SE523570C2 - Anläggning och metod för satsvis avskiljning av suspenderad substans från vatten - Google Patents

Description

W Ü 20 25 30 35 525 570 040202 RR G:\P\0106 Flootek WTS\002\P\P-SE\PO106ÛOÛ2_D40202_PRV_Beskrivning_Inl till PRV 040202110: 2 tidsenhet, m3/h) och tankens yta (m2). Vanliga ytbelast- ningar är 4-10 m/h. I denna process finns en begränsning i att stighastigheten på partikel-/luftaggregaten inte får vara mindre än belastningen nedåt. Om ytbelastningen över- skrider partikel/luftaggregatens stighastighet kommer dessa att dras med det utgående vattnet istället för att flotera och avskiljas i flotationstanken.

Satsvis process, exempel alternativ 1: Vattnet som skall renas tillföres en flotationstank.

När denna fyllts tillförs dispersion i tankens botten. Dis- persionens bubblor fäster vid partiklarna och dessa stiger uppåt. När alla partikel/luftaggregaten floterat avlägsnas ytslammet genom att skrapa av ytslamskiktet eller låta ytslamskiktet bredda över kanten. Tiden för flotationspro- cessen beräknas från det att dispersionstillförseln upphör till dess att alla partiklarna floterat. Den dimensionerade tiden är den tid det tar för de partikel/luftaggregat som befinner sig närmast botten av tanken och har den lägsta flotationshastigheten att nå vattenytan. När flotationspro- cessen är avslutad och slammet kompakterats och avlägsnats tömmes tanken. För att kunna applicera denna process på ett kontinuerligt flöde av vatten innehållande suspenderande ämnen måste minst två flotationstankar för satsvis process användas, eller så måste ett buffrande system för vattnet innehållande de suspenderande ämnena anslutas före den satsvisa processen.

Satsvis process, exempel alternativ 2: Vattnet som skall renas tillföres en flotationstank tillsammans med dispersionsvattnet. Tillförseln sker i bot- ten. När tanken är fylld stoppas tillförseln. Dispersionens bubblor fäster vid partiklarna och dessa stiger uppåt. När alla partikel/luftaggregaten floterat avlägsnas ytslammet genom att skrapa av ytslamskiktet eller låta ytslamskiktet bredda över kanten. Tiden för flotationsprocessen beräknas från det att tillförseln upphör till dess att alla parti- W Ü 20 25 30 523 570 040202 RR G2\P\0106 FlOOtek WTS\0O2\P\P-SE\P010600D2_040202_PRV_Beskrivn1nq_1nl till PRV 0402OZ.dOC 3 klarna floterat. Den dimensionerade tiden är den tid det tar för de partikel/luftaggregat som befinner sig närmast botten av tanken och har den lägsta flotationshastigheten att nå vattenytan. När flotationsprocessen är avslutad och slammet kompakterats och avlägsnats tömmes tanken. För att kunna applicera denna process på ett kontinuerligt flöde av vatten innehållande suspenderande ämnen så måste minst två flotationstankar för satsvis process användas, eller så måste ett buffrande system för vattnet innehållande de sus- penderande ämnena anslutas före den satsvisa processen.

SBR: SBR är en satsreaktor med aktivt slam. Precis som vid (Reaktor för sekventiell satsvis biologisk re- ning) andra processer med aktivt slam, får en mikroorganismkultur utvecklas i SBR-reaktorn vilken kultur är effektiv pà att bryta ner föroreningar och näringsämnen som vanligtvis finns i avloppsvatten.

Vattnet som skall renas tillföres en SBR-tank. När och luft får bubbla igenom SBR-tanken. Den genomströmmande luften för runt det tanken är fylld stoppas tillförseln, aktiva slammet i SBR-tanken, och syre löses i vattnet, vil- ket medför en biologisk nedbrytning. När luftningen är slutförd får slammet sedimentera. När slammet har sedimen- terat dekanteras vattenfasen av med hjälp av en svivel. Ef- ter processen kan man eventuellt tappa av överskottsslam (Detta görs när man börjar få för mycket slam, eftersom det hela tiden bildas nytt aktivt slam).

