NO172687B3 - Fremgangsmaate og reaktor for rensing av vann - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for rensing av vann, og en reaktor til bruk ved fremgangsmåten.

Det er kjent en rekke forskjellige former for rensing av avløpsvann, f.eks. på mekanisk måte ved avsetning eller siling, kjemisk rensning ved tilsetning av kjemikalier og gassbehandling, f.eks. med ozon eller klor. Videre er det kjent å behandle vann på biologisk måte, det vil si ved å utsette vannet for en bakteriekultur som medfører de ønskede omdannelser av forurens-ningene. I vesentlig utstrekning kombineres alle de ovennevnte metoder.

Foreliggende oppfinnelse er knyttet til problemer ved biologisk rensning med bakteriekulturer.

Med biofilm som omtales nedenfor skal forstås et belegg av en bakteriekultur, hvor bakterien kan være av aerob, anoksisk eller anaerob type, alt efter hvilken rensning som ønskes.

Biologiske renseprosesser benyttes primært for avløpsvann, men kan også benyttes for rensing av vann i akvakultur og i drikkevann. Foreliggende oppfinnelse kan utnyttes i alle anvendelsesområder hvor biologiske prosesser kan benyttes ved vann- og avløpsrensning, særlig for aerobe, biologiske prosesser hvor reaktorinnholdet blir oksygenert og omrørt ved hjelp av lufting, men også ved anaerobe prosesser hvor reaktorinnholdet ikke luftes, men holdes i omrøring mekanisk eller hydrodynamisk.

Biologiske prosesser benyttes i meget stor utstrekning for rensing av forurenset vann. Tradisjonelt har biologiske prosesser blitt benyttet for å redusere vannets innhold av organisk stoff, men særlig i de senere år har bioteknologiske prosessløsninger også blitt tatt i bruk for fjerning av ammonium (nitrifikasjon), fjerning av nitrogen ved denitrifikasjon og fjerning av fosfor.

Man skiller mellom aerobe og anaerobe prosesser. I aerobe prosesser krever mikroorganismene oksygen, mens de mikroorganismer som lever i anaerobe prosesser, skal ha et oksygenfritt miljø. De fleste renseanlegg rundt i verden baserer seg på aerobe prosesser, men det er en stigende interesse for anaerobe prosesser, spesielt i forbindelse med nitrogenfjerning og rensing i forbindelse med nitrogenfjerning og rensing av konsentrerte organiske industriavløp.

Man skiller også mellom bioslurrysystemer og biofilmsystemer. I bioslurrysystemer befinner mikroorganismene seg svevende i vannet aggregert sammen i slampartikler i en bioreaktor. I aerobe slurrysystemer, aktivslamsystemer, blir slampartiklene separert fra vannet og returnert til bioreaktoren for at man derigjennom skal kunne opprettholde en så høy biomasse som mulig.

I biofilmsystemer vokser mikroorganismene på faste flater i bioreaktoren. Biofilmen vokser i tykkelse etter hvert som

mikroorganismene formerer seg, og deler av biofilmen vil etter hvert flake av og ny biofilm etableres. I og med at biofilmen sitter fast og vannet beveger seg forbi, behøver ikke biomasse returneres for at mikroorganismene skal utnyttes best mulig.

I den senere tid har det vært en betydelig tendens til at biofilmsystemer har fortrengt slurrysystemer. Hovedårsakene til dette er: a. Biomassen pr. volumenhet kan gjøres betydelig høyere, noe

som resulterer i at bioreaktoren volummessig blir mindre.

b. Biofilmreaktorene tåler større variasjon i den

tilførte belastningen, og også i råvannets sammensetning, noe som gjør biofilmprosessene mer robuste enn aktivslamprosessene.

c. Konsekvensen av et sammenbrudd i den biologiske prosess har ikke så dramatiske følger i

biofilmprosesser som i aktivslamprosesser, som en følge av at slamkonsentrasjonen ut av bioreaktoren er langt lavere.

