RO115625B1 - Procedeu si instalatie de tratare a apei reziduale prin activare biologica - Google Patents

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu pentru tratarea apei reziduale, prin activare biologică, în care apa reziduală este purificată printr-un proces de activare, în timpul căruia se produce o nitrificare. Prezenta invenție se referă, de asemenea, la o instalație pentru realizarea procedeului amintit, care cuprinde, într-un tanc comun, un spațiu de activare si spații de separare, extinse longitudinal și vertical ascendent, de la care sunt direcționate racordurile de evacuare pentru apa purificată, în care fiecare spațiu de separare este delimitat prin pereți despărțitori și pereți laterali și comunică cu spațiul de activare, pe o parte longitudinală.

O protecție efectivă a apelor de suprafață, inclusiv pentru apa de mare, față de fenomenul de eutroficare necesită o eficiență cât mai mare pentru îndepărtare a elementelor macrobiogene, cum ar fi azotul și fosforul, a căror prezență în apele reziduale este cauza principală a producerii fenomenului de eutroficare. Din aceasta cauză, toate sistemele de purificare a apei reziduale trebuie să ia în considerație această cerință de îndepărtare a azotului și a fosforului.

Sistemele de purificare a apei reziduale, cunoscute până acum, cu reducere simultană a conținutului de azot, sunt orientate către procese biologice, care par să fie cele mai economice. Toate aceste procese necesită mai întâi o conversie a formelor oxidabile ale azotului, adică azotul amoniacal și organic, printr-un proces de nitrificare, la formă de nitrat. Apoi urmează reducerea nitratului printr-un proces de denitrificare la azot sub formă de gaz.

Nitrificarea necesită prezența bacteriilor de nitrificare, în nămolul activat, la rândul lui trebuind să fie suficient de maturat, practic întregul proces de nitrificare desfășurându-se în 30 de zile, ceea ce corespunde unei încărcări a nămolului de 0,12 Kg de oxigen biologic, necesar în cinci zile, pentru un kilogram de solide în suspensie volatile ale nămolului activat, înmulțit cu numărul de zile, denumit în continuare KgB0D5/Kg VSS.d. Mai mult, procesul de nitrificare necesită o concentrare suficientă de oxigen dizolvat, de regulă, mai mare de două miligrame de oxigen pe litru de lichid denumit în continuare 2mg0₂/l. Pe măsura progresării denitrificării, oxigenul dizolvat în lichid este în scădere, timp în care microorganismele își iau oxigenul necesar prin reducerea nitraților.

în stadiul tehnicii, se cunosc trei alternative esențiale pentru soluția tehnică a sistemului pentru purificarea biologică complexă a apei cu o nitrificare și denitrificare simultană.

Prima alternativă este o denitrificare intermitentă. în această soluție tehnică, fazele de nitrificare și denitrificare ale purificării prin activare alternează periodic, printr-o aerare intermitentă. Dezavantajul acestei soluții este eficiența redusă a procesului intermitent, în comparație cu cel în flux continuu, reglarea complicată a procesului și, de asemenea, încetarea stării de suspensie a nămolului activat pe durata întreruperii aerării.

O altă alternativă are la bază o denitrificare prealabilă. în această soluție tehnică, este o denitrificare separată ce se desfășoară într-un tanc cu amestecare perfectă, cu agitare intensă, realizată înainte de activarea aerată. în timpul procesului prealabil de denitrificare, apa reziduală este transportată în afara zonei de activare aerată, împreună cu amestecul activat recirculat din activarea aerată. Dezavantajul denitrificării prealabile constă în necesitatea creării unui spațiu separat pentru denitrificarea activată cu o sursă independentă de agitare a amestecului de activare și în scopul asigurării unei stări de suspensie a nămolului activat.

RO 115625 Bl

Un volum necesar al activării denitrificării depinde de calitatea apei reziduale și de parametrii procesului și, de aceea, volumul menționat se modifică el însuși, în funcție de timp și loc.

Un alt dezavantaj constă în aceea că o parte a suprafeței spațiului denitrificării nu 50 este folosit pentru separarea nămolului activat, partea nefolosită fiind mai mică decât 25% din suprafața unui reactor dintr-o instalație de tratare a apei reziduale.

Un exemplu de soluție tehnică, cu spațiu separat pentru denitrificare și cu spațiu separat pentru activare aerată, este reprezentat de exemplu de specificațiile din brevetele CA-A-1155976 și EP-A-0367756. în specificațiile din brevetul CA-A- 55 1155976, se descrie o îmbunătățire în care sunt prezentate o singură zonă neoxidată localizată central și două zone aerobice localizate la cele două părți terminale ale tancului de reacție, fiecare zonă aerobică fiind divizată de elemente despărțitoare din perete solid într-o zonă de aerare cu circulație descendentă și o zonă cu circulație ascendentă a unui pat fluidizat. Această soluție tehnică prezintă dezavantajele unor volume funcționale fixate 60 menționate mai sus.

în specificațiile brevetului EP-A-0367756, sunt descrise un spațiu interior de denitrificare și un spațiu exterior de nitrificare, soluția tehnică fiind direcționată pentru reglarea fluxului circulației cu ajutorul schimbării secțiunii transversale a trecerii (canalului) dintre aceste două spații. Dezavantajele volumelor funcționale fixe sunt de 65 asemenea inerente.

Cea de a treia alternativă cunoscută a denitrificării, în timpul purificării biologice, a apei este o denitrificare într-un circuit de circulare de tip cu canale de oxidare și sisteme carusel. în acest caz, funcțiile de aerare și amestecare a apei reziduale cu amestecul de activare se combină cu asigurarea mișcării amestecului de activare în 70 sistemul de purificare, într-un singur sistem sub formă de aerator mecanic. Cu o circulare a amestecului de activare de-a lungul circuitului de circulație se produce saturarea amestecului de activare cu oxigen dizolvat, astfel că are loc o nitrificare și, datorită unui consum gradual de oxigen, prin procesele de oxidare ale biodegradării și nitrificării conținutul de oxigen în amestecul de activare scade, astfel că la sfârșitul 75 circuitului de circulare procesul de denitrificare este realizat cu o lipsă de oxigen.

Această soluție tehnică a denitrificării prezintă mai multe dezavantaje. Aerarea mecanică necesită tancuri orizontale, nu tancuri verticale, ceea ce înseamnă construcții pe suprafețe mari. Suprafața tancului nu este folosită pentru separarea nămolului activat, a cărei consecință este necesitatea completării instalației de activare cu un echipament 8 o de separare independent, care mărește și mai mult dimensiunile necesare locului pentru construcție și costuri ale investiției. Suplimentar o separare independentă cu recirculare forțată a nămolului prin fixarea nămolului separat nu este foarte eficientă și determină o concentrație operațională inferioară la partea de activare. Necesitatea unei încărcări reduse cu nămol activat pe o durată de 30 de zile a nămolului conduce la un volum mare 85 pentru spațiul de activare.

Un dezavantaj considerabil al circuitelor de circulare este de asemenea un consum mare de nămol pentru nămolul activat rezultând dintr-o eliberare insuficientă a bulelor de azot gazos care se fixează la particulele de nămol activat în timpul denitrificării, ceea ce conduce la o scădere importantă a capacității instalației. 90

Un alt dezavantaj al combinării celor trei funcții, respectiv aerarea, menținerea în stare de mișcare a amestecului de activare și amestecarea apei reziduale cu amestecul

RO 115625 Bl de activare constă în aceea că respectiva combinare cauzează scăderea eficienței denitrificării în cazul apei reziduale cu un conținut ridicat de azot poluant, care rezultă dintr-o lipsă a unei alimentări de carbon pentru procesele de denitrificare în porțiunea de denitrificare. Pentru a obține o nitrificare efectivă și o denitrificare suficient de eficiente este necesar să se combine instalația menționată cu o aerare intermitentă a amestecului de activare cu toate efectele negative ale unui proces intermitent.

Soluțiile tehnice cunoscute, menționate mai sus, pentru denitrificare, prezintă dezavantaje atât pentru noile construcții ale instalațiilor de purificare, cât și pentru reconstrucția instalațiilor de purificare a apei reziduale clasice existente care nu mai răspund exigențelor crescute privind calitatea apei purificate, luând în considerare elementele eutroficării. Există multe instalații municipale, de purificare a apei reziduale, construite în țările dezvoltate industrial care deja necesită să fie intensificate sau reconstruite. Soluțiile existente de denitrificare nu mai sunt corespunzătoare pentru aceasta, deoarece ele cer fie o nouă construcție pentru instalația de purificare a apei reziduale sau cel puțin remontări (reamenajare) considerabile a construcției existente, în cazul instalațiilor clasic municipale de purificare a apei reziduale. De aceea a apărut necesitatea găsirii urgente a creării unei soluții capabile să folosească instalațiile municipale existente de purificare a apei reziduale și care să fie capabile în același timp să răspundă cerințelor ecologice contemporane.

Obiectivul prezentei invenții este de a elimina cât se poate dezavantajele soluțiilor cunoscute și de a concepe un nou procedeu și o instalație care să realizeze o intensificare esențială a purificării apei reziduale cu activare biologică și de asemenea cu o posibilitate a folosirii instalațiilor clasice de purificare a apei reziduale uzate deja existente.

Invenția elimină dezavantajele soluțiilor tehnice cunoscute, prin aceea că, în procedeul de purificare a apelor reziduale prin activare biologică amestecul de activare, este adus în circulație într-un circuit de circulare, cel puțin o parte din circuitul de circulare este destinată pentru denitrificare și nitrificare având un caracter de flux tampon și fiind formaată din canale de circulație longitudinale ordonate secvențial prevăzute cu aerare pneumatică cu ajutorul unor elemente de aerare, la capătul părții menționate având caracter de flux tampon apa purificată este preluată prin filtrare prin pat fluidizat și nămolul separat prin filtrarea prin pat fluidizat amestecat cu amestecul de activare sub forma unui amestec de activare concentrat este preluat prin elemente de circulație forțată în porțiunea de început a primului canal de circulație, în același timp fiind adusă apa reziduală brută la porțiunea de început a primului canal de circulație.

