SE457349B

SE457349B - DEVICE FOR TREATMENT OF LIQUIDS WITH AIR IN A TREATMENT POOL

Info

Publication number: SE457349B
Application number: SE8600985A
Authority: SE
Inventors: T Nordlund; L Ljungkvist
Original assignee: Purac Ab
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1988-12-19
Also published as: SE8600985D0; SE8600985L; WO1987005284A1; EP0262174A1

Description

457 349 vilken den får sätta sig i form av ett slam. Genom återfö- ring av sådant redan bildat slam - âtergångsslammet - kata- lyseras utflockningen organiska föroreningarna i avloppsvattnet. Slamhalten i be- handlingsbassängen hâlles tämligen hög, tom vid ca 10 volym- procent, och slammet hâlles svävande genom omröringen. 457 349 which it is allowed to settle in the form of a sludge. By recycling such sludge that has already formed - the return sludge - the flocculation catalyzes the organic pollutants in the wastewater. The sludge content in the treatment basin is kept fairly high, even at about 10% by volume, and the sludge is kept floating through the agitation.

Härvid utvecklar sig de verksamma mikroorganismerna och bi- drager till effektiv oxidation av föroreningarna. Den del av det i eftersedimenteringsbassängerna avsatta slammet, som icke återföres till bassängerna för biokemisk rening, tas ut ur processen i form av ett överskottsslam, som t.ex. kan be- handlas separat och överföras till s.k. kompostjord.In doing so, the active microorganisms develop and contribute to efficient oxidation of the pollutants. The part of the sludge deposited in the post-sedimentation basins, which is not returned to the basins for biochemical treatment, is taken out of the process in the form of an excess sludge, such as can be treated separately and transferred to so-called compost soil.