De biofilmreaktorene som i dag finnes, er basert på ulike systemer, slike som biorotorer (rotating biological contactors), rislefiltere (trickling filters) og hvirvelsandreaktorer (fluidized bed reactors). Eksempler på rislefiltere er gitt i britisk patent 2197308, EP-A2 301,237 og fransk patent 73.17859, hvor reaktoren er pakket med elementer som ikke beveges. Det finnes også biofiltre hvor bæremediet for biofilm er dykket og hvor vannvolumet luftes, men disse systemer baserer seg på et fast bæremateriale som sitter stasjonært i reaktoren, eller på skumgummiaktige elementer som får flyte i en aktivslamreaktor.

Aktivslamsystemene (slurrysystemene) har den ulempe at det kan være vanskelig å ha god kontroll på slamseparasjonen, med den følge at utilsiktede slamtap kan oppleves med alvorlige konsekvenser for resipienten.

En annen klar ulempe med disse systemene, er at reaktorvolumet blir meget stort som en følge av at biomassen pr. volumenhet i bioreaktoren blir liten.

I forhold til de tradisjonelle biofilmsystemene (biorotor og rislefilter) har imidlertid aktivslamsystemene den fordel at man har å gjøre med en åpen bioreaktor som ikke kan tettes til på noen måte.

Den største ulempen med biorotorsystemene, er at de baserer seg på en prefabrikert biorotor som gjør systemet svært lite fleksibelt. Det har vist seg å være betydelig mekaniske problemer med mange av biorotorsystemene, og dersom biorotoren bryter sammen, er det vanskelig å tilpasse biorotoren til et annet system. Det finnes riktignok flere eksempler på at biorotorreaktorer har blitt bygget om til biofilterreaktorer, men da med et system basert på stasjonært f iltermateriale.

Hovedulempen med det tradisjonelle biofiltersystem (risle-filter), hvor vannet risles over bærematerialet for biofilm og hvor oksygeneringen skjer gjennom naturlig ventilasjon, er at bioreaktorvolumet blir forholdsvis stort. Det er også en betydelig ulempe at man ved dette systemet ikke kan tilpasse den oksygenmengde som tilføres prosessen, til den mengde som bioprosessen forbruker og som svarer til den organiske belastning. Det er alminnelig kjent at disse forhold medfører at tradisjonelle biofiltre (rislefiltre) gir dårligere renseeffekt ved en gitt organisk arealbelastning enn de andre biofilmprosessene.

En annen type biofilter er det såkalte dykkede biofilteret. Prinsippet er her at et stasjonært biofiltermateriale er neddykket i reaktoren mens biomassen oksygeneres ved lufting.

Vokseflaten i det dykkede biofilteret er stasjonær og består som oftest av korrugerte plastflak sammenlimt til kuber som er plassert oppå hverandre som byggeklosser eller av vilkårlig plasserte enkeltelementer eller granulater som dog ligger stasjonære under drift av biofilteret. Den vesentligste ulempen med det stasjonære, dykkede biofilteret, er at det er meget vanskelig å komme til under biofilteret. Dersom biofilteret går tett fra undersiden, eller dersom lufterne, som sitter under biofilteret, går tett, må man ta ut hele biofilteret for å få det rengjort. Det har også vært et problem at hele biofilterelementer har flytt opp som en følge av delvis gjentetting og innfanging av store luftlommer i biofiltermaterialet.

Et annet system er den såkalte "fluidized bed"-bioreaktoren.

Denne bygger på at bioreaktoren er fylt med sand, og at vannet pumpes fra bunn mot topp i bioreaktoren med en så stor hastighet at sanden fluidiserer. Biofilmen vokser på sandkornene. I dette systemet kan man oppnå en meget stor biomasse pr. volumenhet av reaktoren, fordi det spesifikke vokseareal for biofilm blir meget stort.

Ulempene med systemet er forårsaket av den meget store organiske volumbelastning som dette medfører. Dette medfører at man i aerobe systemer ikke klarer å tilføre nok oksygen pr. volumenhet til å erstatte det oksygen som biomassen forbruker. Et annet problem i praksis har vist seg å være å skille biofilmen fra sandkornene i og med at disse er så små (typisk 0,4-0,6 mm).

Det finnes i tillegg endel andre systemer som ligger i grenselandet mellom de her omtalte tradisjonelle systemer. De fleste av disse systemene har som mål å øke biomassen pr. volumenhet av bioreaktoren gjennom etablering av en biofilm.

