PL188171B1

PL188171B1 - Reaktor do oczyszczania zanieczyszczonych wód ściekowych

Info

Publication number: PL188171B1
Application number: PL97330898A
Authority: PL
Inventors: Giambattista Odobez
Original assignee: Gb Odobez Srl
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 2004-12-31
Also published as: HUP9903665A3; ATE189670T1; US6090277A; JP2000512545A; EP0907615B1; HU221784B1; PT907615E; TR199802697T2; EP0907615A1; BR9709987A; EE03913B1; NZ333433A; PL330898A1; CN1125786C; HUP9903665A2; AU2952497A; HK1020331A1; EE9800434A; KR100451558B1; ITMI961291A1

Abstract

1 . Reaktor do oczyszczania zanieczyszczo- nych wód sciekowych, który stanowi zbiornik zawierajacy natleniacze, znamienny tym, ze w zbiorniku (1) grupa natleniaczy kawitacyjnych (5, 6) zasilana w oda obiegowa (7) pod cisnie- niem usytuowana jest poziomo w przynajmniej jednej plaszczyznie (4) w poblizu dna zbiornika i stanowia one pierwsze natleniacze (5), roz- mieszczone równomiernie w tej plaszczyznie, do wyrzucania wody i powietrza atmosferycz- nego zasysanego przez rure (T2) otwarta w po- wietrzu i drugie natleniacze (6), rozmieszczone równomiernie tylko w jednej czesci tej plaszczy- zny, ciagnace mieszanine powietrza, mulu i piany przez rure (T3) otwarta do wymienionej górnej strefy, a z boku zbiornika znajduje sie pompa (8) ciagnaca wode oczyszczona z rejonu dolnej strefy zbiornika do sredniej strefy zbiornika przez jego wlotowa rure (D1) i przynajmniej jedna pionowa rure (T4) z dolnym koncem otwar- tym w dolnej strefie, a z górnym koncem otwar- tym w sredniej strefie. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do oczyszczania zanieczyszczonych wód ściekowych. Niniejszy wynalazek dotyczy w szczególności reaktora typu fizyczno-chemicznobiologicznego z wymuszonym obiegiem, do oczyszczania przemysłowych i komunalnych zanieczyszczonych wód odpadowych.

188 171

Poniżej szczegółowo zostały objaśnione, stosowane w dotychczasowych rozwiązaniach, reaktory biologiczne powietrzne i/lub tlenowe, na znanym schemacie, na którym E - wejście wody podlegającej oczyszczaniu, N - zbiornik neutralizacyjny, CH - dozowanie produktów neutralizujących, VI - zbiornik ujednoradniający, V2 - biologiczny zbiornik reakcyjny, V3 zbiornik do zlewania cieczy znad mułu, A -doprowadzenie powietrza lub O2, RF - zawracanie mułów, FS -muły ściekowe, U - wylot wody oczyszczonej.

Podawanie powietrza lub tlenu odbywa się poprzez doprowadzanie sprężonego powietrza lub tlenu, przez porowate płyty lub rury, równomiernie rozprowadzanego u spodu zbiorników VI lub V2, poprzez zasysanie powietrza z wykorzystaniem efektu zwężki Venturiego, za pomocą pomp zaopatrzonych w dysze rozmieszczone w niektórych punktach u spodu zbiorników Vl i V2, poprzez zestaw wirników przy swobodnej powierzchni w zbiornikach VI i V2, które wypiętrzają wodę i rozpylają w otaczającym powietrzu, napowietrzając ją jak opada.

Poniżej przedstawiono niedogodności wynikające ze stosowania znanych rozwiązań.

Żeby uzyskać także i możliwość neutralizacji przy zastosowaniu produktów chemicznych są wymagane co najmniej trzy zbiorniki.

Niezbędne jest dodawanie sprężonego powietrza lub tlenu do wody poprzez porowate płyty lub rury, z niejednakowymi porami, na przykład pomiędzy 30 μ, i 250 μ, co w konsekwencji powoduje powstawanie mikropęcherzy, które zwiększają redukcję powierzchniowego kontaktu gaz-woda, który jest już niedostateczny przy powyższych wielkościach porów.

