Przedmiotem wynalazku jest sposób natleniania scieków oraz urzadzenie do natleniania sciekpw stosowane w miejskich oczyszczalniach sciekówi podobnych.Znane sa sposoby oczyszczania scieków z uzyciem osadu czynnego polegajace na biologicznym rozpadzie substancji organicznych zawartych w sciekach. Wymaga to warunków tlenowych, uzyskiwanych zwykle przez stosowanie otwartego napowietrzania dla absorbowania tlenu w sciekach, z otaczajacego powietrza. Chociaz tego rodzaju sposoby sa ze skutkiem stoswane od wielu lat, wystepuja okreslone granice szybkosci i sprawnosci takich sposobów. Na przyklad, szybkosc absorpcji tlenu w wodzie i najwieksze stezenie tlenu, jakie mozna osiagnac, podlegaja wyraznym ograniczeniom. W wyniku ciagle zwiekszajacych sie potrzeb z zakresu lepszego oczyszczania scieków dla ochrony srodowiska, mozna zaobserwowac zwiekszenie ilosci oczyszczalni, co zwiazane jest z wielkimi nakladami finansowymi i z duzymi stratami energii wystepujacymi w eksploatacji tego rodzaju urzadzen.Dotychczas znany byl sposób przyspieszania procesu oczyszczania scieków metoda osadu czynnego, przez zastapienie powietrza z otoczenia, atmosfera wzbogacona w tlen, jako osrodka dla utrzymania warunków tlenowych w komorze napowietrzajacej. Tego rodzaju sposób jest opisany w artykule „Napowietrzanie za pomoca atmosfery zawierajacej duze stezenie tlenu, w procesie oczyszczania metoda osadu czynnego", przez Harolda E. Babbita, który zostal opublikowany w czasopismie „Wastes Engineering", w maju 1952 r. str. 258-259. W powyzszym artykule opisano sposób natleniania scieków, w którym nad czescia górna zbiornika napowietrzajacego, wytwarza sie gazoszczelna oslone, przy czym w przestrzeni miedzy powierzchnia scieków i pokrywa zbiornika utrzymuje sie atmosfere wzbogacona w tlen. Gaz zasilajacy zawiera 95% tlenu i jest wprowadzany do zbiornika napowietrzajacego za pomoca zanurzonego urzadzenia napowietrzajacego, a gaz napowietrzajacy jest zbierany w przestrzeni glównej i jest recyrkulowany za pomoca sprezarki do urzadzenia napowietrzajacego. Chociaz powyzszy sposób umozliwia uzyskanie wysokich poziomów stezenia zaabsorbowane¬ go tlenu, w dopuszczalnych okresach czasu, gromadzenie sie duzych ilosci gazu napowietrzajacego wzbogaconego w tlen, w glównej przestrzeni zbiornika napowietrzajacego, stwarza powazne niebezpieczenstwo.2 92 389 Bardziej nowe, podobne sposoby oczyszczania scieków, z zastosowaniem atmosfery wzbogaconej w tlen, w przestrzeni glównej zbiornika napowietrzajacego zaopatrzonego w pokrywe, z mieszadlami mechanicznymi dla dynamicznego mieszania tlenu ze sciekami, opracowano w celu sprawniejszego wykorzystania tlenu.Znane sa takze z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych nr 3547811,3547812,3547813,3547814 i 3547815, Sposoby i urzadzenia, które wymagaja utrzymania atmosfery wzbogaconej w tlen, w ogromnej przestrzeni glównej zbiornika z pokrywa, tym samym dostarczajac obfitego zródla gazu, podtrzymujacego spalanie. Ponadto, przez zastosowanie mieszadel mechanicznych, które stanowia wirniki osadzone na walach, powaznie wzrasta mozliwosc wytworzenia iskry, która moze wzniecic pozar lub wybuch w tego rodzaju atmosferze wzbogaconej w tlen.Znane jest takze z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3503593 urzadzenie do napowietrzania powierzchniowego w zanurzonej komorze, dla absorpcji gazu. takiego jak powietrze w cieczy.Dzieki wprowadzeniu powietrza pod cisnieniem w komorze tworzy sie przestrzen powietrza, która stwarza mniejsze niebezpieczenstwo niz atmosfera wzbogacona w tlen. Nie mniej powstaje wysoki koszt energii wymaganej dla absorpcji tlenu wprowadzonego do cieczy, takiej jak scieki.Znane jest równiez z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3476366 i 3643403 urzadzenie, w którym nastepuje wprowadzanie pecherzyków gazu do cieczy plynacej do dolu w zanurzonym leju. Dzialajace w kierunku do góry sily wyporu hydrostatycznego i skierowane do dolu sily przyciagania, powoduja zwiekszenie czasu zetkniecia sie pecherzyków gazu z ciecza. Nie mniej jednak tego rodzaju rozwiazanie wykazuje niedostateczne mieszanie cieczy, odprowadzanej z tego leja, z otaczajaca duza masa cieczy, jak tego wymaga sposób oczyszczania metoda osadu czynnego. Ponadto, tego rodzaju procesy absorpcji, w duzym stopniu opieraja sie na zetknieciu sie cieczy z gazem dla uzyskania przenikania masy, które niekoniecznie musi wystepowac w sposobie wydajnym dla zastosowan praktycznych.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu, który nie ma wad i niedogodnosci sposobów stosowanych dotychczas. Dalszym celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia do natleniania scieków.Cel wynalazku zostal osiagniety przez to, ze scieki wprawia sie w ruch burzliwy i doprowadza sie gaz natleniajacy, przy czym scieki absorbuja tlen, nastepnie natlenione scieki przesyla sie do strefy spokojnej w komorze dla wytlumienia ruchu burzliwego i zmniejszenie predkosci przeplywu scieków dla umozliwienia uwalniania sie gazu natleniajacego porwanego przez natlenione scieki, po czym przy zwiekszonej predkosci natlenione scieki doprowadza sie do masy surowych scieków dla mieszania scieków natlenionych ze sciekami surowymi.Cel wynalazku zostal osiagniety równiez przez to, ze urzadzenie zawiera komore, majaca wlot dla doprowadzania scieków przeznaczonych do natleniania w tej komorze, srodki do mieszania statycznego dla wprawiania scieków w ruch burzliwy i zetkniecia scieków z gazem zawierajacym tlen, tak aby tlen ulegl absorpcji w sciekach znajdujacych sie w ruchu burzliwym, przestrzen gromadzenia cieczy dostosowana do odbioru natlenionych scieków i mieszania statycznego w celu wytlumienia ruchu burzliwego i zmniejszenia predkosci scieków, dla umozliwienia uwodnienia sie niezaabsorbowanego tlenu z tych scieków oraz elementy dla wypuszczania natlenionych scieków z komory z okreslona charakterystyka przeplywu i z predkoscia wieksza od predkosci scieków w przestrzeni gromadzenia cieczy.