Przedmiotem wynalazku niniejszego jest sposób przeróbki wód sciekowych, któ¬ ry polega na wydzielaniu z nich materia¬ lów gnijacych. Wedlug wynalazku do sci¬ nania materialów zawieszonych w wodach uzywa sie mulu otrzymywanego podczas przeróbki wraz ze zwiazkiem zelaza lub metalu trójwartosciowego. Regulowanie wartosci p H wody sciekowej moze byc u- skuteczniane wedlug wynalazku za pomo¬ ca zasadowego srodka reagujacego, np. wapna, dzieki czemu osiaga sie korzystne osadzanie sie mulu, jako tez latwe odsacze¬ nie go. Wynalazek niniejszy nadaje sie zwlaszcza do zastosowania w pierwszym okresie sposobu przeróbki wód sciekowych sposobem opisanym w patencie Nr 22 311, Wody sciekowe zawieraja materialy gnijace, skladajace sie z wegla, wodoru, siarki, w postaci rozmaitych zwiazków nie¬ rozpuszczalnych w wodzie i tworzacych zawiesiny oraz zwiazków rozpuszczalnych.Przy oczyszczaniu wód sciekowych nieroz¬ puszczalne czastki o duzych wymiarach lub wielkim ciezarze oddziela sie za pomo¬ ca sit. Osadzanie zawiesin gnijacych po¬ zostajacych w wodach sciekowych po prze¬ saczeniu przez sito jest rzecza nadzwyczaj trudna. Zwykla woda sciekowa w duzych miastach zawiera na jeden milion czesci wody sciekowej przecietnie 150 do 200 czesci materialów stalych w postaci roz¬ puszczonej lub w postaci drobnej zawiesi¬ ny, przy czym wymienione zawiesiny znaj-duja sie' w wódach ptzfewaznie w postaci koloidalnej. Materialy te skladaja sie ze zwiazków pojedynczych i zespolonych po¬ wstajacych z rozkladu protein.Przy zastosowaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku niniejszego osiaga sie korzystniej¬ sze wydzielanie zawiesin materialów gni¬ jacych przez scinanie ich w postaci plat¬ ków lub mulistego osadu. Stwierdzono, ze wydzielanie tych materialów zostaje przy¬ spieszone i przeprowadzone z wieksza wy¬ dajnoscia, jezeli podczas scinania zawiesi¬ ny stosuje sie przewietrzanie wód scieko¬ wych w obecnosci zwiazku metalu, np. ze¬ laza lub glinu, oraz w obecnosci pewnej ilosci mulu otrzymywanego z wód pod¬ czas poprzednich ich przeróbek. Jest rzecza korzystna stosowanie jednego zwiazku ze¬ laza lub glinu lub tez wiekszej liczby ta¬ kich zwiazków. Jako zwiazki tego rodzaju nadaja sie siarczan zelazawy, siarczan ze¬ lazowy lub siarczan glinu albo tez miesza¬ niny wymienionych zwiazków.W najkorzystniejszej postaci wykona¬ nia sposobu wedlug wynalazku do wody sciekowej dodaje sie mulu na poczatku przewietrzania lub tez wkrótce po dopro¬ wadzeniu wody sciekowej do zbiornika, w którym dokonywane jest przewietrzanie.Zwiazku metalu mozna dodawac w dowol¬ nym okresie przewietrzania. Przy stosowa¬ niu siarczanu zelazawego lub siarczanu glinu jest rzecza konieczna dodawanie te¬ go zwiazku w przyblizeniu na 2 — 15 mi¬ nut przed ukonczeniem przewietrzania.Przy zastosowaniu siarczanu zelazowego nalezy dodawac go w przyblizeniu na 10 :— 30 minut przed ukonczeniem przewietrza¬ nia.Wydajnosc zabiegu wydzielania zawie¬ sin zwieksza sie, jezeli po dodaniu siar¬ czanu zelazawego lub siarczanu glinu sto¬ suje sie przewietrzanie jedynie w czasie rozpuszczania tych soli w wodzie. Czas trwania