PL242571B1 - Koagulator do oczyszczania ścieków - Google Patents

Koagulator do oczyszczania ścieków Download PDF

Info

Publication number
PL242571B1
PL242571B1 PL426089A PL42608918A PL242571B1 PL 242571 B1 PL242571 B1 PL 242571B1 PL 426089 A PL426089 A PL 426089A PL 42608918 A PL42608918 A PL 42608918A PL 242571 B1 PL242571 B1 PL 242571B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
tank
bed
microelectrolyte
wastewater
sewage
Prior art date
Application number
PL426089A
Other languages
English (en)
Other versions
PL426089A1 (pl
Inventor
Bartosz Libecki
Original Assignee
Univ Warminsko Mazurski W Olsztynie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Warminsko Mazurski W Olsztynie filed Critical Univ Warminsko Mazurski W Olsztynie
Priority to PL426089A priority Critical patent/PL242571B1/pl
Publication of PL426089A1 publication Critical patent/PL426089A1/pl
Publication of PL242571B1 publication Critical patent/PL242571B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

Koagulator do oczyszczania ścieków składający się ze zbiornika z wypełnieniem charakteryzuje się tym, że w zbiorniku zewnętrznym (1) umieszczony jest zbiornik środkowy (2), a w nim zbiornik wewnętrzny reakcyjny (3) z wypełnieniem złoża mikroelektrolitycznego (4) na dnie i otworami (5) na górze zbiornika, przy czym zbiornik zewnętrzny (1) połączony jest ze zbiornikiem wewnętrznym (3) poprzez pompę (7) i aerator (8) przewodem hydraulicznym (9), którego wylot korzystnie zakończony dyszą, znajduje się przy dnie zbiornika wewnętrznego (3). Wypełnieniem złoża mikroelektrolitycznego (4) są cząstki ze stali niestopowej, najkorzystniej w postaci opiłków lub wiórów lub cząstki ze stali niestopowej z domieszką węgla lub miedzi.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest koagulator do oczyszczania ścieków (wód zanieczyszczonych) metodą koagulacji przeznaczony do oczyszczania ścieków zawierających substancje organiczne i fosforany, takich jak: ścieki komunalne oraz przemysłowe, zwłaszcza z przemysłu spożywczego (mięsnego, mleczarskiego) lub włókienniczego, a także do oczyszczania wód użytkowych. Urządzenie według wynalazku może pracować jako główny moduł systemów przydomowych oczyszczalni ścieków oraz podczyszczalni ścieków przemysłowych.
Urządzenia stosowane do oczyszczania ścieków metodą koagulacji (koagulatory) stosowane są w celu usuwania zanieczyszczeń organicznych koloidalnych, zawiesin oraz wytrącania fosforanów metodą koagulacji chemicznej przy użyciu soli metali wielowartościowych, tj. glinu, żelaza, wapnia. Proces ten wymaga zastosowania odpowiednich urządzeń i zbiorników, które umożliwiają przygotowanie roztworów koagulantów i ich dozowania do ścieków, jak: zbiorniki zarobowe, dawkowniki oraz pompy dozujące. Proces koagulacji objętościowej w pierwszej fazie wymaga dobrego wymieszania w celu kontaktu zanieczyszczeń z jonami metali, co prowadzi do destabilizacji cząstek koloidów, a następnie w drugiej fazie - flokulacji - do wytworzenia kłaczków osadu oraz wiązania fosforanów i strącania zawiesin. Trzecia faza separacji osadu odbywa się metodą filtracji w filtrach, sedymentacji w osadnikach np. z przepływem pionowym o dnie lejowym lub metodą flotacji ciśnieniowej we flotatorach. Poprawę efektywności flokulacji można uzyskać metodą koagulacji kontaktowej z wykorzystaniem osadu zawieszonego lub koagulacji powierzchniowej na złożach filtrów pośpiesznych np. żwirowych, w których cały proces koagulacji odbywa się na powierzchni wypełnienia złoża.
Koagulację chemiczną inicjuje się za pomocą koagulantów dozowanych do ścieków - soli glinu lub żelaza, albo poprzez roztwarzanie metali w procesie elektrokoagulacji znanym sposobem - po doprowadzeniu prądu elektrycznego do elektrod. Źródłem metali w roztworze może być także ogniwo elektrochemiczne (korozyjne), które tworzą dwa elementy zanurzone w elektrolicie, zbudowane z metali różniących się standardowymi potencjałami elektrochemicznymi. Przez ogniwo przepływa prąd, przy czym w strefie anodowej następuje utlenianie, uwalnianie elektronów i kationów metali, a na katodzie redukcja. Koagulację chemiczną w wyniku procesu roztwarzania metali można usprawnić poprzez użycie ogniw elektrochemicznych zbudowanych z elektrod węglowych - katod oraz anod z protektorowych stopów aluminiowych jak pokazano w zgłoszeniu polskiego wynalazku nr P.398207A.
