NL1004455C2 - Inrichting voor de biologische zuivering van afvalwater. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor de biologische zuivering van afvalwater.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor de biologische zuivering van afvalwater, omvattende: 5 - een Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, die aan de bovenzijde gasopvangmiddelen voor het opvangen van methaangasbellen heeft evenals een onder die gasopvangmiddelen aanwezige vergistingskamer, welke vergistingskamer bestemd is voor biomassa en het te zuiveren water, en een op de UASB-reactor geplaatste aërobe reactor, 10

Een dergelijke inrichting is bekend uit de internationale octrooiaanvrage PCT/NL96/00048.

Aërobe zuivering vraagt relatief veel energie voor beluchting en leidt tot relatief veel 15 vast afval in de vorm van surplus. Wel is de kwaliteit van het behandelde water voldoende. Anaërobe zuivering vraagt weinig of geen energie en de hoeveelheid overtollig slib is te verwaarlozen. Daarentegen is de kwaliteit van het behandelde water meestal onvoldoende. Bij het combineren van anaërobe en aërobe behandelingen worden de voordelen van beide methoden benut terwijl de nadelen 20 worden gereduceerd. In het anaërobe deel wordt het grootste deel van het chemisch oxydeerbare materiaal (bijvoorbeeld 75%) omgezet in methaangas, waarbij het energieverbruik en de slibgroei gering zijn. De restvervuiling wordt in het aërobe deel omgezet in slibvormige biomassa en koolzuurgas. De besparingen zijn vooral aanzienlijk bij wat grotere projecten. Bij kleine installaties is de combinatie van 25 anaërobe en aërobe zuivering minder interessant, omdat de besparingen niet opwegen tegen de extra investeringen voor een aërobe zuivering en omdat er vaak onvoldoende ruimte is. Door de anaërobe reactor en de aërobe reactor boven op elkaar te plaatsen, bij voorkeur in één tank, wordt de combinatie van anaërobe en aërobe zuiveren ook voor kleinere projecten winstgevend.

30

Een bezwaar van de in de bovengenoemde internationale octrooiaanvrage getoonde constructie kan zijn dat de anaërobe en de aërobe biomassa ter plaatse van de overgang van de ene in de andere reactor met elkaar kunnen mengen. Door het feit 1 0044 55 2 dat de stroming in de aërobe reactor nogal turbulent kan zijn, kan de anaërobe biomassa niet terugbezinken in de anaërobe reactor, hetgeen afbreuk doet aan het zuiveringsrendement.

5 Met de uitvinding wordt beoogd dit bezwaar te vermijden en hiertoe is de in de aanhef genoemde werkwijze gekenmerkt doordat de UASB-reactor en de aërobe reactor van elkaar zijn gescheiden door een van openingen voorziene scheidingswand die zich op enige afstand bevindt boven de gasopvangmiddelen ter vorming van een bufferruimte voor doorgestroomd anaëroob slib.

10

De scheidingswand zorgt er onder andere voor dat het anaërobe slib niet in de aërobe reactor terecht komt en het aërobe slib niet naar de anaërobe reactor kan zakken. Via de openingen in de scheidingswand kan het anaërobe effluent in de aërobe reactor stromen. In de rustige bufferzone kan er eventueel in terecht gekomen anaëroob slib 15 worden verzameld zodat het kan terugzinken in de anaërobe reactorruimte.

Opgemerkt wordt dat uit het onder nummer 01231994 gepubliceerde Japanse octrooi-uittreksel (JP-A-63059809) een reactor voor de biologische zuivering van afvalwater bekend is, waarvan het onderste deel een anaëroob filterbed en het bovenste deel een 20 aëroob filterbed vormt. Het in het anaërobe filterbed gevormde gas wordt door gaskappen opgevangen en afgevoerd. Het anaërobe deel bestaat uit een filterbed dat wil zeggen dat de biomassa zich hoofdzakelijk aan het filtermateriaal heeft gehecht en niet vrij rond zweeft. Een van openingen voorziene scheidingswand op enige afstand boven de gasopvangmiddelen ter vorming van een bufferruimte ontbreekt en 25 zou ook weinig nut hebben.

Voorts beschrijft DE-A-3538183 een zuiveringsinrichting voor afvalwater omvattende een in een mijnschacht aangebracht vat, waarin boven elkaar een slibzandbassin, een rottingsruimte, een aërobe reactor en een flotatiescheider zijn aangebracht. Het 30 afvalwater van stad en industrie stroomt door de reactor en het slibzand wordt vanuit de onderzijde van het vat via een leiding naar afgebouwde holle mijngangen gevoerd om deze op te vullen. De rottingsruimte is geen UASB-reactor en de rotting in de rottingsruimte treedt vanzelf op omdat er geen zuurstof aanwezig is.

