Inrichting voor het zuiveren van water
De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het zuiveren van water, meer bepaald met behulp van een membraan extractie-eenheid.
Het is bekend water te zuiveren met behulp van actief slib, waarbij het influent eerst wordt voorbehandeld voor het verwijderen van grof vuil en/of drijvende olieresten en/of zand of dergelijke, waarna het influent al dan niet wordt geconditioneerd.
Na de voorbehandeling wordt het water biologisch gezuiverd in een zogenaamde beluchtingstank, waarbij aan het afvalwater een actief slib wordt toegevoegd en wordt verrijkt met zuurstof.
Na de biologische zuivering moet het water, alvorens het te lozen, worden gescheiden van het in het water aanwezige slib.
Traditioneel gebeurt deze laatste zuiveringstap in een zogenaamde bezinkingstank, waarbij het water in een betonnen kuip met een overloop wordt aangevoerd, waarin het slib rustig kan bezinken.
Het gezuiverde water kan dan via de overloop worden geloosd.
Een nadeel van zulke bezinkingstanks is dat ze relatief groot zijn vermits het bezinken van het slib eerder langzaam gebeurt, terwijl de aanvoer van influent niet of moeilijk kan worden stilgelegd.
Een bekend alternatief voor de voornoemde bezinkingstank is de zogenaamde membraan extractie-eenheid die het voordeel heeft dat hij relatief compact is.
Bovendien is het mogelijk om met een membraan extractieeenheid water te zuiveren waarin een relatief hoge concentratie aan slib aanwezig is, hetgeen met een klassieke bezinkingstank praktisch onhaalbaar is.
Een nadeel van membraan extractie-eenheden is echter hun relatief hoge kostprijs.
De hoge kostprijs voor een bekende membraan extractie-eenheid is in het bijzonder nadelig wanneer een waterzuiveringstation een wisselend debiet aan influent moet kunnen behandelen, waarbij over het algemeen een relatief kleine hoeveelheid aan influent moet worden verwerkt, maar waarbij in uitzonderlijke gevallen een piekbelasting kan optreden.
Bij dergelijke waterzuiveringsstations zou de membraan extractie-eenheid moeten worden ontworpen voor een debiet van het te zuiveren water dat relatief groot is ten opzichte van het gemiddeld te verwerken debiet, waardoor ook de membraan extractie-eenheid relatief groot moet worden gekozen en bijgevolg een moeilijk te verantwoorden kost vormt.
Een ander nadeel van een membraan extractie-eenheid is dat hij doorgaans wordt aangebracht in een betonnen waterbekken en bijgevolg relatief grote werken vereist alvorens actief te kunnen worden gebruikt bij het zuiveren van water.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.
Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het zuiveren van water met behulp van één of meer membraan extractie-eenheden, waarbij de inrichting in hoofdzaak bestaat uit een mobiele constructie waarin de één of meer membraan extractie-eenheden zijn aangebracht en die is voorzien van een toevoer voor te zuiveren water en een afvoer voor gezuiverd water.
Een voordeel van de huidige uitvinding is dat de membraan extractie-eenheid mobiel is en bijgevolg makkelijk kan worden verplaatst van één waterzuiveringsstation naar een ander, afhankelijk van de belasting aan te zuiveren water die in het betreffende waterzuiveringsstation wordt verwacht.
Het voorgaande impliceert dat de investering in de membraan extractie-eenheid kan worden verdeeld over verschillende waterzuiveringsstations en bijgevolg veel lichter weegt dan bij de bekende inrichtingen waarin een dergelijke eenheid wordt toegepast.
Een ander voordeel van de inrichting volgens de uitvinding is dat ze relatief snel operationeel kan worden gemaakt en bijgevolg kan worden toegepast voor het op korte termijn anticiperen van een verhoogde toevloed aan influent.
Bij voorkeur bevat de inrichting volgens de uitvinding eveneens pompen voor het overbrengen van het te zuiveren water naar één of meer membraan extractie-eenheden en voor het wegpompen van het gezuiverde water.
Een voordeel hiervan is dat de inrichting volgens de uitvinding enkel moet worden voorzien van stroom om de werking ervan te garanderen, waardoor optimaal gebruik kan worden gemaakt van de mobiliteit van de inrichting.
