FI109091B - Method and arrangement for degassing activated sludge - Google Patents

Description

109091109091

Menetelmä ja laite kaasun poistamiseksi aktiivilietteestä - Förfarande och anordning for att avgasa aktivslamMethod and apparatus for degassing activated sludge - Förfarande och anordning for att avgasa aktivslam

Keksinnön kohteena on jäteveden puhdistustapa, erityisesti jatkuva puhdistustapa, 5 sekä jäteveden puhdistusjärjestelmä erityisesti jätevesien jatkuvaa puhdistusta varten.The invention relates to a wastewater treatment method, in particular to a continuous treatment method, and to a wastewater treatment system, in particular for continuous treatment of wastewater.

Tunnetuissa jätevesien puhdistustavoissa, jotka perustuvat aktivoidun lietteen hyödyntämiseen, tämän aktivoidun lietteen seosta pidetään puhdistetussa jätevedessä suspensiotilassa ja ilmastetaan, ja kun se on noussut ilmastussäiliöistä, se johdetaan jälkiselkeytysaltaisiin, joissa sedimentit erottuvat ja siten saostuvat. Saostumalla 10 erottuneet sedimentit käytetään hyväksi uudelleen puhdistusprosessissa, ja kuonasta erotettu neste johdetaan puhdistettuna jätevetenä vastaanottopaikkaan. Puhdistusprosessiin takaisin johdetut uudelleenkierrätettävät aktivoidut sedimentit säilyttävät puhdistusominaisuutensa, kun niitä syötetään jatkuvasti tai panoksittain uudelleen tiettyjen raakajätevesien puhdistamiseksi.In known wastewater treatment methods based on the utilization of activated sludge, the mixture of this activated sludge is kept in a suspended wastewater in a suspended state and aerated, and once it has emerged from the aeration tanks, it is led to post-clarification tanks where sediments are separated and thereby precipitated. The sediment separated by precipitation 10 is reused in the purification process and the liquid separated from the slag is discharged as purified waste water to the receiving site. The recyclable activated sediments recycled back to the purification process retain their purification properties when continuously or batchly re-fed to purify certain raw wastewater.

15 Tällaisilla puhdistusprosesseilla, jotka toteutetaan erityisesti ilmastustiloissa ja suoritetaan syvissä, esimerkiksi yli viisi metriä syvissä, säiliöissä, on huomattavia haittapuolia niitä käytännössä hyödynnettäessä. Tämä johtuu siitä, että aktivoidulle lietteelle on ominaista suhteellisen heikko sedimentointikyky ja/tai sedimenttiflokkien epäedullinen pintaan kohdistuva vaahtoamistaipumus, mikä suuresti vaikeuttaa sedi-20 mentointiprosessin suoritusta jälkiselkeytysaltaassa ja tekee prosessin aivan mahdottomaksi, kun kyseessä ovat hyvin syvät säiliöt tai kaskadiprosessi.Such purification processes, which are carried out in particular in aeration rooms and carried out in deep tanks, for example more than five meters deep, have considerable disadvantages in their practical application. This is due to the fact that the activated sludge is characterized by a relatively poor sedimentation capacity and / or an unfavorable tendency to foam on the surface of the sediment blocks, which greatly complicates the sedimentation process in the post-clarification basin and renders the process quite impossible.

Tämän ilmiön poistamiseksi jätevesien puhdistusprosesseissa tunnetaan lisätyövai-heen käyttö, jossa ilmastettuja jätevesiä sekoitetaan flokaten ennen niiden syöttöä selkeytysaltaaseen, minkä seurauksena puhdistusprosessista tulee tarpeettoman pitkä 25 ja prosessi toimii usein epäsäännöllisesti.To eliminate this phenomenon, the use of an additional step in wastewater purification processes is known, whereby aeration wastewater is mixed by flocculating before being fed to a clarification basin, which results in an unnecessarily long purification process and often an irregular operation.

Keksintö perustuu siihen toteamukseen, että tunnettujen puhdistusprosessien aikana aktivoidun lietteen flokeissa on jätevesille epätoivottuja ominaisuuksia, joiden tuloksena näiden prosessien tehokkuus ja kapasiteetti on rajoitettua.The invention is based on the finding that flocs of activated sludge during known purification processes have undesirable properties for waste water, which results in a limited efficiency and capacity of these processes.

