RO120493B1 - Procedeu şi unitate mobilă de deshidratare a reziduurilor lichide care conţin apă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o unitate mobilă pentru deshidratarea reziduurilor lichide care conţin apă, din diferite sisteme de canalizare. Unitatea mobilă, conform invenţiei, cuprinde un ejector (1) acţionat de apă, pentru ridicarea apei şi a reziduurilor din puţ, cel puţin un cilindru de filtrare (8), pentru separarea mecanică a reziduurilor lichid şi a apei, care are un perete cu orificii având un diametru cuprins în intervalul 0,8...2,0 mm, mijloace de acţionare pentru rotirea cel puţin a unui cilindru de filtrare, în care este prevăzută o camă elicoidală, pentru alimentarea reziduurilor lichide, axial prin cilindrul în rotaţie, mijloace (9) pentru colectarea apei separată de reziduul lichid, şi pompe pentru reciclarea apei colectată separată sub presiune, pentru acţionarea ejectorului, până când tot volumul de apă şi reziduuri lichide din puţ este adus în unitatea mobilă de deshidratare, pentru separarea mecanică şi pentru reîntoarcerea apei separată, oxigenată, şi conţinând particule având o mărime maximă cuprinsă în intervalul 0,8...2,0 mm, pentru reumplerea puţului, prin respectivul ejector. Invenţia se mai referă şi la un procedeu de deshidratare a reziduurilor lichide care conţin apă, într-un mod care contribuie la aducerea florei bacteriene şi microflorei din puţ, într-un mediu care suportă un proces de purificare aerobică, respectivul proces putând fi realizat cu unitatea mobilă de deshidratare.

Description

Invenția se referă la o unitate mobilă, pentru deshidratarea reziduurilor lichide, care conțin apă, din sisteme de canalizare, separate sau ceva similar.

în special, invenția se referă la o unitate mobilă, care cuprinde dispozitive de aspirare a reziduurilor lichide și apei dintr-un puț, de filtrare și separare a acestora, și de reîntoarcere în puț a apei, purificate și oxigenate, după terminarea procesului în cadrul căruia reziduul lichid, separat, este comprimat și depozitat în unitatea mobilă, în vederea unei goliri ulterioare.

Invenția se mai referă și la un procedeu de deshidratare a reziduurilor lichide, care conțin apă, într-un mod care contribuie la aducerea florei bacteriene și microflorei din puț, într-un mediu care suportă un proces de purificare aerobică, respectivul proces putând fi realizat cu unitatea mobilă de deshidratare.

Se cunoaște din brevetul EP 437465 un procedeu de purificare a apelor uzate, care conține etapele de aspirație a apei dintr-un puț de ape uzate, de separare mecanică a impurităților grosiere din apa uzată, de adăugare continuă de apă purificată mecanic, din apa care este aspirată din puț, apa purificată sub presiune fiind folosită pentru a ridica apa care conține reziduu lichid. Etapele procedeului sunt repetate până când întreaga cantitate de apă uzată, din puț, este purificată. Totuși, autorul nu prezintă compoziția apei reîntoarse și nici tratamentul aplicat pentru reducerea timpului necesar pentru restabilirea capacității de biodegradare a puțului.

în brevetul US 3262571, Petretti descrie o unitate mobilă de evacuare a apei, care cuprinde un rezervor și niște mijloace de decantare pentru îndepărtarea unui amestec de reziduuri și fluid, dintr-un bazin de acumulare, prin inundarea bazinului cu apă. în rezervorul de decantare, sunt dispuse un tambur rotativ, având un perete perforat, pentru filtrarea reziduurilor mai fine din fluid, și niște lame răzuitoare, pentru dislocarea reziduurilor care pot înfunda perforațiile din peretele tamburului. După separarea reziduurilor în rezervorul de decantare, apa poate fi reutilizată pentru inundarea bazinului de acumulare, în vederea eliberării reziduurilor suplimentare, din bazin. Cu toate acestea, autorul nu sugerează că bazinul de acumulare este reumplut cu propria sa apă, ce conține o floră bacteriană conservată.

