SE441595B - Anordning for rening av avloppsvatten medelst anaerobisk fermentation - Google Patents

Description

8300570-2 2 Det är förut känt att röta anaerobiskt avloppsvattenslam, som innehåller biologiskt nedbrytbart, organiskt material i en tvåstegrötningsrealmor, vari båda steg har inpassats innanför varandra. T.ex. i finsk patent 57579 är sålunda känd en 'anordning för, rötning av avloppsvattenslam i två successivt kopplade steg, vilka är inpassade innanför varandra, varvid slamvatten och rötat slam, av vilket en del leds tillbaka till 'det första steget, avlägsnas från det andra steget. I denna typ av reaktorn kan rötning inte ändå utföras separat 'medelst två bakteriekzllturer av olika slag, emedan dessa automatiskt skulle irñälandas med varandra, då en del av slammet från det andra steget leds till det första steget som ympningsslam. I själva verket avser denna anordning således en totalt blandad reaktor, fastän den har delats till två inom varandra belägna steg.

Det är klart att de av de totalt blandade reaktorerna __förorsakade nackdelarna kan elirníneras genom att använda två separata reaktorer, vilka är kopplade till en serie, varvid den första av reaktorerna skulle fungera som syrasteg och den andra som metansteg. En sådan anordning skulle ändå vara relativt dyr och konplicerad i jämförelse med en totalt blandad reaktor och därtill skulle den kräva mera utrymrne. Ändamålet av föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en anordning för rening av avloppsvatten medelst anaerobisk fermentation, i vilken anordning syra- och metanreaktioner kan utföras under förhållandernsom lälnpar sig bäst för dessa reaktioner, utan att syra- och metanbakterierna väsentligen skulle inblandas med varandra, och vilken anordning ändå i stora -graa är lika billig och enlel som en totalt blandad reaktor .

Uppfinningens huvudsakliga kännetecken framgår av bifogat patentkrav l- 3 830u570_2 En anordning enligt föreliggande uppfinning är mycket enkel och ekonomisk, emedan både syra- och metanreaktioner utföras tillsammans och i samma kärl. Både syra- och metanreaktioner kan i anordningen enligt föreliggande uppfinning förverkligas under nära optimalförhållanden och utan väsentlig inblandning av syra- och metanbakterierzla, emedan kärlet har uppdelats i två delar ovanom varandra medelst anaerobiskt filter omfattande ett fyllkreppskikt innehållande ett eller flera skikt hellre porösa fyllkroppar, som fungerar som fästningsunderlag för metanbakterierna, varvid varje fyllkroppskikt kan vara antingen inert eller aktivt oberoende av egenskaper av andra möjliga fyllkroppar. Syrareaktionerna äger då rum i en omrörningsdel under ett filter, in i vilket avloppsvattnet, som skall renas, inznatas och från vilket avloppsvattnet efter syrareaktionerrla tillsammans med gas, som bildats under syrareaktionerna stiger till en del ovanom filtret och reagerar med detsamma med metanbakterierna, vilka befinner sig både på ytorna av filtrets fyllkroppar och i filtrets övre del. " En del av slammet, som avlägsnats från steget nedanoxn filtret, kan recirkuleras tillbaka till reaktorn, men då till samma steg, varvid den inte oænblandas med slammet i det andra steget, såsom i lösningen enligt finska patentet 57579Ä Direkt under filtret befinner sig förinånligt en i een för sig känd lamellavskiljare för uppdelning av nedifrån genom filtret uppåt strömmande vatten jäznnt utöver filtret, för förstorning av bubblorna i vatten samt för avskiljning och recirkulation av slampartiklanla till steget under filtret.

Grus, lättgrus (leca-grus), plastpartiklar samt olika porösa material såsom koks, stenkol, slagg och aktivkol kan användas som fyllmedel för det anaerobiska filtret. Förmånligt användes ändå lättgrus och slagg, vid vilkas ytor metsnbskterierss fäster sig. En stor totalareal av nämnda material ökar metanbakteriernas fästningsmöjligheter. _. , e.._.__._._:.-_...... -___ ...__........._......-._-_......_ 8300570-2 4 Ovanom det anaerobiska filtret upprätthålls ett relativt tjockt fluidiserande skikt, som bildas av slam samt möjligen av filter- och/eller fluidiserande material såsom aktivkol, aska, särskilt falaska, sand eller dyligt. ' Då -aktivkol användes som filter- och fluidiserande material enligt 'föreliggande uppfinning, gjordes den överraskande observationen, att aktivkol regenererades av sig själv.

