PL169893B1 - Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków - Google Patents

Abstract

1. Mechaniczno-biologiczna oczyszczal nia ścieków, zawierająca elementy napowietrzające, korzystnie w postaci dysków membranowych oraz ewentualnie wyposażona w co najmniej jeden pionowy osadnik grawitacyjny, znamienna tym, że stanowią ją co najmniej dwie, połączone ze sobą, denitryfikacyjno- nitryfikacyjnc komory (1), przy czym każda komora (1) jest wyposażona w biologiczne złoże (3), napowietrzające elementy (5) i transportujące osad urządzenie (4), korzystnie powietrzny podnośnik.

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków, znajdująca zastosowanie zwłaszcza do oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych oraz ścieków o dużych ładunkach zanieczyszczeń organicznych, występujących w zakładach przemysłu owocowowarzywnego, przeróbki ziemniaków i w browarach.

Z oferty opublikowanej przez Zakład Badawczo-Wdrożeniowy Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej, znana jest mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków z redukcją związków biogennych, która jest zbudowana z komory denitryfikacji, wyposażonej w mieszadła, z komory nitryfikacji, osadników wtórnych, komory kontaktowej i komory stabilizacji i zagęszczania osadu. Komora nitryfikacji jest przedzielona częściową przegrodą na dwie części, przy czym w pierwszej części znajdują się dyfuzory membranowe, do których jest doprowadzane za pomocą dmuchaw powietrze. Surowe ścieki są doprowadzane do komory denitryfikacji, w której następuje redukcja azotanów i azotynów do azotu gazowego, z jednoczesnym utlenianiem związków organicznych oraz rozpoczyna się proces biologicznego usuwania fosforu, kontynuowany następnie w komorze nitryfikacji, gdzie są przepompowywane ścieki z komory denitryfikacji. W pierwszej części komory nitryfikacji następuje natlenianie ścieków i zachodzi proces utleniania azotu amonowego i związków organicznych. Z drugiej części komory nitryfikacji zawiesina ścieków z osadem jest recyrkulowana do komory nitryfikacji, skąd oczyszczone ścieki z zawiesiną osadu czynnego są odprowadzane do osadników wtórnych, a następnie do komory kontaktowej. Osad nadmierny z komory nitryfikacji jest odprowadzany do komory stabilizacji i zagęszczania osadu.

Zasadniczą niedogodnością techniczną znanej oczyszczalni jest jej duża energochłonność, powodowana zastosowaniem mieszadeł, dmuchaw i pomp recyrkulacyjnych oraz stosunkowo skomplikowana budowa, wpływająca niekorzystnie na niezawodność pracy oczyszczalni.

Wynalazek dotyczy mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków, zawierającej elementy napowietrzające, korzystnie w postaci dysków membranowych oraz ewentualnie wyposażonej w co najmniej jeden pionowy osadnik grawitacyjny. Istota wynalazku polega na tym, że oczyszczalnię ścieków stanowią co najmniej dwie, komory denitryfikacyjno-nitryfikacyjne, których wnętrza są ze sobą połączone, przy czym każda z komór jest wyposażona w złoże biologiczne, elementy napowietrzające i urządzenie transportujące osad, wykonane w postaci podnośnika powietrznego. Każda z komór denitryfikacyjno-nitryflkacyjnych jest wykonana korzystnie jako zbiornik zakończony od dołu lejem, oddzielonym od wnętrza zbiornika poziomą, przegrodą ażurową, na której jest umieszczone złoże biologiczne, zaś elementy napowietrzające i urządzenie transportujące osad znajdują się wewnątrz leja.