Instalația conform invenției pentru aplicarea acestui procedeu cuprinde într-un tanc comun un spațiu de activare și spații de separare ascendente extinse longitudinal, de la care pornesc racordurile pentru evacuarea apei purificate, și fiecare spațiu de separare este delimitat de pereți despărțitori și pereți frontali și comunică cu spațiul de activare pe una din laturile longitudinale, unde între pereții despărțitori ai spațiilor de separare în mod reciproc și între pereții despărțitori și pereții tancului se formează canale longitudinale separate, în care sunt amplasate elementele de aerare, întotdeauna două spații de separare sunt amplasate adiacent unul față de celălalt prin laturile lor longitudinale, în care se formează conexiuni de comunicare cu spațiul de activare și canalul longitudinal de distribuție format între pereții longitudinali amintiți este complet închis de un perete de capăt la una din părțile laterale, în timp ce la partea opusă este

RO 115625 Bl

140 prevăzută o trecere, prin care acesta este conectat cu sistemul canalelor de circulație, canalele fiind despărțite lateral de spațiul de separare, și sistemul canalelor de circulație și cel puțin un canal de distribuție formează o parte a circuitului de circulare, cealaltă parte a circuitului de circulare fiind formată de un echipament de colectare conectat la evacuarea pentru amestecul de activare din spațiul de separare, acest echipament de colectare fiind conectat la cel puțin un set de pompare, al cărui orificiu de admisie formează începutul circuitului de circulare, în timp ce admisia de apă neprelucrată este conectată fie la aria de admisie a setului de pompare sau la aria orificiului său de admisie, și circuitul de circulare este prevăzut cu cel puțin o placă deflectoare.

în cadrul procedeului conform prezentei invenții se urmărește ca amestecul de activare să fie adus în circulație în circuitul de circulare, cel puțin o porțiune a circuitului de circulare destinată denitrificării și nitrificării are un caracter de flux tampon și este formată din canale de curgere longitudinale ordonate secvențial prevăzute pentru aerare pneumatică cu ajutorul unor elemente de aerare, la capătul acestei porțiuni având caracterul de flux tampon apa purificată este preluată din instalație printr-o filtrare prin pat fluidizat și noroiul separat prin filtrarea cu pat fluidizat care este amestecat cu amestecul de activare sub forma unui amestec de activare concentrat este preluat cu elemente de circulație forțată în porțiunea de început a primului canal de curgere, în același loc din porțiunea de început a primului canal de curgere fiind adusă apa reziduală brută.

Luând în considerare eficacitatea procesului de purificare a apei reziduale, se constată o contribuție prin aceea că în aceeași perioadă de timp cantitatea de apă purificată preluată către exterior din circuitul de circulare prin filtrare prin pat fluidizat este mai mică decât cantitatea de amestec de activare care circulă în circuitul de circulare.

Este avantajos faptul că amestecul de activare amestecat cu apa reziduală brută, este oxidat în mod gradat prin procesul de aerare, simultan producându-se starea de suspensie a nămolului activat până când concentrația oxigenului dizolvat în amestecul de activare este cel puțin de două miligrame de oxigen la un litru de amestec activat.

în ceea ce privește controlul procesului de purificare a apei reziduale este esențial ca aerarea să se execute printr-o aerare pneumatică cu o variație a intensității ca o funcție de timp și/sau locul din circuitul de circulare.

Pentru a atinge efectul dorit al activării este esențial ca debitul circulației amestecului de activare să fie egal cu cel puțin dublul debitului apei purificate care iese din instalație.

Referitor la aducerea amestecului de activare în fluxul tampon, acesta este efectul aducerii amestecului de activare în circuitul de circulare prin admisia apei reziduale brute, prin drenarea pentru extragerea apei purificate din instalație și prin admisia forțată a amestecului de activare îngroșat prin separarea ce are loc în circuitul de circulare prin procesul de separare.

Pentru a mări eficacitatea denitrificării este semnificativ ca apa purificată să fie extrasă pe parcursul fiecărei circulații prin filtrarea prin pat fluidizat din partea oxigenată a amestecului activare în circulație.

în ceea ce privește instalație, conform invenției, întotdeauna există două spații de separare aranjate adiacent unul față de celălalt prin latura lor longitudinală, în care se

145

150

155

160

165

170

175

180

RO 115625 Bl formează legături de comunicare cu spațiul de activare și canalul longitudinal de distribuție, format între pereții longitudinali amintiți care este complet închis printr-un perete terminal la un capăt, în timp ce la capătul opus este prevăzută o trecere (canal) prin intermediul căreia se face legătura cu sistemul de canale de circulație, canale ce fac partea laterală a spațiului de separare, și sistemul de canale de circulație și cel puțin un canal de distribuție, formează o parte a circuitului de circulare, o altă parte a circuitului de circulare este formată dintr-un echipament de colectare conectat la orificiul de evacuare a amestecului de activare din spațiul de separare, acest echipament de colectare fiind conectat la cel puțin un set de pompare, a cărui gură formează începutul circuitului de circulare, în timp ce admisiile apei reziduale brute se fac fie în aria de admisie prin setul de pompare sau în aria gurii acestuia și circuitul de circulare este prevăzut cu cel puțin o placă deflectoare.

Pentru a menține nămolul la o anumită vechime și intensitatea circulației în circuitul de circulare este avantajos ca echipamentul de colectare să fie amplasat lângă partea inferioară a spațiului de separare pentru filtrarea prin pat fluidizat, legătura de comunicare cu spațiul de activare fiind formată de deschiderea superioară și deschiderea inferioară, ambele fiind amplasate pe aceeași parte a spațiului de separare, deschiderea superioară este conectată cu extensia spațiului de separare și deschiderea inferioară se află lângă partea acestuia inferioară, în timp ce deschiderea superioară este mai mică decât deschiderea inferioară, astfel încât să se formeze o rezistență contra separării în curenți a amestecului de activare.

Având în vedere relațiile hidraulice din reactor și simplitatea construcției spațiului de separare este important ca spațiul de separare să fie conectat la spațiul de activare printr-o trecere (canal) formată de o deschidere în despărțitura spațiului de separare de la partea inferioară a tancului, în timp ce pentru amestecul de activare îngroșat este prevăzută o conductă de colectare principală cu admișii în spațiul de separare în apropierea fundului tancului, conducta principală de colectare fiind conectată la o pompă, ale cărei guri de evacuare se deschid în spațiul de activare.

în construcția sau reconstrucția instalațiilor de purificare a apei reziduale este esențial ca circuitul de circulare să fie format din cel puțin un modul de bază, în care canalul de distribuție este format de doi pereți despărțitori interiori și pereții despărțitori exteriori formează întotdeauna cu peretele despărțitor interior un spațiu de separare și împreună cu peretele circumferențial al tancului sau cu peretele exterior al următorului modul formează un canal de circulație circumferențial, în timp ce canalul de distribuție este conectat prin partea sa frontală cu canalul de circulație circumferențial și prin partea sa laterală cu spațiul de separare.

în ceea ce privește eficiența purificării biologice este esențial ca conducta (bazin) de colectare prevăzută cu o pompă să fie amplasată în circuitul de circulare, în timp ce evacuările echipamentului de colectare, preluând amestecul de activare, să se deschidă în această conductă de colectare și ieșirile sistemului de pompare să fie conectate în spatele plăcii deflectoare, de la începutul canalului de circulație, admis apei reziduale brute făcându-se prin deschiderea conductei (bazinului] colectoare.

Pentru a obține un sistem unitar pentru structura internă a reactoarelor este avantajos ca modulele ulterioare cu o structură identică să fie adăugate pe direcție perpendiculară față de modulul de bază, în ultimă instanță modulul de bază să fie amplasat astfel ca axele sale să treacă prin centrul tancului iar modulele adiționale să

RO 115625 Bl fie amplasate simetric și perpendicular pe modulul de bază. Este de asemenea o aranjare avantajoasă atunci când cel puțin un modul este amplasat paralel la modulul de bază, sistemul modulelor paralele format astfel fiind simetric la axa care trece prin centrul tancului.

Pentru a menține legătura proceselor separate ale purificării apei reziduale este esențial ca elementele de aerare să se afle în aria de admisie a apei reziduale brute amplasată cu spațiu suplimentar față de porțiunile următoare ale circuitului de circulare, suprafața secțiunii transversale a fluxului în admisia ce se deschide în filtrul cu pat fluidizat fiind mai mare decât 10% din suprafața din zona spațiului de separare.

O îmbunătățire a desfășurării denitrificării se obține prin prevederea echipamentului de colectare cu cel puțin o pompă, de preferință o pompă centrifugă, care este amplasată pe conducta de colectare.

Luând în considerare construcția unor mari instalații municipale de purificare a apei reziduale, este avantajos ca spațiul de separare pentru filtrarea cu pat fluidizat să fie amplasat pe întreaga lungime a canalelor de distribuție ale circuitului de circulare, în timp ce admisia amestecului de activare în spațiul de separare pentru filtrarea prin pat fluidizat și echipamentul de colectare pentru preluarea amestecului de activare îngroșat din spațiul de separare să fie amplasate pe întreaga sa lungime.

Pentru îndepărtarea efectivă a nămolului flotat este bine să se prevadă un captator pentru stratul de nămol flotat care să fie amplasat în partea superioară a spațiului de separare, acest captator fiind format de un plan înclinat, la a cărui parte inferioară este conectată o sursă de aer sub presiune, partea superioară fiind prevăzută cu o evacuare a nămolului flotat sub forma unei pompe de transport pneumatic cu deschidere în spațiul de activare, în timp ce întregul plan înclinat este sub suprafața tancului.

Pentru a preveni influența curentului din canalul de distribuție asupra schemei circulației în spațiul de separare este important ca cel puțin un deflector al circulației să fie amplasat în aria trecerii (canalului) la peretele despărțitor din partea laterală a spațiului de activare.

în ceea ce privește intensitatea nitrificării este avantajos ca un amestecător să fie amplasat la începutul spațiului de activare și la admisiile pompei în amestecător, în care conduce și orificiul de admisie pentru apa reziduală iar evacuarea amestecătorului să conducă în următorul spațiu de activare.

Datorită necesității curățării conductelor de colectare este important ca agregatul de pompare să fie o pompă cu motor elecltric submersibil reversibil.

Pentru posibilitatea scoaterii motorului și a turbinei pompei este avantajos ca motorul electric reversibil și talpa pompei să fie montate pe bare de ghidare culisabile, amplasate vertical față de fundul tancului.

Pentru a păstra o lungime optimă a conductelor de colectare este important ca pompa să fie conectată prin cel puțin două branșamente la conducta de colectare principală.

Pentru a face posibilă o alimentare întreruptă sau controlată a aerului este important ca furtunele de aerare să fie amplasate în spațiul de activare și să fie conectate cu sursa de aer sub presiune printr-o închidere sau printr-un regulator de admisie.

230

235

240

245

250

255

260

265

270

RO 115625 Bl

Pentru o mai bună folosire a oxigenului din aer este important ca furtunele de aerare să fie amplasate în două ramificații localizate în poziție simetrică în părțile opuse ale secțiunii transversale a canalului circumferențial.

Procedeul și instalația, conform invenției, reprezintă mijloace foarte eficiente pentru prevenirea eutroficării surselor de apă din natură. Principalul avantaj este eficiența mare a purificării atât pentru îndepărtarea substanțelor organice din apele reziduale cât și pentru reducerea conținutului de elemente eutroficante, și anume azotul și fosforul. □ purificare complexă a apei reziduale, în special purificarea apei reziduale municipale din marile aglomerații urbane, este realizată folosind un procedeu simplu de purificare prin activare, fără să mai fie nevoie să se completeze cu alte proceduri de denitrificare și defosfatizare. Aceasta simplifică în mare măsură soluția tehnică a reactoarelor pentru o purificare biologică complexă a apei reziduale.

