NO780577L

NO780577L - PROCEDURE AND DEVICE FOR BIOLOGICAL TREATMENT OF WASTEWATER

Info

Publication number: NO780577L
Application number: NO780577A
Authority: NO
Inventors: Malcolm Lisle Hemming
Original assignee: Ici Ltd
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1978-09-19
Also published as: IT1092936B; IT7820724A0; DE2729341A1

Description

Fremgangsmåte og anordning til biologisk behandling av avløpsvann Procedure and device for biological treatment of waste water

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning til biologisk behandling av avløpsvann og mer spesielt biologisk behandling ved en biosorpsjonsprosess, hvor det organiske innhold reduseres ved innvirkning fra mikroorganismer som er til stede i avløpsvannet. This invention relates to a method and device for biological treatment of waste water and more particularly biological treatment by a biosorption process, where the organic content is reduced by the action of microorganisms present in the waste water.

Oppfinnelsen angår også en anordning av den art hvor den nevnte biologiske virkning stimuleres ved langsom rotasjon av flater som delvis er nedsenket i avløpsvannet, slik at bakterie-organismer suksessivt bindes til flatene som et slim som alternerende utsettes for luft og på ny neddyppes i avløpsvannet. Etter-som tykkelsen av slimlaget bygges opp, vil dette periodisk bli for tungt for fortsatt å kunne hefte til flatene under rotasjon og laget vil falle av, slik at de således fra flatene frigjorte mekanismer vil danne et slam som kan fjernes fra anordningen. The invention also relates to a device of the kind where the aforementioned biological effect is stimulated by slow rotation of surfaces that are partially submerged in the waste water, so that bacterial organisms are successively bound to the surfaces as a slime which is alternately exposed to air and re-immersed in the waste water. As the thickness of the slime layer builds up, this will periodically become too heavy to continue to adhere to the surfaces during rotation and the layer will fall off, so that the mechanisms thus freed from the surfaces will form a sludge that can be removed from the device.

En anordning for biologisk behandling av avløpsvann tilveiebragt i samsvar med oppfinnelsen omfatter en tank hvori behandlingen utføres, innretninger til innføring av avlø<p>svann i tanken, innretninger til å fjerne avløpsvann fra tanken, slamfjer-ningsinnretninger til å fjerne slam fra tanken, et eller flere delvis nedsenkede perforerte bur anordnet i tanken og som inneholder et flertall av tett pakkede, tilfeldig anordnede plastpakninger, innretninger til å dreie burene slik at bakterieorganismene fra avløpsvannet hefter til plastpakningenes flater når burene roterer og alternerende utsettes for luft og påny nedsenkes i vann. A device for biological treatment of waste water provided in accordance with the invention comprises a tank in which the treatment is carried out, devices for introducing waste water into the tank, devices for removing waste water from the tank, sludge removal devices for removing sludge from the tank, a or several partially submerged perforated cages arranged in the tank and containing a plurality of tightly packed, randomly arranged plastic packings, devices for turning the cages so that the bacterial organisms from the waste water adhere to the surfaces of the plastic packings when the cages rotate and are alternately exposed to air and re-immersed in water.

Det er også tilveiebragt en prosess for kontinuerlig biologisk behandling av avløpsvann omfattende de trinn at det tilveiebringes en behandlingstank som rommer et eller flere delvis nedsenkede, roterbare, perforerte bur som inneholder et større antall tett pakkede, tilfeldig plasserte plastpakninger, at det innføres avløpsvann i behandlingstanken, at burene dreies slik at bakterieorganismene fra avløpsvannet bindes til overflatene av piastpakningene som under dreining av burene alternerende utsettes for luft og nedsenkes i vannet, og hvor det behandlede vann samt slammet som dannes fjernes fra tanken. There is also provided a process for continuous biological treatment of wastewater comprising the steps of providing a treatment tank containing one or more partially submerged, rotatable, perforated cages containing a large number of tightly packed, randomly placed plastic packings, introducing wastewater into the treatment tank , that the cages are rotated so that the bacterial organisms from the waste water are bound to the surfaces of the piast packings, which during rotation of the cages are alternately exposed to air and immersed in the water, and where the treated water and the sludge that is formed are removed from the tank.

