NL9301440A - Werkwijze en inrichting voor het verwerken van de dunne fractie uit mest. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het verwerken van de dunne fractie uit mest.

De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting voor het verwerken van de dunne fractie uit mest.

De dunne fractie uit mest wordt verkregen middels bezinking. In een aangepaste mestsilo, met een schuin naar het midden toe aflopende bodem zijn drie doorvoeren aan de onderzijde aangebracht. De eerste dient voor de aanvoer van mest, de tweede voor de periodieke afvoer van de dikke fractie uit mest en de derde voor de afvoer van de dunne fractie uit mest.

De dunne fractie uit mest wordt in een gevouwen sloot geleid om daar door micro-organismen te worden afgebroken en omgezet te worden in nieuw celmateriaal.

De in de inrichting aanwezige "albazod" biomassa bestaat voornamelijk uit algen en aërobe bacteriën.

De geconstrueerde gevouwen sloot is een verdere ontwikkeling van een zogenoemde High Rated Algal Pond. Gedurende een proef in Ierland bleek dat de dunne mestfractie zeer goed met een dergelijk systeem te behandelen valt (Fallowfield, H. J., Garrett, M. K.(1985), Agricultural Wastes 12,111-136.). High Rated Algal Ponds zijn al langer in gebruik voor de behandeling van huishoudelijk afvalwater (Oswald, W. J. (1988), Micro-algae and waste-water treatment. In Micro-algal biotechnology, ed., Μ. A. Borowitzka & L. J.

Borowitzka. pp. 305-28. Cambridge: Cambridge University Press.).

De vloeistof wordt in de huidige systemen in beweging gehouden middels rondpompen of door middel van een schoepenrad. Het gebruik van een pomp heeft als nadeel dat de stroomkosten hoog zijn. Bij het schoepenrad zijn de investeringskosten hoog. De onderhavige uitvinding gebruikt een mixer al dan niet met een variomatic, die in een speciaal geconstrueerde ophanging het water door een bocht, die in een afdamming vervat is, trekt. Op deze wijze wordt een hoogteverschil aangebracht in het waterpeil en zijn zeer hoge stroomsnelheden tegen geringe stroomkosten mogelijk. De draairichting van de mixer is omgekeerd om schuimvorming te voorkomen.

Om de verwerkingscapaciteit van de vijver te verhogen worden speciale structuren in de stroombaan aangebracht. Bij een traditionele High Rated Algal Pond beweegt het water laminair, met als gevolg dat er een toplaagje ontstaat waar fotoinhibitie optreedt en een onderlaag waar te weinig licht doordringt. Door de structuren in de hoofdstroombaan aan te brengen, wordt het water periodiek zijwaarts en naar beneden gedwongen.

De algen die zich laag in de vijver bevinden en / of bezonken zijn worden door deze werkwijze weer opgewerveld. De productie van algen onder flitsbelichting is hoger dan onder continu licht. Deze extra menging heeft een verbeterde afbraak van het influent tot gevolg als gevolg van de optredende flitsbelichting.

Het scheiden van micro-algen van het effluent van High Rated Algal Ponds is een moeilijke zaak. Centrifugeren werkt goed maar is zeer kostbaar. Filtreren gaat bij micro-algen (< 10 pm) moeizaam omdat men moeilijk tot een goede koekopbouw kan komen. Flocculeren met flocculeringsmiddelen gevolgd door flotatie, kan de kwaliteit van de gewonnen biomassa sterk verslechteren (Mohn, F. H. (1988). Harvesting of micro-algal biomass. In Micro-algal biotechnology, ed., Μ. A. Borowitzka & L. J. Borowitzka. pp. 395-414. Cambridge: Cambridge University Press.).

De uitvinding betreft het scheiden van de "albazod" biomassa (algen plus bacteriën) van het effluent middels een vorm van electrolyse. Micro-organismen bezitten een negatief geladen celwand, middels metalen verbmikselectroden bij voorkeur van ijzer dan wel aluminium kunnen de micro-organismen flocculeren en zo van het water worden gescheiden.

Deze scheiding werkt zeer goed in water met een hoge electrische geleidbaarheid, zoals hier de verdunde dunne mestfractie.

