PL171833B1

PL171833B1 - Instalacja do oczyszczania cieczy PL PL PL

Info

Publication number: PL171833B1
Application number: PL92297062A
Authority: PL
Inventors: Reinhold Kickuth
Original assignee: Kickuth Alexander; Reinhold Kickuth; Kickuth Reinhold Jun
Priority date: 1992-11-04
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1997-06-30
Also published as: GB2272213B; CA2088469A1; PL297062A1; CA2088469C; IT1263770B; CH688623A5; ITMI930072A0; GB9301287D0; DE4237220A1; GB2272213A; HU213052B; HU9203839D0; US5273653A; HUT66341A; ITMI930072A1

Abstract

1. Instalacja do oczyszczania cieczy za- wierajaca obsadzone wynurzajacymi sie he- lofitami zloze filtrujace z doplywem, od- plywem i zwirowym zlozem dennym, które rozciaga sie pod obsadzonym zlozem filtru- jacym wzdluz pierwszej czesci jego dlugos- ci, w kierunku przeplywu oczyszczanej cie- czy i jest polaczone hydraulicznie z doply- wem i odplywem, przy czym zwirowe zloze denne stanowi przestrzen objeta zbiorni- kiem, znamienna tym, ze polozony od strony odplywu (3) koniec (11) zwirowego zloza dennego (5) polaczony jest hydrau- licznie z odplywem (3) poprzez pozostala czesc dlugosci obsadzonego zloza filtruja- cego (1). Fi g .1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest instalacja do oczyszczania cieczy zawierająca obsadzone wynurzającymi się helofitami złoże filtrujące z dopływem, odpływem i żwirowym złożem dennym, które rozciąga się pod obsadzonym złożem filtrującym wzdłuż pierwszej' części jego długości, w kierunku przepływu oczyszczanej cieczy i jest połączone hydraulicznie z dopływem i odpływem, przy czym żwirowe złoże denne stanowi przestrzeń objętą zbiornikiem.

Instalacja takiego rodzaju znana jest z europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP 0 243 678. W opisanym tam rozwiązaniu żwirowe złoże denne tworzy drogę przepływu pobocznego, która jest zamknięta za pomocą przegrody przepływu w formie bloku dennego. W żwirowym złożu dennym przechodzą rury odprowadzające, które są przyłączone do wspólnego odprowadzenia żwirowego złoża dennego. Rury odprowadzające są zaopatrzone w środki regulujące przeznaczone do regulacji przepływu.

Wśród nowoczesnych metod obróbki ścieków tak zwane oczyszczalniki roślinne odgrywają coraz większą rolę. Oczyszczanie ścieków następuje w nich przez ich przepuszczanie przez obsadzoną warstwę gruntu, która dzięki swej mikrobiologicznej gęstości i różnorodności pozwala uzyskiwać niezłe wyniki oczyszczania nawet z niezwykłych ścieków. Na szczególną uwagę zasługuje ekstremalnie małe zużycie energii obcej w porównaniu z bardziej konwencjonalnymi procesami, takimi jak metody z osadem czynnym lub zapowietrzane stawy osadowe.

Nazwa oczyszczalniki roślinne nie jest szczególnie fortunna, ponieważ właściwie efektywnym zespołem jest warstwa gruntu, przez którą przepływa ciecz i która dzięki roślinom podlega znanej aktywizacji fizycznej, chemicznej i biologicznej, której bliższe opisanie jest zbędne dla meritum wynalazku.

Tak zwane oczyszczalniki roślinne zdobyły popularność również dzięki temu, że w międzyczasie okazało się, że ich - początkowo oceniane zbyt wysoko - jednostkowe zapotrzebowanie powierzchni nie jest bynajmniej nadmierne i zawiera się w granicach od 2 do 10 m²w przeliczeniu na 1 mieszkańca.

