NO153218B - Fremgangsmaate og anordning for vaeskebehandling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for behandling av vandig avfallsmateriale med biokjemisk oksygenforbruk av den art som er angitt i de vedlagte krav.

Prosesser i hvilke avfalls- og kloakkvann blir luftet eller oksydert er vel kjente. Se f.eks. US-patent 3.882.017 og DOLS 2.303.396.

Ved mange kloakkbehandlingsprosesser benyttes flere behandl-ings trinn, som omfatter, et luftetrinn, et primært og under tiden et eller flere sekundære behandlingstrinn, hvor biologisk nedbrytning av kloakken finner sted, samt et klaringstrinn, hvor den behandlede kloakk separeres i klaret væske og konsen-trert slam. Hvert trinn utføres ofte i en eller flere adskilte behandlingstanker med betydelig oppholdstid i hver tank. Videre kan klaring og separering av bakterieslam og behandlet væske medføre lange anaerobe perioder, hvor lite behandling finner sted, slik at det oppstår en forholdsvis langvarig total be-handlingssyklus.

I US-patent 3.804.255 er det fremlagt en kloakkbehandlings-prosess som utføres i en enkelt beholder. Et øvre lag av klart, behandlet vann er etablert over et nedre lag som inneholder slam. Slam trekkes ut fra toppen av det nedre lag, dette er grenseflaten mellom de to lag, blir blandet med innkommende vandig avfallsmateriale som skal behandles, blir oksydert og returneres til en sone nær bunnen av det nedre lag gjennom et stort konisk element konstruert for å lette oppløsningen av oksygenbobler. Denne prosess lider av den ulempe at ut-trekning av slam fra grenseflaten tenderer til å forstyrre slammet i denne sone og forstyrrer således fellingen av slam med det resultat at det blir vanskelig å oppnå adekvat klaring av det behandlede vann som slippes ut fra toppen av det øvre lag. Videre tenderer anordningen beskrevet i US-patent 3.80 4. 255 å fremkalle større bakteriedannelse av karbondioksyd som

resulterer i at væsken i behandlingsbeholderen gjøres urime-

lig sur.

Det er i den senere tid foreslått å benytte oksygen istedenfor luft for oksygenbehandling i det eller de sekundære behandlingstrinn ved kloakkbehandlingsanlegg. Dette kan medføre visse fordeler, når det gjelder å påskynde den toale behandlings-syklus og øke den biokjemiske belastning som behandlingsan-legget kan tåle. På den annen side kan utskiftningen av luft med oksygen føre til en uønsket økning av det behandlede av-vannets surhetsgrad, hvilket skyldes øket hastighet av bakter-iell dannelse av karbondioksyd som følge av økning av konsentrasjonen av oppløst oksygen som kan oppnås. Dessuten har enkelte forslag om bruk av oksygen ført til for sterkt slamdannelse. Ved noen anlegg for oksygenbruk kreves dessuten lukkede tanker istedetfor tanker som er åpne øverst, hvilket øker anleggsom-kostningene .

Foreliggende oppfinnelse går ut på å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for behandling av vandig avfallsmateriale méd biokjemisk oksygenbehov, som bare krever en enkelt behandlingstank, som kan drives med tilførsel av rent oksygen, kommersielt oksygen, oksygenanriket luft eller en annen oksygenholdig gass for å understøtte respirasjonen av de bakterier som tar del i prosessen, og som kan drives uten de ovenfor nevnte ulemper.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for behandling av av et vandig avfallsmateriale med biokjemisk oksygenforbruk innbefattende følgende kombinasjon av trinn: en vandig væskestrøm som inneholder bakterieslam fremmates kontinuerlig og sammenføres med en kontinuerlig fremmatet strøm av vandig avfallsmateriale, oksygen eller en oksygenholdig gassblanding innføres i de sammenførte strømmer for dannelse av adskilte oksygenbobler i væsken og derved for lettere opp-løsning av oksygenet, strømmene innføres i en tank omfattende et øvre forholdsvis rolig sjikt av klar væske og et nedre sjikt av vandig avfallsmateriale inneholdende bakterieslam og hvor biologisk behandling av avfallsmateriale finner sted, klaret væske fra øvre sjikt trekkes ut eller fjernes, vandig materiale som inneholder bakterieslam resirkuleres ved å trekke ut fra nedre sjikt for dannelse av nevnte kontinuerlig fremmatede strøm av vandig væske som inneholder bakterieslam, hvor fremgangsmåten karakteriseres ved at de sammenførte strømmene innføres i tanken gjennom en dempesone begrenset i øvre sjikt, slik at den således innførte væskes hastighet reduseres vesentlig før væsken passerer til nedre sjikt i tanken, at vandig materiale som inneholder bakterislam blir trukket ut fra bunnen av det nedre sjikt.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes også en anordning for behandling av vandig avfallsmateriale med biokjemisk oksygenforbruk, som er karakterisert ved at den i kombinasjon om» fatter et kar som er innrettet til å inneholde det vandige materiale, en pumpe og et skovlhjul for kontinuerlig fremmating av en strøm av det vandige materiale gjennom en ledning i kommunikasjon med et dempekammer anordnet i avstand fra karets bunn, en pumpe og et skovlhjul for kontinuerlig fremmating av en strøm av vandig væske som inneholder bakterieslam gjennom en ledning i kommunikasjon med dempekammeret for derved å sammenføre nevnte strømmer, et overløp eller lignende for uttrekking av klaret væske fra et øvre sjikt av klaret væske som dannes over et nedre sjikt av vandig materiale som inneholder bakterieslam og som klaiiés i karet under drift av den anordning i hvis øvre sjikt dempekammeret er anordnet, og et kammer for oppløsning av oksygen i de sammenførte strømmer, hvorved ledningen for vandig væske inneholdende bakterieslam har sitt innløp i kommunikasjon med nevnte nedre sjikt, slik at vandig materiale som inneholder bakterieslam resirkuleres.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har den potensielle fordel at avfallsmateriale kan behandles i ett enkelt hovedkar, at klaret væske kan trekkes ut fra øvre sone i karet og væske som inneholder suspenderte faststoffer (f.eks. bakterieslam) kan resirkuleres kontinuerlig for gjentatt oksygenbehandling.

