NO330212B1

NO330212B1 - Integrated process for treatment of wastewater and wastewater from wastewater as well as wastewater treatment

Info

Publication number: NO330212B1
Application number: NO20076606A
Authority: NO
Inventors: Rune Bakke
Original assignee: Waterment As
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2011-03-07
Also published as: NO20076606L; WO2009082237A1

Abstract

Apparat og fremgangsmåte for å behandle avløpsvann og illeluktende avgasser, med lav mekanisk kompleksitet. Apparatet består av tre kamre (I, II, III) til hvilke én luftpumpe (7a) sørger for lufttilførsel til aktivslam- og biofilmprosesser. Samme pumpe (7a) virker til å tilveiebringe slamretur fra sedimenteringssonen (6) til en blandet bioreaktorsone (4), virker til å pumpe væske opp gjennom sedimenteringssonen for å tilveiebringe et slamteppe samt gir en pumpevirkning som sørger for blanding av bioreaktorsonen (4) og fortrenger de illeluktende gasser fra første behandlingstrinn (I) til siste behandlingstrinn (III) hvor odørene blir adsorbert og fjernet med biologiske reaksjoner. Behandlingskapasiteten av siste trinn som er et rislefilter (9) er økt gjennom å inkludere minst én utjevningstank (8) i filtermassen av rislefilteret.Apparatus and method for treating waste water and foul-smelling exhaust gases, with low mechanical complexity. The apparatus consists of three chambers (I, II, III) to which one air pump (7a) provides air supply for activated sludge and biofilm processes. The same pump (7a) acts to provide sludge return from the sedimentation zone (6) to a mixed bioreactor zone (4), acts to pump liquid up through the sedimentation zone to provide a sludge blanket and provides a pumping action which ensures mixing of the bioreactor zone (4) and displaces the malodorous gases from the first treatment step (I) to the last treatment step (III) where the odors are adsorbed and removed by biological reactions. The treatment capacity of the last stage which is a trickle filter (9) is increased by including at least one equalization tank (8) in the filter mass of the trickle filter.

Description

Oppfinnelsens område Field of the invention

Foreliggende oppfinnelse angår sammensetning av en fremgangsmåte for å fjerne oppløst og partikulær forurensninger i avløpsvann. The present invention relates to the composition of a method for removing dissolved and particulate pollutants in waste water.

Bakgrunn Background

Mange hus, rekreasjonshjem, hytter etc, som ikke er koblet til offentlig kloakk, har separat håndtering av toalettavfall. De resterende avløpsvann fra vask og kjøkkenaktiviteter, betegnet gråvann, trenger også behandling. Tilgjengelige løsninger er temmelige kostbare og/ eller kompliserte selv om gråvann er mye mindre krevende å behandle enn vanlig kloakk siden det ikke inneholder fekalier, urin eller toalettpapir. Many houses, recreation homes, cabins etc., which are not connected to public sewerage, have separate handling of toilet waste. The remaining waste water from washing and kitchen activities, known as gray water, also needs treatment. Available solutions are quite expensive and/or complicated, although greywater is much less demanding to treat than ordinary sewage since it does not contain faeces, urine or toilet paper.

Eksisterende løsninger for gråvann krever biofiltere nesten like store som for vanlig avløpsvann, for å være i stand til å håndtere store variasjoner i belastning. Noen bruker buffertanker før biofilteret for å utjevne strømningen, pumping av vannet fra tanken til biofilteret for å jevne ut store variasjoner i mengde av avløpsvann. Under perioder når filteret ikke er i bruk og det ikke er noe vann å behandle, kan filteret tørke ut og skade kulturen, noe som fører til en periode med lav behandlingseffektivitet når filteret igjen settes i bruk. Andre løsninger benytter pumper for å resirkulere vannet fra tanken etter biofilteret til biofilteret for å øke kontakttiden mellom vannet og filtermediet. Eksisterende løsninger produserer miljømessig uvennlige gasser med ubehagelige odører og er derfor utstyrt med ventilasjon over bygningstak for å spre odørene og redusere ubehaget. Existing solutions for gray water require biofilters almost as large as for ordinary waste water, in order to be able to handle large variations in load. Some use buffer tanks before the biofilter to equalize the flow, pumping the water from the tank to the biofilter to equalize large variations in the amount of waste water. During periods when the filter is not in use and there is no water to treat, the filter can dry out and damage the culture, leading to a period of low treatment efficiency when the filter is put back into use. Other solutions use pumps to recycle the water from the tank after the biofilter to the biofilter to increase the contact time between the water and the filter media. Existing solutions produce environmentally unfriendly gases with unpleasant odors and are therefore equipped with ventilation above building roofs to disperse the odors and reduce discomfort.

Behandlingsanlegg for gråvann på markedet består av en filterenhet eller en septiktank som første behandlingstrinn. Det neste og siste behandlingstrinn for slike anlegg er et rislefilter som er ganske stort siden det er det eneste biologiske behandlingselement i slike anlegg. Rislefiltre er den eldste teknikk for biologisk behandling av avløpsvann, oppfunnet i Tyskland på midten av 1800 tallet. Det er ikke en effektiv metode og er følsom for belastningsvariasjoner som er typiske for små installasjoner for behandling av gråvann. Den store størrelsen av slike rislefilterkammer har to vesentlige ulemper. For det første krever de stor plass (typisk et stort hull i bakken) og for det andre krever de et relativt avansert vannfordelingssystem på toppen for å sikre at vannet blir fordelt over hele filtermediet. Som en alternativ løsning til rislefilter blir det av og til benyttet en anlagt våtmark, men også denne teknikken krever stor plass og betydelig anleggsarbeid. Ingen av disse løsninger er utstyrt med luftbehandling og kan derfor slippe ut ubehagelige odører. Treatment plants for gray water on the market consist of a filter unit or a septic tank as the first treatment step. The next and final treatment step for such facilities is a trickle filter which is quite large as it is the only biological treatment element in such facilities. Trickle filters are the oldest technique for biological treatment of waste water, invented in Germany in the middle of the 19th century. It is not an efficient method and is sensitive to load variations typical of small greywater treatment installations. The large size of such trickle filter chambers has two significant disadvantages. Firstly, they require a lot of space (typically a large hole in the ground) and secondly, they require a relatively advanced water distribution system on top to ensure that the water is distributed over the entire filter medium. As an alternative solution to trickling filters, a constructed wetland is sometimes used, but this technique also requires a lot of space and considerable construction work. None of these solutions are equipped with air treatment and can therefore emit unpleasant odours.

