SE533702C2 - Behandling av avlopp - Google Patents

Description

533 702 2/ förtjockaren. l sluttande terräng kan nyttjas självavrinning från förtjoekaren. Givetvis kan, oavsett terräng, användas pumpar. Förtjockarens dimensioner varieras efter behov.

En förtjockare med exempelvis en diameter av 500 mm och en höjd av 800 mm har en kapacitet att förtjocka ca 300 liter per timme. Ett normalt hushåll förbrukar maximalt 200 liter vatten per dygn.

För att underlätta tömningen, d v s att minska vikten via förtjockning och självtorkning är det givetvis fördelaktigt att växelvis använda två törtjockare. Detta medger längre tid för dränering och självtorkning. Vid temperaturer över nollstrecket kan dessutom erhållas en förmultning som ytterligare minskar den fasta delens vikt. Sådan förrnultning (anaerob) leder vanligtvis till bildning av metan (biogas), som har högt energivärde. Framställning av metan via anaerob rötning är framförallt av intresse vid stora anläggningar vilka betjänar minst tio WC-stolars avlopp. Bättre ekonomsikt utbyte erhålls om det förtjockade materialet förbränns eller nyttjas i en förgasningsanläggning. Vid stora anläggningar vilka betjänar minst fem hushåll används företrädesvis kontinuerligt arbetande förtjoekare i form av till exempel tmmfilter vilka kan kompletteras med skruv-eller kolvpress.

Det förtjockade materialet kan givetvis även användas som gödningsmedel, som med fördel blandas med utvunnet ammoniumnitrat (vars framställning beskrivs senare). Det så utvunna naturgödslet ska givetvis användas på ytor som ligger på s a s säkert avstånd från vattendrag.

Produkten bör inte heller användas för odling av grönsaker.

För att få ett jämnt flöd.e till förtjockaren kan placeras någon typ av buffert (ej visad i tig.) mellan WC-stolen och förtjockaren. Sådan buffert kan bestå av ett kärl eller ett rör som krökts till att bilda skruvliknande (snäcka) konfiguration. l avsikt att förhindra lukt och samtidigt kunna effektivt tömma vätska från behållaren (hindra undertryck) förses förtjockarens övre del med ett permeabelt gasfilter 6. Sådant gasfilter kan framställas av torvfibrer och lignocellulosafibrer i blandning med lämpligt bindemedel som exempelvis lignosulfonat, cellulosaderivat (t.ex. hydroxietoxi etyl-cellulosa) samt restprodukter. Företrädesvis nyttjas restlignin efter sur hydrolys av ved, fiberslam och/eller bioslain. Gasfiltret bör ha en porös struktur, men samtidigt vara härdig mot väta. och ha en exponerad och aktiv yta av >10m2/g.

En variant av gasfiltret är att använda aktivt kol. En annan variant är att fylla filtret med granuler vilka har olika egenskaper (som exempelvis storlek och densitet).

Ytterligare en variant utgör tillsats av malet vedmaterial såsom sågspån, flis och kvist. Vidare kan ingå li gnin, som erhålls som restprodukt vid framställning av etanol och sulfatmassa från ved. Huvudsaken är att gasfiltrets material tillåter varaktig och god luftgenoniströmniitg. 533 702 Från förtjockaren förs vätska via ledningen 5 till en förgasare 7 på vars botten ligger granuler 8 av kalk och/eller aska. Företrädesvis används aska, som erhålls efter förbränning av biobränslen. lnom ramen för uppfinningen kan mellan förtjockaren och förgasaren placeras en behållare som fungerar likt en buffert och medger en ytterligare behandling av vätskan.

Beroende på reaktioner mellan vätskan och de alkaliska granulerna i förgasaren frigörs ammoniak, som bringas i kontakt med ett metall salt 9, som exempelvis magnesiumklorid (MgClz) och/eller magnesiumsulfat (MgSO4). Andra lämpliga katjoner är salter av aluminium och zink. Vidare kan med fördel användas lättmetaller och företrädesvis aluminium, som med ammoniak avger vätgas. För effektiv reaktion tillförs aluminiumet i partikelform. Innan gasen fås att reagera med saltet avlägsnas den vattenånga som kan finnas med ammoniaken. Enklast sker detta genom att kondensera gasblandningen i en kylare 10 varvid vattenångan överförs från ångfas tillvätskefas medan ammoniakgasen förs vidare för reaktion med metallsaltet..

Genom en kemisk reaktion mellan animoniaken och metallsaltet erhålls en metallamin, som till exempel Mg(N H3)6Cl2 (eller Mg(NH3)6SO4). En variant är att fånga upp ammoniak med en utspädd syra i ett ”jäsningsrör” ll. Företrädesvis används salpetersyra som med ammoniak bildar ammoniumnitrat i ”j äsníngsröret”. F örgasaren kan kompletteras med ett kärl 12, som förlänger tiden för ammoniakens avgång. Fri gjord ammoniak leds via ledningen 13 till kylaren (10) för att ledas vidare till metallsaltet (eller syran).

