SE1451133A1 - Förfarande för rening av och avskiljning av förorenande ämnen och fosforföreningar från förorenat vatten - Google Patents

Abstract

T175 P1SE LG/KOE Sammandrag Uppfinningen avser dels ett forfarande for 5 rening av fororenat vatten (2) samt avskiljning av fororenande amnen och fosforforeningar (1) fran fororenat vatten (2) och dels en anlaggning att anvandas harfor. Enligt forfarandet later man blanda tra- aska eller annan aska (3) i det fororenade vattnet (2) samt later igangsatta elektrolys i blandningen for Astadkommande av separation och avskiljning av fororeningar och fosforforeningar frail den fororenade vatskan (2). Anlaggningen innefattar lampliga medel harfor.

Description

FOreliggande uppf inning avser ett forfa- rande for rening av och avskiljning av fOrorenande amnen och fosforforeningar fran f6rorenat vatten.

Uppfinningen avser aven en anlaggning for genomfOrande av ett sagda forfarande for rening av och avskiljning av f6rorenande amnen och fosforfOreningar fran fOrorenat vatten.

Huvudandamalet med den foreliggande uppfinningen är att finna ett enkelt, miljovanligt och effektivt fOrfarande fOr att Astadkomma rening av och avskiljning av fororenande amnen och fosforforeningar frail fOrorenat vatten sasom t.ex. fran enskilda avloppsreningsverk eller i samband med andra liknande reningsanlaggningar och utan att behova nyttja kemikalier eller andra on6digt och kostnadskravande medel harfor, med risk fOr milj6fOrstOring.

Sagda andamal majliggOres genom ett forfarande av ovan angivet slag, som i huvudsak kannetecknas darav, att man later blanda i traaska eller annan aska i det fororenade vattnet samt igangsatter elektrolys i blandningen varigenom separation och avskiljning sker.

Ett ytterligare andamAl med den foreliggande uppfinningen är att astadkomma en kompakt, enkel, miljOvanlig, billig och effektiv anlaggning som majliggOr att nyttjas fOr genomfOrande av ett ovan angivet reningsforfarande.

Sagda ytterligare andamal uppnas medelst en reningsanlaggning som vasentligen kannetecknas ddrav, att ett karl av fOretradesvis glas eller annat kemiskt 2 neutralt material nyttjas och att elektroder for elektrolysbehandling av det fororenade vatten nyttjas i sagda karl samt att traaska eller annan aska bildar biokemiskt separationsmedel fOr fororeningar och fosforforeningar i fororenat vatten under begransad tidsperiod.

Uppfinningen beskrives nedan med hanvisning till de bifogade ritningarna, pa vilka Fig 1-6 schematiskt visar forloppet vid rening av fororenat vatten i olika steg och frekvenser i 10 en behallare, varvid Fig 1 visar ett ihallningsskede av aska i den vatska som onskas renas, Fig 2 visar forloppet under elektrolysbehandling av vatskan, Fig 3 visar bildandet av en kaka av fororeningar pa ytan av vatskan, Fig 4 visar forlopp av fanning av sagda kaka mot behallarens botten, Fig 5 visar renat vatten i behallaren, och Fig 6 visar uttag av renat vatten respek- tive pa botten av behallaren liggande fororening innan kakan med fororeningar sedimenterat, Fig 7-12 visar anlaggningen samt i densamma ingaende olika delar och dess anvandning, varvid Fig 7 visar i perspektiv exempel pa en anlaggning med plastbehallare, Fig 8 visar ytterligare exempel pa anlaggning i verksamt begynnelselage, och med behallaren bildad av glas, Fig 9 visar anlaggningen med ingaende stromkalla, Fig 10-11 visar anlaggningen i verksamt lage med visad ytbelagen kaka av fOroreningen, och 3 Fig 12 visar anlaggningen i slutrenande lage med visade bottenavlagringar och avlagsnandet av ytkakan.