Formål Purpose

Det er et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for adekvat å behandle avløpsvann og odører fra avløpsvann i en prosess som kan bli utført i portable tanker og beholdere og som kan opereres med lave energikostnader og andre kostnader. It is an aim of the present invention to provide a method for adequately treating waste water and odors from waste water in a process which can be carried out in portable tanks and containers and which can be operated with low energy costs and other costs.

Det er videre et formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe et apparat egnet for å utøve en slik fremgangsmåte og hvis mekaniske kompleksitet og konstruksjonskostnader holdes ved et minimum. It is a further object of the invention to provide an apparatus suitable for carrying out such a method and whose mechanical complexity and construction costs are kept to a minimum.

Foreliggende oppfinnelse Present invention

Formålene ovenfor er oppnådd ved apparatet og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Apparatet er definert i patentkrav 1 og fremgangsmåten er definert i patentkrav 16. Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav. The above objectives have been achieved by the apparatus and method according to the present invention. The apparatus is defined in patent claim 1 and the method is defined in patent claim 16. Preferred embodiments of the invention appear from the independent patent claims.

Oppfinnelsen er en ny kombinasjon av renseteknikker som omfatter i hovedsak tre trinn. Vannet blir renset i en rekke av reaktorer eller kamre på en måte som ikke tillater luft eller odører å unnslippe bortsett fra ved deres respektive utløpsåpninger. Luft sendes gjennom de samme kamre, men i en annen rekkefølge enn vannet. The invention is a new combination of cleaning techniques which mainly comprises three steps. The water is purified in a series of reactors or chambers in a manner that does not allow air or odors to escape except at their respective outlet openings. Air is passed through the same chambers, but in a different order than the water.

Ett trekk ved oppfinnelsen er sirkulasjon av luft i en lukket sløyfe hvor en luftpumpe tjener flere formål. Apparatet består av 3 lukkede kamre eller tanker hvor vann og luft bare kan komme inn og forlate apparatet gjennom tette åpninger og rør for slike transportformål. Med "tette" forstås at ingen luft eller odører er i stand til å unnslippe fra kamrene til omgivelsene bortsett fra det sluttlige utløp. One feature of the invention is the circulation of air in a closed loop where an air pump serves several purposes. The device consists of 3 closed chambers or tanks where water and air can only enter and leave the device through sealed openings and pipes for such transport purposes. By "tight" is meant that no air or odors are able to escape from the chambers to the environment except for the final outlet.

Det urene avløpsvann kommer inn i første kammer (kammer I) gjennom et rør med vannlås for å hindre at luft kan strømme tilbake i røret. Vannet blir typisk filtrert gjennom et filter eller en porøs filterpose som henger fra et stativ i første kammer for å fjerne større partikler, så som hår. Vannet kan deretter strømme enten ved gravitasjon eller bli pumpet til andre kammer (kammer The impure waste water enters the first chamber (chamber I) through a pipe with a water trap to prevent air from flowing back into the pipe. The water is typically filtered through a filter or porous filter bag hanging from a stand in the first chamber to remove larger particles, such as hair. The water can then flow either by gravity or be pumped to other chambers (chamber

II) . II).

Det andre kammer er generelt anordnet som en biologisk behandlingsreaktor som inneholder suspenderte og/ eller festede mikrobiologiske kulturer og en sedimenteringssone for å skille kulturen fra væsken som forlater kammeret. Mer typisk er det andre kammer anordnet som en hybrid bioreaktor som kombinerer aktivslam prinsippet og b/'o//7mprinsippet og omfatter to soner. Vannet kommer først inn i en sone definert som bioreaktoren og strømmer videre til en separat sone for sedimentering av partikler før den strømmer av gravitasjon til et tredje kammer (kammer III) . Partiklene separert ved sedimentering består i hovedsak av bakterier vokst av det organiske materiale som skal fjernes fra vannet og de blir kontinuerlig transportert tilbake til bioreaktorsonen. Det er en vannlås mellom andre og tredje kammer for å hindre luft fra å strømme med vannet. The second chamber is generally arranged as a biological treatment reactor containing suspended and/or attached microbiological cultures and a sedimentation zone to separate the culture from the liquid leaving the chamber. More typically, the second chamber is arranged as a hybrid bioreactor which combines the activated sludge principle and the b/'o//7m principle and comprises two zones. The water first enters a zone defined as the bioreactor and flows on to a separate zone for sedimentation of particles before flowing by gravity to a third chamber (chamber III). The particles separated by sedimentation mainly consist of bacteria grown from the organic material to be removed from the water and they are continuously transported back to the bioreactor zone. There is a water trap between the second and third chambers to prevent air from flowing with the water.

