NO148260B - Fremgangsmaate for fjerning av fosfat fra kloakk. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en aktivert slambehandlingsprosess for behandling av rå eller behandlet fosfatholdig kloakk, hvorved man oppnår en i alt vesentlig fosforfri væske som kan returneres til naturlige vannreservoarer.

I de vanlige aktive slamsystemer som brukes idag, blir kloakken først silt på vanlig måte og så sedimentert preliminært, deretter blandet med aktivert slam som er resirkulert fra en sedimentasjonstank, hvorved man får en blandet væske som så underkastes en beluftning. Under beluftningen av denne blandede væske vil de tilstedeværende organismer frembringe en aerob dekomponering av faste stoffer, og man får i høy grad fjernet oksyderbare forbindelser.

Fosfater som er tilstede i organiske avfallsvæsker og vaske-midler, unnviker vanlig kloakkbehandlingsprosesser og vil bli frigjort sammen med væsken som føres over i naturlige vannreservoarer, såsom sjøer, bekker og elver. Disse fosfater resulterer i en overgjødning eller autrofiering av vann, og frembringer algeoppblomstring og alvorlige forurensningsprob-lemer .

Det er velkjent at en beluftning av den blandede væske i en aktivert slambehandlingsprosess i begynnelsen gjør at de tilstedeværende mikroorganismer tar opp fosfat. US PS nr. 3 236 766 beskriver en fremgangsmåte som bruker dette fenomen for å fjerne fosfater fra kloakk. Ifølge denne fremgangsmåte blir pH på det rå kloakkslammet justert hvis nødvendig, slik at det holdes i et område på fra 6,2 til 8,5, hvoretter kloakken blandes med aktivert slam slik at det dannes en blandet væske som så beluftes for å holde innholdet av oppløst oksygen på • minst 0,3 mg/l, og et fosfatanriket slam blir så utskilt fra den blandede væske hvorved man i alt vesentlig får en fosfatfri utstrømmende væske. Det fosfatanrikede slam blir så behandlet for å redusere fosfatinnholdet før slammet resirkuleres for blanding med innstrømmende kloakk. Dette oppnås ved å holde det fosfatanrikede slam under anaerobe betingelser i flere timer.

I henhold til det som beskrives i dette US patent beveger intracellulært fosfat seg ut av slammet og til en flytende fase og slutter opp i den overliggende væske. En betydelig mengde tid er nødvendig for at det frigitte fosfat skal migrere til den overliggende væske. Foreliggende beskrivelse øker den hastighet med hvilket frigitt fosfat tas opp av den overliggende væske i fosfatstrippesonen.

Flere andre fremgangsmåter har også vært foreslått for å redusere fosfatinnholdet i fosfatanriket slam slik dette oppstår etter beluftningstrinnet i en aktivert slambehandlingsprosess. Således beskriver f.eks. US PS 3 385 785 at man justerer pH på det fosfatanrikede slam til en verdi mellom 3,5 og 6, hvoretter man rører slammet i kontakt med et lavfosfatholdig vandig medium i en tank i tilstrekkelig lang tid til at man får overført vannoppløselige fosfater fra slammet til den vandige fase.

Det lavfosfatholdige vandige medium som brukes i denne tank er vanligvis vann som tilsettes fra en ytre kilde for å utlute fosfatet fra slammet. Etter at oppløselig fosfat er utlutet fra slammet og over i det vandige medium, føres blandingen til en sedimentasjonstank hvor det fosfatanrikede vandige medium skilles fra det fosfatfattige slam. Etter som denne fremgangsmåte krever at man tilsetter betydelige vannmengder fra en ytre kilde og dessuten krever to separate tanker, d.v.s. en fosfatutlutningstank og en sedimentasjonstank, så krever denne fremgangsmåte store kapitalinvesteringer.

Det er følgelig en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å redusere fosfatinnholdet i fosfatholdig kloakk i en aktivert slambehandlingsprosess.

Det er videre en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en slik fremgangsmåte som innbefatter en forbedret fosfatrensnings-operasjon av fosfatanriket slam, og som resulterer i en forbedret, effektivitet med hensyn til fosfatfjerning fra .kloakk.

Andre hensikter og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse.

Foreliggende oppfinnelse angår en aktivert slambehandlingsprosess for behandling av rå eller behandlet fosfatholdig kloakk for derved å oppnå en i alt vesentlig fosforfri utstrømmende væske.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fjerning av fosfat av kloakk, omfattende lufting av en blandet væske bestående av fosfatholdig kloakkmateriale og aktivert slam i en luftesone for å redusere BOF-innholdet i kloakken og for å bringe tilstedeværende mikro-organismer til å ta opp fosfat, separering av fosfatanriket slam fra den blandede væske for å oppnå et i det vesentlige fosfatfritt avvann, føring av nevnte fosfatanrikede slam til en fosfatstrippesone og avsetting av det fosfatanrikede slam for å oppnå overstående væske i strippesonens øvre del og avsatt slam i nedre del, og holde i det minste en del av slammet under anaerobe betingelser i et tidsrom tilstrekkelig til å avgi fosfat til den flytende fase i det avsatte slam for å danne en fosfatanriket overstående væske i strippesonens øvre del og tilbakeføring i det minste en del av det anaerobe slam fra fosfatstrippesonen til luftesonen som nevnte aktiverte slam, og denne fremgangsmåte karakteriser-es ved at det anaerobe slam bringes i kontakt med et medium med lavere innhold av oppløselig fosfat for å overføre det oppløse-lige fosfat fra væskefasen i det anaerobe slam til mediet med lavere innhold av oppløselig fosfat for en ytterligere fosfatanrikning av den overstående væske i fosfatstrippesonens øvre del.