przewietrzania moze byc rozmaity.Aby osiagnac wyniki korzystne, nalezy stosowac przewietrzanie w przyblizeniu w ciagu pól godziny lub krótszego czasu, pod¬ czas gdy przedluzenie czasu powyzej pól godziny nie wykazuje zadnych korzysci.Jezeli wartosc pH wody sciekowej wy¬ nosi w koncu okresu przewietrzania 7 lub ponizej tej wartosci, a pozadana jest war¬ tosc pH wieksza niz 7, mozna dodawac przed ukonczeniem napowietrzania zwiaz¬ ku zasadowego, np. wapna, w ilosci wy¬ starczajacej do osiagniecia pozadanej war¬ tosci pH. Zwykle regulowanie wartosci pH wody sciekowej za pomoca alkaliów nie jest rzecza,konieczna, poniewaz okazalo sie, iz osiaga sie dostateczny stopien osa¬ dzania i oczyszczania przy wartosci pH znacznie nizszej niz 7. Jezeli zas z jakie¬ gokolwiek powodu jest rzecza konieczna lub pozadana domieszka zwiazku zasado¬ wego, dodaje sie tego zwiazku po do¬ mieszce zwiazku metalu i dokladnym wy¬ mieszaniu tego zwiazku w wodzie. Po prze¬ wietrzeniu doprowadza sie wode do osadni¬ ka ponizej warstwy osadzonego juz mulu.Woda plynie wiec poprzez te warstwe w gó¬ re i odplywa z osadnika wraz z pewna ilo¬ scia materialów unoszacych sie w tej wo¬ dzie. Ilosc ta jest tak mala, iz nie posiada znaczenia w praktyce.Przy najkorzystniejszym wykonywaniu sposobu wedlug wynalazku osadzony mul miesza sie w zbiorniku do przewietrzania z woda sciekowa, a mianowicie po odpo¬ wiednim przesaczeniu jej, po czym stosu¬ je sie przewietrzanie wody. Zbiornik do przewietrzania powinien byc wykonany tak, aby umozliwial ciagly przeplyw przera¬ bianej mieszaniny wody sciekowej i mulu od doplywowego konca zbiornika do jego konca odplywowego. Szybkosc przeplywu reguluje sie tak, iz okres czasu pomiedzy doplywem wody sciekowej a jej odplywem odpowiada w przyblizeniu jednej godzinie.Przewietrzanie jest dokonywane podczas calego okresu przeplywu wody przez zbior¬ nik do przewietrzania. — 2 —Podczas tego przeplywu dodaje sie/roz¬ puszczalnego, zwiazku zelaza, najkorzyst¬ niej _w postaci roztworu siarczanu zelazo¬ wego o stezeniu 50 g na 1 1. Zwiazek ten doprowadza sie do zbiornika w miejscu, którego oddalenie od otworu odplywowego jest takie, iz przeplyw mieszaniny pomie¬ dzy wymienionym miejscem a otworem od¬ plywowym wymaga w przyblizeniu od 2 do 15 minut. Szybkie rozdzielanie miesza¬ niny osiaga sie dzieki jej ruchom wytwa¬ rzanym przez przewietrzanie. Dzieki do¬ prowadzaniu tlenu sole zelazowe nie ule¬ gaja zmianie, podczas gdy przy stosowa¬ niu soli zelazawej, np. siarczanu zelazawe¬ go, doprowadzany tlen przeprowadza sole zelazawe w zelazowe.Doplywajaca woda sciekowa posiada zwykle wartosc pH wynoszaca w przyblize¬ niu 7 do 7.5. Podczas scinania jony metalu trójwartosciowego zostaja prawdopodobnie osadzone w postaci wodorotlenku zelazo¬ wego lub tez w postaci pojedynczych i ze¬ spolonych organicznych zwiazków zelazo¬ wych. Jony siarczanu zawarte w dodawa¬ nym siarczanie zelazowym posiadaja daz¬ nosc do zmniejszania wartosci pH ponizej 7. Temu zmniejszaniu zapobiega przewaz¬ nie przewietrzanie osadzonego mulu wpro¬ wadzanego z powrotem do przeróbki, dzie¬ ki czemu woda