NO323790B1 - Fremgangsmate og anordning for a fjerne partikler fra avlopsvann - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et anlegg for å fjerne partikler fra avløpsvann, så som råkloakk elle grovsilt avløpsvann. Oppfinnelsen består i kombinasjonen av at avløpsvannet, sammen med dispergeringsvann i en passende mengde, og eventuelt også kjemikalier ved behov, innføres ved en nedre ende av en tank, slik at avløpsvannet sammen med dispergeringsvann og eventuelle kjemikalier strømmer oppover og fordeles jevnt over hele tankens tilgjengelige tverrsnittsareal slik at partikler i avløpsvannet gis mulighet til å feste seg til luftbobler i dispegeringsvannet for dannelse av slam; hvoretter avløpsvannet ledes inn i et flotasjonskammer hvor slam og avslammet vann skilles og slammet fjernes fra flotasjonskammerets øvre ende; og at utskilte partikler fjernes ved hjelp av et roterbart filter som transporterer utskilte partikler og slam ut av flotasjonstanken, mens avsilt avløpsvann ledes separat for videre behandling.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en. fremgangsmåte og en anordning for å fjerne partikler fra avløpsvann, så som råkloakk eller grovsilt avløpsvann, der avløpsvannet, sammen med dispergeringsvann i en passende mengde og eventuelt kjemikalier ved behov innføres ved en nedre ende av en fIotasjonstank, slik at avløpsvannet, sammen med tilført dispergeringsvann og eventuelt kjemikalier, strømmer oppover og fordeles jevnt over hele fIotasjonstankens tilgjengelig areal, hvorved partikler i avløpsvannet gis mulighet til å feste seg til luftpartikler i dispergeringsvannet for dannelse av slam. Slam og avslammet vann skilles og slammet fjernes fra fIotasjonstankens øvre ende ved hjelp av et roterende, skråstilt filter for transport av utskilte partikler og slam ut av fIotasjonstanken. Båndfilterets nedre ende er beliggende sideveis forskjøvet i forhold til den sirkulære vertikale flotasjonstanken, mens avsilt avløpsvann ledes separat ut av tanken på et nivå under båndfilteret for videre behandling.

Kravet til rensing av avløpsvann, så som råkloakk og eller grovsilt avløpsvann, blir strengere og strengere. Det vil innføres nye primærrensekrav i Norge fra og med 1.januar 2006. De nye kravene som innføres vil innebære at samtlige utslipp langs kysten fra Lindesnes til Grense Jakobselv skal behandles innenfor regelverket og pålegges som et minimum et primærrensekrav.

Fra norsk patent nr. 156,975 er det kjent en anordning for separering av stoffer som finnes i avløpsvann og som har en tetthet som ligger nær avløpsvannets tetthet. Ved å akselerere og retardere en strøm av avløpsvann som inneholder partikler med høyere og lavere tetthet enn den bærende væsken i vertikalretningen under samtidig endring av strømnings-retningen, kan partikler som er tyngre enn den bærende væsken bunnfelles på bunnen av en beholder, hvorfra de kan tappes ut, mens partikler som er lettere enn den bærende væsken samles på overflaten, hvorfra de fjernes, eksempelvis gjennom avskumming. For avskumming benyttes en om en horisontal akse

roterende skrape, plassert ved karets øvre ende.

Fra US 4468320 er det kjent en fremgangsmåte for å behandle vann ved bruk av et fIotasjonskammer med et integrert filterbånd. Avløpsvann og trykksatt dispergeringsvann føres inn i den nedre del av et flotasjonsbasseng. Partikler fra avløpsvannet fester seg med luftpartikler fra dispergeringsvannet, hvorpå disse føres til overflaten der de utskilte partikler fjernes ved hjelp av et roterende filter. Den trykksatte væske tilføres fIotasjonskammeret via utluftings-ventiler og gjennom et jetrør til en trykkutløsingssone, hvorpå dispergeringsvæske fordeles over en større flate av tanken.

