NO753315L

NO753315L -

Info

Publication number: NO753315L
Application number: NO753315A
Authority: NO
Inventors: M Bailey; D A Hines; J C Ousby; F C Roesler
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1974-10-03
Filing date: 1975-09-30
Publication date: 1976-04-06
Also published as: JPS53133960A; NL7511596A; FR2286797A1; SE7511064L; CA1054729A; IT1043078B; JPS6139118B2; FR2286797B3; DD120639A5; JPS5163556A; AU8528775A; DE2544099A1; IN142360B

Description

Prosess for behandling av væske som inneholder biologisk nedbrytbart materiale Process for treating liquid containing biodegradable material

Denne oppfinnelse vedrører en prosess for behandling av væske som bærer biologisk nedbrytbart materiale i form av oppløs-ning og/eller suspensjon og særlig en prosess for behandling av kloakkvann eller avløpsvann, dvs. væske som bærer biologisk nedbrytbart avfallsmateriale omfattende alle typer av biologisk nedbrytbart husholdningsavfall og industrielt avfall, såsom vanlig husholdningsavfall og utslipp fra gårdsbruk, næringsmiddeltabrik-. ker og andre industrier hvor slike avfall eller utslipp forekommer. Prosesser som vanligvis benyttes ved behandling av kloakkvæske, omfatter stort sett en innledende behandling ved fysis-ke midler, såsom siling og filtrering for å fjerne tunge og grove materialer etterfulgt av en ytterligere behandling eller benyttelse av biologiske fremgangsmåter for å fjerne organiske materialer. Så langt som denne oppfinnelse angår behandlingen av kloakkvann e.l., er den knyttet til den ytterligere behandling under benyttelse av biologiske fremgangsmåter. This invention relates to a process for treating liquid that carries biodegradable material in the form of solution and/or suspension and in particular a process for treating sewage or waste water, i.e. liquid that carries biodegradable waste material comprising all types of biodegradable household waste and industrial waste, such as ordinary household waste and emissions from farms, food factories. kers and other industries where such waste or emissions occur. Processes that are usually used in the treatment of sewage liquid mostly comprise an initial treatment by physical means, such as screening and filtration to remove heavy and coarse materials followed by further treatment or the use of biological methods to remove organic materials. As far as this invention concerns the treatment of sewage water etc., it is related to the further treatment using biological methods.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en prosess for behandling av væske som bærer biologisk nedbrytbart materiale i form av oppløsning og/eller suspensjon, hvor en oksygenholdig gass (som skal defineres nedenfor) innføres i væsken og en kultur av mikroorganismer opprettholdes deri, hvor betingelsene er slik at i en periode utsettes i det minste endel av væsken for lavt P.T. According to the invention, a process is provided for the treatment of liquid that carries biodegradable material in the form of solution and/or suspension, where an oxygen-containing gas (to be defined below) is introduced into the liquid and a culture of microorganisms is maintained therein, where the conditions are as follows that for a period at least part of the liquid is exposed to low P.T.

(som er definert nedenfor) og/eller i det minste endel av væsken utsettes for høyt P.T., slik at forholdet mellom karbondioksyd og celleaktig materiale frembragt ved kulturenøkes under prosessen, hvor tidsperioden,i hvilken hvilken som helst del av væsken utsettes for lavt eller høyt.P.T., er tilstrekkelig kort og hvor det også finnes en periode i hvilken denne del av væsken utsettes for P.T. liggende mellom lavt og høyt P.T., slik at de nevnte mikroorganismer ikke påvirkes på en måte som vil være skadelig for deres funksjon i behandlingsprosessen. (as defined below) and/or at least part of the liquid is exposed to high P.T., so that the ratio between carbon dioxide and cellular material produced by culture is increased during the process, during which time period, in any part of the liquid is exposed to low or high .P.T., is sufficiently short and where there is also a period in which this part of the liquid is exposed to P.T. lying between low and high P.T., so that the aforementioned microorganisms are not affected in a way that will be harmful to their function in the treatment process.

Uttrykket oksygenholdig gass er å forstå å angi molekylær oksygen eller enhver gassformig blanding, såsom luft, som inneholder molekylær oksygen. The term oxygen-containing gas is understood to indicate molecular oxygen or any gaseous mixture, such as air, containing molecular oxygen.

Uttrykket P.T. (dissolved oxygen tension = DOT) angir oksygenets _£artialtrykk i væsken. I denne forbindelse kan henvi-. ses til artikkelen av Maclennan og Pirt, J. Gen. Microbiol., The term P.T. (dissolved oxygen tension = DOT) indicates the partial pressure of oxygen in the liquid. In this connection can refer-. see the article by Maclennan and Pirt, J. Gen. Microbiol.,

(1966), 45, side 286-302, særlig side 290. (1966), 45, pages 286-302, especially page 290.

I et høyt P.T. område er P.T. hensiktsmessig i det minste 450 millibar og fortrinnsvis innenfor området fra 1000 til 1350 millibar. P.T. kan imidlertid være høyere, f.eks. opp til 2000 millibar. In a high P.T. area is P.T. suitably at least 450 millibars and preferably within the range from 1000 to 1350 millibars. P.T. however, can be higher, e.g. up to 2000 millibars.

I et lavt P.T. område er P.T. hensiktsmessig lavere enn ' 60 millibar, fortrinnsvis lavere enn 30 millibar og mer spesielt lavere enn 10 millibar, f.eks. null eller i det vesentlige null millibar. In a low P.T. area is P.T. suitably lower than 60 millibars, preferably lower than 30 millibars and more particularly lower than 10 millibars, e.g. zero or substantially zero millibars.