Slik det brukes her betyr begrepet "slam" en blanding av faste stoffer og væske som er typisk ved en fast fase i slammet samt en assosiert flytende fase. Med begrepet "lavere oppløselig fosfatholdig medium" forståes et vandig eller vannholdig medi-

um som inneholder en lavere konsentrasjon av oppløselig fosfat enn det frigjorte fosfatholdige anaerobe slam med hvilket det kontaktes.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse blir fosfatanriket slam hvor fosfatet er tilstede i cellene i de mikroorganismer som er tilstede i slammet, d.v.s. biologiske faste stoffer, holdt under anaerobe betingelser i det sedimenterte slam i fosfatrensesonen i tilstrekkelig langt tidsrom til at mikroorganismene frigjør fosfat til den flytende fase i slammet.

Det resulterende anaerobe slam inneholdende frigjort fosfat kontaktes med et medium inneholdende lavere mengder av oppløs-elig fosfat. Hensikten med slik kontakt er å overføre oppløs-elig fosfat fra det anaerobe slam og endelig til den overliggende væske i rensesonen, slik at man får en fosfatanrikning av denne. I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse kan

det oppløselige fosfat i det anaerobe slam overføres enten direkte ved at man kontakter det anaerobe slam med den overliggende væske, eller indirekte ved at man kontakter det anaerobe slam med det fosfatanrikede slam som føres til rensesonen (fosfatstrippesonen).

Uten de forannevnte kontakt/overføringstrinn, vil det kreve et betydelig tidsrom for at det frigjorte oppløselige fosfat i det anaerobe slam, og da spesielt i det sedimenterte slam i den nedre del av rensesonen, til å vandre ut av det sedimenterte slamlaget og over i den overliggende væske i rensesonen.

Under slike betingelser vil det hvis slammet taes ut fra rensesonen og resirkuleres til beluftningssonen uten at tilstrekkelig mengde av de oppløselige fosfater er overført til den overliggende væske, være en betydelig mengde oppløselig fosfat som vil resirkuleres til beluftningssonen, og man vil senke frem-gangsmåtens_totale effektivitet med hensyn til fosfatfjerning. Foreliggende oppfinnelse unngår slike vanskeligheter og man har kunnet vise i praksis at man oppnår et høyt nivå med hensyn til fosfatfjerning. Fig. 1 er et skjematisk strømningsdiagram for en aktivert slam-prosess ifølge foreliggende oppfinnelse hvor anaerobt slam inneholdende frigjort fosfat kontaktes med fosfatanriket slam som føres til rensesonen. Fig. 2 er et skjematisk strømningsdiagram for en aktivert slam-prosess ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen hvor en del av den overliggende væske i fosfatrensesonen taes ut fra denne og føres inn i rensesonen igjen under laget av anaerobt slam inneholdende frigjort fosfat for kontakt med dette. Fig. 1 viser et system ifølge foreliggende oppfinnelse. En rå, fosfatholdig kloakkstrøm 1 føres gjennom en vanlig sikte- og silingsenhet, og kan eventuelt underkastes en primær sedimentasjon i en primær sedimentasjonstank 2 fra hvilket primært slam fjernes gjennom ledning 3. Det primært sedimenterte slam blandes med resirkulert, aktivert slam slik det vil bli beskrevet i det etterfølgende, hvorved man får en blandet væske som føres gjennom ledning 4 til beluftningstank 5. I utluftningstanken blir den blandede væske luftet med en tilstrekkelig mengde luft til at man opprettholder aerobe tilstander, d.v.s. at det er en målbar mengde av oppløst oksygen tilstede i væsken,

i det minste i en del av utluftningstanken, og denne luftning skjer i tidsrom fra 1 til 8 timer. Under luftningen vil mikroorganismene ta opp fosfat og forbruke organisk materiale som måtte være tilstede i kloakkvannet. Man oppnår under luftningen en høy grad av fjerning av oksyderbare forbindelser.

Etter luftning blir væsken ført til en andre sedimentasjonstank 6. I denne andre sedimentasjonstank 6 vil det fosfatanrikede slam sedimentere seg og kan skilles fra væsken. Slammet vil på dette tidspunkt inneholde en vesentlig del av det tilstedeværende fosfat i kloakkvannet. En i alt vesentlig fosfatfri væske taes ut for behandling på vanlig måte gjennom ledning 7.

