NO20110201A1 - System og fremgangsmate for behandling av kommunal og industriell kloakk og slam - Google Patents

Abstract

System og framgangsmåte for behandling av avløpsvann og slam ved kommunale eller industrielle behandlingsanlegg for avløpsvann. Systemet omfatter en eller flere roterende beltesiler (18) innrettet for samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykking av primært og biologisk (sekundært) slam. Den roterende beltesilen muliggjør også nitrifikasjon i biologiske reaktorer.

Description

System og framgangsmåte for behandling av kommunalt og industrielt avløpsvann og slam

Oppfinnelsen angår et system for samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam ved kommunale eller industrielle renseanlegg for avløpsvann, i samsvar med innledende del av patentkrav 1.

Oppfinnelsen angår også en framgangsmåte for samtidig behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam ved kommunale eller industrielle renseanlegg for avløpsvann, i samsvar med innledende del av patentkrav 9.

Bakgrunn

Tradisjonelt har det blitt brukt finmaskete filter og siler som forbehandling, eller som eneste behandling ved mindre anlegg som slipper ut avløpsvann til havet. Fjerningseffektiviteten for filter og siler med mindre enn 1 mm åpning var typisk bare 2 til 6 % for organisk stoff og bare 10 til 20 % for totale suspenderte faste stoffer (TSS). Effekten var hovedsakelig estetisk, ettersom filter og siler bare fjernet den mest synlige delen av forurensningen.

På verdensbasis har de fleste større biologiske renseanlegg (WWTP) primær behandling. Et antall mindre og middels store biologiske WWTP er imidlertid utformet uten primær behandling.

Fra US2009194476A er det kjent en framgangsmåte for behandling av en blanding av mikroorganismer som inneholder fosfor og magnesium, ved å først få blandingen av mikroorganismer til å frigi fosfor og magnesium som deretter blir tappet av ettersom blandingen tykner, for å produsere fosfor- og magnesiumrik væske og magnesiumredusert behandlet blanding. Denne behandlete blandingen blir plassert i en anaerob prosesstank (eng. digester) hvor det dannes ammoniakk, men som reagerer svært lite med fosfor eller magnesium ettersom konsentrasjonen av disse er svært redusert. Deretter blir den ammoniakk-rike blandingen awannet, for å gi en ammoniakk-rik væske som blir kombinert med den fosfor- og magnesiumrike væsken. I en foretrukket utførelse blir et nyttbart struvitt-produkt oppnådd fra denne kombinasjonen. I tillegg blir produksjonen av uønsket struvitt i den anaerobe prosesstanken i stor grad unngått, sammenlignet med kjente framgangsmåter for rensing av avløpsvann.

US2004164019A beskriver et renseanlegg for kloakk, hvor avløpsvann deles i primært slam og avløpsvann, og det primære slammet blir anaerobt nedbrutt og awannet for å gi klasse A biosolid. Avløpsvannet blir aerobt nedbrutt og separert for å gi avfallsaktivert slam. Det avfallsaktiverte slammet blir varmet i en totrinns prosess med dampinjeksjon og indirekte damp før det føres til en hydrotermisk prosess. pH i det behandlete avfallsaktiverte slammet blir deretter økt, og nitrogenet blir strippet av og gjenvunnet som et ammoniumsalt. En liten nitrogenstrøm med flyktige fettsyrer og løselige organiske stoffer blir deretter separert og ført inn i den aerobe prosesstanken. Biogass som blir generert under anaerob nedbrytning gir energi for oppvarming av avfallsaktivert slam, for den hydrotermiske prosessen, og avgitt varme fra den hydrotermiske prosessen varmer det primære slammet for termofil anaerob nedbrytning.

Fra EP1156015A er det kjent en behandlingsprosess for slam fra avløpsvann, som omfatter: (I) slippe ut aktivert slam og vann fra et første basseng til et sedimentasjonsbasseng; (II) utsette noe av det aktiverte slammet for membranfiltrering hvor filtratet blir dratt av; og (III) tilbakeføre noe av det aktiverte slammet til det første bassenget. Et uavhengig krav er også tatt med for en sammenstilling med et lavtrykks-membranfilter som er kontinuerlig eksponert for den turbulente passeringen av fluid over membranen i en membranmodul.

US5976375A beskriver en framgangsmåte for å redusere produksjonen av biomasse under behandlingen av aktivert slam fra avløp fra tremasse- og papirfabrikker; omfattende kondisjonering av det returaktiverte slammet (RAS), før det føres tilbake til den ventilerte tanken. Kondisjoneringen utføres vanligvis i returlinen for slam og omfatter RAS-eksponering for surt utstrømmende avløpsvann som kommer fra blekeanlegg for kraftpapir, sulfitt-fabrikker eller andre fabrikk-kilder.