De kwaliteit van het effluent wordt verbeterd door het gebruik van deze winmethode. De concentratie zouten in het afvalwater neemt sterk af. Een restconcentratie fosfor-verbindingen wordt ook door het gebruik van deze methode grotendeels uit het afvalwater verwijderd.

Bij voorkeur is de werkwijze alsvolgt:

Tussen een anode en een kathode wordt een gelijkspanning aangelegd tussen de 4 en 50 V. Afhankelijk van de cultuurdichtheid, de aanwezigheid van verontreinigingen en de zoutenconcentratie, varieert men de duur van de spanning. Aan het eind van de periode gedurende welke een spanning wordt aangelegd, is het niet noodzakelijk dat het water reeds opgehelderd is. Bij voorkeur gebruikt men een tweede tank waarin bijvoorbeeld gedurende de nachtelijke uren de opheldering plaats vindt.

Beide tanks zijn voorzien van een nabezinktank. De electrolyse heeft tot gevolg dat de geflocculeerde biomassa in eerste instantie gaat drijven en bij toename van de hoeveelheid gaat bezinken. Bij het verwijderen van het effluent zorgt men ervoor dat de aanwezige drijflaag in de tank achter blijft.

Na verwijdering van het bezonken deel, gaat men over tot indikking van de gewonnen biomassa, afhankelijk van de gekozen toepassing van de biomassa.

De onderhavige uitvinding zal hieronder verder verduidelijkt worden aan de hand van een aantal tekeningen. De uitvinding is uiteraard niet tot deze enkele toepassing beperkt. Andere toepassingen omvatten rioolwaterzuiveringsinstallaties en specifieke bedrijfsafvalwateren.

In de figuren verwijzen overeenkomende verwijzingscijfers naar overeenkomende onderdelen.

Figuur 1 toont een overzicht van de gehele installatie.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede aanzicht van het voorbezinkingsbassin.

Figuur 3 toont een bovenaanzicht van een structuur om wervelingen in het water op te wekken.

Figuur 4 toont het vooraanzicht van een structuur om wervelingen in het water op te wekken.

Figuur 5 toont het zijaanzicht van de mixer ophangconstmctie.

Figuur 6 toont het vooraanzicht ophangconstmctie mixer.

Figuur 7 toont het bovenaanzicht ophangconstmctie mixer.

Figuur 8 toont een dwarsdoorsnede van de gecombineerde electrolyse en nabezinktank van de wininstallatie.

Figuur 9 toont een dwarsdoorsnede van de ophelderings- en nabezinktank van de wininstallatie.

Figuur 1 toont het processchema van de gehele installatie. Bij 1 wordt de gier ingevoerd in de voorbezinkingssilo 2. De dunne fractie van de gier wordt in berekende hoeveelheden bij 3, afhankelijk van de groeisnelheid van de biomassa gelijkmatig in de High Rated Algal Pond 4 gebracht middels een bij voorkeur automatisch gestuurde kraan.

Afhankelijk van de dikte van de cultuur wordt middels een bij vooikeur zelf aanzuigende pomp bij 5 het water uit de vijver naar de wininstallatie 6 getransporteerd. Middels de tweestaps electrolyse wordt de biomassa van het effluent gescheiden.

De nabezonken biomassa wordt verzameld en bij voorkeur verder ingedikt bij 7. Het effluent kan bij 8 op het riool dan wel op het oppervlaktewater worden geloosd.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede van een voorbezinkingsbassin 1. De mest wordt periodiek aangevoerd en bij 2 in het bassin ingelaten. De dikke fractie kan door de constructie van een aflopende bodem in het midden onder aan de silo worden verzameld en periodiek bij 3 worden afgevoerd. De dunne fractie wordt bij 4 middels een bij voorkeur automatisch gestuurde kraan richting vijver getransporteerd. De silo is afgedekt 6.

Figuur 3 toont een bovenaanzicht van een structuur om wervelingen in het water op te wekken en om te voorkomen dat er een stratificatie in het water, als gevolg van een laminaire stroming ontstaat. Bij 1 stroomt het water tegen de structuur aan. De structuren worden in de stroombaan geplaatst met een onderlinge afstand van bij voorkeur enige meters.