Oksygenbehandlingen av strømmen ved innføring av gassbobler i denne forebygger behovet for en separat luftetank som ble brukt ved tidligere kjente systemer og videre er sekundær behandling av avleiret slam i ytterligere et separat trinn overflødiggjort. En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen har videre fordelen ved at man oppnår en forholdsvis rolig behandlingssone som mates med oksygenbehandlet væske i et system, hvor den totale behandlings-syklus finner sted i et enkelt behandlingskar. Ettersom oksygenbehandling og avleiring finner sted i ett enkelt kar, vil anaerobe forhold ikke induseres ved avleiringen og risikoen for flytende slampartikler som følge av denitrifikasjon er redusert til et minimum.

Strømmen av vandig materiale som inneholder (oksygen) bobler ledes fortrinnsvis ned gjennom et ekspansjonskammer, hvor væskestrømmens hastighet reduseres,til en ventil, som tillater forlenget kontakttid mellom den nedadstrømmende væske og gassbobler som stiger i kammeret, hvorved strømmen innføres i kammeret på en slik måte at det dannes tilstrekkelig turbulens i kammeret for å bryte opp eller spre de større, sammenvokste boblene i strømmen til forholdvis mindre bobler. Strømmen som inneholder væsken, oppløst gass og muligens forholdsvis små bobler av uoppløst gass, kan deretter ledes til behandlingskaret. I ekspansjonskammeret er væskens hastighet fortrinnsvis slik at bare de aller minste bobler bæres ut fra bunnen av kammeret. Større bobler, som kan ha dannet seg av sammensmelt-ede mindre bobler i kammeret, vil stige opp i kammeret til det turbulente område, hvor disse større bobler brytes opp.

Ved enkelte utførelsesformer kan ytterligere turbulens opprett-es ved at væskestrømmen som trer inn i kammeret rammer væskeoverflaten i kammeret med voldsom styrke.

Væsken som strømmer ned gjennom ekspansjonskammeret har norm-

alt ikke jevn hastighet. Væske nær kammerveggen tenderer til å strømme langsommere enn væsken midt i kammeret. Væskehastig-hetens fordeling som følge av en dyse eller et rør som munner i øvre kammer er normalt slik at skjønt middelhastigheten nedad f.eks. kan være ca. 0,3 m/sek., kan en aksial sentral andel av væsken ha en nedadrettet hastighet på 0,5 til 2 m/sek., f.eks. 1-2 m/sek., avhengig av utløpskoeffisienten, og det ytre parti av kammeret kan endog inneholde en oppadstrømmende væske med innfangede gassbobler. En slik oppadstrømmende væske vil trekkes inn i den sentrale, nedadstrømmende andel av væsken som har større hastighet. Den gjennomsnittlige nedådrfettede hastighet av væskestrømmen som trer inn i væskekammeret velges gjerne slik at det er tilstrekkelig hastighet til å føre med seg boblene ned og tilstrekkelig turbulens til å bryte opp mange av de større boblene. Det er ikke ønskelig å øke hastigheten til en slik verdi at ingen bobler kan stige opp, idet gass/væske-kontakten da ville bli redusert.

Ved enkelte utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter ekspansjonskammeret et hult, sylindrisk legeme med jevn tverrsnittsareal. Ytterligere et kammer eller område med større tverrsnittsflate kan anordnes umiddelbart nedenfor ekspansjonskammeret for å virke som en frigjøringssone, hvor det foreligger et forholdvis rolig væskevolum under den forholdsvis turbulente gass/ væskekontaktsone i ekspansjonskammeret. I frigjøringssonen samles forholdsvis små bobler og smelter sammen til større bobler, som stiger til turbulenssonen som følge av oppdrifts-virkning, hvor skjærkrefter igjen reduserer en del av boblene til mindre bobler. Den nedadrettede hastighet i frigjørings-sonen er normalt 0,8 - 1,9 m/min.