Podawanie przy zastosowaniu kilku dysz Venturiego, o wielkiej średnicy otworów wypływu wody, na przykład 40 - 80 mm, przy wodzie pod ciśnieniem około 147 - 196 kPa, nie powiększa rozmiarów powierzchniowych kontaktów gaz-woda, ponieważ sam ten otwór wypływu wody nie znajduje się w warunkach wywołujących kawitację.

Powietrze i tlen, wewnątrz wtryskiwacza, są wciągane i nie tak dokładnie mieszane z wodą jak byłoby to pożądane.

Woda jest wypiętrzana na 1 lub 2 metry za pomocą koła łopatkowego wirówki i wyrzucana do otaczającego powietrza. Również w tym przypadku nie ma to powiązania z wytwarzaniem kontaktu powierzchniowego gaz-woda, jeżeli występuje niedostatek energii pokonującej napięcie powierzchniowe (wywołującej kawitację).

W żadnym z trzech przypadków podawania wody opisanych powyżej, nie występuje współczesne zjawisko oddzielania się mułu za pomocą flotacji, ale tylko pojawia się ponowne mieszanie.

Zły stan kontaktów powierzchniowych i ich ograniczone rozmiary występujące w trzech opisanych powyżej metodach nie doprowadzają do żadnej użytecznej naturalnej korekty współczynnika pH i dostrzegalnej redukcji toksyczności, wynikającej z obecności nieorganicznych substancji redukujących (reakcji chemicznych spowodowanych odpowiednim rozkładem molekularnym tlenu).

Obróbka wód produkuje muły ściekowe·.

Czasy trwania procesów w zbiorniku ujednoradniającym i w biologicznym zbiorniku reakcyjnym, są w praktyce ograniczone do wielkości stosunku między pojemnością wymienionych dwóch zbiorników i ilością ciągle dostarczanej wody przeznaczonej do oczyszczania.

Niniejszy wynalazek dotyczy ulepszenia reaktora do oczyszczania wód ściekowych, które zmniejsza przynajmniej niektóre z wyżej wymienionych niedogodności, lub przynajmniej umożliwia użytecznego doboru. Reaktor według wynalazku zawiera natleniacze wymienione w opisie patentowym IT 1 147 264 lub w jego ekwiwalentach.

Reaktor do oczyszczania zanieczyszczonych wód ściekowych, który stanowi zbiornik zawierający natleniacze, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w zbiorniku grupa natleniaczy kawitacyjnych zasilana wodą obiegową pod ciśnieniem usytuowana jest poziomo w przynajmniej jednej płaszczyźnie w pobliżu dna zbiornika i stanowią one pierwsze natleniacze rozmieszcone równomiernie w tej płaszczyźnie, do wyrzucania wody i powietrza atmosferycznego zasysanego przez rurę otwartą w powietrzu i drugie natleniacze rozmieszczone równomiernie tylko w jednej części tej płaszczyzny, ciągnące mieszaninę powietrza, mułu i piany przez rurę otwartą do wymienionej górnej strefy, a z boku zbiornika znajduje się pompa ciągnąca wodę oczyszczoną z rejonu dolnej strefy zbiornika do średniej strefy zbiornika przez jego wlotową rurę i przynajmniej jedną pionową rurę z dolnym końcem otwartym w dolnej strefie, a z górnym końcem otwartym w średniej strefie.

Korzystnie zbiornik jest prostokątny, kwadratowy lub wielokątny w widoku z góry, a wszystkie natleniacze są usytuowane tak, że wypływ z każdego z natleniaczy jest skierowany w tym samym kierunku.

Korzystnie zbiornik jest prostokątny, kwadratowy lub wielokątny w widoku z góry, a grupa natleniaczy jest rozdzielona na dwie grupy przedzielone osią symetrii równoległą do dna zbiornika, jedna grupa z natleniaczami skierowanymi w jednym kierunku i druga grupa, w której natleniacze są skierowane w przeciwnym kierunku.

Korzystnie zbiornik jest kołowy w widoku z góry, a natleniacze są na prostych promieniowych, a każdy natleniacz jest zorientowany prostopadle do prostej promieniowej, do której jest połączony.

