NO159265B - Apparat for rensing av vann, saerlig avloepsvann, ved hjelpav en biologisk oksydasjonsmetode. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et apparat for rensing av vann, særlig avløpsvann, ved hjelp av en biologisk oksidasjonsmetode. Biologisk behandling av avløpsvann er basert på det prinsipp at en naturlig bakterieaktivitet fremmes ved omrøring og innføring av oksygen i avløpsvannet, vanligvis ved lufting og ved an-bringelse av et egnet substrat for oksidasjonsbakteriene.

En biorotor er en langsomt roterende sylinder som er horison-talt plassert og delvis neddykket i det vann som skal behandles. Når rotoren roterer langsomt vil en bikakelignende anordning vekselvis synke ned i vannet/avløpsvannet for å gjøre bakteriene fuktig og stige opp i luften hvor det er store mengder oksygen tilgjengelig slik at det kan finne sted en effektiv bakterieaktivitet i en tynn vannfilm. Dette fremmer utveks-lingen av vann og luft i biomassen og gjennomføringen av oksida-sjonen såvel som nedbrytingen av organisk avfallsstoff som finner sted under naturlige betingelser. Den indre oppbygging av sylinderen er beregnet på å gi de størst mulige områder som bakteriene kan feste seg til.

I kjente biorotorer er biomassesubstratet bikakelignende og fremstilt av plast eller metall. Fremstillingen av den bikakeformede anordning krever kostbare fremstillingsmetoder. Fordi den bikakeformede anordning også tjener som en lastbærende konstruksjon, begrenser dette en økning av arealet for biomassesubstratet, som vil kreve en ekstremt findelt bikakeformet anordning. Rotoren er vanligvis montert i lagre ved endene,

og rotasjonen gjennomføres fra en ende ved hjelp av en kjede eller en utveksling. Rotasjonskraften som kreves av rotoren er høy og krever tungt drivmaskineri. Da rotoren understøttes ved enden må det anbringes en stabil sentralaksel, og stør-relsen på rotoren kan ikke bli øket ubegrenset.

I tillegg er det kjent å benytte luftblåsing inn i vannet under biorotoren, hvorved en sirkulerende bevegelse av avløpsvann-massen tilveiebringes og følgelig en rotasjon av rotoren. I praksis er denne prosess gjort mer effektiv ved hjelp av luft-begre som anordnet i rotoren, hvilke luftbegere tilveiebringer en ekstra dreiebevegelse for biorotoren. En ulempe ved denne type luftblåsedrift er imidlertid det høye energikrav for luft-pumpingen.

Den største ulempe ved eksisterende biorotorer er kanskje sam-lingen av biomassen i den fullstendig statiske bikakeformede anordning. Dette resulterer i en reduksjon i aktivt areal,

som reduserer effektiviteten for rensingen og overbelastning av bærekonstruksjonen for selve rotoren når massen som skal heves øker kontinuerlig. I praksis har det hyppig oppstått sammenbrudd for den bikakeformede anordning. For å utelukke dette problem må det anbringes faste og dyre bikakekonstruk-sjoner eller en mekanisk rensing av bikakekonstruksjonen må anbringes eller bikaken må skiftes ut med korte intervaller.

Biorotoren ifølge oppfinnelsen unngår ulempene ved de eksisterende biorotorer og øker samtidig renseeffektiviteten. Dette er oppnådd ved hjelp av de karakteriserende trekk som er angitt i kravene.

Oppfinnelsen er fordelaktig hovedsakelig på grunn av at den er enkel i konstruksjon, og ved at den bikakeformede anordning er erstattet av et lett, granulært materiale. Dette materiale danner en såkalt hydrostatisk lagring som eliminerer avbøyning av den sentrale aksel og muliggjør fremstilling av rotoren med en større diameter og lengde enn det som tidligere var mulig. Samtidig er det oppnådd en mangfoldig substratform for biomassen pr. volumenhet i sammenligning med de tidligere kjente løsninger. Når kornene gnis mot hverandre forhindres en for-sterket vekst av tykkelsen for biomasselaget såvel som de ulemper som bevirkes av dette. En enkel sirkulasjon av avløps-vannet og det rensede vann gjennom rotortrommelen og separa-sjonen av faste substanser ut av den aktive biomasse bevirkes

*red bruk av et siktlignende overflatemateriale for rotoren. Rotasjon av trommelen ved hjelp av det innkommende vann betyr en besparelse av drivkraft.