Met het doel de eigenschappen van de huidige uitvinding beter aan te tonen, wordt hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een inrichting volgens de uitvinding voor het zuiveren van water, met verwijzing naar de bijgaande figuren, waarin:
figuur 1 in perspectief een inrichting weergeeft volgens de uitvinding; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1.
In figuur 1 is in perspectief een inrichting 1 volgens de uitvinding weergegeven die in hoofdzaak bestaat uit een mobiele constructie in de vorm van, in dit geval, een container 2 met een bodem 3, zijwanden 4 en een dak 5.
In het dak 5 is een opening 6 aangebracht, waar doorheen een waterdichte kuip 7 in de container 2 is geplaatst, waardoor de ruimte in de container 2 in twee compartimenten 8-9 wordt verdeeld, meer bepaald een eerste compartiment 8 in de kuip 7 en een tweede compartiment 9, vooraan in de container 2, naast de kuip 7, welk tweede compartiment 9 toegankelijk is via deuren 10 van de container 2.
De kuip 7 heeft hierbij bij voorkeur een hoogte die enigszins groter is dan de hoogte van de container 2.
Verder is de kuip 7 uitgerust met een overloop 11 in de vorm van een goot waarvan de bodem zich bij voorkeur boven het niveau van het dak 5 van de container 2 bevindt, waarbij deze overloop samenwerkt met een afvoerleiding 12.
Zoals is weergegeven in figuur 2, is de kuip 7 voorzien van een toevoerleiding 13 voor influent, waarin bij voorkeur een pomp 14 is aangebracht die in het tweede compartiment 9 van de container 2 is ondergebracht.
De voornoemde toevoerleiding 13 strekt zich van aan de pomp
14 verder uit doorheen een voornoemde zijwand 4 van de container 2 en is aan zijn vrij uiteinde voorzien van een snelkoppeling 15.
In het eerste compartiment 8 zijn één of meer, en in dit geval twee, zogenaamde membraan extractie-eenheden 16 aangebracht.
Dergelijke membraan extractie-eenheden 16 zijn algemeen bekend en worden niet in detail in de figuren weergegeven.
Ze bestaan in hoofdzaak uit een reeks parallel geordende ramen waarin telkens een filterdoek is opgespannen, waarbij één zijde van elke filterdoek bedoeld is om in contact te worden gebracht met het te zuiveren water en waarbij water met behulp van druk doorheen de filterdoeken wordt geperst of aangezogen naar de andere zijde of zogenaamde permeaatzijde, terwijl partikels met een grotere diameter door het filterdoek worden tegengehouden.
Op de permeaatzijde van de membraan extractie-eenheden 16 is een uitlaatleiding 17 voorzien voor gezuiverd water of effluent, welke leiding 17 zich doorheen de wand van de kuip 7 tot in het tweede compartiment 9 van de container 2 uitstrekt, tot in een buffertank 18 die op haar beurt is voorzien van een afvoer 19 die zich doorheen één van de zijwanden 4 van de container 2 uitstrekt en die aan haar vrij uiteinde is voorzien van een snelkoppeling 20.
Bij voorkeur wordt de voornoemde uitlaatleiding 17 uitgerust met een pomp 21 die in het tweede compartiment 9 van de container 2 is geplaatst.
In het tweede compartiment 9 wordt bij voorkeur een compressor 22 voorzien, waarop persluchtleidingen 23 zijn aangesloten die zich tot in de kuip 7 en onder de membraan extractie-eenheden 16 uitstrekken, waarbij ter plaatse van de membraan extractie-eenheden 16 kleine, niet in de figuren weergegeven, perforaties zijn aangebracht in deze persluchtleidingen 23.
Tenslotte wordt in het tweede compartiment 9 van de container 2 bij voorkeur ook een stuureenheid 24 aangebracht die toelaat de verschillende pompen 14, 21 en de compressor 22 aan te sturen.
Het gebruik en de werking van de inrichting 1 volgens de uitvinding zijn eenvoudig en als volgt.