Genom ett flertal fOrsok har det visat sig att aska, namligen vanlig vedaska fran forbranning av gran, tall och lovtrad av olika slag, och som enkelt erhalles frail brasor i t.ex. spisar, utgar naturens egen katalysator for omvandling och/eller andring av olika amnens egenskaper pa biokemisk vag. Med ytterligare hjalp av elektrolys, liknande effekt som erhalles fran askan i naturen i det fria, kan man nu med hjalp av denna sagda katalysator astadkomma en separation av oonskade ingredienser i t.ex. fororenat vatten. Forsoken visar klart att askan ar en forutsattning fOr att kunna genomfora fOrfa- randet med onskat resultat, d.v.s. rening av den aktuella vatskan. Utan aska sker ingen separation av ingaende delar av vatskan under en rimlig tidsperiod utan i stallet sker det pa naturens eget satt over en lang tidsperiod genom klarning och sedimentering.

Aven annan slags aska an traaska kan nyttjas, exempelvis aska fran brunkol och/eller stenkol.

Genom motstandsmatning har aven konstaterats att rent vatten (drickbart) har ett betydligt hogre motstand an fororenat vatten pa grund av olika salters och fororeningars inverkan. Det har aven visat sig att motstandet andras pa varierande satt genom innehallets paverkan. Gasbubblor vid katoden och som tyder pa syrgas, har kunnat iakttagas. Vid anoden har kunnat konstateras bildande av vita tradar och (skagg) ett finmaskigt nat vilket kan tyda pa bildandet av aminosyror, proteiner slier liknande.

Forsok har aven gjorts med elektroder av olika material i viss utstrackning dar elektroder av jamn 4 visat sig vara bast. Vid forsok med elektroder av typen massingslaglod kunde konstateras att gran argliknande del bildades vid anoden som en del i den flytande kakan.

Vid forsok med avloppsvatten fran en tre- kammarbrunns 2:a kammare med elektroder av jam n i elektrolys kunde direkt konstateras att vatskan svartnade. Troligen bildades jarnoxid i nagon reaktion i samband med elektrolysen. Vatskan klarnade efter viss tid samt att en flytande kaka hade bildats av olika ingredienser i vatskan. Denna flytande kaka sedimenterar sedan under en langre tidsperiod i olika steg. Mellan den flytande kakan samt lite rester pa botten klarnade vatskan ganska snart.

For forsoken ham anvants 12 volt likstrom samt vanlig vedaska fran mestadels gran och lovtrad som tillsatts samtidigt med kopplande av stromkallan. Behallare for forsokan har varit stOrre glasburkar for att minimera ovidkommande amnen samt fOr att kunna se och iakttaga eventuella forandringar.

Utifran observation i forsok enligt ovan- staende, med forsok till beskrivning, ham senare utvecklats en biokemisk reaktor grundad pa observationer av repeterbara forsok avsedd far undersakning av vatskan mellan den flytande kakan och det sedimenterade materialet pa botten.

Vid en forsta korning i denna reaktor anvandes dricksvatten, dels for rengaring, dels for prov. Vatskan svartnade som ovan samt klarnade ganska snart. Den flytande kakan var mycket obetydlig (drickbart vatten). Den avtappade vatskan i behallaren blev kristallklar samt att ett visst brunt sediment ham bildats. Efter senare forsok kanske man kan fraga sig om detta var den i vattnet lasta fosforn samt eventuella rester av jam.

