SE461146B

SE461146B - DEVICE FOR WATER PURIFICATION AND APPLICATION OF THIS PREPARATION OF GASES

Info

Publication number: SE461146B
Application number: SE8703835A
Authority: SE
Inventors: V Dunder
Original assignee: Lujari Instmsto Oy
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1990-01-15
Also published as: SE8703835D0; GB8723271D0; NO864856D0; FI851369L; EP0258228A1; NO159265B; FI851369A0; WO1986005770A1; ATA903786A; GR860872B; SE8703835L; SU1479003A3; FI80070B; FI80070C; NO864856L; ES553679A0; GB2194526A; ES8701694A1; GB2194526B; NO159265C

Description

461 146 2 yta, vilket skulle förutsätta synnerligen finfördelat cellsys- tem. Rotorn är vanligen lagrad i sina ändar och roteringen sker vid änden medelst en kedje- eller kugghjulsväxel. Rotorn behöver en stor rotationseffekt, som förutsätter tunga driv- mekanismer. En stadig mittaxel behövs för att rotorn kan stö- das i ändarna, vilket begränsar en förstoring av rotorns dimensioner. 461 146 2 surface, which would require extremely finely divided cell systems. tem. The rotor is usually mounted at its ends and the rotation takes place at the end by means of a sprocket or gear. Rotorn needs a large rotational effect, which requires heavy driving mechanisms. A sturdy center shaft is needed for the rotor to support das at the ends, which limits an enlargement of the rotor dimensions.

Vidare är det känt att använda luftblåsning i vattnet under biorotorn, varvid âstadkoms en cirkulationsrörelse av avfalls- vattenmassan och därigenom även rotation av rotorn. I prakti- ken har detta effektiverats genom luftkoppar i rotorn, vilka koppar åstadkommer ett tilläggstorsionsmoment i biorotorn.Furthermore, it is known to use air blowing in the water below biorotor, thereby achieving a circulating movement of waste the mass of water and thereby also rotation of the rotor. In practice This has been made more efficient by air cups in the rotor, which copper provides an additional torque in the biorotor.

Nackdelen med luftblåsningen är dock ett stort behov av energi vid luftpumpningen.The disadvantage of air blowing, however, is a great need for energy at the air pump.

Den kanske största nackdelen med de kända biorotorerna är att biomassan samlas i det helt statiska cellsystemet. Följden är en minskning av den effektiva ytan, vilket reducerar renings- effekten, och en överbelastning av de bärande konstruktionerna i själva rotorn, då den massa som skall lyftas kontinuerligt ökas. Det har ofta hänt i praktiken, att ett cellsystem rasat samman. För eliminering av detta problem förutsätts fram- ställning av stadiga och dyra cellsystemkonstruktioner eller arrangering av mekanisk rening av cellsystemet eller ett utbyte av cellsystemet med relativt korta mellanrum.Perhaps the biggest disadvantage of the known biorotors is that the biomass accumulates in the completely static cell system. The consequence is a reduction in the effective surface area, which reduces the purification the effect, and an overload of the load-bearing structures in the rotor itself, then the mass to be lifted continuously increased. It has often happened in practice that a cell system collapsed Together. To eliminate this problem, it is assumed that position of stable and expensive cell system structures or arranging mechanical purification of the cell system or one replacement of the cell system at relatively short intervals.

Med biorotorn enligt patentkrav l elimineras nackdelarna i de hittills kända biorotorerna och samtidigt förbättras renings- effekten. Utföringsformer av anordningen samt dess användning anges i underkraven 2-6.With the biorotor according to claim 1, the disadvantages of the hitherto known biorotors and at the same time the purification the effect. Embodiments of the device and its use specified in subclaims 2-6.