W polskim zgłoszeniu wynalazku PL385558 pt. „Wypełnienie aktywne” opisano urządzenie, w którym wykorzystano bezprądowe roztwarzanie metali z elementów wypełnień aktywnych w oparciu o zjawisko korozji elektrochemicznej do wspomagania biologicznego procesu oczyszczania ścieków, w tym do usuwania fosforu. Przy czym wypełnienie złoża stanowią granulaty z tworzyw sztucznych zawierających aluminium i miedź. Wypełnienie aktywne ze złomu stalowego i aluminiowego znane jest z pracy pt. „Przemiany zanieczyszczeń ścieków w reaktorze z wypełnieniem stalowym i aluminiowym”. Ochrona Środowiska, 4/24, s. 31-36, 2004.
Powszechnie znanym sposobem oczyszczania ścieków jest koagulacja w wyniku roztwarzania żelaza ze stali w formie rozdrobnionej w postaci wiórów lub opiłków (Zero Valent Iron - ZVI) (Ground Water 1994, 32(6), 958-957; Environ. Sci. Techno/., 1996, 30 (1), 153-160). Proces korozji stali zachodzi w wyniku procesów mikroelektrolizy podczas kontaktu złoża z elektrolitem, jaki stanowią ścieki. Wysoki stopień rozdrobnienia stali gwarantuje dużą powierzchnię właściwą złoża i tym samym niezliczoną ilość miejsc korozyjnych - mikroogniw, w których zachodzą procesy katodowe oraz anodowe. Najważniejsze czynniki wpływające na szybkość procesów korozji to: rodzaj i powierzchnia stali, stężenie rozpuszczonego tlenu, przewodnictwo elektrolitu oraz pH.
Metodę ZVI ze złożem w postaci zanurzonych pakietów wiórów stalowych z domieszką 0,1% Cu wykorzystano do oczyszczania ścieków komunalnych w pełnej skali (Environ. Sci. Techno/ 2008, 42, 5384-5389). W efekcie przepływu ścieków przez złoże stalowe i infiltracji zapewniono stały kontakt z elektrolitem i przebieg procesu mikroelektrolizy. Proces ten jest intensyfikowany w warunkach tlenowych np. w efekcie wymuszonego napowietrzania ścieków aeratorem drobnopęcherzykowym umieszczonym poniżej pakietu złoża (Procedia Environ. Sciences 10 (2011), 1154-1158). Przykładami nowych wynalazków do oczyszczania ścieków z wykorzystaniem złoża mikroelektrolitycznego mogą być różnego typu urządzenia usprawniające proces. W opatentowanym wynalazku CN106865702 podwieszone złoże mikroelektrolityczne zasilane jest ściekami hydraulicznym systemem rozprowadzania oraz układem gazowym umieszczonym w dolnej części reaktora.
Przeznaczony do wstępnego oczyszczania ścieków opatentowany system CN103922520 złożony z 2 reaktorów i krążącego wewnątrz nich złoża fluidalnego do mikroelektrolizy, w którym wyróżniono strefy osadzania i rozdziału, reakcji i separacji złoża od ścieków.
Wynalazek CN103754991 przedstawia cylindryczny reaktor z pokrywą oraz złożem żelazowo-węglowym i rurą z mikroporami zasilającą złoże od wewnątrz. Złoże jest napowietrzane i przepłukiwane ściekami, a płytka filtracyjna umieszczona jest tak, że służy jako podpora złoża i umożliwia odpływ ścieków dolnym krańcem reaktora.
Inne rozwiązania techniczne do oczyszczania ścieków z wykorzystaniem mikroelektrolizy w reaktorach cylindrycznych ze złożem żelazowo-węglowym prezentują poniższe wzory użytkowe.
CN202558680 - Zbiornik z cylindrem wewnątrz, pompą recyrkulacyjną i pompą do wstecznego płukania złoża węglowo-żelazowego i rurociągiem do napowietrzania. CN204162481 - Urządzenie do oczyszczania ścieków w drodze filtracji i mikroelektrolizy tworzy reaktor z wypełnieniem złoża mikroelektrolitycznego z wielopoziomową komorą reakcyjną zaprojektowaną tak, że cząstki złoża zmniejszają się w głąb wypełnienia.
CN202744368 - Urządzenie do obróbki ścieków metodą mikroelektrolizy złoża węglowo-żelazowego o kształcie cylindrycznym zakończonym stożkiem u dołu. Wewnątrz cylindra znajduje się rura perforowana rozprowadzająca ścieki i powietrze w wypełnieniu złoża.
