NO341500B1 - Fremgangsmåte og anordning for rensing av avløpsvann - Google Patents

Description

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for rensing av avløpsvann i en anordning omfattende en koppformet beholder med et innløpsrør for avløpsvann på et bestemt nivå, og et utløpsrør på et lavere nivå enn innløpsrøret, og en horisontal fordelingsskive som deler beholderen vertikalt, har minst én åpning, og er utstyrt med et i all hovedsak vertikalt fordelingsrør for å motta vannet fra innløpsrøret og for væskekontakt mellombeholderdelene over og under fordelingsskiven.

Oppfinnelsen vedrører også anordningen.

Oppfinnelsens bakgrunn

WO 98/23450 beskriver et miniatyravløpsvannsystem som omfatter en beholder med et fast filterelement.

En anordning av tre kammertypen for rensing av avløpsvann er kjent fra WO 00/04972. Anordningen er et fordelaktig alternativ til en vanlig septiktank, som oppnår en mekanisk rensing av avløpsvannet som tilføres anordningen. Slam og sedimenter samles på bunnen av anordningen og må fjernes med mellomrom.

Selv om anordningen er effektiv i sin tiltenkte funksjon, stilles det stadig høyere krav til rensing, også for mindre anlegg som er beregnet for én eller noen få husholdninger.

For å forbedre rensingen, kan det være nødvendig å gå over til kjemisk rensing, der et flokkuleringsmiddel eller presipiteringsmiddel settes til avløpsvannet på en kontrollert måte.

Hovedformålet med oppfinnelsen er dermed å modifisere den eksisterende anordningen for å muliggjøre kjemisk rensing.

Oppfinnelsen

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved fremgångsmåte for rensning ifølge krav 1, hvor

at vann over fordelingsskiven pumpes gjennom et filterhode med et filter, at filtrert vann slippes ut gjennom utløpsrøret,

at rejektvann frafilteret føres tilbake til fordelingsrøret, og

at flokkuleringsmiddel settes til det ufiltrerte vannet før det når fordelingsrøret.

Det er viktig å optimere filterets virkning, slik at akseptvannet som pumpes ut gjennom utløpet er tilfredsstillende filtrert og har optimal flyt. Dette oppnås ved at mottrykket i filteret kontrolleres med en ventil i en rejektledning til fordelingsrøret.

For å tilsette en korrekt mengde flokkuleringsmiddel i forhold til vannvolumet pumpet ut fra anordningen, kontrolleres driften av en vannpumpe som pumper vann gjennom filterhodet og av en doseringspumpe i et rør for flokkuleringsmiddel av en flottørvippe i beholderen, slik at pumpene er i drift når et høyere vannnivå i beholderen har blitt nådd og inntil et lavere vannivå igjen har blitt nådd.

Ved hjelp av fremgangsmåten definert ovenfor, er det dermed mulig å oppnå en kjemisk rensing. I visse tilfeller kan det være ønskelig å også oppnå biologisk rensing . Dette kan ifølge oppfinnelsen oppnås ved at vann under fordelingsskiven behandles biologisk med bakterier i en bioreaktor og deretter føres tilbake til fordelingsrøret.

En anordning for å utføre fremgangsmåten definert ovenfor for å oppnå en kjemisk rensing, ifølge oppfinnelsen er beskrevet i krav 5 og karakteriseres,

ved en vannpumpe og et filterhode anordnet på fordelingsskiven, idet utløpsrøret er koblet til filterhodet nedstrøms for et filter deri,

ved en rejektledning for rejektvann fra filteret som leder til fordelingsrøret, og ved midler for tilsetting av flokkuleringsmiddel til rejektledningen.

Rejektledningen er fortrinnsvis utstyrt med en regulerbar ventil, for å kontrollere mottrykket i filteret.

Midlene for tilsetning av flokkuleringsmiddel til rejektledningen kan omfatte en tank for midlet, en rørledning og en doseringspumpe.

En flottørvippe for å kontrollere driften av vannpumpen og doseringspumpen anordnes fortrinnsvis i beholderen.