Gassen innføres fortrinnsvis i strømmen på et sted nær en pumpe, som er anordnet i ledningen oppstrøms av ekspansjonskammeret for opprettelse av én trykkvæskestrøm gjennom ledningen, skjønt gassen kan innføres direkte i pumpens volutt. På denne måten innføres gassen i en meget turbulent sone av væskestrømmen, slik at det umiddelbart dannes forholdsvis små gassbobler i væske-strømmen.

Ved enkelte utførelsesformer av oppfinnelsen kan karets bunn være nedadskrådd, slik at slammet tenderer til å beveges av tyngdekraften mot et utløp, gjennom hvilket det resirkuleres som nevnt ovenfor. I andre utførelsesformer kan karet ha flat bunn, skjønt det ved slike utførelsesformer fortrinnsvis benyttes skraper og/eller andre organer for periodevis fjerning av eventuelt ikke oksydert slam.

Om ønsket, kan ekspansjonskammeret være anordnet i dempekammeret. Det kan således anordnes en klaringstank, et dempekammer i klaringstanken, en skillevegg eller et annet legeme på tvers av dempekammeret for å dele denne i adskilte øvre og nedre son-er. En ledning for å mate vandig materiale til øvre sone av dempekammeret, en passasje gjennom skilleveggen (eller det andre organ), hvorved passasjen er bredere ved utløpet enn ved innløpet slik at det dannes et ekspansjonskammer, en mekanisk røreanordning eller et annet mekanisk legeme for opprettelse av en strømning, som først er turbulent, av vandig materiale fra øvre sone av dempekammeret gjennom passasjen og til nedre sone av dempekammeret, innretninger for innføring av oksygen eller en oksygenholdig gassblanding i den turbulente strøm-ning og organer for å lede bakterieslam som avleirer seg fra det vandige avfallsmateriale, mot bunnen av tanken, til øvre sone av dempekammeret.

Det kan også tilveiebringes en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen som omfatter innføring av den vandige avfallsstrøm i et dempekammer, som er delt av en skillevegg eller et annet organ i en øvre og en nedre sone, driving av en mekanisk røreanordning eller en annen mekanisk anordning for dannelse av en strømning som til å begynne med er turbulent, av vandig materiale fra øvre sone av dempekammeret, gjennom en passasje i skilleveggen (eller et annet element) og deretter gjennom nedre sone av dempekammeret, hvorved passasjen er bredere ved 'utløpet enn ved inn-taket, slik at det vandige materialet mister hastigheten i passasjen for dannelse av ekspansjonskammeret, innføring av oksygen eller en oksygenholdig gassblanding i den turbulente strømning, hvorved turbulensen medfører dannelse av gassbobler som passerer gjennom passasjen i skilleveggen (eller et annet element) suspendert i det vandige materialet som strømmer gjennom passasjen og sirkulering av bakterieslammet til øvre sone av dempekammeret.

Under drift vil oksygenbobler retarderes med det vandige materialet, når dette passerer gjennom passasjen og når det deretter passerer gjennom nedre sone av dempekammeret. Væskestrømm-en gjennom passasjen kan innrettes slik at større bobler tenderer til å stige mot strømmen av vandig avfallsmateriale gjennom nedre sone til dempekammeret. Det er mulig å sørge for at bare relativt små oksygenbobler føres ut til dempekammeret med det vandige materialet. Slike bobler vil hurtig oppløses i det vandige avfallsmaterialet som følge av den ringe boblestørrelse. Større bobler holdes tilbake i lengre tid i nedre område av dempekammeret for at det skal bli mulig også for disse bobler å bli oppløst.

Det kan forekomme tendenser til dannelse av en forholdsvis stor gasslomme umiddelbart under skilleveggen eller lignende. Fortrinnsvis har passasjen derfor i tilleg til et innløp for oksygen eller oksygenholdig gassblanding ytterligere ett eller flere innløp for uoppløste oksygenbobler i kommunikasjon med nedre sone av dempekammeret utenfor passasjen, hvorved dette eller disse innløp fortrinnsvis er anordnet slik at oksygen-boblene igjen innføres i den turbulente strømning.

Den mekaniske røreanordning er fortrinnsvis et skovlhjul. Den mekaniske røreanordning kannbenyttes for å opprette et sug som trekker bakterieslam fra tankens bunnområde via en første ledning til øvre sone av dempekammeret.

Ledningen kan derfor anordes gjennom skilleveggen og kan ha

en av sine ender rettet mot tankens bunnregion og den andre ende beliggende i øvre sone av dempekammeret. Om ønsket, kan det imidlertid anordnes en separat pumpe for opprettelse av den ønskede strøm av faste partikler til tanken.