De fleste av disse alternative systemer baserer seg på en mellomting mellom et biofilmsystem og et aktivslamsystem ved at slam fra efterseparasjonen blir returnert fra efterseparasjons-bassenget, slik at det etableres en slurry-kultur i tillegg til biofilmkulturen i bioreaktoren. På denne måten ønsker man å få "både i pose og sekk".

Dette systemet er uheldig fordi:

a. Slamkonsentrasjonen inne i slamseparasjonsbassenget blir meget høy, noe som gir større risiko for resipienten ved

slamflukt.

b. Slurry-slammet vil virke organisk belastende på

biofilmen, noe som er demonstrert i flere forskningsarbeider.

En meget vesentlig ulempe med det system som baserer seg på at biomassen skal vokse på og i små skumplastteminger som flyter i bioreaktoren, er at disse terninger flyter så godt at de blir liggende å flyte på vannoverflaten av bioreaktoren og gir således dårlig kontakt mellom biomasse og det innkommende substrat. En annen vesentlig ulempe har vist seg å være at biomassen bare vokser utenpå terningen, og ikke i porevolumet, slik intensjonen var. Dette er en følge av at biofilmen på yttervolumet hindrer adkomst av vann og substrat til det indre volum.

Det er nå funnet at man kan unngå de vesentligste ulemper ved alle de ovenfor omtalte systemer, men samtidig kan man beholde de vesentligste fordeler ved hvert av disse.

Ved foreliggende fremgangsmåte for rensing av vann benytter man en ny type bærer for biofilm som kan anvendes i en bioreaktor hvor de aktuelle bioorganismer får vokse på bæreren.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes således en fremgangsmåte for vannrensning hvor avløpsvann føres inn i en reaktor som inneholder bærere med en biofilm som frembringer en ønsket omdannelse av forurensninger, og denne fremgangsmåte kjennetegnes ved at bærerne med biofilm holdes suspendert og omrørt i vannet i en reaktor med inn- og utløpsrør og eventuelt blandeinnretninger. Bærerne er partikkellignende plastelementer med overflate som er minst 1,5 ganger og særlig minst 2 ganger så stor som den ytre overflate av glatte elementer med samme dimensjoner. Elementenes egenvekt er 0,90-1,20, særlig 0,92-0,98 spesielt 0,92-0,96 kg/dm<5>. Noe av elementoverflaten er beskyttet mot slitasje ved at den er slik utformet at deler av den er lite utsatt for gnidning mot andre bærere eller mot reaktoren. Videre må elementene ha vegger som tillater lett passasje av vann.

Bærerens størrelse vil i vesentlig grad være et hensikts-messighetsspørsmål, og et hensiktsmessig område er elementer med tverrmål fra 0,2 til 3 cm, særlig fra 0,5 til 1,5 cm. Det skal imidlertid understrekes at det vesentlige er at bærerne kan holdes suspendert i reaktoren, og andre størrelser enn de som er nevnt ovenfor, vil kunne tenkes.

Hensiktsmessig er bæreren fremstilt av en myk plast slik at den ikke sliter hverken på andre bærere eller på selve reaktoren med tilbehør. Eftersom det her er tale om plast som i første rekke skal være et bæremateriale for bakteriefilm, kan man med fordel benytte resirkulert plast for fremstilling av bæreren.

Det er ingen spesiell begrensning med hensyn til utformingen av bæreren forutsatt at den har en stor overflate pr. vektenhet, den ovenfor angitte egenvekt, slik at den kan holdes suspendert, og den ovenfor angitte utformning. Hensiktsmessige bærere kan bestå av stykker av et rør med innvendige skillevegger. Både på rørets ytter- og innervegger samt skilleveggene vil det etableres et biofilm-

belegg av den ønskede bakteriekultur. Prinsippielt bør man ha så mange skillevegger som mulig slik at overflaten blir ekstra stor, men på den annen side må man ta hensyn til at åpningene mellom skilleveggene ikke må bli så små at åpningene tilstoppes. Når bæreren har form av et stykke av et rør med innvendige skillevegger, kan det være hensiktsmessig at rørveggen omfatter innbuktninger slik at ytterveggen utsettes for mindre gnidning mot andre bærere eller mot reaktoren ved

bruk. Derved beholdes også biofilmen på bærerens yttervegg mer intakt. Et rør som anvendes for fremstilling av bæreren, kan f.eks. hensiktsmessig ha indre vegger som danner et kors. De indre vegger i røret kan også hensiktsmessig være utformet slik at de danner et bikake-lignende mønster, men andre mønstre som medfører stor overflate og god passasje, kan like gjerne benyttes.