Dersom ikke bare en kjemisk, men også en biologisk rensing ønskes, kan en bioreaktor, som inneholder vannrensende bakterier, fortrinnsvis på et bæremateriale slik som zeolitt, og som har en luftdyse i sin nedre ende for oksygenering av vann som slippes inn ved denne nedre enden, anordnes i fordelingsskiven med dens nedre ende under sistnevnte.

I dette tilfellet må det tilveiebringes en luftpumpe for å levere luft til dysen, samt en reaktorkanal som forbinder den øvre delen av bioreaktoren til fordelingsrøret.

Tegningene

Oppfinnelsen vil bli beskrevet i nærmere detalj nedenfor med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor

fig. 1 er et perspektivsnitt av elementer som utgjør en kjent septiktank,

fig. 2 er et skjematisk snitt av den kjente septiktanken i montert tilstand, fig. 3 viser figur 2 sett ovenfra,

fig. 4 er et skjematisk tverrsnitt gjennom en anordning ifølge oppfinnelsen, og fig. 5 viser figur 4 sett ovenfra.

Detaljert beskrivelse av en utførelsesform

En kjent septiktank, eller "anordning av tre kammertypen for rensing av væske" vises i figurene 1-3. Figurene kan også bli funnet i WO 00/04972, hvor septiktanken beskrives.

En fordelingsinnsats 1 består av en horisontal fordelingsskive 2 og et vertikalt fordelingsrør 3 med et hull gjennom. Fordelingsskiven 2 er utstyrt med flere åpninger 4. (Disse åpningene 4 kan være runde, som vist i figur 3, men kan også ha andre fasonger, som vist i figur 5, henvisning 4’.)

Fordelingsinnsatsen 1 skal monteres i en ytre beholder, som for eksempel to brønnringer eller brønnledninger 5 og en bunn 6, som vist i figur 1.

Den komplette septiktanken er illustrert svært skjematisk i fig 2. Et innløpsrør 7 er anordnet for å tilføre avløpsvann som skal renses til toppen av fordelingsrøret 3, og et utløpsrør 8 er anordnet på beholderen 5 på et nivå som ligger lavere enn innløpsrøret 7.

Væskestrømmen i septiktanken ifølge figur 1 og 2 er som følger, og er indikert med piler i figurene. Etter at vannet kommer inn gjennom innløpsrøret 7, vil avløpsvannet strømme ned gjennom fordelingsrøret 3 mot bunnen av beholderen, hvor slammet samles. Vannet vil strømme oppover gjennom åpningene i fordelingsskiven 2 og deretter til utløpsrøret 8.

Tre kamre som tilsvarer de tre kamrene i en tradisjonell septiktank vil herved bli dannet: et første kammer A i fordelingsrøret 3 og i beholderen 5 opp til nivået i den nedre enden av fordelingsrøret 3, et andre kammer B i beholderen fra dette nivået og opp til fordelingsskiven 2, og et tredje kammer C over fordelingsskiven 2.

Septiktanken som nå er kort beskrevet, har mange fortrinn i forhold til tradisjonelle septiktanker, som beskrevet i publikasjonen nevnt ovenfor.

En viss forbedring av denne basale septiktanken ble vist og beskrevet i publikasjonen nevnt ovenfor, og oppfinnelsen angår primært en annen forbedring. De to forbedringene kan kombineres. Det vises nå til figurene 4 og 5, som viser en anordning med begge forbedringene.

Som vist og beskrevet i WO 00/04972, kan septiktankene i figur 1 og 2 suppleres med en bioreaktor 10 festet til, og som strekker seg gjennom, fordelingsskiven 2 (slik at dens nedre del er i kammer B, figur 2).

Reaktoren 10 har et generelt sylindrisk hus med innløpsåpninger for avløpsvann i bunnen. I den nedre delen av reaktoren er det en luftdyse 11. Luft tilføres luftdysen 11 fra en luftpumpe 12, som er passende plassert i beholderen 5 over væskenivået deri. Luftdysen 11 har som formål å oksygenere væsken som passerer før den fortsetter til den øvre delen av reaktoren 10.

Den øvre hoveddelen av reaktoren 10 inneholder et passende bæremateriale 13 for bakterier som er aktive i rensing i kloakkrenseanlegg. Disse bakteriene vil danne et lag eller film på bærematerialet 13, som kan være knust zeolitt eller lignende.

