PL169970B1

PL169970B1 - Sposób i urzadzenie do oczyszczania sciekówoczyszczania tlenowego ewentualnie stopien biologicznego PL PL

Info

Publication number: PL169970B1
Application number: PL92303100A
Authority: PL
Inventors: Uwe Sonnenrein
Original assignee: Uwe Sonnenrein
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1996-09-30
Also published as: WO1992022506A1; ATE110701T1; DE59200445D1; EP0567601B1; RU2126366C1; US5505862A; US5616240A; AU1900392A; EP0567601A1; TW201295B; KR940701365A; KR100251826B1; DK0567601T3; JPH06508059A; ES2063585T3

Abstract

1 . Sposób oczyszczania scieków zawierajacych sub- stancje rozkladajace sie, w którym przez ciagla obróbke scieków w kolejnych stopniach obróbki fizycznej, wyposazonych w osad- niki cial stalych a mianowicie osadniki grubych cial stalych, osadniki drobnych cial stalych i w osadniki cial ciezkich, a nastepnie w kolejnych stopniach flotacji oddziela sie powstaly przy uzyciu mieszarek gazowo-wodnych spieniony osad staly, z n a m ie n n y ty m , ze scieki z osadników miesza sie, po czym poddaje sie obróbce tlenowej, a nastepnie uzupelniajacej bez- tlenowej obróbce biologicznej z zastosowaniem wielokrotnego, regulowanego obiegu przez sterowane procesorowo obejscie w kazdym stopniu oczyszczania, przy czym scieki odessane ze stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego wraz z doprowa- dzana do nich mieszanina tlenu i czystej wody zawraca sie ponownie do stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego, a w poszczególnych rejonach obróbki przeplyw scieków kontroluje sie przez czujniki, które przekazuja zmierzone wartosci do bloku sterujacego, który dokonuje regulacji przeplywu 10 Urzadzenie do oczyszczania scieków wyposazone w osadniki, stopnie flotacji i mieszarke gazowo-wodna, zn a m ie n - n e ty m . ze zawiera mieszarke gazowo-wodna (32), (48), (62), która jest wlaczona jako obejscie do przewodu zwrotnego czystej wody (82) prowadzacego od zbiornika (34) odplywu czystej wody do zbiornika zbiorczego (1) oraz m a osadnik (12) cial ciezkich, osadnik (8) drobnych cial stalych, stopien (44) biologicznego oczyszczania tlenowego ewentualnie stopien (54) biologicznego oczyszczania beztlenowego, przy czym w zbiorniku (34) odplywu czystej wody umieszczony j est regulator poziomu (76) i zawór (78) regulujacy odplyw czystej wody do zbiornika zbiorczego (1) przez rurociag (70) ewentualnie przez przewód zwrotny (82) Fig.1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania dowolnych ścieków zawierających substancje rozkładające się, w którym przez ciągłą obróbkę ścieków w kolejnych stopniach przeróbki fizycznej, wyposażonych w osadniki ciał stałych a mianowicie: osadniki grubych ciał stałych, osadniki drobnych ciał stałych i w osadniki ciał ciężkich, a następnie w kolejnych stopniach flotacji jest oddzielany spieniony osad stały, powstały przy użyciu mieszarek gazowo-wodnych. Ponadto przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania ścieków obejmujące również zespół napowietrzania ścieków.

Znane sposoby oczyszczania ścieków są stosowane zwłaszcza w urządzeniach stacjonarnych z użyciem różnych kolejnych metod. Wykorzystujące te sposoby konstrukcje są kosztowne i wymagają wiele miejsca, a dostosowane są do obróbki ścieków o stałym składzie. W urządzeniach przenośnych stosowana jest przede wszystkim technika filtracyjna, obok której stosowana jest obróbka biologiczna lub chemiczna. Wskutek tego zastosowanie ogranicza się do jednego rodzaju ścieków. Każda technika filtracyjna oddzielnie lubjako główna prowadzi do zwiększenia zanieczyszczenia w pozostałych zakresach. W trakcie fizycznego filtrowania, wskutek ścierania lub zawirowania, rozpuszczają się w wodzie dodatkowe substancje. Stopnie oczyszczania biologicznego powodują fizyczne zanieczyszczenie wody ciałami stałymi w postaci martwej lub żywej materii na przykład szlamu biologicznego, grzybów i pasożytów. Oczyszczanie chemiczne przez domieszanie, ze wstępną szeroką eliminacją wszystkich innych zanieczyszczeń, prowadzi do powstawania nadmiernych ilości odpadów.

Każdy sposób sam w sobie jest właściwy dla określonych zakresów zastosowań, a przeznaczony dla określonych rodzajów ścieków daje dobre wyniki. Nie osiągnięto jednak kompleksowego zadawalającego oczyszczania spełniającego wymagania przepisów dla kolektorów ścieków oczyszczonych, szczególnie dla ścieków różnorodnych.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu oczyszczania dowolnych ścieków jako typowego do stosowania w urządzeniach przenośnych zwartej budowy, albo w urządzeniach stacjonarnych o budowie modułowej, które poza tym pozwalają na zastosowanie ogólnego sterowania procesorowego poszczególnych stopni oczyszczania, dostosowanego do nowych warunków pracy, wynikających ze zmiennych ilości ścieków i zmieniającego się ich składu.

