PL240701B1 - Zbiornik ścieków oczyszczonych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zbiornik ścieków oczyszczonych, zwłaszcza ścieków po biologicznym oczyszczaniu w systemach z osadem czynnym, w szczególności po oczyszczaniu w sekwencyjnych reaktorach porcjowych.

Odpływ ścieków po biologicznym oczyszczaniu może charakteryzować się znaczną nierównomiernością, zarówno pod względem ilościowym, jak i jakościowym, która może wpływać na jakość wody w odbiorniku ścieków. W przypadku konieczności wyrównania i uśrednienia odpływu z biologicznych oczyszczalni ścieków, przykładowo z sekwencyjnych reaktorów porcjowych (Sequencing Batch Reactor - SBR) mogą by stosowane obiekty stabilizujące przepływ z równoczesnym uśrednieniem jakości ścieków oczyszczonych, takie jak: staw regulacyjno-uśredniający, komora regulacyjno-uśredniająca lub zbiornik wyrównawczy. Są to jednak obiekty ziemne o dużej powierzchni w planie i są wyposażonej jedynie w armaturę dopływową i odpływową ścieków. Możliwe jest także retencjonowanie ścieków oczyszczonych w kanale odpływowym z oczyszczalni. Zbiorniki ścieków oczyszczonych zalecane są dla średnich i dużych oczyszczalni ścieków SBR przy odprowadzaniu znacznych ładunków zanieczyszczeń do odbiornika. Regulacja odpływu ścieków z reaktorów SBR uzależniona jest przede wszystkim od warunków hydraulicznych odbiornika. Do retencjonowania ścieków w oczyszczalniach z SBR-ami mogą być także wykorzystane otwarte stawy doczyszczające stabilizacyjne - napowietrzane lub fakultatywne. W przypadku ich zastosowania konieczne jest odpowiednie ich zaprojektowanie jako integralnej części biologicznego oczyszczania ścieków. Obiekty te wyposażone są w urządzenia napowietrzające takie jak aeratory powierzchniowe. Odpływ ścieków z obiektów regulacyjnych wyposaża się w elementy dławiące sterowane przepływem lub napełnieniem, podobnie jak w przelewach deszczowych. Obiekty regulacyjne powinny zapewniać odpływ ścieków oczyszczonych do odbiornika w czasie do 24 godzin. Głębokość stawu regulacyjno-uśredniającego lub zbiornika wyrównawczego nie powinna przekraczać dwóch metrów. Komory regulacyjno-uśredniające są zazwyczaj płytkie, a ich głębokość wynosi do 1,5 metra. Możliwe jest także stosowanie zbiorników podziemnych lub obiektów naziemnych otwartych. Zachowany w zbiornikach stały poziom ścieków na poziomie od 0,75 metra do 1 metra pozwala dodatkowo na uśrednienie jakości ścieków oczyszczonych odprowadzanych z poszczególnych reaktorów porcjowych. Zbiorniki powinny być wyposażone w zasuwy pozwalające na odcięcie dopływu ścieków oczyszczonych aby przeprowadzić prace konserwacyjne, takie jak okresowe czyszczenie zbiornika z osadu albo aby zrobić obejście, by-pass, do odbiornika. Zastosowanie znanego zbiornika ścieków oczyszczonych może stanowić także przepompownię ścieków do celów technologicznych, takich jak przepompowywanie wody technologicznej w oczyszczalni, zwłaszcza do przygotowania roztworów polielektrolitu czy też płukania taśmy filtracyjnej prasy.

Z opisu patentowego PL 174727 B1 znane jest rozwiązanie pozwalające na doczyszczanie ścieków w układzie z mikroorganizmami poprzez zastosowanie klatki biostrukturalnej, która wypełniona jest pionowymi warkoczami o gęstości około 100 sztuk na 1 m² powierzchni, natomiast ścieki przepływają z prędkością około 0,5 m/minutę, przy intensywnym drobnopęcherzykowym napowietrzaniu w zbiorniku.

Znane są, z literatury patentowej, rozwiązania zbiorników retencyjnych ścieków, których celem jest odciążenie hydrauliczne kolektorów kanalizacji ogólnospławnej lub deszczowej.

W opisie patentowym PL 200224 B1 została ujawniona konstrukcja zbiornika retencyjnego cieczy o działaniu grawitacyjnym, składającego się z komór: wlotowej z kanałem dopływowym cieczy, retencyjnej w postaci odcinka rury pochylonego zgodnie z kierunkiem przepływu cieczy i wylotowej z kanałem odpływowym cieczy, przy czym komory wlotowa i retencyjna są oddzielone przegrodą zaopatrzoną w górnej części w przelew.

Z opisu patentowego PL 163164 B1 znany jest zbiornik na wodę deszczową, który napełniany jest cyklicznie podczas opadów atmosferycznych. Ten znany zbiornik składa się ze zbiornika podstawowego zintegrowanego ze zbiornikiem płuczącym, osadnika zawierającego strefę przepływową z pakietem sedymentacyjnym i strefy osadowej.

