DK143222B - Anlaeg til mekanisk-biologisk rensning af spildevand - Google Patents

Description

i sS

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 143222 DANMARK (βΐ) Int. Cl* B .01 O 33/36 §(21) Ansøgning nr. 6508/72 (22) Indleveret den 28. dec. 1972 (24) Løbødag 28. dec. 1972 (44) Ansøgningen fremlagt og

fremleggelsesskriftet offentliggjort den 27« juli I98I

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

29. dec. 1971, 19130/71, CH

(41) Aim. tilg. 50. jun. 1973 (71) MECAFINA SA, Oberseestrasse, Schmerikon, CH.

(72) Opfinder: Ernst Fuchs, Oberseestrasse 786, Schmerlkon, CH.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.

(64) Anlæg til mekanisk-biologisk rensning af spildevand.

Opfindelsen angår et anlæg til mekanisk-biologisk rensning af spildevand med et apparat til biologisk rensning af spildevandet og med et efterklaringsapparat til mekanisk rensning af det biologisk behandlede spildevand bestående af et drivbart tromlefilter, som omfatter et med en filtermaterialebane belagt bærestativ, hvorved der op til filtermaterialebanen er anbragt et rensningsorgan.

Et anlæg af denne art er kendt fra US patentskrift nr. 3 575 850. Rensningsorganet består her af en sprøjteindretning, som fra tromlefilterets afstrømningsside sprøjter en skyllevæske igennem filtermaterialet for at befri dette for de vedhæftende slampartikler.

Dette kræver en pumpe indretning, som sprøjter,· skyllevasken igen- 2 143222 nem filtermaterialet under højt tryk og således har et højt skylle-væskebehov. Endvidere kan tromlefilteret ikke neddykkes fuldstændigt i spildevandet, da sprøjtedyserne under vand ville være praktisk taget uvirksomme. Filterydelsen er dermed begrænset i forhold til tromlefilterets størrelse. Desuden er rensningsydelsen relativt ringe, da afløbet for det rensede spildevand i tromle-filteret kun kan ligge ganske lidt under spildevandets overflade.

Det derved betingede ringe hydrostatiske fald giver kun et ringe overtryk ved tromlefilteret, således at spildevandets gennemstrømning igennem tromlefilteret er lille og allerede ophører ved ringe belægning af filterfladen med slam. Der kræves derfor også en hyppig rensning af filtermaterialet.

De ovenstående bemærkninger gælder i det væsentlige også for rensningsanlægget ifølge DE offentliggørelsesskrift nr. 1 658 094. Heller ikke her opnås med tilbage skylning ved hjælp af vand nogen upåklagelig rensning af filtermaterialebanen.

Opfindelsens formål er ved et anlæg af den ovennævnte art at udforme rensningsorganet for tromlefilteret således, at filteret over hele sin tykkelse renses grundigt, men alligevel skånsomt, og på en sådan måde, at filtermaterialet kan arbejde uden større pasning og forbliver anvendeligt i årevis.

Dette opnås ved de foranstaltninger, som er angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Ved at sugedysen er anbragt under spildevandets overflade, fås en særlig intensiv tilbagesugning, som ikke kunne frembringes ved tilbageskylning af luft alene. Spildevand er et væsentligt tættere medium end luft og angriber således ved tilbagesugningen filtermaterialebanen væsentligt mere intensivt end luft. Denne fordelagtige virkning understøttes af sugedysens direkte greb i filtermaterialebanen, hvorved sugevirkningen udøves på filtermaterialebanen direkte over sugedysens hele tværsnit og således kan gribe alle dele af filtermaterialebanen, som ligger an mod sugedysen.