Ved prosessen ifølge oppfinnelsen i tilfelle det er en økning i produksjon av karbondioksyd ved hjelp av kulturen, vil denne følges av en tilsvarende økning i oksygenforbruket. In the process according to the invention, if there is an increase in the production of carbon dioxide by means of the culture, this will be followed by a corresponding increase in oxygen consumption.

Perioden, i hvilken enhver del av væsken utsettes for lavt P.T.er hensiktsmessig ikke lengre enn 5 minutter, fortrinnsvis ikke lengre enn 1 minutt og spesielt ikke lengre enn 30 sek. Perioden i hvilken endel av væsken utsettes for et høyt P.T. er hensiktsmessig ikke lengre enn 10 minutter, men fortrinnsvis ikke over 5 minutter og spesielt ikke over 3 minutter. Væsken utsettes således fortrinnsvis for et lavt P.T. og/eller høyt P.T.-sjokk eller en rekke med slike sjokk, og væskens P.T. når den ikke er utsatt for et slikt sjokk, f.eks. etter hvert sjokk, vil ligge på et nivå mellom et lavt og et høyt P.T. Tidsperioder i hvilke endel av væsken er utsatt for et lavt eller høyt P.T., skal ikke være så lange at mikroorganismene påvirkes på en måte som ville være skadelig for deres funksjon i behandlingsprosessen, f.eks. ved begunstigelse av utviklingen av andre mikroorganismer som er skadelige for behandlingsprosessen eller ved åødelegge mrikroor-ganismer som er nyttige for prosessen, i en slik utstrekning at effektiv behandling av væsken ved hjelp av prosessen ikke lengre kan gjennomføres. The period during which any part of the liquid is exposed to low P.T. is conveniently no longer than 5 minutes, preferably no longer than 1 minute and especially no longer than 30 sec. The period during which part of the liquid is exposed to a high P.T. is suitably no longer than 10 minutes, but preferably no longer than 5 minutes and especially no longer than 3 minutes. The liquid is thus preferably exposed to a low P.T. and/or high P.T. shock or a series of such shocks, and the fluid's P.T. when it is not exposed to such a shock, e.g. after each shock, will lie at a level between a low and a high P.T. Periods of time in which part of the liquid is exposed to a low or high P.T. should not be so long that the microorganisms are affected in a way that would be harmful to their function in the treatment process, e.g. by favoring the development of other micro-organisms which are harmful to the treatment process or by destroying micro-organisms which are useful for the process, to such an extent that effective treatment of the liquid by means of the process can no longer be carried out.

Prosessen ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres ved at en oksygenholdig gass med mellomrom eller under variering av gas-sens innføringsmengde innsprøytes i væsken som bærer biologisk nedbrytbart materiale i en beholder for derved å tvinge P.T. til å variere med tiden og frembringe områder med lavt P.T. og høyt P.T. i væsken. The process according to the invention can be carried out by injecting an oxygen-containing gas at intervals or while varying the introduction quantity of the gas into the liquid carrying biodegradable material in a container in order thereby to force P.T. to vary with time and produce areas of low P.T. and high P.T. in the liquid.

Fortrinnsvis innføres imidlertid den oksygenholdige gass i en væskestrøm hvorved P.T. i væsken tvinges til å variere langs strømningsbanen. Væsken kan strømme eller renne gjennom en rekke innbyrdes forbundne soner og gassen føres inn i eller mellom to eller flere soner. Fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen Preferably, however, the oxygen-containing gas is introduced into a liquid stream whereby P.T. in the liquid is forced to vary along the flow path. The liquid can flow or flow through a series of interconnected zones and the gas is introduced into or between two or more zones. The method according to the invention

er særlig hensiktsmessig for anvendelse når væsken sirkuleres rundt et system (f.eks. som beskrevet i søkernes UK-søknader nr. 23328/73 og 53921/73) omfattende en avdeling med synkende eller nedstigende strøm (nedstrøm) og en avdeling med oppstigende strøm (oppstrøm) som er i forbindelse med hverandre ved sine øvre og nedre ender, og hvor en oksygenholdig gass sprøytes inn i væsken når denne passerer nedstrømsavdelingen. Når gassen føres inn i is particularly suitable for use when the liquid is circulated around a system (e.g. as described in the applicants' UK applications no. 23328/73 and 53921/73) comprising a section with descending or descending flow (downflow) and a section with ascending flow (upstream) which are connected to each other at their upper and lower ends, and where an oxygen-containing gas is injected into the liquid as it passes the downstream section. When the gas is introduced into

den strømmende væske, kan det forekomme resirkulering, f.eks. kan enhver særlig del av væsken resirkuleres 10 ganger, fortrinnsvis 20 til 40 ganger. the flowing liquid, recirculation may occur, e.g. any particular portion of the liquid can be recycled 10 times, preferably 20 to 40 times.

Prosessen ifølge oppfinnelsen er særlig nyttig som et trinn i den biologiske behandling av kloakkvæske, dvs. aereringen og/eller oppløsningstrinnene i denne behandling, og i den reste-rende del av denne beskrivelse vil oppfinnelsen beskrives i forbindelse med kloakkvæskens behandling under benyttelse av systemet ifølge U.K. søknadene nr. 23328/73 og 53921/73. The process according to the invention is particularly useful as a step in the biological treatment of sewage liquid, i.e. the aeration and/or dissolution steps in this treatment, and in the remaining part of this description the invention will be described in connection with the treatment of sewage liquid using the system according to UK applications no. 23328/73 and 53921/73.