Obliczenie powierzchni, wymaganej dla takiej instalacji, na podstawie parametrów kinetyki reakcji, związanej z degradacją organicznych substancji obciążających, wyrażane w przybliżeniu jako BZT5, następuje za pośrednictwem wzoru, który określa niezbędną powierzchnię jako funkcję ilości ścieków i stopnia zanieczyszczenia oraz żądanego stopnia oczyszczenia:

F_x = 5,2-Qd-(1nCo/C_t) (I) gdzie poszczególne symbole oznaczają:

F_x - wymagana powierzchnia w m²Qd - dobowa ilość wody w m³

171 833

Co - stężenie dopływowe w mg/1 BZT₅

Ct - stężenie odpływowe w mg/1 BZT5 (zamierzane oczyszczenie)

Moduł 5,2 oznacza wielkość jednostkową, wynikającą ze stałych kinetyki reakcji dla degradacji BZT5.

Określona w ten sposób powierzchnia nie może być w obsadzonych złożach filtrujących z przepływem poziomym - a o takie głównie chodzi - dowolnie uformowana, ponieważ do przepuszczania lub przenoszenia ilości Qd wody przez warstwę gruntu niezbędny jest określony przekrój poprzeczny infiltracji lub przepływu. Ze zrozumiałych względów ten ostatni jest determinowany przez prędkość przepływu lub filtracji, jaką dopuszcza warstwa gruntu.

Zjawisko przenoszenia w złozu filtrującym z przepływem poziomym jest opisywane ogólnie przez równanie ciągłości:

= Q/V (II) gdzie poszczególne symbole oznaczają:

- przekrój poprzeczny infiltracji, to jest powierzchnia dopływu (kulisa przepływu) ścieków w m²,

Q - dopływ lub przepływ ścieków w m³/s,

V - prędkość przemieszczania się naprzód lub liniowa prędkość przepływu płynącej fali w przepływanej warstwie gruntu w m/s, a zatem prędkość filtracji.

Według Darcy'ego prędkość przepływu lub filtracji w warstwie gruntu można przedstawić za pomocą następującej zależności:

v = kf · Δ h/Δ s (III) gdzie:

v - prędkość filtr^cji w m/s, kf - współcymnik przepuszczalnościwarstwy gointu w η/Α, óh/ós - gradient hydrauliczny.

Oczyszczalniki roślinne, zwłaszcza tzw. oczyszczalniki z obszarem korzeniowym, które opierają się najbardziej prawidłowo na wydajności przenikniętych korzeniami warstw wierzchnich pod porostem helofitowym, są zaprojektowane z reguły na określoną głębokość - najczęściej 0,6 m - przestrzeni efektywnej. Pod nią są one hermetycznie uszczelnione względem głębszych warstw gruntu lub warstwy wody gruntowej. ¹

W tak określonej przestrzeni efektywnej-lub tak określonej matrycy gruntowej osiąga się dzięki szczególnemu doborowi gruntu, przede wszystkim jednak dzięki wtórnie kształtującemu działaniu podziemnych organów roślin (korzeni i kłączy) duże wrpółśzynnjkj przepuszczalności kf, które znane są poza tym jedynie w przypadku grubszych ziarnistości pierwotnych.

Między innymi można było wykazać, że po wieloletnim nasycaniu korzeniami gruntu wyjściowego o współczynniku kf, równym 10’⁷ m/s, może powstać obsadzone złoże filtrujące o współczynniku kf, równym 5 · 10- m/s, który to współczynnik występuje poza tym tylko w przypadku piasków gruboziarnistych. Tak ekstremalna wartość należy jednak do wyjątków; można uzyskiwać tym niemniej z pewnością współczynniki kf, równe 5 · 10'⁴m/s.

Na tym polegają również systemowe trudności, związane z wymiarowaniem i stosowaniem takich instalacji, jak to zostanie poniżej wskazane.

U podstaw obliczania oczyszczalnika z przestrzenią korzeniową dla równoważnika ludnościowego (RL) 5000 powinny lec zwykłe parametry Wynika stąd dobowa ilość ścieków Qs, równa 750 m3. Jeśli podstawi się ilość wody infiltrującej, równą 50 l/RL · d, to do oczyszczalnika dopływa wówczas 1000 m3/d. Dla przyjętego w obliczeniu czasu, równego 10 godzinom, daje to dopływ sekundowy, równy 2,78 - 10'2 m³/s.

Dla obciążenia BZT5 ścieków podstawia się wartość 45 g/RL · d według zwykłych 'wskaźników po mechanicznym oczyszczeniu wstępnym. Całkowite stężenie dopływowe wynosi dlatego 225 mg/l BZT₅.