Cel ten zrealizowano zgodnie z wynalazkiem przez opracowanie sposobu oczyszczania ścieków, zawierających substancje rozkładające, w którym przez ciągłą obróbkę ścieków w kolejnych stopniach obróbki fizycznej wyposażonych w osadniki ciał stałych, a mianowicie: w osadnikach grubych ciał stałych, osadniki drobnych ciał stałych i w osadniki ciał ciężkich, a następnie w kolejnych stopniach flotacji oddziela się powstały przy użyciu mieszarek gazowowodnych spieniony osad stały.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest to, że najpierw ścieki osadników miesza się, a następnie poddaje się je obróbce tlenowej i uzupełniającej beztlenowej obróbce biologicznej z zastosowaniem wielokrotnego regulowanego obiegu przez sterowane procesorowo obejście w każdym stopniu oczyszczania, przy czym ścieki odessane ze stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego wraz z doprowadzoną do nich mieszaniną tlenu i czystej wody zawraca się ponownie do stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego, a w poszczególnych rejonach obróbki prze169 970 pływu ścieków kontroluje się przez czujniki, które przekazują zmierzone wartości do bloku sterującego regulującego przepływ.

W sposobie według wynalazku korzystnie do ścieków, po ich przepływie przez stopnie obróbki fizycznej, a przed ich wprowadzeniem do mieszalnika flotacji, doprowadza się napowietrzoną wodę, przy czym ścieki z mieszalnika przesyła się do zbiornika odpływowego przez dołączoną przestrzeń reakcyjną. Również korzystnie ścieki ze zbiornika mieszania doprowadza się do przestrzeni reakcyjnej flotacji wtórnej, przy czym ze ścieków z przestrzeni reakcyjnej flotacji wstępnej, ze stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego, jak również z przestrzeni reakcyjnej flotacji wtórnej każdorazowo oddziela się spienioną substancję stałą, którą we własnym stopniu oczyszczania biologicznego obrabia się i rozkłada odpowiednio do swego składu i użytych bakterii.

W sposobie według wynalazku korzystnie obieg ścieków reguluje się tak, aby w stopniu biologicznego oczyszczania tlenowego osiągnąć wielokrotne wzbogacenie w tlen w stosunku do normalnego nasycenia, a w stopniu biologicznego oczyszczania beztlenowego tlen prawie całkowicie usunąć, przy czym obieg ścieków reguluje się tak dziesięć razy na godzinę. Korzystnie automatycznie przerywa się powrót wody ze zbiornika odpływu czystej wody do zbiornika zbiorczego oraz ewentualnie blokuje się rurociąg odpływu czystej wody ze zbiornika odpływu czystej wody, w przypadku niedotrzymania zadanych wartości dla wody przy zachowaniu pracy i zaopatrzenia stopni oczyszczania biologicznego w obiegu wewnętrznym.

Przedmiotem wynalazkujest również urządzenie do oczyszczania ścieków wyposażone w mieszarkę gazowo-wodną, która jest włączona jako obejście do przewodu zwrotnego czystej wody prowadzącego od zbiornika odpływu czystej wody do zbiornika zbiorczego oraz ma osadnik ciał ciężkich, osadnik drobnych ciał stałych, stopień biologicznego oczyszczania tlenowego ewentualnie stopień biologicznego oczyszczania beztlenowego, przy czym w zbiorniku odpływu czystej wody umieszczony jest regulator poziomu i zawór regulujący odpływ czystej wody do zbiornika zbiorczego przez rurociąg ewentualnie przez przewód zwrotny.

Urządzenie według wynalazkujest również zaopatrzone w osadnik drobnych ciał stałych wyposażony w obrotową szczotkę o coraz mniejszym skoku linii śrubowej w kierunku przeciwprądu przepływających ścieków, umieszczoną w walcowej rurze z wieloma siatkowo rozmieszczonymi otworami i nacięciami, przy czym siatkowo nacięta walcowa rura jest korzystnie umieszczona współosiowo w rurze osłonowej wyposażonej w środku swej długości w rurę dopływu wody, natomiast przestrzeń pośrednia pomiędzy walcową rurą i rurą osłonową jest w dolnym końcu uszczelniona. Rura osłonowa, otaczająca rurę walcową jest korzystnie uszczelniona w swym górnym końcu w stosunku do walcowej rury, a walcowa rura jest połączona z odbiorem szlamu, uszczelnionym w stosunku do rury osłonowej.

Stopień biologicznego oczyszczania urządzenia według wynalazku jest utworzony z pionowego zbiornika, który ma dopływ ścieków w dnie, odpływ wody w pokrywie lub w górnej części obwodowej i obejście łączące część górną zbiornika z dnem, przy czym dopływ ścieków w dnie kończy się rozpływem ciśnieniowym, którego otwór dopływu wody oraz przekrój przewodu dopływu ścieków są większe niż suma otworów wypływowych, a część górna zbiornika powyżej wlotu obejścia jest silnie powiększona w stosunku do dna tego zbiornika. W obejściu tym jest korzystnie umieszczona pompa obiegowa regulująca przepływ, przy czym do obejścia oraz ewentualnie do dopływu ścieków podłączone są króćce wtryskowe dla materiałów stabilizujących. W zbiorniku są korzystnie umieszczone czujniki.

Urządzenie według wynalazku jest ponadto wyposażone w mieszarkę gazowo-wodną, która jest włączona jako obejście do przewodu zwrotnego czystej wody prowadzącego od zbiornika odpływu czystej wody do zbiornika zbiorczego oraz ma osadnik ciał ciężkich, osadnik drobnych ciał stałych, zbiornik napowietrzania ścieków, stopień biologicznego oczyszczania beztlenowego, przy czym w zbiorniku odpływu czystej wody umieszczony jest regulator poziomu i zawór regulujący odpływ czystej wody do zbiornika zbiorczego przez rurociąg ewentualnie przez przewód zwrotny.