Det fosfatanrikede slam fjernes fra sedimentasjonstank 6 ved hjelp av ledning 8. En del av slammet kan føres ut til videre behandling, mens den gjenværende del kontaktes og blandes med resirkulert anaerobt slam fra fosfatrenseren, og dette slam inneholder en høy konsentrasjon av oppløselig fosfat, hvoretter blandingen føres til fosfatrenseren 9. I denne renser 9 vil fosfatanriket slam sedimenteres slik at det dannes en overliggende væske i den øvre del av rensesonen og sedimentert slam. I det minste en del av det sedimenterte slam holdes under anaerobe tilstander i tilstrekkelig langt tidsrom til at mikroorganismene i det anaerobe slam frigjør fosfat til væskefasen som er forbundet med det sedimenterte anaerobe slam. Fosfatet vil således lekke ut av de faste stoffer i det anaerobe slam og over i den kontaktgivende væske. Mekanismen ved denne behandling vil mer detaljert bli beskrevet i det etterfølgende.

Man får på denne måten fremstilt en fosfatanriket overliggende væske i fosfatrenseren 9 og denne føres gjennom ledning 10 til fosfatutfelningstank 11. I denne tank blandes et fosfatutfelningsmiddel, f. eks. aluminium eller jernsalter eller kalk, med den fosfatanrikede overliggende væske i fosfatutfelningstanken, hvorved man får utfelt fosfat. Det utfelte fosfat føres gjennom ledning 12 for blanding med råkloakk i ledning 1.

I fosfatrenseren 9 vil slamstoffer som inneholder en større mengde fosfat i cellene i selve organismene i slammet, skille seg fra den vandige fase i slammet og sedimenteres mot bunnen av rensesonen. De faste partikler i slammet vil således inneholde intracellulært fosfat, og disse partikler vil sedimentere seg i lag av sedimentert slam i fosfatrenseren 9. Det vil være en tetthetsgradient i dette lag av sedimentert slam, idet slamm-ets tetthet vil være større på bunnen enn på toppen av slamlaget.

I foreliggende oppfinnelse vil i det minste en del av det sedimenterte slam holdes under anaerobe.betingelser, d.v.s.

at man ikke kan påvise noen særlig stor mengde av' oppløst oksygen i den flytende fase av slammet, i et tilstrekkelig langt tidsrom til at man får frigjort fosfat til den flytende fase i det anaerobt sedimenterte slam. Oppholdstiden for slammet i rensesonen som kreves for at man får en slik fosfatfri-gjøring, vil være avhengig av den anaerobe eller aerobe karakter på det fosfatanrikede slam som føres til rensesonen. Man har f. eks. funnet at hastigheten med hensyn til opptak av oppløst oksygen (av de tilstedeværende mikroorganismer) i den sekundære sedimentasjonssonen i vanlige aktiverte slamanlegg, kan være relativt høy, d.v.s. av størrrelsesorden på 20-30 deler pr. million/time. Ved slike høye opptakshastigheter vil det oppløste oksygen i den blandede væske som taes ut fra det foregående beluftningstrinn, være uttømt i sedimentasjonssonen, slik at slammet som fjernes fra sedimentasjonssonen vil være anaerobt. Slik det anvendes i foreliggende oppfinnelse vil den anaerobe karakter på det fosfatanrikede slam som skilles fra den dannede væske og føres til rensesonen, gjøre det mulig at hele det sedimenterte slam i rensesonen kan holdes under anaerobe betingelser, noe som igjen gjør at man kan opprettholde relativt kortere fosfatfrigjøring. Når slammet som fjernes fra den sekundære sedimentasjonssone og føres til rensesonen, er anaerobt av karakter, så må oppholdstiden og betingelsene for slammet i sedimentasjonssonen være slik at man unngår en fri-gjøring og blanding av fosfat i den sekundære sedimentasjonssonen, noe som vil svekke og ødelegge kvaliteten på den væske som taes ut fra prosessen.

Hvis man på den annen side fører fosfatanriket slam som er aerobt av karakter til rensesonen, så er det nødvendig med relativt lengere oppholdstid i rensesonen for å oppnå den for-ønskede fosfatfrigjøring. Under slike tilstander vil den øvre del av det sedimenterte slam i rensesonen være aerobt av karakter mens bare den nedre del av det sedimenterte slam vil være anaerobt. Under slike tilstander vil, når faste stoffer i slammet inneholdende intracellulært fosfat vandrer ned mot bunnen av det sedimenterte slamlaget og fordi det eksisterer anaerobe tilstander i denne del av slamlaget, vil organismene frigjøre fosfat til væskefasen i slammet i form av vannoppløse-lige fosfatjoner. Konsentrasjonen av oppløselig fosfat er i begynnelsen størst i den nedre del av slamlaget i rensesonen under slike betingelser.

