NL8801221A - Inrichting en werkwijze voor het anaeroob zuiveren van afvalwater. - Google Patents

Description

NL 35026 Kp/hf

Inrichting en werkwijze voor het anaëroob zuiveren van afvalwater.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het anaëroob zuiveren van afvalwater, welke inrichting is voorzien van een reactorruimte, een toevoer voor influent aan de onderzijde, gasafscheiders, en respec-5 tievelijk een afvoer voor gas en een afvoer voor effluent aan de bovenzijde van de inrichting, alsmede op een werkwijze voor het anaëroob zuiveren van afvalwater.

Een dergelijke inrichting en werkwijze zijn bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage No. 8402337.

10 In de bekende inrichting staan reactorkanalen, scheidingskanalen en retourkanaal met elkaar in verbinding.

Deze bekende inrichting heeft het nadeel, dat deze is voorzien van een groot aantal kleine gaskappen, waardoor de inrichting ingewikkeld is en derhalve zeer kostbaar.

15 Bovendien neemt de bekende inrichting veel ruimte in beslag.

Bij een dergelijke inrichting wordt een zogenaamde driefasenscheiding toegepast, waarbij aan de bovenkant van de reactor in een en dezelfde ruimte de scheiding van gas-slib-water (G/S/L) plaatsvindt. Dergelijke systemen onder-20 vinden in de praktijk regeltechnische problemen met het gevolg van een minder doelmatige zuivering.

Een andere belangrijke tekortkoming van de bekende inrichting is het feit, dat er geen goede menging van het actieve anaerobe slibmateriaal en het influent plaatsvindt, 25 met het gevolg van een minder efficiënte anaerobe omzetting en daardoor een langer benodigde verblijfstijd van het influent in de inrichting.

De uitvinding beoogt thans een inrichting te verschaffen, waarbij de bovengenoemde nadelen op doeltref-30 fende wijze worden opgeheven.

Hiertoe heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het anaëroob zuiveren van afvalwater, welke inrichting is voorzien van een reactorruimte, een toevoer voor influent aan de onderzijde, gasafscheiders en respec-35 tievelijk een afvoer voor gas en een afvoer voor effluent .8801221 *

'S

- 2 - aan de bovenzijde van de inrichting, met het kenmerk, dat de inrichting in de hoogte is onderverdeeld in een reactor-ruimte, daarboven een slib-waterafscheider (S/LJ, die gescheiden is van de reactorruimte en een gas-slibwater-5 afscheider (G/SL) boven de slib-waterafscheider (S/L), die daarvan gescheiden is, terwijl de inrichting voorts is voorzien van een centrale buis voor het recirculeren van het anaerobe slibwatermateriaal in de reactorruimte met onderin de toevoer voor het influent.

10 Verrassenderwijze is volgens de uitvinding geble ken, dat een dergelijke inrichting, die in hoofdzaak is onderverdeeld in drie ruimtes, te weten de reactorruimte, de ruimte daarboven, die de slib-waterafscheidingsruimte is, die gescheiden is van de reactorruimte en de bovenste ruimte, 15 die de gas-slibwaterscheidingsruimte vormt, bijzonder geschikt is voor het snel en efficiënt langs anaerobe weg zuiveren van afvalwater.

Bij voorkeur bevindt zich recht boven de toevoer voor het influent, d.w.z. het afvalwater, een dubbelwandige 20 kegelvormige verdeelinrichting voor het gerecirculeerde anaerobe slibwatermateriaal en het influent, waarvan de buitenwand een geheel vormt met de centrale buis, waarin het slibwatermateriaal vanuit de gas-slibwaterafscheider naar de reactorruimte wordt teruggevoerd.

25 Voorts is de reactorruimte bij voorkeur voorzien van een aantal kegelvormige leid-mengorganen voor het bevorderen van een goede menging tussen het afvalwater en slib-deeltjes, waardoor een goed contact tussen het anaerobe slibmateriaal en de af te breken bestanddelen in het afval-30 water wordt gewaarborgd. Hierdoor wordt een zo snel en efficiënt mogelijke omzetting van de anaëroob af te breken materialen in in hoofdzaak methaangas mogelijk gemaakt.