Sistemul de module al reactorului, conform invenției, permite o construcție modulară a reactoarelor într-un domeniu larg de capacități, până la cele mai mari reactoare necesare pentru municipalitățile cu milioane de locuitori. Cu canale formate prin inserția de spații de separare pentru filtrare prin pat fluidizat în spațiul de activare, sistemul de canale conectate într-un sistem uniform de circuit de circulație, permite un maximum de simplificare și în același timp o scurtare a căilor de conectare între procesele de purificare prin activare, incluzând separarea nămolului activat cu o rezistență hidraulică minimă în sistem. Sistemul de circulație a amestecului de activare permite în același timp admisia apei brute în reactor, care scade costurile distribuției apei reziduale brute în instalația de purificarea apei reziduale.

Un alt avantaj al procedeului și instalației, conform invenției, constă în asigurarea unei mari capacități rezultată din folosirea maximă a suprafeței reactorului pentru separare, permițând reactorului să lucreze cu o concentrație mare a nămolului activat, ceea ce determină o creștere a parametrilor calitativi și cantitativi ai instalației.

Procedeul și instalația, conform invenției, permit de asemenea o reconstrucție a instalațiilor de apă clasice, existente, ceea ce înseamnă o reducere esențială a costului în comparație cu o instalație nouă pentru purificarea apei reziduale sau o extindere a instalațiilor vechi de purificare a apei uzate.

Se dau în continuare două exemple de realizare a invenției în legătură cu figurile 1-13 care reprezintă:

- fig.1, vedere generală a modulului de bază al circuitului de circulare a amestecului activat;

- fig.2, secțiune verticală prin modul pe linia A-A din fig. 1;

- fig.3, secțiune verticală pe linia B-B din fig. 1;

- fig.4, secțiune verticală pe linia C-C din fig. 1;

- fig.5, vedere axonometrică a modulului de bază al circuitului de circulare în concordanță cu fig. 1 până la 4;

- fig.6, vedere din față a captatorului de nămol flotat;

- fig.7, vedere a secțiunii pe linia D-D din fig.6;

- fig.8, vedere de sus a reactorului cu o secțiune rectangulară rezultată din adăugarea altor module ale circuitului de circulare la modulul de bază al acestui circuit;

- fig.9, secțiune verticală prin reactor pe linia A-A din fig.8;

- fig. 10, secțiune verticală pe linia B-B din fig.8;

- fig. 11, secțiune verticală pe linia C-C din fig.8;

RO 115625 Bl

325

- fig. 12, vedere oblică a unei alte îmbunătățiri a reactorului cu secțiuni parțiale; și

- fig. 13, secțiune transversală schematică prin îmbunătățirea prezentată în fig.9.

Se prezintă, mai jos, semnificațiile reperelor numerice din fig.urile 1-13:

perete circumferențial;

perete despărțitor;

elemente de aerare;

spațiu de separare;

canal de distribuție;

pereți frontali;

6' perete frontal;

canal de circulație circumferențial;

parte inferioară (fund);

canal de circulație de admisie;

deschidere superioară;

deschidere inferioară:::

partea inferioară a spațiului de separare;

colectorul principal al mecanismului de colectare;

orificiu de admisie;

conducte colectoare;

admisia de apă reziduală brută;

trecere (canal);

trecere (canal);

evacuare;

placă deflectoare;

captator;

interconectare;

perete despărțitor;

colector (bazin) de apă - bazin de drenare pompă centrifugă;

admisie;

pompă de aer pneumatică;

cap;

trecere (canal);

motor electric;

evacuare, sistem de distribuție;

supapă (valvă);

amestecător;

furtune pentru aerare.

Instalația conform prezentei invenții cuprinde cel puțin un circuit de circulare. Fiecare circuit de circulare include cel puțin un modul de bază. în cazul în care instalația include mai multe module sau eventual un modul de bază și alte module adiționale, îmbunătățirile modulului de bază și a modulelor adiționale sunt de preferință identice.

330

335

340

345

350

355

360

RO 115625 Bl * * * în îmbunătățirea modulului de bază al circuitului de circulare, în conformitate cu fig. 1 - 4 se află volumul unui tanc rectangular cu pereții exteriori 1 de exemplu pereți din beton, cu partea inferioară 8 divizată de un sistem de pereți despărțitori 2, în spații funcționale, adică atât pentru procesele de purificare prin activare biologică a apei reziduale cât și pentru separarea suspensiilor floculate printr-un filtru cu pat fluidizat.

într-o îmbunătățire preferată a modulului de bază pereții despărțitori 2 interiori adiacenți delimitează spațiul de separare 4, ceea ce creează filtrul cu pat fluidizat, fiecare dintre ei având un canal de circulație circumferențial 7 amplasat de-a lungul uneia dintre laturile sale și canalul de distribuție 5 de-a lungul celeilalte părți, care se termină cu peretele frontal 6, care închide complet spațiul de separare 4 pentru filtrarea prin pat fluidizat și canalul de distribuție 5. în modulul de bază există două spații de separare 4 racordate unul față de celălalt prin latura lor longitudinală, unde canalul de distribuție 5 se formează între ele. Spațiul de separare 4 se extinde în principal de-a lungul modulului de bază și comunică pe întreaga lungime cu canalul de distribuție 5. Canalele de circulație circumferențiale 7 sunt amplasate între celelalte porțiuni 2 și pereții circumferențiali 1 ai tancului și sunt separate de spațiile de separație 4 pe părțile lor laterale. Captatorul 29 pentru nămolul în suspensie și conducta colectoare 15 pentru colectarea apei purificate sunt amplasate în partea superioară a spațiilor de separare 4 pentru filtrarea prin pat fluidizant.

Spațiul de separare 4 pentru filtrare prin pat fluidizat este complet închis prin peretele frontal 6' de la capătul opus, în timp ce canalul de distribuție 5 comunică cu canalul de circulație circumferențial 7 prin trecerea (canal) 26. Trecerea 26 are forma rectangulară, latura cea mai lungă fiind verticală (fig.3). Această structură este ușor de construit și funcționează satisfăcător. Dar trecerea (canal) 26 poate de asmenea să aibă o altă formă, diferită, adică forma care se referă la secțiunea transversală a canalului de distribuție 5 pentru a se obține o rezistență hidraulică minimă.

Se mai poate de asemenea utiliza o altă formă de modul, nereprezentată, care să cuprindă numai un singur spațiu de separare.

în acest caz canalul de circulație circumferențial 7 se formează de-a lungul laturii celei mai lungi și a celei mai scurte a spațiului de separare 4 în timp ce canalul de distribuție 5 se formează de-a lungul celeilalte laturi lungi. Amplasând două astfel de module, nereprezentate, unul lângă celălalt se obține modulul de bază menționat mai sus cu două spații de separare 4.

Captatorul 29 pentru suspensia de nămol (fig.6, 7) este în imersie, față de suprafața lichidului. Acesta se compune dintr-un plan înclinat (acoperiș) prevăzut cu capul 40 (fig.7). Partea principală a planului înclinat (acoperișului) este orizontală, în timp ce capul 40 este racordat la partea principală sau formează o singură unitate cu partea înclinată, secțiunea sa transversală variind în mod gradat. Capul 40 face un unghi relativ mic cu planul orizontal. Terminația inferioară a captatorului 29 este racordată la admisia 38 printr-o admisie separată, nereprezentată, de aer sub presiune cu o suprapresiune corespunzătoare unei imersii de mică adâncime, ceea ce înseamnă că acest captator 29 este aerat. în partea opusă - terminația superioară a captatorului 29 - se află amplasată o priză de evacuare a suspensiei de nămol, a cărei parte principală este pompa de aer pentru transport pneumatic 39, de preferință conectată la aceeași sursă

RO 115625 Bl

410 de aer sub presiune ca și admisia 38. Pompa pentru transportul pneumatic 39 poate de asemenea să fie conectată la o altă sursă de aer sub presiune (nereprezentată). Terminația instalației de transport pneumatic 39 se află în poziție opțională pe canalele de circulație 7, 9. Retragerea nămolului poate să fie continuă sau discontinuă, adică, admisia de aer sub presiune poate să fie activă permanent sau intermitent în principal în funcție de rata de flotație.

Prezenta invenție poate fi folosită fără captatorul 29, adică într-un caz în care nu apare o creștere a suspensiei de nămol la separare.

Pereții despărțitori 2 formează unghiuri în partea superioară a spațiului de separare 4 (fig.2, 3, 9, 10). Partea inferioară 12 a spațiului de separare 4 este conectată cu partea superioară, pereții despărțitori 2 în partea inferioară 12 fiind de preferință drepți și paraleli unul față de ceilalți. Există deschiderea superioară 10 în partea superioară a fiecărui spațiu de separare 4 și deschiderea inferioară 11 în partea inferioară 12. Ambele deschideri 10, 11 formează o conexiune de comunicare între canalul de distribuție 5 și spațiul de separare 4 și ambele se află de aceeași parte a spațiului de separare 4. Deschiderea superioară 10 se leagă cu prelungirea spațiului de separare 4 și formează astfel în același timp admisia pentru amestecul de activare în spațiul de separare 4.

Deschiderea superioară 10 este de regulă prevăzută cu o admisie mai mică în secțiune transversală față de deschiderea inferioară 11, deschiderea superioară 10 producând o rezistență adițională pentru curentul amestecului de activare care vine din canalul de distribuție 5 și intră în spațiul de separare 4 (fig.2, 3). Deschiderea superioară 10 formează de preferință o fantă extinsă de-a lungul întregii lungimi a spațiului de separare 4, o fantă intermitentă sau fante separate, egale și uniform distribuite. Axele părților inferioare 12 ale spațiului de separare 4 sunt de preferință verticale, dar pot fi și oblice, astfel că partea inferioară 12 a spațiului de separare 4 este deviată față de canalul de distribuție 5. Deschiderea inferioară 11 este amplasată lângă partea inferioară a spațiului de separare 4, aceasta este realizată ca deschideri în peretele părții inferioare 12 al spațiului de separare 4 și secțiunea transversală totală a acesteia este mai mare decât secțiunea totală transversală a deschiderii superioare 10 până la multiplul ei. Deschiderea inferioară 11 este concepută cu intenția de a dirija amestecul de activare în partea inferioară 12 a spațiului de separare 4, pentru a egaliza nivelurile în spațiul de separare și în spațiul de activare și de asemenea pentru extragerea (îndepărtarea) nămolului când operația este înteruptă.

Dimensiunea deschiderii pentru admisiile 14 în filtrul cu pat fluidizat este concepută la instalațiile mari de purificare a apei din marile municipii - cu un factor hidraulic de iregularitate până la 1,5 - de cel puțin 10% din suprafața de separare.