Generelt har man med foreliggende oppfinnelse funnet at oppholdstiden for slammet i fosfatrensesonen er fra 2 til 30 timer. Som nevnt tidligere tar det betydelige tidsrom for at oppløselige fosfater som er frigjort fra de sedimenterte faste stoffer får tid til å vandre ut av disse stoffer og over i den overliggende væske. Hvis slammet taes ut og resirkuleres til beluftningssonen før en tilstrekkelig mengde av oppløselig fosfat er over-ført til den overliggende væske, så vil en for stor mengde av oppløselig fosfat bli resirkulert til beluftningstanken, og den totale effekt med hensyn til fosfatfjerning i fremgangsmåten vil bli senket. Det er foretrukket at ikke mere enn 75% av det oppløselige fosfat som frigjøres i fosfatrenseren bør resirkuleres til beluftningstanken med det resirkulerte aktiverte slam.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen vil anaerobt slam som inneholder en vesentlig del av det oppløselige fosfat som frigjøres i fosfatrenseren 9, taes ut fra fosfatrenseren og deles i to porsjoner. En del av dette slam som inneholder store mengder oppløselig fosfat resirkuleres gjennom ledning 13 for blanding med rå kloakk som tilføres beluftningstanken gjennom ledning 4, mens den andre del av dette slam resirkuleres gjennom ledning 14 for kontakt og blanding med fosfatanriket slam fra den sekundære sedimentasjonstank 9, som det slam som føres til fosfatrensesonen 9. Ettersom det slam som taes ut fra den sekundære sedimentasjonstank 6 inneholder intracellulært fosfat i den faste fase og ettersom den flytende fase, som kan utgjøre fra 98 til 99% av slammet, inneholde lite eller intet oppløselig fosfat, så vil det oppløselige fosfat fra det anaerobe slam fra ledning 14 overføres til væskefasen i det fosfatanrikede slam. Det er foretrukket at hver av de to nevnte deler av det anaerobe slam som inneholder store mengder oppløselig fosfat og som taes ut fra renseren og føres gjennom ledningene 13 og 14, ut-gjør fra 25 til 75% av den totale mengde av slammet som taes ut fra rensesonen, og at minst 25% av det oppløselige fosfat som er frigjort fra renseren, fjernes fra denne sammen med den overliggende væske i ledning 10.

Den del av slammet som befinner seg i ledning 14 kan også føres direkte inn i fosfatrenseren 9 over det tilstedeværende slamlag slik at oppløselig fosfat vil komme i kontakt med den overliggende væske i rensesonen og overføres til denne.

I den utførelse som er vist på fig. 2 blir fosfatholdig inn-strømmende kloakkmateriale tilført behandlingssystemet gjennom ledning 15 og blir blandet med fosfatfattig væske fra ledning 34, som vil bli mer detaljert beskrevet i det følgende. Det innstrømmende materialet samt resirkulert slam fra ledning 24 føres inn i beluftningssonen 16 hvor man får dannet en blandet væske som dannes av nevnte tilførte kloakk og nevnte resirkulerte aktiverte slam, og blandingen blir beluftet slik at man får redusert innholdet av biooksyderbare forbindelser, og slik at mikroorganismene som er tilstede tar opp fosfat.

I praksis kan beluftningssonen være av en hver vanlig type hvor man bruker atmosfærisk luft som oksydasjonsmidler f. eks. i åpne beluftningskammere. Alternativt kan beluftningen utføres slik det er beskrevet i US PS nr. 3 547 813-3 547 815 til J.R.Mc Whirter et al, hvor i det minste ett lukket beluftningskammer anvendes hvor væsken underkastes behandling i intim kontakt med et aktivert slam og en oksygenanriket gass fra et overliggende gassrom, slik at man får oppløst det oksygen som er nødvendig for en aerob biologisk aktivitet. Et slik oksygeringssystem gjør det mulig å ha langt større mengder av biologisk suspenderte faste stoffer og man kan senke beluftningstiden flere ganger sammenliknet med.vanlige beluftningssystemer hvor man bruker luft, samtidig som man opprettholder like høyt nivå med hensyn til behandling, og man har funnet at en slik fremgangsmåte er meget effektiv i forbindelse med foreliggende oppfinnelse .

Den beluftede blandede væske føres fra beluftningssonen gjennom ledning 17 og føres til den sekundære sedimentasjonssone 18. I denne sone vil fosfatanriket slam bli utskilt fra den blandede væske, og denne vil således være en i alt vesentlig fosfatfri væske som kan taes ut fra systemet gjennom ledning 19. Det utskilte fosfatanrikede slam føres fra nevnte sekundære sedimentasjonssone gjennom ledning 20 til fosfatrensesone 21. I denne sone vil det fosfatanrikede slam sedimentere seg slik at det dannes en overliggende væske i den øvre del av sonen samt sedimentert slam i den nedre del. I det minste en del av det sedimenterte slam i rensesonen holdes under anaerobe betingelser på samme måte som beskrevet tidligere, i tilstrekkelig langt tidsrom til at man får frigjort fosfat til den flytende fase i slammet.