Det innkommende vandige materiale innføres fortrinnsvis via

en andre ledning til bakterieslammet som ledes tilbake til øvre sone av dempekammeret. Alternativt kan det vandige avfallsmateriale innføres i øvre sone av dempekammeret adskilt fra de faste stoffer.

Skilleveggen er fortrinnsvis en lamell. Den har fortrinnsvis

en åpning, og montert ovenfor og nedenfor, trangere og videre elementer med åpen ende, som samvirker for å begrense passasjen. Skovlhjulet er fortrinnsvis anordnet i det trangere organ. Vandige avfallsmaterialer, som passerer fra øvre til nedre sone av dempekammeret, vil derved utsettes for en første hastighhetsdempning, når det passerer fra den trangere til den videre del av passasjen og deretter ytterligere en hastighets-dempning, når det passerer ut fra passasjen til nedre sone av dempekammeret.

Fortrinnsvis er det anordnet innretning for å skumme forurens-ningsstoffer fra den klarede væskes overflate.

Det vandige materiale blir fortrinnsvis resirkulert et antall ganger. Med andre ord er resirkuleringshastigheten av det vandige materialet til behandlingskaret fortrinnsvis et antall ganger større enn den hastighet med hvilken avfallsmaterialet mottas i behandlingskaret for behandling. Dette vil generelt være tilstrekkelig for adekvat fjerning av organiske forurensninger. Antallet ganger ligger mellom 5 og 20, skjønt det kan være større, avhengig av det biologiske oksygenforbruk av det innkommende avvann (eller annet vandig materiale). Hvis oksygen-behandlingsanordningen f.eks. er i stand til å oppløse 30 mg/l oksygen, vil resirkuleringshastigheten av det vandige materiale som inneholder bakterieslam i forhold til innføringshastigheten av nytt vandig avvann måtte ligge på 8:1 for fjerning av 270 mg/l biokjemisk oksygenforbruk.

Det innkommende vandige avfallsmateriale inneholder naturlig

de nødvendige bakterier for biologisk eller biokjemisk behandling. I behandlingskaret skjer det en naturlig netto oppadgå-ende bevegelse av væsken. Det vandige materialet vil naturlig etablere seg i en lavere sone av vandig væske som inneholder bakterieslam og et øvre sjikt av klaret, vandig væske. Klaret væske strømmer fra overflaten av øvre sjikt ut fra karet, som regel over overløp som er anordnet i karet. Det skjer således en kontinuerlig strømning av klaret, behandlet væske ut fra behandlingskaret.

Det er ønskelig å oppnå forholdsvis høye konsentrasjoner av oppløst oksygen i det vandige materialet som passerer gjennom dempekammeret, slik at en hurtig oksydering av de organiske forurensninger kan finne sted. I praksis er det mulig å oppnå konsentrasjoner av oppløst oksygen på opptil 25 deler pr. million eller mer (f.eks. 30 ppm) i væsken som passerer gjennom dempesonen, avhengig bl.a. av de relative hastigheter med hvilken væske som inneholder bakterieslam blir resirkulert og nytt vandig behandligstrengende materiale mottas i prosessen. Ved en resirkuleringshastighet som er større enn den hastighet med hvilken nytt vandig materiale kommer til prosessen for behandling muliggjøres fordelaktige forhold for oksygenbehandling. Ved bruk av et ekspansjonskammer og et separeringskammer, som nevnt ovenfor, er det mulig å lede oksygenbehandlingen slik at det i det vesentlige ikke forekommer kontakt mellom atmosfæren og den væske som oksygenbehandles. Nitrogen oppløst i det innkommende, vandige avfallsmaterialet utgjøres således hoved-sakelig bare av det nitrogen som kommer inn med væsken som behandles. Jo større forhold mellom resirkulasjonshastigheten og tilførselshastigheten for nytt materiale er, desto lavere vil konsentrasjonen av oppløst nitrogen således være i den væske som oksygenbehandles, og følgelig vil den oppnåelige konsentrasjon av permanent oppløst oksygen (i motsetning til oksygen som nesten umiddelbart trer ut av oppløsningen) være

større.

Bakterier krever oksygen for å puste. De avgir karbondioksyd som oppløses i væsken. Ved oppløsning av oksygen eller oksygenholdig gassblanding i den væske som resirkuleres, fortrenges noe av den oppløste karbondioksyd. Det viser seg at gassen umiddelbart ovenfor den væske som kommer inn i dempekammeret er rik på karbondioksyd, hvilket tyder på at karbondioksyd er blitt fortrengt av oksygen, som er blitt oppløst i væsken som passerer gjennom oksygenbehandlingsanordningen. Det har således vist seg at for sterk surhet i behandlingkaret unngås. Væskens pH i behandlingskaret ligger gjerne rundt 6,5. Ved et forholdsvis høyt resirkuleringsforhold til tilførselshastigheten for nytt vandig avfallsmateriale for behandling lettes oppnåelsen av slike forholdsvis høye pH-nivåer uten at det er nødvendig å benytte separeringsanordninger for å strippe karbondioksyd fra væsken.