Fra W09611884A er det kjent en behandlingsprosess for avløpsvann, hvor avløpsvann passerer gjennom en aerob, biologisk oksiderings-sone for å oksidere BOD og konvertere ammoniakk-nitrogen til nitrat. Utstrømningen føres til en anaerob blandesone og blandes med utstrømning fra en anaerob/anoksisk sone som mottar slam fra en sediment-sone. Alternativt kan en anoksisk og/eller anaerob sone være framskaffet mellom oksideringssonen og en aerob blandesone for mottak av slam, fermentert slam, eller utstrømning fra den anaerobe/anoksiske sonen for fjerning av fosfor.

US5356537A beskriver en framgangsmåte og anordning for behandling av avløpsvann. Etter behandling blir det omtrent ikke noe slam igjen for avhending. Behandlingen omfatter blanding av avløpsvannet med fast aktivert slam i en luftet tank. Den blandete væsken fra tanken blir deretter flyttet til en bunnfellingstank. Omtrent 5-25 % av det aktiverte slammet som blir utskilt i bunnfellingstanken blir ført tilbake til en aerob prosesstank og behandlet i omtrent 16-24 timer. Den aerobe prosesstanken kan være en batch-enhet eller en kontinuerlig prosessenhet. Etter behandling i den aerobe prosesstanken, blir det faste aktiverte slammet ført tilbake til den luftete tanken.

Fra US5447633A er det kjent et totrinns aktiveringsanlegg, hvor en del av det aktiverte slammet (første slamkrets) fra det første trinnet blir overført til det andre trinnet, og en del av det aktiverte slammet fra (andre slamkrets) det andre trinnet blir overført til det første trinnet, slik at blandete biocønoser blir dannet i begge trinn. Biomassen som skal denitrifiseres fra det første trinnet blir overført til det andre trinnet ved den første slamkretsen og biomassen som skal denitrifiseres fra det andre trinnet blir overført til det første trinnet ved den andre slamkretsen, slik at ikke bare karbonforbindelser blir brutt ned, men nitrogenforbindelsene kan fjernes ved nitrifisering og denitrifisering i begge trinn.

US5032289A beskriver et offshore-anlegg for behandling av avløpsvann eller slamanlegg som blir driftet på et skip. Anlegget er helt og/eller delvis selvforsynende med energi ved å utnytte metangassen som blir generert av behandlingsanlegget. Prosessanlegget tillater primær og sekundær behandling og nedbrytning av avløpsvann, dehydrering av slam eller faste stoffer, generering av metangass, tørking av slam eller faste stoffer og pelletisering av slam med sluttprodukter eller biprodukter som vann som kan resirkuleres for industrielle og/eller landbruksformål, gjødsel etter at det tørre slammet er blandet med potteaske, eller det tørre slammet kan framstilles i blokker som er egnet for bygging av bygninger.

Fra US4915840A er det kjent en forbedret prosess for behandling av kommunalt avfall og særlig for reduksjon av organisk slam dannet under den biologiske nedbrytningen av det organiske stoffet. I konvensjonelle prosesser blir avfallet som inneholder organisk stoff, satt i kontakt med oksygenholdig gass i nærheten av biologisk aktive organismer under forhold for å produsere biomasse som, ved separasjon, danner slam. En del av slammet blir ofte ført tilbake til den aerobe nedbrytningsprosessen. Denne oppfinnelsen er relatert til en forbedring for slamreduksjon i disse prosessene, hvor en del av slammet blir hydrolysen og deretter utsatt for biologisk nedbrytning i en autotermisk, aerob nedbrytningssone. Utstrømningen fra den autotermiske, aerobe nedbrytningssonen blir vanligvis ført tilbake til den initiale aerobe nedbrytningsprosessen eller underkastet avhending. I en annen utførelse av oppfinnelsen blir det hydrolysene slammet overført til en autotermisk, anaerob nedbrytningsprosess hvorved en betydelig del av det organiske stoffet blir konvertert til metan, og utstrømningen fra den autotermiske, anaerobe nedbrytningsprosessen deretter kan overføres til den autotermiske aerobe nedbrytningsprosessen for å effektuere en endelig reduksjon av organisk stoff. Ved disse kombinasjonene kan man generere en forhåndsvalgt verdi av slammet, og i noen tilfeller, kan man drifte under forhold slik at det ikke blir noen netto dannelse av slam.

