PL185504B1

PL185504B1 - Mała oczyszczalnia biologiczna

Info

Publication number: PL185504B1
Application number: PL97328076A
Authority: PL
Inventors: Reinhard Koch; Volkmar Peukert
Original assignee: Evu Gmbh
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 2003-05-30
Also published as: PT888253E; SK96898A3; CZ214898A3; ES2155990T3; WO1997028093A1; EP0888253A1; EP0888253B1; PL328076A1; SK282315B6; DK0888253T3; TR199801378T2; CN1209791A; ATE199011T1; CZ290061B6; CN1105087C

Abstract

1. Mala oczyszczalnia biologiczna, w której do osadnika wstepnego z zasobni- kiem szlamu i doplywem jest dolaczony stopien biologiczny pracujacy wedlug tech- nologii osadu czynnego i technologii blony biologicznej, i majacy odlaczane urzadze- nie napowietrzajace, który jest napelniony czesciowo nosnikami wzrostu z zasiedlana powierzchnia wynoszaca co najmniej 850 m na m3 ich objetosci nasypowej i w którym znajduje sie urzadzenie zatrzymujace do zatrzymywania nosników wzrostu bez za czopowan i za którym jest umieszczony osadnik wtórny o pionowym przeplywie z odplywem, przy czym czesci instalacji sa umieszczone korzystnie w okraglym base- nie, znamienna tym, ze w stopniu biolo- gicznym (2) znajduje sie nienapowietrzany wypelniony nosnikami wzrostu stopien (9) filtracji biologicznej, do którego uchodzi doplyw z osadnika wstepnego (1) i doplyw osadu zawracanego z osadnika wtórnego (3). Fig 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest mała oczyszczalnia biologiczna do oczyszczania ścieków w technologii złoża fluidalnego/błony biologicznej. Jest to mała oczyszczalnia biologiczna, w której do osadnika wstępnego z zasobnikiem szlamu i dopływem jest dołączony stopień biologiczny pracujący według technologii osadu czynnego i technologii błony biologicznej, i mający odłączane urządzenie napowietrzające, który jest napełniony częściowo nośnikami wzrostu z zasiedlaną powierzchnią wynoszącą co najmniej 800 m² na m³ ich objętości nasypowej, i w którym znajduje się urządzenie zatrzymujące do zatrzymywania nośników wzrostu bez zaczopowań i za którym jest umieszczony osadnik wtórny o pionowym przepływie z odpływem, przy czym części instalacji są umieszczone korzystnie w okrągłym basenie.

Według stanu techniki w dziedzinie oczyszczania ścieków małe oczyszczalnie odznaczają się niedostateczną sprawnością i stabilnością procesu.

Głównymi przyczynami takiego stanu rzeczy są:

- wahające się i często małe stężenia biomasy,

- niestabilność biomasy,

- roznoszenie biomasy przy udarach hydraulicznych,

- niestabilne odprowadzanie biomasy z osadnika wtórnego na stopień biologiczny,

- niedostateczna zdolność działania buforowego w szczytach obciążenia,

- wynoszenie biomasy i występujący przy tym spadek wydajności przy niedociążeniach i brakach zasilania,

- obniżenie wartości pH przez nitryfikację, a więc zahamowanie procesów rozkładu biologicznego.

Aby usprawnić oczyszczanie i poprawić stabilność procesu, wyposaża się na przykład stopień biologiczny małej oczyszczalni w pakiet złoza stałego do osiedlania się mikroorganizmów^. Mikroorganizmy takie nie są wynoszone nawet przy udarach hydraulicznych. Wadami takiej technologii są:

- Stosunkowo mała zasiedlana powierzchnia złóż stałych wynosząca 100 do 150 nt² na m3 stopnia biologicznego. Dlatego wydajność oczyszczania albo obciążalność na m3 objętości zbiornika jest mała.