sciekowa po ukonczeniu dzialania siarczanu zelazowego posiada wartosc pH odpowiadajaca wartosci swie¬ zej wody sciekowej. W przyblizeniu calko¬ wita ilosc zelaza dodawanego w postaci siarczanu zelazowego zostaje stracona.Ilosc ta wraz z iloscia zelaza, zawartego w mule wprowadzanym z powrotem do prze¬ róbki, tworzy prawdopodobnie warstwe wodorotlenku zelazowego, która pochlania zawieszone materialy gnijace. Dzieki wpro¬ wadzaniu osadzonego mulu z powrotem do przeróbki, jak równiez przewietrzaniu osia¬ ga sie latwe stracanie zawieszonych sklad¬ ników wody sciekowej i ich osadzanie, przy. czym przewietrzanie powoduje utle¬ nianie sie wielkiej ilosci rozpuszczonych materialów gnijacych.Ilosc dodawanego zelaza zalezy od za¬ wartosci gnijacych materialów unoszacych sie w wodzie sciekowej. Przy przeróbce wód sciekowych pochodzacych z miast o- siaga sie korzystne scinanie i stracanie za¬ wieszonych czastek stalych dodajac 5 — 25 czesci zelaza (w postaci rozpuszczal¬ nych zwiazków) na jeden milion czesci wo¬ dy sciekowej. Zadowalajace wyniki osiaga sie, jezeli ilosc zelaza .wynosi ponizej 20 czesci. Przy przeróbce wód sciekowych z zakladów przemyslowych, np. mleczarn lub wytwórni konserw, jest rzecza konieczna doprowadzanie zelaza w ilosci 20 — 50 czesci na jeden milion czesci wody. Ilosc doprowadzanego powietrza powinna wy¬ nosic od 0,28 do 2.8 1 powietrza na 4.4 1 przerabianej wody sciekowej.Jezeli po dzialaniu siarczanu zelazowe¬ go pozadane jest regulowanie wartosci pH% przepuszcza sie przez wode sciekowa po¬ wietrze po dodaniu do niej srodka zasa¬ dowego w ilosci wystarczajacej do osia¬ gniecia wymaganej wartosci pH. Utrzymy¬ wanie wartosci pH powyzej 7 powoduje w pewnych przypadkach korzystniejsze osa¬ dzanie i przesaczanie. Jako srodek zasado¬ wy nadaje sie zwlaszcza wapno dzieki swej taniosci i wytwarzaniu gestych szybko osa¬ dzajacych sie platków. Wapna dodaje sie w postaci mleka wapiennego o stezeniu 50 g na 1 1 wody. Jezeli do wydzielania gnijacych materialów stosuje sie wymiane zasad za pomoca zeolitów, nalezy doda¬ wac wapna w takiej ilosci, aby osiagnac wartosc p H od 7.2 do 7.6.Po dodaniu wapna doprowadza sie wo¬ de sciekowa do zbiornika osadowego w niewielkiej odleglosci od dna tego zbiorni¬ ka. Woda plynie w góre przez warstwe o- sadzajacego sie mulu. Oczyszczona ciecz odplywa ze zbiornika, podczas gdy muli- sty osad odprowadza sie z dna zbiornika.W tym celu osad jest przesuwany po dnie — 3 —zbiornika za pomoca lopatek lub w podob¬ ny sposób. Ciecz znajdujaca sie powyzej warstwy osadu nie zawiera prawie wcale materialów gnijacych i moze byc poddana wymianie zasad sposobem wedlug patentu Nr 22311.Ze zbiornika do osadzania doprowadza sie pewna ilosc osadu mulistego do urza¬ dzenia, w którym osad zostaje zageszczo¬ ny, a reszte osadu odprowadza sie do zbiornika sluzacego do przewietrzania.Wode odplywajaca z osadnika miesza sie z woda odplywajaca z zageszczalnika i od¬ prowadza sie lub poddaje dalszej przerób¬ ce. Osad mulisty otrzymywany w zage* szezalniku i zawierajacy w przyblizeniu od 3 do 10% materialów stalych doprowadza sie czesciowo do