Dette i modsætning til en tilbageskylning fra filtermateriale-banens afstrømningsside, hvorved der fra afstrømningssiden rettes en skyllestrøm mod filtermaterialebanen, som imidlertid ikke direkte kan nå filtermaterialebanen over hele tværsnittet, da filtermaterialebanen ligger på et bærestativ, på hvilket tilbageskyl- 3.- U3222 ningsstrømmen først preller af. Derved bliver ikke blot en del af tilbageskylningsstrømmen uvirksom, men de på bærestativet liggende dele af filtermaterialebanen kan heller ikke nås direkte af tilbageskylningsstrømmen. Ved afstemningen af dyseåbningens spaltebredde, filtermaterialebanen og undertrykket i sugedysen efter hverandre på en sådan måde, at filtermaterialebanen ved sugningen hvælver sig delvis ind i dyseåbningen, finder der ikke blot en valkning af filtermaterialebanen og dermed en løsgørelse af slampartiklerne sted, men filtermaterialebanens hulrum udvides også hen imod sugedysen, således at der rauliggøres en løsrivning og udtræden af de i filtermaterialebanen fastvok-sede slampartikler.

Endvidere kræves der ingen skyllevæske. De afsugede udfældninger fra filterfladen når nu heller ikke automatisk ind i spildevandet fra det biologiske rensningsapparat, men kan efter ønske uden store ekstra foranstaltninger dirigeres således, som det er mest gunstigt for rensningsanlæggets øjeblikkelige driftstilstand.

Hvis slamandelen i det biologiske rensningsapparat er relativt ringe, så kan det fra filterfladen afsugede slambundfald direkte tilbageføres i det biologiske rensningsspparat. Er slamandelen i det biologiske rensningsapparat derimod relativt høj, så kan det fra filterfladen afsugede slam enten ledes ind i en for-klaringsindretning eller i et slamrådnerum eller til en anden slamudnyttelsesindretning. Hertil kræves ingen ekstra bekostelige aggregater, men blot en yderligere rørledning og en tilsvarende skyder. Anlægget ifølge opfindelsen udviser altså en yderst simpel opbygning og til trods herfor en stor variationsmulighed. Den overordentligt enkle opbyning fører også til et minimum af forstyrrelsestilbøjelighed.

Rensningsanlægget ifølge opfindelsen har vist sig overordentligt driftssikkert og muliggør høje rensningsydelser med høj rensnings^ grad, som vist ved følgende sammenligning:

Smudsstofindhold i det rensede_ spildevand.____

Ifølge forskrift 30 mg/1

Godt efterklaringsbassin 15 mg/1

Tromlefilter ifølge opfindelsen 6-10 mg/l 4- 143222

Samtidig er rensningsanlægget ifølge opfindelsen ufølsomt såvel overfor hydraulisk overbelastning som overfor smudsstof-over-belastning.

Fordelagtige videreudformninger af opfindelsen er angivet i underkravene 2-9.

Udførelsesformer ifølge krav 2 tillader ikke kun en kompakt opbygning, men gør det også muligt at spare en egen drivkraft for tromlefilteret.

Ved udførelsesformen ifølge krav 3 kræves som drivkraft kun en med fremmed energi forsynet motor for afsugningsapparatets pumpe. Endvidere er afsugningen og tromlefilterets drejning direkte koblet, således at drejningen kan foregå under af sugningen. Derved skåne s lejerne og filtermaterialebanen.

Børsterne ifølge krav 5 virker som et opfangningsgitter for grove svævepartikler. Derved kan der på målefilterbanen dannes et forfilter af svævestoffer, fortrinsvis slam, som er meget vand-gennemtrængeligt og ved forstoppelse danner en naturlig tætning overfor tilfældige lækstrømme mellem nålefilterbanen og afsugningsdysen ved hjælp af børsterne, som stryger forbi afsugningsdysen.

Det er fordelagtigt, når ifølge krav 6 filtermaterialebaner bestående af tråde og/eYiec fibre, især filt, er forstærket med et imprægnerings- eller klæbemiddel. Sådanne filtermaterialebaner dyppes fortrinsvis i imprægnerings- eller klæbemidlet, hvorpå dette igen udpresses så vidt, at de oprindelige hulrum for størstedelen, f.eks. til 80%, genoprettes. Det i filtermaterialebanen forblivende imprægnerings- og klæbemiddel indhyller krydsnings-stederne af fibre eller tråde og forbinder disse med hverandre.