în brevetul US 3920552, Elkern descrie un sistem mobil de tratare a apei conținută în acesta, prin intermediul căruia un volum de apă este reîntors, după tratament, în rezervorul cu apă uzată. Sistemul este destinat pentru tratamentul chimic al acumulărilor mici de apă sau altelor asemenea, și nu pentru purificarea mecanică a rezervoarelor septice. Autorul nu asigură, prin invenția sa, o capacitate de biodegradare continuă a rezervorului septic, după separarea mecanică a reziduurilor și a apei.

La purificarea unui reziduu lichid din rezervoare septice, de tipul cu trei compartimente, întregul conținut al puțului este transportat, în mod normal, la o uzină de tratare a reziduurilor lichide. Pe lângă dezavantajul că descompunerea biologică din respectivul puț este tulburată, această modalitate face ca reziduul lichid extras să provoace o încărcare variabilă și dezavantajoasă în instalația de purificare, ce primește reziduul. Această instalație funcționează cel mai bine, acolo unde există posibilitatea unei alimentări regulate și uniforme, întrucât o alimentare intermitentă cu reziduuri lichide din exterior determină riscul de colmatare a sitelor și filtrelor și implică solicitări ridicate, pentru descompunerea biologică în instalația de purificare, în așa numita fază bio. încercările de a uniformiza sarcina instalației de purificare au în vedere depozitarea, într-un bazin cu alimentare comandată, prin pompe, a reziduurilor aflate în tratament biologic. Totuși, această modalitate ar antrena cheltuieli inițiale ridicate, cerințe de spațiu și ridică probleme legate de miros.

Un obiectiv al invenției este acela de a oferi o soluție pentru această problemă, printr-un proces de tratare și deshidratare, pe loc, a reziduului lichid, adică lângă un puț, de

RO 120493 Β1 exemplu, cu trei compartimente, un rezervor septic sau ceva similar. Pe lângă o sarcină de 1 încărcare, considerabil mai mică, la uzina de purificare, se obțin și avantaje legate de un transport mult mai redus, în timp ce descompunerea biologică din puț este stimulată prin 3 adăugare de apă purificată și oxigenată.

Cu soluția conform invenției, după separarea și purificarea rezidului lichid, puțul este 5 reumplut cu apa proprie, care conține un rest de particule, de o anumită mărime, pentru susținerea florei bacteriene reconstituite, fapt care constituie un alt obiectiv al prezentei 7 invenții.

Avantajele legate de mediul ambiant, care pot fi demonstrate direct cu unitatea 9 mobilă și cu procedeul conform invenției, sunt următoarele:

- purificarea are loc direct lângă sursă și doar apa uzată aspirată, în limitele a 3. ..7%, 11 trebuie tratată într-un proces ulterior, ce are loc în instalația de purificare;

- nu este necesară nici o deplasare până la instalația de purificare, lucrătorul 13 putându-se ocupa continuu, în decursul întregului schimb de lucru, de scoaterea apei din puțuri aflate în aria respectivă, și doar la sfârșitul schimbului de lucru, el golește sau înde- 15 părtează reziduul comprimat;

- se diminuează perturbările în exploatare, provocate de încărcări intermitente în 17 instalația de purificare;

- se reduce cantitatea de reziduu lichid, rezultat din instalația de purificare; 19

- microflora din puț se menține și găsește condiții mai bune pentru a lucra;

- se reduce, în mare măsură, descărcarea unor substanțe de suspensie în instalația 21 de infiltrare sau în alt receptor, putând ajunge până la circa 75%;

- scade descărcarea de azot și fosfor în sol și receptori; 23

- nu sunt necesari aditivi chimici străini, de exemplu, polimeri;

- există posibilitatea ca, în timpul procesului de deshidratare să se adauge substanțe 25 chimice de sedimentare pentru reducerea, de exemplu, a fosforului;

- reziduul lichid, deshidratat, având un conținut de circa 25-35% substanță uscată 27 poate fi utilizat pentru producerea de energie în instalațiile de biogaz;

