NO339543B1 - Anearobisk renseanordning og fremgangsmåte for rensing av avløpsvann, samt tilhørende anvendelse. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anaerobisk renseanordning for rensing avløpsvann, hvor den anaerobiske renseanordning omfatter:

en reaktortank,

en innløpsanordning for innføring av tilløp i tanken, hvor innløpsanordningen er anbrakt i den nedre seksjon av tanken,

en vannsamleanordning, så som en overløpsrenne, for oppsamling av renset vann, idet vannsamleanordningen er anbrakt i den øvre seksjon av tanken og angir en væskeoverflate i reaktortanken,

minst ett gassoppsamlingssystem for oppsamling av gass fra væsken i reaktoren, hvor nevnte minst ene gassoppsamlingssystem er anbrakt på et nivå under vannsamleanordningen, og en gass- væskeskilleanordning som er anbrakt på et nivå over vannsamleanordningen,

minst ett stigerør som har en tømmeåpning som munner ut i skilleanordningen og hvor nevnte minst ene stigerør er forbundet med nevnte minst ene gassoppsamlingssystem for løfting av væske i tanken ved gassløftevirkning forårsaket av gass som er oppsamlet i nevnte minst ene gassoppsamlingssystem, samt

et nedløpsrør som har et innløp som munner ut i skilleanordningen og et utløp som munner ut i den nedre seksjon av tanken for tilbakeføring av væske, som er blitt skilt i skilleanordningen, til den nedre seksjon av tanken.

En slik anordning er kjent fra EP-A-170.332. Ifølge EP-A-170.332 underkastes avløpsvann som inneholder organisk materiale en prosess hvor oppløst organisk materiale brytes ned under anaerobiske betingelser. Ved kontakt med biomasse som inneholder etanproduserende mikroorganismer dannes det metan som skilles fra væsken. Det behandlede vann (avløp) fjernes via sideoverløp. I EP-A-170.332 beskrives utgangspunkt for den oppfinnelse på side 1, linjer 21 -32: Det har vist seg at med en oppholdstid på atskillige timer kan det oppnås en rensing på så mye som 90 %. Graden hvormed slik rensevirkningsgrad kan opprettholdes over et langt tidsrom avhenger også av slamretensjonen. Særlig må man passe på å sikre at det i gjennomsnitt ikke skylles mer slam ut av reaktoren enn det som kan dannes i et visst tidsrom. Dersom det anvendes en høy hydraulisk strøm med en lav KOF-konsentra-sjon i tilløpet er der en betydelig risiko for at den interne sedimenteringsanordning ikke ville være i stand til å hindre at en stor mengde slam spyles ut. En faktor som er viktig i denne forbindelse er den hydrauliske overflatebelastning i sedimenterings-anordningen. I det etterfølgende avsnitt forklares det i EP-A-170.332 at det oppover-strømmende vann og de oppstigende gassbobler kan røre opp biomassefnokkene og - partiklene betydelig. Disse kan ankomme i den øverste del av reaktoren hvor gassoppsamlingssystemet er anbrakt. Turbulensen som er frembrakt kan derved resultere i at store kvanta biomasse spyles ut av reaktoren. Dette begrenser reaktorens lastkapasitet betydelig.

Oppfinnelsen ifølge EP 170.332 har som formål å overvinne de ovenfor beskrevne ulemper og å frembringe en reaktor hvor hovedgassmengden tas bort fra et øvre gassoppsamlingssystem. For dette formål anordnes det ifølge EP 170.332 et ytterligere gassoppsamlingssystem for oppsamling av gass. Dette ytterligere system er anbrakt i en avstand under det øvre oppsamlingssystem. Det ytterligere system har en hydraulisk forbindelse med minst ett stigerør for løfting av væske ved gass-løftevirkning. Stigerøret tømmes inn i minst én skilleanordning for skilling av gass og væske. På bakgrunn av det faktum at gass fanges i en betydelig avstand under væskenivået og transporteres videre via stigerøret kan det forekomme en stort sett turbulensfri strøm i den øvre seksjon av reaktoren. Dette øker lastkapasiteten, mens det ved toppen oppnås rent avløp.

Det er viktig at væsken som føres sammen med gassen til stigerøret skilles fra og tilbakeføres til reaktoren. Selv om en rolig, virvelstrømfri strøm er nødvendig ved toppen av reaktoren er meget god blanding av slam og væske nødvendig ved bunnen av reaktoren. For dette formål må det tunge slam nær bunnen fluidiseres. I en foretrukket utførelsesform ifølge EP 170.332 kan denne fluidisering oppnås i bunnseksjonen av reaktoren ved hjelp av energi oppnådd fra den gassløftede væske i stigerøret. Den løftede væske skilles fra gassen og tilbakeføres under innvirkning av hydraulisk tyngekraftstrykk fra skilleanordningen gjennom et nedløpsrør til bunnseksjonen av reaktorkammeret.

