PL198680B1

PL198680B1 - Biological sewage treatment plant

Info

Publication number: PL198680B1
Application number: PL354228A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Halicki
Original assignee: Inst Ekologii Stosowanej
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2008-07-31
Also published as: PL354228A1

Abstract

1. Biologiczna oczyszczalnia scieków zawie- rajaca osadniki, przepompowni e i odkryty zbiornik z filtrem biologicznym o pionowym przep lywie scieków, znamienna tym, ze filtr biologiczny w odkrytym zbiorniku (5) sk lada si e w przekroju pionowym kolejno od do lu z war- stwy zwiru (9), warstwy gruboziarnistego pia- sku (8) i zawieraj acej trociny, zr ebki drewniane i kor e drzew, organicznej warstwy (7) obsadzo- nych bagienn a ro slinno sci a (6) a scieki zbiera- ne s a drena zem (10) umieszczonym na dnie zbiornika (5) i odprowadzane do denitryfikacyj- nego stawu (11) na skarpach i dnie wyposa zo- nego w filtracyjn a warstw e (12) zawieraj ac a zwir, piasek i wióry zelazne i obsadzonego bagienn a ro slinno sci a (13), z którego odp lyw wody reali- zowany jest poprzez infiltracj e do drena zu (14) umieszczonego w dnie i skarpach stawu (11). PL PL PL1. Biological sewage treatment plant with sedimentation tanks, pumping stations and an open tank with a biological filter with a vertical flow of sewage, characterized in that the biological filter in the open tank (5) consists of a gravel layer in a vertical cross-section from below (9), a layer of coarse sand (8) and containing sawdust, wood chips and tree bark, an organic layer (7) planted with marsh vegetation (6) and the collected sewage is drained (10) placed at the bottom of the tank (5) and discharged to a denitrification pond (11) on slopes and the bottom equipped with a filtration layer (12) containing gravel, sand and iron shavings and planted with a marsh roe salinity (13), from which the outflow of water is realized by infiltration into the drainage drain (14) located in the bottom and slopes of the pond (11). PL PL PL

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest biologiczna oczyszczalnia ścieków stosowana do naturalnego oczyszczania ścieków odprowadzanych z budynków jednorodzinnych lub małych miejscowości.The subject of the invention is a biological wastewater treatment plant used for the natural treatment of wastewater discharged from single-family houses or small towns.

Znane są naturalne oczyszczalnie roślinne o poziomym lub pionowym przepływie ścieków przez wypełnione drobnym żwirem złoże korzeniowe porośnięte trzciną. Znane są również oczyszczalnie stawowe, w których wykorzystuje się procesy samooczyszczania zachodzące w toni wodnej.There are known natural plant sewage treatment plants with a horizontal or vertical flow of sewage through a root bed covered with reeds, which is filled with fine gravel. There are also ponds which use self-purification processes taking place in the water.

Zarówno w oczyszczalniach roślinnych jak i stawowych wszystkie procesy oczyszczania zachodzą w jednym środowisku: w oczyszczalniach roślinnych w złożach filtracyjnych żwirowych a w oczyszczalniach stawowych w wodzie.Both in plant and pond treatment plants, all treatment processes take place in one environment: in plant treatment plants in gravel filter beds and in pond treatment plants in water.

Ponieważ pełny proces oczyszczania obejmujący utlenianie substancji organicznej, nitryfikację, denitryfikację i wiązanie fosforu prowadzone jest przez różnego rodzaju organizmy wymagające różnych warunków środowiskowych, procesy oczyszczania w oczyszczalniach naturalnych zachodzą stosunkowo wolno, zaś głównym czynnikiem wpływającym na efektywność pracy takich oczyszczalni jest tlen. Z tego względu opisane oczyszczalnie wymagają stosunkowo dużej powierzchni i nie zapewniają pełnego procesu oczyszczania.Since the full treatment process, including the oxidation of organic matter, nitrification, denitrification and phosphorus binding is carried out by various types of organisms requiring different environmental conditions, the treatment processes in natural sewage treatment plants are relatively slow, and the main factor influencing the efficiency of such treatment plants is oxygen. For this reason, the described treatment plants require a relatively large area and do not provide a complete cleaning process.