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku pozwala na szybkie i sprawniejsze absorbowanie tlenu w sciekach, dla przyspieszenia biologicznego rozpadu substancji organicznej. Zwieksza to przepustowosc kazdego zakladu oczyszczania i zmniejsza koszt jednostkowy oczyszczania scieków.Zmniejszenie kosztów mozna osiagnac stosujac tlen lub powietrze wzbogacone tlenem. Dla utrzymania minimalnych kosztów oczyszczania, tlen nalezy stosowac w takich ilosciach, aby duza jego ilosc ulegla absorpcji i zostala zatrzymana w sciekach.Urzadzenie do oczyszczania scieków za pomoca absorpcji tlenu, zawiera obudowana komore, dostosowana do umieszczenia w masie scieków, majaca wlot do wpuszczania surowych scieków do komory, oraz elementy utleniajace, przy czym komora jest wyposazona w wylot dla odprowadzania natlenionych scieków do masy scieków przy okreslonej predkosci i kierunku tak, ze natlenione scieki ulegaja rozcienczeniu w masie scieków, a poziom stezenia absorbowanego tlenu w masie scieków zwieksza sie.Wedlug niniejszego wynalazku opracowano konstrukcje urzadzenia do natleniania wedlug wynalazku oraz komore majaca wlot i wylot, a miedzy nimi strefe natleniania. Urzadzenie to mozna umiescic w zbiorniku lub w masie wody poddawanej natlenianiu wzglednie przylegle do zbiornika. Wode poddawana natlenianiu pobiera sie z glównej masy wody i wprowadza do urzadzenia przez wlot a po natlenieniu odprowadza sie z wylotu do tej samej masy, skad byla pobierana, albo do drugiej masy dla zmieszaniajej i rozcienczenia.Natlenianie odbywa sie w urzadzeniu, za pomoca przepuszczania strumienia doprowadzonej wody przez92 389 3 przestrzen gromadzenia gazu wzbogacona w tlen a nastepnie przez uderzenia o powierzchnie wody, przylegla do tej przestrzeni gazowej, w strefie ruchu burzliwego. Odpowiednio dobiera sie parametry, dla zapewnienia wystarczajacego okresu trwania przebywania strumienia w strefie ruchu burzliwego, nastepnie strumien wplywa do strefy bardziej spokojnej, która umozliwia uwalnianie sie niezaabsorbowanego tlenu z wody i powrót tego tlenu do przestrzeni gromadzenia gazu dla ponownego zuzytkowania tego tlenu. Nastepnie woda zawierajaca duze stezenie zaabsorbowanego tlenu wyladowuje sie kierunkowo z okreslona predkoscia z urzadzenia, powodu¬ jac, ze odprowadzona woda miesza sie dokladnie z glówna masa scieków w zbiorniku, z którego zostaje odbierana.W korzystnym przykladzie wykonania woda dostajaca sie do urzadzenia jest tloczona pompa przez kanal podobny do syfonu przelewowego i nad przegrode, dla spowodowania swobodnego splywu przez przestrzen gazowa, zawierajaca bogaty w tlen gaz pod odpowiednim cisnieniem utrzymywanym w urzadzeniu. Po uderzeniu o powierzchnie wody, przy podstawie, splywu, burzliwy strumien mozna skierowac za pomoca odpowiednich przegród ze strefy splywu do strefy bardziej spokojnej, w celu oddzielenia i odzyskania niezaabsorbowanego tlenu. / Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia urzadzenie do natleniania w przekroju wzdluznym, fig. 2 — urzadzenie z fig. 1, w przekroju poprzecznym, fig. 3 — urzadzenie z fig. 1, w widoku z góry, fig. 4 — inne rozwiazanie urzadzenia do natleniania, wedlug wynalazku, w przekroju wzdluznym, fig. 5 — dysze w przekroju, fig. 6 — wykres zuzycia tlenu w odniesieniu predkosci przeplywu powierzchniowego scieków w urzadzeniu do natleniania wedlug wynalazku, fig. 7 —jeszcze inne rozwiazanie urzadzenia do natleniania wedlug wynalazku, w przekroju wzdluznym, fig. 8 — wykres poziomów stezenia zaabsorbowanego tlenu, w sciekach oczyszczanych za pomoca urzadzenia do natleniania wedlug wynalazku oraz fig. 9 — wykres predkosci scieków w zbiorniku oczyszczajacym wedlug wynalazku.Na fig. 1 przedstawiono urzadzenie do natleniania scieków, które mozna zastosowac w sposobie oczyszcza¬ nia scieków z osadem czynnym. W tym sposobie scieki surowe doprowadza sie zwykle do osadnika wstepnego, w którym na dnie zbieraja sie latwo osadzajace sie czastki stale. Nastepnie scieki przeplywaja do zbiornika oczyszczajacego, dokad sa dostarczane wraz z osadem czynnym i tlenem zawartym w gazie zasilajacym, przy czym tlen ulega rozpuszczeniu w sciekach. W tym etapie procesu, polaczenie scieków i osadu czynnego jest czesto nazywane „lugiem posiarczynowym", lecz ze wzgledu na wygode bedzie sie stosowac równowazny termin „scieki". Po pozostawieniu scieków przez okres czasu, wystarczajacy do uzyskania zmniejszenia do wymaganego poziomu biochemicznego zapotrzebowania tlenu, scieki przesyla sie do odstojnika, w którym oczyszczona woda odciekowa ulega dekantacji i osadza sie osad czynny. W celu utrzymania odpowiedniego poziomu aktywnosci mikrobiologicznej, okreslona czesc zebranego osadu dostarcza sie z powrotem do zbiornika oczyszczajacego.Urzadzenie do natleniania 10 sklada sie z pary zasadniczo jednakowo oslonietych komór 11 i 11", które sa umieszczone w masie scieków 12. Zbiornik 13, przeznaczony do pomieszczenia scieków 12, moze stanowic konwencjonalny otwarty zbiornik do oczyszczania wtórnego i do odbioru wody odplywowej przeznaczonej do natleniania.Komora 11 jest umieszczona wewnatrz zbiornika 13 i za pomoca odpowiednich elementów wspornikowych jest zamocowana na nastawnych nogach 14. Górne krance komory 11 wystaja poza powierzchnie scieków 12, chociaz komora 11 moze byc calkiem zanurzona w zbiorniku. Dno komory 11 jest ustawione w pewnej odleglosci od dna zbiornika 13 tak, ze umozliwia wytworzenie w zbiorniku 13 okreslonych przeplywów natlenionych scieków. Urzadzenie do natleniania 10 jest zaopatrzone we wlot 15, w postaci rury, która jest umieszczona ponizej powierzchni scieków 12 oraz miedzy komorami 11 i 11'. Wewnatrz wlotu 15, w znany sposób jest osadzona pompa 17, która moze stanowic konwencjonalna pompa wirowa o przeplywie osiowym.Pompa 17 jest sprzegnieta zwalem silnika elektrycznego 16, zamocowanego nad poziomem scieków 12. W ten sposób strumien scieków 12 jest tloczony poprzez obszar podwyzszonego cisnienia 18 do komór 11 i 11\ Obszar podwyzszonego cisnienia 18 moze byc wykonany w postaci dwustronnego rozdzielacza strumienia cieczy, który jest wyposazony we wsporniki 19 dla sztywnego polaczenia dolnych czesci komór liii 1*. Górne czesci komór 11 i IV mozna wzajemnie polaczyc za pomoca wsporników 22. Komory 11 i 11* mozna takze umiescic na zewnatrz zbiornika 13 i dostosowac do pobierania scieków ze zbiornika 13 i odprowadzania natlenionych scieków do tego zbiornika.Komora 11, która jest calkowicie oslonieta, sklada sie z wlotu 20, strefy mieszania statycznego 24, przestrzeni 25 gromadzenia cieczy i przestrzeni 26 gromadzenia gazu oraz z wylotu 31. Wlot 20 komory 11, stanowi zasadniczo pionowy kanal, utworzony miedzy sciana zewnetrzna pionowa komory 11 i sciana dzialowa 21. W komorze 11 jest osadzona przegroda 23, która jest usytuowana w pewnej odleglosci równolegle do sciany4 92 389 dzialowej 21. Wierzcholkowa czesc przegrody 23 jest umieszczona w pewnej odleglosci od strony komory 11 a kraniec dolny przegrody 23 znajduje sie w pewnej odleglosci do poziomej czesci przegrody 27, ciagnacej sie od sciany dzialowej 21. Sciana dzialowa 21 i przegroda 23 tworza strefe 24 mieszania statycznego, która bedzie blizej objasniona w dalszym ciagu opisu.W górnych obszarach komory 11, dzieki wprowadzeniu gazu zasilajacego pod okreslonym cisnieniem i zawierajacego tlen, powstaje przestrzen 26 gromadzenia gazu. Wielkosc przestrzeni 26 a stad glebokosc cieczy w przestrzeni 25, wynika z cisnienia gazu dostarczanego przez wlot 29 do górnych obszarów komory 11. Gaz znajdujacy sie w przestrzeni 26 podczas pracy urzadzenia 10, sklada sie z gazu zasilajacego, tlenu uwolnionego ze scieków w przestrzeni 25 gromadzenia cieczy oraz z innych gazów, które