Natomiast z opisu patentowego PL 226619 B1 znany jest zbiornik, który posiada komorę retencyjną z otworem spustowym do odprowadzania osadów do kanalizacji umieszczonym w jej dolnej części poniżej otworu wylotowego kanału doprowadzającego ścieki, a wewnątrz komory retencyjnej umieszczony jest przelew pływakowy.

Również z opisów patentowych PL 202983 B1, PL 205761 B1 oraz PL 208629 B1 znane są rozwiązania zbiorników cieczy w układzie grawitacyjnym i pompowym.

PL 240 701 B1

Z międzynarodowego opisu wynalazku WO 2014172791 A1 znany jest zbiornik ścieków zawierający kanał dopływowy, komorę retencyjną oddzieloną przegrodą od komory wylotowej oraz kanał odpływowy. Wylot kanału dopływowego jest w komorze retencyjnej. W przegrodzie jest co najmniej jeden otwór. W komorze wylotowej, na odpływie jest zamocowany wielowarstwowy filtr aktywny, który posiada wypełnienie w postaci ziarnistych materiałów sorpcyjnych, ułożonych w warstwach jednorodnych, przy czym materiałem sorpcyjnym mogą być np. ziarna ceramiczne lub inny dowolny materiał wytrącający zanieczyszczenia ze ścieków. Filtr aktywny ma wlot poniżej wylotu komory wylotowej, a jego wylot jest podłączony do tego wylotu komory, który jest w jej górnej części.

Z chińskiego opisu zgłoszeniowego wzoru użytkowego CN 206599811 U znany jest zbiornik ścieków oczyszczonych zawierający kanał dopływowy, komorę retencyjną oddzieloną przegrodą od komory wylotowej oraz kanał odpływowy, przy czym wylot kanału dopływowego jest w komorze retencyjnej, zaś w przegrodzie jest otwór, który połączony jest z rurą, której wylot jest w komorze wylotowej. Rura jest perforowana i znajduje się przy dnie komory wylotowej. Kanał dopływowy jest rurociągiem dopływowym a kanał odpływowy jest rurociągiem odpływowym.

Celem wynalazku jest opracowanie zbiornika ścieków oczyszczonych, który umożliwia jednoczesne retencjonowanie ścieków i ich podczyszczanie przed zrzutem do wód powierzchniowych.

Zbiornik ścieków oczyszczonych zawierający kanał dopływowy, komorę retencyjną oddzieloną przegrodą od komory wylotowej oaz kanał odpływowy, którego wylot kanału dopływowego jest w komorze retencyjnej, zaś w przegrodzie jest co najmniej jeden otwór, który połączony jest z co najmniej jedną rurą, usytuowaną przy dnie komory wylotowej, której wylot jest w komorze wylotowej, ponadto kanał odpływowy jest powyżej rury, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w komorze wylotowej jest filtr aktywny, który jest wielowarstwowy oraz posiada wypełnienie w postaci ziarnistych materiałów sorpcyjnych, przy czym ziarna materiałów sorpcyjnych mają średnicę od 10 mm do 50 mm, a ponadto filtr aktywny wypełnia przestrzeń komory wylotowej od jej dna do wysokości poniżej kanału odpływowego a powyżej rury oraz ma wlot na dole komory wylotowej a wylot na górze komory wylotowej poniżej kanału odpływowego, a w komorze wylotowej nad filtrem aktywnym jest przestrzeń na ścieki oczyszczone.

Korzystnie materiały sorpcyjne są ułożone w warstwach jednorodnych.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli materiałem sorpcyjnym są ziarna wapienia.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeżeli materiałem sorpcyjnym są ziarna diatomitu.

Następne korzyści uzyskuje się, jeśli materiałem sorpcyjnym są ziarna keramzytu.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli rura jest przy dnie komory wylotowej.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeśli rura jest perforowana.

Następne korzyści są uzyskiwane, jeśli kanał dopływowy jest rurociągiem dopływowym, a kanał odpływowy jest rurociągiem odpływowym.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli na kanale odpływowym jest zawór.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeżeli dno obudowy zbiornika ma spadek w stronę kanału dopływowego.

Zbiornik ścieków oczyszczonych będący przedmiotem wynalazku pełni funkcję retencyjno-doczyszczającą dla ścieków, zwłaszcza po biologicznym ich oczyszczaniu w systemach z osadem czynnym, korzystnie po sekwencyjnych reaktorach porcjowych. Zbiornik ścieków zawiera dwie komory w których można wydzielić strefy - retencyjną, filtracji i odpływową. W komorze retencyjnej magazynowane są ścieki. Celem komory wylotowej jest usuwanie, za pomocą reaktywnych materiałów mineralnych takich jak keramzyt, diatomit czy wapień tworzących wielowarstwowy filtr aktywny, szczątkowych zanieczyszczeń obecnych w ściekach, zwłaszcza azotu amonowego lub fosforanów, na drodze sorpcji. Sklarowane ścieki gromadzone są w przestrzeni na ścieki oczyszczone, nad filtrem aktywnym komory odpływowej. Rurociąg odpływowy regulowany zaworem odprowadza ścieki podczyszczone do odbiornika. Zbiornik ścieków oczyszczonych według wynalazku pełni również funkcję zabezpieczenia przed przedostaniem się zanieczyszczeń w ściekach po biologicznym oczyszczaniu.

