PL194484B1 - Biologiczna oczyszczalnia ścieków - Google Patents

Abstract

1. Biologiczna oczyszczalnia scieków, zwlaszcza z malych osiedli, zakladów spozywczych i komunalnych, skladajaca sie ze prostokatnego zbiornika z dnem wal- cowym, z usytuowanym w nim prostokatnym zbiorni- kiem bez dna, dzielacym przestrzen oczyszczalni na osadnik wstepny, obwodowy osadnik wtórny i miedzy nimi komora napowietrzania i mieszania, stanowiacym konstrukcje wsporcza dla mieszaka obrotowego z czer- pakami, osadnika wstepnego, perforowanych plyt roz- drobnienia powietrza oraz ze osadnik wstepny i obwo- dowy osadnik wtórny posiadaja w dolnej czesci szczeli- ny dla swobodnego przeplywu scieków i opadania osa- du, znamienna tym, ze osadnik wtórny (15) o ksztalcie prostokatnym i dnie skosnym posiada przelew pilasty z korytem odplywowym (17), przewód odprowadze- nia (18) usytuowany jest wokól komory napowietrzania imieszania (10), w której osadzono mieszak obroto- wy (2) z czerpakami powietrzno-sciekowymi (5), a we- wnatrz niego umiejscowiono prostokatny osadnik wstepny (3) z podwieszonymi do jego scian skosnymi perforowanymi plytami rozdrobnienia powietrza (19) oraz, ze osadniki (15) i (3) posiadaja w dolnej czesci szczeliny opadania osadu (12) oraz przewód polacze- niowy (6), przez który moga przeplywac scieki. PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest biologiczna oczyszczalnia ścieków do oczyszczania ścieków bytowo-komunalnych, metodą osadu czynnego, zwłaszcza z małych wsi, osad, ośrodków wczasowych, zakładów spożywczych i obiektów komunalnych. Przedstawione rozwiązanie stwarza możliwości oczyszczenia ścieków do warunków określonych przepisami i normami z zakresu ochrony środowiska naturalnego.

Z polskich opisów patentowych znane są oczyszczalnie działające na podobnej lub zbliżonej zasadzie i tak w opisie patentowym nr 58 806 przedstawiono urządzenie wielofunkcyjne w formie stożkowego odwróconego zbiornika z centralnie usytuowaną komorą wolnego i szybkiego mieszania ścieków z dostawą powietrza sprężarką, w opisie patentowym nr 119 375 mechaniczno-biologiczną oczyszczalnię ścieków przedstawiono jako zestaw trzech zbiorników, wzajemnie sprzężonych, tj. komory napowietrzania, osadnika wtórnego i zagęszczacza osadu, z dostawą powierza dmuchawą, w opisie patentowym nr 142 957 przedstawiono biologiczną oczyszczalnię ścieków jako zblokowany zespół składający się z komory napowietrzania z osadnikiem wtórnym, z podawaniem powietrza za pomocą wieloramiennych obrotowych kół, z zamocowanymi na końcach czerpakami, w opisie patentowym nr 14 9211 przedstawiono biologiczną oczyszczalnię ścieków jako zbiornik w kształcie walca i w nim stożkowy osadnik oraz usytuowany osiowo, na poziomie lustra ścieków, łopatkowy mechaniczny mieszak dla wprowadzenia w ruch obrotowy, w opisie patentu tymczasowego nr 150 706 przedstawiono oczyszczalnię ścieków małej przepustowości, w formie studni z zawieszonym wewnątrz stożkowym dzwonem, a w nim usytuowaną mechaniczną turbiną, w opisie patentowym nr 165 509 przedstawiono biologiczną oczyszczalnię ścieków ze zbiornikiem w kształcie otwartego walca jako komorą napowietrzania, z osiowo usytuowanym ażurowym obrotowym mieszakiem z czerpakami powietrzno-ściekowymi, a w nim stacjonarnie zawieszony osadnik ścieków, w opisie ochronnym wzoru użytkowego nr 41 853 przedstawiono zblokowaną oczyszczalnię ścieków, składającą się ze zbiornika walcowego, usytuowaną wewnątrz stożkową rynną ze strumienicami powietrza.

Z zagranicznych zgłoszeń znany jest opis patentowy US nr 5 441 634 opisujący oczyszczalnię jako pionowy cylindryczny stożkowy zbiornik, z cylindrycznymi przegrodami wewnątrz, jako świeżowodny osadnik gnilny na wzór znanego osadnika Imhoffa oraz opis patentowy GB nr 315 264 przedstawia oczyszczalnię jako cylindryczny pionowy zbiornik, z cylindrycznymi przegrodami wewnątrz z doprowadzeniem za pomocą dmuchawy powietrza do dolnych partii ścieków.