Under behandlingen av kloakkutslipp i prosessen ifølge oppfinnelsen under benyttelse av systemet ifølge de nevnte britis-ke patentsøknader kontrolleres tilførselen (dvs. mengden og ste-det for tilførselen) av oksygenholdig gass til kloakkvæsken som sirkulerer rundt systemet på en slik måte at mikroorganismer som finnes i kloakkvæsken(hovedsakelig bakterier og bakteriofage or-ganismer - vanligvis protozoer) utsettes for markerte forandrin-ger i P.T. og i det minste for et område med lavt og/eller høyt P.T. når det beveger seg rundt systemet. During the treatment of sewage discharge in the process according to the invention using the system according to the aforementioned British patent applications, the supply (i.e. the amount and place of supply) of oxygen-containing gas to the sewage liquid which circulates around the system is controlled in such a way that microorganisms found in the sewage liquid (mainly bacteria and bacteriophage organisms - usually protozoa) is exposed to marked changes in P.T. and at least for an area of low and/or high P.T. as it moves around the system.

Ved systemet ifølge de nevnte U.K. søknader kan ned-strømsavdelingen og oppstrømsavdelingen ha en hvilken som helst hensiktsmessig tverrsnittsform, f.eks. sirkulær eller halvsirku-lær. De kan være anordnet utenfor hverandre, men er fortrinnsvis anordnet inne i en enkelt konstruksjon (fortrinnsvis sylindrisk) som er innvendig oppdelt ved hjelp av en eller flere skillevegger eller med nedstrømsavdelingen dannet av et rør beliggende inne i konstruksjonsrøret, slik at det ytre mellomrom danner oppstrøms- avdelingen. Den geometriske anordning kan varieres på flere må-ter. Systemet kan omfatte flere oppstrømsavdelinger og/eller ned-strømsavdelinger, f.eks. to nedstrømsavdelinger kombinert med en enkelt oppstrømsavdeling, som alle er plassert i den samme konstruksjon. By the system according to the aforementioned U.K. applications, the downstream section and the upstream section may have any suitable cross-sectional shape, e.g. circular or semi-circular. They can be arranged outside of each other, but are preferably arranged inside a single construction (preferably cylindrical) which is internally divided by means of one or more partitions or with the downstream section formed by a pipe located inside the construction pipe, so that the outer space forms upstream - the department. The geometric arrangement can be varied in several ways. The system may comprise several upstream departments and/or downstream departments, e.g. two downstream compartments combined with a single upstream compartment, all of which are housed in the same structure.

Passende kloakkvæske, om nødvendig etter innledende behandling, føres inn i en tank hvor gassutløsning kan forekomme under den oppfinnelsesmessige prosessgang. Nedstrømsavdelingen og oppstrømsavdelingen strekker seg under nivået for tankens bunn. Når således tanken er anordnet på eller under bakkens nivå, er konstruksjonen som omfatter nedstrømsavdelingen og oppstrømsavde-lingen i form av en fortrinnsvis sylindrisk sjakt som stikker ned i bakken. Sjakten eller brønnen kan stikke ned i bakken på et sted utenfor tanken, men befinner seg fortrinnsvis nedenfor denne og oppstrømsavdelingen og nedstrømsavdelingens- øvre ender munner ut i tanken. I visse tilfelle strekker nedstrømsavdelingen seg over nivået for. kloakkvæsken i tanken. I slike tilfelle strekker nedstrømsavdelingen seg imidlertid for det meste av sin lengde under nivået for tankens bunn. I disse tilfelle munner oppstrøms-avdelingens' øvre ende ut i tanken, mens nedstrømsavdelingens øvre ende gjennom en ledning er i forbindelse med kloakkvæsken i tanken. Suitable sewage liquid, if necessary after initial treatment, is fed into a tank where gas evolution can occur during the inventive process. The downstream section and the upstream section extend below the level of the bottom of the tank. Thus, when the tank is arranged at or below ground level, the structure comprising the downstream section and the upstream section is in the form of a preferably cylindrical shaft that protrudes into the ground. The shaft or well may protrude into the ground at a location outside the tank, but is preferably located below this and the upstream section and the downstream section's upper ends open into the tank. In certain cases, the downstream section extends above the level of. the sewage liquid in the tank. In such cases, however, the downstream section extends for most of its length below the level of the bottom of the tank. In these cases, the upstream section's upper end opens into the tank, while the downstream section's upper end is in connection with the sewage liquid in the tank through a line.

Hensiktsmessig strekker systemet seg minst 40 meter vertikalt ned under kloakknivået i tanken, fortrinnsvis 80 meter eller mer og enda dypere ned 150-300 meter. Det totale virksom-me tverrsnittsareal av oppstrømsavdelingen eller -avdelingene er fortrinnsvis lik eller større enn nedstrømsavdelingen eller -avdelingene. Forholdet mellom oppstrøms- og nedstrømstverrsnittene er hensiktsmessig i området 1:1 til 2:1. Appropriately, the system extends at least 40 meters vertically below the sewage level in the tank, preferably 80 meters or more and even deeper down 150-300 meters. The total effective cross-sectional area of the upstream section or sections is preferably equal to or greater than the downstream section or sections. The ratio between the upstream and downstream cross-sections is appropriate in the range 1:1 to 2:1.