Ved denne behandling forhøjes filtermaterialets modstandsdygtighed over for slid fra afsugningsdysen, medens smidigheden, vand-gennemtrængeligheden og filtervirksomheden bevares.

For at opnå en god tætning af dyseåbningen ved filtermaterialebanen og derudover at holde sliddet på filtermaterialebanen så lille som muligt er det hensigtsmæssigt ifølge krav 7 at lade dyserandene på den side, der vender bort fra dyseåbningen, forløbe i det mindste tilnærmet tangentielt til filterfladen.

5 143222

Ved indsprøjtningen af det fra tromlefiltrene afsugede materiale i spildevandet som angivet i krav 9 foregår en yderligere be-luftning af det biologiske trin.

Foretrukne udførelseseksempler på det mekanisk-biologiske rensningsanlæg ifølge opfindelsen belyses i det følgende nærmere under henvisning til tegningerne. Få disse viser fig. 1 et lille klaringsanlæg med et tromlefilter i længdesnit langs linien I-I i fig. 2; fig. 2 det lille klaringsanlæg ifølge fig. 1 i snit langs linien II-II i fig. 1; fig. 3 et klaringstrin med lodret anbragt tromlef ilter, i længdesnit ; fig. 4 endnu et klaringstrin med lodret anbragt tromlefilter, med et af sugeorganet forsynet turbinedrev, i længdesnit; fig. 5 endnu et klaringstrin med et vandret anbragt roterende tromlefilter, som har skiveagtige kamre, i længdesnit; fig. 6 endnu et klaringstrin analogt med det i fig. 5, men med lodret anbragt tromlefilter, i længdesnit; fig. 7 endnu et klaringstrin med to tromlefiltre og et fælles suge-organ i skematisk gengivelse vist fra enden; fig. 8 et udsnit af en med nålefilt og beskyttelsesgitter belagt kappe til et tromlefilter i tværsnit; fig. 9 et udsnit af en med nålefilt og børster belagt kappe til et tromlefilter i tværsnit; fig. 10 et udsnit af en med en glasfibermåtte og beskyttelsesgitter belagt kappe til et tromlefilter i tværsnit; fig. 11 et udsnit, som viser fastgørelsen af én filtermateriale-bane til kappen i et tromlefilter, i længdesnit; 6 143222 fig. 12 et udsnit, som viser en sugedyses angrebspunkt på en filtermaterialebane, i tværsnit; og fig. 13 endnu en sugedyse i tværsnit.

Pig. 1 og 2 viser et foretrukkent lille mekanisk-biologisk klaringsanlæg, hvis biologiske rensningsapparat 1 indeholder en optagelsesbeholder 2, og som til mekanisk rensning af det biologisk behandlede spildevand har et efterklaringsapparat 3, der er udformet som tromlefilter 4. Tromlefilteret 4 er fuldstændig lukket og har en gennem en koaksial drej egennemføring 5 forløbende afgangsledning 6, som udmunder i et overløb 7, til hvilket afgangsledningen 8 for det klarede spildevand er tilsluttet.

Det fuldstændig lukkede tromlefilter 4 er aftageligt fastgjort på akslen 9 af det biologiske rensningsapparates 1 dykkedryppelegeme 10. Ved filterfladen 11, som i det foreliggende eksempel er tromlefilterets omfangsflade, angriber udefra, fra tilstrømnings-siden, en sugedyse 12, som over en ledning 13 er forbundet med pumpen 14, hvis afgangsledning 15 udmunder i det biologiske rensningsapparates 1 optagelsesbeholder 2.

I det lille mekanisk-biologiske klaringsanlæg når spildevandet over et tilløb 16 ind i et udligningsbassin 17, hvori det kan falde til ro. En roterende øser 18 er stift fastgjort til dykkedryppe-legemets 10 aksel 9, som også bærer tromlefilteret 4.