Den viktigaste fördelen med föreliggande uppfinning är dess enkla konstruktion, där cellsystemet ersatts med en lätt, gra- nulär substans. Denna bildar ett s.k. hydrostatískt lager, som eliminerar en böjning av mittaxeln och möjliggör tillverk- ning av rotorer som är längre och har en större diameter än de nuvarande. Samtidigt âstadkoms för biomassan ett många gånger 3 461 146 större substrat per enhetsvolym än vad som är fallet enligt de nuvarande kända lösningarna. När granulerna gnids mot varandra, hindras biomasseskiktet från att växa för mycket i tjocklek och de därmed sammanhängande nackdelarna undviks. En enkel cirkulation av avfallsvattnet och det renade vattnet genom rotortrumman och en separering av de fasta ämnena utan- för den aktiva biomassan åstadkoms genom användning av ett siktaktigt ytmaterial på rotorn. 'Trummans rotation medelst inloppsvatten innebär en inbesparing av driftsenergi.The main advantage of the present invention is its simple construction, where the cell system has been replaced by a light, zero substance. This forms a so-called hydrostatic bearing, which eliminates a bending of the central axis and enables of rotors which are longer and have a larger diameter than those current. At the same time, the biomass was achieved many times 3 461 146 larger substrates per unit volume than is the case according to the current known solutions. When the granules are rubbed against each other, the biomass layer is prevented from growing too much in thickness and the associated disadvantages are avoided. One easy circulation of the waste water and the purified water through the rotor drum and a separation of the solids for the active biomass is achieved through the use of a visible surface material on the rotor. 'Rotation of the drum by inlet water means a saving of operating energy.

Väsentligt är att en rotor av modulkonstruktion lätt kan fram- ställas i olika storlekar. Den granulära substansen eller det inerta mediet kan till sin granulstorlek väljas så att den bäst passar för varje ifrågavarande utföringstillämpning och vid behov kan ändras på enkelt sätt, vilket inte är möjligt enligt de hittills kända lösningarna. Biofilterunderlag (bio- bäddar) som används vid små vattenreningsenheter kan även ersättas med ett substrat för biomassan av granulär substans.It is essential that a rotor of modular construction can easily be produced. set in different sizes. The granular substance or it the inert medium can be selected for its granule size so that it best suited for each embodiment and if necessary can be changed easily, which is not possible according to the solutions known so far. Biofilter substrate (bio- beds) used in small water purification units can also replaced with a substrate for the biomass of granular substance.

Uppfinningen beskrivs i det följande med ett exempel på en utföringsform med hänvisning till ritningen, där figur l är en allmänbild av en biorotor, figur 2 visar ett tvärsnitt av en anordning enligt uppfin- ningen och figur 3 visar en sektormodul av en anordning enligt uppfin- ningen.The invention is described in the following with an example of a embodiment with reference to the drawing, where Figure 1 is a general view of a biorotor, Figure 2 shows a cross section of a device according to the invention and Figure 3 shows a sector module of a device according to the invention ningen.

Figur 1 visar en allmänbild av en bassäng l i ett vatten- reningsverk, i vilken bassäng en biorotor 2 enligt uppfin- ningen flyter uppburen av ett löst medium som förefinnes inne i rotorn. Det vatten som skall renas leds genom munstycken 4 i ett matningsrör 3 till biorotorns kuggperiferi 5, varvid vattnet åstadkommer ett vridmoment, som får rotorn att rotera.Figure 1 shows a general view of a basin 1 in a water treatment plant, in which basin a biorotor 2 according to the invention the liquid is supported by a dissolved medium present inside in the rotor. The water to be purified is passed through nozzles 4 in a feed pipe 3 to the tooth periphery 5 of the biorotor, wherein the water creates a torque, which causes the rotor to rotate.

Denna princip är förut känd från vattenkvarnar, men skillnaden är här den, att vatten samtidigt leds genom biorotorns sikt- 461 146 4 aktiga yttre mantel 6 in i rotorn. Det vatten som strömmat genom biorotorn leds genom en mittunnel 8 till rotorns andra ände 7, varifrån det kan ledas för vidarebehandling till föl- jande biorotor eller om det är helt renat avlägsnas från pro- CGSSEH. J Det i figur 2 visade tvärsnittet av en biorotor enligt uppfin- ningen åskådliggör att rotorn bildas av sektormoduler 20, som noggrannare visas i figur 3. Den siktaktiga yttre manteln 6 kan bestå av perforerad plåt, viramaterial eller liknande.This principle is previously known from watermills, but the difference is here that water is simultaneously passed through the screen of the biorotor 461 146 4 like outer sheath 6 into the rotor. The water that flowed through the biorotor is led through a central tunnel 8 to the other of the rotor end 7, from which it can be led for further processing to biorotor or if it is completely purified is removed from the CGSSEH. J The cross section of a biorotor according to the invention shown in Figure 2 illustrates that the rotor is formed by sector modules 20, which more accurately shown in Figure 3. The viscous outer sheath 6 may consist of perforated sheet metal, wire material or the like.