För att kunna applicera denna process på ett kontinu- erligt flöde av vatten som behöver renas så måste minst två SBR-tankar användas, eller så måste ett buffrande system för vattnet som behöver renas anslutas före SBR-tanken.

SBR kan användas vid följande processbehov: ta bort organiska föreningar (BOD; biologiskt syreförbrukande före- ningar, och COD; kemiskt syreförbrukande föreningar), N Ü 20 25 30 523 570 040202 RR G:\P\0106 Flootek WTS\002\P\P-SEÅPO106Û002_040202_PRV_Beskrivning_Inl till PRV 040202.doc 4 nitrifikation (ammoniakborttagning), denitrifikation (kvä- veborttagning) och biologisk fosforborttagning.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en satsvis anläggning och metod som utför en flotation snabbare och effektivare än tidigare teknik.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anläggning och metod som avsevärt reduce- rar kostnaderna och sparar industriyta, när föreliggande uppfinning appliceras i kombination med en SBR-process.

Sammanfattning av uppfinningen Dessa ändamål kan uppfyllas med hjälp av föreliggande uppfinning då en blandning av vatten som skall renas och dispersionsvatten införes i och eventuellt utföres från en tank med hjälp av ett höj- och sänkbart inlopp, vilket ock- så eventuellt kan användas som utlopp, där det höj- och sänkbara inloppets och det eventuella utloppets mynning alltid hálles vid ett konstant och/eller reglerbart avstånd från vattenytan i tanken.

Tillförseln av vattnet sker i tankens botten genom ett höj- och sänkbart organ. Flockar (suspenderade ämnen), olja och fett flyter då upp till ytan där ett ytslamsskikt bildas, vattennivän i tanken stiger vid pàfyllningen utdrages det som sedan kan avskiljas ifrän vattenblandningen. Dä höj- och sänkbara organet så att påfyllning av vattnet ge- nom röret alltid sker med ett konstant och/eller reglerbart avstånd från det höj- och sänkbara organets mynning till vattenytan.

Utförseln av vattnet kan, i vissa fall, ske med tan- kens höj- och sänkbara organ. Då vattennivän i tanken sjun- ker vid utförseln sänks det höj- och sänkbara organet så att utförsel av vattnet genom röret alltid kan ske med ett konstant och/eller reglerbart avstånd från det höj- och sänkbara organets mynning till vattenytan. Annars sker ut- förseln av vattnet via en ventil i tankens botten. 15 20 25 30 35 i 523 570 040202 RR G:\P\0106 Flootek WTS\O02\P\P-SE\P01060002_040202_PRV__Beskrivninq_Inl till PRV O40202.d0C 5 Det höj- och sänkbara organets mynning är försedd med en med mynningen parallell krans vilken leder vattnet radi- ellt från organets mynning ut i tankens ytskikt. Då vattnet ledes ut över kransen parallellt med vattenytan kommer det tillförda vattnets strömningshastighet att avta.

Ytbelastningen i tanken är liksom i andra satsvisa processer noll. Först då partikel/luftaggregaten nått vat- tenytan har avskiljning skett. Genom att inloppet av vatt- net alltid sker nära vattenytan är partikel/luftaggregatens avstånd till ytan i föreliggande uppfinning lägre än i en konventionell satsvis anläggning. Det kortare avståndet in- nebär att avskiljningen sker snabbare än i en konventionell anläggning och tankens storlek kan därmed reduceras vilket minskar investeringskostnaden och platsbehovet för anlägg- ningen.

Kransen runt det höj- och sänkbara organets mynning leder det inkommande vattnet parallellt med vattenytan, vilket minskar turbulensen vid organets mynning och minskar risken för omblandning av inkommande vatten och vatten i tanken, i vilken partiklar redan avskiljts. Genom att vatt- net införes parallellt och med ett begränsat avstånd frán ytan samtidigt som strömningen sker från centrum mot tan- kens periferi varvid vattenströmmens hastighet avtar, be- gränsas det avstånd partikel/luftaggregaten måste stiga för att avskiljas vid vattenytan. Detta innebär att avskilj- ningen sker snabbare och tankens storlek kan därmed reduce- ras, vilket minskar investeringskostnaden och platsbehovet för anläggningen.