Det anaerobe slamkontakttrinn utføres i dette system ved at man tar ut en del av den overliggende væske fra rensesonens øvre del gjennom ledning 25 og tar ut en del gjennom ledning 26 ved hjelp av pumpeanordningene 27, for resirkulasjon til rensesonens nedre del. Væsken i ledning 26 føres inn i fosfatrensesonen ved hjelp av bobleanordningene 28, som f. eks. kan utgjøre flere stasjonære dyser. På denne måten får man en mot-strømsutveksling av oppløselig fosfat i det anaerobe slam, og det oppløselige fosfat vil bli overført til den oppstrømmende resirkulerte overliggende væske og deretter til hovedmengden av væsken i rensesonens øvre del.. Ved dette kontaktarrange-ment er det innlysende at eventuelt oppløst oksygen i den overliggende væske, som f. eks. kan oppstå ved at man fører aerobt fosfatanriket.slam fra den sekundære sedimentasjonssone til fosfatrensesonen, vil bli ført inn i den nedre del av rensesonen sammen med kontaktstrømmen i ledning 26. En slik til-førsel av oppløst oksygen vil gjøre at mikroorganismene i de sedimenterte faste stoffer i den nedre del og som har frigjort fosfat til den nær forbundne væskefase, igjen vil oppta et slikt frigjort fosfat. En slik effekt vil imidlertid være be-grenset til den umiddelbare nærhet av tilførselsanordningene, slik at man ikke vil få en skadelig effekt på de anaerobe tilstander i hovedmengden av det sedimenterte slam. Med andre ord det oppløste oksygeninnhold i den overliggende væske bør følgelig kontrolleres ved passende utformning av utstyret.

Den del av den overliggende væske som taes ut fra rensesonen gjennom ledning 25 og ikke føres tilbake gjennom ledning 26, føres ut til hurtigblandingstank 29. I denne tank vil væsken raskt bli blandet (ved anordninger som ikke er vist) med et fosfatutfelningsmiddel, f. eks. kalk som tilføres tanken gjennom ledning 30. Blandingen fra tanken føres så gjennom ledning 31 til flokkuleringstank 32 hvor det utfelte fosfat sedimenteres og fjernes fra systemet som avfallsslam i ledning 33. Den overstrømmende fosfatfattige væske fra tank 3 2 resirkuleres gjennom ledning 3 4 for blanding med innstrømmende kloakkvann i ledning 15.

Ved hjelp av det ovennevnte kontaktsystem vil en betydelig del av fosfatet som frigjøres i det anaerobe slam bli overført til væsken i rensesonens øvre del, hvorved anaerobt slam som taes ut fra bunnen av rensesonen gjennom ledning 24 ha et tilstrekkelig lavt fosfatinnhold til at man får en høy fjerning av fosfat fra kloakken i- beluftningssonen.

Andre anordninger enn de som er vist her kan brukes i foreliggende oppfinnelse for å få en maksimal kontakt mellom det anaerobe slam som inneholder store mengder av oppløselig fosfat og den overliggende væske i fosfatrensesonen, slik at opp-løselig fosfat vil bli utslemmet eller utvasket i den overliggende væske. Man kan f. eks. bruke to eller flere fosfatrense-tanker. Mens en tank holdes i relativt rolig tilstand og slammet holdes under anaerobe betingelser slik at mikroorganismene vil frigjøre sitt fosfatinnhold, så kan man i den annen tank hvor mikroorganismene allerede har frigjort sitt fosfatinnhold, røre tanken slik at man får det anaerobe slamlag i kontakt med den overliggende væske. Etter at den overliggende væske har tatt ut i alt vesentlig alt oppløselig fosfat fra de faste slamstoffene, så kan den kraftige røringen stoppes og de faste stoffer kan sedimenteres på bunnen. Etter at de faste stoffer er blitt sedimentert kan den overliggende væske som nå inneholder i alt vesentlig alt oppløselig fosfat i tanken, fjernes og føres til et fosfatutfelningssystem hvoretter fosfat fattig slam resirkuleres for blanding med rå kloakk som tilføres gjennom beluftningstanken. Tanken fylles så med slam fra den sekundære sedimentasjonstanken, og man lar slammet sedimentere seg og bli anaerobt og holder det under slike betingelser, mens den tidligere beskrevne fremgangsmåte for kraftig røring av anaerobt slam og overliggende væske, sedimentasjon og fjerning av fosfatanriket væske, gjentas i første tank.

Med andre ord de to tanker holdes 180° faseforskjøvet i forhold til hverandre.

Andre anordninger for å få en effektiv overføring av oppløselig fosfat fra det anaerobe slam er å tilføre ferskt slam fra den nevnte sekundære sedimentasjonstanken til bunnen av rensesonen slik at slammet kan diffunere opp gjennom det anaerobe lag og der eluere eller trekke ut det oppløselige fosfat i dette lag.

Andre anordninger for å få en maksimal kontakt mellom den overliggende væske og det anaerobe slamlag som inneholder en høy konsentrasjon av oppløselige fosfater, er at man fra tid til annen kraftig rører innholdet i fosfatrensetanken slik at det anaerobe slamlaget vil bli dispergert i den overliggende væske. Denne væske vil derved bli anriket på det oppløselige fosfat fra de faste stoffer. Man lar så innholdet i tenken sedimentere seg. Under røring og sedimentasjon må intet resirkulert slam fjernes fra bunnen av fosfatrensetanken. Røring kan oppnås ved at man tilfører en oksygenfri gass i bunnen av rensetank 9. Andre deler av det anaerobe slamlag kan også heves over det sedimenterte slamlaget og så sedimenteres på bunnen igjen. Under denne sedimentasjon vil oppløselig fosfat elueres ut ved hjelp av den overliggende væske. Så snart dette er gjort kan den annen del av det anaerobe slamlag taes ut fra fosfatrensesonen for resirkulering til beluftningssonen.

