utløpsfordelingsledninger 31 og 32. Tanken 24 er ved skille-vegger 37 - 39 fortrinnsvis inndelt i en rekke enkeltkamre 33 - 36 som forsynes parallelt gjennom innløpsfordelingsledningen 31 i nødvendig grad for styring av prosessen, dvs. for opprettholdelse av forutbestemte forhold, såsom kontaktorenes ladning ved varierende strømningshastigheter. Et lignende parallellkammer-arrangement kan om ønskelig eller nødvendig, anordnes i hovedseksjonen 13 for den biologiske behandling.

I overensstemmelse med denitrifiseringsseksjone-nes 23 primærfunksjon, nemlig å tvinge de slimdannelser som vokser på kontaktorene 25 til å utnytte en maksimalmengde av nitratoksygen fra det sirkulerende spillvann for sin stoff-skifteprosess, er det truffet forholdsregler for nøyaktig regulering eller fullstendig eliminering av slimdannelsenes tilfør-sel av atmosfærisk oksygen. Seksjonen 23 kan følgelig drives med kontaktorene 25 fullstendig nedsenket i spillvannet, eller tanken 24 kan være fullstendig fysisk innelukket, som vist i fig. 7.

For å forhindre at det oppstår.anaerobiske tilstander i seksjonen 23, kan det tilføres en regulert mengde atmosfærisk oksygen til tankens 24 øvre del. Tanken 24 kan motta atmosfærisk oksygen gjennom en tilførselsledning 40, hvorigjen-nom det ledes luft til tankens 24 parti over spillvannivået ved hjelp av en vifte 41. Luften forlater tanken 24 gjennom en ut-løpsledning. Den oksygenmengde som tilføres tanken 24 ved hjelp av ledningen 4 0 og viften 41 er valgt for å oppnå maksimalt nitratoksygenforbruk hos slimdanneIsene på kontaktorene 25, og samtidig unngå anaerobiske tilstander.

Anaerobiske tilstander i seksjonen 2 3 ved en kontaktorflate av forutvalgt størrelse kan forhindres ved anven-

delse av tre hovedmidler, enten enkeltvis eller fortrinnsvis i forening, under tilveiebringelse av maksimalt nitratoksygenfor-

bruk hos de voksende organismer. For det første kan seksjonen 23, som tidligere angitt, drives med et antall enkeltkamre,

hvor noen eller samtlige kan forsynes på hvilket som helst spesielt tidspunkt. For det andre kan kontaktorenes perferihastighet varieres mellom ca. 15 og 30 cm/sek., for regulering av den oksygenmengde som forbrukes av de voksende organismer,

og for det tredje kan den mengde av atmosfærisk oksygen som er tilgjengelig for slimdannelsene reguleres ved fysisk innkaps-

ling av tanken 24 og regulering av den lufttilførsel til tank-partiet over spillvannivået, som leveres av viften 41 og den ventilforsynte ledning 40.

Denitrifiseringsseksjonen kan være dimensjonert

for tilveiebringelse av tilstrekkelig kontaktorflate for redu-

sering av praktisk talt alt nitrat i den resirkulerende spill-vannstrøm, uten at flatens størrelse er tilstrekkelig til å

fremkalle et anaerobisk miljø med derav følgende ugunstige bivirkninger, såsom frembringelse av hydrogensulfid. For å til-fredsstille disse krav over et resirkulasjonsområde mellom 100 og 300 prosent av den behandlede spillvannstrøm, bør til-førselen av bunnfelt spillvann, uten innbefatning av den resirkulerende væskestrøm til de roterende flater i denitrifiseringsseksjonen, reguleres innenfor et område mellom 168 og 674 liter

2

pr. dag. pr. m .

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for behandling av spillvann med karbonholdige og nitrogenholdige forurensninger hvor spillvann i forutbestemte mengder pr. tidsenhet tilføres en behandlingssone med et antall delvis neddykkede biologiske kontaktorer som er roterbart opplagret og roteres med en forutbestemt omkretshas-

   tighet, og hvor det behandlede spillvann fjernes fra behandlingssonen, idet behandlingssonen omfatter et enkelt trinn innbefattende minst én roterbar kontaktoraksel og idet spillvannet strømmer vesentlig vinkelrett på nevnte aksel slik at organismene mates vesentlig likelig på nevnte kontaktorflater, karakterisert ved at nevnte forutbestemte spill-vanntilførsel pr. tidsenhet samt omkretshastighet innstilles slik at karbonholdige og nitrogenholdige forurensninger oksyderes samtidig på det samme overflateareal på kontaktorene, og at nevnte forutbestemte spillvanntilførsel er mellom 16 og 63 liter/ dag/m 2 av det forutbestemte overflateareal og omkretshastigheten ligger mellom 8 og 30 cm/sek.