En annan effekt är att täthetsskillnaden mellan det inkommande vattnet och vattnet i tanken (det inkommande vattnet har löst luft vilket minskar tätheten) gör att när man för in dispersionsvattnet blir strömningen mer längs med ytan, och därmed får man en bättre separation. Eftersom det höj- och sänkbara organet följer med vattenytan i tan- ken, får man den effekten att det blir en tät ansamling av 15 20 25 30 35 523 570 040202 RR G:\P\0106 Flootek WTS\002\P\P-SE\PO1060002_Û40202_PRVvBeskriVning_1n1 till PRV 040202.doC 6 dispersion i ett tunt skikt, vilket medför att flotationen gár betydligt snabbare än vid de satsvisa processerna i ti- digare teknik.

Flotation med hjälp av det höj- och sänkbara organet kan även kombineras med en SBR-process. SBR-tanken är då försedd med ett höj- och sänkbart organ som inlopp, vilket också eventuellt kan användas som utlopp.

I tidigare teknik var man tvungen att ha separata flotationstankar och tankar för biologisk nedbrytning, ut- över dispersionssystemet, i en kombinerad flotations/SBR- process.

Med kombination av flotation, med hjälp av det höj- och sänkbara organet, och SER kan flotationen och den bio- logiska nedbrytningen utföras i samma tank. Detta medför att man både sparar industriyta och pengar.

Denna uppfinning avser alla utföringsformer som kan ge ett höj- och sänkbart inlopp, vilket också eventuellt kan användas som utlopp, för en blandning av vatten som skall renas och dispersionsvatten i en flotationstank eller en SBR-tank, teleskopbälg eller en slang. som t.ex. ett teleskoprör, en teleskopvägg, en Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar en anläggning för en satsvis process en- ligt föreliggande uppfinning.

Fig. la visar en horisontell genomskärning av myn- ningen på ett höj- och sänkbart organ.

Fig. 2 visar en kombination av flotation, med hjälp av ett höj- och sänkbart organ, i enlighet med föreliggande uppfinning och SBR.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Vid dessa föredragna utföringsformer används ett höj- och sänkbart organ för inlopp, vilket också eventuellt kan användas som utlopp, av en blandning, bestående av vatten som skall renas och dispersionsvatten (ett dispersionsvat- ten är en luft/vattendispersion som bereds genom att vatten W Ü 20 25 30 35 523 570 040202 RR G:\P\0106 Flootek WTS\Û02\P\P-SE\P01060002__040202__PRV_Beskrivning_Inl till PRV O40202.d0C 7 tryckförhöjs och mättas med luft, varvid en klar lösning erhålls), finningen avser alla utföringsformer som kan ge ett höj- i en flotationstank eller en SBR-tank, men upp- och sänkbart inlopp, vilket också eventuellt kan användas som utlOPP, för en blandning, bestående av vatten som skall renas och dispersionsvatten, i en flotationstank eller en SBR-tank, teleskopbälg eller en slang. som t.ex. ett teleskoprör, en teleskopvägg, en Utföringsform 1 (Pig, 1): Vattnet som skall renas tillföres en tank 1, via en ledning 2, tillsammans med dispersionsvattnet, via en led- ning 3. Tillförseln av blandningen sker i tankens botten genom ett höj- och sänkbart organ 4. Då vattennivän i tan- ken stiger vid påfyllningen utdrages det höj- och sänkbara organet 4 så att påfyllning av vattnet genom organet alltid sker med ett konstant och/eller reglerbart avstånd från det höj- och sänkbara organets 4 mynning till vattenytan. Styr- ningen av avståndet mellan vattenytan och det höj- och sänkbara organets 4 mynning kan exempelvis ske genom att nivån i tanken kontinuerligt mätes med en ekolodsgivare ovan vattenytan eller en trycksensor 5 i tankens botten, vilken styr det höj- och sänkbara organets läge. Mängden tillfört vatten kan också mätas och det höj- och sänkbara organets 4 läge kan exempelvis förändras genom att en wire driven av en motor 6, styrd av vattenytans läge, höjer re- spektive sänker organet 4.

