RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206112 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 361323 (51) Int.Cl. C02F 3/30 (2006.01) C02F 3/12 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 17.07.2003 (54) Sposób i układ do biologicznego oczyszczania ścieków (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 24.01.2005 BUP 02/05 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.07.2010 WUP 07/10 (72) Twórca(y) wynalazku: RYSZARD SZETELA, Wrocław, PL BEATA SOSNOWSKA, Świdnica, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Winohradnik J. Halina Politechnika Wrocławska Biuro ds. Wynalazczości i Ochrony Patentowej PL 206112 B1
2 PL 206 112 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób biologicznego oczyszczania ścieków, zawierających organiczne substancje, zwłaszcza skutecznego usuwania fosforu i azotu oraz układ do przeprowadzenia sposobu. Biologiczne oczyszczanie ścieków zasadniczo realizuje się w dwojaki sposób, tj. tlenowy, z wykorzystaniem mikroorganizmów zużywających tlen oraz beztlenowy, poprzez rozwój mikroorganizmów bez dostępu tlenu. W powszechnie stosowanych układach z usuwaniem fosforu wykorzystuje się beztlenowo- -tlenowy metabolizm bakterii nadmiarowo akumulujących fosfor. Bakterie te w warunkach beztlenowych pobierają związki organiczne w postaci lotnych kwasów tłuszczowych i przekształcają je w poli- -hydroksy-alkaniany. W fazie tlenowej natomiast zgromadzone poli-hydroksy-alkaniany wykorzystywane są do syntezy biomasy. Defosfatacja anoksyczna różni się od tlenowej wyłącznie akceptorem elektronów. W defosfatacji beztlenowo/tlenowej akceptorem jest tlen, w beztlenowo/anoksycznej - azotany. W defosfatacji beztlenowo/tlenowej procesy: defosfatacji i denitryfikacji realizowane są przez dwie różne, konkurujące ze sobą o związki organiczne grupy bakterii heterotroficznych. W układach wysokoefektywnego oczyszczania ścieków pierwszą komorą jest komora beztlenowa. Dlatego związki organiczne, wprowadzane do układu ze ściekami surowymi, są zużywane przez bakterie nadmiarowo akumulujące fosfor. Strumień kierowany do kolejnej komory, tj. do komory denitryfikacji, może zawierać ilości związków organicznych niewystarczające do przeprowadzenia pełnej denitryfikacji. Parametrem limitującym dużą sprawność defosfatacji biologicznej jest właściwy stosunek ilości biodegradowalnych zanieczyszczeń organicznych (BZT 5 ) do fosforu. W efekcie dobra defosfatacja osiągana jest kosztem niepełnej denitryfikacji. W takich przypadkach do komory denitryfikacji doprowadza się dodatkowe źródło węgla, co pociąga za sobą dodatkowe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Znany z polskiego patentu nr PL168996 sposób biologicznej nitryfikacji i denitryfikacji oraz biologiczno-chemicznej defosfatacji, polega na tym, że w pierwszym stopniu biologicznego oczyszczania, ścieki surowe kieruje się do komory anaerobowęj, w której ścieki wraz z osadem czynnym przetrzymuje się w czasie od pół godziny do dwóch godzin, z której ścieki doprowadza się do komory osadu czynnego, w której są poddawane oczyszczaniu i doprowadzane do osadnika pośredniego, natomiast w drugim stopniu biologicznego oczyszczania sklarowane ścieki, w których stosunek BZT 5 do azotu wynosi od 0,6-2,0, doprowadza się na nitryfikacyjne złoże spłukiwane, z którego ścieki doprowadza się na denitryfikacyjne złoże zanurzone, a następnie poprzez komorę końcowego natlenienia ścieków i osadnik końcowy do odbiornika, przy czym osad powrotny doprowadza się do komory uwalniania fosforu i zagęszczania osadu. W procesie defosfatacji beztlenowo/anoksycznej proces defosfatacji i denitryfikacji prowadzi jedna grupa bakterii. Sposoby zapewniające usuwanie ze ścieków związków organicznych, azotu i fosforu bazują głównie na procesie osadu czynnego. Proces wysokoefektywnego oczyszczania ścieków realizowany jest zazwyczaj w trzech kolejnych komorach osadu czynnego: beztlenowej, anoksycznej i tlenowej. Ze względu na wymóg