NO143698B - Fremgangsmaate og apparat for behandling av kloakkvann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

og et apparat for behandling av væskebåret, biologisk nedbrytbart avfallsmateriale, i det etterfølgende betegnet med kloakkvann, idet dette uttrykk derved er ment å innbe-fatte samtlige typer av biologisk nedbrytbart avfallsmateriale fra hushold og industri, f.eks. vanlig husholdsavfall, kloakkvann fra gårdsbruk, hermetikkfabrikker og andre indu-strier som produserer slikt avfall.

De fremgangsmåter som vanligvis benyttes ved behand-

ling av kloakkvann omfatter i hovedtrékk en primærbehand-

ling ved fysiske midler, såsom siling og bunnfelling, for fjerning av større, svevende partikler, fulgt av en sekun-dærbehandling ved hjelp av biologiske metoder, for fjer-

ning av organiske materialer. Foreliggende oppfinnelse vedrører dette sekundære behandlingstrinn.

Det kloakkvann som innføres i sekundærtrinnet i et

vanlig moderne kloakkbehandlingssystem inneholder organiske stoffer i relativt lav konsentrasjon. Dette kloakkvann behandles ved en aerobisk, biologisk prosess, f.eks. aktivert-slam, perkolasjonsfilter- eller høyhastighets-biofilter-prosesser, hvorved det organiske stoff bringes i nær kon-

takt med luft og mikroorganismer som er tilstede i kloakkvannet. En del av de organiske stoffer oksyderes av mikro-organismene til karbondioksyd og vann under frigjøring av energi, mens en annen del omdannes til cellemateriale. Cellematerialet danner det aktiverte slam som separeres fra kloakkvannets væskekomponent i klaretankene. Den mengde av aktivert slam som produseres og som representerer en stor del av det opprinnelige, organiske stoff i kloakk-

vannet avhenger av en rekke faktorer såsom temperatur, pH-verdi, arten av det organiske stoff og tilstedeværelsen av mineralske næringsstoffer. Formålet med de mest moderne kloakkvannsystemer er å produsere et aktivert slam med gode klumpdannelses- og avleiringsegenskaper.

Det aktiverte slam gjennomgår vanligvis ytterligere biologisk behandling i anaerobiske septiktanker for å omdannes til relativt uskadelig, stabilisert slam, og for å forbedre vilkårene for ytterligere fjerning av væske. Vo-lumet av slammet for endelig deponering undergår dessuten en reduksjon, idet den anaerobiske nedbrytningsprosess om-danner en del av det organiske cellemateriale til en gassblanding som hovedsakelig inneholder metan og karbondioksyd. Det stabiliserte slam deponeres ved å utspredes på land eller dumpes til sjøs, eller ved destruksjon eller dumping på land etter at ytterligere væske er fjernet.

I de kloakkrensesystemer som for tiden er i vanlig

bruk gjennomføres utluftningen av kloakkvannet ved innblåsing av luft i de nedre soner av store reservoarer som gjen-nomstrømmes av kloakkvannet, eller ved overflateutlufting.

Stigende krav i forbindelse med rensing av innlands-vannløp, elvemunninger i tidevannssoner, samt kystfarvann,

i forening med et ønsket behov for re-anvendelse av vann for husholds- og industrielt bruk, har medført at det stilles større krav til kloakkrensesystemene. Også mengden av or-ganisk stoff, dvs. det biologiske oksygenbehov (BoF) i til-knytning til husholdskloakkvann antas å øke i løpet av de neste ti-år på grunn av økende befolkningstetthet og nye metoder for fjerning av kjøkkenavfall. Den hastighet i oksygenopptak som kan oppnås ved anvendelse av de utluftings-metoder som for tiden benyttes i kloakkrenseanlegg er imidlertid strengt begrenset. De eksisterende behandlings-anlegg, for kloakkvann kan bare tilpasses en betydelig øking i belastning ved å øke antallet og/eller arealet i de reservoarer hvori utluftingen foretas, hvilket medfører et sterkt øket behov for disponibel grunn for slike systemer.

Formålet ved oppfinnelsen er å øke behandlingsintensi-teten og minske det grunnareal som er nødvendig for kloakkrenseanlegg av en gitt kapasitet.

Dette formål oppnås ved en fremgangsmåte og et apparat som angitt i patentkravene.

Uttrykket "oksygenholdig gass" er i beskrivelsen ment

å betegne oksygen eller enhver gassblanding, f.eks. luft, som inneholder oksygen.