Tämän toteamuksen tuloksena käytetään keksinnön mukaisia työvaiheita ja teknisiä 30 välineitä, jotka saavat aikaan sen, että flokeista tulee kiertosedimenttejä, jolloin ne kierrätysprosessissa toimivat aktivoituna lietteenä, jolla on uusia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat jäteveden puhdistuksen merkittävän tehon ja kapasiteetin kasvun.As a result of this finding, the working steps and technical means of the invention are used which cause the flocs to become circulating sediments, whereby they act as an activated sludge in the recycling process with new properties that allow for significant increase in effluent treatment capacity and capacity.

2 109091 Jäteveden puhdistustapa, erityisesti jatkuva puhdistustapa, käsittää jätevesien sekoittamisen aktivoidun lietteen kanssa ja tämän seoksen ilmastuksen säiliössä ja ilmastetun lietteen siirron myöhemmin jälkiselkeytysaltaaseen sekä jälkiselkeytysaltaassa kerättyjen kiertosedimenttien toistuvan hyödyntämisen jätevesien ilmastusprosessis-5 sa, ja sille on keksinnön mukaan ominaista, että kaasut poistetaan jätevesien ilmastetusta seoksesta ennen sen siirtoa jälkiselkeytysaltaaseen.2 109091 The wastewater treatment method, in particular the continuous treatment method, comprises mixing the effluent with the activated sludge and a of the mixture prior to transfer to a post-clarification basin.

Edullisesti kaasunpoisto tapahtuu imemällä pienet kaasuhiukkaset pois.Preferably the degassing is effected by sucking off the small gas particles.

Edullisesti kaasunpoisto tapahtuu tuottamalla alipaine.Preferably, degassing is effected by producing a vacuum.

Ilmastettu seos saatetaan ennen kaasunpoistoa turbulenssitilaan ja kulkusuuntansa 10 mukaan ohjattuun virtaukseen, edullisesti johtamalla seokseen lisämäärä ilmaa.Prior to degassing, the aerated mixture is brought to a turbulent state and a flow controlled according to its direction of travel 10, preferably by introducing additional air into the mixture.

Jäteveden puhdistusjärjestelmässä, erityisesti jatkuvaa jäteveden puhdistusta varten, joka järjestelmä käsittää periaatteessa halutunlaisen jätevesiseoksen ja aktivoidun lietteen ilmastussäiliön, erityisesti kaskadisäiliön, joka on liitetty tietyssä suunnassa ja kierrätystarkoituksessa jälkiselkeytysaltaaseen, on keksinnön mukaisesti ilman-15 poistolaite, joka muodostaa yhteyden ilmastussäiliöstä tai siitä erotetusta kammiosta jälkiselkeytysaltaaseen tai siitä erotettuun kammioon.According to the invention, the wastewater purification system, in particular for continuous wastewater purification, comprising in principle a desired mixture of wastewater and an activated sludge aeration tank, in particular a cascade tank, connected to a post-clarification basin and into a chamber separated from it.

Ilmanpoistolaitteen muoto on kuin käännetty U-kirjain, jonka toinen haara muodostaa keräävän syöttöputken ja jonka toinen haara on keräävä poistoputki, jolloin se osa, joka yhdistää yläosat, rajoittaa välikammion, jossa on siitä erotettu kaasunpois-20 totila.The form of the venting device is like an inverted U having one branch forming a collecting inlet pipe and another branch being a collecting collecting pipe, whereby the part connecting the upper parts delimits an intermediate chamber having a degassing chamber therefrom.

Keräävän syöttöputken ja keräävän poistoputken alapää on upotettu tai vastaavasti liitetty aktivoidun lietteen seoksen ilmastussäiliöön ja jälkiselkeytysaltaaseen tai myös säiliöstä erotettuun kammioon ja jälkiselkeytysaltaasta erotettuun kammioon.The lower end of the collecting feed pipe and the collecting outlet pipe is submerged or respectively connected to the aeration tank and post-clarification basin of the activated sludge mixture or also to a chamber separated from the tank and a post-clarification basin.