Det tredje kammer består av en tilpasset versjon av et konvensjonelt rislefilter. Tilpasningene er: 1. Luft fra de tidligere to kamre blir innført gjennom et rør i dreneringssonen i bunnen for å kunne benytte rislefilteret til å fange og biologisk bryte ned gasser og odører fra det urene avløpsvann og de første behandlingstrinn. 2. Rislefilteret har en integrert strømningsutjevner for å gjøre filteret i stand til å håndtere store belastningsvariasjoner av gråvann fra hytteboliger. The third chamber consists of an adapted version of a conventional trickle filter. The adaptations are: 1. Air from the previous two chambers is introduced through a pipe in the drainage zone at the bottom to be able to use the trickle filter to capture and biologically break down gases and odors from the impure wastewater and the first treatment steps. 2. The trickle filter has an integrated flow equalizer to enable the filter to handle large load variations of greywater from cottage homes.

Unikheten av oppfinnelsen ligger i måten som luften blir tilført fra en enkelt pumpe til å tjene flere formål i den beskrevne prosess bestående av 3 kamre. The uniqueness of the invention lies in the way in which the air is supplied from a single pump to serve several purposes in the described process consisting of 3 chambers.

Luften blir pumpet gjennom et rør inn i andre kammer hvor det blir innført gjennom spredere ved bunnen av vertikale rør i grenseflaten mellom de to soner. Luftbobler stiger vertikalt inne i rørene, betegnet stigerør, og trekker med seg væske fra bunnen av sedimenteringssonen til bioreaktorsonen, tilfører oksygen til vannet og pumper samtidig partikler med aktiv biomasse fra sedimenteringen tilbake til bioreaktoren. Denne pumpevirkning tilfører også den nødvendige blanding av bioreaktoren for å holde biomassen suspendert og i kontakt med den organiske materie i vannet som skal fjernes av biomassen. Denne pumpevirkning er slik innrettet at den også pumper vann fra et nivå nær toppen av sedimenteringssonen for å opprettholde en kontinuerlig vertikal strømning i sedimenteringssonen for derved å bevirke en mer effektiv sedimentering som følge av interaksjon av partikler som skal separeres, slik det er kjent fra teknologi betegnet "slamteppeteknikk" ("up-flow sludge bed"). Luften innført i kammer II har bare en vei den kan slippe ut fra dette kammeret og det er gjennom et rør til kammer I hvor den strømmer gjennom kammeret og fortrenger luften med odører fra avløpsvannet og inn i et nytt rør som leder til bunnen av kammer III. The air is pumped through a pipe into other chambers where it is introduced through diffusers at the bottom of vertical pipes in the interface between the two zones. Air bubbles rise vertically inside the pipes, known as risers, and draw liquid with them from the bottom of the sedimentation zone to the bioreactor zone, adding oxygen to the water and at the same time pumping particles of active biomass from the sedimentation back to the bioreactor. This pumping action also supplies the necessary mixing to the bioreactor to keep the biomass suspended and in contact with the organic matter in the water to be removed by the biomass. This pumping action is arranged to also pump water from a level near the top of the sedimentation zone to maintain a continuous vertical flow in the sedimentation zone to thereby effect a more efficient sedimentation due to the interaction of particles to be separated, as is known in the art termed "sludge blanket technique" ("up-flow sludge bed"). The air introduced into chamber II has only one way it can escape from this chamber and that is through a pipe to chamber I where it flows through the chamber displacing the air with odors from the waste water and into a new pipe leading to the bottom of chamber III .

Luften strømmer til slutt opp gjennom filteret i kammer III og tjener to ytterligere formål. Luften tilfører oksygen til biomassen som gror på filtermediet slik at en aerob nedbrytning av organisk materie kan finne sted. Denne luften inneholder også molekyler med "lukt" fortrengt fra kammer I og disse molekyler blir adsorbert i væsken og biofilmen og blir aerobt nedbrutt. Luften blir deretter renset før den blir sluppet fri gjennom et rør ved toppen av kammer III. The air finally flows up through the filter into chamber III and serves two additional purposes. The air adds oxygen to the biomass that grows on the filter medium so that an aerobic breakdown of organic matter can take place. This air also contains molecules with "odor" displaced from chamber I and these molecules are adsorbed in the liquid and the biofilm and are aerobically degraded. The air is then cleaned before being released through a pipe at the top of chamber III.

Kort omtale av figurene Brief description of the figures

Oppfinnelsen blir beskrevet med henvisning til de vedlagte figurer, hvor: The invention is described with reference to the attached figures, where:

Figur 1 er en illustrasjon av luft og vann som strømmer gjennom det komplette anlegg omfattende 3 prosesskamre. Figur 2 er en illustrasjon av hybridreaktoren omfattende aktivslam, biofilm og slamteppeteknikker operert med en luftkompressor. Figur 3 er en illustrasjon av et rislefilter med strømningsutjevning for behandling av vann og luft. Figure 1 is an illustration of air and water flowing through the complete plant comprising 3 process chambers. Figure 2 is an illustration of the hybrid reactor comprising activated sludge, biofilm and sludge blanket techniques operated with an air compressor. Figure 3 is an illustration of a trickle filter with flow equalization for treating water and air.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen Detailed description of the invention

Den følgende beskrivelse er en beskrivelse av foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen med henvisning til de vedlagte tegninger. The following description is a description of preferred embodiments of the invention with reference to the attached drawings.