Fortrinnsvis er det tilveiebragt to bur i tanken, et før-ste bur som befinner seg nær innretningene for innføring av av-løpsvann til tanken og som inneholder en plastpakning som har et mindre totalt overflateareal enn det totale overflateareal av plastpakningen som befinner seg i det andre bur som er anordnet Preferably two cages are provided in the tank, a first cage which is located close to the devices for introducing waste water to the tank and which contains a plastic packing which has a smaller total surface area than the total surface area of the plastic packing located in the second cage that is arranged

i tanken på et sted nedstrøms for det første bur. Ved en slik anordning bevirker dreining av det første bur en grovere behandling av avløpsvannet og dreining av det andre bur en finere behandling av avløpsvannet. in the tank at a location downstream of the first cage. With such a device, turning the first cage results in a coarser treatment of the waste water and turning the second cage causes a finer treatment of the waste water.

Det.er også forutsett at fordeler kan oppnås ved at det første bur roteres med en annen omkretshastighet, særlig en større omkretshastighet, enn det andre bur. It is also assumed that advantages can be achieved by the first cage being rotated at a different peripheral speed, in particular a greater peripheral speed, than the second cage.

Burene kan være utført av et hvilket som helst hensiktsmessig perforert platemateriale som kan være av plast eller me-tall, som er inert mot kjemiske eller biologiske angrep under prosessen. Den perforerte plate e.l. som benyttes i burkonstruk-sjonen kan hensiktsmessig være en duk eller den kan være fremstilt ved stansing, gjennomhulling av en opprinnelig ikke perforert plate som på denne måte forsynes med et regulært eller irregulært mønster med hull. Hvis den perforerte flate er dannet av en me-tallduk, kan det hensiktsmessig være en sådan bestående av strekkmetall. Hvis den perforerte flate er av plastmateriale, kan den hensiktsmessig være fremstilt som en duk dannet ved ekstrudering av plastfilamenter i to flerskrueinnretninger med motsatt gjen-. ging for fremstilling av en nettingslange eller nettrør som der-etter slisses opp i lengderetningen og rettes ut for dannelse av et ark eller en bane. The cages may be made of any suitable perforated plate material which may be of plastic or metal, which is inert against chemical or biological attack during the process. The perforated plate etc. which is used in the cage construction can suitably be a canvas or it can be produced by punching, punching through an originally non-perforated plate which in this way is provided with a regular or irregular pattern of holes. If the perforated surface is formed by a metal sheet, it may suitably be one consisting of stretched metal. If the perforated surface is made of plastic material, it can suitably be produced as a sheet formed by extruding plastic filaments in two multi-screw devices with opposite re-. ging for the production of a netting hose or netting pipe which is then slit up lengthwise and straightened to form a sheet or web.

Buret kan ha en hvilken som helst form og kan f.eks. være. polygonalt/men det er hensiktsmessig å benytte sylindrisk bur som er anordnet på tvers av tanken, slik at burets rotasjonsakse ligger horisontalt. The cage can have any shape and can e.g. be. polygonal/but it is appropriate to use a cylindrical cage which is arranged across the tank, so that the cage's axis of rotation is horizontal.

Forskjellige typer av pakninger av avfallsplast har man nå til rådighet og pakningene har de forskjelligste former og kan brukes til fremstilling av pakninger med stort overflateareal pr. volumenhet. I britiske patenter 1 034 076, 1 082 661 og 1 402 187 er det beskrevet forskjellige plastmaterialer for biologisk behand ling av avløpsvann. Det finnes også andre publikasjoner angående bruken av slike pakninger. Normalt kan enhver type plastpakninger som kan plasseres i stort antall i de perforerte bur benyttes. Various types of packaging made of waste plastic are now available and the packaging has a wide variety of shapes and can be used to produce packaging with a large surface area per volume unit. British patents 1 034 076, 1 082 661 and 1 402 187 describe various plastic materials for the biological treatment of waste water. There are also other publications regarding the use of such gaskets. Normally, any type of plastic packing that can be placed in large numbers in the perforated cages can be used.

Skjønt enhver vanlig pakningstype, såsom Raschig-ringer, Pall-ringer o.l., kan benyttes idet de har stort spesifikt overflateareal pr. volumenhet, kan det være en fordel å benytte pakninger som bekrevet i det nevnte patent 1 402 187. Et særlig trekk ved denne pakning er at den er fremstilt ved ekstrudering av en kontinuerlig lengde av en tverrkorrugert slange som deret-ter er klippet opp i korte lengder. Although any common packing type, such as Raschig rings, Pall rings etc., can be used as they have a large specific surface area per volume unit, it can be an advantage to use gaskets as described in the aforementioned patent 1 402 187. A particular feature of this gasket is that it is produced by extruding a continuous length of a cross-corrugated hose which is then cut into short lengths.