Evacuarea pentru amestecul de activare îngroșat din spațiul de separare este conectată la cel puțin un echipament de colectare cu cel puțin o baterie de pompare. în concordanță cu dotarea preferată, colectorul principal 13 al echipamentului de colectare este amplasat lângă partea inferioară 12, colectorul principal fiind conectat la colectorul (bazin) de apă 35, prin cel puțin o pompă, de preferință, o pompă centrifugă 36, și aceasta pompa este de asemenea o sursă de turbulență locală. Evacuarea 27 a pompei 36 este dirijată către canalul de circulație circumferențial 7 în spatele deflectorului 28,

415

420

425

430

435

440

445

450

RO 115625 Bl așa cum este vizualizat, în direcția fluxului de activare (fig.1). Placa deflectoare 28 închide capul canalului de flux circumferențial 7, fie complet, ceea ce este de preferat, sau cel puțin parțial. Este esențial ca evacuarea 27 împreună cu admisia suplimentară 22 pentru șirul de guri pentru nămol în circuitul de circulare să se afle în spatele spațiului de separare 4. Astfel că admisia de apă brută pentru purificare 22 poate să se facă fie în zona de admisie a setului de pompare sau în zona de evacuare a setului de pompare în spatele deflectorului 28. Admisia de apă uzată 22 este de preferință să se facă direct în bazinul colector de apă 35 (nu este prezentat în fig. 1).

Canalul de distribuție 5 comunică prin deschiderea superioară 10 cu spațiul de separare 4 și prin deschiderea inferioară 11 cu colectorul principal 13 (fig.1, 8), unde cel puțin o pompă este prevăzută, ca set de pompare, adică pompa de la transportul pneumatic (nu este reprezentat] sau mai multe pompe de la sistemul de transport pneumatic (nu este reprezentat), eventual pompa centrifugă amintită 36 amplasată în bazinul colector al apei 35 (fig.1, 8, 11], așa cum s-a menționat mai sus. Dacă pompa centrifugă 36 amplasată în bazinul de colectare a apei 35 este folosită, nu se mai folosește pompa pentru aer, eventual pompa de aer este inclusă în sistemul principal de colectare 13 numai pentru a mări efectul de amestecare în amestecul îngroșat de activare care părăsește evacuarea 27 și cade în tancul de amestecare și activare, în cele din urmă în bazinul de colectare a apei 35. Pompa de aer, sau pompa centrifugă 36, dacă bazinul de colectare a apei este inclus, conduce prin racordurile de evacuare 27 în canalul de circulație circumferențial 7 în spatele deflectorului 28 (fig.1). Pompa centrifugă 36 poate de asemenea să înlocuiască pompa de aer. Cele două tipuri de pompă pot fi amplasate fie în bazinul de colectare a apei 35 sau în afara bazinului de colectare a apei 35. în oricare dintre cazuri pompa este o parte a evacuării din bazinul de colectare a apei 35, alăturându-se astfel bazinului (canalului] de colectare a apei 35.

Prin această conectare reciprocă dintre canalul de circulație circumferențial 7, canalul de distribuție 5, spațiile de separare 4 și prin intermediul canalului colector principal 13 al echipamentului de colectare și al bazinului de colectare a apei 35 prin conectarea înapoi prin evacuarea 27 cu canalul de circulație circumferențial 7, se formează un circuit pentru amestecul de activare, astfel că amestecul de activare curge într-un flux tampon. Canalul de circulație circumferențial 7 este deasupra întregii lungimi și complet separat de spațiul de separare 4 prin pereții despărțitori 2.

Elementele de aerare 3 sunt plasate lângă partea inferioară a canalului de circulație circumferențial 7 și în canalul de distribuție 5, de preferință cu spații variabile astfel că diferite secțiuni ale circuitului sunt aerate cu intensitate diferită. Se preferă ca elementele de aerare 3 să fie amplasate în zona de admisie a nămolului, în așa fel încât să se afle la distanță unul față de altul în părțile următoare ale circuitului de circulare.

Este de asemenea posibil să se amplaseze elementele de aerare 3 cu spații egale dar cu intensitate diferită de aerare în diferite puncte ale circuitului de circulare,instalația conform invenției poate deci fi adaptată la condiții diferite. Este de asemenea posibil să se folosească elemente de aerare cu intensitate diferită de aerare în timp.

Placa deflectoare menționată anterior 28 este amplasată în canalul de circulație circumferențial 7 de partea peretelui frontal 6' cu trecerea (canalul] 26 în canalul de distribuție 5. Există o admisie a apei reziduale 22 condusă în spatele amintitului deflector

RO 115625 Bl

500 împreună cu evacuarea 27 a pompei de aer sau a pompelor de aer (nereprezentate), eventual pompa centrifugă 36. Canalul de circulație circumferențial 7 are părțile sale longitudinale de-a lungul spațiului de separare 4 sub formă de coridor îngust, secțiunea sa transversală fiind dată de forma spațiului de separare 4. Ca regulă, canalul de circulație circumferențial 7 se extinde mai întâi vertical descendent (fig.2) și în partea inferioară pereții săi sunt verticali și paraleli. Dacă se folosește o formă diferită a spațiului de separare 4, pereții canalului de circulație circumferențial 7 pot fi de exemplu unghiulari sau paraleli, eventual unghiulari și divergenți.

Se prezintă funcționarea modulului de bază descris al circuitului de circulare și procedeul de purificare prin activare biologică a apei reziduale cu nitrificare și denitrificare dinamică.

Amestecul de activare circulă în circuitul de circulare printr-un flux tampon și este continuu oxigenat printr-o aerare pneumatică, care în același timp asigură o stare de suspensie a nămolului de activare. Astfel toate particulele individuale ale amestecului de activare avansează în circuitul de circulare cu cel puțin o componentă vectorială a vitezei acestuia în direcția circulării amestecului de activare ca un întreg în circuit de circulare. Este astfel avantajos ca prin operația de aerare, cu elementele de aerare 3, particulele individuale să se deplaseze de asemenea perpendicular pe direcția de circulație și să efectueze, de exemplu, o mișcare elicoidală. Pentru a ajunge la o concentrație mare a nămolului activat în circuit, amestecul de activare este obiectul filtrării prin patul fluidizat pe parcusul fiecărei circulații în timpul căreia apa purificată este separată din amestec, în timp ce separarea se desfășoară în spațiul de separare 4, care acoperă în mod particular întreaga suprafață a tancului cu pereți circumferenșiali 1. Apa purificată separată prin filtrare prin pat fluidizat este preluată prin conductele de colectare 15 și cantitatea acesteia este întotdeauna mai mică decât cantitatea amestecului activat din circuitul de circulare în aceeași perioadă de timp. Este avantajos ca apa purificată să fie preluată din instalație prin filtrare cu pat fluidizat numai dintr-o parte a amestecului activat din circuit, ceea ce face posibil să se ajungă la o intensitate mare a circulației și astfel este posibil un grad înalt de denitrificare. Aceasta se obține, conform cu echipamentul exemplificat, prin conducerea amestecului activat de la canalul de distribuție 5 prin deschiderile inferioare 11 în aria echipamentului de colectare din partea inferioară a spațiului de separare 4.

Circulația se obține prin admisia de apă reziduală brută, prin pomparea amestecului de activare îngroșat din filtrul cu pat fluidizat înapoi în circuitul de circulare în spatele plăcii deflectoare 28 și prin evacuarea apei prin conducta de colectare 15. Amestecul de activare este preluat în circuit printr-un flux tampon. Apa reziduală uzată este admisă în circuitul de circulare, de preferință în spatele deflectorului 28 sau în bazinul de colectare a apei reziduale 35. Aceasta determină o pierdere a concentrației de oxigen la suprafața particulelor nămolului activat, fapt care declanșează procesul de denitrificare. Amestecul activat este apoi, ca urmare a efectului elementelor de aerare 3, în mod gradat oxigenat prin aerare și simultan ținut în stare de suspensie împreună cu nămolul activat în timpul circulației în canalul 7 până când se ating condițiile necesare procesului de nitrificare, și apoi amestecul de activare devine obiectul filtrării în pat fluidizat din spațiul de separare 4. Apa reziduală brută este amestecată în amestecul de activare îngroșat care conține nitrații produși în timpul oxidării azotului poluant, în bazinul

505

510

515

520

525

530

535

540

RO 115625 Bl colector de apă 35, și apoi în toate celelalte faze ale procesului de purificare a apei reziduale care conține substanțe organice și compuși cu azot, substanțe ce sunt îndepărtate în timpul unei singure circulații. Ca regulă generală amestecul activat este în mod gradual oxigenat prin aerare până când concentrația de oxigen dizolvat în amestecul activat atinge sau depășește două miligrame de oxigen pe un litru de amestec activat. Astfel, conform invenției se realizează un procedeu optim de purificare biologică a apei reziduale, așa cum se descrie mai detaliat în cele ce urmează.

Amestecul activat intră în spațiul de separare 4, pentru filtrare prin pat fluidizat, prin deschiderea superioară 10 și spațiul de extindere al zonei de separare 4, și este preluat prin deschiderile de evacuare 14 din partea inferioară 12 în partea de extindere a spațiului de separare 4, unde se realizează filtrarea prin pat fluidizat. Eficiența separării prin filtrare prin pat fluidizat depinde printre altele de mărimea deschiderilor de admisie 14. Mărimea optimă a deschiderilor de admisie 14 este de cel puțin 10% din suprafața de separare, în instalațiile mari de purificare a apei reziduale din marile municipii cu un coeficient hidraulic scăzut, de până la 1,5. Separarea apei purificate din nămolul activat se realizează în filtrul cu pat fluidizat, în spațiul de separare 4, în timp ce apa separată din suspensia de nămol este extrasă prin colectorul de vapori 15 al sistemului de purificare. Nămolul în suspensie este interceptat de captatorul 29 și este condus în spațiul de activare, într-un loc arbitrar în unul din canalele de circulație 7, 9. Prin filtrare nămolul activat îngroșat cade în contracurent prin deschidere de admisie 14 în partea inferioară 12 a colectorului principal 13 amplasat lângă baza părții inferioare 12. Evacuarea 27 a echipamentului de colectare, eventual în absența unei pompe, a colectorului (colectoarele) principal 13, conduce în bazinul colector de apă 35, de unde amestecul activat este pompat în afara sistemului cu ajutorul unei pompe centrifuge 36, ceea ce determină o puternică turbulență locală.

Turbulența locală produsă de către pompa centrifugă 36 este necesară pentru a produce bulele de azot gazos care aderă la particulele de nămol activat în timpul procesului de denitrificare.

Fluxul de amestec activat din bazinul colector de apă 35 este de tip gravitațional determinat de o diferență de nivel între tanc și bazinul colector de apă 35. Dacă condițiile locale o cer, este de asemenea posibil să se amplaseze o pompă în echipamentul de colectare, de exemplu o pompă de aer.