Jako stan oczyszczenia docelowego przyjmuje się 15 mg/l BZT5.

Wymagana powierzchnia obsadzonego złoża filtrującego wynosi wówczas według równania I:

171 833

F_x = 5,2· 1000 · (ln 225/15)

F_x - 14082 m².

Jak widać, otrzymuje się jednostkowe zapotrzebowanie powierzchni, równe 2,82 m²na RL. Jest to technicznie łatwo osiągalne i było również często osiągane.

Bardzo problematycznie przedstawia się natomiast uzyskiwanie wymaganego przekroju poprzecznego infiltracji lub przepływu, jak to zostanie wykazane poniżej. Przekrój poprzeczny przepływni wynosi według równania II;

=-2- (IV) k_f · Δή/Δ s _g _ 2,78 · 10² m³/s · 10⁴ m/s · Δή/Δ s

Dla powyższych wartości uzyskuje się przy założeniu, że można osiągnąć gradient hydrauliczny, równy 5%, co mogłoby nastąpić przez wytworzenie pochylenia dna w kierunku przepływu:

=

2,78

10~² m³/s · 10 m/s · 5 · 10

0= 1112 m²

Przy głębokości efektywnej (głębokości profilowej), równej 0,6 m oznaczałoby to szerokość instalacji, równą 1853 m (!).

Powierzchnia całkowita instalacji wynosi 14082 m2. W związku z tym kształt instalacji byłby determinowany następującymi wymiarami: 7,6 m w kierunku przepływu oraz 1853,0 m jako szerokość infiltracji.

Takie, uwarunkowane względami hydraulicznymi, ukształtowanie powierzchni jest nie do zrealizowania z punktu widzenia rozdzielczo-technicznego i nie może przyczynić się przy drodze przepływu, równej 7,6 m, do uzyskania niezawodnego rozkładu przepływu, ani niezawodnego oczyszczania.

W obliczu nadzwyczajnych pozostałych zalet tego rodzaju metod oczyszczania nie brakowało dlatego prób i propozycji pokonania tych trudności.

- Jest całkiem usprawiedliwione, w przypadku takich instalacji, rozdzielenie całkowitego dopływu równomiernie na 24 godziny. Z technicznego punktu widzenia może to nastąpić za pomocą zbiornika wyrównawczego. Można jednak również przyjąć za punkt wyjścia dużą pojemność buforową samego obsadzonego złoża filtrującego. Uzyskuje się w ten sposób dopływ, równy 1,16 · 10- m³/s oraz 772 m jako szerokość infiltracji i 18,2 m jako drogę przepływu.

W zasadzie nie zyskano wiele, gdyż również ten kształt powierzchni pociąga za sobą niemal nierozwiązane problemy rozdziału, a przepływ na odcinku 18,2 m nie zapewnia niemal jednorodnego rozkładu przepływu.

O trudnościach ekonomicznego rozmieszczenia takiej powierzchni w terenie wspomina się tu jedynie marginesowo.

Praktyczne próby znacznego powiększenia pochylenia dna, np. do 10%, przyczyniają się do powstania innego rodzaju trudności hydraulicznych, np. do wypływów wody na powierzchnię warstwy gruntowej przed zakończeniem przepływu na ustalonym odcinku. Ponadto również tym sposobem nie można wytworzyć kształtu powierzchni, wykonalnej technicznie i pożądanej z punktu widzenia technik ściekowych.

W nielicznych przypadkach uciekano się do podziału na szereg powierzchni cząstkowych, jednakże i tu napotykano niebawem na ograniczenia. Przede wszystkim nakłady techniczne wzrastają tak znacznie, iż koszty budowy są już niewyobrażalne. Każde złoże cząstkowe musi mieć zespoły dopływowo-odpływowe z możliwościami odpowiedniej regulacji oraz każdemu złożu cząstkowemu należy przydzielić jednakową lub proporcjonalną do powierzchni cząstkowej ilość wody. Użyteczne rozwiązanie techniczne tego problemu nie zostało dotychczas opracowane.