- reziduul lichid poate fi împrăștiat pe teren arabil, deoarece este lipsit de aditivi 29 chimici, care să interacționeze cu mediul ambiant;

- se obține un control mai bun asupra rezidurilor lichide și un risc mai scăzut de 31 poluare, în timpul transportului la distanță;

- se reduce consumul de combustibil, deoarece golirea unității mobile se face o 33 singură dată, la sfârșitul schimbului de lucru;

- instalația este lipsită de recipienți sub presiune, fapt care reduce greutatea totală 35 a unității;

- se reduce volumului de transport până la 5% din volumul transportat, în cazul unei 37 evacuări de reziduu lichid, clasice.

Unitatea mobilă de deshidratare a reziduurilor lichide, care conțin apă, dintr-un puț 39 de ape uzate și reîntoarcerea în puț a apei astfel separate, cu menținerea efectivă a microflorei după separare, conform invenției, unitatea de deshidratare cuprinzând un ejector acționat 41 de apă, pentru ridicarea apei și a reziduurilor din puț, înlătură dezavantajele soluțiilor prezentate mai sus, prin aceea că aceasta cuprinde cel puțin un cilindru de filtrare, pentru separa- 43 rea mecanică a reziduurilor lichide și a apei, care are un perete cu orificii având un diametru cuprins în intervalul 0,8... 2,0 mm, niște mijloace de acționare pentru rotirea cel puțin a unui 45 cilindru de filtrare, în care este prevăzută o camă elicoidală, pentru alimentarea reziduurilor lichide, axial prin cilindrul în rotație, niște mijloace pentru colectarea apei separate de 47 reziduul lichid, și niște pompe pentru reciclarea apei colectate, separate sub presiune,

RO 120493 Β1 pentru acționarea ejectorului, până când tot volumul de apă și reziduuri lichide din puț este adus în unitatea mobilă de deshidratare, pentru separarea mecanică și pentru reîntoarcerea apei separate, oxigenate și conținând particule având o mărime maximă cuprinsă în intervalul 0,8...2,0 mm, pentru reumplerea puțului.

Procedeul de deshidratare a reziduurilor lichide care conțin apă, conform invenției, folosind unitatea mobilă de deshidratare, cuprinde următoarele faze:

1. aspirarea apei și a reziduului lichid din puț cu adăugarea de aer/oxigen:

2. separarea mecanică a apei de reziduul lichid, combinată alternativ cu sedimentarea particulelor solide mai grele;

3. comprimarea și acumularea reziduului separat;

4. reumplerea puțului cu propria lui apă purificată și oxigenată.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 și 2 care reprezintă:

-fig. 1, reprezentare schematică a unității mobile de deshidratare a reziduurilor lichide care conțin apă;

- fig. 2, reprezentare schematică a dispozitivului de separare a particulelor care, ca alternativă, poate face parte din unitatea mobilă de deshidratare.

Unitatea mobilă de deshidratare a reziduurilor lichide, care conțin apă (fig.1), este montată pe un șasiu de autocamion și cuprinde o duză 1, un furtun flexibil, format din două treceri 2 și 3, un tambur 4 pe care se înfășoară furtunul, o țeavă de aspirație 5, un rezervor 6 de aspirație, una sau mai multe supape 7, unu sau mai multe filtre mecanice 8, un dispozitiv de alimentare 10 și 11, niște mijloace de comprimare 12, un recipient de reziduu lichid 13, niște rezervoare 9 și 14 pentru primirea apei purificate și, respectiv, rezultate din comprimare, precum și țevi, pompe și mijloace de acționare, neprezentate detaliat, pentru primirea și transportul apei de comprimare și, respectiv, purificată.

Duza 1 este, preferabil, o duză de tip ejector, cu care reziduul ce conține apă este aspirat sub acțiunea unui jet de apă refulat sub presiune prin furtunul 2, dispusă la intrarea în furtunul de aspirație 3 și prin care, datorită presiunii negative (depresiunii) generate, reziduul lichid și apa sunt scoase din puț.