Det påpekes videre at i visse tilfeller kan anordnin-gens midler for tilførsel av oksygenholdig gass til væsken i nedløpsrøret dessuten fungere som et middel for å bringe væsken i sirkulasjon gjennom systemet.

Oppfinnelsen er.egnet for anvendelse i utluftnings- og nedbrytningstrinnene. ved sekundærbehandlingen av kloakkvann. • Oppfinnelsen benyttes fortrinnsvis i begge trinn.

Nedløpsrøret og stigerøret kan ha hvilken som helst hensiktsmessig tverrsnittsform, f.eks. sirkelformet eller halvsirkelformet. De kan være plassert utenfor hverandre, men er fortrinnsvis anordnet innenfor en enkelt konstruksjon (fortrinnsvis sylinderformet) som er inndelt innvendig ved hjelp av en skillevegg, eller flere, eller ved at ned-løpsrøret er dannet av et rør innvendig i rørkonstruksjo-nen, mens det ytre mellomrom.danner stigerøret. De geo-metriske arrangementer kan varieres i utstrakt grad. Systemet kan omfatte flere stigerør og/eller nedløpsrør, f.eks. to nedløpsrør. i kombinasjon med et enkelt stigerør, som samtidig er plassert i samme ytterkonstruksjon.

Avgassingssonen som kloakkvannet etter primærbehand-lingen strømmer inn i kan hensiktsmessig være i form av et basseng hvor.avgivelse av gass kan foregå under utøvelsen av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Nedløpsrøret og stigerøret er nedført under bassengets bunn-nivå. Hvis bassenget er plassert i eller under marknivå, vil således den konstruksjon som inneholder stige-røret og nedløpsrøret bestå av en sjakt (fortrinnsvis sylinderformet) som strekker.seg nedad i undergrunnen. Sjakten kan være nedført i grunnen i en posisjon utenfor bassenget, men er fortrinnsvis anlagt under bassenget, hvor-

ved de øvre ender av stigerøret og nedløpsrøret munner ut i bassenget. I visse versjoner av oppfinnelsen er nedløps-røret ført oppad over kloakkvannsnivået i bassenget. I slike systemer vil imidlertid hoveddelen av nedløpsrørets lengde befinne seg under bassengets bunn-nivå. I slike tilfeller vil stigerørets øvre ende munne ut i bassenget, mens den øvre ende av nedløpsrøret gjennom en rørledning står i forbindelse med kloakkvannet i bassenget.

Systemet bør strekke seg vertikalt nedad fra bassengets bunn-nivå i en lengde av minst 40 meter, men fortrinnsvis 80 meter eller mer, og helst 150-250 meter. Stige-røret eller -rørene har fortrinnsvis en større, total, effektiv tverrsnittsflate enn nedløpsrøret eller -rørene. Forholdet mellom stigerørets eller -rørenes og nedløps-rørets eller -rørenes totale, effektive tverrsnittsflate kan med fordel ligge innenfor et område mellom 1:1 og 2:1.

Ethvert egnet sirkulasjonsmiddel kan benyttes for å bringe kloakkvannet i sirkulasjon gjennom systemet. Sirku-lasjonen kan på meget hensiktsmessig måte frembringes ved innblåsing av oksygenholdig gass i systemet.

En foretrukket versjon av oppfinnelsen er forsynt med midler for innblåsing av en oksygenholdig gass (fortrinnsvis luft) både i nedløpsrøret og stigerøret. Gassinnblås-ningen i de to kamre finner fortrinnsvis sted i posisjoner med samme hydrostatiske trykk.Da den øvre del av stigerøret vil inneholde en større mengde gassbobler enn den øvre del av nedløpsrøret (som vil inneholde lite eller praktisk talt ingen gass) er posisjonen for gassinnblåsingen i stige-røret fortrinnsvis beliggende noe lavere enn den tilsva-rende posisjon for nedløpsrøret. I praksis vil det imidlertid være tilfredsstillende om gassinnblåsingen i begge kamre foretas i stort sett samme avstand under kloakkvannsnivået i bassenget. Det kan derved anvendes samme kompressor for tilførsel av gass til begge innblåsingsposisjoner, idet de gassmengder som innblåses i henholdsvis stigerøret og nedløpsrøret, reguleres av ventiler.

Gassen innblåses fortrinnsvis i begge rør i en posisjon mellom 0,1 og 0,4 ganger totallengden av rørene under kloakkvannsnivået i bassenget, dvs. 15 til 100 meter under, dersom systemet er nedført fra 150 til 250 meter under dette nivå. Det foretrekkes at gassinnblåsingen finner sted i en posisjon mer enn 30 meter under kloakkvannsnivået i bassenget.