US 6602416 B1 beskriver en reaktor som har et innløp, et overløp, gassoppsamlere tilkoblet stigerør, en gass-slam separasjonsinnretning plassert over reaktoren og et senkerør.

US 6063273 A omhandler en reaktor med et innløp, et utløp, et gassoppsamlingssystem, et stigerør, en gass-væske separator og et nedløpsrør.

Av økonomiske årsaker blir det mer og mer interessant å gjøre reaktorsøylen så høy som mulig. I det tilfelle vil det være mer reaktorvolum og mer biomasse mens fot-sporet, antall kvadratmeter overflateareal opptatt av reaktoren, er det samme. På den annen side vil jo høyere reaktoren er desto tyngre vil søylen biomasse i reaktoren være. Jo tyngre søylen biomasse desto vanskeligere vil det være å opprettholde et godt blande- og fluidiseringsmønster nær bunnen av reaktoren. I noen tilfeller kan det også hende at biomasseblandingen blir tyngre på grunn av bunnfellingen av uorganisk materiale. I det tilfelle kan det også være vanskelig å opprettholde en god fluidisering.

En løsning vil kunne være å øke trykkhøyden. Imidlertid lærer kjent teknikk og erfaring at for en god blanding ved bunnen av reaktoren og total funksjon av reaktoren kreves det, på væskeoverflatens nivå i reaktoren, en trykkhøyde på fra ca 0,8 til 1 meter vannsøyle (det vil si ca 0,08- 0,1 bar) i nedløpsrøret, for å overvinne trykktapet, som kreves for en god fordeling ved bunnen i slamsjiktet. For lave trykk-høyder resulterer i ikke- optimal blanding ved bunnen av reaktoren og/eller en dårligere ytelse for reaktoren respektivt "prosessen utført i reaktoren" som en helhet, mens for høy trykkhøyde vil resultere i meget høye skjærkrefter på biomasse-partiklene og følgelig nedbrytning av det granulære materiale.

I praksis oppnås minst ca 80 % av trykkhøyden fra hydraulisk trykk, mens høyst ca 20 % av trykkhøyden oppnås fra gasstrykk som fremkommer ved gasslastsituasjoner i bruk. I spesielle tilfeller har imidlertid dette ført til problemer med fluidisering av slammet ved bunnen av reaktoren og/eller ganske uregelmessige gasstrømmer.

Selv om man således av økonomiske årsaker ville like å gjøre reaktorsøylen så høy som mulig er reaktorhøyden i praksis begrenset på grunn av virkningene og læren som er nevnt ovenfor.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en anaerobisk renseanordning for rensing av tilløp, så som avløpsvann, med forbedret fluidisering ved bunnen av reaktoren og også mulighet for økning av reaktorhøyden.

Ifølge oppfinnelsen er dette formål oppnådd ved at det er frembrakt en anaerobisk renseanordning for rensing av avløpsvann, hvor den anaerobiske renseanordning omfatter

en reaktortank,

en innløpsanordning for innføring av tilløp i tanken, hvor innløpsanordningen er anbrakt i den nedre seksjon av tanken,

en vannsamleanordning, så som en overløpsrenne, for oppsamling av renset vann, idet vannsamleanordningen er anbrakt i den øvre seksjon av tanken og angir en væskeoverflate i reaktortanken,

minst ett gassoppsamlingssystem for oppsamling av gass fra væsken i reaktoren, hvor nevnte minst ene gassoppsamlingssystem er anbrakt på et nivå under vannsamleanordningen,

en gass- væskeskilleanordning som er anbrakt på et nivå over vannsamleanordningen,

minst ett stigerør som har en tømmeåpning som munner ut i skille

anordningen, hvor nevnte minst ene stigerør er forbundet med nevnte minst ene gassoppsamlingssystem for løfting av væske i tanken ved gassløftevirkning forårsaket av gass som er oppsamlet i nevnte minst ene gassoppsamlingssystem, samt

et nedløpsrør som har et innløp som munner ut i skilleanordningen og et utløp som munner ut i den nedre seksjon av tanken, for tilbakeføring av væske som er blitt skilt i skilleanordningen, til den nedre seksjon av tanken.