- Powierzchnie złóz stałych obrastają często stosunkowo grubą warstwą biomasy. Ograniczona jest aktywność biologiczna, gdyż tylko najwyższa warstewka błony biologicznej jest dostatecznie zaopatrzona w tlen i podłoże odzywcze.

- We wnętrzu warstwy wzrostowej następują procesy gnilne, które poprzez obumieranie organizmów działają również niekorzystnie na potencjalną wydajność.

- Złogi i zaczopowania na i w pakietach złóz stałych ograniczają zasiedlaną powierzchnię, wskutek czego ograniczona zostaje sprawność działania błony biologicznej.

- Czyszczenie złóż stałych wymaga zwiększonych nakładów na konserwację.

W raporcie z badań 02 WA 8538 z października 1987 r. Federalnego Ministerstwa Badań i Technologii mówi się o zastosowaniu zawirowywanych zawiesin do zwiększenia wydajności oczyszczalni. W porównaniu do pakietów złóż stałych zwiększyła się znacznie zasiedlana powierzchnia przypadająca na objętość zbiornika.

Jednak powstały nie rozwiązywalne problemy z zatrzymaniem zawiesin w stopniu biologicznym. Cząstki zawiesin przeciskały się częściowo przez kratę. Poza tym splatały się one ze sobą tak bardzo, że opadały i osiadały na dnie.

Znane jest również wykorzystanie zawirowywanych nośników wzrostu do zwiększenia biomasy w oczyszczalniach. Cząstki zawiesin zatrzymywane są przez sita i kraty'.

Ze względu na duży udział substancji włóknistych i zawiesin koloidalnych w ściekach komunalnych w przypadku takiej formy zatrzymywania trzeba liczyć się po krótkim czasie eksploatacji z zatkaniem, splataniem, a więc z sytuacjami awaryjnymi.

W publikacji nr WO-A-95 17351 opisano przewietrzany zbiornik, który zawiera złoże zawirowywane składające się z materiału nośnikowego w cząstkach. Z US-A-4 421 648 jest znane urządzenie do biologicznego oczyszczania ścieków z klarownikiem wtórnym o przepływie pionowym.

Niniejszy wynalazek dotyczy małej oczyszczalni, w której w znacznym stopniu usuwa się wymienione wady stanu techniki występujące w urządzeniach tej wielkości.

185 504

Istota wynalazku polega na tym, że w stopniu biologicznym znajduje się nienapowietrzany wypełniony nośnikami wzrostu stopień filtracji biologicznej, do którego uchodzi dopływ z osadnika wstępnego i dopływ osadu zawracanego z osadnika wtórnego.

Korzystnie ciężar właściwy nośników wzrostu wynosi < 1,0 g/cm³, korzystnie 0,9 g/cm³, przy czym oba dopływy z osadnika wstępnego i z osadnika wtórnego znajdują się w górnej strefie stopnia filtracji biologicznej, stopień filtracji biologicznej jest otwarty u dołu ku stopniowi biologicznemu i wystaje ponad lustro wody, rura urządzenia zatrzymującego, zaś rozciąga się od dna stopnia biologicznego i sięga poniżej lustra wody.

Ponadto korzystnie ciężar właściwy nośników wzrostu wynosi >1,0 g/cm3, korzystnie wynosi 1,1 g/cm3, przy czym oba dopływy z osadnika wstępnego i z osadnika wtórnego znajdują się w dolnej strefie stopnia filtracji biologicznej, stopień filtracji biologicznej jest zamknięty u dołu względem stopnia biologicznego i u góry kończy się z lustrem wody, a rura urządzenia zatrzymującego zaczyna się powyżej dna stopnia biologicznego i sięga ponad lustro wody.

