NO333606B1 - Mobil enhet og fremgangsmate for rensing av slam og spillvann - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for avvanning av vannholdig slam fra en spillvannsbrønn eller lignende, der det vannholdige slammet samles opp i en tank, der slammet separeres i en nedstrøms filter og der det rensede vannet føres tilbake til brønnen, der minst en justerbar innstrømningsstyreventil (7) anordnes mellom en sugetank (6) og et nedstrøms filter (8), en mateinnretning (10) anordnes for kontinuerlig eller periodevis utføring av det filter- separerte slammet til en eller flere komprimeringsinnretninger (12) for komprimering av mateslammet, idet det ytterligere er anordnet en beholder (13) for lagring av det komprimerte slammet og tanker (9,14) og pumper for mottak og transport av det henholdsvis utpressede og rensede vannet som samtidig oksygenanrikes.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en mobil enhet for avvanning av vannholdig slam fra et separat spillvannssystem eller lignende. Foreliggende oppfinnelse vedrører nærmere bestemt en mobil enhet omfattende innretninger for oppsuging av slam og vann fra en brønn, filtrering og separering av slam og vann, samt tilbakeføring av renset, oksygenanriket vann til brønnen etter komplettering av prosessen, idet det separerte slammet er komprimert og lagret i den mobile enhet for påfølgende tøm-ming. Oppfinnelsen vedrører dermed også en fremgangsmåte for avvanning av vannholdig slam som bringer brønnens bakterie- eller mikroflora tilbake til en sammensetning som muliggjør aerobisk rensing ved hjelp av utformingen av den mobile avvanningsenhet.

Innretninger av tilsvarende type er kjent i den tidligere kjente teknikk.

EP 437465 omhandler en fremgangsmåte og anordning for fjerning og reesning av slam og avløpsvann omfattende en mobil enhet, slik som en tankvogn, med en bunn-fellingstank med en skitavleboks og et avfallsområde adskilt ved hjelp av perforerte vegger, og omfattende et roterende trommelsikte anbragt med strømmen av bunnfel-lingstanken og en slampresse forbundet med trommelsikten. Videre er en tank for fellingskjemikalier forbundet med trommelsikten. Avløpsvannet blir renset, særlig med hensyn til biokjemisk oksygenforbrukende materiale. På sin vei til fellingstanken blir det tilsatt bunnfellende kjemikalier for å bunnfelle fosfor og den oppslammede sub-stans fra avløpsvannet. Det rensede vannet flyter inn i en skitavleboks og deretter flyter det til avfallsvannområdet for å drive en utsprøytingspumpe, og det overskyten-de vannet returnerer til avløpsvannbrønnen.

Ved rensing av slam fra septiktanker av såkalt treromstype, transporteres normalt hele brønnens innhold til et lokalt spillvannbehandlingsanlegg eller slamdeponi. Bortsett fra den ulempe at man forstyrrer den biologiske sammensetning i brønnen, fører fremgangsmåten også til at det tilførte spillvannslam belaster det mottakende renseanlegg på en ufordelaktig og fluktuerende måte. Fremgangsmåten fungerer best med en jevn og regulert tilførsel, mens den ytterligere tilførsel av slam bevirker til å tette siler og filtre og innebærer at det påføres store belastninger på den biologiske sam-mensetningen i renseanlegget, det såkalte biotrinnet. Forsøk på å jevne ut belast-ningen som påføres renseanlegget omfatter deponering i et basseng med en kontrol-lert tilførsel til den biologiske behandling ved hjelp av pumper. Dette medfører imid-lertid høye investeringskostnader, krav til plass, samt luktproblemer.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en løsning på dette problem ved å behandle og avvanne slammet på stedet, dvs. ved treromsbrønnen, septiktanken eller lignende. Bortsett fra den betraktelig lavere belastning som påføres renseanlegget, oppnås fordeler som reduserte transportbehov, samtidig som den biologiske delkom-poneringen i brønnen fremmes ved tilsetning av oksygenanriket og renset vann.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse gjenoppfylles brønnen etter rensing og separering av slammet med sitt eget vann som fremdeles inneholder gjenblivende partikler av en bestemt størrelse for å underholde den restituerte bakterieflora, noe som også er et formål med foreliggende oppfinnelse.