Hvilke som helst hensiktsmessige innretninger kan benyttes til å sirkulere kloakkvæsken i systemet. Det er imidlertid meget hensiktsmessig at det i tillegg til å kontrollere P.T. benyttes innsprøytning av den oksygenholdige gass i systemet til å frembringe sirkulasjonsbevegelse i væsken i systemet. Any suitable devices can be used to circulate the sewage liquid in the system. However, it is very appropriate that in addition to controlling P.T. injection of the oxygen-containing gas into the system is used to produce circulation movement in the liquid in the system.

Hensiktsmessig innføres oksygenholdig gass (fortrinnsvis luft) i både 'Synkeavdelingen og i stigeavdelingen (nedstrøms-og oppstrømsavdelinger). Fortrinnsvis skjer gassinnføringen i disse to avdelingen eller kammere .på steder med samme hydrostatis-ke trykk. Da det øvre parti av stigeavdelingen vil inneholde flere gassbobler enn tilfelle er i den øvre del av synkeavdelingen (som inneholder lite eller stort sett ikke noe gass), vil plasseringen av innsprøytningen i stigeavdelingen være noe lavere enn i synkeavdelingen. I praksis er det imidlertid tilfredsstillende om gassinnsprøytningen i begge avdelinger eller kammere skjer i det vesentlige i samme avstand under kloakknivået i tanken. Gassen til begge innføringssteder kan tilføres ved hjelp av en og samme kompressor, mens mengdene'som blåses inn i stigeavdelingen hhv. synkeavdelingen, kontrolleres ved hjelp av ventiler. Appropriately, oxygen-containing gas (preferably air) is introduced in both the 'Sink section' and in the rise section (downstream and upstream sections). Preferably, the introduction of gas into these two compartments or chambers takes place at places with the same hydrostatic pressure. As the upper part of the rising section will contain more gas bubbles than is the case in the upper part of the sinking section (which contains little or mostly no gas), the location of the injection in the rising section will be somewhat lower than in the sinking section. In practice, however, it is satisfactory if the gas injection in both compartments or chambers takes place essentially at the same distance below the sewage level in the tank. The gas to both entry points can be supplied by means of one and the same compressor, while the amounts blown into the riser section or the sink department, is controlled by means of valves.

Gass innføres fortrinnsvis i de to kammere på et sted beliggende mellom 0,1 til 0,4 ganger deres lengde under kloakknivået i tanken, dvs. fra 15 til 120 m nedenfor det nevnte nivå Gas is preferably introduced into the two chambers at a location located between 0.1 to 0.4 times their length below the sewage level in the tank, i.e. from 15 to 120 m below said level

når systemet strekker seg fra 150 til 300 meter under dette nivå. Det foretrekkes at gassinnblåsingen skjer på et sted mer enn 20 meter under kloakknivået i tanken selvom det selvfølgelig er mu-lig at gassen kan innføres i en mindre dybde enn 20 meter under nivået. when the system extends from 150 to 300 meters below this level. It is preferred that the gas injection takes place at a place more than 20 meters below the sewage level in the tank, although it is of course possible that the gas can be introduced at a shallower depth than 20 meters below the level.

Under igangsetning av systemet innføres all den oksygenholdige gass eller det meste av denne i stigeavdelingen, slik at avdelingens øvre seksjon kan virke som luftoppdriftspumpe. Når . innledningsperioden eller igangsetningsperioden er løpt ut og væsken sirkulerer tilfredsstillende og med passende hastighet,f. eks. 0,8 m/sek. i,synkeavdelingen, kan den gassmengde som tilføres synkeavdelingen gradvisøkes, fortrinnsvis opp til minst 50% og i noen tilfelle slik at all gass tilføres synkeledningen.Kloakkvæsken i systemet kan da sirkulere kontinuerlig under slike forhold. During start-up of the system, all or most of the oxygen-containing gas is introduced into the riser compartment, so that the upper section of the compartment can act as an air buoyancy pump. When . the start-up period or start-up period has expired and the liquid circulates satisfactorily and at an appropriate speed, e.g. e.g. 0.8 m/sec. in the sink department, the amount of gas supplied to the sink department can be gradually increased, preferably up to at least 50% and in some cases so that all gas is supplied to the sink line. The sewage liquid in the system can then circulate continuously under such conditions.

Når prosessen virker stadig etter innledningsperioden, føres gassboblene som blåses inn i synkeavdelingen raskt nedover av den sirkulerende væske til nivåer med høyere trykk, slik at deres størrelse avtar. Til slutt vil mange av boblene være fullstendig absorbert av kloakkvæsken når de kommer til det laveste nivå i et dypt inngravet anlegg. Når kloakkvæsken stiger i stigeavdelingen, vil boblene komme til syne på ny og siden vil de øke i stør-relse. Ved at man sprøyter inn eller blåser inn luft i synkeavdelingen på et passende nivå under toppnivået av systemet, vil der-for stigeavdelingen inneholde flere gassbobler enn synkeavdelingen og systemet vil fortsette å virke som en luftoppdriftspumpe selv pm all gass eller det meste av gassen sprøytes inn i synkeavdelingen. Når sirkulasjonen engang er påbegynt og gassbobler ført inn i synkeavdelingen bæres nedover med en passende hastighet, f.eks. over 0,8 m/sek, vil virkningen av den i synkeavdelingen innførte gass komme -i tillegg til gassen som måtte bli innført i stigeav-• delingen for å drive sirkulasjonen igang mellom og gjennom de to avdelinger. When the process operates continuously after the initial period, the gas bubbles blown into the sinking compartment are rapidly carried downward by the circulating liquid to higher pressure levels, so that their size decreases. Eventually, many of the bubbles will be completely absorbed by the sewage liquid when they reach the lowest level in a deep-buried facility. When the sewage liquid rises in the riser compartment, the bubbles will appear again and then they will increase in size. By injecting or blowing air into the sink compartment at a suitable level below the top level of the system, the riser compartment will therefore contain more gas bubbles than the sink compartment and the system will continue to act as an air buoyancy pump even if all or most of the gas is injected in the sink department. Once the circulation has started and gas bubbles introduced into the sinking compartment are carried downwards at a suitable speed, e.g. above 0.8 m/sec, the effect of the gas introduced in the sink section will come -in addition to the gas that had to be introduced in the riser section -• to drive circulation between and through the two sections.