Mens det i praksis vil være umulig å utfylle burene full-stendig med pakninger, er det tilstrekkelig og viktig at over 95% av det volum som er til rådighet, fylles opp med pakninger, dvs. at volumet som opptas av pakningenes utvendige dimensjoner i sin helhet utgjør 95% av volumet i det perforerte bur. Derved oppnås mindre relativ bevegelse mellom pakningene og buret når sistnevn-te roterer, fordi pakningene presses tett inntil buret og derved oppnås også at biologisk slam ikke i utide og i altfor store meng-der frigjøres fra pakningenes overflate som følge av bevegelsen. For å oppnå denne pakningstetthet er det selvfølgelig nødvendig While in practice it will be impossible to completely fill the cages with gaskets, it is sufficient and important that over 95% of the available volume is filled with gaskets, i.e. that the volume taken up by the gaskets' external dimensions in its the whole makes up 95% of the volume in the perforated cage. Thereby, less relative movement is achieved between the seals and the cage when the latter rotates, because the seals are pressed close to the cage and thereby it is also achieved that biological sludge is not prematurely and in excessively large quantities released from the surface of the seals as a result of the movement. In order to achieve this packing density, it is of course necessary

å velge med omhu pakningenes dimensjoner for hvert bur.to carefully choose the dimensions of the gaskets for each cage.

Med tett pakning av buret unngås også dannelse av uønske-,lige spenninger når anordningen er i drift fordi pakningene ikke får anledning til å tumle rundt i et løstpakket bur. Tight packing of the cage also avoids the formation of unwanted voltages when the device is in operation because the seals do not have the opportunity to tumble around in a loosely packed cage.

For å begunstige veksten av biologisk slim ved alternerende nedsenkning av pakningene i avløpsvannet og løfting av dis-se opp mot atmosfæren er det nødvendig at burene roterer med en hensiktsmessig hastighet. Ved variasjon av dreiehastigheten og/ eller nedsenkningsdybden i avløpsvannet kan det effektive overflateareal av pakningene som pr. tidsenhet befinner seg i avløps-vannet, variere etter behov. Det er hensiktsmessig å sikre at omkretshastigheten av burene ikke er over 0,6 m/sek., men den må være tilstrekkelig stor til at for kraftig nedsenkning av det biologiske slim unngås. For å oppnå at mikroorganismene i slimet forsynes med tilstrekkelig mengde oksygen for å tilfredsstille behovet for deres metaboliske prosesser, bør nedsenkningstiden for slimet ikke være over 10 sekunder. Med vann med lavt BOD In order to favor the growth of biological slime by alternately immersing the packs in the waste water and lifting the mist up into the atmosphere, it is necessary that the cages rotate at an appropriate speed. By varying the rotation speed and/or the immersion depth in the waste water, the effective surface area of the seals which per unit of time is in the waste water, vary as needed. It is appropriate to ensure that the peripheral speed of the cages does not exceed 0.6 m/sec., but it must be sufficiently large to avoid excessive immersion of the biological slime. In order to achieve that the micro-organisms in the slime are supplied with a sufficient amount of oxygen to satisfy the need for their metabolic processes, the immersion time of the slime should not exceed 10 seconds. With water with low BOD

kan nedsenkningstiden være opp til 30 sekunder. Videre finner man det ønskelig at fra 10% til 50% av totalvolumet av buret deltar i nedsenkningen. the immersion time can be up to 30 seconds. Furthermore, it is found desirable that from 10% to 50% of the total volume of the cage participates in the immersion.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av et eksempel og under henvisning til tegningen, hvor: The invention shall be explained in more detail below by means of an example and with reference to the drawing, where:

Fig. 1 viser et skjematisk snitt gjennom en anordningFig. 1 shows a schematic section through a device

i samsvar med oppfinnelsen og fig. 2 et grunnriss av samme anordning . in accordance with the invention and fig. 2 a plan view of the same device.