JP 63162088 viser en kombinert filtrerings- og flota-sjonsenhet som anvendes til rensing av vann. Filtreringsenheten er et roterende filter som er delvis neddykket i fIotasjonsenheten. Små bobler tilsettes fra en boblegenerator i bunnen av fIotasjonsenheten. Vann som skal behandles tilsettes i bunnen av tankene.

US 4882068 beskriver en kombinert filtrerings- og fIotasjonsenhet som anvendes til fjerning av væske fra partikkelholdige suspensjoner. Bobler tilføres suspensjonen, enten i form av luft/gass eller trykksatt væske via dyser i bunnen av en fIotasjonstank, slik at disse kan feste seg på partiklene i suspensjonen.

JP 2000093943 beskriver en fIotasjonsenhet som benytter en fordelingssone for å fordele vannmassen som skal behandles, samt det trykksatt dispergeringsvann.

JP 08192142 beskriver en kombinert filtrerings- og fIotasjonsenhet som anvendes til rensing av vann. Filtreringsenheten er en roterende trommel som er helt neddykket i fIotasjonsenheten. Trykksatt dispergeringsvann tilsettes for å oppnå en fIotasjonseffekt.

Det er også tidligere kjent å benytte et båndfilter for mekanisk rensing av avløpsvann og fIotasjon for kjemisk rensing av avløpsvann, samt å transportere bort slam og faste partikler,' samtidig med av væsken tiliates å strømme gjennom båndfilteret. I avløpsrapport nr. 1/2004, datert 10. desember 2004 fra prosjektet Primærrens - Delprosjekt 6 - Erfrainger med silanlegg - Case Berge, beskrives bruk av et storbånd-filter for rensing av kommunalt avløpsvann. Ifølge rapportens konklusjon tilfredsstiller ikke dette anlegget kravene til primærrensing.

Det er videre vist ved undersøkelser og forsøk at konvensjonelt filter ikke klarer å oppfylle rensekravet uten koagulering. Ved å flottere avløpsvannet før båndfilteret vil rensekravet til primærrensing kunne oppfylles uten koagulering. Anlegget er allikevel forberedt for mulighet for koagulering dersom forholdene skulle tilsi det.

Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å få fram en fremgangsmåte og en tank som sikrer at primærrensekravene møtes på en effektiv og optimal måte.

Et annet formål er å kombinere i og for seg kjent teknologi på en slik mate at en oppnår meget

kostnadseffektive løsninger for mekanisk behandling av avløpsvann.

Formålene ved foreliggende oppfinnelse oppnås ved en løsning som nærmere definert i den karakteriserende del av de medfølgende selvstendige patentkrav 1 og 3, lest i sammenheng med innledningen i disse selvstendige krav.

Mulige utførelsesformer av oppfinnelsen er definert i de uselvstendige patentkrav.

Ved løsningen ifølge foreliggende oppfinnelse oppnås et kompakt og kostnadseffektivt anlegg for primærrensing og som garantert vil kunne oppfylle de rensekrav som er definert i de nye avløpsforskriftene som er tilpasset EU-kravene.

Det er særlig kombinasjonen av et fIotasjonskammer og en tilknyttet og et integrert båndfilter ifølge oppfinnelsen som gir den ønskede kvalitet på primærrensingen.

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til de medfølgende tegninger, der: figur 1 viser et skjematisk vertikalt oppriss av en kombinert fIotasjonsenhet og et båndfilter ifølge oppfinnelsen; og

figur 2 viser et horisontalt oppriss, sett ovenfra, av den kombinerte enhet som er vist på figur 1.