US4818405A beskriver at kommunalt slam blir konvertert fra et miljøproblem til jordforbedringsmiddel og elektrisitet. Metan, produsert i en anaerob prosesstank, blir delvis brukt for å generere elektrisitet, og delvis til å tørke det konsentrerte slammet i en rotasjonstørker. Overskuddsvarme fra tørkeren blir benyttet for å opprettholde temperaturen i prosesstanken ved omtrent 40 - 55'C (105'F til 130'F). Tungmetaller blir fjernet slik at det tørkete slammet kan brukes som sikkert jordforbedringsmiddel.

Fra EP0291665A er det kjent en prosess for å bedre dehydratiseringen av biologisk kloakkslam. Avvanningen av biologisk slam, særlig delvis nedbrutt slam, kan forbedres dersom kloakkslammet blir behandlet med hydrolytiske enzymer, så som karbohydraser (amylaser, cellulaser), proteaser, glykoproteinaser og/eller lipaser, etterfulgt av tilsetting av en syntetisk flokkulant, særlig en kationisk polyelektrolytt.

Disse kjente løsningene har mange ulemper sammenlignet med den foreliggende oppfinnelsen:

- større energikostnader grunnet høyt energiforbruk i oksideringskanaler og luftetanker,

- ingen eller svært lav primær slamproduksjon,

- høyere organisk- og nitrogenbelastning på biologisk behandling,

- større volum på luftetankene,

- høyere biologisk slamproduksjon,

- lavere konsentrasjon av overskuddsslam,

- høyere volum av overskuddsslam,

- høyere MLSS-konsentrasjon i oksideringskanal,

- høyere RAS-strøm,

- høyere WAS-produksjon,

- lavere totalkapasitet.

Det skal også nevnes at det finnes anlegg som benytter CEPT (Chemically Enhanced Primary Treatment) eller DAF (Dissolved Air Flotation) som primær behandling, men disse anleggene har ikke roterbar sil, hvilket vil være tilfellet for den foreliggende oppfinnelsen. De framskaffer heller ikke avvanning av slam.

I publikasjonene i kjent teknikk er det ikke kjent eller foreslått en framgangsmåte eller system for samtidig primær behandling og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam i behandlingsanlegg for kommunalt avløpsvann, spesielt en framgangsmåte som benytter et finmasket silsystem.

Formål

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å framskaffe et system og en framgangsmåte som helt eller delvis løser ulempene med kjent teknikk, og å framskaffe et billigere og mer effektivt system sammenlignet med kjent teknikk.

Det er et ytterligere et formål med oppfinnelsen å framskaffe et system og en framgangsmåte som framskaffer samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam ved behandlingsanlegg for kommunal avløpsvann.

Det er også et formål med oppfinnelsen å utnytte et finmasket silsystem for å gi samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam.

Det er også et formål med oppfinnelsen å behandle og avvanne og/eller fortykke kjemisk slam og/eller vaskevann fra returspyling av sandfilter dersom systemet har tertiær behandling, for eksempel for fjerning av fosfor eller forbedret fjerning av faste stoffer (sandfilter).

Videre er det et formål med foreliggende oppfinnelse å redusere arealet som er nødvendig for et system for behandling av kommunalt og industrielt avløpsvann og slam ved fjerning eller utbytting av utstyr for avvanning og/eller fortykning av sekundært slam.

Endelig er det et formål med oppfinnelse å avhende slam i et tidlig trinn for å opprettholde høy energi i slammet, slik at slammet kan benyttes for å produsere bioenergi.

Oppfinnelsen

Et system i samsvar med oppfinnelsen er beskrevet i krav 1. Ytterligere fordelaktige trekk ved systemet er beskrevet i krav 2-8.

En framgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen er beskrevet i krav 9. Ytterligere fordelaktige trekk ved framgangsmåten er beskrevet i krav 10-16.

Over hele verden har de fleste større biologiske WWTP primær behandling. Det er imidlertid en rekke av de mindre biologiske WWTP som er utformet uten primær behandling. Mange av disse mindre anleggene er oksideringskanal-type anlegg for fjerning av organisk stoff. Disse anleggene omfatter et grovfilter for håndtering av inngående avløpsvann og et biologisk behandlingssystem som omfatter en oksideringskanal med overflatelufter og en klaringsenhet (eng. clarifier) til slutt. Returaktivert slam (RAS) blir pumpet fra bunnen av den avsluttende klaringsenheten, og tilbake til oksideringskanalen, og det avfallsaktiverte slammet (WAS) blir avhendet. Den avsluttende klaringsenheten framskaffer også det utstrømmende avløpsvannet.

Et konvensjonelt anlegg for aktivert slam for fjerning av organisk stoff omfatter et eller flere grovfilter og sand- og grusfang for håndtering av det inngående avløpsvannet før det overføres til en eller flere luftetanker for aktivert slam, og deretter til midler for sekundær og/eller tertiær biologisk behandling og naturlig fjerning. RAS fra midlene for sekundær og/eller tertiær biologisk behandling og naturlig fjerning blir ført tilbake til luftetankene for det aktiverte slammet, og WAS blir avhendet fra midlene for sekundær og/eller tertiær biologisk behandling og naturlig fjerning, hvilket også framskaffer avløpsvannet.