nitryfikacji układy te charakteryzują się długimi wiekami osadu, tj. 20 25 dób, a co za tym idzie dużymi kubaturami komór osadu czynnego. Z patentów polskich: PL nr 110701 i PL nr 177643 znane są sposoby zmniejszenia tych objętości przez wprowadzenie do komór osadu czynnego wypełnienia stanowiącego nośnik dodatkowej ilości biomasy. Opisany w patencie PL nr 177643 sposób dotyczy jednoczesnego usuwania związków organicznych, azotu i fosforu w urządzeniu ze strefami tlenową, anoksyczną i beztlenową, wypełnionymi pływalnym podłożem, i w osadniku. W sposobie tym ścieki poddawane obróbce wraz z biomasą zawieszoną i związaną z podłożem, przeprowadza się w obiegu przez jednostkę hydrolizy i zakwaszania - beztlenową i anoksyczną, jednostkę nitryfikacji z równoczesną denitryfikacją i osadnik wtórny. Podłoże wzrostowe zatrzymuje się w każdej z jednostek urządzenia a zbiornik ze środowiskiem beztlenowym wydzielania fosforanów napowietrza się z przerwami przez krótki czas. Ścieki surowe w opisanym sposobie doprowadza się częściowo do jednostki ze środowiskiem anoksycznym i beztlenowym, a częściowo do jednostki nitryfikacji i denitryfikacji. W jednostce beztlenowej i anoksycznej przebiega adsorpcja wielkocząsteczkowych substratów w podłożu i ich hydroliza, fermentacja produktów hydrolizy i gromadzenie produktów fermentacji przez mikroorganizmy akumulujące fosfor. Do osadnika odprowadza się ścieki wraz z osadem czynnym. Osad zawraca się do jednostki hydrolizy i zakwaszania, a ścieki odprowadza do odbiornika.
PL 206 112 B1 3 Znane są też bardziej efektywne rozwiązania z wydzieloną nitryfikacją w złożach biologicznych w przepływowym systemie wzmożonego usuwania fosforu, do nich należy układ DEPHANOX (Bortone i in., 1996; Sorm i in., 1996). Układ ten składa się z komory beztlenowej, osadnika sedymentacji pośredniej, złoża biologicznego, komory anoksycznej, komory tlenowej i osadnika wtórnego. W komorze beztlenowej następuje akumulacja związków organicznych z jednoczesnym wydzielaniem fosforanów przez bakterie usuwające fosfor. Po komorze beztlenowej, w osadniku sedymentacji pośredniej osad czynny oddzielany jest od ścieków zawierających duże ilości azotu amonowego i niewielkie ilości związków organicznych. Ścieki kierowane są na złoże biologiczne, gdzie prowadzona jest nitryfikacja, a osad kierowany jest do komory anoksycznej. Znitryfikowane ścieki ze złoża biologicznego również trafiają do komory anoksycznej i tam przebiega anoksyczna defosfatacja. Ostatnim elementem układu jest osadnik wtórny, gdzie oddzielany jest osad bogaty w fosforany od oczyszczonych ścieków. Ścieki odprowadzane są do odbiornika, a osad zawracany na początek układu. Układ oczyszczalni ścieków organicznych opisany w patencie polskim nr PL 178104, umożliwia rozkład biologiczny zanieczyszczeń organicznych przez wytworzenie tlenowej i beztlenowej fazy obróbki surowych ścieków, w objętości jednej przestrzeni reakcyjnej w pionowym układzie komory reakcyjnej, którego konstrukcja i kształt zależne są od założonych wielkości przerobowych. Znana z innego patentu nr PL 184833 oczyszczalnia ścieków ma konstrukcję jednozbiornikową, która umożliwia połączenie działania biologicznego osadu czynnego i złoża z błoną biologiczną. Oczyszczalnia ta jest napełniona częściowo nośnikami wzrostu unoszonymi jako zawiesina i zasiedlonymi mikroorganizmami, przy czym nośniki wzrostu mają ciężar właściwy powyżej 1,0 g/cm 3. Sposób według wynalazku polega na tym, że w pierwszej fazie procesu oczyszczania ścieki surowe mieszane w reaktorze sekwencyjnym z osadem czynnym poddaje się beztlenowej obróbce, podczas której bakterie osadu czynnego pobierają związki organiczne z jednoczesnym wydzielaniem fosforanów. Następnie, po wyłączeniu mieszania, w fazie sedymentacji pośredniej, ścieki oddziela się od osadu czynnego i poddaje procesowi nitryfikacji, prowadzonemu na wydzielonym złożu biologicznym, zawierającym bakterie nitryfikacyjne. Proces w fazie nitryfikacji prowadzi się