NO771696L - Fremgangsm}te for rensing av avvann, samt anlegg for anvendelse ved fremgangsm}ten - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for rensing av avvann,

samt anlegg for anvendelse ved fremgangsmåten.

Den konvensjonelle fremgangsmåte for rensning av kommunale og industrielle avvann består av følgende trinn: mekanisk rensning (for-klaring) , biologisk rensning, etterklaring og slam-behandling. I det mekaniske rensetrinn fjernes de smusstoffer som avsetter seg, ved hjelp av siler, river, sandfangere og ved sedimentering i for-klaringsbassenger. I det biologiske trinn overføres kolloidene og de oppløste stoffer ved hjelp av mikroorganismer til en avsettbar form og utskilles ved sedimentering i etterklaringsbassenget. De vannrike slam som oppstår i for- og etterklaringsprosessen, behandles ved forskjellige metoder slik at man ved utskilling av ballastvannet og stabilisering av de stoffer som inneholdes i slammet, vil gi en rest som så kan fjernes uten

å forårsake farer for omgivelsene.

Betinget av de relativt langsomt forløpende prosesser med hensyn til avsetning i for- og etterklaringsbassenget, ut-skillelse av sedimentene fra for- og etterklaringene såvel som behandlingen av disse vannrike slam i konsentreringskar, tørke-beholdere , komposteringstårn, ved mekaniske avvanningsprosesser osv., er konvensjonelle klaringsanlegg kjennetegnet ved behand-lingsbassenger og byggekonstruksjoner som trenger stor plass og for det meste er fremstilt av betong.

Et ytterligere problem utgjør avvann, f.eks. fra klarings- og samlegruber. Disse har konsistens av tynt slam og har et"" høyt kjemisk oksygenbehov (KOB) , på opp til 20 000 mg/l og enda mer. Oppberedelsen av dem i henhold til konvensjonelle prosesser er bare mulig med et betydelig oppbud. En miljøriktig fjerning av dem har hittil vært et uløst problem. I.henhold til løpende praksis bringes avvannet ut på jordbruksmark eller lag-res i slamdanner og lignende. Av vassdragspleiehensyn, hygiene-hensyn, lukthensyn osv. settes det stadig snevrere grenser for denne praksis.

Det er også kjent en fremgangsmåte for fjerning av små mengder av forurensninger, så som blakking eller avfarvning av forurenset vann, hvorved det til vannet tilsettes polyelektrolyt-ter, utflokkingshjelpemidler og filt reringshjelpemidler. Fremgangsmåten utføres under slike betingelser ved hvilke utflokkingshjelpemidlene utskilles sammen med forurensningene på filtreringshjelpemidlene i form av et overtrykk. Som filtreringshjelpemidler tjener kiselgur, perlitt , andre silisiumholdige forbindelser, kar-bon såvel som fibermateriale så som asbest og cellulose. Det på denne måte forbehandlede vann pumpes ved hjelp av over- eller un-dertrykk gjennom handelsvanlige filtermedier, hvorved først før filtreringen et sjikt av filtreringshjelpemidlene bringes opp på filteret, hvorved det med utflokkingshjelpemidlene overtrukne filtreringshjelpemiddel deretter kontinuerlig bygger opp en porøs • filterkake med hvilken en vesentlig del av de suspenderte partik-ler fjernes fra vannet. Denne kjente metode kan også anvendes for fjerning av blakking i avvann.

Foreliggende oppfinnelse gjør det nå mulig å opprette prefabrikerte renseanlegg for montering under vidtgående unngåel-se av kostbare byggearbeider i grunnen så vel som reduksjon av investerings- og driftsomkostningene for rensing av avløp som ovenfor nevnt.Herved oppnår man en fleksibilitet med hensyn til lo-kalisering og utvidelsesmuligheter. Ved den kompakte byggeart

for anleggskomponentene kan hele anlegget oppstilles på et lite område, slik at dette med gunstige omkostninger kan bringes under tak i form av en hall, f.eks. av fleksible tekstilbyggematerialer. Oppfinnelsen muliggjør også ved en enkel apparativ anordning en meget sterk reduksjon av det biokjemiske så vel som det kjemiske oksygenbehov (BOB resp. KOB), som er nødvendig for ytterligere rensning av avløpsvann fra hvilket faststoffene er adskilt ved for-bindeklaring.