Det nye trekket ved oppfinnelsen er å innføre en roterende beltesil, også kalt finmasket sil, i systemene beskrevet ovenfor, og varianter av disse, og resultatene som innføringen av den roterende beltesilen gir.

Ved å innføre en roterende beltesil i et system/anlegg som de nevnte og lignende kan samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk

(sekundært) slam oppnås ved kommunale eller industrielle system/anlegg for behandling av avløpsvann. WAS kan tilbakeføres til den roterende beltesilen i stedet for å avhendes.

Dette har mange fordeler sammenlignet med kjente løsninger:

- betydelig lavere energikostnader, grunnet lavere energiforbruk i oksideringskanaler og luftetanker, - høy produksjon av primært slam sammenlignet med ingen produksjon i kjente løsninger,

- lavere organisk- og nitrogenbelastning på den biologiske behandlingen,

- lavere volum i luftetankene,

- lavere biologisk slamproduksjon,

- høyere konsentrasjon i overskuddsslam,

- lavere volum av overskuddsslam,

- lavere MLSS-konsentrasjon i oksidasjonskanal,

- lavere RAS-strøm,

- lavere WAS-produksjon,

- høyere totalkapasitet,

- økt fjerningseffektivitet for TSS og BOD5,

- høyere energiinnhold i avfall fra biologisk slam,

- framskaffer avvanning og/eller fortykning av biologisk slam uten bruk av kjemikalier.

Det siste systemet beskrevet ovenfor og referert til som et konvensjonelt aktivslam-anlegg, kan ytterligere oppgraderes for nitrifisering ved å øke volumet av luftetankene for å gi tilstrekkelig retensjonstid for det faste stoffet.

Ved å innføre roterende beltesil som beskrevet ovenfor, blir det samme resultatet oppnådd ved at slamutbytte og produksjonen av avfallsaktivert slam, vil være tilstrekkelig lav til å tillate en retensjonstid for faste stoffer i de eksisterende luftetankene, som er tilstrekkelig lang til at nitrifikasjon forekommer. Samtidig som de andre ovenfor nevnte fordelene oppnås.

Med systemet i samsvar med oppfinnelsen vil systemet ha overskytende kapasitet sammenlignet med konvensjonelle systemer/anlegg, hvilket resulterer i at denne overskuddskapasiteten kan benyttes til å tilknytte flere personekvivalenter til behandlingsanlegget.

Dersom de nye tilknytningene har de samme konsentrasjonene i avløpsvannet som de eksisterende tilknytningene, kan den organiske og hydrauliske belastningen på behandlingssystemet/anleggetøkes med omtrent 30 % før kapasiteten av klaringsenheten på slutten blir nådd. Det eksisterende luftesystemet vil fremdeles ha noe overskuddskapasitet.

Dersom den hydrauliske belastningen fra de nye tilkoblingene blir kompensert for ved tilsvarende reduksjoner i innfiltrering og innstrømning andre steder grunnet oppgradering av kloakksystemet, kan BOD og TSS belastningenøkes med 45 til 50 % før kapasiteten av behandlingssystemet/anlegget er nådd. Imidlertid, dersom luftesystemet opprinnelig hadde noe overskuddskapasitet eller kapasiteten er økt med 10 %, kan BOD- og TSS-belastningenøkes med 60 % før kapasiteten av behandlingssystemet/anlegget er nådd.

Et system/anlegg tilsvarende de som er beskrevet ovenfor vil vanligvis omfatte et innløpskammer, hvori den roterende beltesilen drives. For å ytterligere fremheve den totale effektiviteten av systemet/anlegget, kan inngående avløpsvann måles med egnete midler og nivået av avløpsvann i innløpskammeret kan måles med egnete midler, slik at den roterende beltesilen styres ved å utnytte informasjonen om hvor mye inngående avløpsvann som tilføres den roterende beltesilen til enhver tid, og variasjonene i fluidnivået (stigetiden) og partikkelkonsentrasjonene til enhver tid i innløpskammeret. På denne måten kan den roterende beltesilen styres slik at det dannes en filtermatte på den roterende beltesilen som er så tykk som mulig, for å oppnå så god renseeffekt/partikkelreduksjon som mulig, og samtidig blir informasjonen benyttet for å styre den roterende beltesilen for å unngå at innløpskammeret/den roterende beltesilen flommer over. Overløp blir vanligvis ført tilbake til innløpet og vil dermed gi lavere kapasitet, og hvis ikke vil renseeffektiviteten/partikkelreduksjonen reduseres fordi urenset fluid går direkte til utløpet ogøker forurensingen eller fordi overløpet (vanligvis for større system/anlegg med flere rense-/behandlingstrinn (biologisk/kjemisk/membran)) går til det neste rensetrinnet og overlaster systemet, eller ved at driftskostnaderøker fordi økt tilførsel av oksygen blir nødvendig.