Figur 1 viser skjematisk et vertikalt oppriss av en et fIotasjonsanlegg 10. Flotasjonsanlegget 10 omfatter en tank 11 som er utformet med en innføringssone 12 der mer eller mindre ubehandlet råkloakk eller avløpsvannet føres inn gjennom et tilførselsrør 13 og blandes med dispergeringsvann som kommer inn i innføringssonen 12 gjennom et tilførselsrør 14. Tanken kan med fordel ha et sirkulært tverrsnitt og kan med fordel være avlang. Dispergeringsvannet leveres fra en tank (ikke vist) for dispergeringsvann. Ved sin nedre ende er tanken 11 dessuten utstyrt med en sump 15 for oppsamling av

utfelt slam bestående av partikler med større tyngde enn den bærende væsken. Oppsamlet slam i sumpen kan tappes ut gjennom et slamrør 16 som åpnes og lukkes av en ventil 17. Sumpen er dannet ved at røret 13 rager et stykke inn i tanken 11 og er avsluttet på et dertil egnet nivå over slamrørets 16 utløp.

Tanken 11 er videre utstyrt med en vannfordeler 18 som ifølge utførelsesformen vist på figur 1 er beliggende konsentrisk i tankens 11 midtre område. Formålet med vannfordeleren 18 er å danne en akselerasjonssone 19 i tanken 11. Hensikten med akselerasjonssonen er å.øke hastigheten på slampartiklene slik at en sikrer at denne føres effektivt opp til overflaten for så å bli ført fram til båndfilteret. Vannfordeleren 18 kan med fordel ved sin nedre ende være utformet med en konisk, fortrinnsvis rettavkortet konisk form. Likeledes kan vannfordeleren 18 ved sin øvre ende være avsluttet med en konus. Hensikten med denne form på endene er å bidra til den ønskede akselerasjon ved vannfordelerens 18 nedre ende. Qg den ønskede deselerasjon av væskestrømmen ved vannfordelerens 18 øvre ende.

Nedstrøms for vannfordeleren 18 er det dannet et utskillingsrom 20 hvor strømningshastigheten er kraftig redusert og der slampartikler flyter opp til overflaten av

tanken 11 og danner et slamteppe 23.

Ved tankens 11 øvre ende er det videre anordnet et roterbart båndfilter 21. Båndfilteret 21 omfatter et kontinuerlig bånd 22 som er av en type som fanger opp og kan transportere bort slammet og som samtidig tillater væsken å trenge gjennom båndet 22. Båndet 22 løper rundt to ruller 24 og fortrinnsvis et flertall innvendige ruller 25 og/eller føringsplater (ikke vist) for å sikre at båndet 22.holdes stramt og ikke sagger. Rullenes 24 rotasjonsakser er horisontale og parallelle. Båndfilteret 21 drives av en. motor 26. Som vist på figuren er båndfilteret 21 skråstilt der båndfilterets 21 nedre ende er beliggende på et nivå under slamteppet 23, mens båndfilterets 21 øvre ende er beliggende over tankens 11 øvre kant og kommuniserer med en enhet (ikke vist) for oppsamling "av utskilt slam transportert med båndfilteret 21.

I området for båndets 22 øvre ende er det anordnet en enhet 26 vibreringsenhet som skal sikre at slamlaget i størst mulig grad frigjøres fra båndet 22.

Ved båndfilterets 21 øvre ende, ved undersiden, er det anordnet en avskraper (ikke vist) og/eller dyser (ikke vist), der dysene blåser trykkluft ved høyt trykk mot båndets 22 overflate i en slik retning av mulig restslam blåses av båndet 22.

Ved tankens 11 øvre ende er det videre anordnet et utløpsrør 27 for transport av avslammet vann bort fra tanken 11 for videre behandling. Utløpsrøret er anordnet på et nivå under slamteppet 23, på nivå med væskespeilet 30 i tanken 11.

Som indikert på figur 1 og som vist på figur 2 er båndfilteret 21 beliggende i et kanalformet skråstilt trau 28. Utløpsrøret 27 er anordnet ved trauets 28 midtre område.