wywiazaly sie ze scieków. Zatem, gaz znajdujacy sie w przestrzeni 26 gazu, bedzie dalej zwany „gazem natleniajacym". Polaczenie miedzy przestrzenia 26 gromadzenia gazu i strefa 24 mieszania statycznego, uzyskuje sie za posrednictwem przejscia 28, utworzonego miedzy stropem komory 11 i górnym krancem przegrody 23. Gaz zasilajacy doprowadzony do górnych obszarów komory 11, korzystnie stanowi gaz wzbogacony tlenem, zawierajacy co najmniej 40% tlenu. Wylot 30 sluzy do odprowadzania gazów odlotowych, takich jak azot, który jest usuwany ze scieków, w czasie ich natleniania i zbiera sie w przestrzeni 26 gromadzenia gazu. Korzystnie gdy wylot 30 jest umieszczony z dala od przestrzeni 26 gromadzenia gazu, poniewaz zapobiega to przedostawaniu sie do przwodów odprowadzajacych piany, która moze powstawac w trakcie natleniania scieków.W dolnych obszarach komór 11 i 11' przewidziano wylot do odprowadzania scieków natlenionych.Szczególne uksztaltowanie takiego wylotu, bedzie okreslone charakterystyka przeplywu,jaki ma byc utrzymany w sciekach 12 dla utrzymania czastek stalych czynnych (rozproszonych czastek stalych) w postaci zawiesiny i dla mieszania scieków natlenionych ze sciekami 12. Wymagana charakterystyka przeplywu scieków 12 jest dodatkowo uzalezniona od szczególnego ksztaltu zbiornika 13. Dla wytworzenia tego rodzaju charakterystyki przeplywu mozna stosowac zawór klapowy 31 lub dysze 33 lub ich polaczenie. Przewidziano nastawny zawór klapowy 31, który jest podwieszony, a korzystnie przebiega przy dnie komory 11. Podobny zawór klapowy przewidziano dla komory 1T, przy czym zawór ten jest podobnie usytuowany. Dolny koniec drazka regulacyjnego 32 jest polaczony z zaworem klapowym 31, przy czym górna czesc drazka 32 przechodzi przez uszczelniony otwór w stropie komory 11. Za pomoca recznego opuszczania lub podnoszenia drazka 32 regulacyjnego, uzyskuje sie zewnetrznie realizowane nastawianie wielkosci otworu zaworu klapowego 31, w wyniku czego reguluje sie szybkosc wyplywu natlenionych scieków odprowadzanych z komory 11.Komora 11 jest wyposazona w dysze 33 i uklad mechanicznej regulacji i ze wzgledu na zachowanie przejrzystosci rysunku, uklad ten przedstawiono na fig. 2. Dysza 33 moze zwykle zawierac dziobek ijest usytowana, zasadniczo na krótszej czesci dna komory 11, niz zawór klapowy 31. Natlenione scieki odprowadzane z komory 11 przez dysze 33 beda mialy wieksza szybkosc niz natlenione scieki odprowadzane przez zawór klapowy 31. Kierunek i wielkosc otworu dyszy 33 mozna regulowac dla uzyskania wymaganej charakterystyki przeplywu scieków 12.Na fig. 2 przedstawiono przyklad ukladu mechanicznego, umozliwiajacego zewnetrzna regulacje zaworu klapowego 31 i dyszy 33. Uklad mechaniczny przedstawiono jako polaczony z komora 11. Identyczny uklad (nie pokazany na rysunku) zastosowano do regulacji podobnego zaworu klapowego i dyszy w komorze 11\ Uklad regulacji dla dyszy 33 jest szczególnie dostosowany do otwierania dyszy i regulacji kierunku wyplywu przez operatora, z miejsca na zewnatrz komory 11 powyzej scieków 12. Mozna stosowac kazdy, nadajacy sie ksztalt dyszy. Uklad regulacji dla dyszy 33 zawiera rure 34 z przymocowana rekojescia 36, oraz drazek regulacyjny 34. Kierunkowosc dyszy 33 reguluje sie przez obracanie rekojesci 36 i tym samym rury 34, przy czym obracanie prowadzi sie w plaszczyznie poziomej, natomiast otwór dyszy 33 ustawia sie wylacznie za pomoca podnoszenia i opuszczania drazka 35, który kolejno otwiera i zamyka dziobek wyladowczy dyszy 33.W komorze 11 usytuowany jest zespól do dekompresji, który sklada sie z kielicha rurowego 37 oraz przewodu 39, którego wylot umieszczony jest w górnej czesci kielicha. Kielich rurowy 37 i przewód 39 sa umieszczone wokól rury 34, na okreslonym poziomie w przestrzeni 25 gromadzenia cieczy i tworza zamkniecie hydrauliczne, które w normalnych warunkach zabezpiecza calkowicie przed utlenianiem sie gazu z wylotu przewodu 39.W przypadku gdy cisnienie gazu nadtleniajacego, dostarczanego do górnych obszarów komory 11, jest wystarczajace do obnizenia poziomu scieków w przestrzeni 25 gromadzenia cieczy ponizej dolnego kranca przewodu 39, zamkniecie hydrauliczne przestaje istniec i dzieki temu gaz ulega odprowadzeniu i uzyskuje sie ograniczenie najwyzszego cisnienia dostarczanego gazu nadtleniajacego za pomoca odprowadzania tego gazu do otoczenia. Zamkniecie hydrauliczne stanowi ponadto przegrode dla pecherzyków, zapobiegajaca ucieczce pecherzyków gazu nadtleniajacego, przez przewód 39.92 389 5 Na fig. 3 przedstawiono komory 11 i 11' w widoku z góry. Przeplyw scieków 12, zwlaszcza przy ich powierzchni pokazano schematycznie strzalkami. Pompa 17 jest napedzana za pomoca silnika 16, w wyniku czego scieki 12 sa poddawane ssaniu i wciaganiu do przestrzeni miedzy komorami 11 i 11 \ Ma to miejsce przed przepompowywaniem scieków do komór 11 i 11*.Warunkiem sprawnego dzialania urzadzenia jest zwiekszenie do maksimum ilosci tlenu rozpuszczonego w sciekach, w odniesieniu do energii potrzebnej do realizacji tej czynnosci. Drugim warunkiem jest rozpuszczenie mozliwie jak najwiecej dostarczonego tlenu a zatem odprowadzenie minimalnej ilosci tlenu z urzadzenia. Tak wiec, im wiekszy jest procent zuzycia tlenu w urzadzeniu do natleniania, tym wieksza jest sprawnosc tego urzadzenia w przeliczeniu na zuzyty tlen i stad w przeliczeniu na koszt tlenu dostarczonego do urzadzenia. Trzeci warunek jest szczególnie istotny w odniesieniu do urzadzenia do natleniania, stosowanego w polaczeniu z oczyszczaniem scieków ze stosowaniem osadu czynnego, w którym dla umozliwienia usuwania substancji organicznych za pomoca dzialania bakterii, osad zawierajacy bakterie powinien byc utrzymywany w sciekach w postaci zawiesiny. Stosownie do tego, scieki, w zbiorniku napowietrzajacym powinny byc skutecznie mieszane, nie zwazajac na to, ze tego rodzaju mieszanie daje w wyniku zwiekszenia energii zuzytej na mieszanie, w przeliczeniu na ilosc tlenu rozpuszczonego w sciekach.Urzadzenie do natleniania 10, przedstawione na fig. 1 dziala w sposób nastepujacy: scieki 12 w zbiorniku 13 sa doprowadzane do wlotu 15 i za posrednictwem pompy 17 sa przepompowywane do obszaru podwyzszone¬ go cisnienia 18. Energia kinetyczna cieczy jest zatem przekazywana do scieków 12, które w obszarze podwyzszonego cisnienia 18 dziela sie, mniej wiecej na dwa jednakowe strumienie przeplywu i sa nastepnie tloczone w góre, przez wlot 20 komory 11 i przeplywaja nad górna krawedzia sciany dzialowej 21. Nalezy zaznaczyc, ze dzieki tloczeniu strumienia scieków w góre przez wlot 20, utrzymuje sie zamkniecie hydrauliczne miedzy przestrzenia 26, gromadzenia gazu w komorze 11 i pompa 17.Równoczesnie z wprowadzeniem scieków 12 do komory 11, przez wlot 29 doprowadza sie do górnycli obszarów komory 11 gaz zasilajacy pod cisnieniem zawierajacy tlen, przez co