Według wynalazku koagulator do oczyszczania ścieków charakteryzuje się tym, że w zbiorniku zewnętrznym umieszczony jest zbiornik środkowy, a w nim zbiornik wewnętrzny reakcyjny z wypełnieniem złoża mikroelektrolitycznego na dnie i otworami na górze tego zbiornika. Zbiornik zewnętrzny połączony jest ze zbiornikiem wewnętrznym poprzez pompę i aerator przewodem hydraulicznym, którego wylot korzystnie zakończony dyszą, znajduje się przy dnie zbiornika wewnętrznego. Wypełnieniem złoża mikroelektrolitycznego są cząstki ze stali niestopowej, najkorzystniej w postaci opiłków lub wiórów lub cząstki ze stali niestopowej z domieszką węgla lub miedzi.
Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się zwartą konstrukcją oraz potencjalnie wysoką efektywnością oczyszczania ścieków pod względem redukcji ładunku ChZT, fosforu i zawiesin. O efektywności procesu oczyszczania za pomocą koagulatora decydują korzystne parametry technologiczne jak: krótki czas zatrzymania w porównaniu z reaktorami biologicznymi, wysoka wydajność oczyszczania przy niskim zapotrzebowaniu na energię i małej objętości zbiorników. Konstrukcja koagulatora umożliwia koagulację i flokulację w zbiorniku wewnętrznym - reakcyjnym dzięki złożu mikroelektrolitycznemu. Samoczynnie zachodzące procesy elektrolizy dostarczają jonów żelaza i eliminują konieczność stosowania dodatkowych zbiorników dla koagulantów oraz urządzeń dozujących. Konstrukcja umożliwia również łatwą eksploatację, wymianę zbiornika reakcyjnego lub uzupełnianie wypełniania złoża. Podwójny układ zbiorników służy natomiast do flokulacji i separacji osadu pokoagulacyjnego. Zastosowanie mechanicznego systemu natleniania w postaci aeratora intensyfikuje proces mikroelektrolizy w złożu stalowym oraz umożliwia przebieg procesów częściowego utleniania. Urządzenie zostało zaprojektowane głównie do oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych oraz jako element podczyszczalni ścieków charakteryzujących się wysokim ładunkiem ChZT, fosforanów, dużą zawartością zawiesin i cząstek koloidalnych (ścieki mleczarskie, z ubojni i masarni, barwnikarskie itp.).
Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w schemacie ogólnym.
Koagulator do oczyszczania ścieków składa się ze zbiornika zewnętrznego 1, w którym umieszczony jest zbiornik środkowy 2, a w nim zbiornik wewnętrzny reakcyjny 3 z wypełnieniem 4 złoża mikroelektrolitycznego umieszczonym na dnie zbiornika i otworami 5 na górze zbiornika. Zbiornik zewnętrzny 1 połączony jest ze zbiornikiem wewnętrznym - reakcyjnym 3 poprzez zawór trójdrożny 6, pompę 7 i aerator 8, przewodem hydraulicznym 9 zakończonym dyszą 10. Zbiornik zewnętrzny 1 wyposażony jest w dolnej części w zawór spustowy 11.
Ścieki bytowo-gospodarcze, w ilości 75 dm3, zatłaczane pompą 7 ze zbiornika zewnętrznego 1 z prędkością 5 dm3/min przez zawór trójdrożny 6 są natleniane za pomocą aeratora 8 z wydajnością napowietrzania 5 dm3/min i następnie przewodem hydraulicznym 9 wypływają dyszą 10 pod ciśnieniem, przy dnie zbiornika wewnętrznego - reakcyjnego 3 o objętości 5 dm3, w którym znajduje się wypełnienie złoża mikroelektrolitycznego 4 w postaci odpadowych wiórów stalowych ze skrawania, o masie 3 kg. Po kontakcie z wypełnieniem złoża ścieki wraz z produktami hydrolizy żelaza i wytrąconymi i zaadsorbowanymi cząstkami zanieczyszczeń wypływają przez otwory 5 w górnej części zbiornika wewnętrznego do zbiornika środkowego 2 o objętości 75 dm3. Tu następuje dalszy etap wzrostu kłaczków, separacja
PL 242571 Β1 zawiesin łatwoopadających i sedymentacja. Ścieki przepływają w górę zbiornika środkowego, a wytrącone cząstki sedymentują na dno, skąd nagromadzony osad może zostać hydraulicznie usunięty. Ścieki wypływają górnym brzegiem cylindrycznego zbiornika środkowego 2 i spływają po zewnętrznej ścianie w dół do zbiornika zewnętrznego 1. Po 2 godzinach cyrkulacji ścieki odpływają przez zawór spustowy 11, a kolejna porcja ścieków oczyszczonych w osadniku wstępnym o parametrach podanych w tabeli 1 w ilości 75 dm3 jest zatłaczana pompą 7 przez zawór trójdrożny 6.
Tabela 1.
Charakterystyka ścieków dopływających do koagulatora
Parametr ChZT BZTs Fosfor ogólny Azot ogólny Zawiesiny ogólne pH Przewodność
[mg/dm3] 485 320 10,5 54 130,0 7,9 896 pS/cm
Zastrzeżenia patentowe