Med de avløpsvann som behandles i henhold til oppfinnelsen forstås slike som inneholder faste stoffer som kan avsette seg, så vel som kolloidale stoffer og også stoffer i. ekte løs-ning og hvis forurensninger i det minste delvis er av organisk natur. Disse avløpsvann er for det meste i besittelse av et

gjennomsnittlig biokjemisk oksygenbehov (BOB) på 250-300 mg/l.

Mari kan imidlertid også behandle sterkere belastede avløpsvann

som oppviser et BOB på opp til 12 000 mg/l og mer og som eventu-. elt er i besittelse av en forhøyet faststoffandel, så som avløps-vann fra klarings- og samlegruber, i disse renseanlegg.

BOB-verdien er et mål for innholdet av organiske substan-ser i avløpsvannet som kan nedbrytes biologisk av mikroorganismer under luft-oksygenforbruk, mens KOB-verdien er et mål for angivel-se av organiske smusstoffer. I sistnevnte tilfelle anvender man som mål forbruket av oksydasjonsmidler, f.eks. kaliumdikromat. KOB ligger på grunn av den forhøyede kjemiske reaksjonsevne hos oksydasjonsmidlet i sammenligning med luft-oksygenet vanligvis over BOB-verdien.

Disse mål nås i henhold til oppfinnelsen ved at man tilsetter utflokningshjelpemidler til. avløpsvannet og forbinder for-klaringen med adskillelsen av størstedelen av de kolloid-disperse andeler slik at man leder det faststoffholdige avløpsvann .som er tilsatt utflokningshjelpemidlene, under innvirkning av tyngdekraften gjennom et støttevev som befinner seg i en opp-hengt innretning , og derved A) først danner et kombinasjonsfilter av a) dette støttevev og b) et primært filtersjikt av utskilte faststoffer, ogB) befrir det ytterligere avløpsvann ved hjelp av dette kombinasjonsfilter for størstedelen av faststoffpartiklene. Tilsetning av filtreringshjelpemidler, som nevnt ovenfor, er ikke nødvendig, da de faststoffer som inneholdes i avløpsvann ikke fjernes ved en særskilt for-klaring, men tjener til oppbygning av det filtervirksomme sjikt.

Når miljøbetingelsene tillater at filtratet, hvis BOB-verdi ved denne behandling ble nedsatt til en brøkdel, kan til-føres direkte til kollektoren, kan man gi- avkall på en ytterligere rensning av filtratet og frafiltrering av faststoffene avbrytes på dette prosesstrinn. Det oppnådde slam kan imidlertid også etter-avvannes mekanisk i et annet trinn og filtratet fra begge trinn tilføres en biologisk behandling. Dette er særlig hensiktsmessig for slam som oppnås ved oppberedning av slamaktige avløpsvann fra klarings- og oppsamlingsgruber.

Den prosesstekniske fornyelse av fremgangsmåten består

i at de kjente sedimenterings-, tømme^og slamkonsentreringspro-sesser så vel som delvis biologiske nedbrytningsprosesser erstattes med en filtreringsprosess ved hjelp av tyngdekraften. Med

andre ord erstattes ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for-klaringen, slamtømmingen, slamkonsentreringen, slam-avvanningen og delvis den biologiske nedbrytning, sistnevnte fremfor alt ved fjerning av kolloidene, ved en enkel rensepro-sess som benytter de fraskilte faststoffer som oppslemmingsfiltersjikt. Da også svevestoffene nesten utelukkende holdes tilbake av filtersjiktet, blir den etter-innsjaltede biologiske prosess tilsvarende mindre belastet.

Det ér overraskende at det på denne måte lykkes å redu-sere i betydelig grad det biokjemiske oksygenbehov som er nødven-dig for den videre rensning av avløpsvannet som renner vekk som filtrat (I), i motsetning til det biokjemiske oksygenbehov, som er nødvendig for rensning av vanlig, kommunalt avløpsvann som er befridd for faststoffer (II). Av det biokjemiske oksygenbehov (II) forbrukes vanligvis 30 % av stoffer som kan avsettes, ca. 20 % av kolloidalt oppløste og ca. 50 % av ekte oppløste stoffer. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen fås imidlertid et filtrat (I) for rensning av hvilket det er nødvendig med et redu-sert biokjemisk oksygenbehold av det art som er minst 45 %, vanligvis 50-70 %, eventuelt opp til 80 % og til og med opp til 90 %, lavere enn det biokjemiske oksygenbehov (II). Denne overraskende effekt lar seg bare forklare ved at ikke bare de stoffer som kan avsette seg og også den vesentlige del av de kolloidalt oppløste stoffer adskilles ved det kombinasjonsfilter som anvendes i henhold til oppfinnelsen, men formodentlig også en større del av de ekte oppløste stoffer, og det i alt vesentlig vel som følge av absorp-sjons- resp. adsorpsjonsprosesser.