Det er av vesentlig betydning at en rotor med en modulkonstruk-sjon lett kan fremstilles i forskjellige størrelser. Kornstør-relsen av det granulære materiale, dvs. det inerte medium,

kan velges slik at det passer til formålet i hvert spesielle tilfelle, og hvis nødvendig kan det skiftes ut på enkel måte, noe som ikke er mulig med de tidligere kjente løsninger. De bioleier som benyttes i mindre vannbehandlingsenheter kan også erstattes av et substrat av et granulært materiale for biomassen .

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel som er nærmere illustrert på tegningen, hvor:

fig. 1 er et generelt riss av en biorotor,

fig. 2 er et tverrsnittriss av et apparat ifølge oppfinneslen,

og

fig. 3 illustrerer en sektormodul av apparatet ifølge oppfinnelsen .

Fig. 1 er et generelt riss av et basseng 1 i et vannbehandlings-anlegg og en biorotor 2 ifølge oppfinnelsen som flyter i bassenget og holdes oppe av et løst medium anbragt i rotoren.

Det vann som skal renses føres gjennom dyser 4 i et materør ,3 til en tagget ring 5 på biorotoren, idet vannet bevirker den dreiende bevegelse som roterer rotoren. Dette prinsipp er tidligere kjent fra vannmøller, men forskjellen ligger i at vannet her samtidig føres inn i rotoren gjennom en siktlignende yttermantel 6 på biorotoren. Etter at vannet er ført gjennom biorotoren blir det ført videre gjennom en sentral tunnel 8 til enden 7 av rotoren, hvorfra det kan videreføres for ytterligere behandling i en etterfølgende rotor, eller hvis det er fullstendig renset, fjernes fra prosessen.

Som illustrert i tverrsnittrisset på fig. 2 er biorotoren

ifølge oppfinnelsen utformet av sektorformede moduler 20, som

er nærmere beskrevet i forbindelse med fig. 3. Den siktlignende ytre mantel 6 kan være fremstilt av en perforert plate, et trådmateriale eller lignende. Det er vesentlig at den siktlignende mantel bevirker en for-sikting og separasjon av f.eks. fibrøse partikler på utsiden av biorotoren for å fremme den biologiske oksidasjon. På denne måte er det mulig å gjennvinne såkalt mel som foreligger f.eks. i avløpsvannet fra papir-fabrikker. I praksis kan dette gjøres f.eks. ved hjelp av etter-givende, børstelignende skraper 19, som på fig. 2 er plassert over en renne 12 som fører ut overflødig vann.

Som det fremgår av fig. 2 mates vannet til omkretsen av rotoren gjennom materør 3 og dyse 4 og siver gjennom mantelen 6 ved den taggete ring 5 inn på de løse korn 11 hvorfra det videre siver langsomt nedover. Slike løse korn kan bestå f.eks. av kork eller plast. På grunn av at matehøyden er over vannflaten til bassenget 1 vil det dannes en dreiebevegelse som dreier eller roterer rotoren. Når de løse korn synker i det vann som skal behandles er de fullstendig fuktet med vann, og når de stiger opp på den motsatte side vil overflødig vann strømme bort mellom kornene, noe som bringer den fuktede biomasse på overflaten av kornene til kontakt med luft over hele overflaten. Ved hver rotasjon av rotoren bevirkes en utveksling av vann som skal behandles og luft bringes gjennom hele biomassen, noe som sikrer den best mulig driftseffektivitet. Videre vil rotoren blande vannet som skal behandles mens det roterer.

Fordi sektoren 20 ikke er fullstendig fylt med løst medium

11, vil kornene i disse bevege seg under rotasjon for rotoren og gnis mot hverandre, noe som bevirker en selvrensing med det resultat at biomassen ikke kan gro for sterkt i tykkelse slik at systemet vil kunne blokkeres. Når det granulære materialet er lettere enn vann dannes en oppdrift som holder både det granulære materialet 11 og hele biorotorens konstruksjon oppe. Det løse medium 11 tjener således som en hydraulisk lagring av biorotoren for hele systemet og frembringer en jevn understøttelse over hele lengden av rotoren. Følgelig kan bio-

rotoren konstrueres meget lett og trommlene kan ha stor diameter og enhver lengde.

Også konstruksjonen av den sentrale tunnel eller kanal 8 fremgår av fig. 2 så vel som virkningen av trauene 9 som er plassert deri. En skruelinjelignende konstruksjon oppnås ved å montere trauene 9 i en skrånende stilling i forhold til rotorens langsgående aksel, idet vannet som siver inn til sentrum forskyves mot utløpsenden 7 av biorotoren (fig. 1). Alternativt kan en kontinuerlig sirkulasjon av vannet som skal behandles bli tilveiebragt ved å utstyre den sentrale tunnel eller kanal 8 med lukkede ender, og ved å pumpe vann fra utløps-enden 7 til et etterfølgende trinn i prosessen. Veggen 10 i den sentrale tunnel i rotoren kan være fremstilt av et siktlignende materiale tilsvarende til det for den ytre mantel 6.