Renseanordningen er kjennetegnet ved at renseanordningen er innrettet til å angi, i nedløpsrøret på nivået for væskeoverflaten, en trykkhøyde på minst 1,4 m vannsøyle (ca. 0,14 bar), og at nevnte minst ene stigerør, har et øvre parti som defineres som det parti av stigerøret som rager oppad fra væskeoverflaten, der dette øvre parti har en lengde som er minst 1,2 m, fortrinnsvis minst 1,4 m, og at trykkhøyden er definert som forskjell i trykk, ved nivået til væskeflaten i reaktoren, mellom et punkt innvendig i nedløpsrøret og et punkt utvendig nedløpsrøret, men inne i tanken.

I følge oppfinnelsen oppnås overnevnte formål med en anaerobisk renseanordning for rensing av avløpsvann som angitt i krav 1, mens alternative utførelser er angitt i respektive uselvstendige krav.

I denne sammenheng defineres trykkhøyden som differansen i trykk på nivået for væskeoverflaten i reaktoren (et nivå som angis av vannsamleanordningen, så som en overløpsrenne) mellom et punkt inne i nedløpsrøret og et punkt utenfor nedløpsrøret, men inne i tanken.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er trykkhøyden minst ca 1,5 m vannsøyle (ca 0,15 bar), fortrinnsvis minst 1,6 m vannsøyle (0,16 bar).

Ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen er trykkhøyden minst 1,2- 2 m vannsøyle (ca 0,18-0,2 bar), så som 2,5-3 m vannsøyle (0,25-0,3 bar) eller mer. Oppfinnelsen og de ovennevnte to fordelaktige utførelsesformer vil bli forklart nedenfor sammen med atskillige andre utførelsesformer av oppfinnelsen.

Ifølge oppfinnelsen er det funnet løsninger på å frembringe mer trykkhøyde uten å redusere reaktorens ytelse slik man kunne ha forventet, men i stedet for er økning av ytelsen kommet innenfor rekkevidde.

Reaktoren kan ifølge oppfinnelsen utformes på slik måte at selve anordningen angir en trykkhøyde på minst ca 1,4 m vannsøyle, det vil si at i bruk vil trykkhøyden være minst 1,4 meter vannsøyle på grunn av konstruksjonsmessige trekk som foreligger i anordningen. Ifølge oppfinnelsen er der atskillige løsninger som hver involverer sine egne konstruksjonsmessige trekk.

I følge oppfinnelsen anbringes gass- væskeskilleanordningen på et høyere nivå over reaktortanken for å muliggjøre mer hydraulisk trykk. Som konsekvens behøver ikke bare den del av stigerøret som rager opp over væskeoverflaten å forlenges, men også drivkraften til gassen for løfting av vannsøylen til gass- væskeskilleanordningen. Dette kan for eksempel gjøres ved å øke lengden på stigerøret som rager under væskeoverflaten og/eller ved å redusere strømningsmotstanden i stigerøret, for eksempel ved å forandre rørets diameter. Senkning av posisjonen hvor gassen innføres i stigerøret frembringer mer drivkraft for løfting av vannsøylen til skilleanordningen. Det oppadrettende trykk som frembringes av det forflyttede vannvolum i stigerøret genererer drivkraften for å bringe vannet til gass-væskeskilleanordningen.

Det øvre parti har en lengde (H3) som er minst 1,6- 2 m eller mer.

En annen løsning er å arbeide ved et høyere gasstrykk i gass-væskeskille-separatoren. Denne andre løsning kan for eksempel oppnås ved å anordne gass-væskeskilleprosessen i en stort sett lukket beholder utstyrt med en anordning for å holde gasstrykket på en forutbestemt terskelverdi. På denne måte kan det oppnås en ekstra trykkhøyde på fra 0,3 til 1,0 m vannsøyle eller sågar mer om nødvendig. Ifølge en foretrukket utførelsesform av denne andre løsning er terskelverdien minst ca 0,5 m vannsøyle (ca 0,025 bar), så som minst ca 0,5 m vannsøyle (ca 0,05 bar). Ifølge en annen foretrukket utførelsesform av denne andre løsning er terskelverdien høyst ca 1,5 m vannsøyle (ca 0,15 bar), så som høyst ca 1,2 m vannsøyle (ca 0,12 bar).

En videre løsning er å bedre strømmen av væske som strømmer gjennom nedløps-røret. Dette kan for eksempel oppnås ved hjelp av en anordning som gjør det mulig for væsken å strømme inn i nedløpsrøret kontinuerlig og lettvint.

Ifølge en utførelsesform av denne løsningen omfatter gass- væskeskilleanordningen en beholder hvor nedløpsrørets innløp er konisk formet i forhold til en vertikal akse og med avsmalning i retning nedover, og hvor tømmeåpningen for nevnte minst ene stigerør er innrettet til å frembringe en tangential væskestrøm i beholderen rundt innløpsrørets konisk formede innløp.