Z polskiego zgłoszenia P.328219 znana jest biologiczna oczyszczalnia ścieków, zwłaszcza obszarowych wód opadowych pochodzących z terenów miejskich, w której filtr biologiczny stanowi odkryty zbiornik o równym poziomie wody i dnie ziemnym. W obszarze dolotowym umieszczony jest pierwszy strumień wód opadowych z terenów utwardzonych oraz drugi strumień wód opadowych z dachów, zaś obszar dolotowy połączony jest kaskadowo z obszarem płytkim filtra biologicznego zawierającym dwa tarasy połączone kaskadowo. Ostatni z tarasów połączony jest kaskadowo z obszarem głębokim zbiornika ścieków. Pierwszy taras obsadzony jest sitowiem, korzystnie gęstą strefą trzciny, zaś drugi taras obsadzony jest roślinnością wodną zanurzoną w wodzie, natomiast obszar głęboki obsadzony jest roślinnością wodną pływającą. Obrzeża zbiornika mają biologiczno-mechaniczne wzmocnienie, zaś obszar dolotowy wyłożony jest kamieniem, korzystnie dolomitem.From the Polish notification P.328219, a biological sewage treatment plant is known, especially for area rainwater from urban areas, in which the biological filter is an open reservoir with an equal water level and ground bottom. In the inlet area there is a first rainwater stream from paved areas and a second rainwater stream from roofs, and the inlet area is connected in a cascade to the biological filter shallow area containing two cascaded terraces. The last of the terraces is connected by a cascade with the deep area of the sewage reservoir. The first terrace is planted with rushes, preferably a dense reed zone, while the second terrace is planted with aquatic vegetation submerged in the water, while the deep area is planted with floating aquatic vegetation. The periphery of the tank has a biological-mechanical reinforcement, and the inlet area is lined with stone, preferably dolomite.

Z międzynarodowego zgłoszenia PCT/KR99/00718 znany jest system uzdatniania zanieczyszczonej lub zużytej wody przy pomocy roślin wodnych. System ten oprócz konwencjonalnego układu wstępnego oczyszczania ze zbiornikiem magazynującym, zbiornikiem napowietrzania, osadnikiem zawiera układ biologicznego oczyszczania wyposażony w zbiornik chwilowego magazynowania dopływających ścieków i rozdzielania ich do następnych faz oraz w cztery sekcje filtru biologicznego oczyszczania. W pierwszej sekcji, w której ścieki przepuszczane są przez zawierającą kotewkę orzech wodny warstwę filtracyjną, eliminowane są związki azotu i fosforu. Ścieki z sekcji pierwszej przechodzą przez drugą sekcję filtru obsadzoną wodnymi hiacyntami, a następnie przez trzecią sekcję porośniętą na powierzchni rzęsą wodną i czwartą sekcję filtru obsadzoną kotewką orzechem wodnym.From the international application PCT / KR99 / 00718, a system for treating polluted or used water with the help of aquatic plants is known. This system, in addition to the conventional pre-treatment system with a storage tank, aeration tank, settling tank, includes a biological treatment system equipped with a temporary storage tank for incoming sewage and its separation into the next phases, and with four sections of biological treatment filter. Nitrogen and phosphorus compounds are eliminated in the first section, where the wastewater is passed through the water-nut-containing filter layer. Waste water from the first section passes through the second section of the filter planted with water hyacinths, then through the third section covered with duckweed and the fourth section of the filter planted with a water nut anchor.

Opisany system oczyszczania nie ma charakteru uniwersalnego, z uwagi na stosowanie w filtrze biologicznym kotewki orzech wodny, której występowanie w Europie a zwłaszcza w Polsce jest bardzo rzadkie.The described purification system is not universal, due to the use of a water nut anchor in the biological filter, the occurrence of which is very rare in Europe, and especially in Poland.