Figur 1 vises en utførelsesform av hele apparaturen og prosessen ifølge oppfinnelsen. Apparatet 3 omfatter tre kamre hvor en enkelt kompressor eller luftpumpe 7a med to utløp 7b tilfører luft til prosessen og tjener flere formål i alle tre kamre. Luften blir pumpet fra luftkompressor 7a som befinner seg utenfor kamrene, gjennom to rør 7b inn i andre kammer hvor den blir innført gjennom fordelere (diffusere) ved bunnen av vertikale rør og tilfører oksygen til den biologiske reaksjonen, blander væske for å holde biomassen suspendert og tilfører en pumpevirkning for å transportere biomasse fra en sedimenteringssone tilbake til en bioreaktorsone 4 (se også figur 2) og for å opprettholde en vertikal vannstrøm i sedimenteringssonen 6. Det er en vannlås mellom andre og tredje kammer for å hindre luft fra å strømme med vannet. Luften blir derfor tvunget fra kammer II gjennom kammer I ved hjelp av rørstykke 7c for å lufte ut fra denne og fortrenge illeluktende gasser ut av kammer I og til bunnen av kammer III gjennom rørstykke 7d. Luften strømmer opp gjennom kammer III i motstrøm til avløpsvannet, for å tilføre oksygen til biomassen som gror på filtermedia slik at en aerob nedbrytning av organisk materiale i avløpsvannet kan finne sted. Denne luften inneholder også illeluktende molekyler som er fortrengt fra kammer I og disse molekyler blir adsorbert av væsken og biofilmen og aerobt nedbrutt. Luften blir renset før den passerer gjennom et rørstykke 7e ved toppen av kammer III. Kammer III huser et rislefilter med et integrert kammer for strømningsutjevning, for å øke kontakttiden mellom vannet og filtermedia (figur 3). Figure 1 shows an embodiment of the entire apparatus and process according to the invention. The apparatus 3 comprises three chambers where a single compressor or air pump 7a with two outlets 7b supplies air to the process and serves several purposes in all three chambers. The air is pumped from air compressor 7a located outside the chambers, through two pipes 7b into other chambers where it is introduced through distributors (diffusers) at the bottom of vertical pipes and supplies oxygen to the biological reaction, mixing liquid to keep the biomass suspended and adds a pumping action to transport biomass from a settling zone back to a bioreactor zone 4 (see also Figure 2) and to maintain a vertical water flow in the settling zone 6. There is a water trap between the second and third chambers to prevent air from flowing with the water . The air is therefore forced from chamber II through chamber I by means of pipe section 7c to vent from this and displace foul-smelling gases out of chamber I and to the bottom of chamber III through pipe section 7d. The air flows up through chamber III in countercurrent to the waste water, to supply oxygen to the biomass growing on the filter media so that an aerobic breakdown of organic material in the waste water can take place. This air also contains malodorous molecules that have been displaced from chamber I and these molecules are adsorbed by the liquid and the biofilm and aerobically degraded. The air is cleaned before it passes through a piece of pipe 7e at the top of chamber III. Chamber III houses a trickle filter with an integrated chamber for flow equalization, to increase the contact time between the water and the filter media (Figure 3).

Det ubehandlede avløpsvannet kommer inn i første kammer gjennom et rør utstyrt med en vannlås 1 for å hindre luft i å strømme tilbake inn i røret. Vannet blir filtrert gjennom en filterpose 2 som henger i luften fra et stativ i første kammer for å fjerne større partikler, så som hår, for å hindre tetting i prosessen nedstrøms. Filterposen 2 kan bli løftet ut, tømt og satt tilbake i samme posisjon. Filterposen må tømmes før den blir full eller tettet. Vannet kan strømme enten av gravitasjon eller bli pumpet 3 til andre kammer. The untreated waste water enters the first chamber through a pipe equipped with a water trap 1 to prevent air from flowing back into the pipe. The water is filtered through a filter bag 2 suspended in the air from a stand in the first chamber to remove larger particles, such as hair, to prevent clogging in the downstream process. The filter bag 2 can be lifted out, emptied and put back in the same position. The filter bag must be emptied before it becomes full or clogged. The water can flow either by gravity or be pumped 3 to other chambers.

Andre kammer er en hybrid bioreaktor som kombinerer aktivslamprinsippet, slamteppeprinsippet (sludge bed) og biofilmprinsippet og omfatter to hovedsoner. Vannet kommer først inn i en sone betegnet som bioreaktor 4 og strømmer videre til en separat sone for sedimentering 6 av partikler før det strømmer videre av gravitasjon til tredje kammer. Partiklene separert gjennom sedimentering består i hovedsak av bakterier vokst på organisk materie som skal fjernes fra vannet og de blir kontinuerlig ført tilbake til bioreaktorsonen gjennom vertikale rør 5 betegnet stigerør for å oppnå aktivslam prinsippet. Pumpevirkningen gjennom stigerørene blir oppnådd ved at luftbobler stiger vertikalt inne i rørene 5 og trekker med seg væske fra bunnen av sedimenteringssonen til toppen av biofilmsonen. Luftboblene tilfører også oksygen til vannet og gir blanding av bioreaktoren. Vannet blir også pumpet gjennom et rørstykke 13 fra øvre del av sedimenteringssonen 6 til bunnen av stigerørene 5 for å opprettholde en vertikal strømning i sedimenteringssonen 6 også når det ikke er noe vann som kommer inn i behandlingsanlegget. Denne pumpevirkning blir også oppnådd ved at luftbobler induserer vertikal strømning i stigerørene 5. Pumpevirkningen er slik tilpasset at den kontinuerlige vertikale strømning i sedimenteringssonen 6 bevirker mer effektiv sedimentering som følge av samvirke mellom partikler som skal utsepareres, slik det er kjent fra teknologien betegnet slamteppe prinsippet. Støttemedia for vekst av biofilm 11 kan også bli posisjonert i bioreaktorsonen 4 for videre å forbedre akkumuleringen av organismer involvert i vannbehandlingen. The second chamber is a hybrid bioreactor that combines the activated sludge principle, the sludge bed principle and the biofilm principle and comprises two main zones. The water first enters a zone designated as bioreactor 4 and flows on to a separate zone 6 for sedimentation of particles before it flows on by gravity to the third chamber. The particles separated through sedimentation mainly consist of bacteria grown on organic matter to be removed from the water and they are continuously returned to the bioreactor zone through vertical pipes 5 called risers to achieve the activated sludge principle. The pumping effect through the riser pipes is achieved by air bubbles rising vertically inside the pipes 5 and drawing liquid with them from the bottom of the sedimentation zone to the top of the biofilm zone. The air bubbles also add oxygen to the water and provide mixing of the bioreactor. The water is also pumped through a piece of pipe 13 from the upper part of the sedimentation zone 6 to the bottom of the risers 5 to maintain a vertical flow in the sedimentation zone 6 even when there is no water entering the treatment plant. This pumping effect is also achieved by air bubbles inducing vertical flow in the risers 5. The pumping effect is adapted in such a way that the continuous vertical flow in the sedimentation zone 6 causes more efficient sedimentation as a result of cooperation between particles to be separated, as is known from the technology termed the sludge blanket principle . Support media for the growth of biofilm 11 can also be positioned in the bioreactor zone 4 to further improve the accumulation of organisms involved in the water treatment.