Väsentligt är att man medelst den siktaktiga manteln åstadkom- mer en förhandssiktning och t.ex. en separering av fiberaktíga partiklar utanför biorotorn, som effektiverar den biologiska oxidationen. Sålunda kan t.ex. de s.k. nollfibrerna tillvara- tagas från pappersfabrikernas avfallsvatten. I praktiken kan detta förverkligas exempelvis medelst flexibla, borstlika skrapor l9, som i figur 2 är anordnade ovanför en ränna 12, som leder bort överloppsvatten.It is essential that the visible mantle provides more a preview and e.g. a separation of fiber assets particles outside the biorotor, which streamlines the biological the oxidation. Thus, e.g. the s.k. the zero fibers are taken from the wastewater of the paper mills. In practice, can this is realized, for example, by means of flexible, brush-like scrapers 19, which in Figure 2 are arranged above a gutter 12, which drains off overflow water.

Det vatten som enligt figur 2 genom matarrören 3 och munstyc- kena 4 matats till rotorns periferi rinner genom kuggperife- rins 5 mantel 6 på lösa granuler ll och därifrån vidare lång- samt nedåt. De lösa granulerna kan vara exempelvis av kork l eller plast. Emedan matningshöjden är ovanför vattenytan i bassängen l, uppstår ett vridmoment, som får rotorn att rotera. Då de lösa granulerna sjunker ned i det vatten som skall renas, fuktas de helt av vattnet, och då de på den mot- satta sidan stiger upp, rinner överloppsvattnet av mellan gra- nulerna, varvid den fuktiga biomassan över hela sin yta kommer i kontakt med luft. Vid varje rotation av rotorn sker i hela biomassan en fullständig växling av luft och det vatten som skall renas, vilket garanterar den bästa möjliga funktions- effekten. Samtidigt som rotorn roterar, rör den dessutom om i det vatten som skall renas och som befinner sig under rotorn.The water according to Figure 2 through the feed pipes 3 and nozzles fed to the periphery of the rotor flows through the tooth periphery. mantle 6 on loose granules II and thence further as well as downward. The loose granules may be, for example, of cork 1 or plastic. Since the feed height is above the water surface in the basin l, a torque occurs, which causes the rotor to rotate. Then the loose granules sink into the water to be purified, they are completely moistened by the water, and when they set side rises, the overflow water flows off between the zeros, whereby the moist biomass comes over its entire surface in contact with air. With each rotation of the rotor occurs throughout biomass a complete change of air and the water that must be cleaned, which guarantees the best possible the effect. At the same time as the rotor rotates, it also stirs in the water to be purified and located under the rotor.

Emedan sektorerna 20 inte är helt fyllda med löst medium ll, förorsakas där genom rotorns rotation en rörelse och granu- 1.» lerna gnides mot varandra, vilket åstadkommer självrening, med 461 146 den påföljden att biomassan inte kan växa för tjock så att systemet kan bli tilltäppt. Då det granulära mediet är lät- tare än vatten, uppstår en lyftkraft som uppbär både det gra- nulära mediet ll och biorotorkonstruktionen i sin helhet. På detta sätt fungerar den lösa mellansubstansen ll som bio- rotorns hydrauliska lager för hela systemet och åstadkommer ett jämnt stöd utmed rotorns hela längd. Biorotorns konstruk- tion kan sålunda göras mycket lätt och dess trummor göras med en stor diameter och godtycklig längd.Since the sectors 20 are not completely filled with loose medium II, caused there by the rotation of the rotor a movement and granulation 1. » the lenses are rubbed against each other, which causes self-purification, with 461 146 the consequence that the biomass cannot grow too thick so that the system may become clogged. When the granular medium is easily than water, a lifting force arises which carries both the the nuclear medium II and the biorotor structure as a whole. On In this way, the loose intermediate II l acts as a bio- the rotor's hydraulic bearing for the entire system and provides an even support along the entire length of the rotor. The design of the biorotor tion can thus be made very easily and its drums made with a large diameter and arbitrary length.