Under behandlingen vil kloakkvæsken vanligvis sirkulere et stort antall ganger gjennom' systemet og et fullstendig omløp vil vanligvis ta mellom 2 og 8 minutter avhengig av systemets stør-relse. Den totale varighet av behandlingen vil være avhengig av om det benyttes aereringstrinn eller fermenterings- eller forråtnelsestrinn. I det første tilfelle.vil perioden i hvilken kloakkvæsken resirkuleres, vanligvis være 1/4 til 4 timer for svak kloakk, men kan bli lengre for sterkere kloakk, mens i det sistnevnte tilfelle vil tiden være lengre, f.eks. 2 til 30 dager avhengig av i hvilke mengder kloakken tilføres anlegget. During the treatment, the sewage liquid will usually circulate a large number of times through the system and a complete circulation will usually take between 2 and 8 minutes depending on the size of the system. The total duration of the treatment will depend on whether an aeration step or a fermentation or putrefaction step is used. In the first case, the period during which the sewage liquid is recirculated will usually be 1/4 to 4 hours for weak sewage, but may be longer for stronger sewage, while in the latter case the time will be longer, e.g. 2 to 30 days, depending on the amount of sewage supplied to the facility.

Det forståes at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres meget hensiktsmessig med synkeavdelingen og stigeavdelingen nedgravet i bakken i en dyp brønn med en foring, f.eks. av betong som kan danne brønnens ytre vegg. It is understood that the method according to the invention can be carried out very appropriately with the sinking section and the rising section buried in the ground in a deep well with a liner, e.g. of concrete that can form the outer wall of the well.

Verdiene for P.T. for de forskjellige steder langs systemet som ønskes oppnådd, er avhengig av om oppfinnelsen benyttes i forbindelse med aereringstrinn eller fermenteringstrinn i kloakkbehandlingen. Hovedområdet for lavt P.T. ligger imidlertid fortrinnsvis ved.den øvre ende av synkeavdelingen over det sted hvor gassen tilføres vedkommende avdeling. Et annet foretrukket område med lavt P.T. er i stigeavdelingen umiddelbart under det sted hvor gassen tilføres denne avdeling. Det foretrukne område for høyt P.T. er i synkeavdelingen under det sted hvor gassen til-føres. Foretrukne verdier for P.T. langs systemet varierer innenfor følgende områder og innsprøytningsmengder av oksygenholdig gass i systemet,når væsken sirkulerer tilfredsstillende, kontrolleres hensiktsmessig ved å holde P.T.-verdiene innenfor følgende områder (se også fig. 3): The values for P.T. for the various places along the system that is desired to be achieved, depends on whether the invention is used in connection with an aeration step or a fermentation step in the sewage treatment. Main area of low P.T. however, is preferably located at the upper end of the sink section above the place where the gas is supplied to the relevant section. Another preferred area of low P.T. is in the riser section immediately below the place where the gas is supplied to this section. The preferred area for high P.T. is in the sink section below the place where the gas is supplied. Preferred values for P.T. along the system varies within the following ranges and injection quantities of oxygen-containing gas into the system, when the liquid circulates satisfactorily, is appropriately controlled by keeping the P.T. values within the following ranges (see also fig. 3):

. Synkeavdelingens øvre ende. The sink department's upper end

(over sprederne) 30-0 millibar avtagende nedover Nedre del av synkeavdelingen (above the spreaders) 30-0 millibar decreasing downwards Lower part of sink compartment

(fra et sted over sprederne) 0 - 1000 millibar økende nedover Nedre del av stigeavdelingen (from somewhere above the spreaders) 0 - 1000 millibar increasing downwards Lower part of the riser section

(til et sted under sprederne, om(to a place under the spreaders, om

noen) 1000 - 1 millibar avtagende oppover some) 1000 - 1 millibar decreasing upwards

i in

Øvre ende av stigeavdelingenUpper end of the ladder section

(fra et sted under sprederne,(from somewhere under the spreaders,

om noen) . 0-30 millibar økende oppover Disse P.T.-verdier er bare å betrakte som eksempler. if anyone) . 0-30 millibar increasing upwards These P.T. values are only to be considered as examples.