Zbiornik napowietrzania ścieków ma korzystnie w zamkniętej komorze górny dopływ lekkiego czynnika, dolny dopływ cieczy do mieszania i dopływ ścieków dostarczanych zespołem dyszy, której głowica ma połączenie z lekkim czynnikiem, a walcowy zespół dyszy z osiowym

169 970 otworem ma stopę dyszy i połączony z nią kadłub dyszy z nałożoną głowicą dyszy, przy czym pomiędzy otwartą do góry głowicą dyszy a kadłubem dyszy jest utworzona pierścieniowa komora udarowa, z której do wlotu dyszy prowadzi pierścieniowa dysza ze stożkową szczeliną dyszy o regulowanej szerokości. Szczelina dyszy korzystnie zwęża się w kierunku wylotu dyszy, a krawędź utworzona na górnej części dyszy ma fazę zrywania. Pierścień gumowy umieszczony w połączeniu gwintowym pomiędzy kadłubem dyszy i głowicą dyszy pozwala na regulację zadanej szerokości szczeliny dyszy. Górna część dyszy jest korzystnie elastycznie zamocowana w głowicy dyszy przy użyciu szerokiego pierścienia gumowego.

Mufa umieszczona w wylocie dyszy jest na swym końcu wyjściowym zwężona stożkowo, przy czym poniżej stożkowo zwężonego końca mufy umieszczony jest jeden lub wiele wylotów dyszy.

Rura dopływowa urządzenia według wynalazku korzystnie kończy się w rowku pierścieniowym w stopie dyszy, a w odstępie powyżej rowka pierścieniowego wraz z kapturem zamykającym tworzy obwodową krawędź zrywającą, przy czym otwory wychodzące z rowka pierścieniowego w stopie dyszy wraz z współpracującym drugim rowkiem pierścieniowym, wskutek zmian przekroju, tworzą dużą ilość krawędzi zrywających.

Urządzenie według wynalazku jest przykładowo przedstawione na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia schemat urządzenia przenośnego budowy zwartej; fig. 2 - schemat procesu; fig. 3 - schemat osadnika drobnych ciał stałych w przekroju podłużnym; fig. 4 - schemat stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego w przekroju podłużnym; fig. 5 - zbiornik napowietrzania w uproszczeniu; fig. 6 - zespół dysz napowietrzających w przekroju podłużnym, fig. 7 - szczegół A z fig. 6 w powiększeniu.

Uwidocznione na fig. 1 zwarte urządzenie składa się ze zbiornika zbiorczego 1 o pojemności na przykład 30 m³ z przyłączonym wstępnym osadnikiem 2 grubych ciał stałych. Ścieki doprowadzane są do osadnika 2 poprzez przewód zbiorczy 3. Osadnik 2 jest wyposażony w siatkę o oczkach wielkości 3 do 5 mm. Czujnik 4 przekazuje pomiar poziomu wody w zbiorniku zbiorczym 1 do bloku sterującego 22 a pompa 5 tłoczy ścieki przewodem 6 do osadnika 8 drobnych ciał stałych, wyposażonego w siatkę o oczkach wielkości 1 do 2 mm w pierwszym rejonie zwartego urządzenia. Stąd ścieki pozbawione grubych zawiesin trafiają do osadnika 12 ciał ciężkich, gdzie zawiesiny o ziarnach wielkości < 1 do 2 mm i cięższe od wody toną w pojemniku 14 osadu ciężkiego i z którego są usuwane w regularnych odstępach czasu ręcznie lub w sposób sterowany poprzez zawór 16. Wodowskaz 18 i miernik 20 poziomu pH kontrolują w sposób ciągły poziom wody i zawartość jonów wodorowych w osadniku 12 i przekazują te wartości do bloku sterującego 22, który te i inne wartości przyjmuje i przetwarza. Do przerabianych fizycznie ścieków dozownik 24 dostarcza określone ilości wapna i kwasu. Przewód przelewu zwrotnego 26 odprowadza nadmiar ścieków z powrotem do zbiornika zbiorczego 1.

Z osadnika 12 ciał ciężkich ścieki są przekazywane poprzez rurociąg 28 do zbiornika mieszania 30 flotacji wstępnej. Tuż przed wprowadzeniem do zbiornika mieszania 30 do ścieków z pierwszej mieszarki gazowo-wodnej 32 jest doprowadzana napowietrzona woda. Mieszarka gazowo-wodna 32 pracuje na zasadzie obejścia. Otrzymuje wodę do mieszania ze zbiornika 34 odpływu czystej wody flotacji wtórnej, a ze sprężarki 36 powietrze. Woda wzbogacona pęcherzykami powietrza przepływa przez przestrzeń reakcyjną 38. Tutaj tworzy się na powierzchni piana z zawiesiny ciężkiej, która w sposób regulowany w określonych odstępach czasu jest zgarniana przy pomocy zgarniacza do pierwszego koryta odbiorczego 40. Ścieki poprzez zbiornik odpływowy 42 flotacji wstępnej są kierowane do stopnia 44 biologicznego oczyszczania tlenowego. W tym miejscu ze ścieków usunięte są już w 95-99% ciała stałe tak, że do stopni oczyszczania biologicznego trafiają już tylko substancje rozpuszczone w wodzie. Sprawność stopni oczyszczania biologicznego jest wielokrotnie zwiększona dzięki zasadniczemu wstępnemu oczyszczaniu fizycznemu. W stopniu 44 biologicznego oczyszczania tlenowego, wykonanym jako filtr bębnowy, ścieki są w sposób ciągły odsysane przez rurociąg 45, następnie poprzez pompę 46 i rurociąg 47 znów doprowadzane do stopnia 44, przy czym wzbogacane są w sposób ciągły przez drugą mieszarkę gazowo-wodną 48 technicznym tlenem z butli 50 i wodą ze zbiornika 34 odpływu czystej wody. Ścieki mogą być w ten sposób obrabiane nawet dziesięć razy na godzinę, osiągając regulowane wysokie wzbogacenie w tlen, wielokrotne w stosunku do normalnego nasycenia. Wszystkie mieszarki gazowo-wodne pracują na zasadzie obejścia celem

169 970 utrzymania zaworów bezpieczeństwa w stanie bezawaryjnym. Znajdująca się w stopniu 44 biologicznego oczyszczania tlenowego martwa masa bakteryjnajest gromadzona na powierzchni jako spieniona substancja stała i jest zgarniana w sposób regulowany w określonych odstępach czasu z pomocą zgarniacza, najbardziej korzystnie w kształcie zgarniacza łańcuchowego, do drugiego koryta odbiorczego 52. Ścieki są doprowadzane przez przelew ze stopnia 44 do stopnia 54 biologicznego oczyszczania beztlenowego. W tym stopniu oczyszczania dzięki pompie 55 ma miejsce stały obieg czystej wody, a czujnik 56 mierzy zawartość tlenu.