W zbiorniku korzystnie znajdują się pomocnicze natleniacze, z których każdy jest otoczony przez kołnierz, gdzie efekt Venturiego wycofuje wodę i muł przez pionową rurę rozciągającą się od średniej strefy do kołnierza, a każdy pomocniczy natleniacz jest połączony inną pionową rurą do ponownej cyrkulacji biomasy, rozciągającą się od natleniacza do średniej strefy.

W zbiorniku są rozmieszczone pierwsze natleniacze rozdzielające i utrzymujące zawieszony w środkowej strefie biologicznie aktywny muł, oraz są rozmieszczone w zbiorniku pomocnicze natleniacze zagęszczające odpowiednio i wytwarzające ponowną cyrkulację płynną biomasy w ilościach proporcjonalnych do ilości dostarczanej oczyszczanej wody.

Zbiornik korzystnie zawiera zsyp i obracające się urządzenie usytuowane powyżej górnego obrzeża zbiornika zgarniające nadmiar mułu i piany z powierzchni górnej strefy i przenoszące je do zsypu, oraz zawiera wirówkowy zasysacz usytuowany w zsypie przenoszący i wyładowujący muł i pianę, a także zawiera wannę zbierającą muł i pianę wyładowywaną przez zasysacz.

Korzystnie w zbiorniku średnia strefa połączona jest z pompą przenoszącą muł i pianę z wymienionej wanny.

Zbiornik może mieć przekrój prostokątny, kwadratowy lub wielokątny, a liczne natleniacze, mogą być wszystkie, ukierunkowane w ten sam sposób, równolegle do spodu zbiornika, albo inaczej, mogą one być w układzie bardziej korzystnym, przy podzieleniu ich na dwie grupy, po obu stronach osi symetrii równoległej do spodu zbiornika, przy czym w jednej z tych grup natleniacze są zwrócone w jednym kierunku, a w drugiej w przeciwnym kierunku, zawsze równolegle do spodu. W zbiorniku cyrkulacyjnym natleniacze są ustawione równolegle do linii stycznych do obwodu zbiornika.

W tym kontekście, przez natleniacze kawitacyjne, lub po prostu przez natleniacze, rozumiane są natleniacze wbudowane w celu działania w warunkach wypływu z nich cieczy do strefy, gdzie woda i powietrze mieszają się w swoich masach pod ciśnieniami niższymi niż ciśnienie atmosferyczne, innymi słowy, w warunkach takich, że cała energia wypływającej cieczy jest w całości energią kinetyczną.

Wynaleziony reaktor z powyższym układem natleniaczy. z na przemian rozdzielonymi na pierwsze natleniacze i drugie natleniacze (jak wyjaśniono tutaj), jest reaktorem z wymuszonym obiegiem. W nim jest także wytwarzany drugi ruch turbulencyjny, który powoduje obieg zanieczyszczonej wody od spodu w kierunku wierzchu zbiornika i z powrotem. W ten sposób tworzą się trzy warstwy, które zaczynając od góry, mogą być określane jako pierwsza strefa lub strefa mułów i pian, druga strefa lub strefa reakcyjna i flotacyjna, oraz trzecia strefa lub strefa wody oczyszczonej, albo strefa wody pierwotnej. Pierwsze natleniacze są równomiernie rozłożone na jednej, lub więcej, płaszczyznach, następujących po sobie i równoległych do spodu zbiornika, praktycznie w rejonie brzegowym, pomiędzy strefami drugą i trzecią podczas gdy drugie natleniacze są ustawione na jednej, lub więcej, płaszczyznach zbiegających się z powyżej wymienionymi płaszczyznami, ale tylko w jednej części spodu zbiornika.