För tillförsel av luft till en luftningsbassäng för biokemisk rening av avloppsvatten användes spridare av olika slag med fördelarorgan. Dessa spridare placeras intill bassängens bot- ten. Härvid äger placeringen vanligen rum på ett sådant sätt/ att vid tillförseln en cirkulerande rörelse, en s.k. vals, bibringas bassänginnehâllet, vilken dels omöjliggör, att syr- gasmättnad av enskilda delar av bassänginnehållet ej uppstår, utan den tillförda luften fördelas mer likformigt genom hela badvätskan i bassängen, så att den i luften ingående syrga- sen kommer till inverkan på avsett sätt, dels håller det ak- tiva slammet svävande i bassängvätskan, så att detta hindras från att sätta sig på bassängens botten. Som fördelarorgan i spridarna användes vanligen porösa keramikkroppar med en porstorlek av 0,3 mm eller lägre. Vid praktisk drift i luft- ningsbassänger med ett vattendjup av 3-5 meter, i vilka man valt att använda dylika fördelarorgan, har man erhållit mycket fina blåsor, vilket möjliggjort, att man kunnat ut- nyttja upp till 12-13% av luftens syre. I andra avseenden har dock-erfarenheterna varit mindre goda beroende på snabb igensättning av det keramiska materialets porer. Härigenom har dels uppstått ett ökat energibehov på grund av det av igensättningarna åstadkomna högre motståndet, dels kostna- derna för rengöring blivit icke godtagbart höga. Främst av dessa anledningar har man därför mer och mer gått ifrån spri- 457 349 dare med porösa fördelarorgan och gått över till att använ- da sådana spridare med fördelarorgan försedda med relativt stora öppningar, vilkas diameter kan ligga i omrâdet upp till mm, även om man fått ta med ett högre effektbehov pá köpet, eftersom större luftmängder mäste tillföras för att önskad syrgasmättnad skall uppnås och upprätthâllas effek- tivt. Vid dessa s.k. "grovblàssystem" har man kunnat utnytt- ja 8-9% av luftens syre. En ytterligare nackdel med använd- ning av spridare, som kräver större luftmängder, är bildning av större mängder aerosol ovanför ytan av vätskenivàn i luft- ningsbassängen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att få fram en anordning av det inledningsvis angivna slaget, med vars hjälp det är möjligt att uppnå ett minst lika gott utnyttjande av luftens syre som vid kända utföringsformer av förfarandet, samtidigt som inneboende olägenheter undvikes till väsentlig del. Anordningen kännetecknas av att den omfattar en i badet nedsänkt kontakthuv eller liknande, som är ansluten till en tryckluftkälla för införande av färsk luft som ersättning för luft, som begagnats för behandlingen, en tillförselled- ning med ett rör med ett eller flera utblàsningsmunstycken för införsel av luft i vätskan under ett under tryck stående utrymme i kontakthuven, vidare en returledning för luft, som skall recirkuleras, från utrymmet samt en kretsen av de båda ledningarna slutande cirkulationsfläkt för att cirkulera luften genom den slutna kretsen. En fördel med denna anordning är, att fläkten kan arbeta med låg effektförbrukning genom att endast vattenpelaren mellan utblàsningsstället för införd luft och vattenytan under kontakthuven och luftmotstándet i tillförselledningen för luft och returledningen för luft som skall_recirkuleras behöver övervinnas.For the supply of air to an aeration basin for biochemical treatment of wastewater, diffusers of various kinds with distributor means were used. These spreaders are placed next to the bottom of the pool. In this case, the placement usually takes place in such a way / that during the supply a circulating movement, a so-called roller, the pool contents are imparted, which partly makes it impossible for oxygen saturation of individual parts of the pool contents not to occur, but the supplied air is distributed more uniformly throughout the bath liquid in the pool, so that the oxygen contained in the air has an effect in the intended manner, on the other hand, the active sludge stays suspended in the pool liquid, so that this is prevented from settling on the bottom of the pool. Porous ceramic bodies with a pore size of 0.3 mm or less are usually used as distributors in the diffusers. During practical operation in aeration basins with a water depth of 3-5 meters, in which they have chosen to use such distribution means, very fine blisters have been obtained, which has made it possible to utilize up to 12-13% of the oxygen in the air. . In other respects, however, the experience has been less good due to rapid clogging of the pores of the ceramic material. As a result, an increased energy need has arisen due to the higher resistance caused by the blockages, and the costs for cleaning have become unacceptably high. For these reasons in particular, diffusers with porous distributing means have been increasingly abandoned and switched to using such diffusers with distributing means provided with relatively large openings, the diameter of which can be in the range up to mm, although a higher power requirement has been included in the purchase, since larger amounts of air must be supplied in order for the desired oxygen saturation to be achieved and maintained efficiently. At these so-called "coarse-blown systems" have been able to utilize 8-9% of the oxygen in the air. An additional disadvantage of using diffusers, which require larger amounts of air, is the formation of larger amounts of aerosol above the surface of the liquid level in the aeration basin. The object of the present invention is to provide a device of the type indicated in the introduction, by means of which it is possible to achieve an at least as good utilization of the oxygen of the air as in known embodiments of the method, while substantially avoiding inherent inconveniences. The device is characterized in that it comprises a contact cap immersed in the bath or the like, which is connected to a source of compressed air for the introduction of fresh air as a replacement for air used for the treatment, a supply line with a pipe with one or more exhaust nozzles for the introduction of air in the liquid under a pressurized space in the contact hood, further a return line for air to be recirculated from the space and a circuit of the two lines closing circulating fan to circulate the air through the closed circuit. An advantage of this device is that the fan can operate with low power consumption in that only the water column between the exhaust point for introduced air and the water surface under the contact hood and the air resistance in the supply line for air and the return line for air to be recirculated need to be overcome.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen kan anordning- en omfatta en mot vätskebadets yta lufttätt slutande uppsam- lingshuv på en del av vätskebadets yta där luft, som blivit utarmad på syre vid behandlingen, från kontakthuven när badets 457 349 överyta samt en till uppsamlingshuven ansluten evakue- ringsledning.According to another embodiment of the invention, the device may comprise a collecting hood airtightly closing towards the surface of the liquid bath on a part of the surface of the liquid bath where air, which has become depleted of oxygen during treatment, from the contact hood when the bath surface 457 349 ring line.

En anordning enligt uppfinningen skall i det följande beskri- vas under hänvisning till medföljande ritning, som schema- tiskt visar en utföringsform av en anordning för biokemisk behandling av avloppsvatten, i vilken en cirkulationsfläkt användes för att tillföra den erforderliga rörelseenergin, så att en stor kontaktyta mellan luft och avloppsvatten upp- nås.A device according to the invention will be described in the following with reference to the accompanying drawing, which schematically shows an embodiment of a device for biochemical treatment of wastewater, in which a circulating fan is used to supply the required kinetic energy, so that a large contact surface between air and wastewater is achieved.