Deschiderea inferioară 11 permite de asemenea, în caz de întrerupere a aerării în reactor, o trecere a nămolului activat din spațiul de separare 4 în canalul de distribuție 5, și astfel este prevenită o nedorită înămolire a părții inferioare 12. Deschiderea inferioară 11 asigură în același timp un nivel egalizator la separare și activare în timpul umplerii reactorului sau în timpul evacuării nămolului, și astfel asigură o soluție de subpresiune în structura interioară a reactorului.

Apa reziduală brută este amestecată în circuit în canalul de circulație circumferențial 7 în amestecul activat îngroșat după filtrarea prin pat fluidizat, această apă cauzând o scădere drastică a concentrației de oxigen dizolvat în amestecul activat mai ales la suprafața particulelor de nămol activat, și astfel se asigură condiții bune pentru o denitrificare dinamică. Procesul de denitrificare fără îndoială că nu cere condiții anoxidice în întregul volum al amestecului activat, dar creează condițiile anoxidice la suprafață, și în cele din urmă la suprafața particulelor de nămol aceste condiții sunt în

RO 115625 Bl întregime asigurate. Forma canalului de circulație circumferențial, cum ar fi forma de coridor îngust face posibil ca, chiar la o aerare slabă, intensitatea să fie suficientă pentru menținerea în stare de suspensie a nămolului activat în timpul circulației amestecului activat. Regimul de denitrificare care are nevoie de un conținut scăzut de oxigen la amestecul activat nu este stânjenit de această stare.

Prin aerare intensă pe parcursul fluxului tampon se ajunge la o biodegradare a substanțelor poluante din amestecul de activare prin oxidare și o saturare graduală cu oxigen a amestecului de activare până la atingerea condițiilor de nitrificare a substanțelor azotoase, ceea ce se atinge de obicei la o concentrație mai mare de 2 mg0₂/l. Un conținut ridicat de oxigen dizolvat este favorabil de asemenea în atingerea eficacității la separarea nămolului activat prin filtrarea prin pat fluidizat, deoarece un conținut ridicat de oxigen în amestecul activat previne apariția proceselor de denitrificare în timpul filtrării prin pat fluidizat. Aceasta previne flotarea nămolului activat în spațiul de separare 4 și de asemenea eliberarea fosforului în apa purificată.

Amestecul activat din circuit preia nitrații, generați în zona de nitrificare printr-un conținut suficient de oxigen, în zona circuitului cu un conținut scăzut de oxigen dizolvat. Astfel nitrații sunt reduși la azot gazos în așa-zisa zonă cu un conținut scăzut de oxigen, și astfel se realizează denitrificarea. Bulele de azot gazos aderate la particulele de nămol activat în timpul denitrificării sunt preluate de fluxul de amestec activat din circuit prin mișcarea produsă de alimentare cu o turbulență locală de înaltă intensitate, de exemplu printr-o pompă centrifugă 36. Puterea curentului care produce o turbulență puternică locală poate fi în mod avantajos folosită pentru amestecarea amestecului activat în circulație împreună cu apa reziduală purificată, în timp ce admisia de apă reziduală brută pentru purificare amestecată în amestecul de activare circulant cauzează o scăderea a conținutului de oxigen dizolvat, și de asemenea alimentarea cu carbonul necesar procesului de denitrificare.

Eficiența procesului descris conform invenției, de denitrificare dinamică a apei reziduale în ciclul circulației amestecului de activare cu alternări periodice a procesului de nitrificare și denitrificare depinde de intensitatea circulației amestecului de activare în conformitate cu formula:

τ [%] = — x 100, n+1 unde

- τ este eficiența denitrificării dată în procente;

- n este proporția cantității de apă care trece prin secțiunea transversală a circuitului de circulare într-o unitate de timp față de cantitatea de apă uzată brută introdusă în aceeași unitate de timp.

Această proporție reprezintă o intensitate a circulației în circuitul de circulare. De exemplu pentru a atinge o eficiență de 75% a reducerii nitraților conform formulei prezentate mai sus este necesară o intensitate triplă a circulației în comparație cu cantitatea de apă purificată. Procesul de purificare biologică a apei reziduale descris este în general eficient cu o intensitate a circulației amestecului de activare care se înscrie în intervalul de două ori până la de șase ori cantitatea de apă purificată. Intensitatea circulației poate fi de asemenea mult mai mare pentru apa reziduală foarte concentrată și astfel cantitatea de apă circulată prin instalație poate fi multiplu al cantității de apă reziduală brută adusă pentru purificare. Apoi este de asemenea necesar ca absorbția

590

595

600

605

610

615

620

625

630

RO 115625 Bl de amestec de activare prin deschiderea inferioară la echipamentul de colectare să fie mare. Aceasta este dată de valoarea rezistenței hidraulice, de exemplu de dimensiunea deschiderii superioare 10.

Intensitatea totală a procesului de purificare biologică depinde de concentrația nămolului atinsă în sistemul de purificare, ceea ce este direct dependent de intensitatea separării. Circulația amestecului de activare în circuitul de circulare necesară pentru a se ajunge la intensitatea cerută a denitrificării mărește cerința în ceea ce privește capacitatea de separare.

□ inserare totală a filtrării prin pat fluidizat în circuitul de circulare a amestecului de activare, cu o utilizare totală a întregii suprafețe de activare pentru separare, asigură o concentrare mare a nămolului activat, care asigură apoi o solicitare redusă a nămolului necesară pentru procesul de nitrificare care este obiectivul major pentru îndepărtarea azotului poluant din apa reziduală. O calitate importantă a procedeului descris pentru o nitrificare și denitrificare rapide constă de asemenea în eficiența sa mare pentru îndepărtarea fosfaților din apa reziduală, care ajunge la o îndepărtare de 80% până la o îndepărtare totală.

Conform procedeului descris, toate procesele purificării biologice complexe cu îndepărtarea substanțelor organice și azotoase și de asemenea cu înaltă eficacitate în îndepărtarea fosforului din apa reziduală se realizează în flux continuu.

Exemplul 1

Procedeul descris conform invenției se desfășoară într-o instalație comunală de purificare a apei reziduale într-un centru de recreere montan, și mai întâi se discută toată documentația privind rezultatele obținute folosind acest procedeu. Pentru instalația de purificare a apei reziduale este caracteristică o încărcare cu valori maxime influențată de anotimp, în decursul iernii și verii. încărcarea maximă hidraulică este de 200 m³ într-o oră, iar într-o perioadă în afara sezonului este de 100 m³. 0 astfel de instalație are de asemenea deviații remarcabile în ceea ce privește încărcarea cu substanțe, cu valori maxime iarna și vara. Concentrația medie a poluării în sezon sau în afara sezonului este prezentată în tabelul I.

Tabelul I

felul poluării	sezon intrare mg/l	în afara sezonului ieșire mg/l	în afara sezonului intrare mg/l	ieșire mg/l
bod5	488,0	6,3	116,0	2,6
COD	952,0	28,0	269,0	15,8
SS	606,0	17,0	165,0	9,0
P total	7,0	0,53	2,6	0,35
n-no4 +	36,0	3,90	8,9	0,48
n-no3	0,17	9,50	0.3	7,0
N-NHa	0,01	0,05	0,03	0,03
N org	22,0	2,0	8,0	1,8
N total	57,0	15,5	17,2	9,3

RO 115625 Bl în care:

B0D₅ - este necesarul de oxigen biologic în cinci zile pentru un kilogram de substanțe solide volatile, în suspensie;

COD - este necesarul de oxigen chimic în cinci zile la kilogram de solide suspendate în suspensie ale noroiului activat;

SS - este conținutul de solide în suspensie;

P total - este valoarea totală a conținutului de fosfor în apa reziduală;

N org - este valoarea conținutului de azot organic în compuși;

M total - este valoarea conținutului total de azot.

Exemplul 2

Procedeul de purificare biologică descris este folosit pentru purificarea dejecțiilor de porcine. Apa care conține dejecții de porcine reprezintă un exemplu de apă foarte poluată, cu conținut mare de substanțe organice, azot și fosfor, care depășește concentrațiile obișnuite ale apei reziduale comunale. încă o dată documentația privind rezultatele obținute folosind procedeul conform invenției stă la bază.

Valorile de intrare pentru dejecțiile de porcine după o separare mecanică a componentelor grosiere sunt prezentate în tabelul II:

Tabelul II

675

680

685

690

Felul poluării	cantitatea în mg/l
COD	2417D
B0D5	7500
SS	939D
n-nh4 +	1060
N total	1640
P total	1970

695

A fost folosit un sistem de aerare controlată, capabil să dozeze intensități diferite de aerare în circuitul de circulare cu frecvența controlului aerării conform invenției. La ieșirea din instalație valoarea parametrilor apei menționați sunt prezentați în tabelul III.

Tabelul III

700

705

Felul poluării	cantitatea în mg/l
COD	160
B0D5	20
SS	5
n-nh4 +	20
N total	30
P total	3

710

RO 115625 Bl îmbunătățirea conform fig.8 -11 este o construcție modulară, bazată pe modulul de bază al circuitului de circulare. O creștere a capacității reasctorului se obține prin adăugarea altor module de circuite de circulare la modulul de bază.

Numărul modulelor adăugate poate să varieze astfel încât este posibil să se obțină un reactor modular care să răspundă condițiilor necesare. O soluție preferată se obține printr-un aranjament cu mai multe unități conectate fără nici o altă despărțire între ele, așa cum este prezentat în secțiunea transversală din fig. 9 și 10.

în această exemplificare dotarea constă într-un tanc cu unghiuri drepte cu pereți circumferențiali 1 divizat printr-un sistem de pereți despărțitori 2 în spații funcționale pentru procesele biologice de activare pentru purificarea apei și pentru o separare a suspensiilor floculate printr-un filtru cu pat fluidizat la fel ca în modulul de bază din circuitul de circulare. Ceea ce este diferit constă în aceea că spațiile de separare 4 împart spațiul de activare în canale de distribuție 5 și noi canale de circulație de admisie 2, unde canalele de distribuție 5 sunt la fel ca în unicul modul de bază, în timp ce canalul de circulație de admisie 9 nu este prezent în unicul modul de bază și este format în principal din două canale de admisie de circulație circumferențiale 7 opuse ale modulului de bază. Canalul de distribuție 5 și canalele de circulație de admisie 9 sunt apropiate la unul dintre capete prin pereții frontali 6, care închid în întregime spațiul de separare 4 și canalele de distribuție 5. Oricum, pereții frontali 6 se întrerup la sfârșitul canalelor de circulație de admisie 9, formând trecerile 25, prin intermediul cărora canalele de circulație de admisie 9 sunt conectate cu canalul de circulație circumferențial 7 (fig.8). Trecerea 25 are aceeași formă cu trecerile din modulul de bază. Canalele de circulație, adică canalul de circulație circumferențial 7 și canalul de circulație de admisie 9 sunt în toate îmbunătățirile pe părțile lor longitudinale în întregime separate de spațiile adăugate, în special față de spațiile de separare 4.