169 893

W mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków według wynalazku, każda z komór denitryfikacyjno-nitryfikacyjnych może pracować w warunkach pełnego natleniania, w warunkach niedotlenienia, jak również beztlenowo. Ustalenie tych warunków wiąże się z doprowadzaniem określonych ilości powietrza lub zamknięciem jego przepływu do komory. Dobór ilości komór oraz warunków ich pracy zależy od ilości i charakteru zanieczyszeń w ściekach. Kolejność procesów zachodzących w oczyszczanych ściekach jest dobierana poprzez ilość doprowadzanego powietrza i dobór miejsca recyrkulacji osadów. Wpływa to na znaczne zwiększenie efektywności procesu oczyszczania ścieków, niezależnie od ilości i rodzaju zanieczyszczeń. Oczyszczalnia według wynalazku może być wykorzystywana jako dodatkowy stopień oczyszczania, służący do usuwania związków biogennych, albo jako urządzenie realizujące pełny proces mechaniczno-biologicznego oczyszczania, po wyposażeniu w osadniki. Dodatkową zaletą oczyszczalni według wynalazku jest jej prosta budowa i mała energochłonność.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków, stanowiącej dodatkowy stopień oczyszczania, w widoku z góry, fig. 2 - schemat ideowy mechaniczno-biologicznej oczyszczalni, stanowiącej dodatkowy stopień oczyszczania, w przekroju podłużnym, fig. 3 - schemat ideowy mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków, współpracującej z osadnikami, w widoku z góry, a fig. 4 - schemat ideowy mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków, współpracującej z osadnikami, w przekroju podłużnym.

Przykład I. Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków stanowiąca dodatkowy stopień oczyszczania ścieków ze związków biogennych, jest zbudowana z dwóch denitryfikacyjnonitryfikacyjnych komór 1, których wnętrza są połączone ze sobą otworem usytuowanym w górnej części wspólnej ściany komór 1. Każda z komór 1 jest wykonana w postaci czworościennego zbiornika zakończonego od dołu lejem, oddzielonym od wnętrza zbiornika poziomą ażurową przegrodą 2, wykonaną z siatki, a na przegrodzie 2 jest umieszczone biologiczne złoże 3, które stanowi wypełnienie w postaci plastykowych pierścieni o rozwiniętej powierzchni. Otwór łączący wnętrza komór 1 jest usytuowany w pobliżu górnej powierzchni biologicznych złóż 3. Każda komora 1 jest wyposażona w urządzenie transportujące osad, wykonane w postaci powietrznego podnośnika 4, którego lejki ssące są umieszczone w pobliżu dna leja, a ponadto we wnętrzu leja są umieszczone napowietrzające elementy 5 wykonane w postaci dysków membranowych. Napowietrzające elementy 5 są usytuowane tuz pod ażurową przegrodą 2. Do podnośników 4 oraz napowietrzających elementów 5 jest doprowadzane sprężone powietrze.

Ścieki bytowo-gospodarcze z pierwszego stopnia oczyszczania są doprowadzana do pierwszej denitryfikacyjno-nitryfikacyjnej komory 1, której napowietrzające elementy 5 są zasilane powietrzem, w ilości zapewniającej dostarczenie 2g tlenu/m³. W takich warunkach natleniania w pierwszej komorze 1 zachodzi proces pełnego utleniania i nitryfikacji związków organicznych. Następnie ścieki przepływają do górnej części drugiej denitryfikacyjno-nitryfikacyjnej komory 1, której napowietrzające elementy 5 są odcięte od dopływu sprężonego powietrza. Ta komora 1 pracuje w warunkach beztlenowych, dzięki czemu zachodzi w niej proces anaerobiozy. Nadmierna błona biologiczna, odrywająca się od biologicznego złoża 3 pierwszej komory 1 i opadająca w dół do leja, jest odprowadzana transportującym ją urządzeniem 4 na zewnątrz oczyszczalni. Błona opadająca do leja drugiej komory 1 jest recyrkulowana do wnętrza pierwszej komory 1. Oczyszczone ścieki są odbierane z drugiej komory 1.

Przykład II. Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków, realizująca pełny proces oczyszczania mechaniczno-biologicznego, jest zbudowana z trzech denitryfikacyjno-nitryfikacyjnych komór 1 oraz z dwóch pionowych, grawitacyjnych osadników 6, 7. Pierwszy z osadników jest wstępnym osadnikiem 6, wyposażonym w komorę 8 fermentacji, a drugi osadnik jest wtórnym osadnikiem 7, którego obecność jest uwarunkowana żądaną klarownością oczyszczonych ścieków. Wstępny osadnik 6 ma postać prostopadłościennego zbiornika, zakończonego od dołu lejem, którego wnętrze stanowi komorę 8 fermentacji. Wewnątrz zbiornika są umieszczone dwie równoległe przegrody 9 z kierownicami 10, które z przyściennymi kierownicami 11 tworzą szczeliny łączące komorę 8 fermentacji z osadczymi komorami 12 wstępnego osadnika 6. Każda z trzech denitryfikacyjno-nitryfikacyjnych komór 1 jest zbudowana identycznie jak opisano w przykładzie pierwszym, przy czym otwór łączący pierwszą komorę 1 z drugą komorą 1jest usytuowany w dolnej części, w pobliżu ażurowej przegrody 2, a otwór łączący drugą komorę 1 z trzecią komorą 1 jest