Under hänvisning till ritningen betecknar siffran 1 en bas- säng för behandling av avloppsvatten med aktivt slam under tillförsel av luft. Det för behandling avsedda avloppsvattnet tillföres bassängen l genom ett inlopp 2 och avledes från bassängen via avloppet 3. Det avloppsvatten, som införes i bassängen genom inloppet 2, har pâ vanligt sätt underkastats en förrening på mekanisk väg, t.ex. silning för avlägsnande av grövre uppslammade föroreningar såsom trasor, papper, fruktskal mm. Efter ett uppehåll i bassängen l ledes det be- handlade avloppsvattnet tillsammans med utflockat slam till en icke visad eftersedimenteringsbassäng, där slampartiklar- na får sätta sig på bottnen. En del av det avsatta slammet tas ut ur processen som överskottsslam, medan en annan del eller den återstående delen ledes tillbaka till bassängen l som àtergångsslam. Genom den áterförda mängden slam blir kon- centrationen av slam i bassängen 1 relativt hög. Återgångs- slammet innehåller stora mängder mikroorganismer såsom bak- terier och protozoer, som bidrager till att oxidera de föro- renade beståndsdelarna i avloppsvattnet och att sedan flocka dessa i vattenfasen.With reference to the drawing, the number 1 denotes a base bed for the treatment of wastewater with activated sludge during the supply of air. The waste water intended for treatment is supplied to the basin 1 through an inlet 2 and is diverted from the basin via the drain 3. The waste water which is introduced into the basin through the inlet 2 has in the usual way been subjected to a pre-purification by mechanical means, e.g. screening for the removal of coarser suspended contaminants such as rags, paper, fruit peels etc. After a break in basin 1, the treated wastewater is led together with flocculated sludge to a post-sedimentation basin (not shown), where the sludge particles are allowed to settle to the bottom. Part of the deposited sludge is taken out of the process as excess sludge, while another part or the remaining part is returned to the basin 1 as return sludge. Due to the amount of sludge returned, the concentration of sludge in the basin 1 becomes relatively high. The return sludge contains large amounts of microorganisms such as bacteria and protozoa, which help to oxidize the contaminated constituents in the wastewater and then flocculate them in the aqueous phase.

För att syrgasmätta avloppsvattnet i behandlingsbassängen 1 tillföres luft genom en tilluftsledning 4 och fördelas med hjälp av ett ejektormunstycke 5 i änden. Munstycket visar ett eller flera hål med en diameter av 10 mm, i vilka den till- förda luften stryps och fördelas till blåsor, som sprides i 457 349 blandningen av avloppsvatten och aktivt slam. De bildade blàsornas rörelseenergi överföres till blandningen och sätter denna i kraftig cirkulation i bassängen 1 i en sluten bana, som omfattar både den övre delen och den nedre delen av bas- sängen 1. De bildade blåsorna kommer relativt snabbt i en zon på något avstånd från munstycksöppningarna stiga uppåt i suspensionen av aktivt slam. Här uppfångas den huvudsakliga delen av blåsorna av en kontakthuv 6, vars öppna del är vänd nedåt. Den av kontakthuvden uppfángade luften från blåsorna bringas att passera från huven 6 genom en returluftledning w7, som ingår i en cirkulationsledning, i vilken luft kan bringas att passera i ett kretslopp med hjälp av cirkulations- fläkten 8, och i vilken även ingår tilluftsledningen 4. Det cirkulationssystem, i vilket ledningarna 4 och 7, munstycket och kontakthuven 6 ingår, är anslutet till en tillförsel- ledning 11, som i sin tur är ansluten till en tryckluftkälla i form av kompressorn 12. Med hjälp av kompressorn 12 till- föres genom ledningen ll så mycket luft, som behövs för att ersätta den luft, vars syre förbrukats. Denna luft tillátes avgå från kontakthuven 6 via avloppsvattnet upp till ytan.In order to oxygenate the wastewater in the treatment basin 1, air is supplied through a supply air line 4 and distributed by means of an ejector nozzle 5 at the end. The nozzle shows one or more holes with a diameter of 10 mm, in which the supplied air is throttled and distributed to bubbles, which are dispersed in the mixture of waste water and activated sludge. The kinetic energy of the formed blisters is transferred to the mixture and puts it into vigorous circulation in the basin 1 in a closed path, which comprises both the upper part and the lower part of the base bed 1. The formed blisters come relatively quickly in a zone at some distance from the nozzle openings rise upwards in the suspension of activated sludge. Here the main part of the blisters is caught by a contact hood 6, the open part of which is turned downwards. The air captured by the contact head from the blowers is passed from the hood 6 through a return air line w7, which is part of a circulation line, in which air can be passed in a circuit by means of the circulation fan 8, and which also includes the supply air line 4. The circulation system, in which the lines 4 and 7, the nozzle and the contact hood 6 are included, is connected to a supply line 11, which in turn is connected to a source of compressed air in the form of the compressor 12. By means of the compressor 12 it is supplied through the line. ll as much air as is needed to replace the air, whose oxygen has been consumed. This air is allowed to escape from the contact hood 6 via the wastewater up to the surface.