När tanken âr fylld, stoppas tillförseln.

Det höj- och sänkbara organets 4 mynning är försedd med en med mynningen parallell krans 7 vilken leder vattnet radiellt från rörets mynning ut i tankens ytskikt. Då vatt- net ledes ut över kransen 7 parallellt med vattenytan kom- mer det tillförda vattnets strömningshastighet att avta.

Fig. la visar hur blandningsströmmen 8 flyter ut över den med mynningen parallella kransen 4. Då vattnet införes parallellt och med ett begränsat avstånd från ytan samti- 10 15 20 25 30 35 523 570 040202 RR G:\P\0106 Flootek WTS\002\P\P-SE\PO10600Ü2_O40202__PRV_BeSkriVninq_Inl till PRV 040Z02.doc 8 digt som strömningen sker från centrum mot tankens periferi kommer vattenströmmens hastighet 9 att avta, och sträckan 10 som partikel/luftaggregaten 11 måste stiga för att av- skiljas till slamtäcket 12, vid vattenytan 13, kommer att begränsas. Detta innebär att avskiljningen sker snabbare och tankens storlek kan därmed reduceras, vilket minskar investeringskostnaden och platsbehovet för anläggningen.

Då maximal vattennivà i tanken uppnåtts skrapas ytslamskiktet av eller breddas av i en slamränna 14, ut i (Fig. 1). ut från tanken, en ledning 15 Därefter tappas det renade vattnet antingen genom en separat ventil, som leder ut det renade vattnet i en ledning 16, eller genom det höj- och sänkbara organet 4, samtidigt som detta sänkes till sitt ursprungsläge. Dä vattennivàn nått ett läge där det höj- och sänkbara organet 4 ej kan sänkas lägre om ett kon- stant avstånd skall hållas mellan vattenytan och det höj- och sänkbara organets 4 mynning stoppas vattenuttaget fràn tanken och ny påfyllning kan ske.

Flera satsvisa anläggningar kan drivas parallellt så att vissa är i påfyllnadsläge medan andra befinner sig i tömningsläge. Genom detta förfarande kan ett konstant flöde behandlas. Alternativt kan vatten buffras före anläggningen då slammet avlägsnas och tanken tömmes.

Ytbelastningen i tanken är liksom i andra satsvisa processer noll. Först då partikel/luftaggregaten nätt vat- tenytan har avskiljning skett. Genom att inloppet av vatt- net alltid sker nära vattenytan är partikel/luftaggregatens avstånd till ytan i föreliggande uppfinning mindre än i en konventionell satsvis anläggning. Det kortare avståndet in- nebär att avskiljningen sker snabbare än i en konventionell anläggning och tankens storlek kan därmed reduceras vilket minskar investeringskostnaden och platsbehovet för anlägg- ningen.

En annan effekt är att täthetsskillnaden, när man för in dispersionsvattnet, gör att strömningen lokaliseras mer 10 Ü 20 25 30 35 523 570 040202 RR G:\P\0lO6 Flootek WTS\002\P\P-SE\P010600Û2_U40202_PRV_Eeskrivninq_Inl till PRV 040202.dOC 9 längs med ytan, och därmed får man en bättre separation.

Eftersom det höj- och sänkbara organet 4 följer med vatten- ytan i tanken, fàr man den effekten att det blir en tät an- samling av dispersion i ett tunt skikt, vilket medför att flotationen gär betydligt snabbare än vid de satsvisa pro- cesserna i tidigare teknik.

Utföringsform 2: Kombination av flotation, med hjälp av ett höj- och sänkbart organ, och SBR (Eig¿/2): I detta exempel används tvà SBR-tankar för att be- handla ett kontinuerligt flöde av avloppsvatten som skall renas. SBR-tankarna i detta exempel fylls omväxlande. När den första SBR-tanken fylls, för att kunna behandla ett kontinuerligt flöde. Detta så töms den andra, och tvär- tom, kan givetvis utföras med mer än två SBR-tankar, om anlägg- ningen så kräver, vilket ligger inom uppfinningens ram.