Fremgangsmåten kan, om nødvendig, kompletteres ved at man etterbehandler det biologisk behandlede filtrat i et kjemisk/fysi-kalsk prosesstrinn under tilsetning av vanlige fellingsmidler så som aluminium-, jern- og kiselsyreforbindelser og derved tilfører det slam som derved oppstår, den samme tyngdekraft-avvanning som avløpsvannet eller tilfører det til en separat innretning.

Gjenstanden for oppfinnelsen er også et anlegg for rensning av avløpsvann, som har en innretning til for-utflokking av de faststoffer som inneholdes i avløpsvannet og som videre vesentlige bestanddeler har et tyngdekraft-kommunikasjonsfiiter av et støttevev og et oppslemmingsfiltersjikt, utstyrt med avtrekk for det for-avvannede slam, som under filtreringsprosessen bygges opp av de utskilte faststoffer, en innretning for biologisk og/eller

kjemisk/fysikalsk rensning og en innretning for fraskillelse av

det slam som oppstår ved den biologiske og/eller kjemisk/fysikal-ske behandling. I henhold til en spesiell utførelsesform er tyng-dekraf t-avvanningsinnretningen forbundet med en innretning for mekanisk étter-avvanning over slamavtrekket, hvorved begge avvanningsinnretninger har avløp for filtrat , som eventuelt er forbundet med en biologisk behandlingsinnretning.

Fremgangsmåten og innretningen skal i det følgende for-klares nærmere ved hjelp av vedlagte figur som fremstiller et flytskjema. Avløpsvannet føres, eventuelt etter at det har rent gjennom en samlebeholder (1) inn i en utflokningsinnretning (2), hvor det for. utflokking av faststoffene tilsettes utflokkingshjelpemidler. Fra utflokkingsinnretningen (2) kommer det utflokkede avløpsvann inn i et tyngdekraft-kombinasjonsfilter (3) som består av et støttevev og et oppslemningsfiltersjikt, som bygges opp av de fraskilte faststoffer, dvs. at i dette trinn fraskilles de stoffer som inneholdes i vannet som kan avsette seg og de stoffer som i alt vesentlig er kolloidalt oppløst. Filtratet er ved denne spesielle type avvanning praktisk talt faststoff-fritt. Her kan det, uten at det anvendes ytterligere innretninger, oppnås en an-rikning av faststoffene på over 15, fortrinnsvis 20-25 % og eventuelt opp til-30 % tørrstoff. Hvis man ønsker et slam med høyere faststoffandel, så kan det i oppslemmingsfilteret oppnådde slam føres til et annet prosesstrinn, en mekanisk etter-avvanning (4), f.eks. til en vertikalt arbeidende dreneringspresse eller et va-kuum-dreiefilter og avvannes til de ønskede høye faststoffinnhold på f.eks. mer enn 35 %. Det på denne måte avvannede slam tilføres over avtrekket (9a) til en beholder med hvilken transporten til deponeringsstedet eller til en annen anvendelse utføres.