Miljøfordelene ved innretningen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen demonstreres direkte i det følgende: Rensingen skjer direkte ved kilden og bare 3-7 % av det oppsugde slamvannet må behandles i en påfølgende prosess i et renseanlegg,

man trenger ikke gjøre tømmeomveier til renseanlegg eller andre steder i mellomti-den, men operatøren kan kontinuerlig avvanne brønner i det lokale området underet helt arbeidsskift og tømme eller på enhver annen egnet måte fjerne det komprimerte slammet på slutten av arbeidsskiftet,

man får færre operasjonsforstyrrelser i renseanlegget på grunn av stadige tømminger,

man får reduserte slammengder fra renseanlegget,

man opprettholder mikrofloraen i brønnen og får bedre arbeidsforhold,

studier har vist at behovet for å tømme suspenderte substanser til et infiltrerings-anlegg eller annet mottaksanlegg kan reduseres med opptil ca. 75 %,

man får lavere utslipp av nitrogen og fosfor til grunnen og mottakerne,

ingen fremmede kjemiske tilsetningsstoffer så som polymerer er nødvendige,

innretningen omfatter en mulighet til å tilsette deponeringskjemikalier for reduksjon av for eksempel fosfor under avvanningsprosessen,

det avvannede slammet med et tørrstoffinnhold på omtrent 25-35 % er egnet for energiproduksjon i biogassanlegg,

slammet kan spres på dyrkbare landområder etter som den ikke inneholder miljø-fiendtlige kjemiske tilsetningsstoffer, og

ved å bruke en mobil avvanningsenhet ifølge oppfinnelsen oppnås det en forbedret styring av slammet og en mindre risiko for forurensning under transport.

I tillegg reduseres behovet for transport og brennstoff da avvanningsenheten bare må tømmes på slutten av arbeidsskiftet, dvs. på slutten av arbeidsdagen,

innretningen omfatter ikke en trykkbeholder, noe som reduserer enhetens totalvekt, og

transportvolumet kan ved hjelp av innretningen ifølge oppfinnelsen reduseres til stør-relsesorden 5 % av volumet som må transporteres i forbindelse med konvensjonell slamtømming.

Ovennevnte formål oppnås ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge krav 1 og en innret-ning ifølge krav 5, idet fordelaktige utførelser og trekk er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen er i det følgende beskrevet i større detalj under henvisning til de vedføy-de, skjematiske tegninger, der

fig. 1 viser en skisse av en mobil avvanningsenhet ifølge oppfinnelsen, og

fig. 2 viser en sedimenterings- og partikkelsepareringsinnretning som eventuelt kan danne del av avvanningsenheten.

Den mobile avvanningsenheten ifølge oppfinnelsen er montert på en lastebilsramme og omfatter en dyse 1, en todelt slange 2, 3, en slangetrommel 4, sugerørsledning 5, sugetank 6, en eller flere ventiler 7, en eller flere mekaniske filtre 8, mateinnretning 10, 11, komprimeringsorganer 12, slambeholder 13, tanker 9 og 14 for mottak av henholdsvis renset og presset vann, og rørledninger, pumper samt ikke viste drivor-ganer for mottak og transport av henholdsvis presset og renset vann.