Ostatnia znana możliwość rozwiązania problemów hydraulicznych z zachowaniem przepływu przez grunt polega na wyborze sposobu pionowej infiltracji. Stosuje się ją często, acz171 833 kolwiek ten wariant postępowania pociąga za sobą szczególne trudności, a także nie dające się przewidzieć skutki. Po pierwsze, trudno jest uzyskać równomierny rozdział ścieków na większe powierzchnie. Zraszanie nie wchodzi najczęściej w rachubę ze względu na związane z tym uciążliwości, podobnie nie jest akceptowana na ogół swobodna, otwarta powierzchnia ścieków na warstwie gruntu. Przede wszystkim jednak nie można wyregulować kształtujących się wzajemnie różnorodnie wartości współczynnika kf, a przepływ na odcinku co najwyżej 1 m przez aktywny obszar korzeniowy jest rzadko wystarczający do niezawodnego oczyszczenia w wyniku stykania się z aktywnymi strukturami warstwy gruntowej.

Liczni projektanci unikają dlatego wykorzystywania bardzo zawiłej i wysoko aktywnej matrycy gruntowej obsadzonych złóż filtrujących i do oczyszczania ścieków używają zamiast tego przepływowych złóż żwirowych lub o gruboziarnistym piasku - ze zrozumiałych względów ze wszystkimi stratami na wydajności i zmienności biochemicznej, która charakteryzuje grunt i jest nawet pożądana, ze względu na ksenobiotyki, występujące zawsze, nawet w ściekach domowych.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiej instalacji wymienionego na wstępie rodzaju, aby przy wysokim natężeniu przepływu na jednostkę powierzchni osiągnąć technicznie potrzebny stosunek szerokości infiltracji do długości przepływu.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zostało rozwiązane w ten sposób, że położony od strony odpływu koniec żwirowego złoża dennego połączony jest hydraulicznie z odpływem poprzez pozostałą część długości obsadzonego złoża filtrującego. Żwirowe złoże denne nachylone jest w dół ku ' swojemu końcowi położonemu od strony odpływu, przy czym ma ono spadek od 1% do 5%.

Żwirowe złoże denne posiada większą hydrauliczną zdolność przewodzenia od matrycy gruntowej obsadzonego złoża filtrującego. Do ciśnienia przepływu w matrycy gruntowej transportującego oczyszczaną ciecz przede wszystkim przez matrycę gruntową poziomo od dopływu do odpływu zostaje dodana ze żwirowego złoża dennego artezyjska składowa ciśnienia, skierowana ku górze Ciecz przepływa przez żwirowe złoże denne i dąży na całej jego długości, tak jak w źródle artezyjskim, do góry. Wektory wypadkowych kierunków przepływu leżą dzięki temu przede wszystkim poziomo. Złoże filtrujące jest dalej idąc homogenicznie przesadzone. Dzięki temu krzywa infiltracji w obrębie żwirowego złoża dennego jest podniesiona aż do górnej powierzchni złoża filtrującego. Na końcu odpływowym złoża filtrującego krzywa infiltracji opada relatywnie stromo na odcinek między końcem żwirowego złoża dennego a odpływem znajdującym się w odstępie od niego. W wyniku tego powstaje większy hydrauliczny gradient niż w konwencjonalnych instalacjach, w których to krzywa infiltracji od dopływu do odpływu stale opada. Hydrauliczny gradient w tej części końcowej ma jednak wpływ na prędkość przepływu.

Ponadto okazało się także nieoczekiwanie, że na rozwój korzeni roślin i kłączy korzystny wpływ ma ta składowa artezyjska, zwłaszcza w aspekcie dostępu do głębszych warstw.

Wiąże się to niewątpliwie z tym, że organy podziemne rosną w kierunku napływającej od dołu wody i rozpuszczonych w niej substancji odżywczych, podczas gdy przy zasilaniu przypowierzchniowym mają one skłonność do wytwarzania dużych biomas jedynie w górnych 20 do 30 cm, ' natomiast dolne obszary warstwy gruntu są o wiele mniej wykorzystane.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia obsadzone złoże filtrujące według wynalazku w ujęciu schematycznym i w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - wykres warunków ciśnieniowych i krzywą przesiąkania w obsadzonym złożu filtrującym według fig. 1, a fig. 3 - zawartości suchej masy organów podziemnych w g/m² matrycy gruntowej jako funkcję głębokości w porównaniu z matrycą gruntową według stanu techniki.