En hver av disse fremgangsmåter kan enten utføres kontinuerlig eller med visse avbrudd. Når man f. eks. har oppnådd tilstrekkelig overførsel av oppløselig fosfat i det system som er vist på fig. 1, så kan f. eks. anaerobt slam taes ut fra fosfatrenseren og resirkuleres gjennom ledning 14 i 1 time for hver 5. times drift.

De følgende eksempler illustrerer spesifikke fordeler ved foreliggende oppfinnelse ved at man oppnår høy fjerning av fosfat fra fosfatholdig kloakk i forhold til tidligere kjente systemer som manglet det kontakttrinn for det anaerobe slam som man har i foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1.

I denne prøve anvendte man et system av den type som er vist på fig. 2 på en.slik måte som tidligere har vært kjent uten at man brukte det anaerobe slamkontakttrinn som inngår i foreliggende oppfinnelse idet overliggende væske ble tatt ut fra rensesonens øvre del som et kontaktmedium med lavt innhold av oppløselige fosfat, i alt vesentlig slik det er beskrevet i forbindelse med fig. 2.

I begge faser av den sammenlignende bedømmelsen ble innstrømm-ende kloakk blandet med resirkulert aktivert slam slik at man fikk dannet en blandet væske som så ble beluftet i beluftningssonen, slik at de tilstedeværende mikroorganismer tok opp fosfat. Fosfatanriket slam ble så skilt fra den blandede væske i et sekundært rensekar, slik at man fikk en i alt vesentlig fosfatfri utstrømmende væske. Det utskilte fosfatanrikede slam ble så ført til fosfatrensesonen og her sedimentert slik at det dannet seg en overliggende væske i rensesonens øvre del, samt sedimentert slam i den nedre. Det sedimenterte slam ble holdt under anaerobe tilstander i tilstrekkelig langt tidsrom til at man fikk frigjort fosfat til væskefasen i slammet og man fikk en fosfatanriket overliggende væske. Denne væske ble tatt ut fra fosfatrensesonen, blandet med fosfatutfelningsmiddel (kalk) i en hurtigblandetank, og det resulterende utfelte fosfat ble fjernet som et kjemisk avfallsslam i en flokkuleringstank, og den fosfatfattige overliggende væske ble resirkulert til led-ningen hvor man tilførte ny kloakk. Sedimentert slam ble tatt ut fra fosfatrensesonen og resirkulert til det innstrømmende kloakkholdige materiale som det forannevnte aktiverte slam.

I første fase av den sammenlignende bedømmelsen som ble utført slik det tidligere var kjent, ble intet av den overliggende væske tatt ut fra rensesonens øvre del og resirkulert eller på ny ført inn i rensesonen. Alt uttatt væske ble behandlet med fosfatutfelningsmiddel og resirkulert til det innstrømmende kloakkholdige materialet. Hvis man refererer til systemet på fig. 2 så stengte man altså både resirkuleringspumpe 27, re-sirkuleringsledning 26 som er forbundet med uttaksledning 25 for overliggende væske, og all væske som ble tatt ut fra fosfatrensesonen gikk altså gjennom ledning 25.

I den annen fase av den sammenlignende bedømmelsen som ble ut-ført i overensstemmelse med foreliggende system, ble systemet drevet som beskrevet ovenfor bortsett fra at nevnte resirkuleringspumpe igjen ble påsatt slik at en del av den overliggende væske med lavt innhold av oppløselig fosfat fra rensesonen ble tilført rensesonen under det anaerobe slam. På denne måten fikk man en motstrømseluering av oppløselig fosfat i det anaerobe slam, og fosfat ble overført til den overliggende væske i rensesonens øvre del for fosfatanrikning av denne. Varighet-en av første del av prøven uten kontakt med det anaerobe slam, var 8 døgns kontinuerlig drift, mens man i annen fase hvor man anvendte kontakt med det anaerobe slam, hadde kontinuerlig drift i 10 døgn.

De data som ble observert under den sammenlignende prøve er angitt i den nedenforstående tabell. Disse data viser at man får en vesentlig forbedring med hensyn til fjerning av fosfat ved hjelp av foreliggende oppfinnelse (data i kolonne A) i forhold til det system som man anvendte tidligere (data vist i kolonne B) . Som vist ved disse data har man svært like målte numer-iske verdier med hensyn til prosessparameterne i de respektive systemer, så som innstrømmende mengde av kloakkholdig materiale, resirkuleringshastighet for fosfatanriket slam, uttapnings-mengde fra rensesonen, uttapningshastighet eller mengde for ut-strømmende væske fra rensesonen, faste stoffer i væsken under beluftning, suspenderte flyktige faste stoffer i væsken under beluftning, biokjemisk oksygenbehov (BOE',.) i den innstrømmende væske, samt biokjemisk oksygenbehov i den utstrømmende væske.