Ved igangsetting av kloakkvannsbehandlingsanordningen

i henhold til oppfinnelsen vil alt, eller det meste, av den oksygenholdige gass innblåses i stigerøret, hvorved rørets øvre seksjon vil virke som en trykkluftpumpe. Når

en innledende startperiode er avsluttet og kloakkvannet sirkulerer tilfredsstillende med passende hastighet, f.eks. med minst 1 meter pr. sekund i nedløpsrøret, kan den gassmengde som tilføres nedløpsrøret økes i vesentlig grad, fortrinnsvis inntil minst 50%, og i visse tilfeller inntil all gassen er levert til nedløpsrøret. Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan utøves kontinuerlig under

disse betingelser, hvorved proporsjonene mellom gassmengdene som innblåses i de to kamre, varieres i mindre grad dersom forholdene veksler, for å regulere kloakkvannssirkulasjonen.

Ved kontinuerlig utøvelse av fremgangsmåten, etter den innledende startperiode, vil gassbobler som innblåses i ned-løpsrøret føres hurtig nedad av det sirkulerende kloakkvann til nivåer med høyere trykk, hvorved boblene minsker i stør-relse. I de nedre nivåer i en dyptliggende anordning vil en stor del av boblene til sist absorberes fullstendig av kloakkvannet. Når kloakkvannet strømmer oppad i stigerøret vil boblene først komme til syne på ny og deretter øke i størrelse. Den øvre del av stigerøret ovenfor nivået for gassinnblåsingen i nedløpsrøret, vil således inneholde mer gass enn den øvre ende av nédløpsrøret og derved fortsatt virke som en trykkluftpumpe, selv om totalmengden eller hoveddelen av gassen innblåses i nedløpsrøret. Når sirklua-sjonen først er igang pg gassboblene som innblåses i ned-løpsrøret føres nedad med passende hastighet, f.eks. over meter pr. sekund, vil virkningen av innblåst gass i ned-løpsrøret i realiteten øke.-virkningen av en gassmengde som

er innblåst i stigerøret, og i forening med denne frembringe en trykkforskjell mellom de to kamres øvre deler.

Når kloakkvannet sirkulerer jevnt gjennom systemet,

vil strømningshastigheten i nedløpsrøret fortrinnsvis ligge mellom 1,2 til 2,0 m/sek.' Hastigheten i stigerøret er fortrinnsvis minst 0,5 m/sek og helst 1,0 til 1,5 m/sek. Under behandling ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen vil kloakkvannet vanligvis sirkulere flere ganger gjennom systemet, idet ett fullstendig omløp varer mellom 2 og 6 minutter, avhengig av systemets dimensjonering. Totaltiden for behandlingen ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen vil avhenge av hvorvidt oppfinnelsen anvendes som utluftnings- eller nedbrytningstrinn. I førstnevnte tilfelle vil den periode hvorunder kloakkvannet sirkulerer som regel vare lenger, f.eks. i 2 til 30 dager,•avhengig av den hastighet hvormed kloakkvannet tilføres anordningen.

I henhold til det somger angitt ovenfor kan man sette opp følgende tabell som v'£~ser, tilnærmet antall sirkulasjoner. Selvsagt bør ikke yt te rVév£^gr~ kombineres , som f.eks. den korteste oppholdstiden og^aen*' dypeste sjakten, eller den lengste oppholdstiden og grunneste sjakten, og det fremgår antakelig klart av tabellen at størstedelen av kloakkvannet resirkuleres mange ganger. (I praksis kan antall resirku-lasjoner f.eks. være 20 eller 30)...

Når fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen benyttes som både utluftnings- og nedbrytningstrinn i sekundærbehandlingen, kan de to behandlingsenheter være samnenbygget i en enkelt konstruksjon og derved være atskilt av en skillevegg som er konstruert for å begrense varmeoverføringen mellom de to deler, f.eks. en betongskillevegg eller en stål-skillevegg forsynt med et innvendig isolasjonslag. Skille-veggens øvre del kan være fremstilt av varmeledende materi-ale, f.eks. stål, eller stål med hulrom som inneholder vann, for overføring til utluftningstrinnet av den varme som ut-vikles under nedbrytningsstadiet. Vann-nivået kan varieres for å regulere mengden av varme som overføres.