Konsentrasjonen av oppløst oksygen i nedre sone kan typisk ligge i en størrelsesorden av 3 ppm ved bunnen og ca. 0,5

ppm øverst i nevnte sone. Væsken som oksygenbehandles kan inneholde 2000 til 5 000 mg/l suspenderte faste partikler. Vektfor-holdet mellom næring (for bakteriene) og den biologiske masse (dvs. bakterievekten i denne væske) kan være 0,5t3. Det antas at et slikt regime fremmer forholdsvis lav vekst i bakterie-populasjonen i behandlingskaret, og således gjør det mulig å begrense overskytende slammengde som fra tid til annen må tømmes fra prosessen.

Det vandige avfallsmaterialet kan være husholdnings- eller kommunal kloakk, industriell kloakk eller annet industrielt avvann f.eks. fra et papirmasseanlegg.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen skal nå be-skrives under henvisning til utførelseseksempler vist i tegn-ingen , hvor: Fig. 1 er en skjematisk gjengivelse av en kloakkbehandlingsanordning som et utførelseseksempel av oppfinnelsen,

fig. 2 er en skjematisk gjengivelse av en annen kloakkbe-handlingsprosess ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 er en skjematisk gjengivelse av en tredje kloakkbehandlingsanordning ifølge oppfinnelsen, og

fig. 4 er en skjematisk gjengivelse av en del av ytterligere

en kloakkbehandlingsanordning ifølge oppfinnelsen,

fig. 5 er en skjematisk gjengivelse av en del av ytterligere

et utførelseseksempel av oppfinnelsen for kloakkbehandling, og

fig. 6 er en skjematisk gjengivelse av en del av enda en anordning ifølge oppfinnelsen for kloakkbehandling.

I fig. 1 ses en anordning for kloakkbehandling som omfatter

en behandlingstank 110 med skrådd bunn, som fører til et utløp 111. Et rørformet dempekammer 112 med åpen topp er opphengt i en øvre sone 124 av tanken 110. En resirkuleringsledning 113 for væske leder fra utløpet 111 og en pumpe 114 i ledningen 113 suger ut en fnugget suspensjon som inneholder bakterieslam som avleirer seg mot bunnen av tanken 110 og sirkulerer denne ved et trykk i området 0,9-6,09 m vannsøyle gjennom en gass/ væske kontaktanordning 115, fra hvilken suspensjonen passerer til kloakken i tanken 110 på et sted innenfor dempekammeret 112. Oksygen eller oksygenrik gass, som vanligvis inneholder minst 30 og fortrinnsvis 9 0 volum-% oksygen, ledes inn i væsken som strømmer gjennom 113 gjennom en oksygen-forsyningsledning 116. Ytterligere næring for bakteriene i form av flytende innstrøm-ning ledes til væskeledningen 113 gjennom en ledning 12 0 som er forbundet med et forråd for slik næring.

Oksygentilførselsledningen 116 kan gå fra en trykkgasskilde eller oksygenet kan ganske enkelt trekkes inn ved vakuumeffekt som oppnås ved innsetting av en venturi i ledningen 113 på

det punkt hvor ledningen 116 forenes med ledningen 113. Dette sted kan være nær pumpen 114, slik at den sterke turbulens som skapes i væskestrømmen fører til dannelse av forholdsvis

små gassbobler i strømmen. Det er også mulig å injisere oksygenrik gass direkte i pumpens volutt.

Gassen innføres med en hastighet som gir en mengde oppløst gass i væskestrømmen på 25 ppm eller mer.

Kontaktanordningen 115 omfatter et øvre kammer 117 og et nedre og større kammer 118. Disse kan ha sirkulært, rektangulært, kvadratisk eller polygonalt tverrsnitt. Væskens hastighet i

øvre kammer 117 bestemmes av den innkommende strømmens hastighet og kammerets tverrsnittsareal. Men som nevnt ovenfor, vil et sentralt volum av væsken i kammeret 117 ha større nedadrettet hastighet enn den væske som befinner seg nær kammerveggen,

hvilken sistnevnte væske endog kan ha en liten oppadrettet has-stighet. Skjønt gjennomsnittshastigheten gjennom kammeret 117 kan velges til 0,3 m/sek., vil dette således resultere, i en sentral, nedadbeveget væskestrøm med en hastighet på ca. 1-2 m/sek., f.eks. 1,5 m/sek. Denne forholdsvis hurtig nedad be-vegede væskestrøm fører innfangede gassbobler med seg ned i nedre kammer 118. Væskens hastighet gjennom kammeret 118 er typisk i en størrelsesorden av 1,9 m/minutt. Hastighetsreduk-sjonen som skjer mellom kamrene kan innstilles slik at den fører til at alle, bortsett fra de minste bobler holdes igjen i kammeret 118. Boblene smelter sammen i kammeret 118 for dannelse av større bobler som stiger mot den nedadrettede væske-strømning og trer inn i øvre kammer 117. Enkelte av boblene vil fortsette å stige, muligens med væsken nær kammerets 117 vegger og vil igjen komme inn i den turbulente sone som oppstår på grunn- av væsken som kommer inn i kammeret 117. Denne turbulens skaper skjærkrefter som knuser boblene til mindre bobler som føres ned gjennom væsken som synker i kammeret 117.