cyrkulując ścieki w obiegu zamkniętym układu reaktor sekwencyjny-złoże biologiczne-reaktor sekwencyjny, przez czas nie krótszy niż 0,5 godziny. W kolejnej fazie, zwanej anoksyczną, ścieki znajdujące się w reaktorze sekwencyjnym poddaje się denitryfikacji oraz defosfatacji z udziałem azotanów wytworzonych w fazie nitryfikacji, w warunkach mieszania z osadem czynnym oddzielonym wcześniej w fazie sedymentacji pośredniej. Przy czym czas trwania fazy anoksycznej jest nie krótszy niż 20 minut. W kolejnej fazie w reaktorze sekwencyjnym włącza się system napowietrzania i prowadzi się doczyszczanie tlenowe, podczas którego usuwa się pozostałe po fazie anoksycznej fosforany i utlenia się resztkowy azot amonowy. Czas trwania tej fazy nie powinien być krótszy niż 5 minut. Następnie wyłącza się napowietrzanie i w procesie sedymentacji końcowej, który prowadzi się w tym samym reaktorze sekwencyjnym, oddziela się ścieki oczyszczone od osadu czynnego. Ścieki oczyszczone dekantuje się i usuwa z reaktora. Sposób według wynalazku zapewnia wysokoefektywne usuwanie ze ścieków związków organicznych oraz azotu i fosforu, dzięki połączeniu w reaktorze sekwencyjnym procesów anoksycznej defosfatacji oraz denitryfikacji i ich integracji z nitryfikacją na wydzielonym złożu biologicznym. Zaletą sposobu jest prowadzenie procesu przy bardzo krótkim tlenowym wieku osadu czynnego, dzięki temu, że nitryfikacja prowadzona jest na złożu biologicznym poza układem osadu czynnego. Zaletą sposobu jest także duża szybkość procesu nitryfikacji, uzyskiwana dzięki kierowaniu na złoże biologiczne ścieków praktycznie pozbawionych związków organicznych za to bogatych w azot amonowy. Zaletą sposobu jest również to, że procesy biologicznej defosfatacji i denitryfikacji oraz doczyszczania tlenowego, biegnące z udziałem tylko jednego osadu czynnego, a także procesy sedymentacji pośredniej i końcowej prowadzi się w jednym sekwencyjnym reaktorze wsadowym. Układ do biologicznego oczyszczania ścieków, działający cyklicznie, składa się z wyrównawczego zbiornika ścieków, połączonego z sekwencyjnym reaktorem osadu czynnego, połączonym cyrkulacyjnym układem pompowym z biologicznym złożem nitryfikacyjnym. Reaktor sekwencyjny wyposażony jest w system mieszania i napowietrzania oraz system doprowadzający oczyszczane ścieki ze złoża biologicznego. Korzystnie sekwencyjny reaktor wsadowy jest wyposażony w ruchomą przegrodę umożliwiającą jego podział na dwie części, dolną stanowiącą magazyn zsedymentowanego osadu czynnego i górną stanowiącą zbiornik obrabianych ścieków.
4 PL 206 112 B1 Korzystnie układ wyposażony jest w dodatkowy zbiornik, służący do przejściowego magazynowania osadu czynnego połączony z dolną częścią reaktora sekwencyjnego. W układzie ścieki ze zbiornika wyrównawczego podaje się do reaktora sekwencyjnego, w którym przy włączonym mieszaniu realizuje się fazę beztlenową, a po wyłączeniu mieszania, w fazie sedymentacji pośredniej ścieki oddziela się od osadu czynnego, a następnie, w fazie nitryfikacji, cyrkuluje się je przy użyciu pomp przez wydzielone złoże biologiczne z powrotem do reaktora sekwencyjnego. Następnie wyłącza się pompy cyrkulacyjne, a ścieki znitryfikowane w układzie złoża biologicznego łączy się z osadem czynnym, wydzielonym w wyniku sedymentacji pośredniej, i poddaje napowietrzaniu, a następnie po wyłączeniu napowietrzania, w fazie sedymentacji końcowej, oddziela się osad czynny od ścieków oczyszczonych, które dekantuje się i usuwa z reaktora. Układ według wynalazku pozwala na wysokoefektywne oczyszczanie ścieków przy obniżonych kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Sposób i układ według wynalazku zapewniają wyższy stopień biologicznego usuwania związków fosforu i azotu przy zredukowanej znacznie objętości reaktorów i dużo krótszym czasie przebywania ścieków w nich. Prowadzenie nitryfikacji w komorach osadu czynnego wymaga instalowania wysoko wydajnych systemów napowietrzania. Dotyczy to zarówno średnich jak i chwilowych