Een tweede kegelvormig leid-mengorgaan sluit aan op de wand van de reactor en is voorzien van openingen voor 35 het doorlaten van reeds onder in de reactor gevormd gas.

In een gunstige uitvoeringsvorm is de inrichting voorzien van twee boven elkaar aangebrachte kegelvormige gas-afschelders voor het opvangen van het gevormde gas en voor .8801221 * * - 3 - het afvoeren ervan tezamen met slibwatermateriaal via trans-portbuizen naar de gas-slibwaterafscheider, waarbij de bovenzijde van de gasafschelder open is, zodat de reactor-inhoud zich naar boven kan verplaatsen.

5 Verrassenderwijze is gebleken, dat door toepassing van twee grote gaskappen boven elkaar in plaats van vele kleine een goede efficiënte zuivering kan worden verkregen met behulp van een inrichting, die qua afmeting aanzienlijk kleiner is dan de bekende type inrichtingen en bovendien 10 qua constructie veel eenvoudiger is.

Er kunnen echter in bepaalde gevallen drie of vier gasafschelders boven elkaar worden toegepast.

De kegelvormige gasafscheider volgens de uitvinding is aan zijn randen voorzien van openingen, die met buizen 15 zijn verbonden voor het afvoeren van het gevormde gas.

Voorts is de onderste gasafscheider aan de bovenzijde voorzien van een gasejecteur voor het transporteren van slibwatermateriaal, dat afkomstig is uit de slib-water-afscheider naar de gas-slibwaterafscheider.

20 Voor de aanvoer van slibwatermateriaal vanuit de reactorruimte in de afgescheiden slib-waterafscheider is een toevoer voor slibwater aangebracht.

Bij voorkeur maakt men gebruik van een lamellenpakket in de slib-waterafscheider voor het optimaliseren van 25 de scheiding van slib en water. Dank zij de lage hydraulische oppervlaktebelasting van de afscheider kan men volstaan met een naar verhouding kleine diameter van de inrichting.

Het afgescheiden slib zakt naar beneden in de slib-waterafscheider en kan met behulp van een buis naar 30 de gasejecteur worden gevoerd.

Gewoonlijk is de inrichting voorzien van een afvoer voor het verwijderen van een surplus aan slib, dat in het verloop van het proces alsmaar aangroeit. Deze af-voer kan zich bevinden zowel in de reactorwand als in de 35 wand van de slib-waterafscheider, of in beide.

Voor het inspecteren van de slib-waterafscheider is de inrichting volgens de uitvinding bij voorkeur voorzien van een inspectieluik.

.8801221 * - 4 -

Vergeleken met de bekende inrichting neemt de onderhavige inrichting veel minder ruimte in beslag, aangezien de breedte van de inrichting gewoonlijk 2-3 meter is bij een hoogte van 15 - 20 meter.

5 Voorts omvat de onderhavige uitvinding een werk wijze voor het anaëroob zuiveren van afvalwater met behulp van een geschikt anaëroob slibmateriaal, met het kenmerk, dat de zuivering plaatsvindt in een inrichting volgens de uitvinding, waarbij het te zuiveren afvalwater onder in de 10 inrichting via de toevoer wordt ingeleid en door middel van de verdeelinrichting met het slibwatermateriaal grondig wordt gemengd, waarbij tijdens het doorlopen van de reactorruimte de anaëroob af te breken bestanddelen van het afvalwater in hoofdzaak in methaangas worden omgezet, en het gas ver-15 volgens door middel van gasafscheiders uit de reactor wordt afgevoerd, waarbij het gas van de gasafschelder via de leiding tezamen met slibwatermateriaal terechtkomt in de gas-slibwa-terafscheider en het gas van de gasafscheider via de leiding, alwaar het gas van het slibwater wordt afgezonderd en via 20 de afvoer uit de inrichting wordt verwijderd, het slib van het water wordt gescheiden in de slib-waterafscheider, waarin het slibwater via de toevoer wordt aangevoerd, waarbij het afgescheiden slib via de afvoer wordt geleid naar de gasejec-teur en vandaar via een buis wordt gevoerd naar de gas-25 slibwaterafscheider, waaruit het slibwater via buizen en de centrale buis teruggevoerd wordt in de reactor, zodat een interne slibrecirculatie optreedt, terwijl het gezuiverde water via de afvoer uit de slib-waterafscheider wordt af-gevoerd.

