PL B1. UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE, Olsztyn, PL BUP 22/13. BARTOSZ LIBECKI, Olsztyn, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. C02F 3/30 ( ) C02F 3/08 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie: (54) Urządzenie do oczyszczania ścieków (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 22/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/17 (73) Uprawniony z patentu: UNIWERSYTET WARMIŃSKO-MAZURSKI W OLSZTYNIE, Olsztyn, PL (72) Twórca(y) wynalazku: BARTOSZ LIBECKI, Olsztyn, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Izabella Raniszewska

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oczyszczania ścieków przeznaczone do tlenowego oczyszczania ścieków zawierających substancje organiczne i fosforany, w tym do oczyszczania ścieków komunalnych oraz przemysłowych, zwłaszcza z przemysłu spożywczego (mięsnego, mleczarskiego) czy włókienniczego. Urządzenie według wynalazku może pracować jako główny moduł systemów przydomowych oczyszczalni ścieków. Urządzenia stosowane do oczyszczania ścieków zawierających substancje organiczne oparte są na biochemicznej aktywności mikroorganizmów osadzonych na zawiesinie osadu czynnego lub na wypełnieniu stałym złóż biologicznych. Urządzeniem łączącym zalety reaktorów z osadem czynnym i ze złożem biologicznym z wypełnieniem stałym jest biologiczne złoże zawieszone (fluidalne), w którym wypełnienie stanowią różnego rodzaju elementy nośniki np. piasek, koksik, pumeks, kształtki z tworzyw sztucznych. Znaną cechą charakteryzującą złoża fluidalne jest wysoka sprawność oczyszczania ścieków przy stosunkowo krótkich czasach retencji. Wysokie stężenie biomasy w reaktorze osiągane jest przez zastosowanie kształtek o rozwiniętej powierzchni właściwej. Dzięki określonej powierzchni właściwej wypełnienia możliwa jest kontrola stężenia biomasy w reaktorze. Technologia złoża zawieszonego eliminuje wiele wad związanych z technologią osadu czynnego jak: tworzenie stref niedotlenionych, niedostateczny transport tlenu czy puchnięcie osadu. Zawieszone złoża biologiczne wymagają niższych nakładów eksploatacyjnych oraz zajmują mniejszą powierzchnię w porównaniu z reaktorami z osadem czynnym. Reaktory ze złożem fluidalnym zazwyczaj mają kształt kolumn do których ścieki dostarczane są od dołu. Ścieki po określonym czasie kontaktu z biomasą wytworzoną na wypełnieniu oraz po odseparowaniu od wypełnienia wypływają z reaktora. Oczyszczanie biologiczne ścieków przebiegać może podczas procesu tlenowego i beztlenowego. Tlen dostarczany jest z powietrza do ścieków znanym sposobem poprzez aeratory mechaniczne umieszczone wewnątrz lub na zewnątrz reaktorów biologicznych. Napowietrzanie umożliwia przemieszczanie się elementów wypełnienia w reaktorze. W przypadku złóż z wypełnieniem stałym (spłukiwanych lub zraszanych) natlenianie odbywa się samoistnie poprzez dyfuzję tlenu z powietrza w trakcie spływu ścieków po elementach wypełnienia stałego. Odpowiedni czas kontaktu ścieków z powierzchnią wypełnienia zapewnia recyrkulacja ścieków. Znanym z patentu CN jest urządzenie, w którym zastosowano cyrkulację ścieków wewnątrz złoża fluidalnego, stanowiącego kolumnę. Ścieki wraz z wypełnieniem złoża opuszczają kolumnę górnym końcem, po czym spływają przestrzenią między ścianą a osłoną kolumny i mieszając się z tlenem, doprowadzanym przez zewnętrzny aerator, wpływają do kolumny złoża od dołu. Według wynalazku urządzenie do oczyszczania ścieków w postaci kolumny z pokrywą z sitem umieszczonej nad zbiornikiem recyrkulacyjnym charakteryzuje się tym, że kolumna wypełniona jest złożem fluidalnym, a na zewnętrznej ścianie kolumny zamontowane są płaskie perforowane kołnierze. Natlenienie ścieków gwarantuje kaskadowy system kołnierzy, po którym ścieki spływają do zbiornika recyrkulacyjnego. Kołnierze tworzą dodatkową powierzchnię nośną dla mikroflory bakteryjnej wspomagając oczyszczanie. Zastosowanie samoczynnego systemu natleniania upraszcza konstrukcję i pozwala na redukcję kosztów oczyszczania. Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się zwartą konstrukcją oraz wysoką efektywnością oczyszczania ścieków pod względem redukcji ładunku ChZT oraz niskimi nakładami energetycznymi. Urządzenie zostało zaprojektowane głównie do oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych oraz jako element oczyszczalni ścieków charakteryzujących się wysokim ładunkiem ChZT, dużą zawartością zawiesin i cząstek koloidalnych (ścieki mleczarskie, barwnikarskie itp.). Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przydomową oczyszczalnię ścieków w ujęciu schematycznym z przedmiotem wynalazku jako elementem oczyszczalni jednostkowym modułem II stopnia oczyszczania. Fig. 2 pokazuje przedmiot wynalazku jednostkowy moduł biologicznego stopnia oczyszczania. P r z y k ł a d Ścieki bytowo-gospodarcze w ilości Q = 1,5 m 3 /d o charakterystyce jak w tab. 1 dopływają do przydomowej oczyszczalni ścieków, której I stopień stanowi osadnik 1 wstępny. Z osadnika 1 ścieki przepływają przewodem 2 rurowym i za pomocą pompy 3 zatłaczane są do rozdzielnika 4 II stopnia oczyszczania, którego moduły 5 jednostkowe w ilości dwudziestu sztuk zbudowane są zgodnie z wynalazkiem.