obniza sie poziom scieków w przestrzeni 25 gromadzenia cieczy do poziomu odpowiadajacego wielkosci cisnienia doprowadzanego gazu.Strefa 24 mieszania statycznego jest ograniczona sciana dzialowa 21 i przegrodami 23 i 27, przy czym szczególny rodzaj przedstawionej strefy statycznego mieszania stanowi splyw grawitacyjny. Zamiast strefy splywu grawitacyjnego mozna stosowac inne zespoly do mieszania, na przyklad strumienice patowa. Scieki przeplywaja nad wierzcholkiem sciany dzialowej 21 i potem spadaja pod dzialaniem sily ciezkosci, do strefy 24 uderzajac o znajdujace sie tam scieki. Uderzenie to powoduje powstanie silnej turbulencji sciekowo-gazowej i utworzenie wewnatrz strefy 24 mieszania kolumny piany. W wyniku uzyskania duzego stopnia turbulencji cieczy, pecherzyki gazu wprowadzajacego tlen, majac wzglednie duza powierzchnie, ulegaja calkowitemu zdyspergowaniu w cieczy. Ponadto, silna turbulencja w fazie cieklej przyczynia sie do zwiekszenia wielkosci przenikania masy na powierzchni granicy faz utworzonej pecherzykami, które powstaly w strefie 24.Waznym czynnikiem dla otrzymania maksymalnego wykorzystania gazu nadtleniajacego, dostarczanego do strefy 24 jest szybkosc przeplywu „powierzchniowego" wody przez strefe 24. Szybkosc przeplywupowierzch¬ niowego scieków mozna latwo obliczyc dzielac natezenie przeplywu przez pole przekroju miedzy sciana dzialowa 21 i przegroda 23. Stwierdzono, ze dla szczególnej wysokosci splywu, która jest okreslona przyklado¬ wo odlegloscia miedzy wierzcholkiem sciany dzialowej i obnizonym poziomem takiej wody jak woda wodociagowa, w przestrzeni gromadzenia cieczy ilosc tlenu zaabsorbowanego w wodzie wodociagowej bedzie zmieniac sie w funkcji szybkosci przeplywu powierzchniowego wody przez strefe mieszania statycznego. Zatem, dla szczególnej strefy splywu, „wspólczynnik zmniejszenia niedoboru'* tlenu mozna wykreslic w odniesieniu do róznych szybkosci przeplywu powierzchniowego. Taki wykres przedstawiono na fig. 6 gdzie na osi rzednych naniesiono wspólczynnik zmniejszenia niedoboru, który mozna zdefiniowac za pomoca wzoru C0ut — Cin Cs — Cin gdzie: Cout i Cin wyrazaja stezenie tlenu absorbowanego w wodzie wodociagowej przed i odpowiednio po poddaniu wody splywowi grawitacyjnemu w strefie mieszania statycznego. Oznacznik C8 przedstawia stezenie nasycenia zaabsorbowanego tlenu w wodzie w warunkach doswiadczalnych. Tak wiec powyzszy wzór, lub wspólczynnik zmniejszenia niedoboru tlenu, jest miara sprawnosci strefy splywu grawitacyjnego w wykorzysta¬ niu dostarczonego tlenu. Wspólczynnik ten przedstawia ilosc tlenu aktualnie zaabsorbowanego w wodzie w strefie splywu, w odniesieniu do maksymalnej ilosci doswiadczalnej, która moglaby w ten sposób zostac zaabsorbowana.Szybkosc przeplywu powierzchniowego jest naniesiona na osi odcietych, przy czym te szybkosc mozna latwo zmieniac za pomoca regulacji predkosci pompy realizowanej w sposób konwencjonalny.6 92 389 Dla szczególnej wysokosci splywu najwiekszy wspólczynnik zmniejszenia niedoboru wystepuje przy szybkosci przeplywu powierzchniowego, wynoszacej okolo 0,3 m/s, niezaleznie od wysokosci splywu strefy splywu grawitacyjnego.Jedyne, mozliwe wytlumaczenie wystapienia optymalnej szybkosci przeplywu powierzchniowego i zalez¬ nosci, miedzy szybkosciami przeplywu powierzchniowego i wspólczynnikami zmniejszenia niedoboru, przedsta¬ wionymi na fig. 6 przedstawia sie nastepujaco. Przy zwiekszaniu sie szybkosci przeplywu powierzchniowego, w strefie splywu mozna oczekiwac pojawienia sie dodatkowo zwiekszonej burzliwosci przeplywu, która ulatwia zwiekszenie absorpcji tlenu w wodzie, jak to juz o tym wspomniano. Nie mniej jednak, przy zwiekszeniu szybkosci przeplywu powierzchniowego, skraca sie okres czasu, w którym moze odbywac sie natlenianie w strefie splywu i stosownie do tego, odpowiednio zmniejsza sie aktualna ilosc tlenu, zaabsorbowanego w strefie splywu. Stwierdzono, ze szybkosci przeplywu powierzchniowego, mieszajace sie w zakresie 0,1—0,9 m/s, daja w wyniku najwieksze wspólczynniki zmniejszenia niedoboru, dla szczególnej wysokosci splywu.Z powyzszego wynika, ze duze stezenie tlenu, zaabsorbowanego w sciekach uzyskuje sie przez utrzymanie warunku duzej burzliwosci przeplywu scieków w strefie 24 mieszania statycznego oraz dzieki utrzymaniu optymalnej szybkosci przeplywu powierzchniowego scieków przez te strefe.Strumien scieków opuszczajacy strefe mieszania statycznego 24 unosi ze soba porwane pecherzyki gazu nadtleniajacego. Dzieki temu, ze scieki przeplywaja pod najnizszym krancem przegrody 23 oraz do góry, w strone obnizonego poziomu scieków, w strefie 25 gromadzenia cieczy, uzyskuje sie charakterystyke cyrkulacji scieków, zazwyczaj zgodna z przedstawiona strzalkami na fig. 1.Jest oczywiste, ze zwiekszenie sprawnosci absorpcji tlenu ulatwia recyrkulacja gazu nadtleniajacego, który pierwotnie nie zostal zaabsorbowany w strefie 24. Przeplyw scieków przez strefe mieszania powoduje porywanie gazu w kierunku do dolu, przez strefe 24 do strefy 25 gromadzenia cieczy. Nie mniej jednak na pecherzyki porwanego gazu nadtleniajacego dzialaja zwykle sily wyporu hydrostatycznego i powoduja uwalnianie sie gazu do przestrzeni 26 gromadzenia gazu i tym samym stlaczaja gaz natleniajacy, w kierunku do góry, do przejscia 28.W ten sposób gaz nadtleniajacy zostal zawrócony do strefy 24 mieszania, gdzie jest ponownie dostepny do absorpcji przez doplywajace scieki.Scieki natlenione, zawarte w strefie 25 gromadzenia cieczy majace stosunkowo duze stezenie tlenu, przykladowo 15 mg/l, sa odprowadzane ze zwiekszona predkoscia z komory 11, poprzez zawór klapowy 31 lub przez dysze 33, lub przez ten zawór i dysze, do glównej masy scieków 12. Natlenione scieki sa utrzymywane w przestrzeni 25 gromadzenia cieczy przy takiej wysokosci cisnienia, ze natlenione scieki moga byc odprowadza¬ ne z komory 11 przy zwiekszonej predkosci, wystarczajaco duzej do spowodowania dostatecznego mieszania scieków 12 w zbiorniku 13 i tym samym do utrzymania w zawiesinie czastek osadu czynnego. Ponadto, przy nastawieniu otworu w zaworze klapowym 31 i lub kierunkowosci i otworu dyszy 33, w zbiorniku 13 mozna uzyskac okreslona charakterystyke przeplywu scieków, zawierajacych bardzo duzo zaabsorbowanego tlenu.Utworzenie takiej charakterystyki przeplywu umozliwi wzglednie niezmienne rozcienczenie natlenionych scieków, przyplywajacych z przestrzeni 25 gromadzenia cieczy, zapewniajac tym samym, ze scieki zasadniczo we wszystkich czesciach zbiornika 13 beda natlenione do poziomu, przykladowo 0,5 czesci na milion, który jest wystarczajacy do podtrzymania w zbiorniku warunków do oczyszczania scieków metoda tlenowa. Poza tym, za pomoca regulacji otworu i kierunkowosci kazdej z dysz 33 w komorach 11 i 11\ wode odciekowa z tych dysz mozna dostosowac do wspóldzialania w utworzeniu wymaganej charakterystyki