Oppfinnelsens virkemåte skal i det følgende beskrives nærmere: Avløpsvann (direkte som råkloakk eller grovsilt) tilføres i bunnen av tanken 11 gjennom innløpsrøret 13. Her kan eventuelt en koagulant tilsettes ved behov. Straks etter innløpet tilsettes dispergeringsvann i en passende mengde, normalt 5-15% av innkommende avløpsvann. Dispergeringsvann er luftmettet vann som ved trykkreduksjon utløser en mengde mikroskopiske luftbobler {Henrys lov). Disse mikroskopiske boblene treffer effektivt samtlige partikler i avløpsvannet i innføringssonen 12 og akselerasjonssonen 19 slik at partiklene sammen med luftboblene føres til overflaten i tanken 11. De partikler som er tyngre enn den bærende væsken vil synke ned og sedimenteres i sumpen 15 for videre fjerning gjennom slamrøret 16 og ventilen 17.

Vannfordeleren 18 med de koniske endeflatene sikrer nok akselerasjonskraft og fordeling av vannet over arealet i tanken for å sikre en god forbindelse mellom luftboblene i dispergeringsvannet og de partikler som er like lette eller lettere enn den bærende væsken.

Slammet mister hastighet ved enden av vannfordeleren 18 og føres skate til overflaten i tanken 11, der alt slam/vann dekanteres ut via båndfilteret 21. Båndfilterets 21 finhets-grad bestemmes av.avløpsvannets sammensetning. Hastigheten på båndfilteret 21 reguleres slik at man opparbeider en filter-kake ved hjelp av slamteppet 23. Det er denne filterkaken som bestemmer anleggets filtreringsegenskaper og hvilken rense-effekt man får.

På toppen av båndfilteret 21 avskrapes slammet ved hjelp av luft og/eller vann. Slammet samles i egen beholder (ikke vist). Det rensede avløpsvannet som har passert båndfilteret dekanteres ut til resipient.

Hele anlegget styres automatisk. Dispergeringsanlegget 10 benytter dels renset avløpsvann, dels rent nettvann avhengig av installasjonen. Båndfilterets 21 hastighet skal kunne reguleres slik at man får opparbeidet et optimal slamteppe 23 og filterduk 22.

Selv om det er anført at kjemikaler kan tilsettes, skal det anføres at løsningen ifølge oppfinnelsen normalt skal fungere uten tilsetting av koagulant. Mulighetene for tilsetting av slike koagulanter er imidlertid innebygd i system, jfr. hva sorti er anført ovenfor om eventuell tilsetting av kjemikalier dersom behovet skulle være tilstede.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å fjerne partikler fra avløpsvann, så som råkloakk eller grovsilt avløpsvann, der avløpsvannet, sammen med dispergeringsvann i en passende mengde og eventuelt kjemikalier ved behov, innføres ved en nedre ende av en fIotasjonstank (10), slik at avløpsvannet, sammen med tilført dispergeringsvann og eventuelle kjemikalier strømmer oppover og fordeles jevnt over hele fIotasjonstankens (10) tilgjengelige areal hvorved partikler i avløpsvannet gis mulighet til å feste seg til luftpartikler i dispergeringsvannet for dannelse av slam; der slam og avslammet vann skilles og der slammet fjernes fra fIotasjonstankens (10) øvre ende ved hjelp av et roterende, skråstilt filter (22) som transporterer utskilte partikler og slam ut av fIotasjonstanken (10), der båndfilterets (22) nedre ende er beliggende sideveis forskjøvet i forhold til den sirkulære, vertikale fIotasjonstanken (22), mens avsilt avløpsvann ledes separat ut av tanken på et nivå under båndfilteret (22) for videre behandling, karakterisert ved at blandingen av avløpsvann og dispergeringsvann, eventuelt med kjemikalier, gis en hastighetsøking i vertikal retning oppad langs en del av fIotasjonstankens (10) vertikale lengderetning ved at væsken tillates å passere gjennom et område i fIotasjonstanken (10) med avtagende tverrsnittsareal, for derigjennom å sikre en god forbindelse mellom dispergeringsvannet og de partikler som er suspendert i avløpsvannet, hvoretter hastigheten deretter reduseres i retning oppad ved at avløpsvannet tillates å strømme gjennom et område av flotasjonstanken (10) med et økende tverrsnittsareal, slik av slam som er dannet tillates å skilles ut fra avløpsvannet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der akselerasjonen av hastighet tilveiebringes å la avløpsvannet med dispergeringsvann passere forbi et tverrsnitt i fIotasjonstanken (10) som er vesentlig smalere enn tanktverrsnittet under areal og at hastigheten deretter reduseres ved at avløpsvannet og dispergeringsvannet passerer gjennom et tverrsnitt som er vesentlig større enn tverrsnittsarealet under.