Powyższy rozkład natleniaczy w poziomie ma na celu wytwarzanie powszechnej cyrkulacji w drugiej strefie występowania cieczy w zbiorniku, za pomocą wypierania mieszaniny powietrze-woda wypływającej z tych samych natleniaczy. Zanieczyszczona woda przeznaczona do oczyszczania wchodzi do zbiornika na jednym końcu i wychodzi po przeciwnej stronie

188 171 jako oczyszczona. Ciecz obiegająca, która cyrkuluje w drugiej strefie, jest zasysana przez pompę, przesyłana pod ciśnieniem i podawana do pierwszych natleniaczy, poprzez rurę podającą i przez sieć rozrządu wody. Wszystkie pierwsze natleniacze, dzięki temu, że płyn, który dochodzi do nich jest pod ciśnieniem i dopływa do nich przez dysze, zasysają powietrze atmosferyczne przez pierwszą rurę rozciągającą się poza górnym poziomem pierwszej strefy.

Liczne drugie natleniacze zasysaj ą mieszaninę powietrza z mułem i z pianą przez otwór w drugiej rurze w pierwszej strefie.

Najwyższa pozioma płaszczyzna z rozkładem wszystkich natleniaczy określa oddzielny rejon pomiędzy strefami, drugą i trzecią. Rozkład pierwszych natleniaczy na ich płaszczyznach musi mieć zagęszczenie (ilość natleniaczy na metr kwadratowy) takie żeby wytworzyć za pomocą powietrza z nich wypływającego, efekt flotacji zdolny do oddzielenia i utrzymywania zawieszonego w strefie flotacyjnej i reakcyjnej aktywnego biologicznie mułu, który jest na ogół mułem samopowstającym ze znajdujących się w cieczy zanieczyszczających substancji organicznych. Powyżej opisany rozkład poziomy natleniaczy jest taki, że ruchoma ciecz, która płynie zaczynając przy górnym poziomie, przy najwyższej płaszczyźnie natleniaczy, ciągle zbiega się z powietrzem wypływającym z pierwszych natleniaczy, to występuje w całej drugiej strefie, chociaż natleniacze nie występuj ą we wszystkich miejscach. To zapewnia efektywność flotacji, która oddziela i rozróżnia jakość płynu o najwyższym poziomie koncentracji substancji organicznych w wymienionej strefie, od cieczy z niską koncentracją resztkowych substancji organicznych w leżącej poniżej strefie trzeciej.

Mieszanina powietrza z mułem i pianą tworzy się w pierwszej strefie dzięki efektowi flotacyjnemu i jest ona zasysana przez każdą z drugich rur. Dalsze przechodzenie przez drugie natleniacze stanowi pierwszy częściowy ponowny obieg mułu i piany w ciekłej biomasie drugiej strefy, w procesie reakcji i flotacji.

Identycznie, trzecia rura otwiera się przy jej górnym końcu w drugiej strefie i przy jej dolnym końcu w pierwszej strefie, gdzie pompa zasysając oczyszczoną wodę wytwarza przepływ biomasy, który stanowi drugi częściowy ponowny obieg w strefie reakcji i flotacji, w wymienioną rurę jest wpasowany wzdłuż jej długości układ zaworowy zmniejszający przepływ, służący do nastawiania ilości płynnej biomasy poddawanej ponownemu obiegowi.

Korzystnie reaktor może zawierać liczne pomocnicze natleniacze, każdy otoczony przez kołnierz cylindryczny i powiązany z dalszymi otworami w rurze w drugiej strefie, w celu działania podczas trzeciego częściowego ponownego obiegu biomasy, wciąganej przy wykorzystaniu efektu Venturiego.

Korzystnie reaktor może zawierać powierzchniowe urządzenie zgarniające, stosowane wtedy, kiedy w wyniku wysokiego nawarstwiania się zanieczyszczeń w wodzie poddawanej obróbce, wytwarzanie się mułu powierzchniowego i piany jest nadmierne i wymyka się spod kontroli.