Filtratet fra alle forangående avvanningstrinn tilføres hensiktsmessig en biologisk og/eller kjemisk/fysikalsk behandling, hvorved den biologiske behandling foretrekkes. Den kjemisk/fysi-kalske behandling kan f.eks. bestå av en felling med de ovennevnte fellingsmidler, f.eks. aluminiumsulfat. For denne biologiske og/ eller kjemisk/fysikalske behandling tilføres filtratet, eventuelt over avløpene (11) og (12) og et filtratsamleforlag (5), til en behandlingsinnretning (6). Den biologiske behandling finner fortrinnsvis sted i et plast-dryppelegeme, f.eks. et slikt som er be-skrevet i tysk off.skrift 21 19 321. I det biologiske behandlings-trinn nedbrytes de oppløste organiske stoffer som inneholdes i vannet , biologisk til de ønskedeBOB^-verdier og overføres til en avsettbar form og tilføres eventuelt over tilførselen (13) til det første trinn. Avløpet fira dryppelegemet etterbehandles, om ønsket, i et etter-^innsjaltet kjemisk/fysikalsk trinn (7), for .fjerning av de fra dryppelegemet utskillede faststoffer, de fos-fater som kan felles ut ved hjelp av metallioner, så vel.som de kolloidalt oppløste blakningsstoffer. Det slam som oppstår ved den biologiske og/eller kjemisk/fysikalske behandling, avvannes f.eks. ved sedimentering eller filtrering i ét tyngdekraftfilter av ovennevnte type. Slammet kan også tilføres tyngdekraft-avvanningsinnretningen (3). Filtratet fra det biologiske behand-lingstrinn kan tilføres til kollektoren (8) uten betenkeligheter. Referansetallene (9) og (l<p>) antyder avløpene for for-avvannet slam og fellingsslam.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen har den for-del at man på denne måte kan opparbeide store mengder av avløps-vann i løpet av kort tid, idet man ved partikkelrike avløpsvann kan oppnå gjennomstrømingsverdier pr. time på opp til 1000 l/m<2>filter-flate. Ved partikkelfattige avløpsvann kan gjennomstrømningsver-diene ligge enda høyere. Heller ikke er det nødvendig med noen etterbehandling av filteret så som spyling osv., for fjerning av de avleirede reststoffer.

Støttevevet behøver ikke selv å utfolde noen filter-virkning, men har utelukkende den oppgave å funksjonere som støtte- og fasthetsorgan og å oppta de krefter som utvikles av fyllgodset. I alminnelighet er det poseformet med et volum på mer enn 60 liter, oftest 1-5 m<3>. Det kan i prinsippet bestå av ethvert materiale som oppfyller denne oppgave, f.eks. også av tråd-nettirig. Hensiktsmessig anvender man imidlertid poséformet støtte-vev av filament- eller fibergarnvev av syntesefibre. Spesielt for-delaktig er slike av tråder av polyestere, f.eks. polyetylen-tereftalat, polybutylentereftalat, poly-1,4-dimetylol-cykloheksan-tereftalat resp. analoge produkter på basis av isoftalsyre, poly-amit3er så som polyheksametylenadipat , polyheksametylensebacat , polyundekansyreamid, polykaprolaktam, videre av poly-p-fenylen-tereftalamid.Egnet er også poser av tråder av polyakrylnitril, av kopolymer.er av akrylnitril og i det minste av en ytterligere monomer hvis akrylnitrilinnhold utgjør minst 85 %, av polyvinyl-klorid eller sj polyolefiner så som polyetylen eller polypropylen.

Støttevevet oppviser hensiktsmessig en ikke for tykk trådstilling i renning og veft,.da gjennomstrømningen ved for tett innstilling kan bli sterkt nedsatt. Ved polyetylenterefta-lattråder med en tykkelse på dtex. 2200 er en vev-innstilling på 7,8-9,2, fortrinnsvis 8,2-8,8, tråder pr. cm i renning- og veft-retningen foretrukket. Ved en annen trådtykkelse må trådstillin-gen endres tilsvarende. Ved anvendelse av polyamidvev lar inn-stillingene seg av fagmannen under hensyntagen til utvidelsesfor-holdene for polyamid formidle uten store vanskeligheter. Dette gjelder på samme måte for støttevev av andre materialer.

Som utflokkingshjelpemidler kommer f.eks. på'tale: aluminiumklorid, jernklorid , kalsiumhydroks yd, polyakrylater eller polyakrylamider. En belastning av avløpsvannet ved hjelp av disse utflokkingshjelpemidler foregår praktisk talt ikke, da normalt mengder på 1-450, ved avløpsvann, fra det kommunale område fortrinnsvis opp til 150, spesielt på 2-50 g, og ved avløpsvann fra klarings- og samlegruber fortrinnsvis 100-200 g utflokkingshjelpe-middel pr. m<3>vann strekker til for tilfredsstillende utflokking, hvorved mengden stiger innen dette område ved stigende innhold av forurensninger.