3 PL B1 3 W cylindrycznej kolumnie 6 z PCV o średnicy = 120 mm oraz długości L = 1500 mm znajduje się biologiczne złoże 7 fluidalne. Kolumna 6 posiada dwa otwory 9 doprowadzające ścieki od dołu. Od góry zakończona jest pokrywą 10 z otworami o średnicy 2,5 mm, co umożliwia separację ścieków od wypełnienia. Ścieki wypływają przez otwory pokrywy 10 i spływają dalej po zewnętrznej ścianie kolumny 6. Wzdłuż tej kolumny na jej zewnętrznej ścianie przymocowane są płaskie kołnierze 11 z PCV o szerokości płaszczyzny brzegowej 50 mm, z otworami o średnicy 5 mm rozmieszczonymi niejednorodnie po całej powierzchni kołnierza. Ścieki spływając kaskadowo w dół są sukcesywnie natleniane. Kolumna 6 z PCV każdego jednostkowego modułu 5 złoża przymocowana jest uchwytami koszykowymi do stalowego stelaża 12 nad zbiornikiem 13 recyrkulacyjnym o objętości V 400 dm 3, do którego wpływają natlenione ścieki z wszystkich dwudziestu modułów. Parametry złoża zamieszczono w tabeli 2. Ścieki ze zbiornika 13 recyrkulacyjnego (fig. 1) przepływają dalej przewodem 14 poprzez zawory trójdrożne 15 oraz 16, z których są zatłaczane pompą 3 i recyrkulują z powrotem na złoże. Ścieki są pompowane do rozdzielnika 4 z prędkością V = 2dm 3 /s. Po dziesięciu godzinach recyrkulacji, ścieki w ilości 600 dm 3 odpływają przewodem 14 ze zbiornika i z modułów złóż fluidalnych przez zawór trójdrożny 15 i przewód 17 odpływowy ścieków oczyszczonych do osadnika wtórnego klarownika 18, a pompa 3 zatłacza kolejną porcję 600 dm 3 ścieków z osadnika wstępnego 1 przez zawór trójdrożny 16 do rozdzielnika 4 reaktora. T a b e l a 1 Charakterystyka ścieków surowych dopływających do oczyszczalni Parametr chzt BZT 5 P og. N NH4 N og. Przewodność [mg/dm 3 ] ,5 48,9 60,3 1,05 ms/cm T a b e l a 2 Charakterystyka złoża biologicznego Powierzchnia właściwa wypełnienia Wypełnienie objętości reaktora kształtkami Obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń Czas zatrzymania ścieków w reaktorze fluidalnym Zawartość tlenu w temp. 20 C 500 m 2 /m 3 70% 1,85 kg BZT 5/m 3 /d 5 h Zbiornik recyrkulacyjny: 4 6 mg O 2/dm 3 Złoże fluidalne: 1 3 mg O 2/dm 3 Zastrzeżenie patentowe Urządzenie do oczyszczania ścieków w postaci kolumny z pokrywą i sitem, umieszczonej nad zbiornikiem recyrkulacyjnym, znamienne tym, że kolumna (6) wypełniona złożem fluidalnym (7) wyposażona jest w płaskie perforowane kołnierze (11) zamontowane na jej zewnętrznej ścianie.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)