Særlig hensiktsmessig er bæreren et stykke av et ekstrudert rør med skillevegger i rørets lengderetning og med "finner" på yttersiden. Grunnen til at en slik bærer er særlig fordelaktig, er at den vil være meget lettvint å fremstille, i motsetning til bærer som er fremstilt ved andre mulige metoder, f.eks. presstøpning, hvor hver bærer må fremstilles individuelt. Ved ekstrudering ekstruderes et rør kontinuerlig og kuttes opp i passende stykker. Alle skilleveggene vil da være i rørets lengderetning, slik at uansett hvor røret snittes opp vertikalt på lengderetningen, vil tverrsnittet være det samme.

I tillegg til at bæreren inneholder innvendige skillevegger, er det funnet hensiktsmessig at den også har "finner" på utsiden, slik at den er i form av et stykke av et ekstrudert rør med skillevegger i rørets lengderetning både innenfor og utenfor rørets omkrets. Ved en slik utforming får man en særlig stor overflate med forholdsvis lite materiale, f.eks. plast, i forhold til overflaten. I likhet med de innvendige flater i røret, vil også de ytre flater som er i nærheten av der hvor "finner" kommer ut fra rørets omkrets, være beskyttet mot slitasje av biofilmen ved bruk.

En egnet form for en bærer med "finner" er vist ved tverrsnittet på figur 1. Sett fra siden vil bæreren se ut som et rektangel. Dette er omtrent den enkleste utforming man kan tenke seg. En annen utforming er vist på figur 2, hvor røret har kvadratisk tverrsnitt og er forsynt med en rekke innvendige vegger. En modifikasjon av denne utførelsesform er vist på figur 3, hvor både de indre vegger og ytterveggene strekker seg ut over rørets omkrets slik at man får de ovenfor omtalte "finner". Som vist på fig. 1 behøver slike "finner" ikke bare å være en fortsettelse av indre vegger eller yttervegger, men kan også være selvstendige "finner" mellom de som f.eks. er vist på figur 3.

Bæreren anvendes i reaktorer for vannrensning ved at en tilpasset mengde av bærere innføres i en reaktor, og vann som skal renses, behandles i reaktoren ved at biofilmen som etableres og vil vokse på bærerne, forårsaker den ønskede omdannelse av forurensninger. Hensiktsmessig anvendes en reaktor med vanninnløp i bunnen og utløp for renset vann øverst, men en slik plassering er ikke nødvendig, særlig hvis man anvender egnede blande- og sirkulasjonsinnretninger. Reaktoren er hensiktsmessig forsynt med en silanordning hvor maskevidden er mindre enn det minste tverrsnitt av bæreren. Dette skal tjene til å hindre at bærerne unnslipper fra reaktoren. Bærerne kan lettvint pumpes ut og inn av reaktoren, og vedlikehold krever ingen driftsstans.

Bærerne, anvendelsen av dem, reaktoren og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utgjør et system som sammenlignet med de ovenfor beskrevne, tidligere kjente systemer, har en rekke fordeler: Reaktorvolumet er helt åpent og vokseflaten for biofilm, som består av faste ikke-porøse partikler, svever rundt om i bioreaktoren, idet egenvekten på partiklene er svært nær 1, 0 kg/dm3 .

Bioreaktoren kan være helt lukket, og bærematerialet er dykket, hvilket muliggjør optimal kontakt mellom forurensningene i vannet og mikroorganismene på bærematerialet samt fullstendig kontroll med eventuelle luktstoffer fra prosessen.

Bioreaktoren kan oksygeneres gjennom lufting, noe som muliggjør korrekt tilpasning mellom forbruk og tilførsel av oksygen. Den organiske belastningen kan således tilpasses den som er i overensstemmelse med den som biomassen forbruker.

Systemet i henhold til oppfinnelsen har den samme fordel som aktivslamsystemene ved at reaktoren er åpen og derfor ikke kan tilstoppes. Videre kan reaktoren ha praktisk talt hvilken som helst form.