En kombinasjon av én eller flere av de ovennevnte løsninger eller mulige andre løsninger og også mulig.

En viktig påvirkningsfaktor er kvantumet gass som dannes i reaktoren, som er et resultat av den anvendte KOF- belastning og KOF- omdanningsgraden. En høyre gassdannelse per spesifikk reaktoroverflate (for eksempel uttrykt i m<3>gass/ m<2>. h) forårsaker en sterkere gassløfting, mens ved en lavere gassdannelse vil gass-løftingen senkes og vil til slutt stoppe opp. Idet høyere reaktorsøyler teoretisk vil danne mer m<3>gass/ m<2>. h, vil de ekstra drivkrefter for mer indre sirkulasjonsstrøm eller for løfting av vannet til en høyere gass- væskeskilleanordning være til-gjengelige. Det har ifølge oppfinnelsen vist seg at, i motsetning til det som var forventet, at denne ytterligere tilgengelige drivkraft er av en størrelse som i det vesentlige er nok til å muliggjøre, i motsetning til fremherskende fordommer, en økning av trykkhøyde ved hjelp av enkle designforanstaltninger i den anaerobiske renseanordning.

Idet reaktorene kan drives i et meget bredt område av volumetiske lastmengder (VLR), vanligvis mellom 5 og 35 KOF/ m3 d, bør den riktige dimensjonering ta hensyn til de mest sannsynlige driftsomstendigheter.

Med kjennskap til at det av økonomiske årsaker oftere vil bli bygget reaktorer som er høyere enn 20 m, har det vist seg at den indre sirkulasjon kan opprettholdes eller sågar bedres ved å ta spesielle forholdsregler.

Ved betraktning av at biomasseslammets densitet er høyere enn vann, at nedløps-røret og innløpsfordelingssystemet forårsaker et trykktap og at slamsjiktet har en viss motstand mot fluidisering, har det vist seg at for et "normalt" gasstrykk på fra 20 til 30 cm vannsøyle behøver gassløftingen å bringe vannet på et nivå som er minst 1,2 m over vannivået i reaktoren, fortrinnsvis fra 1,4 til 1,6 m og i noen tilfeller sågar over 2,2 m. For å romme dette for gjennomsnittlige reaktorbelastninger på mellom 15 og 30 kg KOF/ m<3>d, må stigerørets totale lengde velges slik at den øvre del av stige-røret rager oppad fra væskeoverflaten, det vil si at lengden over vannsamleanordningen, så som overløpsrennen, vil være mellom minst ca 10 %, så som minst ca 15 % og/eller høyst ca 30 %, så som høyst minst ca 25 %, av stigerørets totale lengde. Alternativt vil gasstrykket kunne økes til 60 eller 70 cm vannsøyle eller sågar over 1,0 m vannsøyle. Også kombinasjoner av de to forholdsregler er mulige, for eksempel økning av vannsøylen ved hjelp av gassløftingen til 1,6 m og økning av gastrykket til 60 cm vannsøyle for å frembringe et kombinert trykk eller trykkhøyde på 2,2 m vannsøyle. Ved å ta disse forholdsregler i betraktning vil det kunne realiseres reaktorhøyder i området fra 24 til 36 m eller sågar høyere.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen omfatter anordningen dessuten en øvre gassoppsamlingsanordning (10) for oppsamling og fjerning av gass fra væsken i tanken (14), hvorved den øvre gassoppsamlingsanordning (10) er anordnet mellom vannsamleanordningen (11) og nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4).

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også anvendelse av den anaerobiske renseanordning ifølge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for drift av en anaerobisk renseanordning for rensing av tilløp, så som avløpsvann, hvor den anaerobiske renseanordning omfatter

en reaktortank,

en innløpsanordning for innføring av tilløp i tanken, hvor innløpsanordningen er anbrakt i den nedre seksjon av tanken,

en vannsamleanordning, så som en overløpsrenne, for oppsamling av renset vann, idet vannsamleanordningen er anbrakt i den øvre seksjon av tanken og angir en væskeoverflate i reaktortanken,

minst ett gassoppsamlingssystem for oppsamling av gass fra væsken i reaktoren, hvor nevnte minst ene gassoppsamlingssystem er anbrakt på et nivå under vannsamleanordningen,

en gass- væskeskilleanordning som er anbrakt på et nivå over vannsamleanordningen,

minst ett stigerør som har en tømmeåpning som munner ut i skille anordningen, hvor nevnte minst ene stigerør er forbundet med nevnte minst ene gassoppsamlingssystem for løfting av væske i tanken ved gassløftevirkning forårsaket av gass som er oppsamlet i nevnte minst ene gassoppsamlingssystem, der nevnte minst ene stigerør har et øvre parti som defineres som det parti av stigerøret som rager oppad fra væskeoverflaten, hvori dette øvre parti har en lengde som er minst 1,2 m, samt

et nedløpsrør som har et innløp som munner ut i skilleanordningen og et utløp som munner ut i den nedre seksjon av tanken, for tilbakeføring av væske som er blitt skilt i skilleanordningen, til den nedre seksjon av tanken.