De uppàtstigande blåsorna från kontakthuven, som innehåller förbrukad luft, tillåts stiga till vätskeytan i bassängen 1, där de uppfángas av en uppsamlingshuv 9 och får avgå till atmosfären genom en avgångsledning 10._ Genom arrangemanget I bassängen 1 blir luftens tryckförlust i cirkulationssystemet på grund av vätsketryck mycket liten, så att den effekt, som åtgår för luftcirkulationen och av- loppsvattnets cirkulation, blir liten. För bildning av de fina buftblåsor, som är änskvärda för snabb syremättning av det cirkulerande avloppsvattnet, kan man klara sig med ett munstycke 5, som ger relativt litet motstånd och har förhål- landevis liten benägenhet att sätta igen. Genom att den mängd förbrukad luft, som avgår från bassängen, blir nedbringad och kan uppsamlas och avgå via huven 9 blir belastningen på miljön mycket liten. 457 349 Vid användning av anordningen enligt uppfinningen kan man utnyttja upp till 70% av den tillfärda luftens syrgas för den biologiska reningsprocessen, vilket medför en minskning av lufttillförseln till ca 15-20% av vad som kräves vid luftbehandling enligt känd teknik. Den från ytan av behand- lingsbassängen 1 i form av en aerosol avgivna mättade luften minskas i samma grad, vilket underlättar de miljöskyddande åtgärderna.The ascending blisters from the contact hood, which contain spent air, are allowed to rise to the liquid surface in the basin 1, where they are captured by a collecting hood 9 and allowed to escape to the atmosphere through a discharge line 10. The arrangement in the basin 1 liquid pressure is very small, so that the effect required for air circulation and the circulation of wastewater is small. To form the fine buffer bubbles, which are desirable for rapid oxygen saturation of the circulating wastewater, it is possible to manage with a nozzle 5, which provides relatively little resistance and has a relatively small tendency to clog. Because the amount of consumed air, which emits from the pool, is reduced and can be collected and emitted via the hood 9, the load on the environment becomes very small. When using the device according to the invention, up to 70% of the oxygen supplied from the supplied air can be used for the biological purification process, which results in a reduction of the air supply to about 15-20% of what is required in air treatment according to prior art. The saturated air emitted from the surface of the treatment basin 1 in the form of an aerosol is reduced to the same degree, which facilitates the environmental protection measures.

Uppfinningen har ovan beskrivits under hänvisning till an- vändning av luft som källa för den syrgas som tillföres den för behandling avsedda vätskan i egenskap av oxidationsmedel.The invention has been described above with reference to the use of air as a source of the oxygen supplied to the liquid to be treated as oxidizing agent.

Det är underförstått att syrgasenêﬁen kan tillföras som mer eller mindre syrgasanrikad luft.It is understood that the oxygen can be supplied as more or less oxygen-enriched air.

Claims

10 15 20 457 349 Patent claims

Device for treating liquids with air in a treatment basin (1), in which the liquid is caused to reside in the form of a bath, with an inlet (2) for the liquid to be treated and a drain (3) for the treated liquid, characterized in that the device comprises a contact cap (6) or the like immersed in the bath, which is connected to a source of compressed air (12) for the introduction of fresh air as a replacement for air used for the treatment, and a supply line (4) with a pipe with one or more exhaust nozzles (5) for introducing air into the liquid under a pressurized space in the contact hood (6), further a return line (7) for air to be recirculated, from out ~ the space and a circuit of the two lines (4,7) closing circulating fan (8) to circulate the air through the closed circuit.

Device according to claim 1, characterized in that it comprises a collecting hood (9) airtightly closing towards the surface of the liquid bath on a part of the surface of the liquid bath, where air which has become depleted of oxygen during the treatment from the contact hood ( 6) when the upper surface of the bath and an evacuation line (10) connected to the collection hood (9) ._