Keräävässä syöttöputkessa on aukko, joka sijaitsee ilmastetun jäteveden pinnan ylä-25 puolella, joka täyttää puhdistetun jäteveden säiliön tai siitä erotetun kammion. Keräävässä syöttöputkessa on edullisesti imukuljetuspumppu tai vaihtoehtoisesti imu-kuljetuspumppu on keräävässä poistoputkessa.The collecting feed pipe has an orifice located above the surface of the aerated waste water, which fills the purified sewage tank or a chamber separated from it. Preferably, the collecting feed pipe has a suction transport pump or alternatively the suction transport pump is located in the collecting discharge pipe.

Ilmastussäiliössä tai siitä erotetussa kammiossa olevan seoksen pinta on korkeammalla kuin jälkiselkeytysaltaassa tai siitä erotetussa kammiossa olevan seoksen pinta. 30 Kaasunpoistotila on liitetty alipainelähteeseen, edullisesti imupumppuun.The surface of the mixture in the aeration tank or in the chamber separated from it is higher than the surface of the mixture in the post-clarification basin or chamber separated from it. The degassing space is connected to a vacuum source, preferably a suction pump.

Keksintö perustuu siihen toteamukseen, että tunnettujen jäteveden puhdistusprosessien aikana aktivoidun lietteen flokeissa on ei-toivottuja ominaisuuksia, joiden johdosta nämä prosessit eivät aikaansaa tyydyttäviä tuloksia.The invention is based on the finding that flocs of activated sludge during known wastewater purification processes have undesirable properties which render these processes unsatisfactory.

, 109091 3, 109091 3

Keksinnön kohdetta selitetään erään mallin esimerkillä, jota esitetään oheisessa piirustuksessa, jossa kuvio 1 esittää jäteveden puhdistuslaitteesta pientä osaa kaavamaisesti nähtynä, ja kuvio 2 esittää samaa laitetta, kun sitä käytetään kaskadisäiliön sisältävässä jäteveden 5 puhdistusjärjestelmässä.The object of the invention will be explained by an example of a model shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows a small part of a wastewater purification device and Fig. 2 shows the same device when used in a cascade tank wastewater purification system 5.

Ilmanpoistolaite 1 muodostaa periaatteessa käännetyn U-kirjaimen muodossa olevan putken, jonka toinen varsi on keräävä syöttöputki 2, kun taas toinen varsi on keräävä poistoputki 3, jolloin niiden yläpäitä yhdistävä osa rajoittaa välikammion 4 siitä erotettuun kaasunpoistotilaan 5. Keräävän syöttöputken 2 ja keräävän poistoputken 3 10 alapäät on upotettu tai vastaavasti liitetty aktivoidun lietteen seoksen ilmas-tussäiliöön ja jälkiselkeytysaltaaseen tai ne on liitetty säiliön erotettuun kammioon 7 ja jälkiselkeytysaltaan erotettuun kammioon 8, kuten kuvio 1 esittää.The venting device 1 basically forms an inverted U-shaped tube, one arm being a collecting inlet pipe 2, the other arm being a collecting outlet 3, their upper end connecting portion delimiting the spacer chamber 4 to a separated degassing space 5. The collecting supply pipe 2 and collecting tube 10 the lower ends are submerged or respectively connected to an activated sludge mixture aeration tank and a post-clarification basin or are connected to a tank-separated chamber 7 and a post-clarification basin separated chamber 8 as shown in Figure 1.

Keräävässä syöttöputkessa on aukko 6, joka sijaitsee ilmastetun jäteveden pinnan "a" yläpuolella, joka jätevesi täyttää puhdistetun jäteveden säiliön tai siitä erotetun kam-15 mion 7.The collecting feed pipe has an opening 6 located above the aeration surface "a" of the vented wastewater which fills the purified sewage tank or the chamber 7 separated from it.

Kaasunpoistotila 5 on liitetty alipainelähteeseen, esimerkiksi imupumppuun, joka piirustuksessa on jätetty esittämättä.The degassing space 5 is connected to a vacuum source, for example a suction pump, which is not shown in the drawing.