Budowa i wytwarzanie obsadzonych złóż filtrujących są znane w zasadzie z wymienionej na wstępie literatury. Dlatego przypomina się tylko krótko, że dla wykonania złoża określonego pod względem swej wielkości przez każdorazowe przeznaczenie, wykonuje się wykop, który pokrywa się na dnie i ścianach bocznych przeponą lub folią, nie przepuszczającą oczyszczanej cieczy. Na przeciwległych powierzchniach czołowych wykonuje się dopływ, przez który

171 833 doprowadza się do obsadzonego złoża filtrującego oczyszczaną ciecz oraz odpływ, który odbieera oczyszczoną ciecz, opuszczającą obsadzone złoże filtrujące oraz doprowadza ją np. do odbiornika ścieków. Wykopane złoże wypełnia się odpowiednią warstwą gruntu, np. glebą parabrunatną (horyzont B) lub monolitycznym piaskiem gliniastym, który obsadza się wynurzającymi się helofitami, np. pewnymi gatunkami trzciny, kosaćca, sitowia itp. Do tego .celu używa się na ogół roślin, które mogą doprowadzać za pośrednictwem swej aerenchymy tlen do układu korzeniowego i przyległego obszaru przykorzeniowego i wytwarzać dzięki temu w hydromorficznej matrycy gruntowej obsadzonego złoża filtrującego mozaikę z małych obszarów tlenowych i beztlenowych, które są odpowiedzialne za wydajność oczyszczania obsadzonego złoża filtrującego.

W przedstawionym na fig. 1 przykładzie wykonania instalacji do oczyszczania cieczy, np. ścieków, uwidocznione jest obsadzone wynurzającymi się helofitami złoże filtrujące 1, zaopatrzone na jednej powierzchni czołowej w dopływ 2 w postaci wypełnionego żwirem wykopu podłużnego. Na przeciwległej powierzchni czołowej znajduje się odpływ 3, np. wykonana jako przewód drenażowy rura odpływowa, która odbiera oczyszczoną ciecz, opuszczającą złoże filtrujące 1 oraz doprowadza ją do szybu kontrolnego lub do odbiornika ścieków. Dno 4 i ściany boczne złoża filtrującego 1 są pokryte folią, nie przepuszczającą wody.

Pomiędzy złożem filtrującym 1 a folią, użytą do uszczelnienia względem warstwy wody gruntowej, znajduje się żwirowe złoże denne 5 o grubości od 15 do 20 cm. Żwirowe złoże denne 5 jest połączone hydraulicznie z dopływem 2.

Na figurze 1 żwirowe złoże denne 5 ma mniejszą długość niż obsadzone złoże filtrujące 1 i biegnie ze skierowanym w dół pochyleniem względem dna 4 obsadzonego złoża filtrującego 1. To pochylenie jest determinowane przez nachylenie dna w granicach od 1 do 5%.

W obsadzonym złożu filtrującym 1 wytworzona zostaje w znany sposób przez wynurzające się helofity aktywna matryca gruntowa 6 o przekroju poprzecznym 7 infiltracji.

