NO176877B - Neddykkbart biologisk filter for rensing av avlöpsvann - Google Patents

Abstract

Neddykkbart biologisk filter for rensing av avløpsvann kjenneteknet ved at det som en bakteriebærer omfatter en montasje av hovedsakelig kontinuerlige bånd laget av et plastmateriale arrangert i en spiral rundt to baereelementer. Avløpsvannet tilføres ved (101) og føres ut av beholderen som utgjør det biologiske filteret. Hespene (103) av bånd er arrangert vertikalt

Description

Oppfinnelsen angår et biologisk filter for rensing av avløpsvann.

Bakgrunn

Biologiske filtere brukes særlig for behandling av avløpsvann. Disse filtrene er faktisk behandlingsbeholdere eller bassenger som omfatter substrater eller støtte for bakterie-masser som hovedsakelig er involvert i nedbrytningen av det organiske materialet i avløpsvannet.

Ved biologisk filtrering er det kjent å anvende ulike systemer som fungerer aerobt eller anaerobt, slik som faste eller fluidiserte bakterie-masser, bioplater og aktiverte slamprosesser.

FR-A-2.565.579 foreslår en installasjon for behandlingen av avløpsvann med mikroorganismer, der mikroorganismene er absorbert på glassfibre satt sammen i form av en sylindrisk kost; de kan desorberes fra denne på mekanisk vis, som regenererer behandlingsenhetene.

Bruken av glassfibre og deres montasje i form av en sylindrisk kost gjør denne type installasjon kostbar, uten noen garanti for enkel tilgjengelighet til bakteriemassen som formes.

DE-A-3.110.859 beskriver et flertall anordninger, særlig for utskiftning av materialer, bestående av spiralformete plater.

CH-A-621.263 beskriver en anordning for behandling av væsker med gasser, bestående av en kanal som inneholder metall spon eller plastmaterialer.

Alle disse systemene tilbyr kun en liten festeoverflate for bakteriefilmen i forhold til vekten av bærekonstruksjonen som anvendes, eller de krever tunge underbygninger. Vedlikehold av disse i tilfelle blokkering er vanskelig, grunnet deres store volum og deres mangel på indre tilgjengelighet.

Formål

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å forbedre overflate-tilgjengeligheten for feste av bakterier og å redusere kostnadene ved den omgivende underbygning for bakteriebærerne, for på samme tid å framskaffe en enkel tilgjengelighet for vedlikehold av disse.

Oppfinnelsen

Disse formål oppnås med et biologisk filter ifølge den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de tilhørende uselvstendige kravene 2 til 14.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen er neddykkbare biologiske filtre for rensing av avløpsvann kjenneteknet ved at de omfatter, som bakterie-bærer, en montasje av hesper laget av et plastisk materiale i et spiralformet arrangement rundt minst to holde-elementer.

Sammenstillingen av hesper av bånd brukes ved å tilføre den en bakteriemasse i henhold til ordinære teknikker og ved å arrangere den, ved hjelp av holde-elementene, i et basseng for avløpsvann-behandling, fortrinnsvis i flere etterfølgende vertikale plan.

Holde-elementene kan med fordel være i form av ei ramme som kan trekkes ut med hespene av bånd som den er fåret med.

I ett basseng er det mulig å arrangere 3 til 10 rammer av denne typen pr. løpemeter i parallelle vertikale plan.

Båndene som danner hespene er hovedsakelig kontinuerlige, det vi si at de har en stor lengde slik at de lett kan arrangeres rundt holde-elementene som i prinsippet kun trenger å holde båndene i deres ender.

Det kan naturligvis oppstå et avbrudd som et resultat av avrivning eller når enden av en rull er nådd, og i dette tilfellet kan det være påkrevet med et midlertidig feste på holdeelementet.

I henhold til en annen utførelsesform er det foretrukket å sikre festing av båndene på holde-elementet ved å klemme fast et rør med langsgående spalter til holde-elementet, hvilket rør har en diameter større enn holde-elementets.

Båndene kan framskaffes fra en stang av plastmateriale omsatt til kontinuerlige bånd og oppsnodd ved dreining.

Stengene av plastmateriale som brukes kan være av ethvert plastmateriale med evne til å gi et tynt bånd, fortrinnsvis ved dreining, ved hjelp av et kutteverktøy. Bredden av båndet er generelt noen få tidels mm og dets tykkelse er fortrinnsvis flere hundredels mm. Alle andre dimensjoner kan velges uten å avvike fra oppfinnelsens grunntanke.