Po obróbce w stopniu 54 ścieki poprzez rurociąg 58 trafiają do zbiornika mieszania 60 flotacji wtórnej. Tuż przed wpływem do zbiornika mieszania 60 do ścieków doprowadza się z użyciem trzeciej mieszarki gazowo-wodnej 62 mieszaninę czystej wody i powietrza. Potem ścieki trafiają do przestrzeni reakcyjnej 64 flotacji wtórnej, w której na powierzchni następuje znów zgarnianie spienionej substancji stałej. Czujnik 66 mierzy poziom wody. W określonych odstępach czasu zgarniacz sterowany procesorowo zgarnia spienioną substancję stałą do trzeciego koryta odbiorczego 68. Z przestrzeni reakcyjnej 64 oczyszczona woda trafia do zbiornika 34 odpływu czystej wody flotacji wtórnej, gdzie czujnik 72 mierzy wartość pH, koncentrację jonów wodorowych, a inne czujniki 73 i 74 zawartość tlenu i temperaturę wody. Regulator poziomu 76 pozwala na odpływ oczyszczonej wody rurociągiem 70 odpływu czystej wody, albo na jej zwrot poprzez zawór 78 do zbiornika zbiorczego 1, przy czym to odgałęzienie zapewnia dopływ odpowiedniej ilości czystej wody jako wody do mieszania do mieszarek gazowo-wodnych 32,48 i 62. Dzięki sterowanym procesowo grzałkom 80 w stopniach oczyszczania 44 i 54 utrzymuje się temperaturę na stałym poziomie.

Blok sterujący 22 kontroluje i przechowuje wszystkie wartości pomiarowe jak poziom wody, tlen, wartości pH, temperaturę, steruje pompami, dozownikami wapna i kwasu, zaworami, mieszarkami gazowo-wodnymi, zgarniaczami spienionej substancji stałej i mas odpadowych, jak również w przypadku awarii podaje sygnał alarmu i umożliwia wówczas zatrzymanie niedostatecznie oczyszczonej wody.

Na fig. 3 przedstawiono osadnik 8 drobnych ciał stałych, który składa się z obrotowej szczotki 11 łożyskowanej osiowo w walcowej rurze 9. szczotka 11 ma zi^niiej^:z^j^<^2/ sśę skok od strony wolnego dolnego końca w stronę drugiego końca, na którym zamocowany jest silnik 19 z przekładnią. Zwoje obrotowej szczotki 11 w kierunku jej górnego końca są coraz ciaśniejsze. Ściany walcowej rury 9 mają dużą ilość siatkowo rozmieszczonych otworów i wycięć (nie pokazanych), a powierzchnie otworów są dostosowane do wielkości maksymalnych oddzielanych cząstek stałych.

Walcowa rura 9 jest umieszczona osiowo w rurze osłonowej 13, która w połowie swej długości ma skrzynię 21 doprowadzającą wodę z rury 15 do oczyszczanych ścieków. Rura 15 dopływu wody jest połączona z osadnikiem 2 grubych ciał stałych. Średnica rury osłonowej 13 jest tak dobrana, że odstęp od zewnętrznej powierzchni walcowej rury 9 z otworami i wycięciami pozwala na dobry rozdział obwodowy ścieków doprowadzanych poprzez skrzynię 21 dopływu wody. Przestrzeń pośrednia 27 pomiędzy walcową rurą 9 i rurą osłonową 13 jest w dolnym końcu uszczelniona, a walcowa rura 9 w dolnym końcu jest otwarta i służy jako dopływ wody 25. W górnym rejonie walcowej rury 9 i rury osłonowej 13 następuje odbiór szlamu 17.

Oczyszczane ścieki są doprowadzane do przestrzeni pośredniej 17 pomiędzy rurą osłonową 13 i walcową rurą 9 z siatkowo rozmieszczonymi otworami i wycięciami poprzez rurę 15 dopływu wody i skrzynię 21 dopływu wody. Ścieki poprzez otwory i wycięcia w walcowej rurze 9 trafiają w obszar obrotowej szczotki 11 napędzanej silnikiem 19. Podczas gdy woda wypływa w kierunku dolnego wolnego końca walcowej rury 9 do odpływu wody 25, stała zawiesina, zwłaszcza drobna jest zatrzymywana przez coraz ciaśniejsze zwoje obrotowej szczotki 11 i przenoszona do góry. Wskutek coraz większej w kierunku do górnego odbioru szlamu ilości stałej zawiesiny pomiędzy zwojami i coraz mniejszej przestrzeni stała zawiesina zostaje zagęszczona i jest wyrzucana przez odbiór szlamu 17. Obrotowa szczotka 11 ma cechę samooczyszczania się. Dzięki obróbce podwodnej zawiesina stała jest oddzielana w sposób chroniony. Zużycie obrotowej szczotki 11 jest mniejsze niż przy obróbce przepływowej.

Stopień 44 biologicznego oczyszczania tlenowego zgodnie z fig. 4 ma pionowy walcowy zamknięty zbiornik 31, wyposażony w dopływ ścieków 33 w dnie 35, odpływ wody 37 w pokrywie 39 i obejście 43 łączące część górną 41 zbiornika 31 z dnem 35.