Faste gjenstander som ikke kan behandles, f.eks. stener, metallstykker og lignende som tidvis forekommer i kloakkvannet, vil eventuelt kunne hemme utøvelsen av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen dersom de ikke fjernes. Det foretrekkes derfor at det ved den nedre ende av systemet an-ordnes et rom for oppsamling av slike gjenstander, f.eks. at det ytre kammer utformes med et konisk eller halvkuleformet, nedre endeparti. Det kan være anordnet midler f.eks. ett eller flere dykkrør (som kan ha forskjellig diameter) som strekker seg oppad gjennom sjakten til en grav under det hydrauliske kloakkvann-nivå, for kontinuerlig eller periodisk fjerning av gjenstander som er oppsamlet i dette rom.

Det er forutsatt at fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan gjennomføres på meget tilfredsstillende måte hvis stige- og nedløpsrørene er nedført i marken i en dyp sjakt som f.eks. er forsynt med en betongforing som derved danner rørenes yttervegg. Sjakten kan fremstilles på for-skjellige måter, f.eks. ved hjelp av konvensjonelle sjakt-graverpumper, ved fjellboring eller skovlboring.Sjaktutfø-ringen kan om nødvendig være anordnet med et lekkasjetett sperresjikt.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til det gasstilfør-selssystem og det væskeslrkulasjonssystem. som er beskrevet i det ovenstående i forbindelse med den foretrukne versjon, idet ethvert egnet system for gasstilførsel og væskesirkulasjon kan komme til anvendelse.

I en alternativ versjon av oppfinnelsen omfatter fremgangsmåten for behandling av kloakkvann et trinn, hvori kloakkvannet bringes i sirkulasjon fra et basseng og gjennom et system som består av et nedløpsrør hvor det øvre parti er forbundet med en rørledning og det nedre parti med et stige-rør hvis øvre parti er forbundet med bassenget, og hvor kloakkvannet sirkulerer oppad fra .bassenget og gjennom rørled-ningen til en lavtrykksone i nedløpsrørets øvre parti, hvori trykket understiger atmosfæretrykket og hvori det tilføres

en oksygenholdig gass til kloakkvannet, idet dette passerer gjennom lavtrykksonen. .Anordningen ifølge den alternative versjon omfatter ent nedløpsrør og et stigerør hvis nedre ender er forbundet med hverandre, og hvor stigerørets øvre parti er forbundet

med et basseng mens nedløpsrørets øvre parti er forbundet med en rørledning som strekker seg oppad fra innersiden av bassenget, og hvor det er anordnet midler for opprettelse av væskesirkulasjon fra bassenget og inn i rørledningen, samt midler for tilførsel av en oksygenholdig gass til nedløps-rørets øvre parti i et punkt hvor væsken som strømmer nedad gjennom nedløpsrøret påvirkes av et undertrykk.

Nedløpsrørets øvre ende strekker seg i denne alternative versjon, oppad over kloakkvann-nivået i bassenget, fortrinnsvis til en vertikalavstand av 3 til 9 meter, og er deretter bøyd nedad slik at den danner en rørledning hvis åpne ende er neddykket i kloakkvannet i bassenget (f.eks. slik at rørledningen og det øvre parti av nedløpsrøret danner et rør av omvendt U-form). Ethvert egnet middel kan benyttes for å trekke kloakkvannet oppad i ledningen og bringe det i sirkulasjon gjennom systemet. Blant egnede sirkulasjonsmidler kan nevnes propeller, aksialpumper, aksialturbiner, samt systemer for innblåsing av en oksygenholdig gass i stigekanalen.

I sistnevnte tilfelle innblåses den oksygenholdige

gass fortrinnsvis i stigerøret i et punkt som er beliggende under kloakkvannsnivået i bassenget i en avstand av 0,1 til 0,4 ganger totallengden av stigerøret, dvs. 15 til 100 meter nedenfor, dersom systemet strekker seg til en dybde av 150

til 250 meter under dette nivå. Dette medfører at stige-rørets øver seksjon vil virke som en trykkluftpumpe. Den gassmengde som innblåses i stigerøret bestemmes av innblå-singspunktets dybdeposisjon, væskens sirkulasjonshastighet og gassmengden som tilføres nedløpsrøret. Hvis innblåsing av oksygenholdig gass benyttes som sirkulasjonsmiddel i denne versjon av oppfinnelsen vil den gassmengde som ledes til stige-røret vanligvis være betydelig større enn den mengde som til-føres nedløpsrøret.