Kuvio 2 esittää ilmanpoistolaitetta 1, joka sijaitsee puhdistetussa jätevedessä olevan aktivoidun lietteen seoksen ilmastuksen kaskadijärjestelmän ylinnä ja viimeisenä 20 olevan kammion 9 ja jälkiselkeytysaltaan 10 välissä.Fig. 2 shows a deaeration device 1 located at the top of the aeration cascade system of the activated sludge mixture in the purified wastewater and between the last chamber 20 and the post-clarification basin 10.

Kuvatussa ilmanpoistolaitteessa 1 ennalta ilmastetun jäteveden ja aktivoidun lietteen seos liikkuu ja virtaa pakonomaisesti ja turbulentisti sen tuloksena, että lisämäärä ilmaa imetään aukon 6 kautta, joka sijaitsee ilmastussäiliössä olevan kammion 7 täyttävän nesteen pinnan yläpuolella. Tässä tapauksessa mammuttipumpun tehoa käyte-25 tään hyväksi tämän virtauksen synnyttämiseksi. Lisäksi syötetty ilmamäärä, joka halutulla tavalla alentaa seoksen ominaispainoa, imetään tässä seoksessa olevien kaasujen kanssa myöhemmin pois.In the illustrated venting device 1, the mixture of pre-aerated waste water and activated sludge moves and flows compulsively and turbulently as a result of the additional air being sucked through the opening 6 located above the surface of the fluid filling chamber 7 in the aeration tank. In this case, the power of the mammoth pump is utilized to generate this flow. Further, the amount of air supplied, which desirably reduces the specific gravity of the mixture, is subsequently sucked off with the gases present in the mixture.

EsimerkkiExample

Tyypillisessä kaupunkijätevesien puhdistuslaitoksessa, joka on varustettu jätevesien 30 ja aktivoidun lietteen seossäiliöllä, syötettyä jätevettä puhdistetaan tehollisesti määrältään 100 m3 tunnissa ja epäpuhtauskuormituksen ollessa 30 kg 02/h. Kun järjestelmään oli asennettu keksinnön mukainen ilmanpoistolaite, nousi aktivoidun lietteen sedimentointikyky merkittävästi, minkä johdosta puhdistuslaitoksen järjestelmään 4 109091 i ! liittyvien sedimentointimäärien suurentaminen on mahdollista ja lopputuloksena saa vutetaan jätevesien vähintään 50 % tehokkaampi puhdistus tarvitsematta käyttää siihen mitään lisäilmastussäiliöitä.In a typical urban wastewater treatment plant equipped with a mixture of wastewater 30 and activated sludge, the effluent is efficiently treated at a rate of 100 m3 per hour and an impurity load of 30 kg 02 / h. When the system was equipped with an exhaust system according to the invention, the sedimentation capacity of the activated sludge significantly increased, resulting in a 4109091 i! the associated sedimentation rates can be increased and the result is effluent treatment at least 50% more efficient without the need for any additional aeration tanks.

Tämän tuloksen saavuttaminen on mahdollista siten, että jäteveden ja aktivoidun liet-5 teen seos ilmastetaan etukäteen ja että keksinnön mukaisen ilmanpoistolaitteen aikaansaamissa alipaineolosuhteissa ilmanpoiston tuloksena tästä kaasusta vapautetaan ne kaasun sisältämät mikrokuplat, jotka ympäröivät aktivoidun lietteen flokkeja ja jotka kuplat suurenevat moninkertaisesti näiden mainittujen alipaineolosuhteiden vallitessa, minkä tuloksena nämä mikrokuplat eroavat flokeista, ja mihin liittyy sen 10 flokkirakenteen lähes täydellinen hajoaminen. Ilmanpoistolaitteessa myöhemmin tapahtuvan muun virtauksen yhteydessä ja jatkuvasti laskevan alipaineen olosuhteissa yksittäiset sedimenttiflokit liittyvät nopeasti toistuvasti keskenään yhteen, jolloin il-manpoistotyövaiheiden jälkeen flokeilla on huomattavasti suurempi ominaispaino ja niiden tehollinen sedimentointikyky on huomattavasti kasvanut.This result is achieved by pre-aerating the mixture of effluent and activated sludge and, under the reduced pressure conditions provided by the deaeration device of the invention, releasing from the gas the microbubbles contained in the gas which surround the activated sludge flocs and increase which results in these microbubbles being different from the flocs, and with the nearly complete disintegration of its 10 flock structures. With subsequent flow in the deaeration unit and under continuously decreasing vacuum conditions, the individual sediment blocks are rapidly and repeatedly interconnected, whereupon, after the deaeration operations, the flocs have a significantly higher specific gravity and their effective sedimentation capacity is significantly increased.