Fremgangsmåten kjennetegnes ved at den anaerobiske renseanordning drives med en trykkhøyde på minst 1,4 m vannsøyle (ca. 0,14 bar), hvorved trykkhøyden virker i nedløpsrøret på nivået for væskeoverflaten, og at trykkhøyden er definert som forskjell i trykk, ved nivået til væskeflaten i reaktoren, mellom et punkt innvendig i nedløpsrøret og et punkt utvendig nedløpsrøret, men inne i tanken.

Fordeler med anvendelse ifølge oppfinnelsen og med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og dens foretrukne utførelsesformer ifølge kravene 14-17 vil være klare av forklaringen ovenfor i relasjon til anordningen ifølge oppfinnelsen.

I det etterfølgende vil den foreliggende oppfinnelse bli ytterligere forklart under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser meget skjematisk en anaerobisk renseanordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2A og 2B viser skjematisk en del av renseanordningen ifølge oppfinnelsen for å forklare termen "trykkhøyde".

Den anaerobiske renseanordning som er vist i fig. 1 omfatteren høy beholder 14, kalt reaktortank.

I reaktortankens 14 nedre ende er det anordnet en blandesone 2 for tilløp som innføres via en tilførselsledning 12. Som kjent for en fagmann kan en slik blandesone 2 oppnås på flere måter. En fordelaktig måte å oppnå blandesonen på er å anordne et innløpssystem ifølge WO 92/01637.

I den øvre del av reaktortanken er det anordnet en vannsamleanordning i form av overløpsrenner 11 eller andre innretninger som er forbundet med et avløps- drensrør 15 for tømming av renset avløp. Vannsamleanordningen definerer nivået for væskeoverflaten 21 i reaktortanken 14. For overløpsrenner 11 vil dette nivå for væskeoverflaten 21 bestemmes av rennenes 11 overløpskant.

Inne i reaktortanken 2 er det anordnet to gassamlearrangementer 4 og 10 for oppsamling og fjerning av gass. Hvert av gassoppsamlingsarrangementene omfatter et antall hetter 19. I hvert gassoppsamlingsarrangement kan hettene anordnes i et lag eller flere lag, slik som vist tre lag i figuren. Nummer 10 kalles, særlig i kravene, den øvre gassoppsamlingsanordning, og 4 kalles, særlig i kravene, nevnte minst ene gassoppsamlingssystem. Fig. 1 viser bare ett gassoppsamlingssystem 4, men innenfor rammen av oppfinnelsen kan det også anordnes to, tre eller flere gassopp-samlingssystemer. Den øvre gassoppsamlingsanordning 10 behøver ikke være forbundet med stigerøret 5 og kan være fraværende dersom væsken på denne høyde i tanken er fattig på gass, eller kan forbindes separat med gass- væskeskilleanordningen 6 eller annet steds.

Over reaktoren er det anordnet en gass- væskeskilleanordning 6. Gass-væskeskilleanordningen omfatter stort sett en lukket beholder 16, selv om også en åpen beholder er mulig, se fig. 2, som har et gassutløp 2 for tømming av slik gass, så som biogass, et væskeutløp 17 samt et innløp 18 for tilførsel av væske som inneholder gassen og væsken som skal skilles. Væskeutløpet 17 er den øvre ende av et nedløpsrør 8, eller sagt på annen måte nedløpsrørets 8 innløp. Innløpet 18 er stigerørets 5 øvre ende, eller sagt på annen måte stigerørets tømmeåpning. Gassutløpet 7 er eventuelt utstyrt med en anordning 22 for å holde gasstrykket i beholderen på en forutbestemt terskelverdi. Fortrinnsvis vil terskelverdien ha en minsteverdi på ca 0,25 m vannsøyle (ca 0,025 bar). Eventuelt kan terskelverdien ha en største verdi på ca 1,5 m vannsøyle (ca 0,15 bar).

Stigerøret 5 har en nedre ende med et innløp for inntrekking av væske. Denne væske trekkes inn ved hjelp av gassløftevirkning forårsaket av gass oppsamlet av nevnte minst ene gassoppsamlingssystem 4 (nedre nivå separatorer). For dette formål er hettene 19 i nevnte minst ene gassoppsamlingssystem 4 forbundet med stigerøret på slik måte at den oppsamlede gass frembringer gassløftingen i stigerøret. Som sådant er alt dette vedrørende stigerøret kjent og kan som en fagmann vet, realiseres på mange måter.