Det er funnet at teknikken med å framskaffe bånd ved dreining av en stang av plastmateriale ved hjelp av et kutteverktøy gir et ujevnt bånd som er særlig egnet for å oppnå det ønskete substratet.

Andre teknikker kan imidlertid anvendes for å framskaffe båndene, for eksempel ved å lage utsnitt av filmer.

Båndene kan tilvirkes ved ekstrudering av det smeltete plastmaterialet. En overflatebehandling av en eller begge sidene kan i noen tilfeller utføres, med den hensikt å modifisere båndets overflatetilstand.

Plastmaterialene som anvendes for å framskaffe båndene velges i form av polyolefiner, polyamider, polyestere, ABS eller andre kopolymerer. Plastmaterialene som anvendes er faste, delvis faste eller fleksible.

Det vil fortrinnsvis bli brukt plastmaterialer slik som polyetylen eller polypropylen, som gir delvis faste bånd som er særlig egnet for framskaffelse av hespene.

Hespene av bånd kan framskaffes ved bruk av hvilken som helst tttvkkingsteknikk.

For å framskaffe hespene blir båndene viklet regulært på holde-element, som for eksempel består av rørformete rammer eller andre profiler, ved å rotere disse båndene rundt en rotasjonsakse posisjonert fortrinnsvis midt mellom holde-elementene. Andre viklingsteknikker kan også anvendes.

I henhold til en spesielt fordelaktig utførelsesform er det mulig, samtidig med spiral-oppsnoingen på holde-elementene, å dreie båndet om seg selv.

Fdringen av rammene kan omfatte en serie etterfølgende runder på en og samme seksjon av ramma. Festingen av båndene på armene av rammene oppnås ved klemming, sveising eller ved hjelp av en annen festemåte. Rammene er festet til fUterhuset på en fast eller uttagbar måte.

I prinsippet har båndene en bredde på 1 til 5 cm og er oppsnodd på rammene med en rate på 1.5 til 3.5 spiraler pr. løpemeter ramme.

I en utførelsesform av oppfinnelsen ble det funnet å være hensiktsmessig å framskaffe en montasje av luftkanaler (eller kanaler for en annen gass) under trykk inn til hespene av bånd for å rense og vikle opp hespene av bånd.

Figur 1 viser skjematisk systemet for oppvikling av båndene på holde-elementene; figur 2 viser et lengdesnitt og et sidesnitt av holde-elementene;

figur 3 er ei perspektivskisse og ei frontskisse av ei hespe av bånd klar til å posisjoneres i en biologisk fUtermodul;

figur 4 viser et snitt av en biologisk fUtermodul.

Båndene er framskaffet fra en rull av polyetylenfilm med tykkelse 0.03 mm og en lengde på omlag 1000 meter, som har blitt kappet på langs for å framskaffe bånd med bredde på 20 mm.

Figur 1 viser skjematisk systemet for oppvikling av båndene på holde-elementene.

Båndene 1 er viklet på to holde-elementer 3 som i dette tilfellet er PVC-rør med lengde 1 meter og diameter 16 mm. Disse to elementene 3 er plassert i to ender i en innbyrdes avstand på 1.1 m på en roterende gaffel 5.

Det er mulig samtidig å vikle flere bånd som kommer fra ulike ruller 7, 9, 11 montert på bærere 13, IS, 17 integrert med en felles anordning 19 som utfører en vertikal forflytning for å vikle båndene i en spiral rundt holde-elementene.

Bærerne 13, 15, 17 for rullene er i tillegg satt til å rotere for å vri båndene om seg selv før de vikles rundt holde-elementene.

Rotasjonshastigheten vi av gaffelen 5 og rotasjonshastigheten v2 for bærerne 13, 15, 17 for ulike ruller reguleres for å oppnå 1.5 til 2.5 spiraler pr. løpemeter bånd.

Figur 2 viser et lengdesnitt og et sidesnitt av holde-elementene.

Etter at den ønskete mengde bånd har blitt viklet på holde-elementene, blir festingen av båndet 1 på disse elementene 3 sikret ved å klemme fast et PVC-rør 21 forsynt med spalter 22 over hele dets lengde og med en diameter større enn holdelementets 3. Monteringen av en ring 23 med en diameter mindre enn rørets 21 klemt på ved hver ende sikrer båndene i manipulerbare hesper.