Væskepassasjen gjennom kontaktordningen 115 tar normalt ca.

1 minutt.

En væskestrøm som inneholder ca. 2 5 ppm oppløst oksygen og små bobler av uoppløst gass, passerer til tanken 110.

Den oksygenbehandlede væskestrøm kommer inn i kloakkvolumet

i tanken 110 i dempekammeret 112 og strømmens hastighet opp-hører i det vesentlige i væskevolumet i kammeret. En forholdsvis rolig strømning av oksygenbehandlet bakterieslam,

noe tettere enn den klare væske, synker ned, ut av kammerets 112 grenser til en lavere behandlingssone 122 i tanken 110 uten å forårsake vesentlig bevegelse i denne sone. Bakteriene i slammet i sonen 122 utnytter oksygenet for nedbryting av oppløselige organiske materialer i væsken. Noe behandlet væske stiger gjennom slammet til sone 124, hvor ytterligere adskil-lelse fra bakterier og faststoffinnhold finner sted. Sone 124 inneholder klar væske. Grensen 126 mellom sonene 124 og 122 er forholdsvis utpreget.

Når oksygenbehandlet væske kommer inn i dempekammeret 112, vil karbondioksydrik gass tendere til å frigjøres derfra i form av bobler som stiger til væskeoverflaten i tanken 110.

Klaret væske tappes fra tankområdet som omgir dempekammeret 112 gjennom en utløpsdemning 128. Avleiret slam ved bunnen av tanken resirkuleres gjennom væskeledningen 113 for ytterligere oksygenbehandling, hvorved antallet resirkuleringer er tilstrekkelig for at adekvat fjernelse av organisk forurensning skal finne sted. Således kan hastigheten av uttrekking av materialet gjennom utløpet 111 være fem eller flere ganger høyere enn tilstrømningshastigheten gjennom ledningen 120.

Av og til kan overskytende slam tømmes fra tanken 110 gjennom utløpet 111.

Stoffer som smøreolje og lanolin stiger til overflaten av den klarede væske i sone 124.

Det er derfor ønskelig å skumme slike materialer fra den klarede væskes overflate, fortrinnsvis intermitterende. En anordning for slik avskumming er vist i fig.2. En ledeplate 130 i form av en vertikal plate, er anordnet for å hindre forurenset materiale på den klarede væskes overflate fra å renne over utløpet 131.

Skumming kan utføres kontinuerlig eller intermitterende

etter behov. Anordningen 132 omfatter et stort sett U-formet parti 133 som omslutter overkanten av tanken 110. Ytre grense av partiet 133 bærer et tannhjul som er i inngrep med tenner anordnet på undersiden av en omkretstannstang 134, som er anordnet på utsiden av ovennevnte overkant. Anordningen 132 omfatter et stavlignende parti 135, som strekker seg oppad fra partiet 133, er bøyd innover tanken 110, over ledeplaten 130 og deretter ned for å ende i et kanalformet parti 136, som forløper under væskeflaten i tanken 110.

Anordningen 132 beveges rundt tannstangen 134 og partiet 113 fører de konsentrerte forurensninger til samle- og tømmetrau, anordnet i øvre ende av tanken.

I fig.3 ses en klaringstank 2 med et øvre, sylindrisk parti 4 og et nedre parti 6 i form av en omvendt konus. Koaksialt med den vertikale akse av klaringstanken 2 er det anordnet et 'dempekammer 8, montert nær toppen av klaringstanken 2. Dempekammeret 8 består av et rørformet legeme med åpne ender. En lamell 10 anordnet i dempekammeret 8 deler det sistnevnte i en øvre og en nedre sone, betegnet med 12 hhv. 14. I lamellen 10 finnes en første åpning 16. Vertikalt fra lamellen 10 forløper et første rør 18 og vertikalt fra dette forløper et andre rør 20 nedad, hvorved det andre rørets diameter er større enn det første rørets. Sammen samvirker rørene 18 og 20 med åpningen 16 for å begrense en passasje 22. I stedet for rør kan det benyttes andre tverrsnittsformer. Et skovhjul 24 er anordnet like over åpningen 16. Skovhjulet drives av en motor 26. Passasjen 22 har et innløp 28 for oksygen eller oksygenanriket luft. Innløpet 28 munner i røret 20, like under lamellen 10. En andre åpning 32 er anordnet i lamellen 10. I denne åpning er et vertikalt rør 34 montert.