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Koagulator do oczyszczania ścieków składający się ze zbiornika z wypełnieniem znamienny tym, że w zbiorniku zewnętrznym Q) umieszczony jest zbiornik środkowy (2), a w nim zbiornik wewnętrzny reakcyjny (3) z wypełnieniem złoża mikroelektrolitycznego (4) na dnie i otworami (5) na górze zbiornika, przy czym zbiornik zewnętrzny Q) połączony jest ze zbiornikiem wewnętrznym (3) poprzez pompę (7) i aerator (8) przewodem hydraulicznym (9), którego wylot korzystnie zakończony dyszą, znajduje się przy dnie zbiornika wewnętrznego (3).
  2. 2. Koagulator według zastrzeżenia 1 znamienny tym, że wypełnieniem złoża mikroelektrolitycznego (4) są cząstki ze stali niestopowej, najkorzystniej w postaci opiłków lub wiórów, lub cząstki ze stali niestopowej z domieszką węgla lub miedzi.
PL426089A 2018-06-27 2018-06-27 Koagulator do oczyszczania ścieków PL242571B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL426089A PL242571B1 (pl) 2018-06-27 2018-06-27 Koagulator do oczyszczania ścieków

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL426089A PL242571B1 (pl) 2018-06-27 2018-06-27 Koagulator do oczyszczania ścieków

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL426089A1 PL426089A1 (pl) 2020-01-02
PL242571B1 true PL242571B1 (pl) 2023-03-13

Family

ID=69160779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL426089A PL242571B1 (pl) 2018-06-27 2018-06-27 Koagulator do oczyszczania ścieków

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL242571B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL426089A1 (pl) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Makwana et al. Continuous electrocoagulation process for the post-treatment of anaerobically treated municipal wastewater
CN207933226U (zh) 一种工业废水处理系统
US20210323853A1 (en) Plasma denitrification device and operating method thereof
CN104797535A (zh) 电化学处理工业废水和饮用水的方法和装置
Aryanti et al. Integrated electrocoagulation-tight ultrafiltration for river water decontamination: the influence of electrode configuration and operating pressure
CN104787926A (zh) 污水处理系统及污水处理方法
CN116216990A (zh) 一种垃圾渗滤液电化学处理系统
Nguyen et al. Enhanced phosphorus and COD removals for retrofit of existing sewage treatment by electrocoagulation process with cylindrical aluminum electrodes
CN112624510A (zh) 污水深度处理组合装置和工艺
Nugroho et al. Slaughterhouse wastewater treatment by electrocoagulation process
CN112520913A (zh) 一种电絮凝处理难降解有机废水预处理工艺
CN105152471A (zh) 一种难降解有机废水的组合处理工艺
CN110436687A (zh) 一种适合工业循环水的零排放系统和方法
CN202400888U (zh) 一种高级氧化处理污水的装置
CN210855619U (zh) 一种含盐有机废水电催化氧化耦合预处理装置
CN210438549U (zh) 一种电镀废水处理装置
PL242571B1 (pl) Koagulator do oczyszczania ścieków
CN104817217B (zh) 一种臭氧预氧化水处理设备及其水处理方法
CN111908723A (zh) 一种甲基硫菌灵废水处理系统
CN204999771U (zh) 一种难降解废水的处理系统
Giwa et al. Introducing membrane specie permeability coefficient and economic assessment of polycomposite membrane bioreactor integrated with electric field
CN216039059U (zh) 一种序批式电絮凝装置
JP4237582B2 (ja) 余剰汚泥減量装置及び方法
CN221777702U (zh) 一种基于电催化耦合混凝沉淀的含盐废水深度处理系统
CN106587495A (zh) 一种工业污水的处理方法