Przedmiot wynalazku jest bliżej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zbiornik ścieków oczyszczonych w przekroju wzdłużnym.

Zbiornik ścieków oczyszczonych w przykładzie wykonania posiada obudowę 1 w której umieszczona jest komora retencyjna 2 oraz komora wylotowa 3. Wylot kanału dopływowego 4, którym prowadzone są ścieki, jest w górnej części komory retencyjnej 2. Pomiędzy komorą retencyjną 2 oraz komorą wylotową 3 jest przegroda 5, w której znajduje się otwór 6. W komorze wylotowej 3 umieszczony jest filtr aktywny 7 w którym wypełnienie stanowią ziarniste materiały sorpcyjne, stanowiące ziarna keram

PL 240 701 B1 zytu, wapienia i diatomitu o wymiarach od 10 mm do 50 mm, które ułożone są w wars twach jednorodnych, filtr aktywny 7 wypełnia przestrzeń komory wylotowej 3 od jej dna do wysokości poniżej kanału odpływowego 10 a powyżej rury 8 oraz ma wlot na dole komory wylotowej 3 a wylot na górze komory wylotowej 3 poniżej kanału odpływowego 10. W filtrze aktywnym 7 zachodzi proces sorpcji zanieczyszczeń szczątkowych mineralnych obecnych w ściekach, takich jak azot amonowy oraz fosforany. Na dnie komory wylotowej 3 umieszczona jest perforowana rura 8, która połączona jest z otworem 6 pionowej przegrody 5. Rurą 8 rozprowadzane są ścieki, które w filtrze aktywnym 7 przepływają ciśnieniowo w kierunku pionowym od dołu do góry i gromadzone są one w przestrzeni 9 na ścieki oczyszczone, która umieszczona jest w górnej części komory wylotowej 3. Przegroda 5 uniemożliwia mieszanie się ścieków oczyszczonych z przestrzeni 9 komory wylotowej 3, ze ściekami z komory retencyjnej 2. W górnej części komory wylotowej 3 zamocowany, jest kanał odpływowy 10 na którym umieszczony jest zawór 11 regulujący strumień odpływających ścieków. Dno obudowy 1 zbiornika posiada spadek w kierunku kanału dopływowego 4.

W innym przykładzie wykonania wypełnienie w filtrze aktywnym 7 stanowią ziarna keramzytu, zaś kanał dopływowy 4 jest rurociągiem dopływowym, a kanał odpływowy 10 jest rurociągiem odpływowym.

Claims (11)

1. Zbiornik ścieków oczyszczonych zawierający kanał dopływowy, komorę retencyjną oddzieloną przegrodą od komory wylotowej oaz kanał odpływowy, którego wylot kanału dopływowego jest w komorze retencyjnej, zaś w przegrodzie jest co najmniej jeden otwór, który połączony jest z co najmniej jedną rurą, usytuowaną przy dnie komory wylotowej, której wylot jest w komorze wylotowej, ponadto kanał odpływowy jest powyżej rury, znamienny tym, że w komorze wylotowej (3) jest filtr aktywny (7), który jest wielowarstwowy oraz posiada wypełnienie w postaci ziarnistych materiałów sorpcyjnych, przy czym ziarna materiałów sorpcyjnych mają średnicę od 10 mm do 50 mm, a ponadto filtr aktywny (7) wypełnia przestrzeń komory wylotowej (3) od jej dna do wysokości poniżej kanału odpływowego (10) a powyżej rury (8) oraz ma wlot na dole komory wylotowej (3) a wylot na górze komory wylotowej (3) poniżej kanału odpływowego (10), a w komorze wylotowej (3) nad filtrem aktywnym (7) jest przestrzeń (9) na ścieki oczyszczone.

2. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że materiały sorpcyjne są ułożone w warstwach jednorodnych.

3. Zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że materiałem sorpcyjnym są ziarna wapienia.

4. Zbiornik według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że materiałem sorpcyjnym są ziarna diatomitu.

5. Zbiornik według zastrz. 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że materiałem sorpcyjnym są ziarna keramzytu.

6. Zbiornik według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rura (8) jest przy dnie komory wylotowej (3).

7. Zbiornik według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że rura (8) jest perforowana.

8. Zbiornik według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że kanał dopływowy (4) jest rurociągiem dopływowym.

9. Zbiornik według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że kanał odpływowy (10) jest rurociągiem odpływowym.

10. Zbiornik według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że na kanale odpływowym (10) jest zawór (11).

11. Zbiornik według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, znamienny tym, że dno obudowy (1) zbiornika ma spadek w stronę kanału dopływowego (4).