Dysen 1 er fortrinnsvis av ejektordysetypen, ved hvilken vannholdig slam suges opp ved hjelp av en vannstråle som sprøytes under trykk gjennom slangen 2 til åpningen av sugeslangen 3 og herved, ved hjelp av det negative trykk som genereres, bærer slam og vann ut av brønnen. En pumpe (ikke vist) forsyner ejektordysen med vann fra tanken 9 som gjenoppfylles gjennom et innløp (ikke vist) med vann som er blitt renset i det mekaniske filter 8. Nevnte pumpe er fortrinnsvis en sentrifugepumpe hvis rotasjonshastighet er justerbar for styring av vanntrykket i dysen 1. I tillegg kan ejektordysen 1 styres ved hjelp av brytere som er tilveiebrakt i sugetanken 6 og som regulerer kapasiteten til ejektordysen i forhold til kapasiteten av påfølgende behand-lingsenheter, idet en kontinuerlig avvanningsprosess kan utøves uten avbrytelser, men med behandlingshastigheten tilpasset slammets kvalitet og konsistens, kapasiteten til behandlingsinnretningen osv.

Ved tilsetningen av vann i sugefasen er det allerede oppnådd et oksygenanriket, ut-tynnet og sammenblandet slam som letter separering i påfølgende avvanningstrinn.

Slangen 2, 3 kan være en flatt opprullet slange med to passasjer, der en smalere passasje er anordnet for å mate vann fra tanken til ejektordysen 1, og en bredere passasje er anordnet for å suge vannholdig slam til sugetanken 6 gjennom sugerørsled-ningen 5.

Sugetanken 6 omfatter eventuelt en separeringsvegg som deler og viderefører det oppumpede, vannholdige slam til én eller flere justerbare ventiler 7 som styrer inn-strømningen til det nedstrøms mekaniske filter 8. Ventilene 7 styres fortrinnsvis pneumatisk og omfatter mateventiler med et strømningsareal som kan tilpasses slammets konsistens samt behandlingshastigheten.

I driftssituasjoner der brønnvannet inneholder sand eller jord partikler kan det være nødvendig med en separering av større partikler og nedfelling av tyngre partikler før vannet føres videre til det nedstrøms mekaniske filter. Eventuelt kan sugetanken for dette formål være forsynt med siler og mateskruer for å separere faste partikler i ett eller flere trinn til en minste størrelse på 2,0 mm. Ved innløpet til tanken kan det iføl-ge en utførelse (fig. 2) være anordnet en sil 17 som separerer ut partikler større enn for eksempel 5 mm, som føres videre for komprimering i et påfølgende trinn ved hjelp av en transportskrue 18. Vannet som på denne måte siles i et første trinn tillates en hviletid i tanken, noe som tillater at tyngre partikler avfelles i bunnen av tanken idet sedimentet mates ut for komprimering eller tømming. Ved utløpet av tanken er det anordnet en annen sil 19 som separerer ut partikler større enn for eksempel ca. 2,0 mm og ved hjelp av én eller flere transportskruer 20, 21 føres disse partiklene videre til komprimering. Suspenderte partikler av mindre størrelse passerer utløpssilen og mates til det nedstrøms mekaniske filter 8.

Det mekaniske filter eller siktsylinderen 8 omfatter én eller flere roterbart drevne, sylindriske tromler med perforerte skalloverflater, der sylinderen 8 heller svakt i horisontalplanet og tilføres vann og slam gjennom en sentral, hul akse som danner rota-sjonsaksen for tromlene. Pa innsiden er tromlene utstyrt med en skrueformet kam som under trommelens rotasjon mater slammet til trommelens bakre, høyre ende. Vannet som strømmer gjennom trommelens perforeringer føres via passasjer (ikke vist) til tanken 9 og brukes deretter til å drive ejektordysen 1, og etter at avvanningsprosessen er ferdig til å gjenoppfylle brønnen med sitt eget, nå rensede og oksygenanrikede vann, der vannet inneholder en aktiv mengde mikroorganismer samt partikler som tilfører organismene næring.