Aktivkol har tidigare använts som fyllkropp för det anaerobiska filtret- enligt den tyska ansökningspublikationen 2531598.

Enligt denna metod har avloppsvattnet renats medelst det anaerobiska filtret, i vilket aktivkol har använts som fyllkropp, och därefter också medelst aerobisk behandling.

Denna metod har testats under olika förhållanden och man har kunnat rena avloppsvatten och slam medelst den, 'men gasproduktionen har varit relativt ringa och därtill måste aktivkol utbytas tidtals, vilket har försvårats behandling och förorsakats avbrott i produktionen. I anordningen enligt föreliggande uppfinning är det inte nödvändigt att ombyta aktivkol, som använts som fluidiserande material, vilket var en mycket överraskande observation. Orsaken till denna effekt är inte känd. Det är således inte nödvändigt att ombyte aktivkol, som använts som fluidiserande material i anordningen enligt föreliggande uppfinning därför, att dess filterfönnåga skulle försvagas. Under syrasteget kan också användas toxicitets- avlägsnande material, såsom aktivkol.

Uppfinningen beskrivs nedan närmare hänvisande till bifogade ritning, i vilken: Fig. l visar schematiskt i tvärsnitt en föredragen “ utföringsform av uppfinningen i vertikalsnitt och Fig. 2 visar en likadan alternativ utföringsform av uppfinningen i vertikalsnitt.

S ssoosvo-2 I ritningen hänvisar numret l allmänt till en vertikal cylíndrisk reaktor. I den av bilden l visade utföringsformen har på inre sidan av reaktorn l centralt inpassats en vertikal cylinder 10, som är öppen från sin övre och nedre ända. På inre sidan i övre steget av denna vertikala cylinder 10 har likaså inpassats ett vertikalt, från båda ändar öppet rör 12, in i vilket en omrörare ll sträcker sig från övre delen av reaktorn l och till vilket ett :natningsrör 2 för avloppsvattnet som skall renas :nynnar utanför reaktorn l.

Reaktorn l har därtill uppdelats i två steg ovanom varandra medelst ett filter 8, genom vilket den vertikala cylindern lO sträcker sig så, att det genom matningsröret 2 till cylindern 10 ledda avloppsvattnet, som skall renas och omröras medelst omröraren ll, sjunker till en del under filtret 8, i vilken den ännu omrörs medelst omröraren 4 för att hindra det syrafonnande bakterieslamrnet från att sjunka till bottnen av reaktorn l. I nedre delen av reaktorn l befinner sig därtill för förminskandet av slanmzängden ett avloppsrör 3, från vilket förgrenar sig ett rör 13, vari befinner sig en pump 14 för inmatning av slam, som avlägsnats från syrafasen av reaktorn l, tillsammans med avloppsvattnet, som skall renas, från inmatningsröret 2 till det i den vertikala cylindern 10 befintliga omrörningsröret 12. I den vertikala cylindern 10 och i kärldelen under filtret 8 reagerar syrafonnande bakterier med avloppsvattnet, som innehåller organiska materiaLoch bildar slam och gas.

Direkt under filtret 8 befinner sig en lamellavskiljare 15, vari vatten tvingas att strömma nedifrån mellan snedställda lameller uppåt för uppdelning av vatten jäinnt utöver hela tvärsnittsytan av filtret 8, för att förstora gasbubblorna i vatten samt för att avskilja och returnera i vattnet befintliga slanpártiklar till aeien under filtret s. 8300570-2 Det anaerobiska filtret 8 innehåller inerta fyllkroppar, såsom lättgrus och/eller slagg, som fungerar som fäst underlag för metanbakterierna och som har en stor yta för hindrandet av de trögväxande metanbakterierna att spolas bort. På filtret 8 befinner sig ett relativt tjockt slam- och fluidiserande skikt 9 för att effektivera egentlig fermentation, varvid för detta reaktionssteg erhålls ett större och jämnare uppdelat mikrobkultur. Som fluidiserande material användes aktivkol, vilket samtidigt fungerar som filter. I steget ovanom filtret 8 bildas ytterligare metangas och gaset avskiljes från vatten- och slaxnblandning med sneda ytor av en bubbelavskiljare 7 inpassad på övre delen av reaktornskärlet l. -Det renade avloppsvattnet och det däri befintliga slammet leds till slut ut från reaktionskärlet l medelst avloppsröret 5 ovanom bubbelavskiljaren 7, och gaserna, som avskiljes i hubbelavskiljaren 7, avlägsnas genom avloppsröret 6 i övre ändan av reaktionskärlet 1.