Canalele de circulație sunt proiectate ca și canalul de circulație de admisie 9 și canalul de circulație circumferențial 7 tocmai pentru a face aranjamentul mai clar, deoarece canalul de circulație circumferențial 7 este amplasat de-a lungul peretelui circumferențial 1 al tancului și amestecul de activare intră prin canalul de admisie 9 înainte de a intra în canalul de distribuție 5. Proiectarea “în flux” este esențială pentru cele două canale deoarece ambele sunt concepute pentru preluarea în flux tampon a amestecului de activare, fără să se permită amestecului de activare să părăsească aceste două canale 7, 9 și de asemenea fără modificarea volumului fluxului circulației în aceste canale conectate în serie.

Spațiul de separare 4 și canalele de circulație de admisie 9 sunt învecinate la alt capăt prin pereții frontali 6'. Acești pereți frontali 6' sunt prevăzuți cu întreruperi ca și în modulul de bază. în acest fel în locul unde există întreruperi se formează treceri 26 ca și în modulul de bază menționat mai sus, în care canalele de distribuție 5 comunică prin trecerile 26 cu canalul de circulație circumferențial 7. Spațiile de separare 4 pentru filtrarea prin pat fluidizat sunt conectate cu canalele de distribuție 5 în același mod ca în modulul de bază. Nu există pereți circumferențiali între modulele adăugate ale circuitului de circulare - în cazul exemplificării îmbunătățirii reactorului există trei module astfel că prin adăugarea a două module pentru fiecare se formează un canal 9, așa cum se menționează mai sus.

RO 115625 Bl

760

Modulul din îmbunătățirea prezentată în fig. 8-11, perpendicular pe modulele adăugate, este modificat. în mod diferit de modulul de bază individual prezentat în fig. 1 5 acest modul de bază modificat nu are trecerile 26 în peretele despărțitor 6', astfel că canalul de distribuție 5 este apropiat de ambele laturi. Deci canalul de distribuție 5 al acestui modul de bază (fig.8] nu comunică cu canalul circumferențial 7 al modulului de bază modificat. Mai mult, spațiul de separare 4 este împărțit în două segmente, un bazin colector pentru apă 35 fiind amplasat între ele. Există două plăci deflectoare 28 folosite în acest caz (fig.8).

Modulul de bază modificat este separat de sistemul de module adăugate printr-un perete despărțitor 34, unde se formează trecerile 41 așa cum se arată în fig.8. Trecerile 41 comunică întotdeauna cu canalul de circulație circumferențial 7 al modulului de bază cu partea de început a canalului de circulație de admisie 9 al modulelor adăugate. Canalul de circulație circumferențial 7 al modulelor adăugate este racordat prin intermediul interconectoarelor 30, de exemplu prin țevi, cu canalul de distribuție 5 al modulului de bază modificat (fig.8). Evacuările 27 ale canalului colector principal 13 conduc către bazinul colector de apă 35. De asemenea, este în scopul prezentei invenții, executarea și a altor modificări a conexiunilor dintre modulele adăugate și modulul de bază modificat amplasat perpendicular.

Funcționarea reactorului, în conformitate cu fig.8 - 11 este în esență identică cu funcționarea modulului de bază cu circuit de circulare descrisă alăturat. Apa reziduală inițială este adusă în bazinul colector 35, de unde apa reziduală amestecată cu amestecul de activare îngroșat, este descărcată în zona dintre bazinul colector 35 și peretele despărțitor 34. Aceasta circulă către canalul de circulație circumferențial 7 al modulului de bază modificat - ca în fig.8. Apa circulă apoi pe ambele părți prin canalul de circulație circumferențial 7 până la peretele despărțitor 34 și prin trecerile 41 practicate în peretele despărțitor amintit în canalele de circulație de admisie 9 ale modulelor adăugate (fig.8], de unde intră în canalul de circulație circumferențial 7 prezentat în fig.8.

Amestecul activat circulă mai departe prin canalele de circulație circumferențiale 7 de-a lungul ambelor părți ale tancului. Apa avansează mai departe prin canalul de circulație circumferențial 7 de-a lungul modulului de bază modificat și intră în canalele de distribuție 5 ale modulelor adăugate prin trecerile 26 și de asemenea în canalele de distribuție 5 ale modulului de bază prin interconectarea 30 - realizate de exemplu din țevi. Amestecul de activare vine din canalul de distribuție 5 în spațiul de separare 4, așa cum este menționat mai sus. Amestecul de activare îngroșat este luat din spațiul de separare 4 cu ajutorul echipamentului de colectare, în mod special prin colectorul principal 13 și evacuările 27, și adus în bazinul colector 35.

□ altă alternativă de instalație conform prezentei invenții (nereprezentată) este prevăzută cu un tanc circular în care canalele de circulație 9, 7, canalul de distribuție 5 și spațiile de separare 4 sunt amplasate ca în cazul prezentat în fig.8 cu diferența că lungimea spațiului de separare 4 și forma canalului de circulație circumferențial 7 sunt adaptate la forma tancului. Această concepție se potrivește cel mai mult pentru reconstrucția bazinelor de circulare pentru sedimentare, situație întâlnită și folosită de

765

770

775

780

785

790

795

RO 115625 Bl exemplu în instalațiile municipale pentru purificarea apelor reziduale, de tip clasic, pentru a le îmbunătăți parametrii cantitativi și calitativi.

Prin reconstrucția bazinelor de circulare de sedimentare în aceste instalații municipale existente pentru purificarea apelor reziduale, este posibil să se păstreze podul original (nereprezentat) și să se folosească pentru accesul individual la reactor în timpul controlului operațional.

Funcționarea reactorului este în același timp în esență identică cu funcționarea tancurilor din exemplele precedente, descrise mai sus, în mod special cu acel reactor din fig.8 -11.

O altă variantă de echipament conform invenției, este prezentată în fig. 12 și 13. într-un tanc rectangular cu peretele circumferențial 1, cu ajutorul pereților despărțitori inserați 2 și a pereților frontali 6 și 6' sunt create spațiile de separare 4, care se extind în direcție verticală ascendentă. Pereții despărțitori 2 sunt mai eficienți în partea lor inferioară conectată cu fundul tancului, iar partea lor superioară este conectată la o construcție care nu este prezentată în desen. Spațiile de separare 4 creează în tanc, între pereții despărțitori 2 și pereții frontali 6, 6', canalul de distribuție 5, care este o parte a spațiului de activare. Peretele frontal 6 al spațiului de separare 4 se mărește către peretele circumferențial 1 și creează astfel peretele de separație 28, care în mod similar cu precedenta alternativă, separă canalul de circulație circumferențial 7. Celălalt perete frontal 6'închide nu numai spațiile de separare 4, dar el separă de asemenea canalul de distribuție 5 față de canalul de circulație circumferențial 7.

Canalul de circulație circumferențial 7 este un canal de circulație de tranzit, el nu comunică cu nici un alt spațiu, cu excepția canalului de distribuție 5, cu care este legat.

în peretele frontal opus 6 este creată o admisie 24 în canalul de distribuție 5. Spațiul de separare 4 este conectat de-a lungul întregii sale lungimi cu canalul de distribuție 5 și datorită acestui lucru, este conectat de asemenea cu spațiul de activare printr-o singură trecere 19, care este amplasată într-una dintre deschiderile practicate în pereții despărțitori 2 la partea de jos a tancului (fig. 13). Trecerea 19 poate să fie pe toată lungimea sa fără nici o întrerupere sau poate să fie făcută ca un set de orificii în pereții despărțitori 2 ai spațiului de separare 4.

Pereții despărțitori 2 au în secțiune transversală forma avantajoasă de arc de cerc. Pereții despărțitori 2 se extind unul față de celălalt în direcție verticală ascendentă și astfel ei creează spațiul de separare de formă prismatică 4 pentru filtrul cu pat fluidizat. Pereții despărțitori 2 sunt în același timp, în partea inferioară separați și între ei tot în partea inferioară este amplasată conducta de colectare perforată 13, care este legată la sistemul de pompare 25. Pereții despărțitori 2 pot fi confecționați din materiale cu suprafață netedă sau profilată. Este avantajos ca profilul să aibă aceeași orientare cu partea inferioară a tancului, ceea ce are drept rezultat formarea de nervuri mici pe suprafața pereților despărțitori 2.

în zona trecerii 19 este adăugat la pereții despărțitori 2 cel puțin un rectificator de flux 20 din partea spațiului de activare, adică din partea canalului de distribuție.

RO 115625 Bl

845

S-a determinat separarea fluxului amestecului de activare în canalul de distribuție 5 de fluxul din spațiul de separare 4. Rectificatorul de flux 20 este atașat în mod avantajos la peretele despărțitor 2 și este orientat vertical și se extinde în general pe toată lungimea peretelui despărțitor 2. Este posibil să se aranjeze pe lungimea peretelui despărțitor 2 un număr de rectificatori de flux 20 interconectați unul cu altul. Rectificatorul de flux 2 este montat la partea inferioară a peretelui despărțitor 2, extremitatea inferioară a acestuia fiind situată deasupra extremității inferioare a peretelui despărțitor 2, dar ajunge cel mult până la nivelul marginii peretelui despărțitor 2.

Este fără îndoială posibil să se elimine acest rectificator de flux 20. Atunci când se folosește rectificatorul de flux 20 se oprește transferul turbulenței din spațiul de activare în spațiul de separare. Eficacitatea sa poate fi mai mare în cazul pereților despărțitori 2 profilați sau chiar în cazul pereților de separare netezi, atunci când profilarea se folosește în zona atașării rectificatorului de flux 20, unde este atașat de bordurile profilului peretelui despărțitor 2 și astfel nu se sprijină direct pe peretele despărțitor pe toată suprafața de îmbinare. Astfel o mică parte din amestecul de activare, între rectificatorul de flux 20 și peretele despărțitor 2, ajunge în zona trecerii canalului 19 și acesta susține restricția transferului de turbulență din canalul de distribuție 5 a spațiului de activare.

Agregatul de pompare 41 constă dintr.-un corp al pompei, în care se montează conductele de colectare 13 și care este atașat la fundul tancului, și dintr-un rotor de mișcare al pompei care este conectat printr-un ax la un motor electric de imersie, care este în mod avantajos un motor reversibil. Părțile în rotație ale agregatului de pompare 41 sunt montate cu posibilitatea de a fi scoase deasupra nivelului reactorului în timpul funcționării lui.

în agregatul de pompare 41 sunt conductele de colectare din alt spațiu de colectare 4, agregatul de pompare 41 fiind astfel comun. în cazul unei lungimi mari a spațiilor de separare 4 agregatul de pompare poate fi amplasat în mod avantajos la mijlocul lungimii canalului de distribuție 5. în acest caz sunt montate patru conducte de colectare 13, întotdeauna două câte două pe fiecare parte, la agregatul de pompare din ambele spații de separare 4 învecinate.