Med hensyn til det å opprettholde en aktiv bakterieflora etter avvanningsprosessen, har det vist seg å være en fordel å ikke ha perforeringer i tromlene som er for fine, men å tillate suspenderte partikler med en bestemt, mindre størrelse å forbli i vannet som returneres til brønnen fra tanken 9 gjennom dysen 1. Som et eksempel på en egnet størrelse for perforeringen kan diameteren til hullene fortrinnsvis ligge i området fra omtrent 0,8 mm til 2,0 mm, mest foretrukket i området fra 1,2 mm til 1,8 mm. For å oppnå den ønskede virkning med hensyn til en aktiv mikroflora i det rensede og deretter tilbakeførte vann, er det også en fordel om separeringen ikke skjer for raskt, og å sikre en bestemt hviletid i trommelen. Av denne årsak kan trommelen helles mot horisontalplanet, i tillegg til at prosesstrømningen styres ved hjelp av for eksempel styringsventilene 7.

Fra den hevede/forhøyede utløpsenden av det mekaniske filter 8 mates slammet som er separert i tromlene til en nedstrøms komprimeringsinnretning 12. Matingen kan for eksempel skje kontinuerlig eller i intervaller ved hjelp av en mateskrue 10 eller på enhver annen egnet måte, så som ved hjelp av en lineært bevegbar mateplate som drives i intervaller for å føre det separerte slam videre.

Komprimeringsinnretningen 12 omfatter en mateskrue og en pressinnretning, for eksempel en spaltet presse 12. Denne er montert slik at den munner ut i en beholder 3, der komprimert slam med et tørrstoffinnhold på omtrent 25-35 % lagres for påfølgen- de tømming, for eksempel ved hjelp av en mateskrue som ikke er vist i detalj. Vann som presses ut ved hjelp av komprimeringsenheten samles i en tank 14 og returneres derfra gjennom rørledninger og pumper, ikke vist i detalj, til sugetanken 6 for gjentatt rensing i filter 8.

En doseringspumpe 15 kan tilveiebringes for å tilsette deponeringskjemikalier i suge-rørledning 5, eksempelvis for en reduksjon av fosfor.

En vanntank 16 er anordnet som en vannreserve, i tillegg til nivåfølere i tankene for sugevann 6, renset vann 9 og utpresset vann 14.

Ejektordysen 1 har en ventil (ikke vist i detalj) som gjenoppfyller brønnen etter ferdig avvanning, idet renset vann fra tanken 9 pumpes gjennom dysen. Her returneres det opprinnelige vann separert fra slammet til brønnen, og samtidig oppnås en oksygen-anrikning som er fordelaktig for bakteriefloraen, slik at tiden det tar for brønnen å komme seg igjen reduseres og den biologiske dekomponering tillates å fortsette uten forstyrrelsene som påføres ved konvensjonell slamtømming.

Fremgangsmåten for avvanning av vannholdig slam ved hjelp av ovennevnte, mobile avvanningsenhet omfatter primært de følgende trinn:

1. Oppsuging av vann og slam fra brønnen samtidig som luft/oksygen tilsettes,

2. Mekanisk separasjon av vann og slam, eventuelt i kombinasjon med utfelling av tyngre, faste partikler,

3. Komprimering og akkumulering av separert slam, og

4. Tilbakeføring av brønnens eget rensede og oksygenanrikede vann.

Fremgangsmåten omfatter det å returnere vann, presset ut av slammet i komprimeringsinnretningen 12, til avvanningsprosessen for gjentatt passasje gjennom filteret 8. Det opprinnelige og oppsugde vannvolum gjennomgår derved en gradvis rensing og returneres til slutt til brønnen som renset, oksygenanriket vann inneholdende nok bakterisk materie til å opprettholde de returnerte mikroorganismer, slik at brønnfunk-sjonen garanteres selv etter tømmeprosessen.