'I Fig. 2 har visats en något enklare utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, vari avloppsvattnet, som skall renas leds direkt medelst röret 2 till reaktorns l nedre del, som är avskiljt från övre delen medelst det anaerobiska filtret 8. Överskottsslam avlägsnas från nedre delen av reaktorn l medelst avloppsröret '3- I övre delen av reaktorn l hefinner sig däremot organ 7 för avskiljning av gas från det renade avloppsvattnets och slammets blandning, före vattnet avlägsnas medelst avloppsröret 5. Med avloppsvatten med särskilt svår rening kan gasbubblornas avskiljning förbättras medelst omröraren 12 som inpassats på. reaktorns övre del. Gaserna igen avlägsnas via ett rör 6, som ställts centralt på reaktorns l övre del .

Medelst anordningen enligt föreliggande uppfinning erhålls bättre reningsresultat och större tolerans för toxiska material, då. aktivkol användes som filter- och fluidíserande material, emedan detta överraskande bibehåller sin sedvanliga filterfönrlåga, med andra ord regenereras av sig själv, varvid det inte behöver förnyas. Anordningen enligt uppfinningen är ytterligare mycket enkel och billig, emedan investeringarna och andra bikostnader är små och driftskostnaderna låga. 7 s3øo57o~2 Exempel En flerstegreaktor enligt uppfinningen har jämförts med den förutkända totalt blandade reaktorn med avseende på reningsresultatet. Med flerstegreaktorn enligt uppfinningen omfattarxde ett syrafennentationssteg, lamellavskiljare samt ovanom den en filter- och fluidiserande del inom metanfennentationssteget, har erhållits ett lnärkbart jänvnare reningsresultat än med den totalt blandade reaktorn, vari både .syra- och metanferxnentation äger rum under samma reakt ionsutryxmrne .

Leca-grus och aktivkoltugg användes som fyllkropp i flerstegreaktorn enligt uppfinningen. Reaktorns vätskevolym var 30,8. liter och temperaturen var under prov 34 j; l° C. pH-värdet av avloppsvattnemsom rerxades, reglerades neutralt eller för pH7.

Man använde den totalt blandade reaktorn av samma storlek och samma provarrazigexraang som i ovarmàännda flerstegreaktor- I nedarmäamda tabell har visats de resultat, vilka har uppnåtts med . ovarmänxrzda reaktortyper. Tabellen visar, att flerstegreaktorn har en märkbart bättre EST-reduktion (i medeltal 80 %) än den totalt blandade reaktorn (i medeltal 50 %). Flerstegreaktorn hade en bättre OODCr-reduktion, ävenså gasproduktion.

Tabell De som jämförelseparametrar använda kvantiteterna mellan flersteg- och de totalt blandade reaktorerna.

Flerstegreaktor Totalt blandad reaktor :ag-reduktion :d eo so 8300571142 s BS-ï-värdet mg/ l i avloppsvattnet iso _ soo-eoo coDCr-reamtion a* so _ 45 Gasproduktionen m3/kg B87 add 0,20 0,15 uppahåiistid, dagar 150 135 xBS ~reduktion: 7 CODCr-reduktion: reduktion av (mg 02/1) biologisk syreförbrulming under 7 dygn zránskráng- eller minskning (m9 kemisk syreförbrulmi ng 02/1) av Gasproduktions- och BS7-reduktionsnivåerna har varierats i båda reaktorerna enligt egenskaper hos avloppsvattnet.