169 970

Zbiornik 31 ma przekrój okrągły powiększony znacznie w górnej trzeciej lub czwartej części długości, przy czym przejście do części górnej 41 ma kształt lejka. Dopływ ścieków 33 wchodzi do dna 35 w kształcie rozpływu ciśnieniowego 49, którego płaszcz ma wielką ilość małych otworów wypływowych 51. Wolny przekrój rury dopływu ścieków 33 jest większy niż suma powierzchni otworów wypływowych 51.

Obejście 43 łączące część górną 41 zbiornika 31 z dnem 35 ma pompę obiegową 57, powodującą przepompowywanie ścieków w kierunku strzałki 63. Wlot obejścia 53 jest umieszczony tak, że odsysa ścieki w miejscu przejścia do powiększonej powierzchni części górnej 41. W dopływie ścieków 33 i w obejściu 43 umieszczonych jest wiele króćców wtryskowych 59, przez które doprowadza się związki regulujące pH, dozuje się powietrze, tlen i inne materiały, których ilość regulują czujniki 65.

W zbiorniku 31 umieszczone są specyficzne materiały stałe jako nośniki kolonii bakteryjnych, które unoszą się w strumieniu wody w kierunku strzałki 67. Na powierzchni ciała stałego bakterie mają pełną zdolność rozwijania się. Powiększony przekrój części górnej 41 powoduje zmniejszenie prędkości przepływu symbolizowane krótszą strzałką 69. Zmniejszona prędkość przepływu umożliwia tonięcie i zatrzymanie ciał stałych z bakteriami, które nie zostaną wydalone przez odpływ wody 37, ale zostaną zawrócone poprzez obejście 43 w stronę dna 35. Ciała stałe zgromadzone na dnie 35 zbiornika 31 zostają zawirowane ściekami wypływającymi z obejścia 43 i z otworów wypływowych 51 rozpływu ciśnieniowego 49. Wskutek różnicy powierzchni otworów wypływowych 51, w stosunku do powierzchni przekroju rury dopływu ścieków 33, ścieki wypływają z otworów wypływowych 51 pod ciśnieniem, a stałe materiały nośnikowe leżące na dnie są podnoszone i wirowane. Temperatura ścieków jest kontrolowana przez czujniki i regulowana przez sterowane procesorowo grzałki (nie pokazane).

Pionowy zamknięty zbiornik 101 według fig. 5, który ma kształt walca lub prostopadłościanu, ma w pokrywie 102 dopływ 103, a w dnie 104 oprócz wylotu 105 rurę dopływową 106 sięgającą do górnej jednej trzeciej wysokości zbiornika 101, a poza tym podpierającą zasadniczo walcowy zespół dyszy 107. Obrabiany płyn jest doprowadzany do zespołu dyszy 107 poprzez rurę dopływową 106. W górnej części 108 zbiornika 101 mieści się lżejszy czynnik, którym może być płyn lub gaz, który w trakcie procesu jest doprowadzany do urządzenia jako czynnik mieszający poprzez dopływ 103. W dolnej części 109 zbiornika 101 gromadzi się obrabiany w zespole dyszy 107 płyn, odprowadzany wylotem 105.

Poziom pomiędzy czynnikiem lekkim w górnej części 108 i cięższym czynnikiem w dolnej części 109 jest kontrolowany sygnalizatorem poziomu 110, który za pomocą nie pokazanego elektronicznego sterownika reguluje dodawanie lekkiego czynnika i przez to utrzymanie poziomu pomiędzy znacznikiem minimum 111 i znacznikiem maksimum 112.

Walcowy zespół dyszy 107 jest przedstawiony w przekroju na fig. 6. Składa się on z mocowanych ze sobą stopy dyszy 116, kadłuba dyszy 118 i naśrubowanej wieloczęściowej głowicy dyszy 120. Tak zmontowany zespół dyszy, nie uwzględniając wyoblonego kaptura zamykającego 122, ma przelotowy otwór osiowy 114 o średnicy zbliżonej do zewnętrznej średnicy rury dopływowej 106, połączonej w dnie stopy dyszy 116 z zespołem dyszy 107. Bezpośrednio ponad końcem rury dopływowej 106 otwór 114 jest rozszerzony w kształt pierwszego rowka pierścieniowego 124 tworząc pierwszą przestrzeń rozdzielczą. Kaptur zamykający 122 znajduje się ponad krótką rurą 123, która wraz z górną krawędzią rowka pierścieniowego 124 tworzy obwodową krawędź zrywającą. Od strony rowka pierścieniowego przebiega duża ilość otworów 126, umieszczonych osiowo w stosunku do zespołu dyszy 107, kończący się w przedłużonym drugim rowku pierścieniowym 127 w kadłubie dyszy 118. Z drugim rowkiem pierścieniowym 127 łączy się duża ilość otworów 128 o mniejszej średnicy, które tworzą dalsze krawędzie zrywające. Otwory 128 kończą się w pierścieniowej komorze udarowej 129 w głowicy dyszy 120. Górna krawędź osiowego otworu 114 kadłuba dyszy 118 ma kształt stożkowy i tworzy dolną część dyszy 130. Górna część dyszy 131 swym kołnierzem 132 i szerokim pierścieniem gumowym 133 jest zaciśnięta pomiędzy zaciskiem dyszy 134 i zakrętką dyszy 135 tworząc głowicę dyszy 120, nakręcaną na korpus dyszy 118 z podkładaniem pośredniego pierścienia gumowego 136 o przekroju okrągłym. Poprzez napinanie zakrętki dyszy 135 może być regulowana żądana szerokość szczeliny dyszy 137. Szeroki pierścień gumowy

169 970

133 pozwala na elastyczny ruch pionowej górnej części dyszy 131. W ten sposób umożliwione jest samoczyszczenie szczeliny dyszy 137. Gdy część szczeliny dyszy 137 zostanie zatkana, górna część dyszy 131 może się unieść i na tyle poszerzyć szczelinę, że pomimo zanieczyszczenia znów może być uzyskana wymagana ilość czynnika, a zanieczyszczenie jest wypłukane poprzez rozszerzoną szczelinę. Po oczyszczeniu szczeliny dyszy 137 znowu tworzy się poprzednia szerokość dzięki sile sprężynującego szerokiego pierścienia gumowego 133.