Om ønskelig kan P.T. måles på i det minste et sted i systemet og resultatene av denne måling eller målingene kan benyt tes til å kunne kontrollere tilførselen av den oksygenholdige gass. P.T. målinger kan utføres ved hjelp av sonder, f.eks. en oksygenelektrode kan omfatte en membrandekket galvanisk sonde, f.eks. 'en Mackereth-elektrode,eller en membrandekket amperome-trisk sonde, såsom Clerk-elektroden. Disse sonder kan hensiktsmessig plasseres et sted mot stigerens og/eller synkerens øvre ender, spesielt i området for sprederne for oksygenholdig gass, f. eks. mellom 20 og 30-50 meter fra sprederne, vanligvis foran sprederne i strømmens retning. Når en oksygenholdig gass tilføres både stigeren og synkeren, plasseres. P.T. sondene fortrinnsvis en sonde over sprederen i synkeren og en annen sonde under sprederen i stigeren. Når oksygenholdig gass bare tilføres synkeren,dvs. stort sett ingen gass tilføres stigeren, plasseres P.T. sondene på toppen av synkeren og om ønskelig også på toppen av stigeren. If desired, P.T. is measured in at least one place in the system and the results of this measurement or the measurements can be used to be able to control the supply of the oxygen-containing gas. P.T. measurements can be carried out using probes, e.g. an oxygen electrode may comprise a membrane-covered galvanic probe, e.g. 'a Mackereth electrode, or a membrane-covered amperometric probe, such as the Clerk electrode. These probes can conveniently be placed somewhere towards the upper ends of the riser and/or sinker, especially in the area of the diffusers for oxygen-containing gas, e.g. between 20 and 30-50 meters from the spreaders, usually in front of the spreaders in the direction of the flow. When an oxygen-containing gas is supplied to both the riser and the sinker, placed. P.T. the probes preferably one probe above the spreader in the sinker and another probe below the spreader in the riser. When oxygen-containing gas is only supplied to the sinker, i.e. basically no gas is supplied to the riser, place P.T. the probes on top of the sinker and, if desired, also on top of the riser.

Om ønskelig eller nødvendig kan stigeren og synkeren inneholde hjelpespredere for utlevering av små mengder oksygenholdig gass i systemet når det måtte være nødvendig. Hensiktsmessig er en hjelpespreder anordnet ved toppen av synkeren. If desired or necessary, the riser and sinker can contain auxiliary diffusers for dispensing small amounts of oxygen-containing gas into the system when necessary. Conveniently, an auxiliary spreader is arranged at the top of the sinker.

P.T. har en meget betydelig virkning på utvalget avP.T. has a very significant effect on the selection of

de mikroorganismer som drives i kloakkvæsken under behandling. Omsorgsfullt valg av størrelse av denne faktor og dennes varia-sjonsgrad langsetter systemet fører til utvalg av en mikroorganis-mepopulasjon som passer ideelt for behandling av kloakkutslipp. the microorganisms that are driven into the sewage liquid during treatment. Careful selection of the size of this factor and its degree of variation lengthens the system leading to the selection of a microorganism population that is ideally suited for treating sewage discharge.

Et særlig valg tillater en stor populasjon av nitrifiseringsbakte-rier som bevirker en god nitrifikasjon av kloakken. Valget av betingelsene varierer mellom aereringstrinn og fermenterings- eller forråtnelsestrinn og er også avhengig av om det er ønskelig å produsere flytende slam eller utfellingsslam. A particular choice allows for a large population of nitrifying bacteria which causes a good nitrification of the sewage. The choice of conditions varies between aeration stage and fermentation or putrefaction stage and also depends on whether it is desired to produce liquid sludge or precipitation sludge.

Høye P.T.-verdier tillater oppbygning og opprettholdel-se av høye konsentrasjoner av mikroorganismer og forårsaker en viss utløsning av oksydativ fosforylasjon som resulterer i oksyde-ring av større mengder karbon til CO2 og mindre til celler således at slamproduksjonen reduseres. På lignende måte fører utsettelse av mikroorganismene i korte perioder med lavt P.T. til økning av CO2produksjonen., High P.T. values allow the build-up and maintenance of high concentrations of microorganisms and cause a certain release of oxidative phosphorylation which results in the oxidation of larger amounts of carbon to CO2 and less to cells so that sludge production is reduced. Similarly, exposure of the microorganisms to short periods of low P.T. to increase CO2 production.,

Den tid som mikroorganismene trenger til å reagere på forandringene i P.T., varierer, men er vanligvis kortere enn sirku-lasjonstiden i systemet. Visse typer av reaksjon forekommer alle-rede etter sekunder, mens andre som krever tilbakematningskontroll-,mekanismer langs metaboliske baner kan ta minutter. Visse reak- sjoner kan kreve dager avhengig av grohastigheten av mikroorganismene hvis disse er resultanter av et utvalg av mutanter. Det er også kjent mellomliggende reaksjonstider hvor represjon eller in-duksjon av enzymsynteser kan ta noen timer. The time the microorganisms need to react to the changes in P.T. varies, but is usually shorter than the circulation time in the system. Certain types of reaction already occur after seconds, while others requiring feedback control mechanisms along metabolic pathways may take minutes. Certain reactions may require days depending on the growth rate of the microorganisms if these are the result of a selection of mutants. There are also known intermediate reaction times where repression or induction of enzyme syntheses can take a few hours.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1-4 viser eksempler på hensiktsmessige P.T.profi-ler i systemer av den type som vist på fig. 5 og 6, mens fig. 5 og 6 viser skjematisk snitt gjennom systemer hvor prosessen iføl-ge oppfinnelsen kan gjennomføres. Fig. 1 til 4 illustrerer fire forskjellige P.T. profi-ler, dvs. diagrammer som viser variasjonen av P.T. i systemer av den type som er vist på fig. 5 og 6. P.T.-profilene i stigeavde-lingene (stigerne) er vist med piler som peker oppover, mens P.T.-profiler i synkeavdelingene (synkere) er vist med piler som peker nedover. Størrelsen av P.T. er vist ved hjelp av den horisontale koordinat på figurene. På denne måte er forandringene i P.T. The invention will be explained in more detail below by means of examples with reference to the drawings, where: Fig. 1-4 show examples of appropriate P.T. profiles in systems of the type shown in fig. 5 and 6, while fig. 5 and 6 show schematic sections through systems where the process according to the invention can be carried out. Fig. 1 to 4 illustrate four different P.T. profiles, i.e. charts showing the variation of P.T. in systems of the type shown in fig. 5 and 6. The P.T. profiles in the riser sections (risers) are shown with arrows pointing upwards, while P.T. profiles in the sink sections (sinkers) are shown with arrows pointing downwards. The size of the P.T. is shown using the horizontal coordinate in the figures. In this way, the changes in P.T.

