SE450893B - Forfarande for intjockning av biologiskt slam - Google Patents

Description

450 893 _ 2 _" Eftersom slambiomassan emellertid innehåller upp till 40% protein,.strävar man efter att utnyttja en del slamsorter som foder. För detta ändamål måste emellertid biomassan torkas, och före torkningen måste slammet så vitt möjligt avvattnas. Avvattning och intjockning av aktivt slam är emellertid en svår uppgift, vilket är_välbekant bland fack- män. Detta förhâ1lande.teror pâ, att det aktiva slammet 'har en olämplig fysikalisk struktur och binder en stor mängd svåravskilt vatten, varigenom det är mycket voluminöst.- Slam som avskilts genom sedimentation uppvisar en torr- substanshalt på endast upp till 1%. För intjockning an- vändes I s.k. tryckflotation, som går så till, att fin- fördelad tryckluft drives in i slamsuspensionen, varvid de små blåsorna bär upp slamflockarna ti1l.vattenytanl Slam som flpterats på detta sätt uppvisar en torrsubstans- halt av max. 5%, då intjockningen endast förorsakas av god avskiljning av slamsuspensionens vätskefas, och den fysika- liska strukturen förblir oförändrad;' En biomassa, som av- skilts på detta sätt och förtjockats vidare i en dekanter-. centrifug, uppnår med hänsyn till sin oförändrade struktur upp.till 1o% torrsuöstans.

För att öka effekten av en centrifugering förbättras den fysikaliska strukturen hos det slam, som skall bearbetas, exempelvis genom tillsats av aluminium- eller järnsalter, polyelektrolyter och liknande. lDessa ämnen förorsakar en ändring av slammicellernas och 'hydratationshöljets elektriska laddning, så att mer av det vatten, som är bundet'genom' adhesiva krafter på slampartikelns stora yta, frigörs. En på detta sätt uppnådd strukturförändring ger vid centrifu- gering en god intjockning, som ligger nära den som kan upp- nås genom centrifugering av encelliga mikroorganismer, exem- pelvis jäst. Men även detta förfarande drar stora kostna- der, särskilt för polyelektrolyter, vilkas pris hela tiden stiger. ' ' 450 ses ._3_ I Dessa nackdelar undanröjes av förfarandet enligt uppfinnin- Vgen, enligt vilket strukturförändringen åstadkommes billigt, under utnyttjande av enzymatisk verksamhet av mikroorganis- mer, närvarande i biologiska slam, särskilt i aktivt slam.

Den olämpliga fysikaliska slamstrukturen förorsakas, vid sidan av _hydratationshöljet och det extra- _ cellulära vattnet inom slammicellen, även av att en hel radlav de mikroorganismer, som bildar slammet, är omgivna av slemkapslar av polysackaridisk natur. -Eventuellt finns _ dessa ämnen närvarande direkt i cellen. Dessa slemsub- stanser kännetecknas av en avsevärd förmåga att binda vatten, och i princip utgör de den viktigaste orsaken till dålig slamavvattning. Vid hittills gjorda försök att förbättra den fysikaliska slamstrukturen har detta faktum ej öeaktats, och de tillämpade förfarandena har därför varit mindre verksamma. I Förändring av slamstrukturen genom enzymatiska förlopp försöker man åstadkomma först enligt det tjeckiska paten- tet nr. 133 Q46 "Ett förfarande för intjockning av orga- niska slam,"/Barta, Fechtner, Hanzlišek, Verner, Vesely/ och det tjeckiska patentet nr 147 846 "Ett förfarande för minskning av vätskefasen i organiska slam"/ Barta, Dyr, Hanzliëek, Verner, vesely /. Enligt_dessa förfaranè den, som emellertid framför allt är inriktade på s.k. biologisk flotation, uppnås i jämförelse med tryckflo- tationen en väsentligt bättre intjockning av den utflo- terade slamsuspensionsfastfasen, samt en inbesparing av energi. Detta uppnås med hjälp av en styrd fermentering under användning av på förhand odlade rena kulturer elleri ur slamsuspensionen selekterade kulturer av denitrifika- tionsbakterier och med eller utan tillsats av nitratjo- ner. Dessa förfaranden är redan avsevärt mindre kostsamma. men kräver mycket tid. tvåstegshantering och avsevärda behållarvolymer, i vilka kulturerna förbereds och själva 450 893 den biologiska Elotationen genomförs«' Förfarandet för intjockning av biologiska slam, särskilt aktivt slam enligt uppfinningen undanröjer dessa naokdelar.

Grundprincipen är, att slammet tillföres nitrater eller nitriter i en~mängd av 30 till 1000 g/m3,-varpå vid en temperatur av 5 till 45°C och ett nH-värde av 5 till 8,5 efter 15 minuter till 3 timmar genom enzymatisk verkan' uppstâende slamflockar med'ändrad fysikalisk struktur direkt intjockas genom centrifugerinq. ' _Til1 skillnad från förhållandena i de ovan_anförda tjeckiska patenten genomförs processen utan någon som helst vidare till- sats av ytterligare mikroorganismer. Någon långvarig, tiotals timmar varande fermentering förekommer inte och inte heller någon flotation, 'utan endast kortvarig enzymatisk inverkan av i slammet närvarande mikroorganismer, som fiörorsakas av en relativt stor ti11sats.av syrehaltiga kväveföreningar._ Det nämnda förfarandet, enligt vilket man erhåller slamfloc- kar med ändrad struktur, möjliggör en direkt intjockning av utgångsslammet från 1 à 2% torrsubstans till 14 å 16% torr- snbstans (med hjälp av en dekantercentrifug). I Det har nämligen fastställts, att de många olika i slammet närvarande mikroorganismêpopulationerna på mycket kort tid förmår ändra den fysikaliska_strukturen i önskad omfattning.