Ved å variere kornstørrelsen for det granulære materiale 11 kan mengden av aktiv biomasse i en volumenhet effektivt inn-stilles i samsvar med kravene i hvert spesielle tilfelle. Hvis f.eks. en kornstørrelse med en diameter på ca. 8 mm benyttes vil det aktive biomasseareal som oppnås være så stort som 500 m 2 /m 3 og også mer, noe som er mer enn tre ganger sa o stort i sammenligning med det som oppnås ved bikakekonstruksjonene i de tidligere kjente biorotorer. Ved reduksjon av kornstør-relsen kan det aktive areal bli ytterligere øket. På denne måten er det mulig å drive biorotoren selv i meget små vann-behandlingsinstallasjoner, hvis nødvendig. På en annen side kan store og effektive biorotorer bli konstruert for høykapasi-tetsanlegg.

Fig. 3 illustrer en sektor modul 20 i biorotoren ifølge oppfinnelsen. Denne er utformet av endevegger 14, hjørnestøtter 13, taggete støtter 15, bunnstøtter 18, en mantel 6, mellom-vegger 17 og en bunnvegg 10. Endeveggene 14, mellomveggene

.17 og bunnveggen 10 kan være fremstilt av et materiale som

er permeabelt for vann, såsom f.eks. en vireduk, eller , hvis ønsket kan mellomveggene 17 og endeveggene 14 være faste. Sektoren er i en hoveddel fylt med løst medium 11, det må imidler-

tid beholdes et fritt rom 21 (fig. 2) slik at de løse korn kan bevege seg og gnis mot hverandre. Gnidningen og innbyrdes blanding av kornene kan hvis nødvendig gjøres mere effektivt ved hjelp av agitatorplater 16 som er festet inne i sektorene. Ved å frigjøre endeveggene 14 i sektoren fra hjørnestøttene

13 kan hele sektoren frigjøres for vedlikehold eller f.eks.

for utskifting av løst medium 11. Naturligvis kan biorotoren ifølge oppfinnelsen bli konstruert også på annen måte enn ved bruk av moduler. Da det ikke foreligger noen stasjonær bikakeformet anordning kan sektormodulene eller lignende konstruk-sjoner lett bygges opp med forskjellige størrelser eller med forskjellige former hvis dette er nødvendig. Det løse medium som benyttes som substrat for biomassen er egnet for enhver tverrsnittsform for biorotoren.

Biorotoren ifølge oppfinnelsen kan også benyttes for rensing

av avgasser eller andre gasser eller for luktfjerning ved bruk enten av en biologisk eller kjemisk metode. Avgassene eller hvilke som helst andre gasser som skal renses føres inn i den sentrale tunnel 8 i rotoren, hvorfra de transporteres gjennom det løse medium 11 og reagerer der med væskefilmen på mediet. Ved en biologisk metode vil en biologisk oksidasjon finne sted

i overflatefilmen på det løse medium og en væske, f.eks. en alkalisk oppløsning på hvilken rotoren flyter, nøytraliserer pH-verdien slik at den biologiske prosess ikke strupes. Ved en kjemisk metode vil avgassene reagere kjemisk med væsken som inneholdes i overflatefilmen til det løse medium. Begge metoder bruker store arealer som oppnås ved hjelp av det løse medium for reaksjonen, såvel som selvrensing av rotoren når kornene gnis mot hverandre.

Det er åpenbart at biorotoren ifølge oppfinnelsen og det løse medium som er anbragt i denne også kan benyttes til andre rense-formål for vann og gass enn beskrevet ovenfor.

Claims (2)

1. Apparat for rensing av vann, særlig avløpsvann, med en biologisk oksydasjonsmetode, hvilket apparat omfatter en biorotor (2) delvis neddykket i det vann som skal behandles, hvilken biorotor under sin rotasjon vekselvis senker et substrat for biomassen ned i vannet og løfter det opp i luften for å fremme aktiviteten for den aktive biomasse, karakterisert ved at et i og for seg kjent granulært medium (11) som benyttes som substrat for biomassen er anbragt inne i biorotoren (2), hvilket granulære medium samtidig tjener som et hydraulisk lager som holder hele bio-rotorkonstruksjonen oppe, såvel som den aktive biomasse.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at trau (9) som danner en skruelinje er anordnet i en sentral tunnel (8) i rotoren (2) for fjerning av det rensede vann.