Praktiskt taget kvävefri vätska förs från förgasaren (alternativt från kärlet 12) till ett kombifilter 14 vars första steg kan innefatta sand och ett andra steg med torv och eller bark. Även blandningar av bark och torv kan nyttjas. En kännetecknande del av uppfinningen är att medelst ledningen 15 återföra det genom filtret renade vattnet till WC-stolen. Det kan vara lämpligt, att före sådan recirkulation, rena vattnet i ett tämligen enkelt filter 16 som finns tillgänglig på marknaden. Det kan räcka med ett UV-”filter”. Efter sådan rening kan vattnet även användas till bad och dusch. Inom ramen för uppfinningen kan vattnet från kombifiltret föras direkt ut till mark 17 för infiltration. [nom ramen för uppfinningen kan även behandlas disk-och duschvatten- Lltföringsexempel enligt uppfinningen I en sommarstuga installerades en WC-stol vars avlopp fördes till en förtjockare. Som avskiljare användes en perforerad plastsäck placerad i en tunna med förslutningsring.

På locket monterades ett gasfilter bestående av granuler (diameter 1-2 mm) tillverkade av torv, massafibrer (slipmassa) och restlignin erhållen från tillverkning av etanol från ved. 533 702 År Avskild vätska fördes till en förgasare fylld med kalksten vars dimensioner varierade från 2 mm upp till 10 mm. Vid kontakt mellan vätskan och kalkstenen erhölls bildning av ammoniak. Denna ammoniak fångades upp av ett saltlager av magnesiumklorid.

Den i princip kvävefria vätskan fördes till ett biofilter som bestod av torv och bark. Partiellt renat vatten samlades i en behållare med volymen l00 liter. Vid behov pumpades vatten från behållaren till stugans WC-stol.

Beskrivet relativt enkla försök utfördes under en sommarmånad vid användning av en första törtjockare. Anläggningen fortsattes att nyttjas resten av sommaren genom att investera i en andra törtjockare. Under hela perioden uppträdde inga stömingar med avseende på lukt eller vätskeflöden.

Vid testen användes WC-stolen ca fem gånger per dygn. Emedan försöket pågick under 30 dagar och volymen spolvatten uppgick till 12 liter per gång blev den totala volymen till första förtjockaren ca 1800 liter medan volymen i avskiljaren vid försökets avbrott var endast 17 liter. När testen avbröts uttogs prov för mätning av torrhalten. Därvid visade det sig att torrhalten var 14 %, Den fasta substansen var med andra ord endast 2,4 kg ( l7x0. 14). Redan efter ett dygn var torrhalten så hög som 32 %. Således ett mycket överraskande resultat. Efter två veckor var torrhalten så hög som Sl % och totala vikten (substans +vatten) endast 4.6 kg.

Vad beträffar upptagning av ammoniak i magnesiumsaltet fungerade detta väl och vid upphettning kunde frigöras vätgas som antändes med cigarettändare. I brist på laboratorieutrustnin g fanns inte möjlighet att kvantifiera volymen vätgas..

Fördelar .Vid tillämpning av uppfinningen erhålls flera fördelar. Sålunda minskar utsläppet av bland annat växthusgasen ammoniak genom reaktion med salter eller en syra. Erhållna blandningar vari ammoniak ingår kan generera vätgas eller användas som gödningsmedel (t ex amnioniumnitrat). som kan ersätta en del av handelgödseln. som slukar energi vid tillverkningen.. Därför bidrar konceptet i enlighet med uppfinningen till att även indirekt minska utsläppet av en annan växthusgas, nämligen koldioxid. Ammoniumnitratet kan blandas med den törtj ockade resten som erhålls i förtjockaren. Således erhålls en näringsrik och ”ekologisk” gödsel. I stora anläggningar kan innehållet i förtjockaren nyttjas för rötning och bildning av metan, Andra altemativ är íörgasning som ger högt energiutbyte.

Förtjockarens innehåll kan även iörbrännas. .

Llppfinningen resulterar i minskad vattentörbrukning. lnte minst viktigt är att systemet kan användas inom områden där bristen på vatten är ett stort problem.

Claims (1)

1. 533 702 Patentkrav Förfarande avseende behandling av avlopp (1) från bland annat djurstallar och vattenklosetter (2) kännetecknat av att det vätskehållande flödet i ett Första steg förtjockas i en eller flera avskiljare (3) varefter avskiljd vätska förs till en förgasare (7) vari vätskan bringas i kontakt med alkaliska ämnen (8) varvid i förgasaren bildad ammoniak avleds för reaktion med något av ämnena magnesiumklorid (9) eller aluminium. Förfarande enligt krav 1 kännetecknat av att de alkaliska ämnena i íörgasaren (7) består av kalk och/eller aska (8) i partikelform. F örfarande enligt ett eller flera av kraven 1-5 kännetecknat av att den i förgasaren bildade arnmoniaken separeras från vattenånga genom kondensation i en kylare (10). Förfarande enligt ett eller flera av krav 1-3 kännetecknat av att vätskan i fórgasaren Fors till ett biofilter (14) som innehåller sand och torv. Förfarande enligt krav 4 kännetecknat av att renad vätska (15) förs till en vattenklosett (2).