En meget stor fordel med det foreliggende system, i forhold til de andre biofilmsystemene, er at eksisterende aktivslamsystemer meget enkelt kan ombygges slik at systemet ifølge oppfinnelsen kan tilpasses eksisterende anlegg basert på aktiv-slam-prinsippet. En slik ombygging er meget komplisert med de andre biofilmsystemene.

Den primære forskjell mellom det her foreliggende system og det dykkede biofilteret omtalt ovenfor, er at vokseflaten for biofilm i det foreliggende system beveger seg rundt om i bioreaktoren som en følge av den turbulens som skapes av luftingen eller av hydrodynamiske krefter, mens vokseflaten i det dykkede biolfilteret, som nevnt ovenfor, er stasjonær, og vanligvis består av korrugerte plastflak sammenlimt til kuber som er plassert oppå hverandre som byggeklosser eller enkeltelementer eller granuler som er vilkårlig plassert i bioreaktoren, men som dog ligger stasjonære under driften av biofilteret.

I det foreliggende system vil en gjentetting av biofilter-mediet ikke være mulig idet biofiltermediet jo ikke er stasjonært, men beveger seg med strømlinjene i bioreaktoren. Dersom lufterne i reaktoren går tett, er det meget lett å ta ut biof iltermediet ved at det ganske enkelt kan pumpes ut. Likeledes kan det pumpes inn i bioreaktoren ved igangstarting av prosessen.

Når bioreaktoren benyttes til anaerobe prosesser, hvor det ikke luftes, utsettes bioreaktormediet for kontinuerlig eller sporadisk omrøring f.eks. gjennom en propellomrører eller ved rundpumping. Sannsynligheten for gjentetting er følgelig meget liten i motsetning til ved et stasjonært biofilter, hvor gjentettingsfaren i et anaerobt system er ganske stor. Det kan her være aktuelt å varme opp reaktorinnholdet for å øke omsetningshastighetene i de anaerobe prosessene.

I det foreliggende system kan man selv bestemme hvilken overflate pr. volumenhet man vil operere ved, og dette medfører at man kan tilpasse oksygentilførselen nøyaktig til oksygenforbruk som oppleves. Oksygentilførselen kan også tilpasses slik at luft i stedet for ren oksygen kan benyttes for oksygenering.

Partiklene som biofilmen vokser på, er forholdsvis store, og de synker ikke, men flyter, eller holdes flytende, slik at partikkeltettheten kan velges uavhengig av den vannmengden man ønsker å kjøre gjennom reaktoren.

I systemet ifølge oppfinnelsen skal slam normalt ikke returneres til bioreaktoren i den hensikt å øke biomassen. Dette forhindrer imidlertid ikke at slam kan returneres dersom f.eks. systemet benyttes i eksisterende aktivslamanlegg.

Et særlig formål ved oppfinnelsen er å oppnå større nedbrytningshastighet av substrat pr. volumenhet av reaktor enn det som oppnås med konkurrerende systemer og derved oppnå lavere omkostninger pr. nedbrutt vektenhet substrat.

Formålet oppnås ved at biofilm får vokse på bærerne ifølge oppfinnelsen, plassert i en reaktor som gjennomstrømmes av det vann som skal renses.

Når det skal foregå en aerob biologisk prosess i reaktoren, luftes reaktorens innhold. Gjennom luftingen blir bærerne totalt omblandet i reaktorvolumet og en god kontakt mellom biofilmen, som vokser på bærerne, og substratet i avløpsvannet blir dermed sikret.

Når det skal foregå en anaerob prosess i bioreaktoren, blir reaktorens innhold ikke luftet. Total omblanding av reaktorens innhold blir da sikret f.eks. ved mekanisk omrøring (propellomrører) eller ved rundpumping av reaktorens innhold.

Normalt vil bærerne holdes tilbake i reaktoren ved at vannet strømmer ut av reaktoren gjennom en silflate med lysåpning mindre enn bærernes tverrsnitt. I spesialanvendelser, f.eks. ved biologisk fosforfjerning, vil det være aktuelt å la bærerne følge vannet ut av reaktoren for senere å bli avskilt og returnert til reaktoren. Dette gjøres i så fall for å la biofilmen som vokser på bærerne,

gjennomstrømme både en aerob og en anaerob reaktor.