Głównymi zaletami wynalazku jest to, ze wszystkie funkcje przebiegają w pojedynczej zwartej strukturze, tym samym wymagając znacznie mniej dostępu do ograniczonej przestrzeni, wprowadzanie do ponownego obiegu całej płynnej masy przez natleniacze, obsługiwane przez pompę, która recyrkuluje wielokrotnie, w każdej godzinie, objętość wody wprowadzoną w każdej godzinie do zbiornika, zależnie od stopnia zanieczyszczenia wody podlegającej obróbce, powiększa czas kontaktu powietrze-woda, czyli czas kontaktu, który jest wyrażany jako stosunek pomiędzy objętością zbiornika i godzinowym dopływem, w mTh wody ściekowej podlegającej obróbce, według poniższej formuły:

t = (R/E)(V/E) + (WE), w której: t - jest czasem kontaktu w godzinach,

R - jest ciągłą wydajnością pompy',

E - jest ciągłym dostarczaniem zanieczyszczonej wody w m³/h,

V - jest pojemnością zbiornika w m³.

Przykład: przy (R/E) = 2 i (WE) = 24, otrzymujemy t = 48 + 24 = 72 godziny. W przypadku zbiornika wyposażonego w sprężarki powietrza i porowate płyty, wielkość t jest po prostu równa WE = 24 godziny, znaczy to, ze wynalazek, w przykładzie rozwazanym, doprowadza do wielkości czasu kontaktu trzy razy wyższej niż zazwyczaj (24 godziny) w dotychczasowych rozwiązaniach, rozłożenie natleniaczy, przeciwległe na ich płaszczyźnie i cyrkula6

188 171 cja wody ściekowej wywoływana przez jej wypychanie, powodują mikrodyfuzję tlenu z powietrza równomiernie w całej masie, wtedy jak ona jest zasysana i podczas kawitacji płynu wewnątrz samych natleniaczy. Ta mikrodyfuzja nie tylko podtrzymuje biologiczne reakcje w strefie reakcyjnej (stanowisko V2 w dotychczasowych rozwiązaniach), ale także uaktywnia reakcję redukowania tlenu i reakcję naturalnej neutralizacji, obie wewnątrz natleniaczy oraz w tym samym rejonie reakcyjnym i flotacyjnym (stanowisko N i CH w dotychczasowych rozwiązaniach). Co więcej, ona uwydatnia oddzielanie za pomocą flotacji, w kierunku rejonu reakcyjnego i flotacyjnego, także cząstek znajdujących się w stanie koloidalnym (zagęszczacz mułów i piany w strefie H, odciągacz amoniaku gazowego i substancji lotnych).

Strefa, w której odbywa się klarowanie zastępuje stanowisko V3 w dotychczasowych rozwiązaniach.

Ponowny obieg mułów i mułów razem z pianami, jest przeprowadzany wewnątrz, a nie na zewnątrz reaktora, odpowiednio za pomocą drugiej rury i pompy, oraz za pomocą trzecich rur. W obu przypadkach muły przechodzą przez zestaw natleniaczy na płaszczyźnie rozdzielającej drugą i trzecią strefę.

Osiągane są wysokie stopnie oczyszczania bez produkowania mułu. To daje wysokie korzyści nie tylko przez to, że wymaga mniejszych wymiarów dla przechodzenia przez następujące po sobie rozmaite stadia oczyszczania, ale także daje efekty końcowe produkując ogólnie mniejszą ilość mułów.

Zwartość wielofunkcyjnej postaci reaktora pozwalała wykrywać, podczas prób doświadczalnych, przy samym pełnym odtruwaniu wód, ochronione środowisko odpowiednie do stabilnego życia bakterii. Co więcej, w wyniku efektu flotacyjnego, reaktor również objawia swą zdolność do redukowania, przez oddzielanie i degradację, istnienia substancji barwiących i substancji napięcioaktywnych, które są także składnikami toksycznymi, w wypływających, poddawanych obróbce wodach. Znane techniki nie oferują tej zdolności w dostrzegalnym stopniu. Obróbka wód przy zastosowaniu niniejszego reaktora oferuje nadzwyczajną stabilność jakości i przydatność jego do oczyszczania w bardziej rozdrobnionych zakładach wysokiego przetwarzania.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, którego pierwsza figura służy jako informacja dla oceny różnic pomiędzy dotychczasową techniką i wynalazkiem, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy, fig. 2 - pierwszy widok poziomy, fig. 3 - wzdłużny przekrój pionowy, fig. 4 - drugi widok poziomy, fig. 5 - widok szczegółu, fig. 6 - wykres, fig. 7 - trzeci widok poziomy, fig. 8 - przekrój poprzeczny.