Nośniki wzrostu zatrzymuje się bez spowodowania zatkań w napowietrzanym stopniu biologicznym na następujących dwóch zasadach:

Wariant 1: nośniki wzrostu o ciężarze właściwym < 1,0 g/cm3:

W napowietrzanym stopniu umieszcza się rurę zamkniętą u dołu i otwartą u góry. Rura kończy się około 30 cm pod powierzchnią wody. Średnica rury zależy od wielkości przepływu wody. W rurze tej umieszcza się drugą rurę o mniejszej średnicy, która jest połączona z odpływem. Mniejsza rura zaczyna się około 30 cm nad dnem większej rury i kończy się nad powierzchnią wody.

Układ taki gwarantuje, że nośniki wzrostu o ciężarze właściwym poniżej 1,0 g/cm3 w dużej rurze zawsze wypłyną znów do złoża fluidyzacyjnego.

Osad czynny i oczyszczone ścieki płyną przez rurę wewnętrzną do osadnika wtórnego.

Wariant 2: nośniki wzrostu o ciężarze właściwym > 1,0 g/cm3:

Otwarta z obu stron rura rozpoczyna się nad powierzchnią wody i kończy się około 30 cm nad dnem stopnia biologicznego.

Do większej rury zewnętrznej wprowadza się z dołu rurę o mniejszej średnicy. Rura ta rozpoczyna się poniżej powierzchni wody i kończy się na odpływie stopnia biologicznego.

Układ taki zapewnia, że nośniki wzrostu o ciężarze właściwym powyżej 1,0 g/cm3 powracają zawsze do złoża fluidalnego. Osad czynny i oczyszczone ścieki płyną przez rurę wewnętrzną do osadnika wtórnego.

Obie rury mają tak dobrane wymiary, ze nośniki wzrostu nawet przy wysokich obciążeniach hydraulicznych nie mogą być wynoszone z stopnia biologicznego.

Osad czynny oddzielony w osadniku wtórnym jest odpompowywany częściowo do stopnia biologicznego. Osad produkowany w nadmiarze wraz z osadem pierwotnym oddzielonym w osadniku wstępnym jest gromadzony w zasobniku szlamu do chwili usunięcia jako odpad.

Zasadniczymi korzyściami w porównaniu ze stanem techniki są:

- W napowietrzanym stopniu oczyszczalni wykorzystuje się nośniki wzrostu, których zasiedlana powierzchnia wynosząca powyżej 800 m²/m3 objętości nasypowej jest wielokrotnie większa niż w instalacji ze złożem stałym i znanymi nośnikami wzrostu.

- Nośniki te mają taką wielkość i kształt, ze można wykluczyć sploty i osady.

- Błona biologiczna na nośnikach wzrostu jest cienka ze względu na stałe ścieranie w złożu fluidalnym, a więc jest bardzo aktywna fizjologicznie.

- Mikroorganizmy w błonie biologicznej są zaopatrywane optymalnie w tlen i podłoże odżywcze. Nie mogą wystąpić procesy gnilne. Zastosowanie nośników wzrostu nie pociąga za sobą konieczności dozoru.

- Organizmy wzrastające na nośnikach w warstwie śluzowej są odporne na utrzymujące się dłużej niedociążenia i chwilowe braki tlenu.

- Nośniki wzrostu mają regulowany ciężar właściwy, który wynosi albo < 1,0 g/cm3 albo > 1,0 g/cm3.

185 504

- Nośniki wzrostu są zatrzymywane w przepływowym złozu fluidalnym bez niebezpieczeństwa zatkania.

- Nawet przy przeciążeniach hydraulicznych prawie nie występuje zjawisko wynoszenia nośników wzrostu.

- Sprawność oczyszczania jest stabilna przy udarach hydraulicznych i silnych wahaniach przepływu.

- Osad czynny oddziela się w znany sposób przez sedymentację w osadniku wtórnym i odprowadza się częściowo do stopnia biologicznego. Dzięki sprzężeniu obu rodzajów działania biologicznego można bardziej obciążyć stopień biologiczny, a proces odznacza się dużą stabilnością.