EKSEMPEL

Avløpsvann med et BOB-behov på 3000 mg/l og et tørr-stoffinnhold på 0,85 % ble utflokket med 115 mg/l av en handels-vanlig organisk polyelektrolytt på basis av polyakrylamid og til-ført et poseformig tyngdekraftfilter av polyetylentereftalattrå-der med en tykkelse på dtex 2200 og en vev-innstilling på 8,5 tråder/cm i renning- og islett-retningen. Filterelementet hadde et opptaksvolum på 1,5 m<3>og ble forsynt med 3,5 m^/h av det utflokkede avløpsvann. Etter en tilførselsmengde av 5 m<3>var filterelementet fylt. Ved slutten av fyllingen hadde det slam som befant seg i filterelementet et tørrstoffinnhold på ca. 2,5 %, som etter ytterligere avvann steg til ca. 10 % i løpet av 5 timer. Det filtrat som ble oppnådd, var praktisk talt faststoff-fritt og hadde et tørrstoffinnhold på under 20g/m<3>. Det biologiske oksygenbehov i filtratet var 200-250 mg/l, tilsvarende en reduksjon av BOB på over 90 %.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for rensning av avløpsvann og for reduksjon av det kjemiske og biokjemiske oksygenbehov, som er nødvendig for den videre rensning av avløpsvann, fra hvilket faststoffene er fraskilt ved for-klaring, karakterisert ved at man tilsetter utflokkingshjelpemidler til avløpsvannet og forbinder for-klaringen med fraskillelsen av størstedelen av de kolloid-disperse andeler på den måte at man leder dette faststoffholdige avløpsvann som er tilsatt utflokkings hjelpemidlene, under innvirkning av tyngdekraften gjennom et støtte-vev som befinner seg i en opphengningsinnretning og derved A) først danner et kombinasjonsfilter av a) dette støttevev og b) et primært filtersjikt av fraskilte faststoffer og B) befrir det vi-' dere avløpsvann ved hjelp av dette kombinasjonsfilter for største-delen av faststoffpartiklene.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes et støttevev av polyester- resp. polyamidvev.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes et poseformet støttevev med et volum på mer enn 60 liter.

4... Fremgangsmåte som angitt i et eller flere av kravene 1 til 3, karakterisert ved at man etter-avvanner det for-avvannede slam mekanisk i et annet trinn og tilfører filtratet eller filtratene til en biologisk behandling.

5... Fremgangsmåte som angitt i et eller flere av kravene 1 til 4, karakterisert ved at det oppnådde filtrat deretter renses biologisk , avvanner det. derved oppståtte slam ved sedimentering eller filtrering og tilfører den vandige fase enten umiddelbart eller etter en kjemisk/fysikalsk behandling til en kollektor, hvorved det slam som oppstår i det kjemisk/fysikalske prosesstrinn tilføres til' tyngdekraft-kombinasjonsfiltexet.

6. ' Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakteri sert ved at den biologiske rensning utføres i et plast-dryppelegeme.

7. Anlegg for rensning av avløpsvann, karakterisert ved at det som vesentlige bestanddeler har en innretning for for-utflokking av de faststoffer som inneholdes i avløpsvannet, et tyngdekraft-kombinasjonsfilter som består av et støttevev og et oppslemmingsfiltersjikt, beregnet på det for-avvannede slam og forsynt med avtrekk, samt et oppslemmingsfiltersjikt som oppbygges av de fraskilte faststoffer, videre en innretning for biologisk og/' eller kjemisk/fysikalsk rensning og en innretning for fraskillelse av det slam som oppstår ved den biologiske og/eller kjemisk/fysi-kalske behandling.

8.. Anlegg som angitt i krav 7, karakterisert ved at tyngdekraft-kombinasjonsfilteret er forbundet over slamavtrekket med en innretning for mekanisk etter-avvanning, hvorved bagge avvanningsinnretninger har avløp for filtrat.

9. Anlegg som angitt i krav 7, karakterisert ved at det biologiske rensetrinn som apparativt element har et plast-dryppelegeme.

10.. Anlegg som angitt i et eller flere av kravene 7 til 9, karakterisert ved at det inneholder ytterligere tyngdekraftfiltreringsenheter etter det i krav 7 nevnte prinsipp for fraskillelse av det slam som oppstår i den biologiske og/eller kjemisk/fysikalske rensning.

11. Anlegg som angitt i et eller flere av kravene 7 til 10, karakterisert ved at det er etter-innsjaltet en kjemisk/fysikalsk behandlingsinnretning etter den biologiske behandlingsinnretning og at denne innretning har et avløp for slam som er forbundet med tyngdekraft-avvanningsinnretningen.

12. Anlegg som angitt i et eller flere av kravene 7 til 11, karakterisert ved at det er innsjaltet et filtrérings-samleforlag før den biologiske behandlingsinnretning.

13. Utførelsesform av et eller flere av kravene 1 til 12, karakterisert ved at avløpsvannet som renses , stammer fra klarings- og oppsamlingsgruber.