Av figur 2 framgår även mittunnelns 8 konstruktion och funk- tionen av de rännor 9, som anordnats i tunneln. Genom att montera rännorna 9 snett relativt rotorns längdaxcl uppstår en spiralliknande konstruktion, så att det vatten som rinner till mitten förflyttas mot biorotorns utloppsände 7 (figur 1). Ett annat sätt att arrangera en kontinuerlig cirkulation av det vatten som skall renas är att förse mittunneln 8 med slutna ändar och att pumpa ut vatten ur utloppsänden 7 till följande processteg. Väggen 10 av mittunneln i rotorn kan vara av likadant siktaktigt material som den yttre manteln 6.Figure 2 also shows the construction and function of the central tunnel 8 of the gutters 9, which are arranged in the tunnel. By mount the gutters 9 obliquely relative to the longitudinal axis of the rotor one arises spiral-like construction, so that the water that flows to the center is moved towards the outlet end 7 of the biorotor (figure 1). One another way of arranging a continuous circulation of it water to be purified is to provide the central tunnel 8 with closed ends and to pump water out of the outlet end 7 to the following process step. The wall 10 of the center tunnel in the rotor may be off similar viscous material as the outer shell 6.

Genom att variera granulstorleken av den granulära substansen ll är det möjligt att effektivt reglera mängden av den aktiva biomassan i en volymenhet efter behov i varje enskilt fall.By varying the granule size of the granular substance ll it is possible to effectively regulate the amount of the active the biomass in a unit of volume as required in each individual case.

Exempelvis vid användning av en granulstorlek med en diameter av ca 8 mm är ytan av den aktiva biomassan så stor som 500 m”/mg, vilken yta är mer än 3-faldig jämförd med kända cellsystem i biorotorer. Genom att minska granulstorleken kan den effektiva ytan ytterligare ökas. På detta sätt är det möjligt att vid behov få biorotorn att fungera även i mycket små vattenreningsbyggnader. Å andra sidan kan anläggningar med stor kapacitet förses med stora och effektiva biorotorer.For example, when using a granule size with a diameter of about 8 mm, the area of the active biomass is as large as 500 m ”/ mg, which surface is more than 3-fold compared to known cell systems in biorotors. By reducing the granule size can the effective area is further increased. This is how it is possible, if necessary, to make the biorotor work even in a lot small water treatment buildings. On the other hand, facilities can with large capacity is equipped with large and efficient biorotors.

Figur 3 visar en sektormodul 20 av en biorotor enligt uppfin- ningen. Denna består av gavelväggar 14, hörnstöd 13, kuggstöd , bottenstöd 18, en mantel 6, mellanväggar 17 och en botten- vägg 10. Gavelväggarna 14, mellanväggarna 17 och bottenväggen kan vara av vattengenomsläppligt material, såsom t.ex. 461 146 6 víraduk, eller om så önskas, kan mellanväggarna 17 och gavel- väggarna 14 vara slutna. Det lösa mediet ll fyller till största delen hela sektorn, men fritt utrymme 21 (figur 1) bör lämnas för att de lösa granulerna kan röra sig och gnidas mot varandra. Gnidningen och sammanblandningen av de lösa granu- ¿ lerna kan vid behov effektiveras medelst blandningsskivor 16, som är fästa inuti sektorerna. Genom att lösgöra sektorns gavelväggar 14 från hörnstöden 13 kan hela sektorn löstagas för service eller t.ex. för utbyte av det lösa mediet ll.Figure 3 shows a sector module 20 of a biorotor according to the invention ningen. This consists of end walls 14, corner support 13, toothed support , bottom support 18, a jacket 6, partitions 17 and a bottom wall 10. The gable walls 14, the partitions 17 and the bottom wall may be of water-permeable material, such as e.g. 461 146 6 wire cloth, or if desired, the partitions 17 and gable the walls 14 be closed. The loose medium ll fills for the most part the whole sector, but free space 21 (Figure 1) should left so that the loose granules can move and rub against each other. The rubbing and mixing of the loose granules ¿ If necessary, the clays can be made more efficient by means of mixing discs 16, which are attached within the sectors. By loosening the sector end walls 14 from the corner supports 13, the whole sector can be detached for service or e.g. for exchange of the loose medium ll.