Figura 1 została skomentowana na początku niniejszego opisu.

Figury 2 i 3 razem pokazują rzut poziomy prostokątnego zbiornika o pojemności użytecznej 2000 m³. Woda zanieczyszczona podlegająca obróbce wchodzi do reaktora przewodem 2 i wychodzi oczyszczona poprzez rurę pionową Tl i przewód 3. Na płaszczyźnie 4, w pobliżu dna zbiornika 1 jest zainstalowanych 88 sztuk pierwszych natleniaczy 5 mających swoje osie równoległe do dna zbiornika i równomiernie rozłożonych po obu stronach wzdłużnej osi zbiornika I-I, 44 sztuki natleniaczy po jednej stronie jest zwróconych w prawą stronę na figurze, zgodnie ze strzałką FI, a drugie 44 sztuki jest zwróconych w lewą stronę, zgodnie ze strzałką F2. Podobnie jest zainstalowanych 12 sztuk drugich natleniaczy 6, 6 z nich jest zwróconych w prawą stronę i 6 w lewą, wymienione natleniacze 5 i 6 są zasilane wodą pod ciśnieniem przez przewód i sieć rozdzielczą 7, zasilane przy użyciu pompy 8 mającej zdolność tłoczenia 100 mi³ /h na wysokość 80 m, przy zapotrzebowaniu mocy 28 kW. Każdy z pierwszych natleniaczy 5 jest także powiązany z pierwszą pionową rurą T2 otwartą powyżej poziomu zbiornika dla zasysania powietrza atmosferycznego, każdy z drugich natleniaczy 6 jest także powiązany z drugą rurą T3 otwartą w pierwszej strefie, dla zasysania mieszaniny powietrza mułu i piany, tak żeby powodować częściową recyrkulację mułu i piany w drugiej strefie zbiornika (strzałki F3 i F4). Przynajmniej jedna trzecia rur T4 jest usytuowana z otwartym górnym końcem w górnej części drugiej strefy i z otwartym dolnym końcem w rejonie trzeciej strefy, gdzie pompa 8 zasysa oczyszczoną wodę z przewodu Dl dla zawracania jej do drugiej strefy przez natleniacze wzdłuż przewodów D2 i 7, wymieniona trzecia rura ma zamocowany na sobie zawór ograniczający 10. Cztery pomocnicze natleniacze 11, dwa z nich skierowane w prawo i dwa

188 171 w lewo, odpowiednio po jednej stronie i po drugiej stronie wzdłużnej osi zbiornika, są zainstalowane w pobliżu lewego boku zbiornika, każdy z nich jest zasilany wodą podawaną przez zasilającą sieć rozdzielczą 7 i jest otoczony przez kołnierz cylindryczny i powiązany z czwartą rurą T5 otwartą w górnym rejonie drugiej strefy dla spowodowania drugiej recyrkulacji biomasy przy wykorzystaniu efektu Venturiego (szczegół na fig. 5).

W alternatywnym przykładzie wykonania wszystkie natleniacze usytuowane są tak, że wypływ z każdego z natleniaczy jest skierowany w tym samym kierunku.

Figura 4 przedstawia rozkład natleniaczy 5, 6 i 11 w zbiorniku 100 o rzucie poziomym w kształcie koła. One są zasilane przez zasilającą sieć rozdzielczą 70 i są zorientowane w kierunkach równoległych i stycznych do obwodu zbiornika. Reaktor jest także wyposażony w części 3, 8, Dl, D2, Tl, T2, T3, T4 i T5 już opisywane w odniesieniu do fig. 2 i 3. Masa wody zanieczyszczonej nabiera ruchu obwodowego zgodnie ze strzałkami F.