Mätning av halten löst syre avslöjade, att det lösta syret snabbt förbrukades i slamsuspensionen och att en_anaerob I miljö bildades, som är tillräcklig för en svag verksamhet av de i slammet rikligt företrädda denitrifikationsmikro- organismerna. Vidare fastställdes, att dessa nitratreduce-_ rare vid intensiv verksamhet med hjälp av sin enzymatiska utrustning utnyttjar alemkapslarna som kolhydratkälla. Kol- hydrater är vid sidan av nitrater en förutsättning för deras verksamhet§ Slemkapslarnauspaltas då hydrolytiakt. En del .Ü 450 893 av dessa-nitratreducerane, särskilt Clostridiacease, producerar därtill proteolytiska exoenzymer, som verkar för störande på slammets cellväggsmembraner. Sammanfatt- ningsvis erhålles som resultat av dessa enzymatiska för- lopp en mycket svag nedbrytning, liknande den som äger rum:vid starten av den anaeroba_rötningsprocessen.

Förloppet räcker för den nödvändiga strukturförändringen.

~-Därvid förekommer inte någon minskning av värdet eller förluster av organisk slammassa.

För att åstadkomma optimala betingelser för nitratredu- centernas start av sin spontana verksamhet, vilken leder till att den önskade effekten uppnås, behöver man bara säkerställa tillräcklig nitrattillsats och anaerob eller åtminstone mikroaerofil miljö, lämplig temperatur och lämpligt pH-värde. De ingående parametrarna har under-I sökts noggrant. ' e e e' , I Som nitrat-eller nitritföreningar kan med fördel användas natrium-, kalium-, ammonium- och särskilt kalciumnitrat.

Det senare används inom jordbruket som konstgödsel. Bero- ende på slammets egenskaper och sammansättning tillsätts' nitraterna i en mängd av 30 till 600 g N03 /m3 slamsuspen- sion, i form av 10 till 20% lösning av.det motsvarande ni-- tratet. Rent allmänt kan sägas, att en optimal_och eko- nomisk tillsats kan bestämmas på så sätt, att N0š -halten i det efter processen avcentrifugerade slamvattnet inte skall vara högre än den ursprungliga NO; halten i den fly- tande fasen i den slamsuspension, som skall bearbetas.

Optimalt pH-värde ligger inom gränserna 7,0-8,5.

Vad beträffar temperaturen, löper processen väl inom tem- peraturgränserna 15 till 37°C, men temperaturen får inte vara lägre än 5°C. Änaeroba betingelser definieras med en halt löst syre av maximalt 0,1 mg 02 /liter slamsus- pension. " ' 04500893 ...6-.

På ovanstående sätt förenklas processen väsentligt, den för- kortas enormt - vanligen till timmar_ocb minuter - ooh för- billigas myeket både avseende investeringar och driftskostnader, - e Det'förhållande, att floteringseffekten i och för sig är över- flödig vid denna process, gör det möjligt att genomföra för- farandet kontinuerligt i,en relativt liten reaktor; :I fort- sättningen anges exempel på forfarandet enligt uppfinningen.

Exempel 1 ' 'Till 10 m3 överskottsaktivtslam med en mängd av 80 kg sus- penderad, olöslig substans sättes 3000 g teknisk kalksal- peter i form av 20X-ig lösning." Blandningen homogeniseras 10 till 15 sek. och avcentrifugeras 1 en dekantercentrifug. varvid 550 kg slamkoncentrat med en torrsubstanshalt_av 14% utvinnes; Detta motsvarar 96,252 av den ursprungliga mängden olöst substans. fExemge¿ 2 Till 3000 liter aktivtslamsuspension med en halt av O,8%' suspenherad, olöslig substans får en blandning av 1000 liter slamsuspension och 3 liter lok-ig lösning av teknisk kalksalpeter flyta kontinuerligt per timme. Från reaktorn avgår samtidigt loo3 liter/h slamsuspension med ändrad slam- struktur, som kontinuerligt intjockas i en dekantercentrifug.

Man utvinner 56 kg/h slamkoncentrat med en torrsubstanshalt av 14%.

,' I? *w

Claims (1)

1. 450 893 Patentkrav l. Förfarande för intjockninq av biologiska slam, särskilt aktiva slam, k ä n n e t e c k n¶a t a'v att slammet tillföres nitrater eller nitriter i^em mänqd av 30 till 1000 q[m3 vid en temneretur av 5-45°C och vid_ ett pH-värde av 5-8,5 under añaeroba förhållanden; varpå efter 15 minuter till 3 timmar de qenom enzymatisk verkan uppkommande slamflockarna med ändrad fysikalisk struktur 7 direkt_intjockas genom centrifugerinq.