15 Täten syntyy mahdollisuus sellaisen puhdistusprosessin toteuttamiseen, jossa aktivoidussa lietteessä voidaan säilyttää prosessin kulkua varten merkittävät ja edulliset määrät kuitumikro-organismeja koskematta sedimenttien sedimentointikykyyn, mikä on mahdoton saavuttaa tavanomaisin menetelmin.Thus, it becomes possible to carry out a purification process in which the activated sludge can retain significant and advantageous amounts of fibrous microorganisms for carrying out the process without affecting the sedimentation capacity of the sediment, which is impossible to achieve by conventional methods.

Jälkiselkeytysaltaan täyttävään aktivoituun lieteseokseen suspendoituvat flokit tuot-20 tavat niiden kaasunpoiston jälkeen flokkien sisäisen prosessin tuloksena kaasua, joka ei kuitenkaan liity sedimenttiflokeissa oleviin mikrokupliin, vaan seokseen, josta kaasu on ennalta poistettu.After being degassed, the flocs suspended in the activated sludge mixture filling the post-clarification basin, as a result of an internal flocculation process, produce gas which, however, is not related to the microbubbles in the sediment blocks but to the pre-degassed mixture.

Tässä on todettu, että alipaineilmanpoistoon joutuva aktivoitu liete, joka kerääntyy jälkiselkeytysaltaaseen, joka sitten johdetaan takaisin ilmastusprosessiin kiertosedi-25 menttinä ja jolle on ominaista se, että sen puhdistukseen johdettavien epäpuhtauksien vastaanottokyky on kasvanut, nopeuttaa puhdistusprosessia ja sitoo samalla fosfo-riepäpuhtauksia.It has been found here that activated sludge for vacuum evacuation, which accumulates in a post-clarification basin, which is then recycled to the aeration process as a circulating solvent and is characterized by an increased absorption capacity of impurities leading to its purification, accelerates the purification process and binds phosphorus.

Keksinnön puitteissa on todettu, että tämä sedimentti kestää huomattavasti paremmin epäpuhtauksien laskeutumisen aiheuttaman äkillisen kuormituksen.It has been found within the scope of the invention that this sediment is much more resistant to the sudden loading caused by the deposition of impurities.

3030

Claims (7)