30 Verrassenderwijze is gebleken, dat volgens de onderhavige werkwijze de omzetting van de anaëroob af te breken bestanddelen in het afvalwater onder vorming van voornamelijk methaangas in hoofdzaak plaatsvindt in ca. tweederde van de reactorruimte.

35 Voor het overige vindt de omzetting plaats in het resterende deel van de reactorruimte.

De anaerobe zuivering kan met behulp van de onderhavige werkwijze worden uitgevoerd met een slibbelasting ,8801221 j» Λ - 5 - van minimaal 20 kg CZV/m3 reactorinhoud.

De anaerobe omzetting in de reactor vindt gewoonlijk plaats bij een temperatuur tussen 20-40°C, bij voorkeur bij een temperatuur van 30-35°C.

5 De onderhavige werkwijze is bijzonder geschikt voor het behandelen van koolhydratenhoudend afvalwater.

Voorts kan met de onderhavige werkwijze met succes vet-eiwithoudend afvalwater worden gebruikt.

Er worden goede resultaten verkregen, wanneer het 10 slibgehalte in het afvalwater in de reactor 50-100 kg/m3 bedraagt.

Opgemerkt wordt, dat het gas, dat voornamelijk uit methaan bestaat en de inrichting aan de bovenzijde verlaat, o.a. gebruikt kan worden voor verwarmingsdoeleinden. Het ge-15 zuiverde water, d.w.z. de effluent, kan op de riolering gestort worden.

Met behulp van de onderhavige inrichting en werkwijze kan een rendement worden behaald van ca. 80-90% op CZV basis.

20 De inrichting volgens de uitvinding wordt thans aan de hand van de tekening, waarin een niet beperkend gunstig uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven, nader toegelicht.

Fig. 1 toont een verticale doorsnede van de 25 inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een vergroot deel van de bovenste helft van de inrichting.

De in fig. 1 weergegeven anaerobe afvalwater-zuiveringsinrichting 1 is cilindervormig en heeft gewoon-30 lijk een lengte van 15 - 20 m met een diameter van 2 - 3 m.

De inrichting is bij voorkeur vervaardigd uit roestvrij staal.

Onderin de inrichting bevindt zich een toevoer-opening 2 voor influent, d.w.z. het te zuiveren afvalwater.

35 Voor het zuiveren volgens de uitvinding komt een kool-hydraathoudend afvalwater in aanmerking, bijvoorbeeld afkomstig van de suikerindustrie, aardappelverwerkings-industrie enz. Ook vet-eiwithoudend afvalwater kan worden .8801221 - 6 - behandeld.

Vlak boven de toevoeropening 2 is een verdeel-inrichting 3 voor het gerecirculeerde slibwatermateriaal en het influent aangebracht, welke verdeelinrichting een 5 dubbelwandige kegel is, waarvan de buitenwand een geheel vormt met een centrale retourbuis 5 voor het terugvoeren van anaëroob slibwatermateriaal vanuit een gas-slibwater-afscheider 18 via buizen 26 en de centrale buis 5 naar de reactorruimte 25.

10 De centrale buis 5 strekt zich uit over nagenoeg de totale lengte van de inrichting. Om de centrale buis 5 is een kegelvormig leid-mengorgaan 4 aangebracht vlak boven de dubbelwandige verdeelinrichting 3, welk leid-mengorgaan o.a. een goede menging van het slibwatermateriaal met het 15 te zuiveren afvalwater verzorgt. Boven het leid-mengorgaan 4 is een dubbelwandig leid-mengorgaan 6 aangebracht, waarbij het buitenste leid-mengorgaan vastgelast is aan de wand van de reactor. Aan de omtrek van het buitenste leid-mengorgaan zijn openingen 27 aangebracht voor het doorlaten van het 20 gevormde gas, dat in de onderste helft van de reactor is gevormd.

In de wand van de reactor zijn op verschillende hoogten een of meer afvoeren 7 aanwezig voor het afvoeren van surplus aan anaëroob slib uit de reactor. Tijdens het 25 zuiveringsproces neemt namelijk de hoeveelheid anaëroob slib toe.