1004455 3

Opgemerkt wordt dat de werking van de UASB-reactor in op zichzelf bekende wijze kan worden verbeterd door een deel van het effluent met behulp van het als interne pomp werkende biogas (gaslift) te recirculeren. Voorts kan een deel van het aërobe effluent over de anaërobe reactor worden gerecirculeerd om denitrificatie te 5 bewerkstelligen.

Om de aërobe biomassa af te scheiden van de gezuiverde vloeistof zijn bij voorkeur op de aërobe reactor middelen voor slibafscheiding bijvoorbeeld een flotatie-inrichting geplaatst.

10

Een efficiënte uitvoering van het aërobe gedeelte omvat een centrale stijgleiding voor het opvoeren van water uit de aërobe reactor naar een mengkamer waarin een leiding uitmondt voor de toevoer van gasbellen-rijk recirculatiewater (wit water). Voorts kan de genoemde mengkamer aan de bovenzijde uitmonden in een contactkamer waarin 15 uit de aërobe reactor afkomstig water, het gasbellen-rijke water en het in de flotatie-inrichting aanwezige water zich met elkaar mengen.

Om het afgescheiden aërobe slib te verwijderen kan boven het gebruikelijke vloeistofniveau in de flotatie-inrichting een drijflaagruimer zijn aangebracht die op de 20 vloeistof verzameld slib naar een centrale slibtank voert die in verbinding staat met een slibrecirculatieleiding.

Boven in de aërobe tank onder de bodem van de flotatie-inrichting kan een afvoerleiding met expansieklep voor afvoer van schuim en lucht zijn aangebracht.

25

Met het gas uit de anaërobe reactor kan via een gasliftwerking water worden meegevoerd. Om dit water te scheiden van het gas en tegelijkertijd de recirculatie te bevorderen, kunnen de gasafvoermiddelen van de anaërobe reactor via een opvoerleiding (riser) zijn verbonden met een gaspot die op zijn beurt via een 30 daalleiding (downer) is verbonden met de mengkamer juist boven de bodem van de inrichting.

Deze mengkamer juist boven de bodem van de inrichting is gescheiden van de 1004455 4 anaërobe reactor door een scheidingswand met openingen.

In de aërobe reactor kan in plaats van lucht ook ander zuurstofhoudend gas worden toegevoerd.

5

De uitvinding zal nu aan de hand van de figuur, die een schematische weergave van de inrichting volgens de uitvinding toont, nader worden toegelicht.

De getoonde inrichting is bestemd om afvalwater biologisch te reinigen en bestaat uit 10 een anaërobe reactor 1 van het UASB-type, een aërobe reactor 2 en een flotatiekamer 3. Deze eenheden bevinden zich in één enkele relatief hoge kolom (bijvoorbeeld 10 tot 25 meter hoog). Deze kolom is bij voorkeur één enkele tank.

Het onderste deel - de UASB-reactor 1 - is aan de onderzijde voorzien van een 15 mengkamer 4 waarin de influentleiding 5 uitmondt. Deze mengkamer is van de feitelijke anaërobe vergistingskamer 6 gescheiden door een scheidingswand 7 met doorstroomopeningen. In de mengkamer 4 kunnen op zichzelf bekende voorzieningen aanwezig zijn om het influent te mengen, bijvoorbeeld tangentieel uitmondende inlaatpijpen.

20

In de UASB-reactor worden verontreinigingen omgezet in methaan.

In het bovenste deel van de UASB-reactor zijn gasopvangkappen aangebracht, waarin het in de ruimte 6 gevormde methaan wordt opgevangen en via een opvoerleiding 9 naar een gaspot 10 gevoerd. Met het gas meegevoerd water verzamelt zich in de pot 25 10 en wordt via een daalleiding 11 teruggeleid naar de mengkamer 4.

De UASB-reactor 1 is van de aërobe reactor 2 gescheiden door een scheidingswand 12 met openingen. Tussen de gaskappen 8 en de scheidingswand 12 bevindt zich een bufferkamer 13 waarin anaërobe slib, dat de kappen 8 heeft gepasseerd, zich kan 30 verzamelen opdat het kan terugzinken in de anaërobe reactor 1. In de bufferkamer 13 heerst rust.

Boven de scheidingswand 12 bevinden zich middelen 14 om lucht en/of zuurstof in 1 004455 5 de aërobe reactor toe te voeren. In deze reactor worden verontreinigingen omgezet in in hoofdzaak koolzuur en biomassa middels aërobe bacteriën. De vloeistofspiegel in de reactor 2 is met 15 en de dichte scheidingswand tussen de aërobe reactor 2 en de flotatiekamer 3 met 16 aangeduid.

5

Het gezuiverde water, dat door de toevoer van effluent vanuit de UASB-reactor, overtollig wordt, verlaat de aërobe reactor via de centrale pijp 17 en komt terecht in een mengkamer 18 waarin via een leiding 19 water met daarin opgeloste lucht kan worden toegevoerd. Aan het einde van de leiding 19 bevindt zich een expansieklep 10 20. Door de expansie ontstaan luchtbellen die het water een witte kleur geven.