przeplywu scieków o wysokim stopniu natleniania w zbiorniku 13.Powyzsza operacje mieszania scieków w zbiorniku mozna zrealizowac przez zastosowanie urzadzenia do natleniania 10, bez potrzeby uzycia urzadzen do mieszania mechanicznego. Atmosfera wzbogacona tlenem, utrzymywana w urzadzeniu do natleniania 10, nie bedzie sie rozprzestrzeniac po powierzchni scieków 12 i z uwagi na niestosowanie zadnych elementów ruchomych w przestrzeni 26 gromadzenia gazu, jest wysoce nieprawdopodobne powstanie iskry. Poza tym urzadzenie do natleniania 10, wedlug niniejszego wynalazku, jest co najmniej czesciowo zanurzone w sciekach 12 i zawiera stosunkowo male ilosci gazu natleniajacego, co zmniejsza do minimum mozliwosc pozaru. W pewnych czesciach, a zwlaszcza w nizszych obszarach zbiornika 13, wystepuja poziomy o stosunkowo duzym stopniu absorbowanego tlenu. Zjawisko to wystepuje glównie wskutek wyplywu mocno natlenionych scieków z dna urzadzenia 10, dajacego „czyszczenie denne" zbiornika 13.Pomimo poziomów obfitego natlenienia ponizej poziomu lustra scieków 12, powierzchniowe stezenia tlenu mieszcza sie calkowicie w granicach wymaganych wzgledami bezpieczenstwa.Urzadzenie do natleniania 10 przedstawione na fig. 1,2 i 3 zbadano doswiadczalnie. Przeznaczone do badan scieki, stanowily scieki z zakladów przetwórstwa miesnego doprowadzone do zbiornika 13, z poddawanego mieszaniu zbiornika retencyjnego. Przykladowy zbiornik 13 uzyty do oczyszczania scieków metoda osadu92 389 7 czynnego ma przekrój kwadratowy o boku 7,6 m i wysokosci 3 ni. Natomiast kazda z komór ma bokijpo 1,2 m i wysokosc okolo 3 m. Zarówno zawory klapowe 31 jak i dysze 33 zostaly ustawione dla uzyskania okreslonej charakterystyki przeplywu natlenionych scieków w zbiorniku oczyszczajacym scieki Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT), poddawanych oczyszczaniu scieków przemyslowych, miesci sie zwykle w granicach 800-2500 mg/l i to zapotrzebowanie jest znacznie wieksze niz srednie biochemiczne zapotrzebowanie tlenu dla scieków poddawanych oczyszczaniu w urzadzeniach miejskich. Chociaz przedmiotowy zbiornik oczyszczajacy zaprojektowano do przeróbki 150 0001 na dobe scieków majacych biochemiczne zapotrzebowanie tlenu wynoszace 400 mg/l, stosujac konwencjonalna komore napowietrzania powierzchniowe¬ go, przy zastosowaniu wylacznie urzadzenia do natleniania 10 w takim zbiorniku oczyszczajacym, uzyskano wydajnosc oczyszczania do 378 0001 scieków o biochemicznym zapotrzebowaniu tlenu wynoszacym 1100 mg/L Na fig. 8 przedstawiono poziomy zaabsorbowanego tlenu w sciekach, mierzone w dwunastu miejscach zbiornika oczyszczajacego. W kazdym takim miejscu pomiarowym poziomy zaabsorbowania tlenu mierzono na kilku glebokosciach pomiarowych, a mianowicie 2,8 m, 2,1 m, 1,4 m, oraz 0,3 m ponizej lustra scieków. Do pomiaru tych stezen, podanych na fig. 8 w mg/1 uzyto znormalizowanej sondy membranowej do absorpcji tlenu.W prowadzonych pomiarach, kazdy z zaworów klapowych 31,31* ustawiono na otwór wynoszacy 50,8 mm, przy zamknieciu dysz 33 i 33*. Scieki surowe doprowadzano do zbiornika oczyszczajacego, w narozu odleglym od urzadzenia 10, natomiast woda odciekowa byla usuwana w miejscu zbiornika przeciwleglym do wlotu scieków.Natomiast osad zwrotny byl dostarczany do zbiornika oczyszczajacego w miejscu przyleglym do wlotu scieków.Na podstawie pomiarów poziomu zaabsorbowanego tlenu, otrzymano dostrzegalne na ogól równomierny rozklad tych poziomów w calym zborniku oczyszczajacym. Zatem, w kazdym z punktów pomiarowych 1—12 oraz na róznych glebokosciach w kazdym punkcie, stwierdzono poziomy zaabsorbowanego tlenu w granicach 4,5—7,0 mg/1. Ponadto, takie poziomy zaabsorbowanego tlenu sa wieksze, niz wystarczajace do utrzymania warunków tlenowych oczyszczania przeznaczonych do oczyszczania scieków przemyslowych. Podczas dzialania urzadzenia do natleniania 10 zmierzono kilka wyzszych poziomów zaabsorbowanego tlenu. Na przyklad, w punkcie pomiarowym 3, na glebokosci D. zmierzony poziom stezenia tlenu wyniósl 11,0 mg/l. Pomiar ten przeprowadzono w bezposrednim poblizu zaworu klapowego 31 (który, jak uprzednio podano znajduje sie przy dnie komory 11), gdzie nalezy spodziewac sie stosunkowo wysokiego poziomu stezenia zaabsorbowanego tlenu, gdyz scieki o duzym stopniu natlenienia z komory 11 nie ulegly jeszcze rozcienczeniu sciekami wewnatrz zbiornika oczyszczajacego. Ponadto, zaznacza sie, ze stosunkowo wysokie poziomy stezenia uzyskano na glebokosci D, dla punktów pomiarowych 4 i 5, które sa usytuowane w linii z zaworem klapowym 31 i znajduja sie w przyblizeniu na tej samej glebokosci w zbiorniku oczyszczajacym.Podobnie stosunkowo wysokie poziomy stezenia zaabsorbowanego tlenu otrzymano na glebokosci D, dla punktów pomiarowych 6, 7 i 8, które to punkty sa równiez usytuowane w linii z zaworem klapowym 31* komora 11*. Równiez zadowalajace poziomy stezenia zaabsorbowanego tlenu, zmierzono w punktach pomiarowych 1 i 9, Które nie sa bezposrednio wystawione na dzialanie natlenionych scieków z urzadzenia 10. Stosownie do tego, zmierzone poziomy stezenia zaabsorbowanego tlenu, w punktach pomiarowych 1 i 9 wykazuja, ze w zbiorniku oczyszczajacym dokonano wystarczajacego rozcienczenia i zamieszania scieków, i ze uzyskano wystarczajacy stopien natlenienia dla utrzymania warunków tlenowego oczyszczania scieków zasadniczo we wszystkich czesciach zbiornika oczyszczajacego.Pomiary predkosci przeplywu, przeprowadzono w kilku punktach pomiarowych w zbiorniku oczyszczaja¬ cym, przy czym wykres tych predkosci podano na fig. 9. W kazdym z punktów pomiarowych 1—7 predkosci przeplywu zmierzono na kilku glebokosciach pomiarowych, chociaz dokladnosc tych pomiarów nie byla przyjeta jako calkiem pewna, ze wzgledu na uzyte przykladowo przyrzady pomiarowe. Wyniki pomiarów predkosci przeplywu na glebokosci 2,5 m ponizej lustra scieków w punktach pomiarowych 2-5 miescily sie w zakresie 0,2-0,29 m/s. Wieksze predkosci przeplywu na tej glebokosci nie sa zaskakujace, gdyz odczytów dokonano w punktach pomiarowych i na glebokosci ustawionych w linii z wylotem zaworów klapowych 31 i 31*, przed zasadniczym rozcienczeniem mocno natlenionych scieków. Niemniej jednak, nizsze wyniki pomiarów predkosci przeplywu na innych glebokosciach i w innych punktach pomiarowych w zbiorniku oczyszczajacym sa wynikiem ogólnego zmieszania i rozcienczenia mocno natlenionych scieków. Natezenie przeplywu, przy jakim scieki sa przesylane do zbiornika oczyszczajacego podlega zmianom, które maja odbicie w nierównomiernych predkosciach przeplywu, w róznych punktach pomiarowych.Kilka wartosci predkosci przeplywu, zmierzonych na róznych glebokosciach w punktach pomiarowych 1—7, znajduje sie w poblizu dolnego kranca zakresu predkosci przeplywu zwykle uwazanego jako dopuszczalny dla dostatecznego mieszania czastek stalych w zawiesinie, przy