- Reaktorene kan i prefabrikert utførelse være fullstendig lukket både ved aerobe og ved anaerobe prosesser. Dette muliggjør fullstendig kontroll med den lukt som kan produseres i reaktoren. Både ved bruk av reaktoren i aerobe og anaerobe prosesser, blir avgassene fra prosessen fanget opp og ledet bort. I aerobe prosesser består avgassene primært av karbondioksyd og mindre mengder av andre gasser som slippes til luft,

eventuelt etter en separat luktfjerning. I anaerobe prosesser består avgassene primært av metan og karbondioksyd med mindre mengder av andre gasser. Denne biogassen har høy varmeverdi og kan følgelig eventuelt benyttes til energiproduksjon.

Når oppfinnelsen utnyttes for å oppgradere eksisterende renseanlegg, vil reaktoren normalt være åpen i og med at man da vil utnytte allerede tilgjengelige bassenger (f.eks. luftetanker i aktivslamanlegg).

Mengden av bærere i reaktoren vil variere med anvendelses-området og det reaktorvolum som er til disposisjon. Normalt vil mengden være slik at bærerne ved tom tank opptar 3 0-7 0% av reaktorvolumet. Mengden kan imidlertid tilpasses den substrat-belastningen reaktoren er forutsatt å arbeide ved. Mengden kan således bli bestemt av den oksygeneringskapasitet reaktoren har.

De tre viktigste verdier som må bestemmes i en dimensjonering av bioreaktoren, er reaktorens volum, antall bærere pr. volumenhet og tilført oksygenmengde (for det tilfellet at man har en aerob reaktor).

Selve reaktoren kan bygges i hvilket som helst av de aktuelle materialer, men de prefabrikerte, lukkede reaktorer vil normalt bygges i stål eller GAP, mens de åpne reaktorene normalt vil bygges i betong eller stål.

Biofilmslammet kan separeres nedstrøms bioreaktoren ved hvilken som helst av de aktuelle partikkelseparasjonsmetodene som f.eks. sedimentering, fIotasjon, filtrering og membran-teknikk.

Som beskrevet generelt ovenfor, kan bioreaktoren anvendes til alle rensetekniske prosesser som bygger på biologisk nedbrytning av et stoff som ønskes fjernet.

De vanligste anvendelsesområdene vil imidlertid være: Fjerning av organisk stoff i avløpsvann gjennom aerob omsetning.

Fjerning av organisk stoff i konsentrerte organiske avløp gjennom anaerob omsetning.

Fjerning av ammonium gjennom oksydasjon til nitritt og nitrat gjennom aerob omsetning (nitrifikasjon).

Fjerning av nitrogen gjennom reduksjon av nitritt og nitrat til nitrogengass gjennom anaerob (anoksisk) omsetning (denitrifikasjon).

Fjerning av fosfor gjennom aerob/anaerob omsetning.

Oppfinnelsen medfører følgende fordeler ved rensing av avløpsvann: Bioreaktoren ifølge oppfinnelsen krever et lavere reaktorvolum for å fjerne en gitt vektenhet av forurensningskomponent (organisk stoff, ammonium, osv.) enn eksisterende tradisjonelle utforminger, fordi biomassen pr. volumenhet er høyere.

I prefabrikert form er den foreliggende bioreaktoren normalt lukket, slik at man har bedre kontroll med eventuelt luktende gasser enn i de tradisjonelle løsninger.

I aerob utførelse har man bedre mulighet til å

tilpasse oksygentilførselen til oksygenbehovet enn i andre tradisjonelle biofilmreaktorer.

På grunn av den store kontaktflaten mellom biomassen og den tilførte luften, er det grunn til å anta at oksygenet blir bedre utnyttet i den foreliggende reaktor enn i tradisjonelle aktivslamanlegg. Dette vil medføre redusert luftbehov og følgelig lavere energikostnader til drift av den foreliggende reaktor sammenlignet med aktivslamsystemer.