I den alternative versjon er gasstilførselsinnret-ningen fortrinnsvis plassert i nedløpsrøret i en vertikalhøyde av 1 til 6 meter, og helst 2 til 5 meter over kloakkvannsnivået i bassenget, hvorved den oksygenholdige gass trekkes inn i det sirkulerende kloakkvann, da det innvendige trykk i nedløpsrøret er lavere enn atmosfæretrykket i dette punkt. Gasstilførselsinnretningen kan hensiktsmessig består av ett eller flere flattformede rør hvor hvert rør er forsynt med tversgående åpninger hvorigjennom gassen kan inntrekkes i tversgående retning i det sirkulerende kloakkvann. Åpningene er fortrinnsvis innrettet for å frembringe bobler med en opp-rinnelig diameter av 2 til 8 mm som medføres nedad av den sirkulerende væske.

Oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå et høyt oppdrevet overføringsforhold for oksygenet i utluftningsgassen i det sirkulerende kloakkvann. Oppfinnelsen gjør det videre mulig å oppnå en effektiv absorbering av oksygen i kloakkvannet, som ved foretrukne versjoner kan overstige 95% i forhold til den gassmengde som tilføres nedløpsrøret. Ved innblåsing av luft i stigerøret for å frembringe sirkulasjon, vil det oppstå en viss,nyttig absorbering av oksygen fra denne luft-strøm , som vil supplere absorberingen fra den gass som innblåses i nedløpsrøretu Anvendelsen av oppfinnelsen vil føl-gelig føre til besparelser i forbindelse med det nødvendige grunnareal for kloakkvannsbehandlingssystemer, idet den BoF-belastning som kan håndteres tilfredsstillende i et system som opptar et gitt areal er mindre begrenset enn ved de konvensjonelle systemer. Som følge av det mindre areal kan anordningen lett overdekkes for å regulere gassavgivelsen og for å oppnå et mer tiltalende utseende.

I eksisterende kloakkvannsanlegg for anvendelse av aktivslamprosessen i form av utluftningstanker eller -bassen-ger, kan det overføres O2 i mengder opp til 0,1 kg/time pr. m 3 væske. Ved anvendelse av fremgangsmåten og.anordningen i henhold til oppfinnelsen, kan de overførte mengder økes med en faktor som vil avhenge av kravene i forbindelse med pro-sessen, men som, avhengig av systemets utforming, kan gå opp til det tidobbelte, dvs. 1 kg 02/time pr. m 3. Det antas imidlertid at det i mange tilfeller vil være tilstrekkelig med en økningsfaktor av 2 til 3.

Oppfinnelsen er vist i de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et skjematisk diagram av et kloakkrense-system for anvendelse av fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen. Fig. la viser et diagram av en alternativ utforming av systemet ifølge fig. 1. Fig. 2 og 3 viser skjematiske snitt gjennom to ut-førelsesformer av kloakkvann-behandlingsanordningen i henhold til den foretrukne versjon av oppfinnelsen. Fig. 4 og 5 viser vertikalsnitt gjennom to utførelses-former av en kloakkvann-behandlingsanordning i henhold til en alternativ versjon av oppfinnelsen. Fig. 6 viser et vertikalsnitt gjennom en anordning hvor to behandlingsenheter er innebygget i en enkelt konstruksjon og hvor innvendige detaljer ved hver enhet er utelatt i figuren, samt Fig. 7a,7b,7c,7d,7e og 7f viser planriss av alternative arrangement av stigerør og nedløpsrør som kan anvendes ved hver av de foretrukne eller alternative versjoner.

I systemet ifølge fig. 1 gjennomgår råkloakkvannet

som strømmer inn i systemet,en innledende siling, utbløting og stenpartikkelfjerning i et primærbehandlingsrom 11. Her fjernes større eller harde og tungbearbeidbare, faste gjenstander som er medført i kloakkstrømmen, såsom dyrekadavre, flasker, kartonger og lignende. Det innstrømmende råkloakk-vann passerer deretter gjennom en kanal 5 til en primær-klaretank 1, hvori en del, f.eks» 70%, av de svevende faste partikler avsettes som råslam og føres gjennom en kanal 10 direkte til en septiktank 4. Væsken som inneholder den øvrige del av de svevende faste partikler, ledes til et aktivslamsystem 2, fortrinnsvis i form av en anordning i henhold til oppfinnelsen, hvori væsken utluftes og bringes i sirkulasjon.