Nasta forsok innebar avloppsvatten fran andra kammaren i en avloppsbrunn. Vatskan svartnade pa samma satt som tidigare forsok med aska. Under detta forsak anvandes mindre mangd aska varvid processen forlangdes i tid raknat. Pa morgonen hade vatskan klarnat och kunde tappas upp i en star-re glasburk for iakttagelser efter processen. Efter nagra timmar kunde iakttagas en pagaende process, med flockning i vatskan. Fargen barjade andras till grant. Efter nagra timmar var vatskan markgran. Tre dagar efter upptappningen i glasburken hade vatskan klarnat helt samt att ett brungult sediment hade bildats. Tiden maste narmare kontrolleras mellan upptappning och fardig fallning, eftersom overraskningen stallde till det. Vid senare litteraturstudier tyder fenomenet pa en omvand- ling av fosfor i vatskan, fosforylering i en miljo med jarnoxid vilket skulle ge den grona fargen. Med ovanstaende observationer som grund, menar jag att med hjalp av aska som katalysator i elektrolytisk process kunna avlagsna fororenande amnen samt fanning av fosfor och fosforforeningar fran min biokemiska reaktor. Forsaken har skapat mojligheten att pavisa reningsverkens paverkan i miljan (recipient) genom studier frail utgaende (renat avloppsvatten) samt dess paverkan av det pavaxta materialet vid anoden som visat sig vara mycket kansligt for exempelvis jarnsulfat. Detta resulterade omgaende i ett svartnande och hopskrumpet flat liknande bottendad som man kan iakttaga i havet utanfOr kommunala reningsverk.

Mojligheter finnes att genom skumning avlagsna den flytande kakan med fororeningar fran vatska.

Ytterligare mojligheter skapas att kunna ta tram olika fraktioner fran den flytande kakan genom att en biokemisk reaktion pagar med en fanning av olika lager under en langre tid, med borjan underst pa kakan. Den tredje 6 majligheten ar enligt ovan beskrivningen att ta vatskan direkt efter klarning frail den svarta fargen samt lata den sjalvgaende processen i denna vatska utfOra omvandling samt fanning av fosfor och fosforforeningar. Det fallda materialet kan sedan avlagsnas fran processen. Bottensediment frail 0-aktiva delar i askan mm kan mekaniskt avlagsnas fran processen.

Den svarta fargen fran borjan av processen samt den klarnande delen kan utnyttjas for reglering av processens genomforande. Den klara vatskans farg efter reaktorn samt den grana fargen vid processen, klarnande efter fosforomvandlingen och fallningen kan utnyttjas vid regleringen av processen.

Enligt uppfinningen innefattar ett far- farande for rening och avskiljning av fororenande &Tanen 1 fran fororenat vatten 2 att man later blanda i traaska eller annan aska 3 i det fororenade vattnet 2 samt later igangsatta elektrolysbehandling av den sagda blandningen 4. Darigencm sker separation och biokemiskt avskiljning av icke onskvarda fororeningar. Darvid nyttjar man trhaska eller annan aska 3 erhallen fran en spis eller nagon annan lamplig eldstad eller forbranningskalla.

For elektrolysbehandlingen nyttjar man elektroder 5, 6 av jam, varigenom blandningen 4 forst svartnar i det nyttjade karl 7, for att efter viss tid klarna. Darvid har en flytande kaka 8 bildats ovan vattnet 2 av innehallande fororeningar och fosforforeningar 1 i det fororenade vattnet 2. Efter viss tid later man avtappa renat vatten 9 fran karlet 7 efter det att den sagda kakan 8 med fororeningar 1 dari sedimenterat och att rester 11 darav bildats pa botten 10 av det karl 7 som nyttjas vid det sagda forfarandet. Alternativt kan man genom ej visad men allmant kand skumning lata avlagsna kakan 8 innan 7 sedimentering av densamma sker for senare behandling. Detta kan ske i ett enda skede eller successivt allteftersom kakan 8 hailer pa att bildas alternativt kan filtrering utnyttjas nar kakan sedimenterat/sedimenterar for erhallande av olika delar i innehAllet.

Lampligt ãr att lAta rena avloppsvatten som mottages efter grovavskiljning i sá kallade trekammarbrunnar, i reningsverk eller i andra liknande anlaggningar. Darvid tager man avloppsvatten frAn en sagda tre- kammarbrunns tredje kammare fOr rening. Efter viss tid fran iblandning av traaska eller annan aska 3 och elektrolys av blandningen 4 klarnar avloppsvattnet efter bildande av en flytande kaka 8 av fororeningar och fosforforeningar 1 och sedimentering av densamma eller Ater- foring till tidigare steg, liknande aktiv slamprocess for senare slamsugning sa att avtappning av renat avloppsvatten 9 sker skilt fran kvarvarande rester 11 av fororeningar pa batten 10 av brunnen eller annat nyttjat karl i vilket sagda rening Astadkommes. Eftersom vatskan 2 i karlet 7 andrar farg kan man lata styra forfarandet efter de farger som bildas under fOrfarandets gang.