De inrichting volgens de uitvinding is in de eerste plaats bedoeld als een mobiele en modulaire eenheid die tijdelijk kan worden ingezet voor het verhogen van de verwerkingscapaciteit van een waterzuiveringsstation, waarbij deze inrichting 1 de bezinkingstanks van de klassieke waterzuivering kan ontlasten en waarbij desgewenst de capaciteit van het waterzuiveringsstation kan worden aangepast volgens de noden door één of meer inrichtingen volgens de uitvinding op het station aan te sluiten.
Hiertoe wordt de toevoerleiding 13 voor influent gekoppeld aan een toevoer voor te zuiveren water en wordt de afvoer 19 van de buffertank 18 gekoppeld aan een afvoerleiding voor gezuiverd water, waarlangs het gezuiverde water al dan niet in een gracht of waterstroom kan worden geloosd of voor hergebruik in een productieproces worden toegepast.
De afvoerleiding 12 van de overloop 11 tenslotte wordt bij voorkeur gekoppeld aan een recirculatieleiding of een afvoerleiding voor slib, zoals bekend in een waterzuiveringsstation.
Eenmaal de inrichting 1 volgens de uitvinding is aangesloten, kunnen de voornoemde pompen 14 en 21 worden geactiveerd, waardoor, te zuiveren water in de kuip 7 wordt verpompt en de membraan extractie-eenheden 16 worden ondergedompeld.
Het aandrijven van pomp 21 aan de permeaatzijde van de membraan extractie-eenheden 16 resulteert in een onderdruk aan de permeaatzijde ter plaatse van de filterdoeken, waardoor water doorheen deze filterdoeken wordt aangezogen, terwijl slibpartikels en dergelijke door het filterdoek worden tegengehouden.
Het gezuiverde water wordt vervolgens doorheen de uitlaatleiding 17 verpompt naar de buffertank 18 die overstort in de voornoemde afvoer 19.
Door het zuiveren van water zal het slib, dat door de filterdoeken van de membraan extractie-eenheden 16 wordt tegengehouden, zich in de kuip 7 opstapelen, waardoor deze steeds meer gevuld raakt. Uiteindelijk zal het slib samen met ongezuiverd water overlopen in de overloop 11, waarna het slibmengsel kan worden teruggestuurd naar een beluchtingstank voor het biologisch zuiveren van water of kan worden afgevoerd naar een eenheid voor het verwerken van het slib.
Teneinde te vermijden dat de filterdoeken bedekt raken onder een sliblaag en hierdoor hun filtercapaciteit zouden verliezen, zijn onder de membraan extractie-eenheden 16 de voornoemde geperforeerde persluchtleidingen 23 voorzien, waar doorheen perslucht wordt aangevoerd die doorheen het te zuiveren water tegen of langs de filterdoeken wordt geleid, teneinde het aankoeken van een sliblaag op de filterdoeken te vermijden.
Tenslotte worden de filterdoeken bij voorkeur met regelmatige tussenpozen gereinigd, door de draaizin van de pomp 21 aan de permeaatzijde van de membraan extractie-eenheden 16 om te keren, waardoor gezuiverd water uit de buffertank 18 in tegenstroom doorheen de filterdoeken wordt gepompt, en waarbij eventuele slibdeeltjes in en op de filterdoeken kunnen worden weggespoeld.
Opgemerkt wordt dat de membraan extractie-eenheden 16 niet noodzakelijk bestaan uit een opeenstapeling van ramen waarop telkens een filterdoek is voorzien, maar dat deze, zoals bekend, ook kan bestaan uit een bundel van zogenaamde rietjes waar doorheen te zuiveren water langs beide uiteinden wordt ingepompt en waaruit gezuiverd water langs de mantel wordt onttrokken.
Het is duidelijk dat voornoemde afvoerleiding 12, toevoerleiding 13 en afvoer 19 niet noodzakelijk moeten worden voorzien van een snelkoppeling, maar dat de betreffende koppeldelen eveneens op een andere wijze kunnen worden uitgevoerd.
Opgemerkt wordt dat het eerste compartiment 8 met een bijkomende afvoerleiding kan worden voorzien die onderaan in dit compartiment 8 is gesitueerd en die een bijkomende pomp bevat voor het afvoeren van eventueel slib uit het eerste compartiment 8.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvorm, doch een inrichting volgens de uitvinding voor het zuiveren van water kan volgens vele verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.