Nedløpsrøret 8 rager fra gass- væskeskilleanordningen 6 til bunnområdet i tanken 14. Under innvirkning av tyngdekraft tilbakeføres væske fra skilleanordningen, som avhengig av hvorfra biomassen kommer, også kan inneholde biomasse, til bunnen av tanken. Ved bunnen av tanken forårsaker denne tilbakestrømning fluidisering av sjiktet av biomasse.

Fig. 2A og 2B viser meget skjematisk to forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsen med det formål å forklare termen trykkhøyde slik den benyttes i denne søknad. For tilsvarende deler benyttes samme henvisningstall som i fig. 1.

Både i fig. 2A og 2B er trykkhøyden Phøydetrykkforskjellen mellom punktene A og B. Punktet A, som har trykket PA, ligger inne i nedløpsrøret 8 på nivået for væskeoverflaten 21 i tanken 14. Punktet B, som har trykket PB, ligger utenfor nedløpsrøret, men inne i reaktoren på samme nivå som væskeoverflaten. Trykket som forårsakes av vannsøylen Hwover punktet A kalles PW- Trykket Pi er gasstrykket like over væskenivået i gass- væskeskilleanordningen 6. P2er gasstrykket like over væskenivået 21 i reaktortanken. Alle trykk måles i forholds til atmosfæretrykket.

I utførelsesformen ifølge fig. 2A omfatter gass- væskeskilleanordningen 6 en lukket beholder 16. I denne lukkede beholder er gasstrykket Pl Reaktortanken 14 har en såkalt åpen topp. Dette betyr at toppen står i forbindelse med omgivelsen slik at gasstrykket P2i toppen av reaktoren er omtrent atmosfæretrykket, derved omtrent 0 i forhold til atmosfæretrykket. Men reaktortanken kan også ha en lukket topp som gjør det mulig at gasstrykket P2er forskjellig fra atmosfæretrykket. Her gjelder for trykkhøyden:

I utførelsesformen ifølge fig. 2B har gass- væskeskilleanordningen 6 en åpen topp, og reaktortanken 14 har en lukket topp. Videre er gass- væskeskilleanordningen anbrakt inne i reaktortanken 14. Følgelig er trykkene Pi og P2like. Her gjelder for trykkhøyden:

I fig. 2B vil trykkhøyden vøre den samme også når reaktortanken 14 er en åpen tank.

I drift finner fermentering sted under anaerobiske betingelser som et resultat av kontakt mellom slamgranulater eller biomassefnokker og substanser som er løselige i vann, så som fettsyrer, hvorved metan dannes.

For å oppnå en rolig, turbulensfri strømning i det øverste parti av reaktoren og sikre at stort sett intet slam føres ut med avløpet er den ytterligere gassoppsamlingsanordning 4 anbrakt på et nivå som er stort sett avstanden under overløpsrennene 11.1 separatoren 6 skilles væske og gass fra hverandre ved tyngdekraft, og væsken samler seg i bunnseksjonen av separatoren, og tilbakeføres som forklart ovenfor til blandesonen 2 i reaktortanken via nedløpsrøret 8 for å understøtte blandingen.

Som et resultat av det faktum at gassen har løftet vannet godt over væsken i reaktortanken 14, frembringer væskesøylen i nedløpsrøret 8 en nokså kraftig nedadrettet strømning i nedløpsrøret 8, noe som frembringer ekstra blanding ved bunnen av reaktoren. På en enkel måte oppnås den effekt at ro er fremherskende ved toppen av reaktoren og at tungt slam og tilløp ved bunnen av reaktoren blandes grundig ved turbulens.

I figurene angir henvisningstall 20 stillingen hvor gassen, oppsamlet ved hjelp av det yterligere gassoppsamlingssystem, innføres i stigerøret. H2 angir den vertikale avstand mellom gassinnføringspunktet 20 og nivået i vannsamleanordningen 11 (avløpsdemninger/renner), et nivå som faktisk er væskenivået 21 i tanken. H3 angir den vertikale avstand mellom stigerørets 5 tømmeåpning 18 og nivået i vannsamleanordningen. H1 er stort sett summen av H2 og H3. Det vil si at H1 = H2 + H3. Lengden H3 kan være i området fra 10 % til 30 % av H1. Tømmeåpningene for stigerøret/stigerørene 18 er fortrinnsvis anbrakt over væskenivået i gass- væske-separatoren og utformet på en slik måte at det dannes et tangentialt strømnings-mønster i gass- væskeskilleanordningen 6 for optimalisering av skilleprosessen. Innløpsåpningen til nedløpsrøret 8 er fortrinnsvis konisk formet for å unngå gassinnesperring og muliggjøre en konstant nedadrettet strøm.