Ved å evaluere/tolke informasjonen angående tilført fluidmengde, og variasjonene i fluidnivået (stigetiden) og partikkelkonsentrasjonene i innløpskammeret, kan den roterende beltesilen styres for å oppnå en filtermatte som er så tykk som mulig. Vilkårene og innstillingene for å styre den roterende beltesilen er ytterligere tilpasset dimensjoneringen av systemet/anlegget.

Dette er godt beskrevet i søkerens WO2009091260 - "Framgangsmåte og system for partikkelreduksjon ". WO2009091260 er tatt med her som helhet ved referanse.

Systemet omfatter fortrinnsvis ytterligere midler for å fjerne slam fra den roterende beltesilen og midler for å rense den roterende beltesilen, for eksempel som vist i søkerens norske patenter 310182 og 178608. For å oppnå så tykk/effektiv filtermatte som mulig, er det viktig at midlene for å fjerne slam ikke omfatter mekanisk kontakt på partikkelsiden av den roterende beltesilen, ettersom mekanisk kontakt på partikkelsiden vil resultere i at partiklene knuses/ødelegges/skyves gjennom den roterende beltesilen, hvilket vil resultere i at den roterende beltesilen tettes av partikler som skyves gjennom den roterende beltesilen, og dermed reduserer raten for fjerning av partikler/renseeffektiviteten, ved at partikler kommer gjennom den roterende beltesilen til utløpsvannet, eller manglende hydraulisk kapasitet slik at urensete fluider flommer over. Det er derfor en stor fordel at midlene benyttet for rensing er av typen beskrevet i søkerens norske patenter 310182 og 178608. Disse er kjente løsninger som ikke vil beskrives ytterligere her, men norske patenter 310182 og 178608 er tatt med her i sin helhet ved referanse.

Systemet er fortrinnsvis forsynt med et eller flere sensormidler for å måle tilstander ved ulike posisjoner for å styre systemet, så som totalt suspendert fast stoff, avfallsaktivert slam, returaktivert slam, BOD5-konsentrasjoner og sensorene nevnt ovenfor.

Systemet kan også omfatte midler for ytterligere avvanning og/eller fortykning av awannet og/eller fortykket slam ved hjelp av for eksempel, en enkel skruepresse eller en filterpresse eller andre egnete framgangsmåter for avvanning.

Systemet omfatter ytterligere en styringsenhet for å styre ytelsen av den roterende beltesilen, basert på de målte tilstander, så som en slamdoserende framgangsmåte, f.eks. basert på at primært slamvolum alltid skal være større enn volumet av avfallsaktivert slam.

Selv om det ovenfor er beskrevet bruk av luftetanker for aktivert slam, kan systemet i samsvar med foreliggende oppfinnelse benyttes i biofilm-systemer/anlegg. Det vil ikke være noe RAS, men det biologiske (overskudds) slammet kan tilføres den roterende beltesilen for awanning og/eller fortykning sammen med det primære slammet.

Detaljer og fordelaktige trekk ved oppfinnelsen vil framgå fra den følgende eksempel-beskrivelsen.

Eksempel

Oppfinnelsen vil nedenfor beskrives i detalj, med henvisning til vedlagte figurer, hvor:

Figur la viser et flytskjema for et konvensjonelt behandlingssystem/anlegg for avløpsvann, Figur lb viser et flytskjema for et behandlingssystem for avløpsvann i samsvar med oppfinnelsen, Figur 2a-b viser et forenklet flytskjema for et konvensjonelt aktivslam-system/anlegg for fjerning av organisk stoff, Figur 2c viser et forenklet flytskjema for et aktivslam-system for fjerning av organisk stoff i samsvar med oppfinnelsen, og Figur 3 viser et eksempel på et biofilm system/anlegg utført med en roterende beltesil i samsvar med oppfinnelsen.

Henviser nå til Figur la som viser et flytskjema over et konvensjonelt system/anlegg for behandling av avløpsvann i form av et biologisk system/anlegg. Et konvensjonelt avløpsvann behandlingssystem/anlegg omfatter et grovfilter 11 for fjerning av objekter fra innkommende avløpsvann 12 før det kommer inn i en oksidasjonskanal med overflateluftere 13 for fjerning av organisk stoff. Etter at organisk stoff er fjernet fra avløpsvannet, blir avløpsvannet ført til en avsluttende klaringsenhet 14 som separerer avløpsvannet i returaktivert slam (RAS) 15, avfallsaktivert slam 16, og utstrømmende avløpsvann 17. RAS 15 blir pumpet fra bunnen av den avsluttende klaringsenheten 14 og tilbake til oksidasjonskanalen 13.