langs systemet vist. Plasseringen av sprederne er antydet med strekede linjer. Oksygenholdig gass føres inn og spres i systemet som angitt nedenfor: along the system shown. The location of the spreaders is indicated by dashed lines. Oxygen-containing gas is introduced and dispersed in the system as indicated below:

Fig. 1 i synkeren på et stedFig. 1 in the sinker at one location

Fig. 2 i synkeren på to stederFig. 2 in the sinker in two places

Fig. 3 i synkeren og stigeren i samme nivåFig. 3 in the sinker and riser at the same level

Fig. 4 i synkeren og stigeren i samme nivåFig. 4 in the sinker and the riser at the same level

Områder med lavt P.T. finnes på følgende steder:Areas with low P.T. can be found at the following locations:

Fig. 1 i synkeren over sprederenFig. 1 in the sinker above the spreader

Fig. 2 i øvre del av stigeren ogFig. 2 in the upper part of the riser and

i synkeren over den øvre sprederin the sinker above the upper spreader

Fig. 3 i stigeren under sprederen ogFig. 3 in the riser under the spreader and

i synkeren over sprederenin the sink above the spreader

Fig. 4 i stigeren under sprederenFig. 4 in the riser under the spreader

Hovedområdene for høyt P.T. ligger i alle tilfelle i synkeren nedenfor sprederen (nedenfor den nedre spreder på fig.2). The main areas of high P.T. is in all cases in the sinker below the spreader (below the lower spreader in fig.2).

I det på fig. 5 viste anlegg er spredere 16 og 17 anordnet i synkeren114 hhv. stigeren 15 og begge er forbundet med en kompressor 18. Gasstrømmen til stigeren 15 og synkeren 14 styres av ventiler 19 hhv. 20. Ventilenes 19 og 20 virkemåte styres igjen fra en aktivator 21 som er koblet til en innretning 22 som måler strømhastigheten og er anordnet ved den øvre ende av synkeren 14. I dette anlegg er synkeren 14 og stigeren 15 anordnet i separate brønner anbragt under bakkens nivå A-A og forbundet med hverandre ved sine nedre ender ved hjelp av binderør 12. In that in fig. 5 system, spreaders 16 and 17 are arranged in the sinker 114, respectively. the riser 15 and both are connected by a compressor 18. The gas flow to the riser 15 and the sinker 14 is controlled by valves 19 and 20. The operation of the valves 19 and 20 is again controlled from an activator 21 which is connected to a device 22 which measures the flow rate and is arranged at the upper end of the sinker 14. In this installation, the sinker 14 and the riser 15 are arranged in separate wells located below the ground level A-A and connected to each other at their lower ends by means of connecting pipes 12.

Når anlegget ifølge fig. 5 benyttes som aereringstrinn i et system med aktivert slam, føres kloakkvæsken etter innledende behandling og eventuelt også etter primær bunnfelling gjennom en kanal (ikke vist på fig. 5) inn i tanken 13 et sted i nærheten av synkerens 14 åpne øvre ende, og væske og aktivert slam forla-ter tanken gjennom en annen kanal (ikke vist på fig. 5) som går ut fra tanken 13 på et sted under væskenivået B-B og plassert i avstand fra innløpskanalen og væsken føres da til en bunnfellings-tank. When the plant according to fig. 5 is used as an aeration step in a system with activated sludge, the sewage liquid is fed after initial treatment and possibly also after primary sedimentation through a channel (not shown in Fig. 5) into the tank 13 somewhere near the open upper end of the sinker 14, and liquid and activated sludge leaves the tank through another channel (not shown in Fig. 5) which exits from the tank 13 at a place below the liquid level B-B and located at a distance from the inlet channel and the liquid is then led to a sedimentation tank.