Reaktoren får tilnærmet samme utforming både i aerob og anaerob utførelse. Dette innebærer at man enkelt kan bygge en aerob om til en anaerob og vice versa. Dette er spesielt en fordel ved de systemer som krever både et aerobt og et anaerobt steg, f.eks. systemer for biologisk fjerning av nitrogen og fosfor.

I forhold til dykkede biofiltre med stasjonær vokseflate for biofilm, er den vokseflate for biofilm som man her legger opp til, langt enklere å fjerne fra reaktorbeholderen, noe som forenkler rengjøring, tilsyn og vedlikehold både av reaktorbeholder og luftesystem og som reduserer faren for gjentetting av vokseflatemediet.

Eksisterende biologiske renseanlegg basert på

aktivslam kan meget enkelt øke sin kapasitet ved at eksisterende reaktorer blir benyttet til systemet ifølge oppfinnelsen.

En enkel reaktor er vist på figur 4, hvor reaktoren 1 er en sylinder som inneholder bærere 2 for biofilm. Reaktoren er ved utløpet for renset vann 5 utstyrt med en silanordning 3 Vann innføres gjennom et rør ved beholderens bunn 4, og avgassen slippes ut gjennom et rør i toppen 6. Skumdannelse kan forhindres ved hjelp av et dysesystem 7 som kan sprøyte vann på overflaten. Figur 5 viser reaktoren utstyrt med en luftinnblandingsanordning 8 som tilføres luft gjennom en ledning 9. Denne reaktor er tenkt for aerobe prosesser. Figur 6 og 7 viser reaktorer som er utstyrt med røreinn-retninger til bruk ved anaerobe prosesser, men som ellers er lik reaktoren på figur 4. På figur 6 er røreinnretningen en motordrevet propellrører 10, og på figur 7 en

sirkulasjonspumpe 11 i et tilkoblet sirkulasjonsrør 12.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for vannrensning hvor avløpsvann føres gjennom en reaktor som inneholder bærere på hvilke det vokser en biofilm som frembringer en ønsket omdannelse av forurensninger, karakterisert ved at det anvendes bærere som er partikkellignende plastelementer som har a) en overflate som er minst 1,5 ganger så stor som den ytre overflate av glatte elementer med samme dimensjoner, og b) en egenvekt i området 0,90-1,20, normalt 0,92-0,98, særlig 0,92-0,96 kg/dm3, og c) noe av overflaten beskyttet mot slitasje ved at overflaten er slik utformet at deler av den er lite utsatt for gnidning mot andre bærere eller mot reaktoren ved bruk, og d) vegger som tillater lett passasje av vann, idet bærerne med biofilm holdes suspendert og i bevegelse i vannet i reaktoren.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes bærere med en overflate som er minst 2 ganger så stor som den ytre overflate av et glatt element med samme dimensjoner.

3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 og 2, karakterisert ved at det anvendes bærere med lineære dimensjoner i området 0,2-3 cm, særlig 0,5-1,5 cm.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det anvendes bærere som er fremstilt av en myk plast, eventuelt resirkulert plast, og er i form av et stykke av et rør med innvendige skillevegger.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at det anvendes bærere som er stykker av et ekstrudert plastrør.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det anvendes bærere som er stykker av et ekstrudert rør med skillevegger i rørets lengderetning innenfor omkretsen, og finner på utsiden i lengderetningen.

7. Reaktor (1) for aerob, anoksisk eller anaerob vannrensning, omfattende inn-(4) og utløpsrør (5,6) og eventuelt blandeinnretninger (10), karakterisert ved at den inneholder et større antall bærere (2) for biofilm, som anvendes ved fremgangsmåten i henhold til et av kravene 1-6, idet volumet av bærerene i en tom reaktor utgjør 30-70 % av reaktorvolumet.

8. Reaktor ifølge krav 7, karakterisert ved at den omfatter en silanordning (3) for å skille bærere fra væsken ved utløps-røret (5) .

9. Reaktor ifølge et av kravene 7 og 8 for aerob vannrensning, karakterisert ved at den omfatter en luftinnblandingsanordning (8) som tilføres luft gjennom et lufttilførselsrør (9).

10. Reaktor ifølge et av kravene 7 og 8 for anaerob vannrensning, karakterisert ved at den omfatter blandeutstyr i form av en mekanisk rører (10) eller en sirkulasjonspumpe (11) .