Avlagsning av den flytande kakan 8 pa vatskan 2 i karlet 7 sker genom foljande Atgarder: att man later skumma av den flytande kakan 8, eller att man lAter ta fram olika frakticner frail den flytande kakan 8 genom att en biokemisk reaktion pagAr med en fanning av olika lager av fororeningar och fosforforeningar under viss tid med bOrjan underst pa den flytande kakan, eller att man later ta ut vatskan 2 direkt efter klarning fran morkfargad vatska och sedan later en sjalvgAende process i sagda vatska 2 utfora 8 omvandling samt utfallning av fosfor och fosforforeningar varefter det utfallda materialet avlagsnas och bottensediment 11 fran den icke aktiva delen av askan 3 och ovrigt innehall mekaniskt avlagsnas fran karlet 7.

En anlaggning 20 som lampar sig speciellt for genomforande av ett fOrfarande enligt uppfinningen far att astadkomma rening av vatska 2 och avskiljning av fororenande amnen 1 frail fororenat vatten 2 innefattar foljande: Ett karl 7 bildat av foretradesvis glas eller annat kemiskt neutralt material. Elektroder 5, 6 for elektrolysbehandling av det foreorenade vattnet 2 som är mottagbart i sagda karl 7 samt traaska eller annan aska 3, foretradesvis i pulverform bildar separationsmedel for fororeningar 1 i fOrorenat vatten 2 under begransad tidsperiod.

Sagda elektroder 5, 6 till elektrolysbehandlingen bestar av jam. Vedaskan 3 ar frAn barr- eller lovtrad. Nyttjas annan aska 3 kan denna vara t.ex. fran brunkol och/eller stenkol. Elen till elektrolysbehandlingen am foretradesvis likstrom vid forsok erhallen fran foretradesvis 12 volt, exempelvis ett bilbatteri 21. Karlet 7 till anlaggningen 20 uppvisar foretradesvis Atminstone en del som är genomsynlig utifran. Anlaggningen 20 kan innefatta medel 22 for avtappning av renad vatska 9 fran sagda karl 7, innan kakan 8 borjat sedimentera biokemiskt exempelvis en kran, är anordnad vid karlets nedre parti men pa en niva 23 ovanfOr ett omrade 24 pa botten 10 i karlet 7 dar avlagringar av fororeningar 1 bildas.

Funktion och beskaffenhet av uppfinningen torde ha forstatts klart av det ovan angivna och 9 med kdnnedom ¥ am det pa ritningarna visade men uppfinningen är naturligtvis inte begrAnsad till de ovan beskrivna och pa de bifogade ritningarna visade utforandena. Modifieringar dr mojliga, sdrskilt ndr det gdller de olika delarnas beskaffenhet, eller genom anvdndande av likv&rdig teknik, utan att man frangar skyddsomradet for uppfinningen, sasom den definieras i patentkraven.

Claims (10)

T175 P1SE LG/KOE Patentkrav

1. F6rfarande for rening av och avskiljning av fororenande &men och fosforf6reningar (1) fran f6rorenat vatten (2), khnnetecknat darav, att man later blanda i traaska eller annan aska (3) i det f6rorenade vattnet (2) samt igangsdtter elektrolys i blandningen (4) varigenom separation och avskiljning sker. 10

2. Forfarande enligt patentkrav 1, Milnetecknat dhrav, att man nyttjar traaska eller annan aska

3. fran spis eller annan forbranningskalla. 15 3.Forfarande enligt nagot av patentkraven 1-2, khnnetecknat darav, att man nyttjar elektroder (5, 6) av jam vid elektrolysbehandlingen varigenom blandningen 4. forst svartnar i det karl man nyttjar vid genomfOrandet av forfarandet for att efter viss tid klarna och att 20 en flytande kaka (8) bildas av innehallande fororeningar och fosforforeningar (1) i det fororenade vattnet (2).