Duza ejector 1 este alimentată printr-o pompă (nefigurată) cu apă dintr-un rezervor 9, care este reumplut cu apă, purificată în filtrul mecanic 8, printr-un orificiu de intrare (nefigurat). Pompa menționată este, preferabil, o pompă centrifugă a cărei turație este reglabilă pentru comanda presiunii apei în duza ejector 1. în afară de aceasta, duza ejector 1 poate fi comandată cu ajutorul unor comutatoare, prevăzute în rezervorul de aspirație 6, care reglează capacitatea duzei ejector, în raport cu capacitatea subansamblurilor de prelucrare, următoare, prin care se poate executa un proces continuu de deshidratare, fără întreruperi, însă cu o viteză de prelucrare adaptată la natura și consistența reziduului lichid.

Prin adăugare de apă în faza de aspirație se obține deja un reziduu oxigenat, diluat și amestecat, care ușurează separarea în fazele următoare de deshidratare.

Furtunul flexibil poate fi roluit plat, el fiind un furtun cu două treceri, din care o trecere 2 mai îngustă este dispusă pentru trecerea apei din rezervorul 9 la duza ejector 1, iar o trecere 3 mai largă este dispusă pentru aspirarea reziduului cu conținut de apă către rezervorul de aspirație 6, prin țeava de aspirație 5.

Rezervorul de aspirație 6 cuprinde un perete de separare de care reziduul cu conținut de apă se izbește, fiind divizat și dirijat la una sau mai multe supape reglabile 7 pentru comanda fluxului către filtrul mecanic 8 din aval.

RO 120493 Β1

Preferabil, supapele 7 sunt comandate pneumatic și sunt constituite din supape de 1 alimentare cu o arie reglabilă de curgere pentru a se adapta la consistența reziduului lichid și la viteza procesului. 3 în unele situații de exploatare, când apa din puț conține nisip sau particule de pământ, este necesară o separare a particulelor mai mari și o sedimentare a particulelor mai 5 grele înainte că reziduul lichid care conține apă să avanseze până la filtrul mecanic din aval.

Ca alternativă, rezervorul de aspirație poate fi prevăzut, în acest scop, cu niște site și niște 7 elemente elicoidale pentru a separa, în una sau mai multe trepte, particulele solide până la o mărime minimă de 2,0 mm. 9 într-o variantă constructivă (fig.2), la intrarea rezervorului este amplasată o sită 17 care separă, de exemplu, particule mai mari de 5 mm care, cu ajutorul unui melc de alimen- 11 tare 18, sunt introduse la comprimare într-o fază ulterioară. Apa astfel filtrată, într-o primă fază, este lăsată un anumit timp să se liniștească în rezervor, permițând ca particulele mai 13 grele să se sedimenteze pe fundul rezervorului, de unde sedimentul este evacuat pentru comprimare sau golire. La ieșirea rezervorului, este amplasată o altă sită 19 care separă, de 15 exemplu, particule mai mari de circa 2,0 mm și, cu ajutorul unuia sau mai multor melci de alimentare 10,21, acestea sunt deplasate pentru comprimare. Particulele în suspensie, care 17 au dimensiuni mai mici, trec de sita 19 de la ieșire și sunt introduse în filtrul mecanic 8 din aval. 19

Filtrul mecanic 8 sau cilindrul de sortare cuprinde unul sau mai mulți tamburi cilindrici, acționați în mișcare de rotație, ei fiind prevăzuți cu suprafețe subțiri perforate, dispuși cu o 21 ușoară înclinație față de planul orizontal și alimentați cu apă și reziduuri lichide, printr-un ax tubular central, ce constituie axa de rotație a respectivilor tamburi. în interior, tamburii sunt 23 prevăzuți cu câte o camă elicoidală, care, în timpul rotirii tamburilor, deplasează reziduul lichid către extremitatea posterioară, înălțată, a tamburului. Apa care curge prin perforațiile 25 tamburilor este dirijată prin niște treceri, nearătate, către rezervorul 9, pentru a fi folosită la acționarea ejectorului 1, iar după terminarea procesului de deshidratare, pentru umplerea 27 puțului chiar cu această apă, purificată și oxigenată, care conține microorganisme active și particule ce servesc la nutriția organismelor. 29