Spildevandet fremføres af det skrueformede dykkedryppelegeme 10 ind i det udvidede rum 20 efter dykkedryppelegemet. I dette udvidede rum 20 afsættes i reglen højst en lille del af svævestof-feme. Det biologisk rensede spildevand flyder ind i tromlefilteret 4, hvorved i det mindste størstedelen af svævestofferne sætter sig på filterfladen 11. Det biologisk og mekanisk rensede spildevand flyder over afgangsledningen 6 og overløbet 7 ind i afgangsledningen 8.

I tidens løb afsætter der sig så meget svævestof på filterfladen 11, at dennes gennemtrængelighed begynder at svigte, og der finder en opstemning sted i optagningsbeholderen 2. Hvis denne opstemning når en vis maksimalvsrdi, så kan den udløse en ikke nærmere vist svømmerkontakt, som sætter sugeorganet i funktion. Dette afsuger 7 143222 over sin sugedyse 12 filterfladen 11 på det stadigvæk drejende tromlefilter 4, indtil dennes gennemtrængelighed atter er blevet så stor, at opstemningen i optagningsbeholderen 2 går tilbage.

Når væskespejlet i optagningsbeholderen atter når normalværdien, så afbryder en anden svømmerkontakt sugeorganet. Det fra filterfladen afsugede materiale udstøder sugeorganet over afgangsledningen 15 i optagningsbeholderen 2.

De i optagningsbeholderen 2, især i det udvidede rum 20, afsatte svævestoffer optages af en på akslen 9 fastgjort øser 21 og afgives til en afløbsrende 22. Derfra kan svævestoffeme løbe ned i et ikke nærmere vist for-klaringsbassin.

Dykkedryppelegemets omdrejningstal ligger mellem 3 og 5 omdr./min., således at også tromlefilteret udfører 3-5 omdr./min. og dermed den samlede filterflade føres 3-5 gange pr. min. forbi sugedysen 12.

Fig. 3 viser endnu en filter indretning, som omfatter et lodret anbragt tromlefilter 4a, hvis overside rager op over væskespejlet i optagningsbeholderen 2a, og som hensigtsmæssigt er åben foroven. Afledningen af det klarede spildevand foregår analogt med eksemplet i fig. 1 og 2 koaksialt med tromlefiltenetes 4a akse. Som drivkraft 23 for tromlefilteret 4a tjener en over tromlefilteret liggende elektromotor.

Fig. 4 viser endnu en filterindretning, som er udformet analogt med filteringsretningen i fig. 3, men som drivkraft har en turbine 24, som forsynes fra sugeorganets afgangsledning 15.

Fig. 5 viser endnu en filterindretning, hvis tromlefilter 4c er udformet med skiveagtige kamre 26. Endefladerne af nabostillede kamre bestryges af afsugningsorganets sugedyser 12a. Méd denne udformning lader der sig på begrænset'plads anbringe flere aktive filterflader end ved de ovenfor beskrevne tromlefiltre.

Medens tromlefilteret i fig. 5 ligger vandret, er det i fig. 6 viste, analogt opbyggede tromlefilter 4d, anbragt lodret, og har sin egen drivkraft 23, medens tromlefilteret i fig. 5 analogt med eksemplet i fig. 1 og 2 kan være tilsluttet direkte til et dykke-dryppelegerne.

8 143222

Den i fig. 7 viste filterindretning omfatter to parallelt med hinanden anbragte tromlefiltre 4e, hvortil der er sluttet et fælles afsugningsorgan. Dette indeholder to sugedyser 12b, som over en fælles ledning 13 er forbundet med tromlen 14. Afgangsledningen 15 bærer ved sin ende et sprøjteorgan 27, som udmunder oven over væskespejlet i optagningsbeholderen 2, og indsprøjter det fra tromlefiltrene 4e afsugede materiale i spildevandet i optagningsbeholderen 2.