Dan bevinden zich in de reactor bij voorkeur een tweetal gasafscheiders 8 en 23 waaruit het in de reactor gevormde gas naar de gas-slibwaterafscheider 18 wordt afge-3 0 voerd.

De onderste gaskap 8 is voorzien van tenminste twee afvoerbuizen 9 voor het gas. Er kunnen echter vier of meer gasafvoerbuizen worden toegepast.

Rondom de centrale buis 5 is een gasejecteur 11 35 aangebracht. Deze is ondergebracht in de kegelvormige kap 10.

Via de gasejecteur 11 wordt door de afvoersnelheid van het gevormde gas het slibwatermateriaal afkomstig uit de slib-waterafscheider 17, dat via de buis 28 in de gas- .8801221 - 7 - ejecteur 11 terechtkomt, en via de stijgleiding 22 naar de gas-slibwaterafscheider 18 getransporteerd. De leiding 22 bevindt zich concentrisch rondom de buis 5.

Boven de eerste gasafscheider 8 bevindt zich een 5 tweede gasafscheider 23. Hieruit wordt het overige gas via leiding 29 en leiding 24 naar de gas-slibwaterafscheider 18 getransporteerd. Boven de laatste gasafscheider 23 is de slib-waterafscheider 17 aangebracht, die volledig gescheiden is van de reactorruimte 25 en de gas-slibwaterafscheider 18.

10 Op de mantel van de gasafscheider 23 is een toevoer 14 voor slibwatermateriaal naar de slib-waterafscheider 17 aangebracht. In de slib-waterafscheider maakt men met voordeel gebruik van een lamellenpakket 16 voor het scheiden van slib-deeltjes van het water. De toepassing van een dergelijk 15 lamellenpakket 16 in de slib-waterafscheider 17 bewerkstelligt een lage hydraulische oppervlaktebelasting, hetgeen resulteert in een goede en snelle scheiding van slib en water.

In de slib-waterafscheider 17 is een afvoer 15 voor het effluent, d.w.z. het gezuiverde water, aangebracht.

20 Boven de slib-waterafscheider 17 bevindt zich de gas-slibwaterafscheider 18, die gescheiden is van de daaronder gelegen slib-waterafscheider 17. Gas, dat hierbij wordt afgescheiden, wordt uit de inrichting verwijderd via de gasafvoeropening 19.

25 Het afgescheiden slibwatermateriaal uit de gas- slibwateraf scheider 18 kan vervolgens via buis 26 toegevoegd worden aan de centrale buis 5.

In de slib-waterafscheider 17 is bij voorkeur een inspectieluik 20 aangebracht.

30 Het rendement van een dergelijke inrichting be draagt ca. 80-90% op CZV basis.

Het zal duidelijk zijn, dat de uitvinding niet beperkt is tot de in de fig. 1 en 2 afgeheelde inrichting.

.8801221

Claims (18)

1. Inrichting voor het anaëroob zuiveren van afvalwater, welke inrichting is voorzien van een reactor-ruimte, een toevoer voor influent aan de onderzijde, gasafschelders en respectievelijk een afvoer voor gas en een 5 afvoer voor effluent aan de bovenzijde van de inrichting, met het kenmerk, dat de inrichting in de hoogte is onderverdeeld in een reactorruimte (25), daarboven een slib-waterafscheider (17), die gescheiden is van de reactorruimte (25) en een gas-slibwaterafscheider (18) boven de 10 slib-waterafscheider, die daarvan gescheiden is, terwijl de inrichting voorts is voorzien van een centrale buis (5) voor het recirculeren van het anaerobe slibwatermateriaal in de reactorruimte (25), met onderin de toevoer (2) voor influent.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat recht boven de toevoer (2) voor influent zich een dubbelwandige kegelvormige verdeelinrichting (3) bevindt voor het gerecirculeerde anaerobe slibwatermateriaal en het influent, waarvan de buitenwand een geheel vormt met 20 de centrale buis (5).

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de reactorruimte (25) is voorzien van kegelvormige leid-mengorganen (4, 6, 12 en 13).