Mens væsken fyller tanken 13 opp til nivået B-B og ventilen 19 er åpen og ventilen 20 helt eller delvis stengt, settes systemet ifølge fig. 5 igang ved at luft fra kompressoren 18 blåses hovedsakelig eller bare inn i stigeren 15. Stigerens øvre del begynner da å virke som luftoppdriftspumpe og væsken begynner å sirkulere i systemet i retning som vist med pilene på fig. 5. når væskestrømhastigheten som måles ved hjelp av innretningen 22 har nådd en forutbestemt verdi,.bevirker aktivatoren 21 at ventilen 19 stenges helt eller delvis, mens ventilen 20 åpnes. Det er .ønskelig at åpningen og stengningen av hhv. ventilen 20 og 19 fo-regår trinnvis ettersom væskehastigheten i synkeren 14 tiltar. Når systemet virker stadig, blåses hele luftvolumet inn i systemet og de relative luftmengder som blåses inn i stigeren og i synkeren, kontrolleres og styres slik at det oppnås en tilfredsstillende P.T.profil gjennom systemet og for å utsette mikroorganismer som sirkulerer langs systemet fr P.T. i et lavt og/eller høyt P.T.-område. Kontrollen eller styringen av luftinnføringen kan selv-følgelig utføres for hånd av operatører, men det er mer hensiktsmessig å gjøre dette automatisk ved hjelp av aktivatoren 21 og måleren 22. While the liquid fills the tank 13 up to the level B-B and the valve 19 is open and the valve 20 is completely or partially closed, the system according to fig. 5 start by blowing air from the compressor 18 mainly or only into the riser 15. The upper part of the riser then begins to act as an air buoyancy pump and the liquid begins to circulate in the system in the direction shown by the arrows in fig. 5. when the liquid flow rate measured by means of the device 22 has reached a predetermined value, the activator 21 causes the valve 19 to be completely or partially closed, while the valve 20 is opened. It is desirable that the opening and closing of the valves 20 and 19 operate step by step as the liquid velocity in the sinker 14 increases. When the system is operating continuously, the entire volume of air is blown into the system and the relative amounts of air blown into the riser and sinker are controlled and controlled so that a satisfactory P.T. profile is achieved through the system and to expose microorganisms circulating along the system to P.T. in a low and/or high P.T. range. The control or management of the air introduction can of course be carried out by hand by operators, but it is more appropriate to do this automatically by means of the activator 21 and the meter 22.

Ved utførelsen ifølge fig. 6 er synkeren 14 og stigeren 15 anordnet i en og samme brønn under bakkens nivå A-A og er skilt fra hverandre med skillevegg 23. Forbindelsen mellom stigeren 15 og synkeren 14 består av en åpning ved den nedre ende av skilleveggen 23. De øvre ender av skilleveggen 23 og av synkerens 14 yttervegg er bøyd utover i tanken 13 og danner en avbøynings-bane som frembringer en hensiktsmessig sirkulasjonsbevegelse i tanken 13. Ellers minner anlegget ifølge fig. 6 om anlegget iføl-ge fig. 5 og virkemåten er lignende. Om ønskelig kan gasstrømmen til stigeren 15 og synkeren 14 i anlegget ifølge fig. 6 tilveie- bringes på en passende måte, f.eks. som vist på fig. 5. In the embodiment according to fig. 6, the sinker 14 and the riser 15 are arranged in one and the same well below ground level A-A and are separated from each other by a partition wall 23. The connection between the riser 15 and the sinker 14 consists of an opening at the lower end of the partition wall 23. The upper ends of the partition wall 23 and the outer wall of the sinker 14 is bent outwards in the tank 13 and forms a deflection path which produces an appropriate circulation movement in the tank 13. Otherwise, the plant according to fig. 6 about the plant according to fig. 5 and the operation is similar. If desired, the gas flow to the riser 15 and the sinker 14 in the plant according to fig. 6 is provided in an appropriate way, e.g. as shown in fig. 5.

i in

Claims

Patent claims

1. Treatment process for liquid containing biodegradable material in the form of a solution and/or suspension, where an oxygen-containing gas is introduced into the liquid and a culture of microorganisms is maintained in the liquid, the conditions being such that during a period of at least part of the liquid is exposed to a low partial pressure of the oxygen in the liquid (hereinafter called P.T.), and/or at least part of said liquid is exposed to a high P.T., whereby the ratio between carbon dioxide and cellular material produced by the culture is increased during the process, where the time period in which part of said liquid is exposed to a low or high P.T. is sufficiently short and where there is also a period during which this part of the liquid is exposed to a mean P.T. situated between a low P.T. and a high P.T.-, so that the mentioned microorganisms are not affected in such a way that will be significantly harmful to their function in the treatment process.

2. Process according to claim 1, characterized in that the oxygen-containing gas is air.

3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that at least part of the liquid is exposed to a high P.T. which is at least 450 millibars.

4. Process according to claim 3, characterized in that the high P.T. lies in the range 1000 to 1350 millibars.

5. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least part of the liquid is exposed to a low P.T. which is below 30 millibars.

6. Process according to claim 5, characterized in that the low P.T. is zero or substantially zero.

7. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the period of influence of the low P.T. on part of the liquid does not exceed 5 minutes.

8. Process according to claim 7, characterized in that the period of low P.T. does not exceed 1 minute.

9. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the period during which part of the liquid is exposed to a high P.T. does not exceed 10 minutes.

10. Process according to claim 9, characterized in that the high P.T. period is no longer than 3 minutes.

11. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the liquid is subjected to a series of high and/or low P.T. shocks, where the liquid's P.T. when this is not exposed to such a shock, lies in an area between a low and a high P.T.

12. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that an oxygen-containing gas is injected into a stream of liquid, whereby P.T. in the liquid is forced to vary along the flow path.

13. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the liquid is circulated along a system and an oxygen-containing gas is injected into the circulating liquid and where any part of the liquid is circulated through the system between 20 and 40 times.

14. Process according to one or more of the preceding claims, characterized in that the process is used as a step in the biological treatment of sewage water.

15. Process for treating a liquid that carries or contains biodegradable material in the form of a solution and/or suspension, characterized by features that appear from the description and figures 1 to 4 or by the fact that it is carried out in a plant as described and shown on fig. 5 and 6 in the drawings.