Nedre (innløps-)ende av røret 34 befinner seg nær bunnen av tanken 2. Øvre ende av røret 34 befinner seg i øvre sone 12

av dempekammeret 8. Et annet rør 36 er forbundet med røret 34

i en sone bær bunnen. Røret 36 forløper gjennom klarings-tankens vegg 4.

Under drift dreies skovlhjulet 24 for å danne en kloakk-strømning fra øvre sone 12 til nedre sone 14 i dempekammeret 8. Dette medfører i sin tur et sug som trekker avleiret slam

fra bunnen av tanken 2 opp gjennom røret 34 til øvre sone 12

i dempekammeret 8. Dessuten vil innkommende kloakk for behand-. ling føres inn i ledningen 34 fra ledningen 36. Oksygen (eller oksygenanriket luft som inneholder fra 80 til 90 volum-% oksygen) innføres i passasjen 22 gjennom innløpet 28. Skovlhjulet

kan trekke væske inn i røret 18 som danner toppen av passasjen 22 med en hastighet på ca. 1,5 m/sek. Skovlhjulet 24 fremkal-ler også turbulens like under hjulet. Oksygenet som trer inn i passasjen 22 ved toppen av røret 20 vil således møte turbulent væske. De skjærkrefter gassen møter vil føre til at oksygenet danner små bobler. Disse fanges opp i væskestrømmen som passerer fra røret 18 i passasjen 22 til røret 20. Ettersom rørets 20 diameter er større enn rørets 18, vil det skje en tilsvarende dempning av væskens hastighet når den passerer gjennom åpningen 16. Hastigheten kan f.eks. reduseres til gjennomsnittlig 0,3 m/sek., når væsken strømmer fra røret 18 til røret 20. Ytterligere en dempning av hastigheten skjer når væsken strømmer ut fra passasjen 22. Hastigheten kan her reduseres til 1,9 m/min. De nøyaktige hastigheter vil avhen-ge av passasjens 22 dimensjoner og av den hastighet med hvilken skovlhjulet 24 roteres. Den endelige hastighet, i en størrel-sesorden av ca. 1,9 m/min., bør være slik at relativt store

bobler vil tendere til å stige mot strømningen. Dermed mulig-gjøres en forholdsvis lav oppholdstid for bobler i nedre sone av dempekammeret 8. Generelt vil de relative hastigheter kunne innstilles slik at bare meget små bobler (f.eks. med en diameter under 0,1 mm) føres ut fra nedre sone av dempekammeret 8. Disse bobler kan deretter oppløses i vannet utenfor dempekammeret 8, før de får tid til å stige til overflaten. Andre bobler vil først holdes igjen i nedre del 14 av dempekammeret 8, men vil deretter delvis oppløses og de resulterende mindre bobler vil passere ut fra dempekammeret 8. Ytterligere bobler vil imidlertid stige opp mot lamellen 10. For å hindre at det dannes en større gasslomme i nedre sone 14 av dempekammeret 8, er det anordnet huller 40 (av hvilke bare ett er vist) i røret 2 0 nær et område hvor det forekommer en turbulent strømning, slik at disse bobler kan trekkes tilbake til passasjen 22 og muligens få redusert størrelse som følge av skjær-kreftene som utøves i den turbulente sone.

Kloakken som forlater dempekammeret 8 er forholdsvis rolig og faste partikler i den kan således synke ned mot tankens bunn. Disse faste partikler vil omfatte små mikroorganismer kjent som bakterislam eller aktivert slam.

Om ønsket kan man ved igangsetting av en kloakkbehandling (som vanligvis vil fortsette kontinuerlig) innføre en hensikts-messig strøm av aktivert slam i tanken. Det aktiverte slam krever oksygen for å holde seg i live og utføre sin hoved-funksjon, dvs. nedbryting av forurensningskomponenter i kloakken. Mot bunnen av tanken vil det således skje full behandling av kloakken.

Væsken ved toppen av klaringstanken 2 utenfor dempekammeret 8 vil være forholdsvis klar. Etter hvert som mer kloakk strømmer til dempekammeret 8, vil nivået i klaringstanken 2 stige. Et utløp 42 kan derfor anordnes, over hvilket forholdsvis klar, behandlet, vandig væske kan tømmes.

Under drift av anordningen som er vist i fig.3, kan det forekomme tendenser til oppbygging av uløst nitrogen og karbondioksyd i passasjen 22. Periodevis kan denne luftes ved at skovlhjulet stanses eller dets hastighet reduseres.

I fig.4 er det vist en anordning som er svært lik den som er vist i fig.3, bortsett fra at anordningen av passasjen fra øvre sone av dempekammeret til nedre sone av dempekammeret er annerledes og at det benyttes en tykkere skillevegg for å dele opp dempekammeret i en øvre og en nedre sone.

I fig.4 deler en forholdsvis tykk plate 50 dempekammeret 8 i en øvre sone 12 og en nedre sone 14.