Figura 5 przedstawia pomocniczy natleniacz 11, który zawiera natleniacz 5, zgodny z przytoczonym tu opisem patentowym IT 1 147 264, ale wyposażony w kołnierz 40 wystający swobodnie przed wylot natleniacza. Kołnierz tworzy efekt przyciągania wody i mułu z drugiej strefy przez czwartą rurę T5. Od strony dopływu, natleniacz 5 odbiera, z kierunku A przez przewód 7 i z dysz 50, wodę zawracaną do obiegu pod ciśnieniem z trzeciej strefy, a od góry, z kierunku B i przez rurę T3, on odbiera powietrze, muł i pianę z pierwszej strefy Odnośnik R1 odnosi się do rejonu największej turbulencji i największej powierzchni wymiennej, a R2 przedstawia rejon, w którym jest tworzona mieszanina podstawowego powietrza i wody. Można zauważyć, że kołnierz 40 jest zamknięty w przekroju zawartym pomiędzy połączeniami rur T3 i T5.

Figura 6 jest eksperymentalnym wykresem, z którego użytkownik może dowiedzieć się ile kilogramów O₂ na godzinę (rzędna) jest wprowadzanych do zbiornika przez zespół natleniaczy i odczytać ile m³ wody (odcięta) pompa 8 wprowadza do układu. Zważywszy na to, że dogodnie dobrane ciśnienie 784 kPa uzyskano z pompy. 1,2 m³/h powietrza jest dostarczonych z jednego pojedynczego natleniacza, a także jak wiadomo, O2 jest obecny jako 20% ciężaru w 1 m3powietrza i gęstość 02 jest 1,35 kg/m ³, O2 dostarczony z jednego natleniacza jest

1,2 m3/h x 20% x 1,35 kg/m3 = 0,324 kg/h. 100 natleniaczy dostarcza do zbiornika 32,4 kg w ciągu jednej godziny, jest równa 0,324 x 100 natleniaczy = 32,4 kg 0₂/h.

W wyżej opisanych eksperymentalnych warunkach zanieczyszczona woda wchodzi do zbiornika przez przewód 2, przy przeciętnym dopływie 35 m3/h.

Parametry zanieczyszczenia charakteryzujące wodę są następujące:

- chemiczne zapotrzebowanie tlenu (C.O.D.) = 1350 mg/l,

- ogólna napięcioaktywnosć (95% nie zjonizowane + 5% anionów) = 150 mg/l,

- siarczki + siarczyny (substancje toksyczne) = 100 mg/l,

- pH = 4 do 4,5.

Po rzeczywistym czasie t trwania lub kontaktu z tlenem, równym: t = _(R/E) (V/E) + (V/E) = (100/35) (2000/35) + (2000/35) = 220 godzin, woda wypływająca przewodem 3 (fig. 2 i 3) ma następującą charakterystykę:

- resztkowe chemiczne zapotrzebowanie tlenu (C.O.D.) = 590mg/l,

- ogólna napięcioaktywnosć = 20 mg/l,

- siarczki + siarczyny = ślady

- pH = 6,6 do 6,8.

Następujące wnioski mogą być wyciągnięte odnośnie uzyskanych efektów:

- zmniejszenie zapotrzebowania na tlen = (1350 - 590)/1350 x 100 = 56,29%,

- zmniejszenie napięcioaktywności = (150 - 20)/150 x 100 = 86, 66%,

- zmniejszenie zawartości siarczków + siarczynów (substancji toksycznych) = 99,9%,

- wykorzystanie tlenu w porównaniu do ilości na wejściu = (0,76 x 35) x 100 = 82%.

- naturalna korekta współczynnika pH, która odbywa się bez dodatkowych produktów chemicznych, od wartości pomiędzy 4 i 4,5 do wartości pomiędzy 6,6 i 6,8.

Figury 7 i 8 przedstawiają urządzenie do usuwania nadmiaru mułu i piany. Obracające się urządzenie 20 w postaci ramion obracających się zgodnie ze strzałką F5 powyżej górnego obrzeża zbiornika spychają ten muł i pianę dopóki one nie spadną do zsypu 21 skąd zasysacz

188 171 wirówkowy zasysa je do góry, niszczy ich napięcie powierzchniowe i wyładowuje je w płynnej postaci do wanny 23. Jest oczywiste, że urządzenie to może mieć zamienione ramiona obrotowe na inny odpowiedni układ do „zgarniania” mułu i piany i do popychania ich do zsypu, na przykład może mieć pewną ilość łopatek dogodnie ustawionych na kole, które obracają się stycznie do wymienionego obrzeża, albo może mieć jeszcze strumień powietrza sprężonego równoległy do brzegu zbiornika nastawiony w kierunku zsypu. Pompa 24 wprowadza płynny muł do ponownego obiegu w strefie drugiej reaktora.