zbiornika do przewietrza¬ nia, czesciowo zas do filtru w celu zmniej¬ szenia zawartosci wody w osadzie. Calko¬ wita ilosc osadu mulistego wprowadzona z powrotem do przeróbki pochodzi z osadni¬ ka lub z zageszczalnika, Mozna tez mie¬ szac osady z osadnika z osadem z zage¬ szczalnika. Ilosc osadu doprowadzanego do zbiornika do przewietrzania odpowiada w przyblizeniu 20 — 75% calkowitej ilosci osadu, moze byc jednak mniejsza lub wiek¬ sza. Ilosc osadu wprowadzanego z powro¬ tem nalezy regulowac tak, aby mieszanina wody sciekowej i osadu w zbiorniku do przewietrzania zawierala zawieszone ma¬ terialy gnijace w ilosci odpowiadajacej 2 — 8-iokrotnej ilosci materialów zawie¬ szonych w swiezej wodzie sciekowej.Materialy organiczne zawarte w prze¬ saczonym osadzie mulistym zostaja zni¬ szczone, np. przez spalanie. Do tego celu nadaje sie z korzyscia obracajacy sie piec cylindryczny skladajacy sie z komory do osuszania i z komory do spalania. Powie¬ trze przeplywa przez komory w kierunku przeplywu spalanych materialów i gazów.W komorze do osuszania stosuje sie tem¬ perature, która nie powoduje rozkladu i zweglania osadu, podczas gdy w komorze do spalania utrzymuje sie temperature 650° — 700°Cf która wystarcza do spale¬ nia materialów gnijacych. Jest rzecza ko¬ rzystna utrzymywanie temperatury ponizej 700°C, przez co zapobiega sie spiekaniu sie pozostalosci. Cieplo potrzebne do spalania otrzymuje sie przez spalanie osadu. War¬ tosc opalowa osadu jest tak duza, iz przy spalaniu stosowanie dodatkowego paliwa jest rzecza zbedna.Spalone pozostalosci traktuje sie kwa-: sem siarkowym w celu odzyskania siarcza¬ nu zelazowego stosowanego ponownie do przeróbki.Na rysunku przedstawiono schematycz¬ nie urzadzenie sluzace do wykonywania sposobu wedlug wynalazku.Wode sciekowa przeprowadza sie prze¬ de wszystkim przez sito (na rysunku nie przedstawione) o wielkich lub malych ocz¬ kach w celu wydzielenia czastek materia¬ lów stalych o duzych wymiarach lub du¬ zym ciezarze, po czym wode poddaje sie przeróbce sposobem wedlug wynalaz¬ ku.Do przewietrzania stosuje sie bardzo dlugi zbiornik. Woda sciekowa doplywa do tego zbiornika z jednego konca, a od¬ plywa z drugiego konca. Osadu mulistego, wprowadzanego z powrotem do przeróbki, dodaje sie do wody sciekowej podczas jej doplywu do zbiornika do przewietrzania, przy czym osad ten miesza sie z woda dzie¬ ki przepuszczaniu przez nia powietrza slu¬ zacego do przewietrzania. Szybkosc prze¬ plywu wody sciekowej przez zbiornik do przewietrzania reguluje sie tak, iz woda pozostaje w tym zbiorniku w przyblizeniu w ciagu jednej godziny. Roztwór siarcza¬ nu zelazowego wprowadza sie do zbiorni¬ ka do przewietrzania przewodem umie¬ szczonym w takiej odleglosci od przewodu odplywowego, aby woda przeplywala te odleglosc w ciagu 2 — 15 minut. W urza¬ dzeniu przedstawionym na rysunku siar¬ czan zelazowy doplywa przez wieksza _ 4 _liczbe przewodów rozmieszczonych wzdluz calego zbiornika. Jezeli dodawanie srodka zasadowego jest rzecza konieczna, to mle¬ ko wapienne doprowadza sie przewodem, który znajduje sie pomiedzy otworem do¬ plywowym do siarczanu