Op de mengkamer volgt een contactkamer 21 waarin het witte water zich mengt met het water in de flotatiekamer 3 waardoor vlokken worden gevormd die door de luchtbellen opwaarts worden gedreven. Op het water in de flotatiekamer vormt zich 15 een drijflaag van biomassa.

Middels een drijflaagruimer 22 wordt de biomassa in een centrale slibtank 23 geleid waarin het via de leiding 24 uit de flotatiekamer 3 wordt afgevoerd. De biomassa kan worden teruggevoerd naar de aërobe reactor 2. Het effluent van de aërobe 20 behandeling verlaat via de ringleiding 25 en de afvoerleiding 26 de flotatiekamer 3 en kan - vrij van slib en vaste stof - op het riool of het oppervlaktewater worden geloosd. Het overschot aan biomassa kan op gezette tijden worden afgevoerd naar een slibopslaginrichting.

25 Ter plaatse van het vloeistofniveau 15 in de aërobe reactor 2 bevindt zich een afvoer 27 van lucht met eventueel schuim dat via de expansieklep 29 in een leiding 30 voor de afvoer van lucht en een leiding 31 voor de afvoer van schuim uitmondt.

Omdat de complexe behandeling (anaëroob, aëroob, flotatie) plaats vindt in een 30 kolom van relatief grote hoogte (10-25 meter) wordt weinig vloerruimte ingenomen. Voorts wordt een aantal onderdelen niet gebruikt die bij gescheiden bouwwijze wel nodig zouden zijn, zoals afvoergoten, afdekmaterialen en ventilatievoorzieningen.

1004455 6

Uiteraard zijn allerlei wijzigingen en extra voorzieningen mogelijk. Bijvoorbeeld zou een deel van het aërobe effluent kunnen worden gerecirculeerd via de UASB-reactor teneinde denitrificatie te bewerkstelligen. De beluchting zou anders kunnen dan is beschreven. In plaats van lucht kan ook zuivere zuurstof worden toegepast.

5 1004455

Claims (9)

1. Inrichting voor de biologische zuivering van afvalwater, omvattende: een Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, die aan de bovenzijde 5 gasopvangmiddelen (8) voor het opvangen van methaangasbellen heeft evenals een onder die gasopvangmiddelen aanwezige vergistingskamer (6), welke vergistingskamer bestemd is voor biomassa en het te zuiveren water, en een op de UASB-reactor (1) geplaatste aërobe reactor (2), met het kenmerk, dat de UASB-reactor (1) en de aërobe reactor (2) van elkaar zijn 10 gescheiden door een van openingen voorziene scheidingswand (12) die zich op enige afstand bevindt boven de gasopvangmiddelen (8) ter vorming van een bufferruimte (3) voor doorgestroomd anaëroob slib.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat op de aërobe reactor (2) 15 middelen voor slibafscheiding bijvoorbeeld een flotatie-inrichting (3) zijn geplaatst om biomassa af te scheiden van het gezuiverde water.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen (14) voor het toevoeren van lucht en/of zuurstof boven genoemde scheidingswand (12) zijn 20 geplaatst.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat zich in de aërobe reactor (2) een centrale stijgleiding (17) bevindt bestemd voor het opvoeren van water uit de aërobe reactor (2) naar een mengkamer (18) waarin een leiding (19) uitmondt voor de 25 toevoer van gasbellen-rijk water (wit water).

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de genoemde mengkamer (18) aan de bovenzijde uitmondt in een contactkamer (21) waarin uit de aërobe reactor afkomstig water, het gasbellen-rijke water en het in de flotatie-inrichting 30 aanwezige water zich met elkaar mengen.

6. Inrichting volgens één van de conclusies 2 t/m 5, met het kenmerk, dat boven het gebruikelijke vloeistofniveau in de flotatie-inrichting een drijflaagruimer (22) is 1004a aangebracht die het op de vloeistof verzamelde slib naar een centrale slibtank (23) voert die in verbinding staat met een slibafvoerleiding (24).

7. Inrichting volgens één van de conclusies 2 t/m 6, met het kenmerk, dat boven in 5 de aërobe reactor (2) onder de bodem (19) van de flotatie-inrichting (3) een afvoerleiding (28) met reduceerventiel (29) voor de afvoer van lucht en schuim is aangebracht.

8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 10 gasafvoermiddelen (8) van de UASB-reactor (2) via een opvoerleiding (riser) (9) zijn verbonden met een gaspot (10), die op zijn beurt via een daalleiding (11) (downer) is verbonden met een mengkamer (4) juist boven de bodem van de inrichting.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de genoemde mengkamer (4) 15 juist boven de bodem van de inrichting is gescheiden van de UASB-reactor (1) door een scheidingswand (7) met openingen. 100445E