Etter at båndene har blitt viklet og festet på de to holde-elementene 3, blir sistnevnte frigjort fra den roterende gaffelen 5.

En uttrekking av omlag 10% av båndene når hespene er frigjort fra oppviklingsgaffelen må tas i betraktning. Dette er forårsaket av stramming av båndene ved uttrekking av rullene når operasjonen utføres med polyetylen.

En andre effekt ved frigjøringen av oppviklingsgaffelen er at hespene får større tykkelse, der vindingene av bånd organiserer seg selv til å danne en "pute".

Figur 3 viser ei perspektiv- og front-skisse av en hespe av bånd klar til å posisjoneres i en fUtermodul.

Tilknytningselementene plasseres horisontalt i bunnen og ved toppen av modulen på en slik måte at hespene posisjoneres på en hovedsakelig vertikal måte.

I illustrasjonsøyemed følger en eksempelvis utførelsesform av en hespe.

En hespe på 1 m<2> kan formes med 5 ruller bånd med lengde 1000 meter, 2 cm bredde og 0.03 mm tykkelse.

Hespen består dermed for hver side av 100 løpe-kvadratmeter, dvs. at en hespe totalt gir 200 m<2> bærer.

Dersom 10 hesper som beskrevet ovenfor plasseres i et filter på omlag 1 m<3 >(kubisk med sidekant 1 m), vil bakteriebærerne (båndene):

- veie 30 kg

- oppta 3% av volumet

- framskaffe ± 2000 m<2> overflate for feste av bakterieflora pr. m<3>, mens de beste resultatene i henhold til kjent teknikk kun tillater 250 m<2> bærer pr. m<3>.

Hespene i henhold til den foreliggende oppfinnelsen gjør det på en fordelaktig måte mulig å oppnå en betydelig bæreflate for bakterieflora, mens de på samme tid kun opptar et lite volum (3%).

Kapping av plastmassene i tynne bånd optimaliserer overflata som tilbys pr. vektenhet materiale som brukes sammenliknet med andre kjente systemer.

For å tillempe rensing og oppviklmg/fngjøring (flytte bakterieflora i overskudd) i den biologiske fUtermodulen, har det blitt framskaffet en anordning bestående av rør 31 som bringer luftpulser til sentrum av og/eller under hespene.

Sideperforeringer 33 er forsynt i rørene for å sende luftpulser inn i hespene.

Figur 4 viser et snitt av en biologisk fUtermodul bestående av en boks med sidekant 1 m, hvor det er arrangert 9 hesper forsynt med 3 kg bånd pr. hespe.

Avløpsvannet ledes ved 101 og heUes inn i tanken som utgjør det biologiske filteret. Hespene 103 er arrangert vertikalt.

Rensingen og oppviklingen av sonene inne i hespene sikres ved en fordeling av luftpulser som kommer fra perforerte rør 105 anbrakt inne i hespene, mens rensing og oppvikling av sonene utenfor hespene utføres ved hjelp av luftpulser som kommer fra perforerte rør 107 plassert under hespene.

På tilførselsrøret 109 for luft er det en forgrening for luft tiltenkt renseanordningene.

Oksygenet som kreves for bakteriefloraen kommer også fra tilførselsrøret for luft og transporteres mot en diffusor Ul der dette oksygenet spres mot en oksygenkolonne 113.

Det rensete vannet fjernes ved 115 og en dekantør kan anvendes etter behov.

Materialene som anvendes både for produksjon av bæreren og huset som opptar sistnevnte, gjør det mulig å gjøre montasjen neddykkbar og flytende, i lys av at deres spesifikke densitet er praktisk talt lik.

Hespene kan også tjene som en foring i bassengene med ordinære biologiske filtere. Driftstiden er lang, forutsatt at materialene som velges til dette bruk ikke er biodegraderbare.

Orienteringen av båndene favoriserer fjerning av de aktiverte slampartiklene og gjør det lett å penetrere inn i foringen, i tilfelle en blokkering, via konvensjonelle rensesystemer.

Dette biologiske filtersystemet kan forsynes med luft og vann med alle ordinære teknikker og kan fungere aerobt så vel som anaerobt.

Beregningseksempel

En biologisk fUtermodul på 1 m3 laget av 9 hesper på 200 m<2>, dvs. 1800 m<2>/m<3 >bæreflate for feste av bakteriefloraen gir følgende resultater: Totalvolumet av filteret varierer med typen oksygenering som velges, for eksempel et pulsluft-system, overflateemulgator, venturi, væske-oksygen, etc.