Henviser nå til Figur lb som viser et flytskjema for et system for behandling av kommunalt og industrielt avløpsvann og slam i samsvar med oppfinnelsen. Som ovenfor omfatter systemet en oksidasjonskanal med luftere 13 og den avsluttende klaringsenheten 14.1 stedet for å bruke et grovt filter 11 som ovenfor, er systemet forsynt med en roterende beltesil 18, også kalt finmasket sil, som er anordnet direkte til innløpet 12, før oksidasjonskanalen 13.1 stedet for at det avfallsaktiverte slammet 16 blir avhendet, blir det avfallsaktiverte slammet 16 pumpet tilbake til den roterende beltesilen 18. Den roterende beltesilen 18 vil her være innrettet for både primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning for både primært slam og avfallsaktivert slam 16. Den roterende beltesilen 18 vil på denne måten avhende awannet og/eller fortykket slam 19. Systemet kan selvfølgelig ha grovfilteret 11 i tillegg om det er hensiktsmessig. På denne måten kan det oppnås mange fordeler. Den viktigste er økt effektivitet ved fjerning av organisk stoff. Den andre fordelen er redusert slamvolum, ettersom slammet er awannet og/eller fortykket 19. Den tredje fordelen er redusert luftforbruk grunnet redusert oksygenforbruk i biologiske reaktorer. Den fjerde fordelen er økt kapasitet av systemet, ettersom systemet vil kunne behandle mer avløpsvann og slam grunnet den primære behandlingen utført av den roterende beltesilen 18 som resulterer i at overskuddskapasitet kan benyttes for å knytte til flere personekvivalenter til behandlingsanlegget. Den roterende beltesilen 18 vil også resultere i at oksidasjonskanalen 13 og den avsluttende klaringsenheten 14 vil ha overskuddskapasitet, hvilket resulterer i at det totale behandlingssystemet også vil ha mer kapasitet.

Det er også betydelige økonomiske besparelser, ettersom dette resulterer i mindre slamvolum som må transporteres bort fra systemet og bearbeides ytterligere. Ettersom kostnader forbundet med drift og vedlikehold også er redusert (for eksempel energisparing på luftetanken), er de totale kostnadene forbundet med systemet/anlegget betydelig lavere for et system i samsvar med oppfinnelsen.

Konsentrasjonen av overskuddsslam er økt betydelig, samt at volumet av overskuddsslam er betydelig redusert. Oksygenbehovet er betydelig redusert og oksidasjonskanal MLSS-konsentrasjonen er redusert. RAS-strømmen og WAS-produksjonen er betydelig redusert og produksjonen av primært slam er økt betydelig.

Henviser nå til Figur 2a som viser et forenklet flytskjema for et konvensjonelt aktivslam-system/anlegg for fjerning av organisk stoff. Systemet omfatter som ovenfor en eller flere grove filtre 11, men også sand- og grusfang 20 er inkludert. Systemet omfatter videre en eller flere luftetanker 21 for aktivert slam, for å fjerne organisk stoff og ett eller flere midler 22 for sekundær og/eller tertiær biologisk og naturlig behandling for å separere avløpsvannet i returaktivert slam (RAS) 15, avfallsaktivert slam (WAS) 16 og avløpsvann 17. RAS 15 blir pumpet fra midlene 22 for sekundær og/eller tertiær biologisk og naturlig behandling og tilbake til luftetankene 21 for aktivert slam.

Henviser nå til Figur 2b som viser et oppgradert konvensjonelt slamsystem for nitrifikasjon. Dette kan oppnås ved å øke volumet av luftetankene 21 for aktivert slam. Ved å øke volumet av luftetankene 21 for aktivert slam, vil retensjonstiden for de faste stoffene i produksjonen av aktivert slam, være tilstrekkelig lang til at nitrifikasjon kan foregå.