Biologiczna oczyszczalnia ścieków z osadnikiem, przepompownią i odkrytym zbiornikiem z filtrem biologicznym o pionowym przepływie ścieków według wynalazku ma filtr biologiczny złożony w przekroju pionowym kolejno od dołu z warstwy żwiru, warstwy piasku gruboziarnistego i organicznej warstwy w postaci trocin, zrębków drewnianych i kory drzew, zwłaszcza iglastych. Górną warstwę filtru stanowi bagienna roślinność. Ścieki z odkrytego zbiornika zbierane są drenażem umieszczonym na dnie zbiornika i odprowadzane do denitryfikacyjnego stawu. Staw na skarpach i dnie wyposażony jest w filtracyjną warstwę zawierającą żwir, piasek i wióry żelazne i obsadzony bagienną roślinnością. Odpływ wody za stawu realizowany jest poprzez infiltrację do drenażu umieszczonego w dnie i skarpach stawu.The biological wastewater treatment plant with a sedimentation tank, pumping station and an open tank with a biological filter with a vertical flow of sewage according to the invention has a biological filter composed in a vertical cross section successively from a gravel layer, a layer of coarse sand and an organic layer in the form of sawdust, wood chips and tree bark, especially conifers. Swamp vegetation forms the top layer of the filter. Wastewater from the open reservoir is collected with drainage located at the bottom of the reservoir and discharged to the denitrification pond. The pond on the slopes and the bottom is equipped with a filter layer containing gravel, sand and iron shavings and planted with marshy vegetation. Water outflow from the pond is carried out by infiltration into the drainage located in the bottom and slopes of the pond.

Korzystne jest stosowanie jako roślinności bagiennej turzycy sztywnej, sitowia, manny mielec, pałki szerokolistnej oraz pałki wąskolistnej.It is preferable to use rigid sedge, rushes, manna, broadleaf cattail and narrow-leaved cattail as vegetation.

Korzystne jest również zarybienie stawu denitryfikacyjnego.Restocking the denitrification pond is also beneficial.

Podstawową zaletą biologicznej oczyszczalni ścieków według wynalazku jest możliwość jej stosowania w dowolnej, zależnej od potrzeb, wielkości. Oczyszczalnia redukuje do minimum stosowanie urządzeń mechanicznych wpływających negatywnie na niezawodność pracy spełniając jednocześnie pod względem redukcji zanieczyszczeń obowiązujące zarówno w Polsce jak i w Europie wymagania dotyczące czystości wód. Mimo eliminacji stałego dozowania środków chemicznych, co ma miejsce w oczyszczalniach konwencjonalnych, oczyszczalnia według wynalazku zapewnia skuteczne chemiczne wiązanie fosforu. Zarówno koszty budowy jak i koszty eksploatacji są znacznie mniejsze odThe main advantage of the biological wastewater treatment plant according to the invention is the possibility of using it in any size, depending on the needs. The wastewater treatment plant reduces to a minimum the use of mechanical devices that have a negative impact on the reliability of operation, while meeting the requirements for water purity both in Poland and in Europe in terms of pollution reduction. Despite the elimination of the constant dosing of chemicals, as is the case with conventional treatment plants, the treatment plant according to the invention ensures effective chemical binding of phosphorus. Both construction costs and operating costs are significantly less than

PL 198 680 B1 kosztów w konwencjonalnych oczyszczalniach, dzięki zastosowaniu rodzimych i tanich materiałów. Czas eksploatacji oczyszczalni zrealizowanej według wynalazku jest znacznie dłuższy od czasu pracy innych oczyszczalni.Costs in conventional wastewater treatment plants, thanks to the use of native and cheap materials. The operating time of the sewage treatment plant realized according to the invention is much longer than that of other sewage treatment plants.