Som det fremgår af fig. 8-11 omfatter tromlefilteret en hullet kappe 28, over hvilken der er spændt en rådmodstandsdygtig filter-materialebane 29. Filtermaterialebanen kan være spændt på kappen ved hjælp af en skrueformet forløbende tråd 30 af rustfrit stål eller.formstof, som det fremgår af fig. 11. Særlig hensigtsmæssigt er det at dække filtermaterialebanen 29 ved tilstrømningssiden med et tyndt beskyttelsesgitter 31 for på den ene side at formindske sliddet på filtermaterialet og på den anden side at forbedre af-sugningsydelsen. Tykkelsen af beskyttelsesgitteret 31 såvel som størrelsen af dets huller 32 og fastpresningen mod filtermaterialerne 29 må afstemme således efter hinanden, det der ikke opstår nogen læktab for sugedysen 12, og filtermaterialebanen 29 har så megen bevægelsesfrihed, at den ved afsugningen kan hvælves ud imod sugedysen 12. Beskyttelsesgitteret 31 består hensigtsmæssigt af en hullet plade på 0,5-1,5 mm tykkelse af rustfrit stål. I denne er der hensigtsmæssigt udstanset kvadratiske åbninger på 15-20 mm kantlængde med en mellemrumsbredde på 2-3 mm.

Filtermaterialebanen kan f.eks. være 3-20 mm tyk. Som materialer kan fortrinsvis anvendes rådfaste formstoffer, såsom polyestere eller polypropylen, samt glasfiber.

Fig.8 viser et udsnit af et tromlefilter, hvori der over den hullede kappe 28 er lagt en filtermaterialebane 29a af en polypropylenfilt. Denne filt kan have en tykkelse på 3-12 mm. Imod tilstrømningssiden er filtermaterialebanen afdækket af et beskyttelsesgitter 31· Imod dette ligger en sugedyses 12 læber 33 an. I stedet for den i fig. 8 viste afdækning af polypropylenfilteret 29a med beskyttelsesgitteret 31 kan beskyttelsesgitteret også udelades og polypropylenfilten i stedet for dette være afstukket med en polyestertråd i såvel aksial som i omkredsretning af filtertromlen. Afstanden mellem stiksømmene er fortrinsvis 15 mm.

9 U3222

Pig. 9 viser endn en særlig hensigtsmæssig udformning af filter-tromlen, hvorved der som filtermaterialebane er anbragt en ved, imprægnering styrket nålefilterbane 29c, som mod tilstrømningssiden indeholder fremstående børster 35. Nålefilterbanen har f.eks. en tykkelse på 8-16 mm, hvorved børsterne f.eks. kan have en længde på 3-5 mm.

Pig. 10 viser et udsnit af et tromlefilter, hvori der på en hullet kappe 28 som filtermaterialebane er anbragt en glasfibermåtte 29 d, som mod tilstrømningssiden igen er afdækket af et beskyttelsesgitter 31. Glasfibermåtten har hensigtsmæssigt en tykkelse på 3-15 mm. Hullerne 37 og 32 i den hullede kappe 28 og i beskyttelsesgitteret 31 har fortrinsvis en fri åbning på 5 mm. ·

Som allerede omtalt kan filtermaterialebanen 29 være fastgjort på tromlefilterets hullede kappe 28 ved hjælp af en tråd 30. I dette tilfælde kan der gives afkald på et beskyttelsesgitter, som det fremgår af fig. 11. For at muliggøre den frie bevægelighed af filtermaterialebanen og samtidigt opnå en mekanisk større holdbarhed, er det hensigtsmæssigt at anbringe trådvindingeme i afstande på 15-25 mm. Derved kan tråden være viklet i enkelte ringe eller skrueformet over filtermaterialebanen. Her er det ikke nødvendigt, at sugedysen har ekstra tætningslæber af den i fig. 8 viste art, men det er tilstrækkeligt at anbringe sugeåbningen til tæt anlæg mod filtermaterialebanen 29. Læktab, som optræder ved afsugningen 1 området for trådføringen, er ubetydelige.

Fig. 12 viser en særlig fordelagtig funktionsmåde for sugedysen 12 mod filtermaterialebanen 29, som ligger på den hullede kappe 28.