Innenfor rammen av oppfinnelsen er forskjellige modifikasjoner mulige. Utførelsesformene som er tegnet og beskrevet er bare eksempler.

Alle utførelsesformer har felles at en vesentlig del av gassen som utvikles under fermenteringen oppsamles før den kan nå den øverste seksjon i reaktoren og at væsken som drives opp i denne prosess av gassens løftevirkning skilles fra gassen og at stillingsenergien til den forholdsvis høye væskesøyle utnyttes via en resirkulerende strøm for å oppnå omrøringen som er nødvendig for en grundig blanding og fluidisering ved bunnen av reaktoren. Kraft som ville ha blitt frigjort ved toppen av reaktoren tas nå til bunnen. Reaktorens lastekapasitet økes betydelig som et resultat av roen ved toppen nær vannutløpet og turbulensen ved bunnen nær vanninntaket.

Claims (17)

1. Anaerobisk renseanordning for rensing av avløpsvann, hvor den anaerobiske renseanordning omfatter: en reaktortank (14), en innløpsanordning (12) for innføring av tilløp i tanken (14), hvor innløpsanordningen (12) er anbrakt i den nedre seksjon av tanken (14), en vannsamleanordning (11), så som en overløpsrenne, for oppsamling av renset vann, idet vannsamleanordningen er anbrakt i den øvre seksjon av tanken (14) og angir en væskeoverflate (21) i reaktortanken (14), minst ett gassoppsamlingssystem (4) for oppsamling av gass fra væsken i reaktoren (14), hvor nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4) er anbrakt på et nivå under vannsamleanordningen (11), en gass- væskeskilleanordning (6) som er anbrakt på et nivå over vannsamleanordningen (11), minst ett stigerør (5) som har en tømmeåpning (18) som munner ut i skilleanordningen (6), hvor nevnte minst ene stigerør (5) er forbundet (20) med nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4) for løfting av væske i tanken (14) ved gassløftevirkning forårsaket av gass som er oppsamlet i nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4), samt et nedløpsrør (8) som har et innløp (17) som munner ut i skilleanordningen (6) og et utløp som munner ut i den nedre seksjon av tanken (14), for tilbakeføring av væske som er blitt skilt i skilleanordningen, til den nedre seksjon av tanken,karakterisert vedat renseanordningen er innrettet til å angi, i nedløpsrøret (8) på nivået for væskeoverflaten (21), en trykkhøyde på minst 1,4 m vannsøyle (ca. 0,14 bar), og at nevnte minst ene stigerør (5) har et øvre parti (26) som defineres som det parti av stigerøret (5) som rager oppad fra væskeoverflaten (21), der dette øvre parti har en lengde (H3) som er minst 1,2 m, fortrinnsvis minst 1,4 m, og at trykkhøyden er definert som forskjell i trykk, ved nivået til væskeflaten i reaktoren, mellom et punkt innvendig i nedløpsrøret og et punkt utvendig nedløpsrøret, men inne i tanken.

2. Anaerobisk renseanordning i samsvar med krav 1,karakterisertved at trykkhøyden er minst 1,5 m vannsøyle (ca. 0,15 bar), fortrinnsvis minst 1,6 m vannsøyle (0,16 bar).

3. Anaerobisk renseanordning i samsvar med krav 1,karakterisertved at trykkhøyden er minst 1,8- 2 m vannsøyle (ca. 0,18-0,2 bar), så som 2,5- 3 m vannsøyle (0,25-0,3 bar) eller mer.

4. Anaerobisk renseanordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte minst ene stigerør (5) har et øvre parti (26) som defineres som det parti av stigerøret (5) som rager oppad fra væskeoverflaten (21), og at dette øvre parti har en lengde (H3) som er minst 10%, så som minst 15%, av nevnte minst ene stigerørs (5) totale lengde (H1).

5. Anaerobisk renseanordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat nevnte minst ene stigerør (5) har et øvre parti (26) som defineres som det parti av stigerøret (5) som rager oppad fra væskeoverflaten (21), og at dette øvre parti har en lengde (H3) som er høyst 30%, så som høyst 25%, av nevnte minst ene stigerørs (5) totale lengde (H1).

6. Anaerobisk renseanordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat det øvre partiet har en lengde (H3) som er minst 1,6- 2 m eller mer.

7. Anaerobisk renseanordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat gass- væskeskilleanordningen (6) omfatter en stort sett lukket beholder (16) utstyrt med en anordning (22) for å holde gasstrykket på en terskelverdi.