Henviser nå til Figur 2c, som viser en annen utførelse av et system for behandling av avløpsvann og slam i samsvar med oppfinnelsen. Som ovenfor omfatter systemet en eller flere grove filtre 11, men også sand- og grusfang 20 kan være inkludert. Systemet omfatter videre en eller flere luftetanker 21 for aktivert slam, for fjerning av organisk stoff og et eller flere midler 22 for sekundær og/eller tertiær biologisk og naturlig behandling for å separere avløpsvannet i returaktivert slam (RAS) 15, avfallsaktivert slam (WAS) 16, og avløpsvann 17. RAS 15 blir pumpet fra midlene 22 for sekundær og/eller tertiær biologisk og naturlig behandling og tilbake til luftetankene 21 for aktivert slam. Systemet omfatter videre en roterende beltesil 18, også kalt finmasket sil, som er plassert mellom de grove filtrene 11/sand- og grusfangeme 20 og luftetanken 21.1 stedet for at WAS 16 blir avhendet, blir WAS 16 ført tilbake til den roterende beltesilen 18. Den roterende beltesilen 18 vil her være innrettet for både primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av både primært slam og WAS 16. Den roterende beltesilen 18 vil på denne måten avhende awannet og/eller fortykket slam 19. Også her er fjerningseffektiviteten av organisk stoff økt, og slamvolumet er redusert, ettersom slammet blir awannet og/eller fortykket 19. Luftforbruket som trengs er redusert på grunn av redusert oksygenbehov i biologiske reaktorer. Denne utførelsen framskaffer også nitrifikasjon, ettersom slamutbytte og WAS-produksjon vil være tilstrekkelig lav til å tillate en retensjonstid av faste stoffer i de eksisterende luftetankene som vil være tilstrekkelig lang til at nitrifikasjon kan forekomme. Kapasiteten av systemet er økt, ettersom systemet vil kunne håndtere mer avløpsvann og slam grunnet den primære behandlingen utført før den roterende beltesilen 18, hvilket resulterer i at overskuddskapasiteten kan benyttes for å tilknytte flere personekvivalenter til behandlingssystemet. Den roterende beltesilen 18 vil også resultere i at luftetankene 21 og midlene 22 for sekundær og/eller tertiær biologisk og naturlig fjerning vil ha overskuddskapasitet som resulterer i at det totale behandlingssystemet vil ha mer kapasitet.

Det er også betydelige økonomiske besparelser, ettersom dette resulterer i lavere slamvolum som må transporteres bort fra systemet, og bli ytterligere bearbeidet. Ettersom drifts- og vedlikeholdskostnader også er redusert (for eksempel energibesparelser for luftetankene), vil de totale kostnadene ved systemet være betydelig lavere med et system i samsvar med oppfinnelsen.

Konsentrasjonen av overskuddsslam er økt betydelig, og volumet av overskuddsslam er betydelig redusert. Oksygenbehovet er betydelig redusert og oksidasjonskanal MLSS-konsentrasjonen kan reduseres dersom strømmen gjennom midlene for sekundær/og eller tertiær biologisk og naturlig behandlingøkes betydelig. WAS-produksjonen er betydelig redusert og produksjonen av primært slam er økt betydelig.

Som nevnt i den generelle delen av beskrivelsen, kan systemet omfatte midler for å måle innkommende avløpsvann og nivået av avløpsvann i et innløpskammer, hvori den roterende beltesilen drives.

Nevnt i den generelle delen er også midler for å fjerne slam fra den roterende beltesilen. Det er viktig å merke seg at når det brukes midler som beskrevet i norske patenter No. 310182 og 178608, starter awannings- og/eller fortykningsprosessen under separasjonsprosessen, og blir ferdig ved avvanningsenheten. Midlene for å fjerne slam, som beskrevet i norske patenter No. 310182 og 178608, er også det første trinnet for avvanning og/eller fortykning, og påvirker både effektiviteten av awanningen/fortykningen og egenskapene av det avvannete og/eller fortykkete slammet sterkt.

Systemet er fortrinnsvis også forsynt med en eller flere sensormidler for å måle tilstander ved ulike posisjoner for styring av systemet, så som totalt suspenderte faste stoffer, avfallsaktivert slam, returaktivert slam, BOD5-konsentrasjoner og sensorene nevnt ovenfor.

Systemet kan også omfatte midler for ytterligere avvanning og/eller fortykning av awannet og/eller fortykket slam ved hjelp av, for eksempel, en enkel skruepresse, filterpresse eller andre egnete framgangsmåter for avvanning. Framgangsmåter som omfatter kjemikalier kan også benyttes for dette formålet.

Systemet omfatter videre en styringsenhet for å styre ytelsen av den roterende beltesilen, basert på målte tilstander. Typiske målinger for styringen vil være strøm, beltehastighet, trykkfall, innkommende TSS, utstrømmende TSS, fluidnivå, etc.

Modifikasjoner

Som vist i Figur 3, kan systemet i samsvar med oppfinnelsen omfatte biofilm-reaktorer 30, i tillegg til oksidasjonskanaler og konvensjonelle aktivslam-systemer. Det vil ikke være noe RAS, men det biologiske (overskudds) slammet 31 kan gå til den roterende beltesilen 18 for awanning og/eller fortykning sammen med primært slam.