wtórnym etapie procesu oczyszczania scieków z uzyciem osadu czynnego. Dysze 33 i 33* byly zamkniete. Zatem dodatkowa regulacja zaworów klapowych 318 92 389 i 31* i otwarcie dysz 33 i 33* mogloby dac w wyniku inna charakterystyke przeplywu i inne predkosci w zbiorniku oczyszczajacym. Jakkolwiek w pewnych czesciach zbiornika 13 predkosci przeplywu sa mniejsze niz predkosci uznawane tradycyjnie jako niezbedne dla utrzymania czastek stalych w zawiesinie (to znaczy 0,15-0,3 m/sek przy powierzchni scieków), urzadzenie 10 odznacza sie zwlaszcza zdolnoscia wytwarzania zadowalajacych predkosci przeplywu na wiekszych glebokosciach zbiornika 13. Znaczenie tego dzialania polega na tym, ze wiekszosc czastek stalych dazy do gromadzenia sie na dnie zbiornika 13 i dzieki wystepowaniu w dolnych czesciach zbiornika najwiekszych predkosci przeplywu, czastki osadu czynnego sa stale poddawane mieszaniu i tym samym sa utrzymywane w zawiesinie. Powyzsze „oczyszczenie denne" zbiornika 13 daje w wyniku skuteczna realizacje mieszania scieków 12 bez potrzeby stosowania mieszadel mechanicznyclu Najwieksze predkosci przeplywu natlenionych scieków, wyladowywanych z urzadzenia 10, uzyskuje sie na glebokosciach, na których mieszanie jest najbardziej istotne.Wstepne pomiary czastek stalych w zawiesinie i zmieszanych w cieczy wykazaly jednakowe stezenie, wynoszace okolo 3200 mg/l, przy zawartosci lotnych czastek stalych stanowiacych 75—80% wszystkich czastek w zawiesinie. Powyzsze stezenie zmierzono w zbiorniku 13 na glebokosciach wynoszacych 0,45, 1,5 i2,4m ponizej lustra scieków. Zatem mieszanie scieków 12 za posrednictwem urzadzenia 10 jest wystarczajace dla utrzymania stezenia czastek stalych w zawiesinie, koniecznych dla prowadzenia procesu oczyszczania scieków przy uzyciu osadu czynnego.W uzupelnieniu pomiarów poziomów stezenia zaabsorbowanego tlenu w róznych punktach w zbiorniku oczyszczajacym 13, zmierzono kilka parametrów roboczych urzadzenia do natleniania 10. Wykazane w tabeli natezenie przeplywu tlenu przy doprowadzaniu i odprowadzaniu z urzadzenia 10, zostaly zmierzone dla zmiennych wysokosci splywu. Szczególne wysokosci splywu zmierzono za pomoca kalibrowanego manometru róznicowego a natezenie przeplywu tlenu zmierzono za pomoca konwencjonalnych przeplywomierzy. Poziomy stezenia zaabsorbowanego tlenu w sciekach przy wlocie i wylocie urzadzenia do natleniania 10 zmierzono za pomoca znormalizowanej sondy membranowej absorbujacej tlen ze zmiana poziomów stezenia zaabsorbowanego tlenu, które sa podane w tabeli.Tabela Wysokosc splywu wm 0,53 0,93 1,06 1,32 1,60 Zmiana poziomu stezenia tlenu zaabsorbowanego w cz/milion 9,0 12,0 14,0 ,5 16,5 Natezenie przeplywu tlenu dostarczanego w kg/h 7,0 7,0 ,3 ,5 12,1 tlenu odprowadzanego w kg/h 0,95 0,9 2,7 3,2 4,1 Zawartosc tlenu w przestrzeni gazowej w% 63 67 71 69 72 Natezenie przeplywu scieków tloczonych pompa 17 do obszaru 18 podwyzszonego cisnienia, mierzone za pomoca techniki pomiaru przelewowego, wynosilo okolo 7,57 m3/min.Próbki scieków 12, pobierane podczas pomiarów urzadzenia do natleniania, wykazaly srednia temperature scieków wynoszaca 29°C. Scieki surowe mialy srednie biochemiczne zapotrzebowanie tlenu równe 1100 mg/l, przy czym uzyskano zgodne wyniki pomiarów w 99% odnosnie biochemicznego zapotrzebowania tlenu usuwanych scieków.Poniewaz powyzsze dane obserwowano podczas doswiadczalnych pomiarów urzadzenia do natleniania 10, nalezy rozumiec, ze te dane sa raczej przykladowymi dla powyzszego procesu. Zatem warunki robocze nie ulegly optymalizacji, chociaz jest bardzo wskazane zwiekszenie stosunku zaabsorbowanego tlenu w odniesieniu do jednostki mocy, dla zmniejszenia zawartosci procentowej tlenu odprowadzanego z urzadzenia 10, przy czym to zmniejszenie powinno byc mozliwie jak najwieksze. Dla zapobiezenia powstawania „zwarcia" gazu zasilajacego, dostarczanego przez wlot 29 z wylotem 30, moze byc wskazane rozmieszczenie przewodów doprowadzajacych i odprowadzajacych. Pomimo stosowania handlowego zródla czystego tlenu w trakcie badania urzadzenia 10, mozna stosowac tlen o mniejszej czystosci niz czysty tlen dostepny w handlu. Korzystnie, zeby zródlo zasilania tlenu wykazywalo stezenie tlenu równe co najmniej 40%.Na fig. 4 przedstawiono inne rozwiazanie urzadzenia 40 do natleniania, nadajacego sie do umieszczenia w masie scieków 12. Urzadzenie do natleniania 40 sklada sie z obudowanej i zanurzonej komory 43, majacej wlot92 389 9 45 w postaci rury lub przewodu, uszczelnionej ze sciana górna komory 43 za pomoca elementów uszczelniajacych 44. Pompa.46, która stanowi pompa z obracanym wirnikiem osadzonym obrotowo na wale 47, umieszczona jest we wlocie 45. Wylot 45 ma polaczenie z przestrzenia gromadzenia cieczy, ograniczona sciana zewnetrzna komory 43, przegroda 50 i zasadniczo pionowo usytuowana sciana dzialowa 49, która swym dolnym koncem jest przymocowana do przegrody 50. Wewnatrz komory 43 znajduje sie strefa 51 mieszania statycznego, utworzona przez przegrode 50 i przegrode 52, którajest ustawiona równolegle w pewnej odleglosci od sciany dzialowej 49.Dolna czesc strefy 51 mieszania statycznego ma polaczenie z przestrzenia 53 gromadzenia cieczy 53, przy czym pozostala czesc komory 43 sklada sie zasadniczo z przestrzeni 54 gromadzenia gazu, utworzonej w górnych obszarach komory. Komora 43 ma wlot 56 dla doprowadzania gazu zasilajacego pod cisnieniem do górnych obszarów komory 43 oraz przejscie 55, utworzone miedzy górnym koncem przegrody 52 i górna sciana komory 43, umozliwiajac w ten sposób polaczenie miedzy przestrzenia 54 gromadzenia gazu i obszarami górnymi strefy 51 mieszania statycznego. Odpowiednie odprowadzenie, przedstawione schematycznie w postaci przewodu odprowadzajacego 57, sluzy dla usuwania gazów odlotowych z przestrzeni 54 gromadzenia gazu.W dolnej czesci komory 43 przewidziano wylot, który moze stanowic dysza 58, której otwarcie i kierunkowosc moze regulowac operator, znajdujacy sie na zewnatrz urzadzenia 40 i powyzej scieków 12. Uklad regulacji moze stanowic rura 59, wystajaca w dostepnym miejscu ponad scieki 12 i przechodzaca przez sciane górna komory 43 do dyszy 58. Drazek regulacyjny 60 jest wpasowany z luzem wewnatrz rury 59 i za pomoca podnoszenia i opuszczania tego drazka mozna, regulowac wielkosc otworu dyszy 58. Podobnie, obracanie rury 59, która usytuowana jest w przewodzie 61, wplywa na regulacje kierunkowosci przeplywu przez dysze 58.Przewód 61 sluzy do wytworzenia dekompresji i jako przegroda pecherzyków dziala podobnie jak konstrukcja opisana w odniesieniu do fig. 2. Szczególowe omówienie dyszy, nadajacej sie do zastosowania w urzadzeniu do natleniania 40, bedzie podane dalej.Urzadzenie do natleniania 40 jest podobne do urzadzenia 10 i moze byc latwo wkladane do zbiornika scieków. Nalezy jednak zdawac sobie sprawe, ze po wlozeniu urzadzenia 40 do