Passasjen 22 er fullt ut begrenset av platen 50. Den har en øvre del 52 i form av en trang, sylindrisk boring og en nedre del 54 i form av en større, sylindrisk boring. Skovlhjulet 24 er montert i øvre sone 52 i passasjen. Oksygenledningen 28 munner i en tverrgående boring 56, som forløper gjennom platen 50 og oppretter kommunikasjon med toppen av nedre del 54 av passasjen 22. Det er dessuten anordnet en passasje 60 for å tillate resirkulasjon av forholdsvis store bobler til den turbulente sone i passasjen 22.

Under drift vil anordningen ifølge fig.4 virke på samme måte som den som er vist i fig.3. Andre alternative utførelsesformer av anordningen er vist i fig.5 og 6. I den utførelsesform som er vist i fig.5 befinner innløpet til passasjen 22 seg på samme sted som lamellen 10. Passasjen begrenses av et rør 70 med et øvre, trangere parti 72 og et nedre, videre parti 74.

I fig.6 ligger passasjens 22 utløp i samme plan som lamellen

10. Passasjen omfatter et rørformet organ med åpne ender og med et øvre parti 82 med mindre diameter enn det nedre partiets

84 diameter.

Driften av utførelseseksemplene som er vist i fig.5 og 6 er som for anordningen ifølge fig.3, bortsett fra at det i fig.6 ikke er noen passasje 40 for tilbakeføring av uoppløste bobler.

Følgende eksempel illustrerer ytterligere, hvordan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres.

Det vises i denne forbindelse til fig.l. Husholdningskloakk med et biokjemisk oksygenforbruk på 300 ppm innføres i rør-ledningen 120 med en hastighet på lOOm 3 pr. time. Vandig væske som inneholder et suspendert bakterieslam resirkuleres fra sone 122, gjennom pumpen 114 med en hastighet av 90 m 3 pr. time.

Oksygenbehandlingsanordningen 115 drives med ovennevnte strøm-ningshastigheter og 27 g oksygen oppløses i hver m^ av væske som passerer gjennom den. Den oksygenbehandlede væske ledes deretter til dempekammeret 112 i tanken 10. Tanken har en diameter på 6 m øverst og er 4 m høy. Den inneholder 43 m"^ bakterieslam i sone 122 og ovenfor dette slam et 2 m dypt sjikt av klaret væske. Det foregår en væskestrømning opp fra sone 122 til det klarede væskesjikt på o 1/2 m 3 pr. time. Klar væske strømmer således kontinuerlig over overløpet 128.

Væsken som passerer gjennom oksygenbehandlingsanordningen 115 inneholder normalt 3000 mg/l suspenderte faste stoffer og har et næringsmiddel/biomasseforhold på 0,5.

Claims (9)

1. Pletteringsbad for elektroutfelling av nikkel, inneholdende nikkelsulfamat og eventuelt også nikkelklorid, glansmidler og et pufferstoff, f. eks. borsyre, karakterisert ved at badet inneholder 500— 700 g/l nikkelsulfamat.

2. Pletteringsbad som angitt i påstand 1, karakterisert ved at det inneholder 550—650 g/l nikkelsulfamat, fortrinsvis ca. 600 g/l nikkelsulfamat.

3. Fremgangsmåte for å belegge en gjenstand ved elektroutfelling fra et plet-

teringsbad som angitt i en av påstandene 1—2, karakterisert ved at det brukes en strømtetthet som ved driftstemperaturen ligger mellom linjen EF og GH i fig. 4 på tegningene.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 3, karakterisert ved at strømtetthe-ten ved driftstemperaturen ligger mellom linjen IJ og KL i fig. 4.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 3, karakterisert ved at strømtetthe-ten ved driftstemperaturen ligger mellom linjen IJ og M i fig. 4.

6. Fremgangsmåte for å belegge en gjenstand med elektroutfelling fra et pletteringsbad som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes en slik strømtetthet at den ved driftstemperaturen ligger mellom linjene OP og QR på fig. 5.

7. Fremgangsmåte for å belegge en gjenstand med elektroutfelling fra et pletteringsbad som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at temperaturen er fra 55 til 70° C og strømtettheten fra 3,25 til 7,5 ampere pr. dm<2>.

8. Fremgangsmåte for å danne et glinsende nikkelbelegg på en gjenstand ved elektroutfelling fra et pletteringsbad som angitt i en av påstandene 1—2, uten bruk av glansmiddel, karakterisert ved at strømtettheten ikke overstiger 7,5 am pere pr. dm<2> og at temperaturen er mellom 55 og 70° C.

9. Fremgangsmåte for å danne et glinsende nikkelbelegg på en gjenstand ved elektroutfelling fra et pletteringsbad som angitt i en av påstandene 1—2, under bruk av glansmiddel, karakterisert ved at strømtettheten ér 16 til 38 ampere pr. dm<2> og temperaturen er fra 55 til 70° C.