bl ?4 /

188 171 ^•g-4

/ ć>

Fig. 6

188 171

I

•z

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Reaktor do oczyszczania zanieczyszczonych wód ściekowych, który stanowi zbiornik zawierający natleniacze, znamienny tym, że w zbiorniku (1) grupa natleniaczy kawitacyjnych (5, 6) zasilana wodą obiegową (7) pod ciśnieniem usytuowana jest poziomo w przynajmniej jednej płaszczyźnie (4) w pobliżu dna zbiornika i stanowią one pierwsze natleniacze (5), rozmieszczone równomiernie w tej płaszczyźnie, do wyrzucania wody i powietrza atmosferycznego zasysanego przez rurę (T2) otwartą w powietrzu i drugie natleniacze (6), rozmieszczone równomiernie tylko w jednej części tej płaszczyzny, ciągnące mieszaninę powietrza, mułu i piany przez rurę (T3) otwartą do wymienionej górnej strefy, a z boku zbiornika znajduje się pompa (8) ciągnąca wodę oczyszczoną z rejonu dolnej strefy zbiornika do średniej strefy zbiornika przez jego wlotową rurę (Dl) i przynajmniej jedną pionową rurę (T4) z dolnym końcem otwartym w dolnej strefie, a z górnym końcem otwartym w średniej strefie.
2. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik (1) jest prostokątny, kwadratowy lub wielokątny w widoku z góry, a wszystkie natleniacze (5, 6) są usytuowane tak, że wypływ z każdego z natleniaczy jest skierowany w tym samym kierunku.
3. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik (1) jest prostokątny, kwadratowy lub wielokątny w widoku z góry, a grupa natleniaczy (5, 6) jest rozdzielona na dwie grupy przedzielone osią symetrii (I-I) równoległą do dna zbiornika, jedna grupa z natleniaczami skierowanymi w jednym kierunku i druga grupa, w której natleniacze są skierowane w przeciwnym kierunku.
4. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik (1) ma postać kołowego, w widoku z góry, zbiornika (100), a natleniacze (5, 6) są na prostych promieniowych, a każdy natleniacz jest zorientowany prostopadle do prostej promieniowej, do której jest połączony.
5. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że w zbiorniku (1) znajdują się pomocnicze natleniacze (11), z których każdy jest otoczony przez kołnierz (40), gdzie efekt Venturi'ego wycofuje wodę i muł przez pionową rurę (T5) rozciągającą się od średniej strefy do kołnierza (40), a każdy pomocniczy natleniacz (11) jest połączony inną pionową rurą (T3), do ponownej cyrkulacji biomasy, rozciągającą się od natleniacza do średniej strefy.
6. Reaktor według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, że w zbiorniku (1) są rozmieszczone pierwsze natleniacze (5) rozdzielające i utrzymujące zawieszony w środkowej strefie biologicznie aktywny muł, oraz w zbiorniku (1, 100) są rozmieszczone pomocnicze natleniacze (11) zagęszczające odpowiednio i wytwarzające ponowną cyrkulację płynnej biomasy w ilościach proporcjonalnych do ilości dostarczanej oczyszczanej wody.
7. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik (1) wyposażony jest w zsyp (21) i obracające się urządzenie(20), usytuowane powyżej górnego obrzeża zbiornika (1), zgarniające nadmiar mułu i piany z powierzchni górnej strefy i przenoszące je do zsypu (21), oraz w wirówkowy zasysacz (22) usytuowany w zsypie (21) przenoszący i wyładowujący muł i pianę, oraz zawiera wannę (23) zbierającą muł i pianę wyładowywaną przez zasysacz (22).
8. Reaktor według zastrz. 7, znamienny tym, że w zbiorniku (1) średnia strefa połączona jest z pompą (24) przenoszącą muł i pianę z wymienionej wanny (23).