Figura 7 przedstawia powiększony fragment przekroju, oznaczony na fig. 6 literą A. Skok powierzchni szczeliny dyszy 137 jest tak dobrany, że szerokość szczeliny zmniejsza się w kierunku górnej części dyszy 131, przy czym krawędź górnej części dyszy ma fazę zrywania 138. W ten sposób uzyskuje się to, że strumień z dyszy 130 przyjmuje kształt stożka o wierzchołku w osi zespołu dyszy 107. W części otworu 114 kadłuba dyszy 118, oznaczonej jako wylot dyszy 140, umieszczona jest mufa 141, której dolny koniec jest zwężony i kończy się ponad jednym lub wieloma wylotami dyszy 142. Na fig. 6 uwidoczniony jest tylko jeden wylot dyszy 142. Korzystnym jest jednak, aby dysza posiadała wiele wylotów aby nie zakłócać równomierności wylotu płynu. Kaptur zamykający 122, o kształcie czaszy kulistej, umieszczony jest przy wlocie w stopie dyszy 116, naprzeciw rury dopływowej 106, na dolnym końcu przestrzeni wylotu dyszy 143. Dzięki temu, że ma on kształt czaszy kulistej oraz połączony jest ze stożkowym zwężeniem mufy 141, nie powstaje odbicie strumienia czynnika od wylotu dyszy 140.

Podczas stosowania urządzenia jako mieszadła płyn jest doprowadzany pod ciśnieniem poprzez rurę dopływową 106 do zespołu dyszy 107 i poprzez pierwszy rowek pierścieniowy 124 i otwory 126 trafia na drugi rowek pierścieniowy 127 oraz przez dalsze otwory 128 do pierścieniowej komory udarowej 129. Wymienione rowki pierścieniowe i otwory są umieszczone kolejno w płaszczu zespołu dyszy 107. W przejściach pomiędzy rowkami pierścieniowymi i otworami znajdują się krawędzie zrywania przepływu, które niszczą cząsteczkową budowę płynu. Dzięki wielokrotnemu przechodzeniu przez te krawędzie zrywania, przed przejściem przez dyszę, płyn wskutek gruntownego rozluźnienia budowy cząsteczkowej jest najlepiej przygotowany do przyjęcia lub oddania innych cząsteczek czynnika w wylocie dyszy.

Z pierścieniową komorą udarową 129 styka się pierścieniowa dysza 130, której szczelina 137 zwęża się w kierunku jej zakończenia. Górna część dyszy 131 w stosunku do dolnej części jest skrócona i ma krawędź zrywającą. Dysza wytwarza stożkowe strumienie, które padają dokładnie na środek wylotu dyszy 140. Dzięki temu uzyskuje się praktycznie podwojenie prędkości udaru. Przy tym wypływający strumień powoduje powstanie podciśnienia w kierunku strzałki 144, wskutek czego lżejszy czynnik (ciecz lub gaz) poprzez otwartą u góry głowicę dyszy 120, zassany z górnej części 108, zostaje najpierw zmieszany z czynnikiem wypływającym z komory udarowej 129 i z dyszy 130, a następnie sprężony w kierunku wylotu dyszy 142 i doprowadzony do dolnej części 109.

W przypadku zastosowania zespołu do rozdzielania cieczy i gazów o różnej gęstości, obróbka polega na odsysaniu cięższego składnika z wylotu 105, a lżejszego składnika z dopływu 103. Dzięki podciśnieniu powstałemu w zespole dyszy 107 oddzielany składnik jest odsysany przez rurę dopływową 106. Dzięki pierścieniowej konstrukcji dyszy 130 uzyskiwany jest stożkowy strumień w wylocie dyszy 140. Pojawiająca się tu skutecznie działająca prędkość udaru i wydzielająca się energia tworzą chmurę składnika rozbitego aż do poziomu cząsteczkowego, co umożliwia odessanie cząsteczek o mniejszej gęstości z głowicy dyszy w kierunku przeciwnym do strzałki 144. Cząstki cięższego składnika postępują za podciśnieniem działającym na wylocie dyszy 142 i trafiają do dolnej części. Odessanie lżejszego i cięższego składnika z górnej lub dolnej części 108 lub 109 jest kontrolowane przez sygnalizator poziomu 110 i tak regulowane, że poziom podziału tych składników jest utrzymywany w dopuszczalnych granicach, określonych znacznikami minimum liii maksimum 112.

Przepływ obejściowy przez przewód zwrotny czystej wody 82 do procesu oczyszczania pozwala na regulację wielkości i ilości pęcherzyków i dzięki temu regulację flotacji w zbiorniku mieszania 30 flotacji wstępnej, w stopniu 44 biologicznego oczyszczania tlenowego oraz w zbiorniku mieszania 60 flotacji wtórnej.