Anordningen som vist på fig. 1 omfatter en tank 1, en innløpsledning 2 for avløpsvann, en slambunnfellingssone 3 og en utløpsledning 10 samt roterbare bur 4 og 5 av strekkmetall plas-sert i tanken slik at de er delvis nedsenket i avløpsvannet. Burene kan dreies i retning som vist med piler om sine drivaksler 6 og 7 som drives fra en motor 8 ved hjelp av ikke i detalj viste drivremmer. Drivinnretningene vil kunne dreie burene med et tur-tall fra 4 til 10 omdr./min. og en periferisk hastighet fra 10 The device as shown in fig. 1 comprises a tank 1, an inlet line 2 for waste water, a sludge settling zone 3 and an outlet line 10 as well as rotatable cages 4 and 5 of expanded metal placed in the tank so that they are partially submerged in the waste water. The cages can be turned in the direction shown by arrows about their drive shafts 6 and 7 which are driven from a motor 8 by means of drive belts not shown in detail. The drive devices will be able to rotate the cages at a speed of 4 to 10 rpm. and a peripheral speed from 10

til 20 m/min.to 20 m/min.

De utskilte faststoffer oppsamles i slamsamlekammere 11 under tanken og fjernes periodisk gjennom et utløp 12. The separated solids are collected in sludge collection chambers 11 below the tank and periodically removed through an outlet 12.

Nedsenkningsdybden for burene kan variere i området fra 10% til 50% ved hjelp av et innstillbart overløp 9. The immersion depth for the cages can vary in the range from 10% to 50% using an adjustable overflow 9.

Dimensjonene for anordningen ifølge eksemplet er som føl-■ ger: The dimensions of the device according to the example are as follows:

Ved å benytte en anordning med de angitte dimensjoner, med buret 4 fylt med pakningsmateriale "Flocor R2S" med overflate-2 3 By using a device with the specified dimensions, with the cage 4 filled with packing material "Flocor R2S" with surface-2 3

areal 140m /m og buret 5 fylt med pakningsmateriale "Flocor RS" area 140m/m and cage 5 filled with packing material "Flocor RS"

2 3 2 2 3 2

med overflateareal 250m /m , med totalt 408 m pakningsoverflate og med en BOD-belastning på 2 g/m 2 (ekvivalent til en populasjon på 15) er man kommet frem til at for vanlig husholdningsavfalls-vann er en oppholdstid på 6 timer i tanken tilstrekkelig til re-duksjon av BOD på 250 ppm ned til 4 ppm. with a surface area of 250 m / m , with a total of 408 m of sealing surface and with a BOD load of 2 g/m 2 (equivalent to a population of 15), it has been concluded that for ordinary household waste water, a residence time of 6 hours in the tank sufficient to reduce BOD of 250 ppm down to 4 ppm.

"Flocor R2S" og "Flocor RS" er to plastpakningstyper som forhandles av Imperial Chemical Industries Limited. "Flocor" er Imperial Chemical Industries Limited's varemerke. "Flocor R2S" and "Flocor RS" are two plastic packing types marketed by Imperial Chemical Industries Limited. "Flocor" is the trademark of Imperial Chemical Industries Limited.

Claims

1. Device for biological treatment of waste water, comprising a tank in which the treatment is carried out, devices for introducing waste water into the tank, devices for removing inlet water from the tank, devices for removing sludge from the tank, one or more partially submerged, perforated cages arranged in the tank and which contain several densely packed, randomly distributed plastic packings, devices for turning the cages so that bacterial organisms from the waste water adhere to the surfaces of the plastic packings, which during turning of the cages are alternately exposed to air and immersed in the waste water.

2. Method for continuous treatment of waste water comprising the steps of providing a treatment tank which accommodates two or more partially submerged, rotatable, perforated cages containing several densely packed, randomly distributed plastic packings, introduction of waste water into the tank, rotation of the cages so that the bacterial organisms from the waste water adheres to the surface of the plastic gaskets which, during rotation of the cages, are alternately exposed to air and immersed in the waste water, removing waste water and sludge that forms from the tank.

3. Device according to claim 1, characterized in that it is equipped with two cages, where the first cage is located close to the devices for introducing waste water into the tank and contains a plastic packing material with a lower total surface area than the total surface area of the plastic packing material in the second cage which is arranged in the tank at a place downstream in the first cage.

4. Device according to claim 1 or 3, characterized in that it is equipped with two cages which can rotate at different peripheral speeds.

5. Method according to claim 2, characterized in that the treatment tank contains two perforated cages where one cage contains a plastic packing with a lower surface area than the plastic packing in the other cage.

6. Method according to claim 2 or 5, characterized in that the treatment tank contains two perforated cages, where one cage rotates at a different peripheral speed than the other cage.