Celem rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie prostej, sprawnej, biologicznej oczyszczalni ścieków w postaci zwartej jednostki konstrukcyjnej, możliwej do sprefabrykowania, z wykorzystaniem wyłączonych z eksploatacji zbiorników. Rozwiązanie polega na tym, że w poziomym prostokątnym zbiorniku o ścianach skośnych i dnem walcowym, przelewem pilastym z korytem odpływowym, przewodami spustowymi, usytuowano wydzielony zespół składający się prostokątnego zbiornika bez dna osadzonego na punktowych podporach nośnych, stanowiącego konstrukcję wsporczą dla mieszaka obrotowego z czerpakami, prostokątnego osadnika wstępnego, osłon walcowych rozsuwanych osadnika, perforowanych płyt, przewodu połączeniowego osadniki oraz napędu mechanicznego.

Przedmiotowa oczyszczalnia składa się dwóch zespołów od siebie zależnych, lecz stanowiących odrębne rozwiązania konstrukcyjne, tj. poziomego prostokątnego zbiornika ze ścianami skośnymi i dnem walcowym, przelewem pilastym z korytem odpływowym, przewodami spustowymi oraz zespołu składającego się z prostokątnego zbiornika bez dna, stanowiącego konstrukcję wsporczą dla mieszaka obrotowego z czerpakami, prostokątnego osadnika wstępnego, osłon walcowych rozsuwanych osadnika, perforowanych płyt, przewodu połączeniowego osadników oraz napędu mechanicznego i że zespół ten mający w dolnej części punktowe podpory nośne, wstawiany jest do zbiornika zasadniczego i usytuowany w niewielkiej od niego odległości tworząc na całym obwodzie szczelinę oraz to, że takie rozwiązanie pozwoliło na podział całej przestrzeni oczyszczalni na trzy części, tj. osadnik wstępny, obwodowy osadnik wtórny oraz powstałą między nimi komorę napowietrzania i mieszania, przy czym obydwa osadniki połączone są przewodem dla umożliwienia przepływu ścieków.

Istota wynalazku polega na opracowaniu układu jak i konstrukcji oczyszczalni w taki sposób, żeby istniała możliwość intensywnego napowietrzania ścieków i maksymalne oddzielenie osadów od ogólnej masy ścieków.

Zostało to rozwiązane w teki sposób, że wokół komory napowietrzania i mieszania usytuowano obwodowy osadnik wtórny z przelewem pilastym i korytem odpływowym, a wewnątrz mieszaka obrotowego prostokątny osadnik wstępny z przymocowanymi do jego ścian skośnych perforowanymi płyPL 194 484 B1 tami rozdrobnienia powietrza, przy czym obydwa osadniki połączone są przewodem połączeniowym oraz, że osadniki posiadają w dole szczeliny, które umożliwiają opadanie osadu i przepływ ścieków.

Rolę napowietrzania ścieków spełnia również usytuowany centralnie mieszak obrotowy z zamocowanymi na jego obwodzie czerpakami powietrzno-ściekowymi o kształcie trapezowym zwężonym w kierunku wylotu, z zamocowanymi na ich krawędzi, perforowanymi końcówkami rozdrobnienia, które również zwężają się w kierunku wylotu, przy czym trzy ściany od strony wypływu są perforowane otworami dla maksymalnego rozdrobnienia powietrza i ścieków.

Rozwiązanie według wynalazku polega na tym, że w poziomym prostokątnym zbiorniku 1a o ścianach skośnych z dnem walcowym, przelewem pilastym z korytem odpływowym 17, przewodem 18 odprowadzenia wód, przewodami 13 spustu osadu nadmiernego i spustu 7 ścieków, a także napędem mechanicznym 11 usytuowano prostokątny zbiornik 1 bez dna, tworzący strefę podziału przestrzeni oczyszczalni na trzy części - osadnik wstępny 3, obwodowy osadnik wtórny 15, a między nimi komorę 10 napowietrzania i mieszania oraz stanowiącym konstrukcję wsporczą osadzoną na punktowych podporach nośnych 16 tworząc jednocześnie szczelinę 12 opadania osadu i przepływu ścieków, dla mieszaka obrotowego 2 ażurowego z zawieszonymi na jego obwodzie czerpakami powietrzno-ściekowymi 5 z perforowanymi końcówkami 14 rozdrobnienia powietrza i ścieków, zawieszonego łożyskowo na rurowych elementach nośnych 8, 9, wprawianym w ruch napędem mechanicznym 11, z usytuowanym wewnątrz niego stacjonarnym prostokątnym osadnikiem wstępnym 3 z dnem o ścianach skośnych, ze szczeliną 12 opadania osadu i przepływu ścieków, z podwieszonymi do ścian skośnych perforowanymi płytami 19 rozdrobnienia powietrza, a nad nim osłona 4 rozsuwana, z połączeniem osadników wstępnego 3 i obwodowego wtórnego 15 przewodem połączeniowym 6 złączonym z rurowym elementem nośnym 8, przewodem doprowadzenia 20 ścieków i przewodami 13 spustu nadmiaru osadu i przewodu 7 spustu ścieków.