Når den er anordnet i fordelingsskiven 2, er den øvre del av reaktoren 10 koblet til den øvre delen av fordelingsrøret 5 ved hjelp av en reaktorledning 14.

Funksjonen av med anordningen eller kloakkrenseanlegget beskrevet så langt, er som følger: Spillvann eller avløpsvann tilføres fordelingsrøret 3 gjennom innløpsrøret 7. Slam vil avsettes på bunnen av beholderen. Ved pumpevirkningen av luftdysen 11, vil væsken bli kontinuerlig sirkulert gjennom reaktoren 10 og ledningen 14, og på ny til fordelingsrøret 3. Biologisk rensing av væsken vil finne sted i reaktoren 10.

Reaktoren 10 med sitt bakterieinnhold vil fungere som en effektiv bioreaktor for den oksygenerte væsken som pumpes gjennom den. En god biologisk reduksjon av BOD, COD, proteiner og lignende oppnås. Dessuten har betingelser for god nitrifikasjon og dermed en høy biologisk nitrogenreduksjon blitt skapt.

For å forbedre den så langt beskrevne anordningen for rensing av spillvann eller avløpsvann , og for å utvikle den til en kjemisk vannrensingsanordning, utvides den på følgende måte:

En elektrisk vannpumpe 20 anordnes på fordelingsskiven 20 for å suge opp vannet over skiven (i kammer C, figur 2). Pumpen 20 er utstyrt med et filterhode 21 som er forbundet med utløpsrøret 8. Filterhodet 21 har et filter, fortrinnsvis i form av et et utskiftbart tubulært filterrør 22, og kun renset vann som har passert filterrøret 22 vil passere ut gjennom utløpsrøret 8.

En rejektledning 23 forbinder filterhodet 21 med toppen av fordelingsrøret 3.

Mottrykket i filterrøret 22 kan kontrolleres ved hjelp av en regulerbar ventil 24 på rejektledningen 23. På denne måten er det mulig å kontrollere volumet vann som passerer ut gjennom filterrøret 22 og utløpsrøret 8 (”akseptvannet” til en mottaker (ikke vist) for vannet og dermed ”rejektvannet” som går tilbake for videre bearbeiding.

Etter eller nedstrøms for ventilen 24 mottar rejektledningen 23 en rørledning 25 fra en tank 26 for flokkuleringsmiddel (presipiteringsmiddel). Midlet kan være aluminiumklorid eller jernklorid, som kjent innen faget. Rørledningen 25 er utstyrt med en doseringspumpe 27, som kontrolleres av en flottørvippe 28, som også regulerer pumpen 20. Når et høyere væskenivå har blitt nådd i beholderen 5, vil vannpumpen 20 og doseringspumpen 27 starte og drives inntil et lavere væskenivå har blitt nådd igjen.

Ettersom rejektvannet ledes tilbake til fordelingsrøret 3 samtidig som flokkuleringsmidlet tilføres proporsjonalt med vannvolumet som pumpes ut, hvilket kontrolleres av flottørvippen 28, oppnås en strømningsproporsjonalblanding av flokkuleringsmidlet. Fordelingsrøret 3 fungerer herved som et blandekammer hvor vannrotasjon skapes ved pumping.

Forurensende stoffer (inkludert fosfor) vil synke til bunnen av anordningen.

Anordningen kan tømmes for slam og forurensende stoffer en eller to ganger per år.

Et kritisk forurensende stoff i vann som forlater et renseanlegg er fosfor. Det har vist seg at anordningen ifølge oppfinnelsen er i stand til å fjerne 90-95 % fosfor fra avløpsvann, og at dette fordelaktige resultatet kan oppnås til en betraktelig lavere kostnad i et anlegg som dette enn i et konvensjonelt anlegg.

Med denne oppfinnelsen blir en kjent anordning supplert med et kjemisk rensingstrinn. Dette nye trinnet kan legges til en anordning med kun mekanisk rensing eller til en anordning med biologisk rensing. I det sistnevnte tilfellet er den oppnådde rensingen optimal.