în cazul unei lungimi mari a reactorului este posibil să se amplaseze un număr de agregate de pompare în serie pentru a se reduce lungimea conductelor de colectare 13 la 12 metri, lungime care reprezintă o lungime optimă pentru sistemul de colectare.

Unitatea de putere pentru agregatul de pompare 41 o constituie motorul electric 42. Pe construcția susținătoare, care nu este prezentată în desene, se află un mecanism de ridicare (nefigurat). Motorul electric reversibil 42 și turbina agregatului de pompare 41 sunt culisabile pe suporturi de ghidare, care sunt amplasate perpendicular pe suprafața de fund a tancului. Datorită acestui mecanism de ridicare este posibil ca motorul electric reversibil submersibil 42 și roata de acționare a agregatului de pompare 41 să fie trase pe aceste suporturi de ghidare nereprezentate în desen, chiar fără să fie nevoie să se golească tancul. Agregatul de pompare 41 și unitatea sa de putere sunt modificate pentru mișcare reversibilă pentru un flux invers al amestecului de activare în conductele de pompare 13.

850

855

860

865

870

875

880

885

RO 115625 Bl

La începutul canalului de distribuție 5 și deci la începutul spațiului de activare este prevăzut un amestecător 46 pentru amestecarea amestecului de activare cu apa reziduală brută. Evacuarea 43 a agregatului de pompare 41 este scoasă în spatele peretelui despărțitor 28 la începutul canalului de circulație circumferențial 7, către amestecătorul 46, unde de asemenea se află admisia 22 pentru apă reziduală inițială.

O interconectare reciprocă între canalul de circulație circumferențial 7, canalul de distribuție 5, spațiul de separație 4 și sistemul de colectare, creat de conductele de colectare 13 și agregatul de pompare 41 formează un circuit de circulare interior. Din descrierea de mai sus rezultă că, conducta de colectare 13 ar putea fi considerată de asemenea ca o conductă pentru recirculare, deoarece prin aceasta amestecul de activare se întoarce în circuitul de circulare.

Canalul circumferențial 7 și canalul de distribuție 5 sunt echipate cu un sistem de aerare constând din furtune elastice perforate pentru aerare 47, conectate la sistemul de distribuție comun 44 pentru aer sub presiune. Orificiile (nereprezentate în desen) din furtunele elastice pentru aerare 47 au avantajul de a fi mici pentru a crea bule fine de aerare. Fiecare furtun de aerare 47 este echipat cu o valvă individuală 45 sau cu un regulator (nereprezentat) pentru reglarea intensității aerării. Prin amplasarea unui număr de furtune pentru aerare 47 în diferite locuri ale canalului circumferențial 7 și ale canalului de distribuție 5, intensitatea aerării poate fi influențată în funcție de cerința procesului de purificare. O altă reglare a intensității aerării în funcție de timp se poate obține prin instalarea unei suflante (nereprezentate) cu viteză variabilă de rotație sau prin instalarea unui număr mai mare de suflante și prin pornirea lor în funcție de necesarul de aerare.

Printr-o amplasare avantajoasă a furtunelor pentru aerare 47, în spațiul de activare furtunele de aerare 47 sunt localizate în două ramificații, fiecare dintre ele putând conține mai multe furtune de aerare 47. Aceste ramificații sunt amplasate simetric pe cele două părți ale secțiunii transversale a canalului de circulație circumferențial 7, de obicei aproape de fundul tancului.

Partea superioară a spațiului de separare 4 este echipată cu un canal 15 de supraplin pentru preluarea apei curate după filtrarea prin pat fluidizat.

Varianta descrisă în fig. 12 și 13 lucrează ca și cele prezentate anterior.

Este vorba despre un reactor integrat pentru purificarea biologică a apei uzate, unde spațiul de separare 4 pentru separarea suspensiei de nămol activat prin filtrare cu pat fluidizat este construit în spațiul de activare. Prin construirea în acest loc a spațiului de separare 4 se creează un nou sistem de canale denumite canale interconectate în serie, unul după altul, ca și în cazul descris anterior.

Apa reziduală inițială este admisă în instalație prin conductele de admisie ale amestecătorului 46 la capătul canalului de flux circumferențial 7 în direcția fluxului în spatele peretelui despărțitor 28, unde agregatul de pompare 41 aduce de asemenea amestecul de activare recirculat din spațiul de separare 4. în amestecătorul 46 apa reziduală este amestecată perfect cu amestecul de activare recirculat.

Introducerea substanțelor organice cu apa reziduală în amestecul de activare induce un declin intermitent al conținutului de oxigen dizolvat, datorită căruia la capătul

RO 115625 Bl de început al canalului de circulație circumferențial 7 se creează condițiile anoxidice necesare procesului de denitrificare.

Suspensia de nămol activat este în această parte anoxidică a activării menținută printr-o aerare la un nivel foarte scăzut, care este satisfăcător pentru menținerea suspensiei în stare de plutire, iar condițiile anoxidice pentru procesul de denitificare nu sunt perturbate. Din cauza aceasta numărul de furtune pentru aerare 47 în această parte a canalului de flux circumferențial este redus.

Pentru păstrarea suspensiei este posibil ca această parte a canalului de circulație circumferențial 7 să fie echipată cu o sursă de agitare mecanică nereprezentată în desen, care uneori elimină în totalitate aerarea în această zonă.

Evoluția procesului de denitrificare este controlată prin măsurarea parametrilor amestecului activat folosind senzori (nereprezentați], care transmit impulsurile la unitățile de putere ale suflantelor. într-un astfel de mod viteza lor de rotație și nivelul de aer furnizat pot fi schimbate. Prin reducerea intensității aerării se creează zona de denitrificare în canalul de circulație circumferențial, unde crește intensitatea procesului de denitrificare. Acest proces poate fi în totalitate automatizat.

în timpul unui flux tampon al amestecului activat în canalul de circulație circumferențial 7 conținutul de oxigen dizolvat este în mod gradat mărit, acest proces fiind o consecință a măririi intensității aerării și a scăderii conținutului de substanțe biodegradabile. într-un astfel de mod este creat un mediu oxidic pentru activarea aerobă a procesului de biodegradare a substanțelor organice și pentru nitrificarea azotului amoniacal și organic. Dacă furtunele pentru aerare sunt amplasate în două ramificații în cele două părți opuse în secțiunea transversală a canalului de circulație circumferențial 7, este posibil cu ajutorul supapelor (valvelor) 45 și a regulatorilor nereprezentați, să se aducă aer în mod alternativ într-o ramificație și apoi în cealaltă ramificație. în timpul admisiei aerului de exemplu în ramificația (partea) stângă se produce o mișcare de circulație transversală a amestecului activat. La întreruperea aducerii de aer în ramificația (partea) stângă și a aducerii aerului în ramificația (partea) dreaptă se declanșează un contracurent de aer în amestecul activat. Datorită inerției, amestecul de activare își continuă această mișcare circulară transversală până în momentul când această mișcare este oprită prin acțiunea aerului suflat și începe să se miște în direcție opusă. Aceste cicluri de operare pot fi repetate în mod regulat printr-un regulator. Astfel, timpul de menținere a aerului în amestecul de activare se extinde, prin care transferul de oxigen în amestecul de activare crește. Un alt efect al contracurentului de aer și amestecului de activare este o menținere mai eficientă a stării de suspensie a nămolului activat.

în canalul de distribuție 5 înainte de admisia în spațiul de separare 4 intensitatea aerării poate fi reglată astfel încât conținutul de oxigen dizolvat care ajunge la nivelul filtrului cu pat fluidizat în spațiul de separare 4 să asigure condiții de oxigenare totală pentru întreg procesul de separare.

Un timp scurt pentru amestecul de activare în spațiul de separare în timpul filtrării prin pat fluidizat, ceea ce este de asemenea consecința unui volum mic în care are loc separarea, contribuie la asigurarea condițiilor optime de oxidare în timpul separării prin filtrare prin pat fluidizat. Acesta este un rezultat al formei prismatice a spațiului de separare 4 și al vitezei mari de filtrare prin filtrul cu pat fluidizat.

930

935

940

945

950

955

960

965

970

RO 115625 Bl

Fazele procedeului descris, conform invenției, de purificare biologică a apei reziduale prin schimbarea condițiilor oxidice și anoxidice în circuitul de circulare determină acumularea fosforului din apa reziduală în nămolul activat. în timpul următoarei separări a excesului de nămol activat în spațiul de separare condițiile oxidice stricte preîntâmpină acumularea fosforului în apa purificată. în felul acesta poate fi atinsă o eficiență înaltă a procesului de purificare biologică, chiar și atunci când privește îndepărtarea fosforului din apa reziduală. Apa limpede iese din instalație după trecerea ei prin filtrul cu pat fluidizat prin canalele de evacuare 15.

Așa cum descrie invenția, spațiul de separare 4 este racordat la canalul de distribuție 5 numai printr-o trecere 19, la care se mai adaugă unul sau mai mulți rectificatori de circulație 20. Această soluție simplă pentru admisia amestecului de activare în spațiul de separare 4 este posibilă printr-o recirculare intensă a amestecului de activare în circuitul de circulare cu extragerea lui la partea inferioară a spațiului de separare 4 cu ajutorul țevilor de colectare 13.

Intensitatea circulației amestecului de activare în circuitul de circulare influențează în același timp eficacitatea procesului de denitrificare potrivit cu formula menționată în prima variantă.

Din partea inferioară a spațiului de separare 4 nămolul activat separat în timpul procesului de filtrare prin pat fluidizat este aspirat în afara instalației de purificare împreună cu amestecul de activare circulând din canalul de distribuție de activare 5, adică din procesul de activare. Intensitatea fluxului în partea inferioară a spațiului de separare 4 ca urmare a recirculării amestecului de activare previne un transfer al perturbațiilor de la canalul de distribuție aerat 5 la spațiul de separare 4. în felul acesta se asigură stabilitatea filtrului cu pat fluidizat din spațiul de separare 4 și o separare cu eficiență mare.

Restricția interconectării dintre spațiul de activare și spațiul de separare numai prin trecerea 19 de la partea inferioară a tancului simplifică în mod semnificativ construcția spațiului de separare 4.

Aceasta permite utilizarea structurii autoportante pentru construcția spațiului de separare 4, care constă numai din două elemente, și anume doi pereți de separare 3. Acești pereți sunt prinși direct de fundul tancului iar celelalte două extremități superioare sunt prinse la o structură de susținere neprezentată în desene.

Sistemul de conectare a mai multor conducte de conectare 13 la un agregat de pompare 41, eventual o instalație de mai multe agregate de pompare 41 permite menținerea lungimii optime a conductelor colectoare 13 pentru capacități mari ale instalațiilor de purificare, ca și lungimea spațiului de separare care ar putea să ajungă la câteva sute de metri.

Cursul reversibil al agregatului de pompare este folosit pentru curățarea conductelor colectoare printr-un contracvurent de apă.