I aktivslamsystemet 2 bringes kloakkvannet i inngående kontakt med luft og mikroorganismer og omdannes derved til C02 og ytterligere slam. Det aktiverte slam ledes til en klaretank 3, hvorfra væske fjernes gjennom en kanal 8 for tertiærbehandling eller fjerning fra systemet. Fra klaretanken 3 fjernes det aktiverte slam gjennom en kanal 6 og tilbakeføres til aktivslamsystemet 2 gjennom en kanal 9,

mens en del (dvs. overskuddet) føres til en septiktank 4. Septiktanken 4 kan med fordel bestå av en anordning i henhold til oppfinnelsen, hvori overskuddet av aktivert slam, sammen med råslam fra primærklaretanken 1 luftes og bringes i sirkulasjon, hvilket i vesentlig grad reduserer den opp-

opprinnelige mengde av blandingsslam og etterlater et relativt harmløst, stabilisert slam som løper ut gjennom en kanal 7. Det stabiliserte slam blir til sist fjernet på hensiktsmessig måte, f.eks.-ved å gjennomløpe ytterligere klarings-

og filtreringstrinn, hvorved ytterligere væske som fjernes tilbakeføres til aktivslamsystemet 2.

I systemet ifølge fig. la er primærklaringsstadiet eliminert, selv om det eventuelt kan være anordnet en buffer-tank 26. Aktivslamsystemet 2 mottar derved hele kloakkvann-strømmen etter at de vanlige prosesser for innstrømmende kloakkvann er gjennomført.

Spredere 16 og 17 (fig. 2) som er plassert i henholdsvis nedløpsrøret 14 og stigerøret 15, er begge forbundet med en kompressor 18. Gass-strømmen til stigerøret 15 og ned-løpsrøret 14 reguleres av ventiler henholdsvis 19 Og 20. Ventilenes 19 og 20 funksjoner styres av en aktivator 21 som er forbundet med et apparat 22 for måling av strømningshas-tigheten,som er plassert mot den øvre ende av nedløpsrøret 14„

Ved anvendelse av anordningen ifølge fig. 2 som aktivslamsystem 2 ved systemet ifølge fig. 1, innføres kloakkvann fra primærklaretariken 1 i et avgassingsorgan i form av et basseng.13 gjennom en kanal (ikke vist i fig. 2) som munner ut i bassenget i et punkt nær ved den åpne øvre ende av nedløpsrøret 14, mens væske og aktivert slam forlater bassenget gjennom en annen kanal (ikke; vist i fig. 2) som fører ut fra bassenget 13 i et punkt under væskenivået B-B, beliggende i avstand fra innløpsrøret og ledes til klaretanken 3.

Når -bassenget 13 er fylt méd væske opp til nivået B-B

og ventilen 19 er åpen mens ventilen 20 er fullstendig eller delvis lukket, igangsettes systemet ifølge fig. 2 ved at luft fra kompressoren 18 innblåses utelukkende eller hovedsakelig i stigerøret 15. Derved vil den øvre del av stige-røret 15 fungere som en trykkluftpumpe, hvilket medfører at kloakkvannet bringes i sirkulasjon gjennom systemet i retning med pilene i fig. 2. Når den strømningshastighet som måles

av apparatet 22 har nådd en forutvalgt minimumsverdi, vil aktivatoren 21 bevirke at ventilen 19 lukkes, helt eller delvis, mens ventilen 20 åpnes. Det er derved fordelaktig at åpningen av ventilen 20 og lukkingen av ventilen 19 foregår trinnvis, mens hastigheten av kloakkvannet i nedløpsrøret 14

øker. Når systemet fungerer jevnt, innblåses hele luft-mengden eller størstedelen av denne, i nedløpsrøret 14. Kloakkvannstrømmen gjennom systemet kan reguleres ved vari-ering av de luftmengder som innblåses i stigerøret 15 og ned-løpsrøret 14, dersom driftsforholdene av en eller annen grunn skulle veksle. Denne regulering kan selvsagt utføres manuelt av systemoparatørene, men kan på mer hensiktsmessig måte

gjennomføres automatisk ved anvendelse av aktivatoren 21 og apparatet 22.

Fig. 3 viser et alternativ og foretrukket versjon av anordningen i henhold.til oppfinnelsen. I denne versjon er stigerøret 15 og nedløpsrøret 14 anordnet i en enkelt tank som er delt ved en skillevegg 2 3 og som strekker seg inn i en sjakt under bunnen av bassenget 13.

Nedløpsrøret 14 er nedført forbi den nedre ende av skilleveggen 2 3 (eller den nedre del av skilleveggen 2 3 kan alternativt være perforert), slik at de nedre ender av ned-løpsrøret 14 og stigerøret 15 kan stå i forbindelse med hverandre. Fra å kunne frembringe et egnet strømningsmønster i bassenget 13, er den øvre ende 24 av nedløpsrøret 14 for-lenget over bassengbunnen, og det er anordnet midler 2 5 for ledning av væskestrømmen.