Działanie instalacji według fig. 1 jest przedstawione schematycznie na fig. 2. Uwidocznione jest tu obsadzone złoże filtrujące 1 z dopływem 2, odpływem 3, dnem 4, pochyłym żwirowym złożem dennym 5, matrycą gruntową 6 i przekrojem poprzecznym 7 infiltracji. Cyfrą 8 oznaczone jest zwierciadło cieczy w dopływie 2, z którego oczyszczana ciecz wpływa przez przekrój poprzeczny 7 infiltracji do matrycy gruntowej 6 (i żwirowego złoża dennego 5) oraz przepływa przez nią w zasadzie w kierunku poziomym odpowiednio do ciśnienia przepływu, oznaczonego strzałkami 9. Wskutek znacznie większej w porównaniu z matrycą gruntową 6 przewodności hydraulicznej żwirowego złoża dennego 5 powstaje nad nim na jego długości ciśnienie artezyjskie, które ma przebieg poprzeczny względem ciśnienia przepływu i jest oznaczone strzałkami 10. Wskutek pochylenia żwirowego złoża dennego 5 to ciśnienie artezyjskie wzrasta do położonego od strony odpływu końca 11 żwirowego złoża dennego 5. Ma to ten skutek, że punktowo oznaczona krzywa infiltracji 12 cieczy, która przepływa przez matrycę gruntową 6, przebiega aż do położonego od strony odpływu końca 11 żwirowego złoża dennego 5 w zasadzie poziomo, to jest równolegle wzdłuż powierzchni 13 matrycy gruntowej 6, w praktyce na wysokości zwierciadła 8 cieczy w dopływie 2. Dla porównania na fig. 2 oznaczona jest linią kreskową krzywa infiltracji 14 konwencjonalnego obsadzonego złoża filtrującego (odnośnie krzywej infiltracji i jej przeznaczenia por. Luken B.O.: Phunomene der hydraulischen Leitfahigkeit dauernd hydromorpher Bodenmatrices. Dysertacja Ogólnej Szkoły Wyższej Kassel 1989).

Do bezzakłóceniowej pracy instalacji niezbędne jest utrzymywanie w dopływie 2, który jest wykonany na ogół jako wykop dopływowy, stałego zwierciadła 8 cieczy na wysokości powierzchni 13 obsadzonego złoża filtrującego 1. W tym celu można zaopatrzyć wykop dopływowy w znany jako taki sposób w urządzenie przelewowe, które odbiera nadmiar cieczy i wyrównuje jej brak.

Wynika stąd, że wskutek ciśnienia artezyjskiego, pochodzącego ze żwirowego złoża dennego 5, w matrycy gruntowej 6 powstają dwa odcinki z różniącymi się wzajemnie warunkami przepływu. W pierwszym odcinku, 16, który ciągnie się na długości L żwirowego złoża dennego 5 od dopływu 2 aż do położonego od strony odpływu końca 11 żwirowego złoża

171 833 dennego 5, przez całą matrycę gruntową 6 oczyszczana ciecz przepływa w zasadzie poziomo odpowiednio do krzywej infiltracji 12. W drugim odcinku o długości 1, który ciągnie się na pozostałej części długości obsadzonego złoza filtrującego 1 od położonego od strony odpływu końca 11 żwirowego złoża dennego 5 aż do odpływu 3, przez matrycę gruntową 6 oczyszczana ciecz przepływa przy stosunkowo stromym gradiencie hydraulicznym Δ h/Δ s odpowiednio do krzywej infiltracji 12, ponieważ jego droga Δ s przepływu jest determinowana przez pozostałą długość 1.

Ogólnie uzyskuje się zatem taki wynik, że natężenie przepływu lub wydajność oczyszczania obsadzonego złoża filtrującego 1 można dopasować do każdorazowych lokalnych wymagań w ten sposób, iż przy budowie instalacji dobiera się przekrój poprzeczny 7 infiltracji w połączeniu z długością L żwirowego złoża dennego 5 lub pozostałą długością 1 obsadzonego złoża filtrującego 1 zgodnie z równaniem IV. W takim układzie natężenie przepływu Q jest regulowane zatem przez matrycę gruntową 6 wewnętrznie, to jest w obrębie tej matrycy. Wynika stąd realizacja instalacji dla wymienionych na wstępie warunków (1000 m³/d; równomierny dopływ przez 24 godziny 1.16 iT3/s)pzy następujących parmietrach:

F_x (równanie I) - 14,082 m², długość całkowita - 100 m, określona stąd szerokość infiltracji = 140,8 m.

Przy występującej zazwyczaj głębokości infiltracji, równej 0,6 m, przekrój poprzeczny infiltracji wynosi 0 = 84,5 m2.

Żądane natężenie p

ania IV, gdy:

Δδ =

0,2746 0,2746

2,18 czyli gdy pozostała długość obsadzonego złoża filtrującego 1 wynosi około 2,18 m, a długość (pozioma) żwirowego złoża dennego - około 97,8 m.