För att lättare förklara denna utföringsform av upp- finningen, kommer endast driften av en tank (del A) att förklaras.

Avloppsvattnet som skall renas leds, via en ledning 17, och blandas med dispersionsvattnet från ledning 18, som kommer ifrån ett dispersionssystem (del B), vars driftfunk- tion är känd för fackmannen. Blandningen leds in i SBR-tank 19 med hjälp av det höj- och sänkbara organet 20 i enlighet SBR-tanken 19 har ett aktivt slam ståen- enligt beskrivningen av SBR-processen ovan. med uppfinningen. de i botten, När denna är fylld stoppas tillförseln. som floterats med tekniken Slam- leds bort med hjälp av Det floterade slammet, ovan, fär bredda av från tanken till en slamränna 21. met som samlas upp i slamrännan 21, en ledning 22. fär nu bubbla igenom SBR- tanken 19 innefattande det höj- och sänkbara organet 20.

Luft, via en ledning 23, Luftgenomströmningen för runt det aktiva slammet i SBR- tanken 19 och syre löses i vattnet, vilket medför en biolo- 10 15 20 523 570 040202 RR G:\P\O106 Flootek WTS\0O2\P\P-SE\P0l060002_O40202_PRV_BeskriVning_Inl till PRV 040202.doc 10 gisk nedbrytning. När luftningen är slutförd får slammet sedimentera.

När det aktiva slammet har sedimenterat dekanteras vattenfasen av med hjälp av det höj- och sänkbara organet 20, ut i en ledning 24, som recirkulerar vattenfasen till dispersionssystemet.

Eftersom mikroorganismkulturen växer med tiden, kan man då och då behöva tappa av en del av mikroorganismkultu- ren via en ledning 25 för att inte fylla SBR-tanken med mikroorganismkultur.

För att kunna applicera denna process på ett kontinu- erligt flöde av vatten, som ska renas, så mäste, som tidi- gare nämnts, minst två SBR-tankar med höj- och sänkbara or- gan användas, eller så måste ett buffrande system för vatt- net, som ska renas, anslutas före SBR-tanken.

I tidigare teknik var man tvungen att ha separata flotationstankar och tankar för biologisk nedbrytning, ut- över dispersionssystemet.

Med kombination av flotation, med hjälp av ett höj- och sänkbart organ, och SBR kan flotationen och den biolo- giska nedbrytningen utföras i samma tank.

Flotation i kombination med SBR utförs i helt enlig- het med föreliggande uppfinning.

Claims (5)

10 15 20 25 30 523 570 U PATENTKRÄV

1. Anläggning för satsvis rening av vatten med hjälp av löstluftflotation, innefattande en tank (l;l9) med in- föring från botten av en blandning av vatten, som skall renas, och dispersionsvatten, kännetecknad av ett höj- och sänkbart inlopp, vilket även eventuellt kan användas som (4;2O) utlopp, för blandningen.

2. Anläggning enligt krav 1, i vilken det höj- och (4;2Û) en teleskopbälg eller en sänkbara inloppet och/eller utloppet innefattar ett teleskoprör, en teleskopvägg, slang.

3. Anläggning enligt krav 1, i vilken det höj- och (4;20) är försett med (7) vid sin mynning, vilken krans helt eller sänkbara inloppet och/eller utloppet en krans delvis är parallell med vattenytan i tanken.

4. Anläggning enligt krav 1, vilken är kombinerad med SBR, d.v.s. biologisk rening. en reaktor för sekventiell satsvis

5. Sätt att satsvis rena vatten med hjälp av löst- luftflotation i en tank (1;19), där vattnet, som ska renas, och dispersionsvatten sammanblandas till en blandning före införing i tanken, kännetecknat av att blandningen införes (l;l9) sänkbart inlopp, Vilket även eventuellt kan användas som i och/eller utföres från tanken genom ett höj- och utlopp (4;20), där det höj- och sänkbara inloppets, och det även eventuella utloppets (4;20), mynning alltid hålles vid ett konstant och/eller reglerbart avstånd frän vattenytan i tanken (1;19).