Po napełnieniu oczyszczalni ściekami do poziomu krawędzi przelewowej i podaniu osadu czynnego, następuje włączenie napędu mechanicznego i wprawienie w ruch obrotowy mieszaka z czerpakami powietrzno-ściekowymi z perforowanymi końcówkami rozdrobnienia, co powoduje dostarczenie rozdrobnionego powietrza do najniższych warstw ścieków, ich natlenienie, wymieszanie oraz wprawienie w ruch turbulentny całej przestrzeni komory napowietrzania i mieszania. W połączonych przewodem osadnikach wstępnym i obwodowym wtórnym panuje ruch laminarny, a ciągła niewielka zmiana poziomu lustra ścieków między obu osadnikami a komorą mieszania i napowietrzania, spowodowana wyniesieniem czerpakami części ścieków ponad lustro ścieków w tej komorze, powoduje wyrównywanie poziomów i spychanie, i opadanie osadu szczelinami do komory napowietrzania oraz, w przeciwnym kierunku, tymi samymi szczelinami napowietrzone ścieki przepływają do osadnika wstępnego i obwodowego wtórnego, skąd przez przelew pilasty do odbiornika lub innych urządzeń doczyszczających. Nadmiar osadu czynnego lub opróżnianie całego układu odbywa się przewodami usytuowanymi w dolnej części oczyszczalni.

W trakcie obrotu mieszaka, czerpaki powietrzno-ściekowe z końcówkami rozdrobnienia powietrza i ścieków znajdujące się na początku I ćwiartki napełnione są powietrzem, a w dolnej części ściekami. W trakcie przechodzenia przez II ćwiartkę, z czerpaków przez końcówki rozdrobnienia wydostaje się do ścieków powietrze, dodatkowo rozdrobnione poprzez perforowaną płytę pod osadnikiem wstępnym, a jego miejsce zajmują ścieki. W ćwiartce III czerpaki napełnione są ściekami, a w ćwiartce IV ścieki z czerpaków poprzez końcówki rozdrobnienia wylewają się na osłony rozsuwane nad osadnikiem wstępnym. Taki cykl jest permanentny i dotyczy wszystkich czerpaków podczas pracy oczyszczalni.

Rozwiązanie według wynalazku jest uwidocznione przykładowo na rysunkach schematycznych, z których rys. 1 przedstawia urządzenie w przekroju podłużnym przez oś komory napowietrzania i mieszania, mieszaka i osadników, rys. 2 - przekrój poprzeczny A-A urządzenia przez komorę napowietrzania i mieszania, mieszak, osadniki wstępny i obwodowy wtórny oraz rys. 3 - czerpaki powietrzno-ściekowe końcówkami rozdrobnienia oraz ich funkcjonowanie w poszczególnych ćwiartkach.

Przedmiotowa oczyszczalnia może być wykonana jako konstrukcja stalowa, betonowo-stalowa lub betonowo-stalowo-plastykowa, ponieważ składa się dwóch zespołów od siebie zależnych, lecz o odmiennych rozwiązaniach konstrukcyjnych, umożliwiających ich realizację odrębnie i zestawieniu w całość. Realizacja oczyszczani polega na wykonaniu zespołu składającego się z prostokątnego zbiornika 1a o ścianach skośnych i dna walcowego, przelewu pilastego z korytem odpływowym 17 i przewodem 18 odprowadzenia, przewodów 7 spustowych ścieków i spustu 13 nadmiaru osadu oraz napędu mechanicznego 11.