Naturligtvis kan en biorotor enligt uppfinningen byggas även på annat sätt än genom att använda moduler. Emedan det inte finns något stationärt cellsystem, kan sektormodulerna eller liknande konstruktioner lätt göras olika stora eller förses med olika former allteftersom situationen så fordrar. Löst medium använt som substrat för biomassan anpassar sig efter vilken tvärsnittsform av biorotorn som helst.Of course, a biorotor according to the invention can also be built other than by using modules. Because it does not is there any stationary cell system, can the sector modules or similar constructions are easily made of different sizes or provided with different forms as the situation so requires. Loosely medium used as a substrate for the biomass adapts to any cross-sectional shape of the biorotor.

En biorotor enligt uppfinningen kan även användas för rening av rökgaser eller andra gaser eller för eliminering av lukt genom att använda antingen ett biologiskt eller kemiskt förfa- rande. Rökgaserna eller annan gas som skall renas leds in i rotorns mittunnel 8, varifrån den strömmar genom det lösa mediet 11 och därvid reagerar med mediets vätskefilm. Enligt det biologiska förfarandet sker den biologiska oxidationen i det lösa mediets ytfilm och den vätska, exempelvis lutlösning, på vilken rotorn flyter, neutraliseras till sitt pH-värde så att den biologiska processen inte kvävs. Enligt det kemiska förfarandet reagerar rökgaserna kemiskt med vätskan i det lösa mediets ytfilm. I båda fallen utnyttjas den stora yta som åstadkommits med det lösa mediet, på vilken yta reaktionen sker samt den självrening av rotorn som sker då de lösa granu- lerna gnids mot varandra.A biorotor according to the invention can also be used for purification of flue gases or other gases or for the elimination of odors using either a biological or chemical process edge. The flue gases or other gas to be purified are led into the center tunnel 8 of the rotor, from which it flows through the loose the medium 11 and thereby reacts with the liquid film of the medium. According to the biological process the biological oxidation takes place in the surface film of the loose medium and the liquid, for example alkali solution, on which the rotor floats, is neutralized to its pH value so that the biological process is not suffocated. According to the chemical In the process, the flue gases chemically react with the liquid in the solution the surface film of the medium. In both cases, the large area used effected with the loose medium, on which surface the reaction and the self-cleaning of the rotor which takes place when the loose granules the lenses are rubbed against each other.

Det är klart att biorotorn enligt uppfinningen och det lösa mediet i biorotorn även kan användas för andra behov av IJ vatten- eller gasrening än vad som ovan anförts. ,.It is clear that the biorotor according to the invention and the loose the medium in the biorotor can also be used for other needs IJ water or gas purification than stated above. ,.

Claims

4461 146 PATENT REQUIREMENTS

Device for purification of water, in particular waste water, with a biological oxidation method, which device comprises a biorotor (2) partially immersed in water, in which granular intermediate substance (II) is placed as a substrate for the biomass and which during rotation alternately lowers the granular intermediate substance in the water and lifts it up in the air to make the function of the active biomass more efficient, characterized by the fact that in the middle of the biorotor (2) there is a central tunnel (8) adjacent to that part of the biorotor , which contains the granular intermediate substance (II), which middle tunnel is intended to remove from the biorotor the purified water flowing from the biorotor part containing granular intermediate substance, and that the granular intermediate substance (II) forms a hydraulic bearing which supports the entire biorotor structure and the active biomass.

Device according to claim 1, characterized in that the biorotor part containing granular intermediate substance consists of sector modules (20).

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that orifices (4) are arranged for rotation of the biorotor (2), via which the water is led to the tooth periphery (5) of the rotor.

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that grooves (9) are provided for removing the purified water, which form a helical line in the central tunnel (8) of the rotor (2).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the granular intermediate substance (II) is preferably cork, plastic or the like.

Use of the device according to claims IS 461 146 for purification of flue gases or other gases and / or for deodorization by passing the gases to the central tunnel (8), from where they are passed through the granular intermediate substance (II) and react in it the liquid film of the granular intermediate either biologically by oxidation or chemically. 'M