4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t 25. e t kenmerk, dat het kegelvormige leid-mengorgaan (6) aansluit op de wand van de reactor (25) en is voorzien van openingen (27).

5. Inrichting volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van twee 30 boven elkaar aangebrachte kegelvormige gasafschelders (respectievelijk 8 en 23) voor het opvangen van het gevormde gas en voor het afvoeren ervan tezamen met slibwatermateriaal via transportbuizen (respectievelijk 22 en 24) naar de gas-slibwaterafscheider (18), waarbij de bovenzijde van 35 de gasafscheider (8) open is, zodat de reactorinhoud zich naar boven kan verplaatsen.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het .8801221 Cj -9- kenmerk, dat de kegelvormige gasafscheider (8) aan zijn randen is voorzien van openingen, die met buizen (9) zijn verbonden voor het afvoeren van het gevormde gas,

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het 5kenmerk, dat de gasafscheider (10) aan de bovenzijde is voorzien van een gasejecteur (11) voor het transporteren van slibwatermateriaal, dat afkomstig is uit de slib-waterafscheider (17).

8. Inrichting volgens conclusies 1-7, met 10 het kenmerk, dat de slib-waterafscheider (17) is voorzien van een toevoer (14) voor slibwater.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dsat de slib-waterafscheider (17) is voorzien van een lamellenpakket (16) voor het scheiden van slib en 15 water.

10. Inrichting volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de reactorruimte (25) is voorzien van een afvoer (7) voor het surplus aan slib.

11. Inrichting volgens conclusies 1-10, met 20 h e t kenmerk, dat in de wand van de slib-wateraf- scheider (17) een inspectieluik (20) is opgenomen.

12. Werkwijze voor het anaëroob zuiveren van afvalwater met behulp van een geschikt anaëroob slibmateriaal, met het kenmerk, dat de zuivering plaatsvindt 25 in een inrichting van het type volgens conclusies 1-11, waarbij het te zuiveren afvalwater onder in de inrichting via toevoer (2) wordt ingeieid en door middel van de verdeel-inrichting (3) met het slibwatermateriaal grondig wordt gemengd, waarbij tijdens het doorlopen van de reactorruimte (25) de 30 anaëroob af te breken bestanddelen van het afvalwater in hoofdzaak in methaangas worden omgezet, en het gas vervolgens door middel van gasafschelders (respectievelijk 8 en 23) uit de reactor (25) wordt afgevoerd, waarbij het gas van gasafscheider (8) via leiding (22) tezamen met slibwatermateri-35 aal terechtkomt in de gas-slibwaterafscheider (18) en het gas van gasafscheider (23) via leiding (24), alwaar het gas van het slibwater wordt afgezonderd en via afvoer (19) uit de inrichting wordt verwijderd, het slib van het water wordt .8801221 v V - 10 - gescheiden in de slib-waterafschelder (17), waarin het slibwater via toevoer (14) wordt aangevoerd, waarbij het afgescheiden slib via afvoer (28) wordt geleid naar de gas-ejecteur (11) en vandaar via buis (22) wordt gevoerd naar 5 de gas-slibwaterafscheider (18), waaruit het slibwater via buizen (26) en de centrale buis (5) teruggevoerd wordt in de reactor (25), zodat een interne slibrecirculatie optreedt, terwijl het gezuiverde water via afvoer (15) uit de slib-wateraf scheider (17) wordt afgevoerd.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de omzetting in voornamelijk methaangas in hoofdzaak plaatsvindt in ca. 2/3 van de reactorruimte (25).

14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, dat de slibbelasting minimaal 20 kg

15. Werkwijze volgens conclusies 12-14, met het kenmerk, dat de reactorinhoud op een temperatuur van 20-40°G wordt gehouden.

15 CZV/m3 reactorinhoud bedraagt.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het 20. e n m e r k, dat de temperatuur 30-35°C is.

17. Werkwijze volgens conclusies 12 - 16, m e t het kenmerk, dat het afvalwater koolhydratenhoudend water is.

18. Werkwijze volgens conclusies 12 - 16, met 25. e t kenmerk, dat het afvalwater vet-eiwithoudend water is. .8801221