Należy jednak zauważyć, że

a) obliczenie to daje takie wyniki bez uwzględnienia realizowalnego konstrukcyjnie spadku dna i

b) bez uwzględnienia pochylenia powierzchni gruntu (np. 1%) oraz dna instalacji (do 5%).

Widać, że powstają liczne kombinacje i możliwości liczbowe, które pozostawiają projektantowi szerokie pole manewru, w każdym razie ustalają jednoznacznie długość i położenie żwirowego złoża dennego 5 przy określonych wielkościach zadanych lub też dopuszczają, odpowiednio do nowej możliwości, określone wielkości zadane dla kształtowania oczyszczalnika roślinnego. Za pomocą kombinacji z innymi założeniami rozwiązania (np. z podziałem na dwa zespoły robocze, co jest proste z technicznego punktu widzenia i najczęściej również pożądane) można znaleźć odpowiednie rozwiązania także dla skomplikowanych przypadków i dla dużych instalacji.

Można także w znany sposób wyprowadzić ze żwirowego złoża dennego 5 instalacji przewód bocznikujący, który może być otwierany w przypadkach awaryjnych i pozwala na całkowite i szybkie opróżnienie instalacji z wody

Figura 3 przedstawia wykres, który uwidacznia w części A przerośnięcie korzeniami matrycy gruntowej konwencjonalnego, obsadzonego wynurzającymi się helofitami złoża fiitrującego 1 bez żwirowego złoża dennego, a w części B przerośnięcie korzeniami matrycy gruntowej 6 analogicznego jak na fig. 1 złoża filtrującego 1 ze żwirowym złożem dennym 5 o grubości 10 cm jako funkcję głębokości do 0,6 m. Obsadzone złoża filtrujące 1 znajdowały się w porównywalnych warunkach rozwojowych. Jako miara przerośnięcia korzeniami służy ciężar masy suchej organów podziemnych w g/m2; próbki zostały pobrane i zbadane w sposób, opisany poniżej.

171 833

W tym celu usunięto z odmierzonej części powierzchni obsadzonego złoża filtrującego rośliny i martwe tkanki, po czym osadzono w złożu filtrującym skrzynię stalową o wymiarach 1 x 0,5 x 0,5 m. Skrzynia stalowa zawierała na jednym wydłużonym boku szczeliny z odstępami po 10 cm, przez które wprowadzono do złoża filtrującego na prowadnicach blachy stalowe, od strony wykonanego wykopu. Z każdej otrzymanej w ten sposób 1 (^-centymetrowej warstwy złoża filtrującego wypłukano przywarty grunt. Pozostałe podziemne organy roślin każdej 10-centymetrowej warstwy zostały wysuszone w suszarce szafkowej w temperaturze 105°C aż do uzyskania stałości ciężaru (około 3 dm). Ciężar uzyskanych w ten sposób mas suchych jest podany na fig 3

Z porównania wykresów A i B wynika bezpośrednio, że w przypadku obecności żwirowego złoża dennego 5 matryca gruntowa 6 jest przerośnięta równomiernie korzeniami do większej głębokości i aż do żwirowego złoża dennego, natomiast konwencjonalna matryca gruntowa 6 jest przerośnięta korzeniami silniej w górnych warstwach, a dalej w dolnych warstwach przerośnięcie zmniejsza się szybko i jest coraz gorsze.

Claims

1. Instalacja do oczyszczania cieczy zawierająca obsadzone wynurzającymi się helofitami złoże filtrujące z dopływem, odpływem i żwirowym złożem dennym, które rozciąga się pod obsadzonym złożem filtrującym wzdłuż pierwszej części jego długości, w kierunku przepływu oczyszczanej cieczy i jest połączone hydraulicznie z dopływem i odpływem, przy czym żwirowe złoże denne stanowi przestrzeń objętą zbiornikiem, znamienna tym, ze położony od strony odpływu (3) koniec (11) żwirowego złoża dennego (5) połączony jest hydraulicznie z odpływem (3) poprzez pozostałą część długości obsadzonego złoża filtrującego (1).

2. Instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że żwirowe złoże denne (5) nachylone jest w dół ku swojemu końcowi (11) położonemu od strony odpływu (3).

3. Instalacja według zastrz. 2, znamienna tym, ze żwirowe złoże denne (5) ma spadek od 1% do 5%.