8. Anaerobisk renseanordning i samsvar med krav 7,karakterisertved at terskelverdien er minst 0,25 m vannsøyle (ca. 0,025 bar), så som minst 0,5 m vannsøyle (ca. 0,05 bar).

9. Anaerobisk renseanordning i samsvar med krav 7 eller 8,karakterisert vedat terskelverdien er høyst 1,5 m vannsøyle (ca. 0,15 bar), så som høyst 1,2 m vannsøyle (ca. 0,12 bar).

10. Anaerobisk renseanordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat gass- væskeskilleanordningen (6) omfatter en beholder (16), hvori nedløpsrørets (8) innløp (17) er konisk formet i forhold til en vertikalakse med avsmalning i retning nedad, der det konisk formede innløp (17) er anbrakt inne i beholderen (16), og at nevnte minst ene stigerørs (5) tømmeåpning (18) er innrettet til å danne en tangential væskestrøm i beholderen (16) rundt nedløpsrørets konisk formede innløp (17).

11. Anaerobisk renseanordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat den dessuten omfatter en øvre gassoppsamlingsanordning (10) for oppsamling og fjerning av gass fra væsken i tanken (14), idet den øvre gassoppsamlingsanordning (10) er anbrakt mellom vannsamleanordningen (11) og nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4).

12. Anvendelse av den anaerobiske renseanordning ifølge et av de foregående krav.

13. Fremgangsmåte for drift av en anaerobisk renseanordning for rensing av avløpsvann, hvor den anaerobiske renseanordning omfatter en reaktortank (14), en innløpsanordning (12) for innføring av tilløp i tanken (14), hvor innløpsanordningen (12) er anbrakt i den nedre seksjon av tanken (14), en vannsamleanordning (11), så som en overløpsrenne, for oppsamling av renset vann, idet vannoppsamlingsanordningen er anbrakt i den øvre seksjon av tanken (14) og angir en væskeoverflate (21) i reaktortanken (14), minst ett gassoppsamlingssystem (4) for oppsamling av gass fra væsken i reaktoren (14), hvor nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4) er anbrakt på et nivå under vannsamleanordningen (11), en gass- væskeskilleanordning (6) som er anbrakt på et nivå over vannsamleanordningen (11), minst ett stigerør (5) som har en tømmeåpning (18) som munner ut i skilleanordningen (6), hvor nevnte minst ene stigerør (5) er forbundet (20) med nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4) for løfting av væske i tanken (14) ved gassløftevirkning forårsaket av gass som er oppsamlet i nevnte minst ene gassoppsamlingssystem (4), der nevnte minst ene stigerør (5) har et øvre parti (26) som defineres som det parti av stigerøret (5) som rager oppad fra væskeoverflaten (21), hvori dette øvre parti har en lengde (H3) som er minst 1,2 m, samt et nedløpsrør (8) som har et innløp (17) som munner ut i skilleanordningen (6) og et utløp som munner ut i den nedre seksjon av tanken (14), for tilbakeføring av væske som er skilt i skilleanordningen, til den nedre seksjon av tanken, karakterisert vedat den anaerobiske renseanordning drives med en trykkhøyde på minst 1,4 m vannsøyle (ca. 0,14 bar), hvorved trykkhøyden virker i nedløpsrøret (8) på nivået for væskeoverflaten (21), og at trykkhøyden er definert som forskjell i trykk, ved nivået til væskeflaten i reaktoren, mellom et punkt innvendig i nedløpsrøret og et punkt utvendig nedløpsrøret, men inne i tanken.

14. Fremgangsmåte i samsvar med krav 13,karakterisert vedat trykkhøyden er minst 1,5 m vannsøyle (ca. 0,15 bar), fortrinnsvis minst ca. 1,6 m vannsøyle (0,16 bar).

15. Fremgangsmåte i samsvar med krav 13,karakterisert vedat trykkhøyden er minst 1,8-2 m vannsøyle (ca. 0,18-0,2 bar), så som 2,5-3 m vannsøyle (0,25-0,3 bar) eller mer.

16. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 13-15,karakterisertved at gass- væskeskilleanordningen (6) omfatter en stort sett lukket beholder (16), og at gasstrykket som hersker i beholderen (16) er minst 0,3 m vannsøyle (ca.

0,03 bar), så som minst 0,5 m vannsøyle (ca. 0,05 bar).

17. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16,karakterisert vedat gasstrykket som virker i beholderen (16) er høyst 1,5 m vannsøyle (ca. 0,15 bar), så som høyst 1,2 m vannsøyle (ca. 0,12 bar).