Acest procedeu de deshidratare este avantajos prin faptul că menține o floră bacteriană activă, iar unitatea mobilă nu necesită perforații cu orificii prea fine a tamburilor, permi- 31 țând ca particulele cu dimensiuni relativ mici să rămână în apa care, din rezervorul 9, este readusă în puț prin duza 1. Diametrul perforațiilor se poate situa, preferabil, în intervalul 33 cuprins aproximativ între 0,8 și 2,0 mm, cele mai indicate valori ale diametrului fiind de 1,2 până la 1,8 mm. 35

Pentru a se obține efectul dorit al prezenței unei microflori active în apa purificată și readusă ulterior în puț este avantajos ca separarea să nu aibă loc prea repede, ci, să se 37 asigure un anumit timp de liniștire. Din acest motiv, tamburul poate fi prevăzut cu o anumită înclinație față de planul orizontal, iar desfășurarea procesului să fie reglată, de exemplu, cu 39 supapele de comandă 7.

De la extremitatea de evacuare, înălțată, a filtrului mecanic 8, reziduul lichid, separat 41 de către tamburi, este introdus într-un mijloc 12 de comprimare situat în aval. Alimentarea poate avea loc de exemplu, continuu sau intermitent, cu ajutorul unui melc de alimentare 10 43 sau, în alt mod convenabil, de exemplu cu ajutorul unei plăci de alimentare deplasabile liniar, care este acționată intermitent pentru a deplasa reziduul lichid spre înainte. 45

Mijlocul de comprimare 12 cuprinde un melc transportor și un mijloc de presare, de exemplu o presă cu fante, și este montat pentru a se deschide într-un recipient 13, în care 47

RO 120493 Β1 se depozitează reziduul lichid cu un conținut de circa 25-35% substanță uscată, în vederea unei goliri ulterioare prin intermediul, de exemplu, al unui melc, nearătat în detaliu. Apa stoarsă cu ajutorul mijlocului de comprimare este colectată în rezervorul 14 și de acolo, prin țevi și pompe nearătate detaliat, este readusă la rezervorul de aspirație 6, pentru o purificare repetată în filtrul 8.

O pompă de dozare 15 poate fi prevăzută pentru adăugarea unor substanțe chimice de sedimentare în țeava de aspirație 5, de exemplu pentru reducerea fosforului.

în continuare, un rezervor 16 de apă este dispus ca rezerva de apă, precum și ca detector de nivel al apei de aspirație în rezervorul 6, al apei purificate în rezervorul 9 și al apei extrase prin stoarcere în rezervorul 14.

Duza ejector 1 este prevăzută cu o supapă, nefigurată, pentru reumplerea puțului după terminarea deshidratării, apa purificată din rezervorul 9 fiind pompată prin respectiva duză. Apa originală, separată din reziduul lichid, este recirculată în puțobținându-se totodată o oxigenare a ei, care este benefică pentru flora bacteriană, prin care se realizează o reducere a timpului de recuperare a puțului, iar descompunerea biologică putând avea loc fără perturbarea pe care o implică evacuarea clasică a unui reziduu lichid.

Procedeul cuprinde reîntoarecerea apei obținută prin stoarcerea reziduului lichid în mijlocul de comprimare 12, la procesul de deshidratare prin trecere repetată prin filtrul 8. Volumul de apă, aspirat inițial, este supus prin aceasta unei purificări graduale și, în final, este readus în puț ca apă purificată și oxigenată, însă conținând o cantitate suficientă de material bacterian pentru a menține microorganismele readuse, astfel încât funcția puțului este garantată chiar după golirea puțului.