I de to versjoner av anordningen i henhold til oppfinnelsen, som er vist i fig. 4 og 5, er stigerøret 15 og nedløpsrøret 14 nedført gjennom bunnen av bassenget 13, som er beliggende i marknivå (A-A i tegningen) og inn i en under-liggende sjakt. De to avdelingers nedre ender er innbyrdes forbundet ved åpninger 27 i fig. 4 og ved en spalte mellom den nedre ende av nedløpsrøret 14 og den nedre ende av stige-røret 15 i fig. 5. Nedløpsrøret 14 rager oppad over bunnen av bassenget 13, og rørets øvre ende er forbundet med en rørledning 2 8 som strekker seg horisontalt og nedad og derved, i forening med den øvre ende av nedløpsrøret 14 danner en seksjon av omvendt U-form. Den åpne ende av rørledningens 28 avgrening.2 9 vil, når anordningen er i drift, befinne seg under nivået B-B av væsken i bassenget 13. Væskesirku-lasjonen frembringes av en propell 30 som drives ved egnede midler (f.eks. en motor) og som. er anbrakt i avgreningen 29 ved anordningen ifølge, fig. 4, og ved. innblåsing av en oksygenholdig gass i stigerøret 15 gjennom en spreder 31 ved anordningen ifølge fig. 5. Som vist i fig. 5 foregår gassinnblåsingen i stigerøret 15 ved anvendelse av en kompressor 32. I anordningene ifølge begge figurer 4 og 5 ledes oksygenholdig gass,f.eks. luft, til den øvre ende av ned-løpsrøret 14 gjennom en rørlédning 33 hvori det er anordnet midler for regulering av den innstrømmende luftmengde. Når den U-formede seksjon som dannes av nedløpsrørets 14 øvre ende og rørledningen 28 er fylt åv væske (idet luften er fjernet fra den U-formede seksjon ved hjelp av en vakuum-pumpe) og bassenget 13 er oppfylt til nivået B-B, vil væske fra bassenget 13, ved igangsetting av propellen 30 eller ved innføring av gass i stigerøret 15 gjennom rørledningen 31, strømme inn i nedløpsrøret 14 gjennom rørledningen 28. Væsken ledes deretter tilbake til bassenget 13 gjennom stigerøret 15.

I anlegget ifølge fig. 6 er en septiktank 34 og et aktivslamsystem 35 sammenbygget i en enkelt enhet og atskilt ved en skillevegg 36. En seksjon 37 av skilleveggen 36 består ved den øvre ende av et hult metall, f.eks. stål, og inneholder vann, hvis nivå reguleres ved pumpesirkulasjon. Dette arrangement tjener for overføring av varme som produseres i septiktanken 34, for derved å aktivere slamsystemet 35.

Stigerør og nedløpsrør kan være arrangert på hvilken

som helst hensiktsmessig måte. Et antall egnede plasserings-måter er vist i fig. 7a,7b,7c,7d,7e og 7f, hvor stigerørene er betegnet med 15 og nedløpsrørene med 14.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for behandling av kloakkvann, omfattende kontinuerlig innføring av kloakkvannet i og fjerning av behandlet kloakkvann fra et system som innbefatter et nedløps-rør og et stigerør hvis nedre ender er direkte forbundet for å danne en lukket sone, føring av kloakkvannet ned gjennom nedløpsrøret samtidig med innføring av en gass som inneholder fritt oksygen i nedløpsrøret, overføring av vesentlig alt kloakkvannet som når nedløpsrørets nedre ende direkte inn i stigerørets bunn, føring av kloakkvannet oppover i stigerøret og resirkulering av kloakkvannet fra stigerøret inn i ned-løpsrøret, karakterisert ved at vesentlig all gassen oppløses i eller opptas i kloakkvannet og sammen med dette overføres fra nedløpsrørets nedre ende inn i bunnen av stigerøret, og at mesteparten av kloakkvannet i stigerøret føres inn i en avgassingssone hvor gass frigjøres fra kloakkvannet, at kloakkvannet resirkuleres fra avgassingssonen inn i nedløpsrøret mens en del av det behandlede kloakkvann føres ut av systemet, og at kloakkvannet gjentatte ganger resirkuleres rundt det av nedløpsrøret, stigerøret og avgassingssonen bestående resirkuleringssystem, inntil den gjennomsnittlige" oppholdstid for kloakkvannet som resirkuleres gjennom systemet er minst 15 minutter.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor nedløpsrørets øvre ende er forbundet med avgassingssonen ved en rørledning og dets'nedre ende står i forbindelse med stigerøret hvis øvre ende er forbundet med avgassingssonen, karakterisert ved at kloakkvannet trekkes opp fra avgassingssonen gjennom rørledningen og ledes inn i en lavtrykkssone i den øvre del av nedløpsrøret hvor trykket understiger atmosfæretrykket, og strømmer ut i avgassingssonen fra stige-rørets øvre ende, idet en oksygenholdig gass tilføres kloakkvannet som strømmer gjennom lavtrykkssonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den oksygenholdige gass innblåses både i stigerøret og nedløpsrøret i soner med stort sett samme hydrauliske trykk, hvorved hele gassmengden, eller hoveddelen av denne, innled-ningsvis innføres i stigerøret, mens væskehastigheten i ned-løpsrøret er mindre enn 1 meter/sek, hvoretter hele gassmengden, eller hoveddelen av denne, innblåses i nedløpsrøret når væskehastigheten i dette overstiger 1 meter/sek.,