4. Forfarande enligt patentkrav 3, Janne- tecknat dhrav, att man efter viss tid later avtappa renat vatten (9) efter det att den sagda kakan (8) med f6roreningar och fosforfOreningar sedimenterat och rester (11) bildats pa botten (10) av det karl som nyttjas vid sagda forfarande eller att man genom skumning innan sedimentering sker later avlagsna kakan (8) med fororeningar i ett skede eller successivt alit eftersom den bildas eller genom filtrering liar kakan (8) sedimenterat/sedimenterar for erhallande av olika delar i innehallet. 11

5. Forfarande enligt nagot av ovan angivna patentkrav, kannetecknat darav, att man later taga avloppsvatten frail en trekammarbrunns tredje kammare for reningsverk efter grovavskiljning och sandfangrening, och att efter viss bid fran iblandning av traaska eller annan aska (3) och elektrolys av blandningen (4) klarnar avloppsvattnet efter bildande av en flytande kaka (8) av fOroreningar (1) och sedimentering av densamma, sá att avtappning av renat avloppsvatten sker skilt fran kvarvarande rester av fororeningar pa botten (10) av nyttjat karl (7) i vilket sagda rening Astadkommes.

6. Forfarande enligt patentkrav 5, kannetecknat darav, att man later styra forfarandet efter de farger 15 som bildas under forfarandets gang pa vatskan (2) i karlet (7) .

7. Forfarande enligt nagot av patentkraven 5-6, kannetecknat darav, att man avlagsnar den flytande 20 kakan (8) med fororeningar frail vatskan (2) genom: 1. skumning av den flytande kakan (8), 2. att lata ta fram olika fraktioner fran den flytande kakan (8) genom att en biokemisk reaktion pagAr med en fanning av olika lager av fororeningar under viss tid med borjan underst pa den flytande kakan (8), eller 3. att lata ta ut vatskan (2) direkt efter klarning fran morkfargad vatska och lata en sjalvgaende process i sagda vatska (2) utfora omvandling samt utfallning av fosfor och fosforforeningar varefter det utfallda materialet avlagsnas, och att sedan bottensediment (11) fran den icke aktiva delen av askan (3) och ovrigt innehall mekaniskt avlagsnas frail karlet (7). 12

8. Anlaggning f6r genomforande av fOrfarande for rening av och avskiljning av fororenande amnen och fosforforeningar (1) frAn fOrorenat vatten eller annan vatska (2) enligt nAgot av ovan angivna patentkrav, Janne5 tecknad darav, att ett karl (7) av fOretradesvis glas eller annat kemiskt neutralt material nyttjas och att elektroder (5, 6) for elektrolysbehandling av det f6rorenade vatten (2) nyttjas i sagda karl (7) samt att traaska eller annan aska (3) bildar biokemiskt separationsmedel 10 far fororeningar och fosforforeningar i fororenat vatten (2) under begransad tidsperiod.

9. Anlaggning enligt patentkrav 8, kannetecknad darav, att man nyttjar elektroder (5, 6) av jam n till elektrolysbehandlingen, vedaska (3) frAn barr- och/eller lOvtrad eller annan aska samt el, frAn foretradesvis 12 volt likstr6m, samt att foretradesvis Atminstone del av karlet (7) am genomsynlig utifrAn.

10. Anlaggning enligt nAgot av patentkraven 8-9, kannetecknad darav, att medel (22) for avtappning av renad vatska (9) frAn sagda karl (7) ãr anordnat vid karlets nedre parti men pA en nivA (23) ovanfOr ett omrAde (24) i kArlet (7) dar avlagringar (11) av fororeningar (1) bildas. CY) NI N., a C3) DENIMEN W".. womb 9 i - 6U L S 21