169 970

Objaśnienia oznaczeń liczbowych na rysunkach

1. Zbiornik zbiorczy	59. Króciec wtryskowy
2. Osadnik grubych ciał stałych	60. Zbiornik mieszania
3. Przewód zbiorczy	62. Mieszarka gazowo-wodna
4. Czujnik	63. Strzałka
5. Pompa	64. Przestrzeń reakcyjna
6. Przewód	65. Czujnik
8. Osadnik drobnych ciał stałych	66. Czujnik
9. Walcowa rura	67. Strzałka
11. Obrotowa szczotka	68. Koryto odbiorcze
12. Osadnik ciał ciężkich	69. Strzałka
13. Rura osłonowa	70. Rurociąg odpływu czystej wody
14. Pojemnik osadu ciężkiego	72. Czujnik
15. Rura dopływu wody	73. Czujnik
16. Zawór	74. Czujnik
17. Odbiór szlamu	76. Regulator poziomu
18. Wodowskaz	78. Zawór
19. Silnik	80. Grzałka
20. Miernik pH	82. Przewód zwrotny czystej wody
21. Skrzynia dopływu wody	101. Zbiornik
22. Blok sterujący	102. Pokrywa
23. Dolny koniec	103. Dopływ
24. Dozownik wapna i kwasu	104. Dno
25. Odpływ wody	105. Wylot
26. Przewód przelewu zwrotnego	106. Rura dopływowa
27. Przestrzeń pośrednia	107. Zespół dyszy
28. Rurociąg	108. Górna część
30. Mieszalnik	109. Dolna część
31. Zbiornik	110. Sygnalizator poziomu
32. Mieszarka gazowo-wodna	111. Znacznik minimum
33. Dopływ ścieków	112. Znacznik maksimum
34. Zbiornik odpływu czystej wody	114. Otwór
35. Dno	116. Stopa dyszy
36. Sprężarka	118. Kadłub dyszy
37. Odpływ wody	120. Głowica dyszy
38. Przestrzeń reakcyjna	122. Kaptur zamykający
39. Pokrywa	123. Krótka rura
40. Koryto odbiorcze	126. Otwór
41. Część górna	127. Rowek pierścieniowy
42. Zbiornik odpływowy	128. Otwór
43. Obejście	129. Komora udarowa
44. Stopień biologicznego oczyszczania tlenowego	130. Dysza
45. Rurociąg	131. Górna część dyszy
46. Pompa	132. Kołnierz
47. Rurociąg	133. Szeroki pierścień gumowy
48. Mieszarka gazowo-wodna	134. Zacisk dyszy
49. Rozpływ ciśnieniowy	135. Zakrętka dyszy
50. Butla	136. Pierścień gumowy
51. Otwór wypływowy	137. Szczelina dyszy
52. Koryto odbiorcze	138. Faza zrywania
53. Wlot obejścia	140. Wylot dyszy
54. Stopień biologicznego oczyszczania beztlenowego	141. Mufa
55. Pompa	142. Wylot dyszy
56. Czujnik	143. Przestrzeń odlotu z dyszy
57. Pompa obiegowa	144. Strzałka.
58. Rurociąg

169 970

72 74

Fig. 2

169 970

35

Fig. 4

169 970

105

106 104

169 970

137 138

Fig. 7

169 970

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oczyszczania ścieków zawierających substancje rozkładające się, w którym przez ciągłą obróbkę ścieków w kolejnych stopniach obróbki fizycznej, wyposażonych w osadniki ciał stałych a mianowicie: osadniki grubych ciał stałych, osadniki drobnych ciał stałych i w osadniki ciał ciężkich, a następnie w kolejnych stopniach flotacji oddziela się powstały przy użyciu mieszarek gazowo-wodnych spieniony osad stały, znamienny tym, że ścieki z osadników miesza się, po czym poddaje się obróbce tlenowej, a następnie uzupełniającej beztlenowej obróbce biologicznej z zastosowaniem wielokrotnego, regulowanego obiegu przez sterowane procesorowo obejście w każdym stopniu oczyszczania, przy czym ścieki odessane ze stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego wraz z doprowadzaną do nich mieszaniną tlenu i czystej wody zawraca się ponownie do stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego, a w poszczególnych rejonach obróbki przepływ ścieków kontroluje się przez czujniki, które przekazują zmierzone wartości do bloku sterującego, który dokonuje regulacji przepływu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do ścieków doprowadza się napowietrzoną czystą wodę po ich przepływie przez stopnie obróbki fizycznej, a przed ich wprowadzeniem do mieszalnika flotacji.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ścieki z mieszalnika przekazuje się do zbiornika odpływowego przez przestrzeń reakcyjną.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że do ścieków doprowadza się napowietrzoną czystą wodę po opuszczeniu przez nie stopnia biologicznego oczyszczania beztlenowego, a przed ich wprowadzeniem do mieszalnika.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że ścieki ze zbiornika mieszania doprowadza się do przestrzeni reakcyjnej flotacji wtórnej.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ze ścieków z przestrzeni reakcyjnej, z flotacji wstępnej, ze stopnia biologicznego oczyszczania tlenowego, jak również z przestrzeni reakcyjnej flotacji wtórnej każdorazowo oddziela się spienioną substancję stałą, którą we własnym stopniu oczyszczania biologicznego obrabia się i rozkłada odpowiednio do składu i użytych bakterii.
7. Sposób według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że obieg ścieków reguluje się tak, aby w stopniu biologicznego oczyszczania tlenowego osiągnąć wielokrotne wzbogacenie w tlen w stosunku do normalnego nasycenia, a w stopniu biologicznego oczyszczania beztlenowego tlen prawie całkowicie usunąć.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że obieg ścieków dokonuje się dziesięć razy na godzinę.
9. Sposób według zastrz. 1 albo 8, znamienny tym, że automatycznie przerywa się powrót wody ze zbiornika odpływu czystej wody do zbiornika zbiorczego oraz ewentualnie blokuje się rurociąg odpływu czystej wody ze zbiornika odpływu czystej wody, w przypadku niedotrzymania zadanych wartości dla wody przy zachowaniu pracy i zaopatrzenia stopni oczyszczania biologicznego w obiegu wewnętrznym.
10. Urządzenie do oczyszczania ścieków wyposażone w osadniki, stopnie flotacji i mieszarkę gazowo-wodną, znamienne tym, że zawiera mieszarkę gazowo-wodną (32), (48), (62), która jest włączona jako obejście do przewodu zwrotnego czystej wody (82) prowadzącego od zbiornika (34) odpływu czystej wody do zbiornika zbiorczego (1) oraz ma osadnik (12) ciał ciężkich, osadnik (8) drobnych ciał stałych, stopień (44) biologicznego oczyszczania tlenowego ewentualnie stopień (54) biologicznego oczyszczania beztlenowego, przy czym w zbiorniku (34) odpływu czystej wody umieszczony jest regulator poziomu (76) i zawór (78) regulujący odpływ czystej wody do zbiornika zbiorczego (1) przez rurociąg (70) ewentualnie przez przewód zwrotny (82).