Studiile efectuate arată că reumplerea puțului cu propria apă, însă purificată și oxigenată, inițiază un proces aerobic care conduce la obținerea unor calități mai bune ale apei utilizate ulterior într-o instalație receptoare. Astfel, se constată o îmbunătățire evidentă a azotului total și o reducere a compozițiilor care consumă oxigen. Studiul arată, de asemenea, o reducere puternică a substanțelor de suspendare, până la 75% din apa evacuată, comparativ cu evacuarea clasică a reziduului lichid.

Claims (6)

1. Procedeu pentru separarea reziduurilor lichide de apă, într-o unitate mobilă de deshidratare a reziduurilor lichide, ce conțin apă, care realizează aspirarea apei și a reziduurilor lichide dintr-un puț de ape uzate, separarea reziduurilor de apă și readucerea apei în puț, procedeu cuprinzând etapa de ridicare a apei și a reziduului lichid din puțul de ape uzate, prin intermediul unui ejector acționat de apă, pentru a fi separate mecanic, în unitatea mobilă de deshidratare, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde următoarele etape :

- filtrarea apei și a reziduurilor lichide prin cel puțin un cilindru de filtrare, care are un perete perforat cu orificii având diametre de 0,8... 2,0 mm,

- alimentarea cu apă și reziduuri lichide pentru separare în cilindrul de filtrare, prin forțare axială a reziduului în cilindru cu o camă elicoidală,

- recuperarea și reciclarea apei uzate separate, sub presiune, pentru acționarea ejectorului, până când tot volumul de apă și de reziduu lichid este ridicat din puț și adus în unitatea mobilă de deshidratare pentru o separare mecanică,

- întoarcerea apei oxigenată și conținând particule cu mărimea maximă cuprinsă între 0,8...2,0 mm, pentru a reumple puțul de ape uzate prin respectivul ejector.

RO 120493 Β1

2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că separarea mecanică 1 este realizată prin cilindrul de filtrare care prezintă orificii cu diametrul cuprins în intervalul 1,2...1,8 mm, pentru reîntoarcerea apei cu particule având o mărime maximă cuprinsă în 3 intervalul 1,2...1,8 mm.

3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde o 5 etapă de decantare, precedată de separarea mecanică a particulelor mai mari de 5 mm, și urmată de evacuarea particulelor decantate având dimensiuni de maxim 2 mm.7

4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde o etapă de adăugare de agenți de reducere a fosforului sau azotului, în apa din unitatea mobilă9 de deshidratare a reziduurilor lichide.

5. Unitate mobilă de deshidratare pentru separarea particulelor de reziduu lichid din 11 apa dintr-un puț de ape uzate și reîntoarcerea în puț a apei astfel separate, cu menținerea efectivă a microflorei după separare, unitatea de deshidratare cuprinzând un ejector (1),13 acționat de apă, pentru ridicarea apei și a reziduului din puț în unitatea mobilă de deshidratare, în vederea separării mecanice, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde:15

-cel puțin un cilindru de filtrare (8), pentru separarea mecanică a reziduului lichid și a apei, care are un perete cu orificii având un diametru cuprins în intervalul 0,8... 2,0 mm, 17

- mijloace de acționare pentru rotirea cel puțin a unui cilindru de filtrare în care este prevăzută o camă elicoidală, pentru alimentarea reziduurilor lichide, axial prin cilindrul în 19 rotație,

- mijloace (9) pentru colectarea apei separate de reziduul lichid, și 21

- pompe pentru reciclarea apei colectate separate sub presiune, pentru acționarea ejectorului până când tot volumul de apă și reziduuri lichide din puț este adus în unitatea 23 mobilă de deshidratare, pentru separarea mecanică și pentru reîntoarcerea apei separate, oxigenate și conținând particule având o mărime maximă cuprinsă în intervalul 0,8...2,0 mm, 25 pentru reumplerea puțului, prin respectivul ejector.

6. Unitate mobilă de deshidratare, conform revendicării 5, caracterizată prin aceea 27 că cilindrul de filtrare (8) prezintă orificii având un diametru cuprins în intervalul 1,2 și