- Dzięki usytuowaniu stopnia niedotlenienia w stopniu biologicznym poprzez biologiczne zabiegi nitryfikacji/denitryfikacji w dużym stopniu eliminuje się azot.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia małą oczyszczalnię z nośnikami wzrostu o ciężarze właściwym < 1,0 g/cm, a fig. 2 - małą oczyszczalnię z nośnikami wzrostu o ciężarze właściwym >1,0 g/cm^J.

Poszczególne stopnie małej oczyszczalni są umieszczone korzystnie w trzysegmentowym okrągłym basenie betonowym.

Ścieki nie oczyszczone płyną najpierw dopływem 6 do pierwszego segmentu, który służy jako osadnik wstępny 1 i zasobnik szlamu. W tym zbiorniku uwalnia się ścieki z większych i pływających zanieczyszczeń oraz z piasku.

Następnie ścieki te wraz z szlamem biologicznym odprowadzonym z osadnika wtórnego 3 dostają się do biologicznego stopnia 2 napełnionego częściowo nośnikami wzrostu 5 i wyposażonego w sterowane urządzenie napowietrzające 4.

Nośniki wzrostu 5 tworzą pod doprowadzanym powietrzem złoże fluidalne, a po odłączeniu napowietrzania kształtuje się warstwa, w której panują warunki środowiska niedocenionego.

Podczas przechodzenia przez ten stopień następuje aerobowy rozkład przede wszystkim rozpuszczonych substancji organicznych (BZT, ChZT), a azot jest częściowo eliminowany w biologicznych stopniach nitryfikacji i denitryfikacji.

W opisanym systemie nośniki wzrostu 5 z osiedlonymi na nich organizmami są zatrzymywane za pomocą urządzenia zatrzymującego 8 bez zaczopowań w napowietrzanym stopniu biologicznym 2.

Zawiesinowa biomasa (osad czynny) jest oddzielana od oczyszczonej wody w osadniku wtórnym z pionowym przepływem i ze zukosowanymi ściankami. Część osadu czynnego jest stale odprowadzana do stopnia biologicznego 2. Nadmiar szlamu biologicznego jest pompowany okresowo do zasobnika szlamu.

Osady zbierające się podczas oczyszczania mechanicznego i biologicznego są akumulowane w zasobniku szlamu do chwili ich usunięcia i są stabilizowane anaerobowo.

Stopień biologiczny 2 jest wyposażony w nienapowietrzany, napełniony nośnikami wzrostu stopień 9 filtracji biologicznej, który służy jako stopień denitryfikacji. Do stopnia tego doprowadza się osad czynny odprowadzany z osadnika wtórnego i ścieki odpływające z osadnika wstępnego.

Ścieki poddane obróbce w warunkach niedotlenienia dostają się po przejściu przez stopień 9 filtracji biologicznej do napowietrzanej części stopnia biologicznego 2. Oczyszczone ścieki opuszczają małą oczyszczalnię odpływem 1.

185 504

CD

Fig. 2

co m

185 504 <D

EM ;