169 970
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że osadnik (8) drobnych ciał stałych zawiera obrotową szczotkę (11) o coraz mniejszym skoku linii śrubowej w kierunku przeciwprądu przepływających ścieków, umieszczoną w walcowej rurze (9) z wieloma siatkowo rozmieszczonymi otworami i nacięciami.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że siatkowo nacięta walcowa rura (9) jest umieszczona współosiowo w rurze osłonowej (13), wyposażonej w środku swej długości w rurę (15) dopływu wody.
13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że przestrzeń pośrednia (27) pomiędzy walcową rurą (9) i rurą osłonową (13) jest w dolnym końcu uszczelniona.
14. Urządzenie według zastrz. 12 albo 13, znamienne tym, że rura osłonowa (13) w swym górnym końcu jest umieszczona w stosunku do walcowej rury (9), a walcowa rura (9) jest połączona z odbiorem szlamu (17), uszczelnionym w stosunku do rury osłonowej (13).
15. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że stopień (44) biologicznego oczyszczania tlenowego jest utworzony z pionowego zbiornika (31), który ma dopływ ścieków (33) w dnie (35), odpływ wody (37) w pokrywie (39) lub w górnej części obwodowej i obejście (43) łączące część górną (41) zbiornika (31) z dnem (35).
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że dopływ ścieków (33) w dnie (35) kończy się rozpływem ciśnieniowym (49), którego otwór dopływu wody oraz przekrój przewodu dopływu ścieków są większe niż suma otworów wypływowych (51).
17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że część górna (41) zbiornika (31) powyżej wlotu (53) obejścia (43) jest silnie powiększona w stosunku do dna (35) tego zbiornika.
18. Urządzenie według zastrz. 10 albo 17, znamienne tym, że w obejściu (43) umieszczona jest pompa obiegowa (57) regulująca przepływ.
19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że do obejścia (43) oraz ewentualnie do dopływu ścieków (33) podłączone są króćce wtryskowe (59) dla materiałów stabilizujących.
20. Urządzenie według zastrz. 10 albo 19, znamienne tym, że w zbiorniku (31) umieszczonych jest wiele czujników (65).
21. Urządzenie do oczyszczania ścieków wyposażone w osadniki, stopnie flotacji i mieszankę gazowo-wodną, znamienne tym, że zawiera mieszarke gazowo-wodną (32), (48), (62), która jest włączona jako obejście do przewodu zwrotnego czystej wody (82) prowadzącego od zbiornika (34) odpływu czystej wody do zbiornika zbiorczego (1) oraz ma osadnik (12) ciał ciężkich, osadnik (8) drobnych ciał stałych, zbiornik napowietrzania ścieków (101), stopień (54) biologicznego oczyszczania beztlenowego, przy czym w zbiorniku (34) odpływu czystej wody umieszczony jest regulator poziomu (76) i zawór (78) regulujący odpływ czystej wody do zbiornika zbiorczego (1) przez rurociąg (70) ewentualnie przez przewód zwrotny (82).
22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że zbiornik napowietrzania ścieków (101) ma w zamkniętej komorze górny dopływ lekkiego czynnika, dolny dopływ cieczy do mieszania i dopływ ścieków dostarczanych zespołem dyszy, której głowica ma połączenie z lekkim czynnikiem, a walcowy zespół dyszy (107) z osiowym otworem (114) ma stopę dyszy (116) i połączony z nią kadłub dyszy (118) z nałożoną głowicą dyszy (120), przy czym pomiędzy otwartą do góry głowicą dyszy (120) a kadłubem dyszy (118) jest utworzona pierścieniowa komora udarowa (129), z której do wylotu dyszy (140) prowadzi pierścieniowa dysza (130) ze stożkową szczeliną dyszy (137) o regulowanej szerokości.
23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że szczelina dyszy (137) zwęża się w kierunku wylotu dyszy, a krawędź utworzona na górnej części dyszy (131) ma fazę zrywania (138).
24. Urządzenie według zastrz. 23 znamienne tym, że pierścień gumowy (136) umieszczony w połączeniu gwintowym pomiędzy kadłubem dyszy (118) i głowicą dyszy (120) pozwala na regulację zadanej szerokości szczeliny dyszy (137).
25. Urządzenie według zastrz. 22 albo 23, znamienne tym, że górna część dyszy (131) jest zamocowana elastycznie w głowicy dyszy (120) przy użyciu szerokiego pierścienia gumowego (133).
26. Urządzenie według zastrz. 24, znamienne tym, że mufa (141), umieszczona w wylocie dyszy (140) jest na swym końcu wyjściowym zwężona stożkowo.

169 970
27. Urządzenie według zastrz. 22 albo 26, znamienne tym, że poniżej stożkowo zwężonego końca mufy (141) umieszczony jest jeden lub wiele wylotów dyszy (142).
28. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że rura dopływowa (106) kończy się w rowku pierścieniowym (124) w stopie dyszy (116), a w odstępie powyżej rowka pierścieniowego wraz z kapturem zamykającym (122) tworzy obwodową krawędź zrywającą.
29. Urządzenie według zastrz. 22 albo 28, znamienne tym, że otwory (126), (128) wychodzące z rowka pierścieniowego (124) w stopie dyszy (116) wraz z współpracującym drugim rowkiem pierścieniowym (127), wskutek zmian przekroju, tworzą dużą ilość krawędzi zrywających.