Figuur 4 toont het vooraanzicht van een structuur om wervelingen in het water op te wekken en om te voorkomen dat er een stratificatie in het water, als gevolg van een laminaire stroming ontstaat. Bij 1 stroomt het water tegen de structuur aan.

Figuur 5 toont het zijaanzicht van de mixer ophangconstructie. De mixer 1 al dan niet met variomatic is bij voorkeur met een flens in een verstelbare constructie 2 gemonteerd. In de constructie zijn drie draaipunten 3 aangebracht, waardoor de stand en diepte van de mixer in het water zijn te variëren. De mixer plus ophangconstructie is aan een afdamming van de vijver 4 gemonteerd. De propellor draait in een bocht 5, bij voorkeur in de richting waarbij het water door de bocht getrokken wordt. De pijl 6 geeft de stroomrichting aan. De lijn 7 een vijverwand waarop de constructie al dan niet vast gemonteerd is. De lijn 8 geeft de variabele waterhoogte aan.

In figuur 6 is het vooraanzicht van de ophangconstructie van de mixer te zien, waarbij 1 de vijvefbodem en 2 de ophangconstructie aangeeft.

Figuur 7 toont het bovenaanzicht van de ophangconstructie van de mixer. De mixer 1 is in de constructie 2 op een flens gemonteerd en is bij de dik aangegeven lijnen met drie draaipunten per kant 3 in stand te verstellen.

Figuur 8 toont een dwarsdoorsnede van de gecombineerde electrolyse- en nabezinktank van de wininstallatie. De tank wordt rechtstreeks uit de vijver middels een zelfaanzuigende pomp 1 gevuld.

In de tank zijn een aantal metalen verbmikselectroden 2 bij voorkeur van ijzer dan wel van aluminium aangebracht. De onderkant van de tank 3 loopt taps toe en is bij 4 van een bij voorkeur automatisch werkende afsluiter voorzien. Bij voorkeur is het schuin taps toelopende deel van de tank van een kijkglas 5 voorzien.

Figuur 9 toont een dwarsdoorsnede van de ophelderings- en nabezinktank van de wininstallatie. De inhoud van deze tank is bij voorkeur minimaal het aantal batches wat door de electrolysetank per dag verwerkt dient te worden. De tank wordt bovenin gevoed met een zelfaanzuigende pomp vanuit de eerste tank De onderkant van de tank 2 loopt taps toe en is bij 3 van een bij voorkeur automatisch werkende afsluiter voorzien. Bij voorkeur is het schuin taps toelopende deel van de tank van een kijkglas 4 voorzien. Aan de zijkant bij voorkeur op het grensvlak tussen het rechte en taps toelopende gedeelte is een doorvoer 5 met een automatisch werkende klep voor het efluent aangebracht.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het reinigen van de dunne fractie van mest, door voorbehandeling middels bezinking, microbiële afbraak door de albazod biomassa en gevolgd door scheiding biomassa van het effluent middels electrolyse.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vloeistof in de vijver getransporteerd wordt door middel van een mixer in een frame die het water door een bocht in een afdamming trekt dan wel duwt.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het mixerframe met aan iedere zijde 3 draaipunten verstelbaar is.

4. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de bocht een hoek maakt < 45 0 en dat de bocht zich in de nabijheid van de bodem bevindt.

5. Werkwijze voor het mengen en wervelen van de vloeistof in de vijver door het aanbrengen van structuren in de stroombaan.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de aangebrachte structuren het water zijwaarts en naar beneden dwingen.

7. Werkwijze voor het scheiden van de "albazod" biomassa van het effluent middels electrolyse en bij voorkeur gevolgd door een ophelderingsstap.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de overspanning gelijkpolig afgegeven wordt.

9. Inrichting volgens conclusies 7-8, met het kenmerk dat de te gebruiken overspanning tussen de 4 en 50 V bedraagt.

10. Inrichting volgens conclusies 7-9, met het kenmerk dat de spanning periodiek omgepoold wordt.

11. Inrichting volgens conclusies 7-9, met het kenmerk dat de verbruikselectroden bij voorkeur van ijzer, aluminium een ander metaal dan wel een legering zijn.

12. Inrichting volgens conclusies 7-10, met het kenmerk dat er een ofwel een aparte tank voor de electrolyse en de opheldering wordt gebruikt, dan wel dat deze beide functies in één tank worden gecombineerd.