Studier har vist at brønngjennoppfylling med brønnens eget, rensede og oksygenanrikede vann initierer en aerobisk prosess som fører til bedre verdier for utgående vann til et filtreringsanlegg eller en mottaker. En åpenbar forbedring av det totale nitrogeninnhold og en reduksjon av kjemisk oksygenkonsumerende komponenter er dermed blitt påvist. Studien indikerer også en kraftig reduksjon av suspenderte stoffer på opptil 75 % i det utgående vannet sammenlignet med konvensjonell tømming av slam.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for separering av slam fra vann i en mobil avvanningsenhet som er innrettet for å suge opp vann og slam fra en spillvannsbrønn, idet fremgangsmåten omfatter følgende trinn: tilveiebringe en vanndrevet ejektor med en dyse av ejektortypen for å løfte vann og slam fra spillvannsbrønnen under tilsetning av oksygen for mekanisk separasjon i en mobil avvanningsenhet, mate vann og slam for separasjon i en siktsylinder ved å tvinge slammet aksialt gjennom sylinderen med en helisk kam, samle opp og resirkulere det separerte spillvannet under trykk for å drive ejektoren til hovedsakelig totalvolumet av vann og slam løftes fra brønnen og holdes i avvanningsenheten for mekanisk separasjon,karakterisert vedde følgende trinn: tilveiebringe, for den mekaniske separasjon, en siktsylinder med en perforert sylindervegg med perforeringer med en hulldiameter på ca. 0,8 mm til ca. 2,0 mm, og returnere, gjennom nevnte ejektor, det separerte og oksygenerte vannet inneholdende partikler med en maksimal partikkelstørrelse på ca. 0,8 mm til ca. 2,0 mm for å fylle opp igjen spillvannsbrønnen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat det for den mekaniske separasjon av slampa rtikler er tilveiebrakt en siktsylinder (8) som har perforeringer med en hulldiameter fra ca. 1,2 mm til ca. 1,8 mm, og returnerer vannet med en maksimal partikkelstørrelse på ca.

1,2 mm til ca. 1,8 mm.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter et utfellingstrinn som foregripes av en mekanisk separasjon av partikler med en størrelse større enn ca. 5 mm, fulgt ev en utføring av ikke-utfelte partikler ikke større enn ca. 2 mm.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre tilsettes agenter for reduksjon av fosfor og nitrogen i vannet i avvanningsenheten.

5. Mobil avvanningsenhet for separering av slampartikler fra vann i spillvanns-brønner og tilbakeføring av det separerte vann med hovedsakelig opprettholdt mikroflora til brønnen etter separasjon, avvanningsenheten omfatter en ejektor (1) for oppsuging av brønnvann og slam under tilsetning av oksygen ved hjelp av en sugeslange (3) og en med vann under trykk drevet dyse (1) av ejektortypen, for løfting av vannet og slammet fra brønnen inn i avvanningsenheten for å separeres mekanisk, minst en siktsylinder (8) for mekanisk separasjon av slam og vann, drivinnretninger for rotasjon av den minst ene siktsylinderen, og en helisk kam i siktsylinderen for å mate slammet aksialt gjennom sylinderen ved rotasjon, innretninger så som en tank (9) for oppsamling av vannet separert fra slammet, og pumper for resirkulering av det oppsamlede, separerte vannet under trykk for å drive ejektoren (1) til hovedsakelig hele volumet av vann og slam fra brønnen er tilstede i avvanningsenheten for mekanisk separasjon, karakterisert vedat den minst ene siktsylinderen (8) har en perforert sylindervegg med perforeringer med en hulldiameter på ca. 0,8 mm til ca. 2,0 mm, og at nevnte ejektor er omstillbar og innrettet å drives av nevnte pumper for retur av det separerte og oksygenerte vannet fra tanken (9) med partikler på ca. 0,8 mm til ca.

2,0 mm for å fylle opp igjen spillvannsbrønnen.

6. Mobil avvanningsenhet ifølge krav 5, karakterisert vedat siktsylinderen har perforeringer med en hulldiameter på ca. 1,2 mm til ca. 1,8 mm.