tego zbiornika 13, sily wyporu hydrostatycznego dzialajace na komora 43 beda uniemozliwiac wlasciwe ustawienie urzadzenia w zbiorniku 13.Niezrównowazone sily wyporu hydrostatycznego dzialaja na komore 43 w wyniku niesymetrycznosci przestrzeni gromadzenia gazu 54, utworzonej w komorze 43. Dlatego tez urzadzenie natleniajace 40, nadaje sie szczególnie do zbiornika oczyszczajacego 13 wtedy, gdy komore 43 mozna sztywno zwiazac ze sciana boczna lub osadzic na nogach (nie pokazanych na rysunku) i przymocowac do sciany dennej tego zbiornika oczyszczajacego. Do r przymocowania komory 43 do sciany bocznej zbiornika 13 sluza wsporniki 62 (fig. 4). Mozna takze uzyc innych elementów dla umocowania komory 43, w celu uzyskania wlasciwego ustawienia tej komory. Mozna takze zastosowac wsporniki przymocowane do dna komory 43 do utrzymania komory w odstepie od dna zbiornika 13.Urzadzenie do natleniania 40 dziala zasadniczo tak samo jak urzadzenie 10 przedstawione na fig. 1. < W urzadzeniu do natleniania 40 scieki sa tloczone przez przewód 45 za pomoca pompy 46. Scieki opuszczajace przewód 45 sa wprawiane w przeplyw w kierunku do góry, przez kanal 48, utworzony miedzy przewodem 45 i sciana dzialowa 49, jak równiez przez kanal 48', który jest utworzony miedzy sciana boczna komory 43 i przewodem 45.Zamkniecie hydrauliczne, przewidziane miedzy przestrzenia 54 gromadzenia gazu i pompa 46, jest podobne do zamkniecia hydraulicznego urzadzenia do natleniania 10, przedstawionego na fig. 1. Nastepnie - scieki, po przeplynieciu nad skrajnie górnym brzegiem sciany dzialowej 49, sa poddawane splywowi grawitacyj¬ nemu.Gaz zasilajacy zawierajacy tlen jest wprowadzany przewodem 56 do górnych obszarów komory 43, przy czym gaz znajduje sie pod cisnieniem które wplywa na obnizenie powierzchni scieków do okreslonego poziomu.Przestrzen 54 gromadzenia gazu powstaje w komorze 43 i wielkosc tej przestrzeni jest uzalezniona od cisnienia dostarczanego gazu zasilajacego.Scieki, poddawane splywowi grawitacyjnemu w górnych obszarach strefy mieszania statycznego 51, uderzaja o scieki, znajdujace sie w tej strefie i w wyniku tego powstaja warunki duzej turbulecji i przyspieszaja absorbowanie tlenu dostarczanego do strefy 51 w burzliwej warstwie scieków, przy czym sposób ten nie rózni sie ' zasadniczo od natleniania scieków w strefie 24 mieszania statycznego urzadzenia 10, przedstawionego na fig. 1.Nalezy zaznaczyc, ze natezenie przeplywu scieków do strefy 51 mieszania statycznego jest wyregulowane do optymalnej szybkosci powierzchniowej, która przykladowo moze wynosic 0,3 m/s.Natlenione scieki sa wysylane ze strefy 51 mieszania statycznego do przestrzeni gromadzenia cieczy 53 przez otwór utworzony miedzy skrajnie dolnym brzegiem przegrody 52 i przegroda 50. Ogólna charakterystyka przeplywu scieków w przestrzeni 53, polega na cyrkulacji, przy czym scieki plyna poczatkowo w góre do przestrzeni 54 gromadzenia gazu i kolejno przeplywaja do dolu, w strone dolnych obszarów komory 43. Ze wzgledu na to, ze natlenione scieki plyna do przestrzeni 54 gromadzenia gazu, porwane, duze pecherzyki gazu10 92 389 natleniajace go szybko uwalniaja sie do przestrzeni gromadzenia gazu 54 i moga recyrkulowac przez przejscie 55 do strefy mieszania statycznego 51. Po wejsciu do przestrzeni gromadzenia cieczy 53, predkosc natlenionych scieków zmniejsza sie do stosunkowo malej wartosci, co z kolei ulatwia uwalnianie sie pecherzyków gazu ze scieków. Ponadto ma równiez miejsce dalsza absorpcja gazu nadtleniajacego w sciekach, w przestrzeni 53 gromadzenia cieczy. Chociaz niektóre mniejsze pecherzyki gazu nie uwalniaja sie ze scieków i sa wciagane do dolu, w strone dolnych obszarów komory 43, to stwierdzono, ze tylko nieznaczna ilosc gazu natleniajacego jest wysylana do scieków 12 poprzez dysze 58.Podczas piocesu natleniania scieków w strefie 51 mieszania statycznego, niektóre zanieczyszczenia scieków, na przyklad gazowe zwiazki azotowe, wydzielaja sie ze scieków i uwalniaja sie do przestrzeni gromadzenia gazu 54. Urzadzenie ma przewód odpowietrzajacy 57, polaczony z przestrzenia 54 gazowa za posrednictwem konwencjonalnych zaworów (nie pokazanych na rysunku) w sposób okresowy lub ciagly nastepuje odpowietrza¬ nie i usuwanie tego rodzaju zanieczyszczen z komory 43. Chociaz takie odpowietrzanie obejmuje równiez usuwanie tlenu, to stwierdzono, ze tylko mala czesc tlenu jest odprowadzana.Natlenione scieki, zawarte w przestrzeni 53 gromadzenia cieczy, sa odprowadzane z komory 43 przez dysze 58, tak jak uprzednio opisano w odniesieniu do fig. 1. Rura 59 i drazek 60 sluza do regulacji kierunkowosci i otwierania dyszy 58, tworzac tym samym okreslony przeplyw natlenionych scieków w glównej masie scieków 12. Scieki 12 ulegaja mieszaniu, przez co zwieksza sie w nich zawartosc zaabsorbowanego tlenu tak, ze w procesie oczyszczania scieków z osadem czynnym, osad bedzie utrzymywany w zawiesinie w sciekach 12 i beda zachowane warunki tlenowego oczyszczania scieków.Na fig. 5 przedstawiono dysze wyladowcza, nadajaca sie do zastosowania w urzadzeniu do natleniania, przedstawionym na fig. 2 i 4. Dysza 33 sklada sie z plytki 100, rynny 102 i elementów regulacji, w postaci rury 34 i drazka regulacyjnego 35, dla regulacji otworu i kierunkowosci rynny 102. Plytka 100 usytuowana jest na otworze w scianie dolnej komory 11, który ma zasadniczo ksztalt kolowy, przy czym w razie potrzeby, plytka moze byc uszczelniona za pomoca uszczelki obowodowej 101. Rynna 102 sklada sie z czesci górnej pochylonej 103, która jest sztywno zwiazana z rura 34, oraz z czesci dolnej, której czesc koncowa 103 jest przymocowana do plytki 100, w miejscu oznaczonym liczba 109. Górny koniec czesci 103 jest sztywno polaczony z pretami usztywniajacymi 105 i 106, które z kolei sa swymi dolnymi koncami przymocowane do plytki 100. W plytce 100 jest wykonany otwór, który korzystnie ma ksztalt prostokatny. Czesc dolna 104 rynny 102, daje sie odchylac wokól osi 107. Miedzy czesciami 103 i 104 znajduje sie scianka tylna 110 rynny 102. Drazek regulacyjny 35 jest luzno osadzony w rurze 34 i wychodzi do dolu przez czesc dolna 104 rynny 102. Dolny koniec drazka 35 jest polaczony z czescia 104, za pomoca wystepu lub nakretki z otworem na zawleczke.Dysza 33 dziala w sposób nastepujacy. Rura 34 i drazek regulacyjny 35 wystaja do góry z komory 11, ponad lustro scieków 12, korzystnie do miejsca, z którego mozna prowadzic zewnetrzna obsluge tych elementów. Wielkosc otwarcia dyszy 33 reguluje sie za pomoca podnoszenia lub opuszczania drazka 35, który z kolei odchyla dolna czesc 104 rynny 102, wokól osi 107. Tak wiec po podniesieniu drazka regulacyjnego 35, czesc 104 rynny 102 jest przemieszczana do polozenia, przedstawionego linia przerywana na fig. 5. Niemniej jednak, podczas tej czynnosci czesc górna 103 rynny 102 pozostaje zasadniczo nieruchoma. W