Det tredje kammer består av en tilpasset versjon av et konvensjonelt rislefilter. Tilpasningene består i: 1. Luft fra de to forutgående kamre blir innført gjennom et rør i dreneringssonen i bunnen for å kunne benytte rislefilteret til å fange og biologisk bryte ned gasser og odører fra det ubehandlede avløpsvannet og de to første behandlingstrinn. 2. Rislefilteret har et integrert strømningsutjevnende middel for å sikre at filteret er i stand til å håndtere store variasjoner i belastning som er typisk for gråvann fra hytter. The third chamber consists of an adapted version of a conventional trickle filter. The adaptations consist of: 1. Air from the two preceding chambers is introduced through a pipe in the drainage zone at the bottom to be able to use the trickle filter to capture and biologically break down gases and odors from the untreated waste water and the first two treatment stages. 2. The trickle filter has an integrated flow equalizing agent to ensure that the filter is able to handle large variations in load that are typical for greywater from cabins.

Rislefilteret (fig. 3) virker som et biologisk filter hvor innløp for avløpsvann og utløp for luft er ved toppen og vann strømmer av gravitasjon fra toppen og gjennom et inert rislefiltermedium 9 med stort forhold mellom overflateareal og volum, så som ekspandert leire, sand, grus og medier av plast, på hvilke bakterier og andre levende organismer lever samt fanger og bryter ned forurensninger. Én eller flere utjevningstank(er) 8 er integrert i rislefiltermediet. De(n) vanntette tank(er) er posisjonert i biofilteret for å tilveiebringe strømningsutjevning. Strømningsutjevning består i å bremse strømningen av avløpsvann som skal behandles og som typisk kommer styrtvis, for å øke kontakttiden mellom vannet og biofilmkulturen som behandler vannet. Tanken eller bassenget er foret på innsiden og utsiden av et tøystoff 14 som er i stand til å transportere vann slik at det vil tappes langsomt etter å ha blitt fylt, for å bevirke langsom tapping av tanken under perioder med liten eller ingen belastning til behandlingsanlegget, og tilføre fuktighet til biofilmen på filtermediet. Utjevningstanken kan også være utstyrt med mange små hull for å oppnå raskere tapping når det måtte passe. Mer enn én utjevningstank kan bli benyttet i et enkelt rislefilter. Luft fra kammer I strømmer gjennom mediet fra bunnen mot toppen for å tilføre oksygen til den biologiske prosess og for å avsette luktende kjemikalier fra kammer I til væsken. Det behandlede vann strømmer av gravitasjon fra rislefilteret til en filtermediebærer, luftinntaket og dreneringsstrukturen ved bunnen 10 til et utløpsrør. The trickle filter (fig. 3) acts as a biological filter where the inlet for waste water and outlet for air is at the top and water flows by gravity from the top and through an inert trickle filter medium 9 with a large ratio between surface area and volume, such as expanded clay, sand, gravel and plastic media, on which bacteria and other living organisms live and trap and break down pollutants. One or more equalization tank(s) 8 are integrated into the trickling filter medium. The watertight tank(s) are positioned in the biofilter to provide flow equalization. Flow equalization consists in slowing down the flow of wastewater to be treated, which typically comes in a downward direction, in order to increase the contact time between the water and the biofilm culture that treats the water. The tank or pool is lined inside and out with a fabric 14 capable of transporting water so that it will drain slowly after being filled, to effect slow draining of the tank during periods of little or no load to the treatment plant, and add moisture to the biofilm on the filter media. The equalization tank can also be equipped with many small holes to achieve faster bottling when necessary. More than one equalization tank can be used in a single trickling filter. Air from chamber I flows through the medium from the bottom towards the top to supply oxygen to the biological process and to deposit odorous chemicals from chamber I into the liquid. The treated water flows by gravity from the trickle filter to a filter media carrier, the air intake and the drainage structure at the bottom 10 to an outlet pipe.

Eksempel Example

Fullskala pilotanlegg har blitt testet I forskjellige hytteboliger. Vannprøver ble tatt fra innløp og utløp av kamrene. Prøvene ble analysert med hensyn til organisk materie og innhold av næringsstoffer. Prøver av tilbakeholdte partikler i filterposen ble analysert med hensyn til faststoffinnhold og innhold av organisk materie. Behandlingsvirkningenøkte raskt etter oppstart og nådde et maksimum når kulturen var blitt etablert etter 1 måned. Kvaliteten av det behandlede vann var i samsvar med standardkrav, lavere enn konsentrasjonsgrenser for utslipp. Vannkvaliteten var tilsvarende til den som oppnås i alternative, etablerte løsninger for behandlingsanlegg. Kostnaden av pilotanleggene var mindre enn halvparten av noe kjent behandlingsanlegg for samme formål i Norge. Full-scale pilot plants have been tested in various cottage homes. Water samples were taken from the inlet and outlet of the chambers. The samples were analyzed with regard to organic matter and nutrient content. Samples of retained particles in the filter bag were analyzed with respect to solids content and organic matter content. The treatment effect increased rapidly after initiation and reached a maximum when the culture had been established after 1 month. The quality of the treated water was in accordance with standard requirements, lower than concentration limits for emissions. The water quality was similar to that achieved in alternative, established solutions for treatment plants. The cost of the pilot plants was less than half of any known treatment plant for the same purpose in Norway.