a otworem od¬ plywowym do wody, a mianowicie w ta¬ kiej odleglosci od otworu doplywowego do siarczanu, aby przed domieszka mleka wa¬ piennego siarczan byl juz dokladnie wymie¬ szany z woda.Zbiornik 1 do osadzania jest zaopatrzo¬ ny w komore doplywowa 5 umieszczona wzdluz obwodu zbiornika w przyblizeniu na jednej trzeciej dlugosci jego obwodu.Otwór odplywowy 5' komory 5 znajduje sie w niewielkiej odleglosci od dna zbior¬ nika 1. Ciecz oczyszczona odplywa kory¬ tem 6 umieszczonym naprzeciw komory 5 wzdluz górnej krawedzi zbiornika w przy¬ blizeniu na V3 dlugosci jego obwodu. Lo¬ patki 7 doprowadzaja mul osadzajacy sie na dnie przewodu odplywowego 7' znaj¬ dujacego sie w czesci srodkowej dna. Jest rzecza zrozumiala, ze do wykonywania sposobu wedlug wynalazku nadaja sie równiez osadniki odmiennego ksztaltu.Stwierdzono, ze przy doprowadzaniu wody sciekowej w niewielkiej odleglosci od dna komory 5 ponizej warstwy osadzajacego sie mulu ciecz odplywajaca nie zawiera prawie wcale zawieszonych materialów gnijacych.Ze zbiornika 1 osad mulisty doprowa¬ dza sie za pomoca pompy 10 i przewodu 13 do zageszczalnika 2 zaopatrzonego w lo¬ patki 8 lub tez pewna ilosc osadu doply¬ wa do zageszczalnika 2, a reszta osadu — do zbiornika 3 do przewietrzania. Pompa 10 jest polaczona przewodem 11 z przewo¬ dem 12. Przewody 11 i 13 sa zaopatrzone w zawory sluzace do regulowania ilosci przeplywajacego osadu. Wode odplywaja¬ ca ze zbiornika 1 mozna mieszac z woda odplywajaca z zageszczalnika 2, a miesza¬ nine odprowadzac z urzadzenia lub podda¬ wac dalszej przeróbce na filtrze zeolito- wym.Pompa 14 doprowadza przewodem 15 pewna czesc osadu z zageszczalnika 2 do przewodu 12 polaczonego z koncem do¬ plywowym zbiornika 3. Przewody 15 i 16 sa zaopatrzone równiez w zawory sluzace do regulowania ilosci przeplywajacego mu¬ lu. Reszta mulu plynie przewodem 16 do filtru ssawczego 16\ a po przesaczeniu do urzadzenia, w którym przeprowadza sie o- suszanie i spalanie.Mul, doplywajacy z powrotem do zbior¬ nika 3 w ilosci 20 — 75% calkowitej ilosci mulu lub tez w ilosci mniejszej, wzglednie wiekszej, moze pochodzic ze zbiornika 1 lub z zageszczalnika 2 lub tez czesciowo ze zbiornika 1 i czesciowo z zageszczalnika 2.Urzadzenie do osuszania i spalania za¬ wiera obracajacy sie cylinder 17 do osu¬ szania, przez który przeplywaja wspólnie mul i gazy osuszajace. Gazy osuszajace doplywaja do cylindra 17 z komory do spalania 18, podczas gdy do komory 18 doprowadza sie mul osuszony, jak równiez gazy spalinowe z palnika olejowego 19 oraz odpowiednfa ilosc powietrza lub in¬ nego gazu umozliwiajacego spalanie mate¬ rialów organicznych i innych materialów palnych zawartych w mule. Mul nie spalo¬ ny w komorze 18 nagromadza sie w komo¬ rze 19, z której doprowadza sie go do lu^ gownicy 20 zaopatrzonej w ogrzewana oslo¬ ne. Pozostalosc lugownicy traktuje sie kwasem siarkowym doplywajacym ze zbiornika 21, przy czym stosuje sie ener¬ giczne mieszanie i, ewentualnie, ogrzewa¬ nie. Zawartosc lugownicy 20 plynie do wi¬ rówki 22, w której wydziela sie nadmiar kwasu siarkowego, a otrzymany produkt luguje sie