powyzszy sposób mozna zatem latwo regulowac wielkosc otwarcia dyszy 33. Dla regulacji kierunkowosci przeplywu scieków wysylanych przez dysze 33, rure skretna 34 obraca sie zasadniczo w plaszczyznie poziomej. Czesc górna 103 rynny jest sztywno polaczona z plytka 100 oraz z rura 34 i ulega obracaniu wokól swej osi, przy czym wielkosc takiego obrócenia jest miara kierunku azymutalnego scieków, wyladowywanych przez dysze 33. Nalezy zaznaczyc, ze plytka 100, jest osadzona na wystepie utworzonym w dnie komory 11 i cisnienie scieków pomaga w uszczelnieniu plytki 100 w scianie dennej. Niemniej umozliwione jest obracanie plytki przy obracaniu rury skretnej 34. W ten sposób dokonuje sie stosunkowo latwej regulacji kierunkowosci dyszy 33.Na fig. 7 przedstawiono inne rozwiazanie urzadzenia do natleniania scieków 70, nadajace sie do umieszczenia w zbiorniku oczyszczajacym, zawierajacym m°se scieków 12. Komora 71, majaca otwarte dno, jest zaopatrzona we wlot 72 dla wpuszczania scieków do górnych obszarów komory.Pompa 73, która moze stanowic konwencjonalna pompa ©przeplywie osiowym, zawiera wirnik osadzony na wale 74. W odpowiednim miejscu nad sciekami 12 jest umieszczony silnik elektryczny (nie pokazany na rysunku), dla obracania walu 74, a tym samym napedzajacy pompe 73 i tloczacy scieki do komory 71. Wewnatrz komory 71 jest umieszczona sciana dzialowa 76, która stanowi pozioma 77, wystajaca ze sciany bocznej komory 71, oraz czesc pionowa 78, ciagnaca sie do dolu, od czesci poziomej 77. W czesci poziomej 77 znajduje sie szczelina 87, korzystnie od strony oddalonej od wlotu 72. Szczeline taka mozna wykonac w czesci pionowej 78 sciany dzialowej 76, usytuowana bezposrednio ponizej czesci poziomej 77. W ten sposób powstaje zasadniczo poziomy kanal 75, który rozprzestrzenia na od wlotu 72 wzdluz obszarów górnych komory 71, az do miejsca mniej wiecej nad-92 389 11 górna czescia scianki dzialowej 78. Czesc pionowa 78 sciany dzialowej i sciana boczna komory 71 tworza strefe 88 mieszania statycznego 88, ze splywem grawitacyjnym w komorze 71. W dolnej czesci strefy 88 mieszania statycznego znajduje sie przegroda 79, która jest umieszczona w pewnej odleglosci od dolnej krawedzi czesci pionowej 78, sciany dzialowej 76, dla umozliwienia wyplywu cieczy ze strefy 88 mieszania statycznego do przestrzeni 83 gromadzenia cieczy. Urzadzenie ma przewód 80, laczacy komore 71 poprzez zawór o2 ze zródlem gazu zasilajacego. Strefa 84 gromadzenia gazu powstaje bezposrednio pod czescia pozioma 77 sciany dzialowej 76 i gaz natleniajacy w przestrzeni 84 ma moznosc polaczenia sie z obszarami górnymi strefy mieszania statycznego, za pomoca przejscia 87 w czesci 77 i kanalu 75. Do czesci górnej strefy 88 mieszania statycznego jest dolaczony przewód 85, który sluzy do odprowadzania gazu przez odpowiedni zawór 86. Zawór 82 moze byc polaczony z reduktorem cisnienia 81, dla utrzymania gazu natleniajacego pod okreslonym cisnieniem, dzieki temu poziom cieczy w strefie 83 gromadzenia cieczy bedzie utrzymany zasadniczo na niezmiennej wysokosci.Urzadzenie do natleniania 70, przedstawione na fig. 7 dziala w sposób nastepujacy. Przed rozpoczeciem pracy urzadzenia 70, komore 71 napelnia sie sciekami. Nastepnie uruchamia sie pompe 73, która powoduje tloczenie scieków do kanalu 75. Po wprowadzeniu gazu zasilajacego pod cisnieniem do komory 71, lustro scieków w komorze 71 ulegnie obnizeniu, w stopniu zaleznym od wielkosci cisnienia dostarczanego gazu zasilajacego. Zatem w komorze 71 powstaje strefa 84 gromadzenia gazu. Scieki wpuszczone do kanalu 75 sa poddane splywowi grawitacyjnemu w górnej czesci strefy 88 mieszania statycznego. Gaz natleniajacy przez caly czas ma polaczenie z kanalem 75 poprzez szczeline 87, wykonana w poziomej czesci 77 sciany dzialowej 76, co powoduje, ze w górnych obszarach strefy 88 mieszania statycznego utrzymuje sie dodatkowa przestrzen gazowa.W wyniku poddania scieków splywowi grawitacyjnemu, w strefie mieszania statycznego powstaja warunki ruchu burzliwego, umozliwiajace absorpcje duzych ilosci tlenu w sciekach, w sposób zasadniczo taki sam, jak uprzednio opisano przy omawianiu urzadzenia do natleniania 10, przedstawionego na fig. 1. Nastepnie natlenione scieki sa wypuszczane z strefy 88 mieszania statycznego i wplywaja do przestrzeni 83 gromadzenia cieczy, w której uwalniaja sie porwane pecherzyki gazu natleniajacego i wracaja do przestrzeni 84 gromadzenia gazu. Czesc gazu natleniajacego, która powrócila do przestrzeni 84, jest wiec dostepna do recyrkulacji i nastepnie jest zawracana do strefy mieszania statycznego przez szczeline 87. Natlenione scieki, wprowadzone do przestrzeni 83 gromadzenia cieczy maja moznosc przeplywu z dolnych obszarów komory 71 do glównej masy scieków 12, dla zmieszania sie ze sciekami. Scieki o duzym stopniu natlenienia wypuszczane z przestrzeni 83 gromadzenia cieczy komory 71 ulegaja rozcienczeniu w masie scieków 12. Ulega zwiekszeniu poziom stezenia zaabsorbowanego tlenu w sciekach 12 do wielkosci stezenia, przykladowo 0,5 czesci na milion, które jest odpowiednie dla zachowania warunków tlenowego oczyszczania scieków 12.Sposób i urzadzenie wedlug niniejszego wynalazku, opisano w odniesieniu do natleniania scieków, zwlasz¬ cza z oczyszczaniem scieków metoda osadu czynnego. Specjalisci z tej dziedziny, zdaja sobie sprawe, ze niniejszy wynalazek nie jest ograniczony do absorpcji tlenu w sciekach, lecz moze miec zastosowanie ogólnie dó absorpcji gazu w cieczy, na przyklad ozonu w wodzie lub absorpcji dwutlenku wegla w roztworze wodnym, dla regulacji pH tego roztworu. Niniejszy wynalazek mozna stosowac do natleniania scieków przemyslowych, takich jak lugi posiarczynowe, w przemysle papierniczym. • Urzadzenie wedlug wynalazku ma w duzym stopniu konstrukcje modulowa i daje sie latwo wkladac w mase scieków przeznaczonych do natleniania. Zatem, szereg urzadzen do natleniania, takich jak urzadzenie 10 lub 40 mozna umiescic w sciekach, przy wspóldzialaniu wylotów kazdego urzadzenia, dla uzyskania okreslonego charakteru przeplywu, na przyklad w zbiorniku oczyszczajacych.Chociaz powyzsze urzadzenia do natleniania opisano jako umieszczone w zbiorniku oczyszczajacym, nalezy zdawac sobie sprawe, ze urzadzenie to moze byc dostosowane do plywania lub umieszczone przylegle do zbiornika oczyszczajacego. W ostatnim przykladzie, mozna przewidziec odpowiednie przewody dla doprowadza¬ nia surowych scieków do urzadzenia natleniajacego i odprowadzania natlenionych scieków do zbiornika oczyszczajacego. Ponadto niniejsze urzadzenie do natleniania moze miec inny ksztalt niz prostokatny.Chociaz niniejszy wynalazek opisano w odniesieniu do szczególnych przykladów wykonania, nalezy rozumiec, ze dla specjalistów z tej dziedziny sa mozliwe rózne odmiany, niemniej jednak te odmiany mieszcza sie w zakresie istoty niniejszego wynalazku. PL