Fig. 1 . - fc * · a · · • O-A—‘ * *-·¹— \ . · ·

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Mała oczyszczalnia biologiczna, w której do osadnika wstępnego z zasobnikiem szlamu i dopływem jest dołączony stopień biologiczny pracujący według technologii osadu czynnego i technologii błony biologicznej, i mający odłączane urządzenie napowietrzające, który jest napełniony częściowo nośnikami wzrostu z zasiedlaną powierzchnią wynoszącą co najmniej 850 m² na m³ ich objętości nasypowej i w którym znajduje się urządzenie zatrzymujące do zatrzymywania nośników wzrostu bez zaczopowań i za którym jest umieszczony osadnik wtórny o pionowym przepływie z odpływem, przy czym części instalacji są umieszczone korzystnie w okrągłym basenie, znamienna tym, ze w stopniu biologicznym (2) znajduje się nienapowietrzany wypełniony nośnikami wzrostu stopień (9) filtracji biologicznej, do którego uchodzi dopływ z osadnika wstępnego (1) i dopływ osadu zawracanego z osadnika wtórnego (3).
2. Mała oczyszczalnia biologiczna według zastrz. 1, znamienna tym, ze ciężar właściwy nośników wzrostu wynosi < 1,0 g/cm3, korzystnie 0,9 g/cm3, przy czym oba dopływy z osadnika wstępnego (1) i z osadnika wtórnego (3) znajdują się w górnej strefie stopnia (9) filtracji biologicznej, stopień (9) filtracji biologicznej jest otwarty u dołu ku stopniowi biologicznemu (2) i wystaje ponad lustro wody, rura urządzenia zatrzymującego (8), zaś rozciąga się od dna stopnia biologicznego (2) i sięga poniżej lustra wody.
3. Mała oczyszczalnia biologiczna według zastrz. 1, znamienna tym, że ciężar właściwy nośników wzrostu wynosi > 1,0 g/cm3, korzystnie wynosi 1,1 g/cm , przy czym oba dopływy z osadnika wstępnego (1) i z osadnika wtórnego (3) znajdują się w dolnej strefie stopnia (9) filtracji biologicznej, stopień (9) filtracji biologicznej jest zamknięty u dołu względem stopnia biologicznego (2) i u góry kończy się z lustrem wody, a rura urządzenia zatrzymującego (8) zaczyna się powyżej dna stopnia biologicznego (2) i sięga ponad lustro wody.
4. Mała oczyszczalnia biologiczna, w której do osadnika wstępnego z zasobnikiem szlamu i dopływem jest dołączony stopień biologiczny pracujący według technologii osadu czynnego i technologii błony biologicznej i mający odłączane urządzenie napowietrzające, który jest napełniony częściowo nośnikami wzrostu z zasiedlaną powierzchnią wynoszącą od co najmniej 800 do poniżej 850 m2 na m3 ich objętości nasypowej i w którym znajduje się urządzenie zatrzymujące do zatrzymywania nośników wzrostu bez zaczopowań i za którym jest umieszczony osadnik wtórny o pionowym przepływie z odpływem, przy czym części instalacji są umieszczone korzystnie w okrągłym basenie, znamienna tym, ze w stopniu biologicznym (2) znajduje się nienapowietrzany wypełniony nośnikami wzrostu stopień (9) filtracji biologicznej, do którego uchodzi dopływ z osadnika wstępnego (1) i dopływ osadu zawracanego z osadnika wtórnego (3).
5. Mała oczyszczalnia biologiczna według zastrz. 4, znamienna tym, ze ciężar właściwy nośników wzrostu wynosi <1,0 g/cm3, korzystnie 0,9 g/cm3, przy czym oba dopływy z osadnika wstępnego (1) i z osadnika wtórnego (3) znajdują się w górnej strefie stopnia (9) filtracji biologicznej, stopień (9) filtracji biologicznej jest otwarty u dołu ku stopniowi biologicznemu (2) i wystaje ponad lustro wody, rura urządzenia zatrzymującego (8), zaś rozciąga się od dna stopnia biologicznego (2) i sięga poniżej lustra wody.
6. Mała oczyszczalnia biologiczna według zastrz. 4, znamienna tym, ze ciężar właściwy nośników wzrostu wynosi > 1,0 g/cm3, korzystnie wynosi 1,1 g/cm³, przy czym oba dopływy z osadnika wstępnego (1) i z osadnika wtórnego (3) znajdują się w dolnej strefie stopnia (9) filtracji biologicznej, stopień (9) filtracji biologicznej jest zamknięty u dołu względem stopnia biologicznego (2) i u góry kończy się z lustrem wody, a rura urządzenia zatrzymującego (8) zaczyna się powyżej dna stopnia biologicznego (2) i sięga ponad lustro wody.

185 504