Valget og anbringelsen af filtermaterialebanen 29 er foretaget således, at denne ved af sugningen uiyiergår en udhvælving 34 i sugedysens 12 dyseåbning 38. Ved hjælp af denne under sugevirkningen frembragte formændring af filtermaterialebanen 29 ændres stillingen, formen og forløbet af filtermaterialebanens filterkanaler under afsugningen, hvorved de indfiltrerede svævestof-dele frigives og under tilbageskylning af det allerede klarede spildevand fra filtermaterialebanen 29 skylles, med ud.

For at opnå denne formændring af filtermaterialebanen 29 ved afsugningen er det hensigtsmæssigt at afstemme filtermaterialebanens 29 egenskaber, tromlefilterets 4 omdrejningshastighed, sugedysens % 10 143222 12 udformning og pumpeydelse efter hinanden og tilpasse dem spildevandet. Dyseåbningens 38 spaltebredde X skal formålstjenligt ikke underskride en nedre spaltebredde. Således er det f.eks. hensigtsmæssigt at vælge spaltebredden X dobbelt så stor som filtermateri-alebanens tykkelse. Dyseranden 39 skal ligge så tæt som muligt ved filtermaterialebanen 29 for at undgå lækstrømme ved afsug-ningen. Endvidere er det hensigtsmæssigt at udforme dyserandene så glatte som muligt. Fortrinsvis består i det mindste dyserandene af poleret chromstål eller et slidfast formstof, såsom nylon. De kan også være belagt med polytetrafluorethylen for at forbedre glideegenskabeme.

Fig. 13 viser en særlig hensigtsmæssig udformning af en sugedyse, hvis dyseåbning 38 dannes af afrundede dyserande 39a, som på den bort fra dyseåbningen 38 vendende side strækker sig praktisk taget vinkelret på dysens midterakse, således at de i området, hvor dysen ligger mod tromlefilteret, forløber praktisk taget tangentielt til denne. Dyseåbningen 38 udmunder i et udvidet dysekammer 40, som over en åbning 41 står i forbindelse med ledningen 13 til pumpen 14.

De i fig. 12 og 13 viste udførelsesformer af sugedyseme 12 egner sig især til det direkte anlæg mod filtermaterialebanen 29. Der hvor filtermaterialebanen 29 er dækket med et beskyttelsesgitter 31, anbefales det at forsyne dyserandene 39 med tætningslæber 33, som de er vist i fig. 8.

Claims (6)

11 Η3222 Patentkrav: :

1. Anlæg til mekanisk-biologisk rensning af spildevand med et apparat til biologisk rensning af spildevandet og med et efter-klaringsapparat til mekanisk rensning af det biologisk behandlede spildevand bestående af et drivbart tromlefilter, som omfat-, ter et med en filtermaterialebane belagt bærestativ, hvorved der op til filtermaterialebanen er anbragt et rensningsorgan, kendetegnet ved, at filtermaterialebanen (29) er udformet som fiberflor, og at tromlefilterets (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e) rensningsorgan omfatter et afsugningsapparat (12, 12a, 12b, 14). med en sugedyse (12, 12a, 12b), som ligger tæt op mod filtermateri-alebanens (29) tilstrømningsside og er neddykket i spildevandet, hvorved dyseåbningens (38) spaltebredde (X), filtermaterialebanens (29) materialeegenskaber og undertrykket i sugedysen (12, 12a, 12b) er således afstemt efter hverandre, at filtermaterialebanen (29) ved afsugningen trækkes udhvælvende delvis ind i dyseåbningen (38).

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det biologiske rensningsapparat omfatter et roterende dykkedryppelegerne (10), på hvis drivaksel tromlefilteret (4) er anbragt.

3. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tromlefilteret (4b) har en drivturbine (24), som fødes fra afsugnings-organets (12, 14) afgangsledning (15).

4. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at filtermaterialebanens (29, 29a, 29o, 29d) fiberflor er 3-20 mm tykt.

5. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at filtermaterialebanen (29c) har radialt fremstående børster (35).

6. Anlæg ifølge ethvert af kravene 1-5, kendetegnet ved, at mindst en del af de op til hinanden liggende flader og/eller *