Selv om det i eksemplet er beskrevet bruk av oksidasjonskanaler med overflatelufter, er det opplagt at oksidasjonskanalene kan ha andre midler for lufting, så som bunndiffusere eller standard propellblandere for å framskaffe et sirkulært strømningsmønster.

Claims (16)

1. System for behandling av avløpsvann og slam ved kommunale eller industrielle behandlingsanlegg for avløpsvann, idet systemet omfatter en eller flere av: grovfilter (11) og/eller sand- og grusfang (20) for fjerning av objekter fra innkommende avløpsvann (12); et eller flere midler (22) for sekundær og/eller tertiær biologisk og naturlig behandling eller en eller flere avsluttende klaringsenheter (14) for å skille avløpsvann i returaktivert slam (15), avfallsaktivert slam (16) og utstrømmende avløpsvann (17); og et eller flere midler (13) for å fjerne organisk stoff;karakterisert vedat systemet omfatter en eller flere roterende beltesiler (18) innrettet for samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam.

2. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat systemet er innrettet for nitrifikasjon.

3. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det avfallsaktiverte slammet (16) tilføres en eller flere av de roterende beltesilene (18).

4. System i samsvar med krav 3,karakterisert vedat den roterende beltesilen (18) er innrettet for å avhende awannet og/eller fortykket slam (19) i samsvar med behovene for slambehandling.

5. System i samsvar med krav 4,karakterisert vedat systemet omfatter midler, så som en skruepresse, for ytterligere avvanning og/eller fortykning av det avvannete og/eller fortykkete slammet (19).

6. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat systemet omfatter ikke-mekaniske midler for å fjerne slam fra den roterende beltesilen (18).

7. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedsystemet er forsynt med et eller flere sensormidler for å måle tilstander ved ulike posisjoner i systemet, så som totalt suspenderte faste stoffer, avfallsaktivert slam, returaktivert slam, BOD5-konsentrasjoner, innkommende totalt suspenderte faste stoffer, utstrømmende total suspenderte faste stoffer eller fluidnivå i et innløpskammer.

8. System i samsvar med krav 1,karakterisert vedat midlene (13) for fjerning av organisk stoff er oksidasjonskanaler eller biofilm-reaktorer.

9. Framgangsmåte for behandling av avløpsvann og slam ved kommunale eller industrielle behandlingsanlegg for avløpsvann, idet systemet omfatter en eller flere av: grovfilter (11) og/eller sand- og grusfang (20) for fjerning av objekter fra innstrømmende avløpsvann (12); et eller flere midler (22) for sekundær og/eller tertiær biologisk og naturlig behandling (22) eller en eller flere avsluttende klaringsenheter (14) for å skille avløpsvann i returaktivert slam (15), avfallsaktivert slam (16), og avløpsvann (17); og et eller flere midler (13) for å fjerne organisk stoff;karakterisertved at framgangsmåten omfatter samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam.

10. Framgangsmåte i samsvar med krav 9,karakterisert vedat samtidig primær behandling av avløpsvann og avvanning og/eller fortykning av primært og biologisk (sekundært) slam er utført ved hjelp aven eller flere roterende beltesiler (18).

11. Framgangsmåte i samsvar med kravene 9-10,karakterisert vedå føre avfallsaktivert slam (16) til den roterende beltesilen (18).

12. Framgangsmåte i samsvar med kravene 9-11,karakterisert vedå avhende awannet og/eller fortykket slam (19) ved hjelp av den roterende beltesilen (18).

13. Framgangsmåte i samsvar med krav 12,karakterisert vedå omfatte framgangsmåter for awanning og/eller fortykning for ytterligere avvanning og/eller fortykning av slammet.

14. Framgangsmåte i samsvar med kravene 9-10,karakterisert vedå utføre nitrifikasjon ved hjelp av den roterende beltesilen (18) hvilket resulterer i at slamutbytte og produksjonen av avfallsaktivert slam er tilstrekkelig lav til at oppholdstiden for faste stoffer i luftetankene (21) er tilstrekkelig lang til at nitrifikasjon forekommer.

15. Framgangsmåte i samsvar med krav 9,karakterisert vedå måle tilstander, så som totalt suspenderte fast stoff, avfallsaktivert slam, returaktivert slam, BOD5-konsentrasjoner, strøm av innkommende avløpsvann eller nivå av avløpsvann i et innløpskammer, ved ulike posisjoner i systemet.

16. Framgangsmåte i samsvar med et av kravene 9-15,karakterisert vedå styre den roterende beltesilen (18) for å danne en filtermatte på en roterende beltesil (18) for å oppnå maksimal renseeffekt/partikkelreduksjon og/eller hydraulisk kapasitet.