I dette eksemplet er det brukt integrert pulsluft-teknikk (for oksygenering, resirkulering og rensing/oppvikling).

Strømningshastigheten for vanntilførselen er 10 l/min eller 14.4 m<3>/dag. Det bør bemerkes at 14.4 mVdag tilsvarer 80 eller 96 personekvivalenter i volum, avhengig av hvorvidt den aksepterte norm er 150 eller 180 liter pr. dag pr. person.

Ogsygennivået under båndene opprettholdes mellom 1.5 og 3.2 ppm ved å tilpasse strømningsraten av luft.

Temperaturen varierer mellom 12 og 14°C.

Resultatene er:

Claims (14)

1. Gjennomsnittlig KOF ved innløp: 482 mg 02Gjennomsnittlig KOF ved utløp: 68 mg O2Effektiviteten er dermed (482-68)/482 = 85.9%

   Den etterfølgende bruk av moduler i serier gjør det mulig å redusere KOF til under normene som anbefales i forskrifter som angår avløpsvann. Patentkrav 1. Biologisk filter for rensing av avløpsvann,karakterisert ved at det omfatter, som bakteriebærer, en montasje av hesper av hovedsakelig kontinuerlige bånd (1) laget av et plastmateriale i et spiralformet arrangement rundt minst to holde-element (3).
2. 2. Filter ifølge krav 1,karakterisert ved at montasjen av hespene av bånd (1) arrangeres ved hjelp av holde-elementene (3), i et basseng for behandling av avløpsvann, fortrinnsvis i flere etterfølgende vertikale plan.
3. 3. Filter ifølge krav 1 eller 2,karakterisert ved at holde-elementene er i form av en ramme som kan trekkes ut med hespene av bånd som den er fåret med.
4. 4. Filter ifølge krav 3,karakterisert ved at 3 til 10 rammer fåret med hesper av bånd er posisjonert i parallelle vertikale plan pr. løpemeter.
5. 5. Filter ifølge et av kravene 1 til 4,karakterisert ved at båndene som danner hespene er hovedsakelig kontinuerlige, det vil si at de har en stor lengde slik at de lett kan arrangeres rundt holde-elementene.
6. 6. Filter ifølge et av kravene 1 til 5,karakterisert ved at festingen av båndene på holde-elementet sikres ved å klemme et rør (21) med langsgående spalter (22) fast til holde-elementet, hvilket rør (21) har en diameter større enn holde-elementets (3).
7. 7. Filter ifølge et av kravene 1 til 6,karakterisert ved at båndene er framskaffet fra en stang av plastmateriale omsatt til kontinuerlige bånd ved ombtøining.
8. 8. Filter ifølge et av kravene 1 til 7,karakterisert ved at båndene er framskaffet ved utsnitting fra filmer.
9. 9. Filter ifølge et av kravene 1 til 8,karakterisert ved at plastmaterialene som anvendes for framskaffelse av båndene er valgt i form av et polyolefin, polyamid, polyester, ABS eller andre kopolymerer.
10. 10. Filter ifølge et av kravene 1 til 9,karakterisert ved at bredden av båndene er i størrelsesorden noen få tidels mm og at tykkelsen er fortrinnsvis i størrelsesorden flere hundredels mm.
11. 11. Filter ifølge et av kravene 1 til 10,karakterisert ved at båndene har en bredde på 1 til 5 cm og er oppsnodd på holde-elementene (3) i en mengde på 1.5 til 3.5 vindinger pr. løpemeter holde-element.
12. 12. Filter ifølge et av kravene 1 til 11,karakterisert ved at hespene er framskaffet ved vikling av båndene (1) regulært på holde-elementene (3) ved å rotere disse båndene om en akse ved rotering av en gaffel (5) posisjonert fortrinnsvis midt mellom holde-elementene (3).
13. 13. Filter ifølge et av kravene 1 til 12,karakterisert ved at båndet (1) er viklet om seg selv samtidig med oppsnoingen på holde-elementene (3).
14. 14. Filter ifølge et av kravene 1 til 13,karakterisert ved at det omfatter en montasje av kanaler (105,107) som bringer luft eller en annen gass under trykk inn til hespen av bånd for å rense og/eller oppvikle/løsgjøre hespene av bånd.