1. Avloppsreningsmetod, i synnerhet kontinuerlig reningsmetod, som bestar dels i att avloppsvatten blandas med aktivt slam, denna blandning luftas i en bassäng, och därefter leds denna luftade blandning tili efterföljande eftersedimenteringsbassäng, med användning av avgasning, samt dels i att returslammet, samlat i eftersedimente-10 ringsbassängen ateranvänds vid luftning av avloppsvatten, kännetecknad av att den luftade avloppsvatten- och aktivt slamblandning som skall ledas tili eftersedimente-] ringsbassängen, gär först igenom undertrycksavgasning, varvid man direkt före den ovannämnda undertrycksavgasning skall sätta blandningen i turbulent genomström-ning, heist genom tillförsel av ytterligare luit.1. Sewage treatment method, in particular continuous purification method, which consists partly of wastewater mixing with active sludge, this mixture is aerated in a basin, and then this aerated mixture is led to the subsequent post-sedimentation basin, using degassing, and partly in the return sludge, the post-sediment basin is re-used for aeration of wastewater, characterized in that the aerated wastewater and active sludge mixture to be directed to the post-sediment basin first pass through the under-degassing, whereby immediately before the above-mentioned under-degassing, heist by the addition of additional lute. 2. Utformning av reningsverket för avloppsvatten, i synnerhet för kontinuerlig re- ning av avloppsvatten, vilken utformning omfattar i regel en valin typ av luftnings-bassäng (7) för luftning av avloppsvatten- och aktivt slamblandning, i synnerhet en flerstegsbassäng, som har en enriktnings- och recirkulationskoppling med eftersedi-menteringsbassängen (8) genom en rörledning i form av ett omvänt U, vars ena arm 20 utgör ett samlande inloppsrör (2), och den andra är ett samlande utloppsrör (3), kän-! netecknad av att utformningen omfattar element för undertrycksavgasning (1) som bestär av en mellankammare (4) med ett separerat utrymme (5) för gasbortsugning, som ätminstone delvis sammanfaller med den del som kopplar samman de Övre än-dama av insamlingsrör (2, 3) och vars tvärsnittsyta är större än tvärsnittsytoma av 25 dessa insamlingsrör som utgör en kopplingsdel för luftningsbassäng eller dess sepa-rerade kammare (7) med eftersedimenteringsbassängen (10) eller dess separerade kammare (8), och dessutom förfogar över sädana medel (6) som sätter den tili mel-lankammaren (4) tillkommande avloppsvatten- och aktivt slamblandningen i turbulent rörelse, varvid dessa medel (6) är placerade tili skapande av turbulentflöde mel-30 lan luftningsbassängen och undertrycksavgasningen.2. Design of the wastewater treatment plant, in particular for continuous wastewater purification, which generally comprises a selected type of aeration basin (7) for aeration of wastewater and active sludge mixture, in particular a multi-stage basin having a a one-way and recirculation coupling with the post-sediment basin (8) through a conduit in the form of an inverted U, one arm 20 of which is a collecting inlet pipe (2), and the other a collecting outlet pipe (3). characterized in that the design comprises elements for negative pressure degassing (1) consisting of an intermediate chamber (4) with a separate space (5) for gas suction, which at least partly coincides with the part connecting the upper ends of collecting pipes (2, 3). ) and whose cross-sectional area is larger than the cross-sectional area of these collection tubes which constitute an aeration basin coupling portion or its separated chamber (7) with the sedimentation basin (10) or its separated chamber (8), and furthermore possess such means (6) the wastewater and active sludge mixture added to the intermediate chamber (4) sets in turbulent motion, these means (6) being placed to create turbulent flow between the aeration basin and the vacuum degassing. 3. Utformning enligt patentkrav 2, kännetecknad av att gassugningsutrymmet (5) är kopplat med undertryckskällan, heist medelst en sugpump.Design according to claim 2, characterized in that the gas suction space (5) is coupled to the vacuum source, heist by means of a suction pump. 4. Utformning enligt patentkrav 2, kännetecknad av att de nedre ändama av in-loppsröret (2) och respektive utloppsröret (3) gär ner i eller är kopplade med luft- 35 ningsbassängen för aktivt slamblandning och respektive eftersedimenteringsbassäng- j 7 109091 en, eller med den separerade kammaren i bassängen (7) och den separerade kam-i maren i efierföljande sedimenteringsbassängen (8).4. Design according to claim 2, characterized in that the lower ends of the inlet pipe (2) and the respective outlet pipe (3) like to fall into or are coupled with the aeration basin for active sludge mixing and the respective post-sedimentation basin 7, or with the separated chamber in the basin (7) and the separated chamber in the subsequent sedimentation basin (8). 5. Utformning enligt patentkrav 2 eller 4, kännetecknad av att de medel som ini-tierar turbulentrörelse utgörs av ett hai (6) i inloppsröret (2), placerat över det luftade 5 avloppsvattnets niva i avloppsvatten-reningsbassäng eller över bassängens separera-j de kammare (7).5. A design according to claim 2 or 4, characterized in that the means which initiate turbulent movement are constituted by a shark (6) in the inlet pipe (2), placed above the level of the aerated wastewater in the wastewater treatment pool or over the separation of the basin. chamber (7). 6. Utformning enligt patentkrav 2 eller 4, kännetecknad av att en sug- och tryck-pump är installerad i inloppsröret (2).6. Design according to claim 2 or 4, characterized in that a suction and pressure pump is installed in the inlet pipe (2). 7. Utformning enligt patentkrav 2 eller 4, kännetecknad av att en sug- och tryck-10 pump är installerad i utloppsröret (3). i !Design according to claim 2 or 4, characterized in that a suction and pressure pump is installed in the outlet pipe (3). i!