3. Anordning for å fjerne partikler fra avløpsvann, så som råkloakk eller grovsilt avløpsvann, omfattende en flota-sjonstank (10) som er konfigurert slik at avløpsvannet, sammen med dispergeringsvann i en passende mengde og eventuelt kjemikalier ved behov, innføres gjennom et innløpsrør (13) ved flotasjonstankens (10) nedre ende; at av-løpsvann og innblandet dispergeringsvann og utskilt slam ledes oppover og inn i et fIotasjonsområde hvor slam og avslammet vann skilles slik at slammet flyter på væskeflatens overflate, hvoretter slammet fjernes fra fIotasjonstankens (10) øvre ende ved hjelp av et roterbart, skråstilt filter (22) som ér anordnet ved flotasjonstankens (10) øvre ende der det roterbare filterets (22) nedre ende rager ned i flotasjonstanken (10) til et nivå under det utskilte slamlaget ved filterets (22) øvre ende, idet båndfilterets (22) nedre ende er beliggende sideveis forskjøvet i forhold til den sirkulære, vertikale fIotasjonstanken (10) , karakterisert ved at fIotasjonstanken (10) er vertikal, sylindrisk med et sirkulært tverrsnitt og med større høyde enn diameter, idet fIotasjonstanken (10) ved sitt midtre område er utstyrt med vannfordeler (18) med en nedre konisk form som reduserer flotasjonstankens (10) horisontale strømningsareal oppad, slik at avløpsvannet, sammen med tilført dispergeringsvann og eventuelle kjemikalier som strømmer oppover, bringes til å akselerere for å fordeles jevnt over hele flotasjonstankens (10) tilgjengelige areal slik at partikler i avløpsvannet gis mulighet til å feste seg til luftpartikler i dispergeringsvannet for dannelse av slam, og at tankens frie tverrsnitt over vannfordeleren (18) er vesentlig større, enn det frie strømningsareal rundt vannfordeleren (18), hvorved den vertikale bevegelse av væsken oppad igjen reduseres.

4. Anordning ifølge krav 5, der det roterbare, smalt båndfilter (22) løper i et avlangt trau (28) med bredde som er lik eller mindre enn flotasjonstankens (10) diameter.

5. Anordning ifølge krav 3 eller 4, der vannfordeleren (18) er i form av et sylindrisk legeme med mindre diameter, koaksialt anordnet i fIotasjonstanken (10) ved dennes nedre halvdel.

6. Anordning ifølge et av kravene 3-5, der vannfordeleren (18) er plassert i avstand over et innløp (13) for avløpsvann og dispergeringsvann, for derigjennom å sikre en første blanding av avløpsvannet og dispergeringsvannet.

7. Anordning ifølge et av kravene 3-6, der den nedre ende av vannfordeleren (18) en rettavkortet konisk form.

8. Anordning ifølge et av kravene 3-7, der den øvre ende av vannfordeleren (18) har konisk form.

9. Anordning ifølge et av kravene 3-8, der væskeutløpet (27) for avrenning av avslammet vann er beliggende i nevnte trau (28) på et nivå under nedre sjikt av oppsamlet slam.