Procedeul și instalația conform prezentei invenții sunt ambele corespunzătoare pentru o nouă construcție a instalațiilor de purificare a apei reziduale și pentru reconstrucția instalațiilor clasice existente de purificare a apelor reziduale cu tancuri individuale de activare și sedimentare, în special pentru instalații de mare capacitate.

RO 115625 Bl

Prezenta invenție poate fi folosită de asemenea pentru reconstrucția relativ simplă a instalațiilor existente care pot atinge prin aplicarea invenției o intensificare considerabilă, în special prin creșterea capacității lor și a eficienței lor de purificare, inclusiv eliminarea fosforului și a azotului.

Claims (28)

1. Revendicări

   1. Procedeu pentru tratarea apei reziduale, prin activare biologică, în care apa reziduală este purificată biologic, printr-un proces de activare, în timpul căruia se produce o nitrificare și denitrificare, caracterizat prin aceea că amestecul de activare este adus în circulație, într-un circuit de circulare, cel puțin o parte din circuitul de circulare este destinată pentru denitrificare și nitrificare, având un caracter de flux tampon și fiind formată din canale de circulație longitudinale, ordonate secvențial, prevăzute cu aerare pneumatică, cu ajutorul unor elemente de aerare, la capătul părții menționate având caracter de flux tampon apa purificată este preluată prin filtrare prin pat fluidizat și nămolul separat prin filtrarea prin pat fluidizat amestecat cu amestecul de activare sub forma unui amestec de activare concentrat este preluat prin elemente de circulație forțată în porțiunea de început a primului canal de circulație, în același timp fiind adusă apa reziduală brută la porțiunea de început a primului canal de circulație.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, în același interval de timp, cantitatea de apă purificată, care este preluată din circuitul de circulare prin filtrare prin pat fluidizat, este mai mică decât cantitatea de amestec de activare, care circulă în circuitul de circulare.
3. 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că amestecul de activare amestecat cu apa reziduală neprelucrată este oxigenat în mod gradat, prin aerare cu o menținere simultană în stare de suspensie a nămolului activat până când concentrația oxigenului dizolvat în amestecul de activare este de cel puțin două miligrame de oxigen la un litru de amestec de activare.
4. 4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că aerarea se execută printr-o aerare pneumatică cu intensitate variabilă în funcție de timp și/sau loc în circuitul de circulare.
5. 5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că intensitatea circulației amestecului de activare este cel puțin dublul celei a apei purificate obținute.
6. 6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că amestecul de activare este adus în circuitul de circulare, prin admisia de apă reziduală neprelucrată, prin drenarea în exterior a apei purificate și prin admisie forțată a amestecului de activare îngroșat prin separarea în circuitul de circulare după procesul de separare.
7. 7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că apa purificată este evacuată în timpul fiecărei circulații, prin filtrare prin pat fluidizat dintr-o parte a amestecului de activare care circulă.
8. 8. Instalație pentru aplicarea procedeului definit în revendicarea 1, care cuprinde într-un tanc comun, un spațiu de activare și spații de separare ascendente, extinse longitudinal, de la care pornesc racordurile pentru evacuarea apei purificate, și fiecare spațiu de separare este delimitat de pereți despărțitori și pereți frontali și comunică cu spațiul de activare pe una din laturile longitudinale, unde între pereții despărțitori ai spațiilor de separare în mod reciproc și între pereții despărțitori și pereții tancului se

   1020

   1025

   1030

   1035

   1040

   1045

   1050

   1055

   1060

   RO 115625 Bl formează canale longitudinale separate, în care sunt amplasate elementele de aerare, caracterizată prin aceea că întotdeauna, două spații de separare (4) sunt amplasate adiacent unul față de celălalt, prin laturile lor longitudinale, în care se formează conexiuni de comunicare cu spațiul de activare și canalul longitudinal de distribuție (5), format între pereții longitudinali amintiți este complet închis de un perete de capăt la una din părțile laterale, în timp ce la partea opusă este prevăzută o trecere, prin care acesta este conectat cu sistemul canalelor de circulație (9, 7], canalele (9. 7] fiind despărțite lateral de spațiul de separare [4], și sistemul canalelor de circulație (9, 7) și cel puțin un canal de distribuție (5) formează o parte a circuitului de circulare, cealaltă parte a circuitului de circulare fiind formată de un echipament de colectare conectat la evacuarea pentru amestecul de activare din spațiul de separare (4), acest echipament de colectare fiind conectat la cel puțin un set de pompare, al cărui orificiu de admisie formează începutul circuitului de circulare, în timp ce admisia de apă neprelucrată este conectată fie la aria de admisie a setului de pompare sau la aria orificiului său de admisie, și circuitul de circulare este prevăzut cu cel puțin o placă deflectoare (28).
9. 9. Instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că echipamentul de colectare este amplasat aproape de partea inferioară a spațiului de separare (4) pentru filtrarea prin pat fluidizat, conectarea de comunicare cu spațiul de activare fiind formată de deschiderea superioară (10) și deschiderea inferioară (11), ambele fiind amplasate pe aceeași latură a spațiului de separare (4), deschiderea superioară (10) este conectată cu extensia spațiului de separare (4), și deschiderea inferioară (11) este aproape de partea inferioară a acestui spațiu, în timp ce deschiderea superioară (10) este mai mică decât deschiderea inferioară (11), astfel că se formează o rezistență la cădere contra formării curentului amestecului de activare.
10. 10. Instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că spațiul de separare (4) este conectat la spațiul de activare prin trecerea (19) formată printr-o deschidere în peretele despărțitor (2) al spațiului de separare (4) lîrigă partea inferioară a tancului, în timp ce un colector principal (13) cu admișii pentru amestecul de activare îngroșat este amplasat în spațiul de separare (4) lângă partea inferioară a tancului, colectorul principal (13) fiind conectat la o pompă (41), a cărui evacuare se deschide în spațiul de activare.
11. 11. Instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că circuitul de circulare este format din cel puțin un modul de bază, în care canalul de distribuție (5) este format de doi pereți despărțitori laterali (2) și pereții despărțitori exteriori (2) formează întotdeauna împreună cu pereții despărțitori interiori (2) un spațiu de separare (4) și împreună cu peretele circumferențial (1) al tancului sau cu peretele exterior al modulului următor formează un canal de circulație circumferențial (7), în timp ce canalul de distribuție (5) este conectat la porțiunea sa frontală cu canalul de circulație circumferențial (7) și la partea sa laterală cu spațiul de separare (4).
12. 12. Instalație conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că un bazin colector (35) este prevăzut cu o pompă (36) și este amplasat în circuitul de circulare, în timp ce evacuările (27) ale echipamentului de colectare, care preiau amestecul de activare, sunt direcționate către bazinul colector (35), și evacuările (27’) de la pompa

    1110

    RO 115625 Bl (36) sunt direcționate către spatele plăcii deflectoare (28) la începutul canalului de circulație (7).
13. 13. Instalație conform revendicării 12, caracterizată prin aceea că admisia pentru apă reziduală brută (22) este direcționată către bazinul colector (35).
14. 14. Instalație conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că modulele adăugate cu o structură identică sunt amplasate pe direcție perpendiculară la modulul de bază.
15. 15. Instalație conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că modulul de bază este amplasat cu axa sa trecând prin centrul tancului, iar modulele adăugate sunt amplasate simetric și perpendicular față de modulul de bază.
16. 16. Instalație conform revendicării 15, caracterizată prin aceea că cel puțin un modul adăugat este amplasat paralel față de modulul de bază, sistemul de module paralele format în felul acesta fiind simetric față de axa care trece prin centrul tancului.
17. 17. Instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că elementele de aerare (3) se află în aria de admisie a apei reziduale brute amplasată la distanță mai mare decât în compartimentele următoare ale circuitului de circulare.
18. 18. Instalație conform oricăreia dintre revendicările 8-17, caracterizată prin aceea că suprafața secțiunii transversale a fluxului deschiderii de admisie (14) în filtrul cu pat fluidizat este mai mare decât 10% din suprafața din spațiul de separare (4).
19. 19. Instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că echipamentul de colectare este prevăzut cu cel puțin o pompă, de preferință pompă centrifugă (36), care este amplasată în bazinul de colectare (35).
20. 20. Instalație conform oricăreia din revendicările 8-19, caracterizată prin aceea că spațiul de separare (4) pentru filtrarea prin pat fluidizat este amplasat pe întreaga lungime a canalelor (5, 9] ale circuitului de circulare, iar admisia pentru amestecul de activare în spațiul de separare (4) pentru filtrarea prin pat fluidizat și echipamentul de colectare pentru transportul amestecului de activare îngroșat din afara spațiului de separare (4) sunt formate pe întreaga sa lungime.
21. 21. Instalație conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că un captator (29) pentru nămolul în suspensie este amplasat în partea superioară a spațiului de separare (4), acest captator (29) fiind format dintr-un plan înclinat, la a cărui parte inferioară este conectată o sursă de aer sub presiune (38), partea superioară fiind prevăzută cu o evacuare pentru nămolul în suspensie sub forma unei pompe de aer pentru transport pneumatic (39) care este direcționată către spațiul de activare, întregul plan înclinat aflându-se sub nivelul suprafeței tancului.
22. 22. Instalație conform revendicării 10, caracterizată prin aceea că cel puțin un deflector de flux (20) este montat în zona trecerii (19) la peretele despărțitor (2) dinspre partea spațiului de activare.
23. 23. Instalație conform revendicărilor 8 la 22, caracterizată prin aceea că un amestecător (46) este amplasat la începutul spațiului de activare și evacuarea (43) de la pompa (41) este direcționată către amestecătorul (46), către care este direcționată admisia (22) pentru apa reziduală netratată și evacuarea de la amestecătorul (46) este direcționată către următoarea porțiune a spațiului de activare.

    1115

    1120

    1125

    1130

    1135

    1140

    1145

    RO 115625 Bl
24. 24. Instalație conform revendicării 10, caracterizată prin aceea că, agregatul 1150 de pompare (41) este o pompă prevăzută cu un motor electric reversibil submersibil.
25. 25. Instalație conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că motorul electric reversibil (42) și talpa pompei (41) sunt montate să culiseze pe bare de ghidare, amplasate vertical față de fundul tancului.
26. 26. Instalație conform revendicării 24, caracterizată prin aceea că, pompa (41) 1155 este racordată cu cel puțin două branșamente ale colectorului principal (13).
27. 27. Instalație conform revendicării 10, caracterizată prin aceea că furtunele de aerare (47) sunt amplasate în spațiul de activare și sunt conectate cu sursa de aer sub presiune printr-o supapă (45) sau printr-un regulator.
28. 28. Instalație conform revendicării 27, caracterizată prin aceea că furtunele de 1160 aerare (47) sunt dispuse în două ramificații simetric în părțile opuse ale secțiunii transversale a canalului circumferențial (7).