Filterposen ved forbehandlingen fjernet ca. 40 % av det totale faststoff i avløpsvannet. Den organiske fraksjon av dette, målt som flyktige faststoffer, var omtrent 60%, noe som innebærer at fjerning av organisk materiale i filterposen var omtrent 50 %. The filter bag during the pre-treatment removed approx. 40% of the total solids in the wastewater. The organic fraction of this, measured as volatile solids, was approximately 60%, which means that the removal of organic material in the filter bag was approximately 50%.

Ca. 70 % av det organiske materiale som kom inn i kammer II ble fjernet fra avløpsvannet gjennom kamrene II og III. Den totale fjerning av organisk materiale gjennom pilotanleggene var derfor ca. 80 %. Fosfatfjerningen var omtrent 50 % og effluent (utgående) konsentrasjonen lavere enn 0,5 mgP/l. Total nitrogenfjerning var ca. 30 % og utgående konsentrasjon lavere en 1 mgN/l. Det meste av odørene i kammer I ble fjernet i kammer III slik at man oppnådde et ikke plagsomt og tilnærmet luktfritt utslipp av luft. About. 70% of the organic material that entered chamber II was removed from the wastewater through chambers II and III. The total removal of organic material through the pilot plants was therefore approx. 80%. The phosphate removal was approximately 50% and the effluent concentration lower than 0.5 mgP/l. Total nitrogen removal was approx. 30% and output concentration lower than 1 mgN/l. Most of the odors in chamber I were removed in chamber III so that a non-disturbing and almost odorless emission of air was achieved.

Med henvisning til figur 1, består apparatet av 3 lukkede kamre hvor vann og luft bare kan komme inn i og forlate kamrene gjennom porter og rør beregnet for slike transportformål. Doble linjer illustrerer vannstrømmende kanaler og enkle linjer illustrerer kanaler for strømning av luft. Det ubehandlede avløpsvann kommer inn i første kammer gjennom et rør 3a med et vannlås 1 for å hindre luft fra å strømme tilbake opp i røret. Vannet blir filtrert gjennom et filter eller en filterpose 2 som henger i luften fra et stativ i første kammer og er beregnet til å fjerne store partikler så som hår. Filterposen trenger å bli tømt med jevne mellomrom eller etter behov. Vannet strømmer så enten ved gravitasjon eller det blir pumpet til neste kammer av en pumpe 3b gjennom et rør 3c. Andre kammer er en hybrid bioreaktor som kombinerer aktivslam prinsippet og biofilm prinsippet og består av to soner. Vannet kommer først inn i en sone definert som bioreaktoren 4 og strømmer videre til en separat sone 6 for sedimentering av partikler før det strømmer ved gravitasjon gjennom et rør 3d med en vannlås til det tredje og siste kammer. Luften blir pumpet med en kompressor eller luftpumpe 7 fra utsiden gjennom en kanal til bunnen av vertikale rør 5 betegnet stigerør, og trekker med seg væske fra bunnen av stigerørene og ut ved toppen. Kammer III huser et rislefilter 9 med en eller flere strømningsutjevningstank(er) 8 og en drenering 10 ved bunnen. En strømningsutjevningstank kan også tjene som et vannlås for å hindre luft i å strømme direkte fra kammer II til kammer III. With reference to figure 1, the apparatus consists of 3 closed chambers where water and air can only enter and leave the chambers through ports and pipes intended for such transport purposes. Double lines illustrate water-flowing channels and single lines illustrate air-flowing channels. The untreated wastewater enters the first chamber through a pipe 3a with a water trap 1 to prevent air from flowing back up the pipe. The water is filtered through a filter or a filter bag 2 which hangs in the air from a stand in the first chamber and is intended to remove large particles such as hair. The filter bag needs to be emptied at regular intervals or as needed. The water then flows either by gravity or it is pumped to the next chamber by a pump 3b through a pipe 3c. The second chamber is a hybrid bioreactor that combines the activated sludge principle and the biofilm principle and consists of two zones. The water first enters a zone defined as the bioreactor 4 and flows on to a separate zone 6 for sedimentation of particles before flowing by gravity through a pipe 3d with a water trap to the third and last chamber. The air is pumped with a compressor or air pump 7 from the outside through a channel to the bottom of vertical pipes 5 called risers, and draws liquid with it from the bottom of the risers and out at the top. Chamber III houses a trickle filter 9 with one or more flow equalization tank(s) 8 and a drain 10 at the bottom. A flow equalization tank can also serve as a water trap to prevent air from flowing directly from chamber II to chamber III.