Då inverkan av toxiska avloppsvatten undersöktes, var ßS7-reduktionerrza högre än i medeltal, emedan kvaliteten av använt avloppsvatten var jämn under undersökningarna. Inverkan av toxiskt vatten på reaktorns funktion framgick då- klart ur sedvanliga resultat i reaktorns funktion. Flerstegreaktorrw BS7-reduktion, som var i början av detta prov ca 90 %, sjönk härifrån, då toxiskt avloppsvatten behandlades, till nivån av ca 70 % och återställde sig, då toxiciten av avloppsvatten slutade, till reduktionsnivån av ca 90 %. Den totalt blandade reaktorns ßfreduktion sjönk utgångsnivån av 80 % till nivån av ca 30 % och återställde sig från den motsvarande efteråt bara till reduktionsnivån av ca 70 %. Detta bevisar, att toxiska avloppsvatten inverkar kraftigare på den totalt blandade reaktorns funktion. Flerstegreaktorns funktion enligt uppfinningen var i stället hela tiden märkbart jäxnnare. Härav framgår flerstegreaktorns märkbart bättre förmåga att tåla toxiska avloppsvatten. 9 8300570-2 Trots flerstegreaktorns långa drift (150 dagar) förändrades reningsresultatet inte, fastän den hydrauliska uppehållstíden förkortades successivt. Aktivkcl behövde inte förnyas för att förbättra reningseffekten, såsom tidigare varit brukligt.

Claims (1)

1. 8500570-2 10 Patentkrav Anordning för rening av avloppsvatten medelst. anaerobisk fermentation omfattande ett syra- och ett metanfermentationssteg, omfattande ett slutet kärl (l) och däri organ (2, lO) för inmatning av avloppsvattnet, som skall renas i kärlet, organ (5, 6, 3) för avlägsning av renat vatten, gas samt slam från kärlet, organ (4) för omrörning av kärlets innehåll samt organ (7) för avskiljning av gas i kärlets övre del, k ä n n e t e c k n a d därav, att kärlet (l) har för att. hålla syra- och metanfermentationsstegen -väsentligt avskilda från varandra uppdelats i två ovanom varandra belägna delar medelst ett filter (8) omfattande ett fyllkroppskikt innehållande åtminstone ett fyllkroppsmaterial, som fungerar som fäst underlag för metanbakterierna, och på detta ett slam- och fluidiserande skikt, så att i kärlets nedre del under filtret befinner sig den första delen, i vilken omrörningsorganen (4) är belägna och i vilken matningsorganen (2, lO) för avloppsvattnet, som skall renas, mynnar, varvid syrafermentationssteget äger väsentligt rum i den första delen och i kärlets övre del befinner sig den andra delen, i vilken avloppsorganen (5, 6) för renat vatten och gas mynnar, och till vilken hör filtret (8), varvid metanfermentationssteget äger väsentligt rum i den ma delen- Anordning enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att under filtret (8) befinner sig en lamellavskiljare (15) för .uppdelning av nedifrån genom filtret uppåt strömmarlde vatten jämnt utöver filtret och för förstorning av i vatten befintliga bubblor samt för avskiljning och recirkulation av slampartiklar till den första käšldelen under filtret. Anordning enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k- n a d därav, att organen för inmatning av avloppsvatten, som skall renas, omfattar en på kärlet (l) förmånligt centralt inpassad samt från sin övre och nedre ända öppen cylinder (lO), vilken räcker ovanifrån de i kärlets övre del befintliga organen (7) för avskiljning av gas nedåt genom filtret (8), och organen (2) för irmlatning av avloppsvattnet, som skall renas, till cylinderns (lO) övre del. I» ssoosvofz Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att i cylinderns (10) övre del och förmånligt i mitten därav befinner sig en omrörare (ll), som är omgiven av ett vertikalt och från sina båda ändar öppet rör (12), med vilket matningsorganet (2) för avloppsvattnet, som skall renas, har förenats . Anordning enligt något föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att i första kärldelen under filtret (8) befinner sig organ (3) för avlägsning av slam och möjligen för partiell återföring (13) av slam med avloppsvattnet (2), som matas in i kärlet (l) för rening. Anordning enligt något föregående patentkrav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det i filtret (8) befintliga fyllkroppskiktet innehåller grus, förmånligt lättgrus. Anordning enligt något av patentkrav l - 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det i filtret (8) befintliga fyllkroppskiktet innehåller slagg. Anordning enligt något föregående patentkrav, k ä' n n e'- t e c k n a d därav, att fluidiserande materialet är aktivkol, vilket också fungerar som filterrnaterial.