PL 194 484 B1

Równolegle może być wykonywany zespół składający się z prostokątnego zbiornika bez dna 1 z punktowymi podporami nośnymi 16, rurowymi elementami nośnymi 8 i 9, przy czym do rurowego elementu nośnego 8 umocowany jest przewód połączeniowy 6, na nich zawieszony jest na łożyskach mieszak obrotowy 2 ażurowy w kształcie walca, na obrzeżach którego usytuowane są punktowo czerpaki 5 z perforowanymi końcówkami 14 rozdrobnienia powietrzni ścieków, wewnątrz którego umocowano stacjonarny prostokątny osadnik wstępny 3 z dnem o ścianach skośnych ze szczeliną 12 z podwieszonymi do niego perforowanymi płytami 19 rozdrobnienia powietrza oraz usytuowaną nad nim osłoną rozsuwaną 4.

Tak ukształtowana oczyszczalnia uzyskała charakter jednostki zwartej, o nieskomplikowanej konstrukcji, możliwej do zastosowania przy wykorzystaniu wyłączonych z eksploatacji zbiorników walcowych lub o kształcie zbliżonym.

Ze względu na prostą konstrukcje i ograniczone rozmiary, istnieje możliwość pracy urządzenia w układach szeregowych dla przepływu jakościowego i równoległych dla przepływu ilościowego oraz mieszanych, czym zostanie spełniony wymóg ochrony środowiska naturalnego.

Takie rozwiązanie ma istotny wpływ na koszt inwestycji, ze względu na możliwość etapowania i rozbudowy w zależności od potrzeb, niskie koszty eksploatacji ze względu na niską moc urządzeń napędowych oraz wyjątkową prostą obsługę urządzenia po zastosowaniu automatyki, pomiaru i sterowania.

Przedmiotowe urządzenie, ze względu na swoją prostotę i elastyczność ruchu może być projektowane we współpracy z innymi urządzeniami, do wymaganej przepustowości oraz stężeń zanieczyszczeń w szerokim zakresie.

Wykaz elementów oczyszczalni biologicznej

1a. Prostokątny zbiornik o ścianach skośnych i dnem walcowym

1. Prostokątny zbiornik bez dna

2. Mieszak obrotowy

3. Prostokątny osadnik wstępny

4. Osłona rozsuwana

5. Czerpaki powietrzno-ściekowe

6. Przewód połączeniowy

7. Przewód spustu ścieków

8. Rurowy element nośny

9. Rurowy element nośny

10. Komora napowietrzania i mieszania

11. Napęd mechaniczny

12. Szczeliny opadania osadu

13. Przewód spustu nadmiaru osadu

14. Perforowane końcówki rozdrobnienia

15. Obwodowy osadnik wtórny

16. Punktowe podpory nośne

17. Przelew pilasty z korytem odpływowym

18. Przewód odprowadzenia

19. Perforowane płyty rozdrobnienia powietrza

20. Przewód doprowadzenia ścieków

Claims (2)

1. Biologiczna oczyszczalnia ścieków, zwłaszcza z małych osiedli, zakładów spożywczych i komunalnych, składająca się ze prostokątnego zbiornika z dnem walcowym, z usytuowanym w nim prostokątnym zbiornikiem bez dna, dzielącym przestrzeń oczyszczalni na osadnik wstępny, obwodowy osadnik wtórny i między nimi komora napowietrzania i mieszania, stanowiącym konstrukcję wsporczą dla mieszaka obrotowego z czerpakami, osadnika wstępnego, perforowanych płyt rozdrobnienia powietrza oraz że osadnik wstępny i obwodowy osadnik wtórny posiadają w dolnej części szczeliny dla swobodnego przepływu ścieków i opadania osadu, znamienna tym, że osadnik wtórny (15) o kształPL 194 484 B1 cie prostokątnym i dnie skośnym posiada przelew pilasty z korytem odpływowym (17), przewód odprowadzenia (18) usytuowany jest wokół komory napowietrzania i mieszania (10), w której osadzono mieszak obrotowy (2) z czerpakami powietrzno-ściekowymi (5), a wewnątrz niego umiejscowiono prostokątny osadnik wstępny (3) z podwieszonymi do jego ścian skośnymi perforowanymi płytami rozdrobnienia powietrza (19) oraz, że osadniki (15) i (3) posiadają w dolnej części szczeliny opadania osadu (12) oraz przewód połączeniowy (6), przez który mogą przepływać ścieki.

2. Biologiczna oczyszczalnia ścieków według zastrz. 1, znamienna tym, że czerpaki powietrzno-ściekowe (5) o kształcie trapezowym, zwężone w kierunku wylotu, z zamontowanymi na ich krawędzi perforowanymi końcówkami rozdrobnienia (14), które również zwężają się w kierunku wylotu, przy czym trzy ściany od strony wypływu są perforowane otworami dla maksymalnego rozdrobnienia powietrza i ścieków.