Vi viser nå til figur 2. Kammer II består av komponentene 4, 5, 6 vist i figur 1 og de følgende elementer: Diffusere (spredere) 12 ved bunnen av stigerørene 5 for å la luften fra de to rør fra kompressoren 7 trenge inn i vannet som små bobler. Stigerørene 5 er rør med åpne topper og bunner slik at den stigende luft kan trekke med seg vann og danne en strømning av vann fra bunnen av bioreaktorsonen 4 og sedimenteringssonen 6 til toppen av bioreaktorsonen. Slam med aktiv biomasse separert av gravitasjon i sedimenteringssonen blir derved returnert til bioreaktorsonen 4 og danner en "aktivslam prosess". Et rør 13 med en åpning i øvre del av sedimenteringssonen 6 og den andre enden åpen ved bunnen av ett av stigerørene 5, er inkludert for å tilveiebringe en strømning fra øvre del av sedimenteringssonen 6 via røret 13 og stigerøret 5 til bioreaktorsonen 4 for å oppnå en kontinuerlig vertikal strømning i sedimenteringssonen 6 for å oppnå en mer effektiv sedimentering som følge av interaksjon mellom partikler som skal separeres, kjent fra teknologien betegnet "slamteppeprosess". Bioreaktorsonen er også utstyrt med et medium med stor overflate 11 som tjener som et substrat for vekst av festet biomasse, betegnet "biofilm", som adsorberer og bryter ned forurensninger i vannet. Doble linjer illustrerer kanaler 3c og 3d for strømning av vann mens piler med enkle linjer viser strømningskanaler for luft. We now refer to figure 2. Chamber II consists of the components 4, 5, 6 shown in figure 1 and the following elements: Diffusers (spreaders) 12 at the bottom of the riser pipes 5 to allow the air from the two pipes from the compressor 7 to penetrate into the water as small bubbles. The riser pipes 5 are pipes with open tops and bottoms so that the rising air can draw water with it and form a flow of water from the bottom of the bioreactor zone 4 and the sedimentation zone 6 to the top of the bioreactor zone. Sludge with active biomass separated by gravity in the sedimentation zone is thereby returned to the bioreactor zone 4 and forms an "activated sludge process". A pipe 13 with an opening in the upper part of the sedimentation zone 6 and the other end open at the bottom of one of the risers 5 is included to provide a flow from the upper part of the sedimentation zone 6 via the pipe 13 and the riser 5 to the bioreactor zone 4 to achieve a continuous vertical flow in the sedimentation zone 6 to achieve a more efficient sedimentation as a result of interaction between particles to be separated, known from the technology termed "sludge blanket process". The bioreactor zone is also equipped with a medium with a large surface area 11 which serves as a substrate for the growth of attached biomass, termed "biofilm", which adsorbs and breaks down pollutants in the water. Double lines illustrate channels 3c and 3d for water flow while single line arrows show air flow channels.

Det vises til figur 3. Kammer III omfatter komponentene 8, 9 og 10 vist i figur 1 og et tøystoff 14 som dekker utjevningstanken 8. Tøystoffet 14 tjener formålet som en veke som sprer vannet fra innløpsrøret til filtermediet 9 samt å holde filtermediet 9 fuktig i perioder hvor ikke noe avløpsvann kommer inn i systemet, for å opprettholde en godt fungerende biofilmkultur på mediet. Mer enn én utjevningstank kan bli benyttet. Luften fra kammer I kommer inn ved bunnen av kammer III og strømmer opp gjennom mediet 9 og tilfører oksygen og luktende molekyler fortrengt fra kammer I til biofilmen, slik at disse og gjenværende forurensninger i utløpet fra kammer II blir brutt ned aerobt. Vannutløpet 3e ved bunnen inkluderer en vannlås for å hindre utstrømning av luft, slik at denne blir tvunget opp gjennom filtermediet 9. Reference is made to Figure 3. Chamber III comprises the components 8, 9 and 10 shown in Figure 1 and a fabric 14 that covers the equalization tank 8. The fabric 14 serves the purpose of a wick that spreads the water from the inlet pipe to the filter medium 9 and to keep the filter medium 9 moist in periods when no wastewater enters the system, to maintain a well-functioning biofilm culture on the medium. More than one equalization tank may be used. The air from chamber I enters at the bottom of chamber III and flows up through the medium 9 and adds oxygen and odorous molecules displaced from chamber I to the biofilm, so that these and remaining pollutants in the outlet from chamber II are broken down aerobically. The water outlet 3e at the bottom includes a water trap to prevent the outflow of air, so that it is forced up through the filter medium 9.

Claims

1. Apparat for rensing av avløpsvann og luft som benyttes for rensingen omfattende tre integrerte og hovedsakelig lukkede kamre (I, II, III) av hvilke første kammer (I) er ett for separasjon av grovt avfall så vel som omfattende midler for tilførsel avvann som skal renses og midler for tilførsel av luft, andre kammer (II) er anordnet som en biologisk behandlingsreaktor (4) inneholdende suspenderte og/ eller fikserte mikrobiologiske kulturer og en sedimenteringssone (6) for å separere kulturen fra væsken som forlater kammeret, mens det tredje kammer (III) omfatter et rislefilter (9),karakterisert vedat luften er anordnet til, via rør (7b, 7c, 7d, 7e), først å passere andre kammer (II), fra andre kammer (II) til første kammer (I), fra første kammer (I) til tredje kammer (III) for til slutt å bli sluppet ut i hovedsakelig ren tilstand etter rensing i rislefilteret (9).1. Apparatus for the purification of waste water and air used for the purification comprising three integrated and mainly closed chambers (I, II, III) of which the first chamber (I) is one for the separation of coarse waste as well as extensive means for supplying water which to be cleaned and means for supplying air, second chamber (II) is arranged as a biological treatment reactor (4) containing suspended and/or fixed microbiological cultures and a sedimentation zone (6) to separate the culture from the liquid leaving the chamber, while the third chamber (III) comprises a trickle filter (9), characterized in that the air is arranged to, via pipes (7b, 7c, 7d, 7e), first pass second chamber (II), from second chamber (II) to first chamber (I ), from the first chamber (I) to the third chamber (III) to finally be discharged in an essentially pure state after purification in the trickling filter (9).

2. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat den mikrobiologiske kultur er til stede i en form valgt blant suspenderte mikrobiologiske kulturer, fikserte mikrobiologiske strukturer og en kombinasjon av de nevnte.2. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that the microbiological culture is present in a form selected from among suspended microbiological cultures, fixed microbiological structures and a combination of the aforementioned.

3. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat kammer (II) er anordnet som an aktivslam reaktor, hvilket innebærer at kulturen separeres fra væsken som forlater kammeret i en sedimenteringssone og blir returnert til reaksjonssonen.3. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that chamber (II) is arranged as an activated sludge reactor, which means that the culture is separated from the liquid that leaves the chamber in a sedimentation zone and is returned to the reaction zone.

4. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat kammer (II) er anordnet som en biofilmreaktor.4. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that chamber (II) is arranged as a biofilm reactor.

5. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat kammer (II) er anordnet som en kombinasjon av en biofilmreaktor og en aktivslamreaktor.5. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that chamber (II) is arranged as a combination of a biofilm reactor and an activated sludge reactor.

6. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat vannet er anordnet til å passere i tette passasjer (3a-3e) til et første kammer (I), fra første kammer (I) til et andre kammer (II) og fra andre kammer (II) til tredje kammer (III) og til slutt bli sluppet ut i renset tilstand.6. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that the water is arranged to pass in sealed passages (3a-3e) to a first chamber (I), from the first chamber (I) to a second chamber (II) and from the second chamber (II) to the third chamber (III) and finally be released in a purified state.

7. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat apparatet er anordnet til å motta luft som blir blåst (7) inn i andre kammer (II) for å tillate rensing i henhold til aktivslam prinsippet.7. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that the apparatus is arranged to receive air which is blown (7) into the second chamber (II) to allow cleaning according to the activated sludge principle.

8. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat andre kammer (II) er anordnet for intern resirkulasjon av materiale mellom en første biofilmsone (4) og en andre sedimenteringssone (6) ved bruk av luft som drivende medium for slik resirkulasjon.8. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that the second chamber (II) is arranged for internal recirculation of material between a first biofilm zone (4) and a second sedimentation zone (6) using air as the driving medium for such recirculation.

9. Apparat i samsvar med patentkrav 8,karakterisert vedat apparatet omfatter midler (7a, 7b) for å blåse luft inn i nedre del av sedimenteringssonen for derved å initiere sirkulasjon der som er uavhengig av vanntilførsel og for å virke som et transportmedium for utfelte partikler fra sedimenteringssonen til biofilmsonen.9. Apparatus in accordance with patent claim 8, characterized in that the apparatus comprises means (7a, 7b) for blowing air into the lower part of the sedimentation zone to thereby initiate circulation there which is independent of water supply and to act as a transport medium for precipitated particles from the sedimentation zone to the biofilm zone.

10. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat luften er anordnet til å passere i motstrøm til væsken i tredje kammer (III).10. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that the air is arranged to pass in countercurrent to the liquid in the third chamber (III).

11. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat tredje kammer (III) omfatter minst én utjevningstank (8) anordnet til å motta innkommende væske () fra andre kammer samt å tillate denne væske å passere gjennom rislefilteret med egnet volumrate.11. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that the third chamber (III) comprises at least one leveling tank (8) arranged to receive incoming liquid () from the second chamber and to allow this liquid to pass through the trickle filter at a suitable volume rate.

12. Apparat i samsvar med patentkrav 11,karakterisert vedat utjevningstanken (8) er utstyrt med en vekeanordning som hindrer tanken fra å tørke ut når apparatet står ubrukt.12. Apparatus in accordance with patent claim 11, characterized in that the leveling tank (8) is equipped with a wick device which prevents the tank from drying out when the apparatus is unused.

13. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat én enkelt pumpe (kompressor) er anordnet til å pumpe den nødvendige rate av luft inn i andre kammer (II) av apparatet og derfra videre gjennom apparatet.13. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that a single pump (compressor) is arranged to pump the required rate of air into the second chamber (II) of the apparatus and from there on through the apparatus.

14. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat det omfatter en vannlås anordnet til å hindre odører fra første kammer (I) å unnslippe til omgivelsene.14. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that it comprises a water trap arranged to prevent odors from the first chamber (I) from escaping to the surroundings.

15. Apparat i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat det omfatter en pumpe for transport av vann fra første til andre kammer (II).15. Apparatus in accordance with patent claim 1, characterized in that it comprises a pump for transporting water from the first to the second chamber (II).

16. Fremgangsmåte for å rense avløpsvann og luft som benyttes for rensingen, omfattende følgende rensetrinn: - en første separasjon av grove partikler og fibre i et konvensjonelt grovfilter (I), - et andre separasjons- og omdannelsestrinn (II) omfattende en biologisk behandling omfattende suspenderte og/ eller fikserte mikrobiologisk kulturer og en sedimenteringssone for å separere kulturen fra væsken som forlater andre separasjonstrinn, samt - et tredje separasjons- og omdannelsestrinn (III) i form av et rislefilter (9), Karakterisert ved at luften er anordnet til først å passere andre kammer (II), fra andre kammer (II) til første kammer (I), fra første kammer (I) til tredje kammer (III) for til slutt å bli sluppet ut i hovedsakelig ren tilstand etter rensing i rislefilteret (9).16. Method for purifying waste water and air used for the purification, comprising the following purification steps: - a first separation of coarse particles and fibers in a conventional coarse filter (I), - a second separation and conversion step (II) comprising a biological treatment comprising suspended and/or fixed microbiological cultures and a sedimentation zone to separate the culture from the liquid leaving the second separation stage, as well as - a third separation and transformation stage (III) in the form of a trickle filter (9), Characterized by the fact that the air is arranged to first pass through the second chamber (II), from the second chamber (II) to the first chamber (I), from the first chamber (I) to the third chamber (III) to finally be discharged into mainly clean state after cleaning in the trickle filter (9).