De data som følgelig står igjen er de som angår fosfatkonsentra-sjoner tatt på selektive steder i de to systemer.

De parametre som således inngår her er fosfat i det innstrømm-ende kloakkholdige materialet, fosfat i det utstrømmende materialet, total fjerning av fosfat, fosfat i uttapningen fra nedre del av rensesonen, samt fosfat i den øvre del av væsken i rensesonen. Disse data viser klart at foreliggende oppfinnelse hvor det anaerobe slam inneholdende frigjort fosfat kontaktes med et medium med et lavere innhold av oppløselig fosfat, gir en bedre overføring og anrikning av den overliggende væske i rensesonen. Man får således en vesentlig bedre fjerning av fosfat (87% i forhold til 16,7%) fra kloakkholdig materiale som behandles med foreliggende fremgangsmåte sammenlignet med tidligere kjente fremgangsmåter hvor man ikke bruker et kontakttrinn for det anaerobe slam.

Grunnen til at man får store forskjeller med hensyn til fosfatfjerning i de to systemer, fremgår meget tydelig ved at man sammenligner fosfatkonsentrasjonen i uttapningsstrømmen fra den nedre del av fosfatrensesystemet og væsken i den øvre del av tanken. I foreliggende fremgangsmåte (data i kolonne A) vil uttapningsstrømmen fra tanken ha et fosfatinnhold på 468 mg/l, mens fosfatinnholdet i den overliggende væske var 35 mg/l, mens man ved tidligere kjente fremgangsmåter hadde tilsvarende fos-fatkonsentrasjoner på 685 mg/l og bare 4,9 mg/l i den overliggende væske i rensesonen. Disse data indikerer klart at man ved hjelp av tidligere kjente fremgangsmåter ikke fikk over-ført det fosfat som ble frigjort fra det anaerobe slam til den overliggende væske i særlig høy grad, mens man ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte får en vesentlig overføring av fosfatet og dette medfører en betydelig høyere fjerning av fosfat fra hele systemet enn det som tidligere var kjent.

Eksempel II.

Rå kloakk (ca. 4 mill.l/døgn) inneholdende ca 100 ppm av faste stoffer og ca 10 ppm totalt fosfat, ble ført gjennom vanlige sileenheter, og deretter blandet med resirkulert aktivert slam (ca 400 000 l/døgn) inneholdende ca ppm oppløselig fosfat. Den blandede væske ble ført til en beluftningssone og beluftet med ca 13 1/1 kloakk i 6 timer. Den utstrømmende blandede væske fra utluftningssonen ble ført til en sekundær sedimentasjonstank. Klar avfallsvæske i alt vesentlig fri for fosfat ble tatt ut av systemet etter klorinering med en mengde på ca 4 mill. l/døgn. Den sedimenterte blanding av fosfatanriket slam ble tatt ut fra den sekundære sedimentasjonstanken i mengde på ca 840 000 l/døgn. En del av dette slam (ca 40 000 l/døgn) ble ført ut til avfallsbehandling, mens den gjenværende del ble ført til en anaerob fosfatrenser hvor slammet ble holdt under anaerobe tilstander i ca 10 timer. De stillstander som eksisterte i renseren gjorde at betydelige mengder intracellulært fosfat ble frigjort fra mikroorganismene. Slammet ble hensatt til fortykning og sedimentasjon under langsom mekanisk røring. Røringen var ikke så sterk at det fosfat som var utskilt i slamlaget ble overført til den overliggende væske slik at prosessen ble mer effektiv. Det oppløselige fosfat som således ble frigjort av mikroorganismene holdt seg derfor i det anaerobt sedimenterte slam. Dette slam ble fjernet fra bunnen av fosfatrensesonen i mengder på ca 800 000 l/døgn. En del av dette anaerobe slam (ca 400 000 l/døgn) ble resirkulert for blanding med innkommende rå kloakk, mens den gjenværende del ble resirkulert for blanding med aerobt slam som ble tatt ut fra den sekundære sedimentasjonstanken idet dette ble ført til fosfatrensesonen. Det oppløselige fosfat i det anaerobe slam ble således overført til væskefasen i det aerobe slam, og det oppløselige fosfat ble således fordelt over i den overliggende væske i rensningstanken. Den fosfatanrikede overliggende væske som inneholdt ca 50 ppm oppløselig fosfat (400 000 l/døgn) ble tatt ut fra rensningstanken og ført til en kjemisk utfelnings-tank hvor kalk ble tilsatt og blandet, hvorved man fikk dannet et fosfatbunnfall. Det utfelte fosfat ble resirkulert og blandet med innstrømmende rå kloakk. I beluftningssonen ble det oppløselige fosfat som ble tilført sammen med resirkulert slam fra fosfatrensesonen, absorbert av de tilstedeværende mikro-organismer sammen med fosfat i det innstrømmende kloakkvann.