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den oksygenholdige gass innblåses i stigerøret og nedløpsrøret i en sone som er beliggende i en dybde av 0,1 til 0,4 ganger den totale rørlengde under kloakkvann-nivået i avgassingssonen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav l,karakterisert ved at gassinnblåsingen finner sted i en dybde av mer enn 30 meter under kloakkvann-nivået.

Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at væskehastigheten i stigerøret er minst 0,5 m/sek.

7. Anordning for behandling av kloakkvann ved fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, omfattende et ned-løpsrør og et stigerør hvis nedre ender er direkte forbundet med hverandre for å danne en lukket sone, et innløp for inn-føring av kloakkvann i nedløpsrøret og et utløp gjennom hvilket behandlet kloakkvann kan strømme ut fra stigerøret, midler for innføring av en gass inneholdende fritt oksygen i nedløpsrøret, samt midler for å bringe kloakkvannet til å strømme ned gjennom nedløpsrøret samt for å overføre kloakkvannet sammen med oppløst eller innblandet gass, inn i og OPP gjennom stigerøret og ut av utløpet, karakterisert ved at stigerørets (15) og nedløpsrørets (14) øvre ender er forbundet via et avgassingsorgan (13) innrettet til å frigjøre gass fra kloakkvannet og deretter til å resirkulere kloakkvannet tilbake i nedløpsrøret, hvorved nedløpsrøret (14), stigerøret (15) og avgassingsorganet (13) danner et resirkuleringssystem rundt hvilket kloakkvannet gjentatte ganger resirkuleres, idet utløpet kontinuerlig avgir en del av det behandlede kloakkvann, og idet dimen-sjonene til innløpet, utløpet, nedløpsrøret, stigerøret og avgassingsorganet er slik at den gjennomsnittlige oppholdstid for kloakkvannet som resirkuleres gjennom systemet er minst 15 minutter,.

8. Anordning ifølge krav 7,karakterisert ved at nedløpsrørets øvre ende er forbundet med en rør-ledning (28) som strekker seg oppad fra avgassingsorganets (13) indre, og midler (30,32) for opprettelse av væskesirkulasjon fra avgassingsorganet og inn i rørledningen, samt midler (33) for tilførsel av en oksygenholdig gass til den øvre del av nedløpsrøret i en sone hvor væsken som strømmer nedad i nedløpsrøret; påvirkes av et undertrykk»

9. Anordning ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at stigerøret og nedløpsrøret er anordnet i en enkelt ytterkonstruksjon som består av en sjakt som er nedført i grunnen i en dybde av minst 40 meter under avgassingsorganet.

10. Anordning ifølge et av kravene 7-9,karakterisert ved at det er anordnet midler (16,17,31,33) for innblåsing av oksygenholdig gass både i stigerøret (15) og i nedløpsrøret (14) i soner med stort sett samme, hydrostatiske trykk, samt for regulering av forholdet méllom de gassmengder som innblåses i stigerøret og i nedløpsrøret.

11. Anordning ifølge krav 10,karakterisert ved at gassinnblåsingsmidlene er plassert i en dybde av 0,1 til 0,4 ganger den totale lengde av stigerøret og ned-løpsrøret under kloakkvann-nivået i avgassingsorganet,

12. Anordning ifølge krav 11,karakterisert ved at gassinnblåsingsmidlene er plassert i en dybde av mer enn 30 meter under væskenivået. 13o Anordning ifølge krav 8,karakterisert ved at nedløpsrøret rager oppad over væskenivået i avgassingsorganet i en høyde av 3 til 9 meter.