woda. Pozostalosci nierozpu¬ szczalne przesacza sie i odprowadza prze¬ wodem 22\ podczas gdy roztwór siarczanu zelazowego nagromadza sie w komorze 23, z której odplywa przewodem 27 do zbior¬ nika 3. — 5 —Ponizsze zestawienie podaje srednie wyniki w ciagu jednego dnia otrzymywane przy próbach przeprowadzanych w ciagu 11 dni. Próby te wykonywano w celu po¬ równania wyników osiagnietych z jednej strony w razie zastosowania sposobu we¬ dlug wynalazku, a z drugiej strony w ra¬ zie zastosowania innego sposobu rózniace¬ go sie tym, ze osadu mulistego nie wpro¬ wadza sie z powrotem do obiegu, jak rów¬ niez wody nie przewietrza sie przed do¬ mieszka siarczanu zelazowego. Przy sto¬ sowaniu sposobu wedlug wynalazku do¬ prowadzano mul bezposrednio ze zbiorni¬ ka osadowego do zbiornika do przewietrza¬ nia w ilosci mniej wiecej 75%, przy czym mul ten zawieral w przyblizeniu 4% mate¬ rialów w postaci stalej. Przewietrzanie wykonywano bez przerwy w okresach jed- nogodzinowych, a siarczanu zelazowego dodawano w przyblizeniu na 5 minut przed ukonczeniem przewietrzania. Zapotrzebo¬ wanie biochemicznego tlenu (B. O. D.), ja¬ ko tez materialy zawieszone w wodzie, ze¬ lazo i wapno sa podane w czesciach na 1 milion czesci wody sciekowej. Woda znaj¬ dujaca sie w osadniku powyzej warstwy mulu, jako tez odprowadzana z tego osad¬ nika, byla zupelnie czysta. Sposób wedlug wynalazku jest oznaczony litera A, a spo¬ sób odmienny — litera B. Biochemiczne za¬ potrzebowanie tlenu ustalono podczas pie¬ ciodniowych prób przy stosowaniu zaszcze¬ pionej wody rozcienczajacej. lipiec 4. 5. 6. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 15. | 16.Doplywajaca swieza woda sciekowa B. 0. D. 385 290 260 290 425 240 340 415 335 220 280 Liczba zawie¬ szonych czastek w cieczy 280 312 140 372 484 276 280 495 352 232 260 Dodatki Zelazo A. B. 20 20 20 20 20 20 20 20 20 22 20 22 20 22 20 20 20 22 20 22 20 22 Wapno A. B. 0 0 0 0 0 10 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 Odplywajaca oczyszczona woda sciekowa B. O. D.A. B. 30 58 20 40 14 45 15 28 4 34 6 21 19 56 9 36 16 26 16 32 18 36 Liczba zawie¬ szonych czastek w cieczy | A. B. 18 17 12 16 8 10 20 26 6 8 8 7 18 20 10 12 12 14 10 8 14 10 | Przy zastosowaniu zamiast siarczanu zelazowego siarczanu zelazawego ilosc u- zytego tlenu byla mniejsza. Oprócz tego siarczan zelazawy jest tanszy od siarcza¬ nu zelazowego/Za pomoca siarczanu glinu osiaga sie wyniki odpowiadajace wynikom osiagnietym przy uzyciu siarczanu zelazo¬ wego. Mozna równiez stosowac mieszani¬ ny rozmaitych zwiazków. Osiagnieto, na przyklad, korzystne wyniki przez dodanie malej ilosci siarczanu glinu po uplywie jednej lub dwóch minut po dodaniu siar¬ czanu zelazowego. Ilosci siarczanu glinu odpowiadaly w przyblizeniu 10% ilosci siarczanu zelazowego. Dobre wyniki o- trzymuje sie równiez w razie dodawania roztworu zawierajacego 1 czesc siarczanu glinu na 10 czesci siarczanu zelazowego.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie zwlaszcza do przeróbki wód sciekowych pochodzacych z zakladów przemyslowych, jak tez wód odplywajacych z miast i do¬ mów mieszkalnych. PL