Skjønt de illustrerende.utførelser av oppfinnelsen som er angitt ovenfor med forskjellige overliggende væske- eller fosfatanriket slam som mediet med lavt innhold av oppløselig fosfat, så er det innlysende at også andre media, f. eks. en del av den beluftede blandede væske fra strømmen som føres fra beluftningstanken til den sekundære sedimentasjonstanken, kan brukes ved kontakt med det anaerobe slam som inneholder frigjort fosfat slik det er beskrevet ovenfor. Skjønt man derfor har beskrevet forskjellige utførelser av oppfinnelsen mer detaljert slik disse er foretrukket gjennomført i praksis, så er det innlysende at man også kan gjennomføre andre fremgangsmåter uten at man derved forlater oppfinnelsens intensjon.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for fjerning av fosfat fra kloakk omfattende lufting av en blandet væske bestående av fosfatholdig kloakkmateriale og aktivert slam i en beluftningssone (5, 16) for å redusere BOF-innholdet i kloakken og for å bringe tilstedeværende mikroorganismer til å ta opp fosfat, separering (6, 18) av fosfatanriket slam fra den blandede væske for å oppnå et i det vesentlige fosfatfritt avvann (7, 19), føring (8, 20) av nevnte fosfatanrikede slam til en fosfatstrippesone (9, 21) og avsetting av det fosfatanrikede slam for å oppnå overstående væske i strippesonens øvre del (22) og avsatt slam i nedre del, og holde i det minste en del av slammet under anaerobe betingelser i et tidsrom tilstrekkelig til å avgi fosfat til den flytende fase i det avsatte slam for å danne en fosfatanriket overstående væske i strippesonens øvre del (22) og tilbakefør-ing (13, 24) i det minste en del av det anaerobe slam fra fosfatstrippesonen (9, 21) til luftesonen (5, 16) som nevnte aktiverte slam, karakterisert ved at det anaerobe slam bringes i kontakt med et medium med lavere innhold av oppløselig fosfat for å overføre det oppløselige fosfat fra væskefasen i det anaerobe slam til mediet med lavere innhold av oppløselig fosfat for en ytterligere fosfatanrikning av den overstående væske i fosfatstrippesonens øvre del (22).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at slammet holdes i fosfatstrippesonen (9, 21) i et tidsrom fra 2-30 timer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at det anaerobe slam inneholdende avgitt fosfat i tilstrekkelig grad bringes i kontakt med mediet med lavere innhold av oppløselig fosfat hvorved høyst 70% av det opp-løselige fosfat som frigis i fosfatstrippesonen tilbake-føres til beluftningssonen i det anaerobe slam tilbakeført (13, 24) fra fosfatstrippesonen (9, 21) til beluftningssonen (5, 16) som aktivert slam.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at anaerobt slam inneholdende avgitt fosfat trekkes av (14) fra fosfatstrippesonen (9) og gjeninnføres til denne i den overstående væske.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fosfatanriket overstående væske trekkes av (10, 25) fra fosfatstrippesonen (9, 21) og blandes (11, 29) med et fosfatutfellingsmiddel (30) for utfelling av fosfat.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at innholdene fra fosfatstrippesonen (9, 21) kontinuerlig eller i porsjoner omrøres etter at mikroorganismene i den anaerobe sone har avgitt sitt fosfatinnhold for å bringe anaerobt slam inneholdende oppløselig fosfat i blanding med overstående væske og deretter å tillate slamfast-stoffene å avsette seg hvorved innholdet av oppløselig fosfat i det anaerobe slam overføres til den overstående væske i fosfatstrippesonen (9, 21).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en del av den overstående væske i fosfatstrippesonen (21) trekkes av fra (26) og gjeninnføres (28) til fosfatstrippesonen (21) under det anaerobe slam inneholdende avgitt fosfat hvorved det oppnås en motstrømseluering av det oppløselige fosfat i det anaerobe slam.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at minst en del av det fosfatanrikede slam (20) som føres til fosfatstrippesonen (9, 21) tilføres til denne under det anaerobe slam inneholdende avgitt fosfat hvorved det oppnås en motstrømseluering av det oppløselige fosfat i det anaerobe slam.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innholdet av fosfatstrippesonen (9, 21) i porsjoner omrøres ved tilførsel av en ikke-oksygenholdig gass under det anaerobe slam inneholdende avgitt fosfat.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at en del av det anaerobe slam inneholdende avgitt fosfat behandles for å bringe det til å stige over det avsatte slam og deretter tillates å avsette seg igjen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at anaerobt slam inneholdende avgitt fosfat trekkes av fra fosfatstrippesonen (9), at en porsjon av dette tilbakeføres (13) til beluftningssonen (5) som aktivert slam og en annen del derav (14) blandes med fosfatanriket slam som er ført til fosfatstrippesonen for å overføre oppløselig fosfat i den flytende fase i nevnte andre del av det anaerobe slam til væskefasen i det fosfatanrikede slam for øket fosfatanrikning av den overstående væske i strippesonen (9) øvre del.