Przedmiot wynalazku pokazany jest schematycznie na rysunku w przykładowym wykonaniu. Ścieki surowe z wioski doprowadzane są kolektorem 1 do osadnika 2, w którym poddane są wstępnemu oczyszczeniu mechanicznemu. Z osadnika 2 surowe ścieki doprowadzane są do przepompowni 3 tłocznym rurociągiem 4 kierującym je do odkrytego zbiornika 5 na bagienne rośliny 6 takie jak: turzyca sztywna, sitowie, manna mielec, pałka szerokolistna oraz pałka wąskolistna stanowiące górną warstwę filtru biologicznego, zawierającego kolejno od góry organiczną warstwę 7 w postaci trocin, zrębków drewnianych i kory drzew iglastych, warstwę gruboziarnistego piasku 8 oraz warstwę żwiru 9. Ścieki przechodząc przez kolejne warstwy filtracyjne podlegają oczyszczeniu przez utlenienie substancji organicznej, nitryfikację azotu amonowego i częściowe biologiczno-chemiczne wiązanie fosforu. Na dnie zbiornika 5 ułożony jest drenaż 10, którym oczyszczone ścieki zbierane są i odprowadzane do zarybionego denitryfikacyjnego stawu 11. Skarpy i dno stawu 11 wyposażone są w filtracyjną warstwę 12 zawierającą żwir, piasek i wióry żelazne i obsadzone bagienną roślinnością 13. W warstwach dennych stawu następuje redukcja azotanów oraz chemiczne wiązanie fosforu z tlenkami żelaza uwalnianymi z wiórów żelaznych a także adsorpcja trudno rozkładalnych substancji organicznych, które ulegają powolnemu i stopniowemu rozkładowi. Uzyskane wody pościekowe infiltrują do drenażu 14 umieszczonego w dnie i skarpach stawu 11 i odprowadzane są do studzienki kontrolnej 15, a następnie do odbiornika.The subject of the invention is shown schematically in the drawing in an exemplary embodiment. Raw sewage from the village is led through the collector 1 to the settling tank 2, where it is subjected to preliminary mechanical treatment. From the sedimentation tank 2, raw sewage is fed to the pumping station 3 through a pressure pipeline 4 directing it to an open tank 5 for swamp plants 6 such as: stiff sedge, rushes, manna mielec, broad-leaved cattail and narrow-leaved cattail constituting the upper layer of a biological filter, successively containing organic layer 7 in the form of sawdust, wood chips and conifer bark, a layer of coarse sand 8 and a layer of gravel 9. Wastewater, passing through successive filtration layers, is treated by oxidation of organic matter, nitrification of ammonium nitrogen and partial biological and chemical phosphorus binding. At the bottom of the reservoir 5 there is a drainage 10, through which the treated sewage is collected and discharged to the stocked denitrification pond 11. The slopes and the bottom of the pond 11 are equipped with a filtration layer 12 containing gravel, sand and iron shavings and planted with marshy vegetation 13. In the bottom layers of the pond there is a reduction of nitrates and chemical binding of phosphorus with iron oxides released from iron shavings as well as adsorption of organic substances that are difficult to decompose, which undergo slow and gradual decomposition. The obtained wastewater infiltrates the drainage 14 located in the bottom and slopes of the pond 11 and is discharged to the control sump 15, and then to the receiver.

Jakość uzyskanych wód pościekowych odpowiada jakości wody powierzchniowej II i III klasy czystości.The quality of the obtained wastewater corresponds to that of surface water of II and III purity class.

Claims

1. Biological sewage treatment plant with settling tanks, a pumping station and an open tank with a biological filter with a vertical flow of sewage, characterized in that the biological filter in the open tank (5) consists of a layer of gravel (9), coarse-grained sand in a vertical section from below (8) and containing sawdust, wood chips and tree bark, an organic layer (7) planted with marshy vegetation (6), and the waste water is collected with drainage (10) located at the bottom of the reservoir (5) and discharged to a denitrification pond (11) on slopes and the bottom is equipped with a filtration layer (12) containing gravel, sand and iron shavings and planted with marshy vegetation (13), from which water is drained by infiltration into the drainage (14) located in the bottom and slopes of the pond (11).

2. Biological wastewater treatment plant according to claim 1, characterized in that the marsh vegetation (6 and 13) is made of sedge, rushes, manna mielec, broad-leaved cattail and narrow-leaved cattail.