169 893 usytuowany w górnej części, w pobliżu powierzchni złoża biologicznego 3. Komory 1 oraz osadniki 6, 7 są umieszczone jedne koło drugich tworząc zwartą, zblokowaną całość. Wtórny osadnik 7 ma środkową rurę 13, wewnątrz której jest umieszczony powietrzny podnośnik 14, recyrkulacyjny osad z dna do denitryfikacyjno-nitryfikacyjnych komór 1 i do komory 8 fermentacji. Ponadto osadnik 7 ma drugi powietrzny podnośnik 15, usuwający zanieczyszczenia pływające po powierzchni wstępnego osadnika 6.

Surowe ścieki bytowo-gospodarcze są doprowadzane do komory 8 fermentacji, gdzie zapoczątkowany zostaje proces rozkładu związków fosforu. Następnie poprzez szczeliny między kierownicami 10,11 ścieki przepływają do wnętrz osadczych komór 12, gdzie następuje grawitacyjne opadanie zawiesin, które poprzez szczeliny opadają do komory grawitacji 8 filtracji. Wstępnie oczyszczone ścieki przepływają pilastym przelewem wstępnego osadnika 6 do pierwszej deniiryfikacyjno-nitiyfikacyjnej komory 1, do której dysków napowietrzających doprowadza się powietrze, w ilości zapewniającej dostarczenie poniżej 0,5 g tlenu/m³. W tych warunkach w pierwszej komorze 1 zachodzi proces rozkładu związków azotowych do wolnego azotu i tlenu. Po przepłynięciu przez biologiczne złoże 3 pierwszej komory 1 ścieki wpływają do drugiej komory 1, do której dysków napowietrzających jest doprowadzane powietrze, w ilości zapewniającej dostarczenie 2g tlenu/m³. Zachodzi w tych warunkach pełne utlenienie i nitryfikacja związków organicznych. Z drugiej komory 1 ścieki są doprowadzane na biologiczne złoże 3 trzeciej komory 1, której dyski napowietrzające są zasilane identycznie jak w komorze 1 drugiej. Następuje tu dalszy proces pełnego utleniania i nitryfikacji związków organicznych. Oczyszczone ścieki przepływają do wtórnego osadnika 7, gdzie następuje końcowe usunięcie zawiesin błony biologicznej zerwanej ze złóż 3 oraz zawiesin kłaczków osadu czynnego. Nadmierna błona biologiczna odrywająca się od złóż 3 jest recyrkulowana transportującymi urządzeniami 4, w postaci podnośników powietrznych, z danej komory 1 do pozostałych komór 1, a jej nadmiar do komory 8 fermentacji.

W wypadku oczyszczania ścieków pochodzących z zakładów przetwórstwa owocowowarzywnego, zmienia się warunki pracy trzeciej denitryfikacyjno-nitryfikacyjnej komory 1, zamykając dopływ powietrza do jej dysków membranowych. W takich warunkach komora ta pracuje w środowisku beztlenowym, co powoduje zachodzenie procesu anaerobiozy, prowadzącej do ginięcia bakterii nitkowatych zawartych w ściekach.

Fig.3

169 893

Fig.1

-A

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia ścieków, zawierająca elementy napowietrzające, korzystnie w postaci dysków membranowych oraz ewentualnie wyposażona w co najmniej jeden pionowy osadnik grawitacyjny, znamienna tym, że stanowią ją co najmniej dwie, połączone ze sobą, denitryfikacyjno-nitryfikacyjne komory (1), przy czym każda komora (1) jest wyposażona w biologiczne złoże (3), napowietrzające elementy (5) i transportujące osad urządzenie (4), korzystnie powietrzny podnośnik.

2. Mechaniczno-biologiczna oczyszczalnia według zastrz. 1, znamienna tym, że denitryfikacyjnonitryfikacyjna komora (1) jest wykonana w postaci zbiornika, zakończonego od dołu lejem, oddzielonym od wnętrza zbiornika poziomą, ażurową przegrodą (2), na której jest umieszczone biologiczne złoże (3), zaś napowietrzające elementy (5) i transportujące osad urządzenie (4) są umieszczone we wnętrzu leja.