zdolności natleniania. Wysokie niezbędne wartości średniej zdolności natleniania wynikają z dużego zużycia tlenu na nitryfikację i bardzo intensywną mineralizację związków organicznych przez biomasę, przy długich wiekach osadu. Wydzielenie nitryfikacji poza układ osadu czynnego i stosunkowo krótki wiek osadu stosowany w sposobie według wynalazku, pozwalają na około 50% zmniejszenie średniego zużycia tlenu w reaktorze osadu czynnego. Zaletą sposobu realizowanego w układzie według wynalazku jest, że po fazie beztlenowej, w sekwencyjnym reaktorze wsadowym następuje faza anoksyczna, w której utlenia się znakomita część związków organicznych z wykorzystaniem azotanów zamiast tlenu. Po fazie nitryfikacji na złożu biologicznym, w następującej kolejno fazie tlenowej ilości pozostałych do utlenienia związków organicznych i azotu amonowego są stosunkowo niewielkie. Dlatego niezbędna chwilowa zdolność natleniania jest dużo mniejsza niż w tradycyjnym sekwencyjnym reaktorze wsadowym. Ze względu na znacznie mniejsze wartości zarówno średniego jak i chwilowego zużycia tlenu w reaktorze osadu czynnego według wynalazku, można w nim uzyskać znaczące zmniejszenie kosztów instalacji i eksploatacji systemu napowietrzania. Rozwiązanie umożliwia prowadzenie nitryfikacji w sekwencyjnym reaktorze wsadowym przy bardzo krótkim tlenowym wieku osadu. Ścieki po złożu nitryfikacyjnym zawierają odrywaną od wypełnienia złoża błonę biologiczną. W ten sposób osad czynny w reaktorze regularnie zaszczepiany jest nitryfikantami. Dzięki temu w reaktorze możliwe jest wyhodowanie osadu o znaczących ilościach nitryfikantów mimo bardzo krótkiego tlenowego wieku osadu. W przypadku awarii złoża biologicznego proces nitryfikacji może być więc realizowany w sekwencyjnym reaktorze osadu czynnego. Ponadto reaktor stanowi swoistego rodzaju bufor dla złoża biologicznego - wszelkie wahania w składzie ścieków lub niekorzystne zanieczyszczenia pojawiające się okresowo w ściekach doprowadzanych do oczyszczalni, są w znaczącym stopniu eliminowane w reaktorze w fazie beztlenowej, zatem ich wpływ na szczególnie wrażliwe bakterie nitryfikacyjne jest ograniczony. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach realizacji i uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ, z otwartą przegrodą reaktora, w fazach beztlenowej, tlenowej i sedymentacji, fig. 2 - ten sam układ z zamkniętą przegrodą reaktora, w fazie nitryfikacji, a fig. 3 przedstawia wariant układu z rektorem bez przegrody, wyposażony w dodatkowy zbiornik osadu czynnego. P r z y k ł a d I Zgodnie ze sposobem ścieki surowe, gromadzi się w zbiorniku wyrównawczym ścieków do objętości Vcz w ciągu 12 h, tj. jednego cyklu pracy i zrzuca się grawitacyjnie do reaktora sekwencyjnego. W reaktorze sekwencyjnym oczyszczane ścieki poddaje się w pierwszej fazie procesowi beztlenowemu, trwającemu 1.5 h, w którym ścieki wraz z osadem czynnym miesza się. W fazie beztlenowej osad czynny pobiera związki organiczne z jednoczesnym wydzielaniem fosforanów. Następnie, po wyłączeniu mieszania, prowadzi się przez 0.5 h sedymentację pośrednią, po której osad czynny oddziela się od dekantatu, a dekantat bogaty w azot amonowy i z niewielką ilością związków organicznych, kieruje się do obiegu pomiędzy reaktorem sekwencyjnym i złożem nitryfikacyjnym gdzie prowadzi się nitryfikację ścieków cyrkulowanych przy pomocy pompy, trwającą 4.0 h. W fazie nitryfikacji, azot amonowy utlenia się przy pomocy bakterii nitryfikacyjnych do azotu azotanowego, a pozostałe po fazie beztlenowej związki organiczne utlenia się z udziałem bakterii heterotroficznych. Ze względu na fakt, że ścieki po fazie beztlenowej, kierowane na złoże nitryfikacyjne, bogate są w azot amonowy i pozba-
PL 206 112 B1 5 wione praktycznie związków organicznych, w złożu nitryfikacyjnym rozwija się błona biologiczna, w której dominują nitryfikanty, dzięki czemu osiąga się dużą szybkość nitryfikacji. Znitryfikowane ścieki, bogate w azotany, pozostawia się w reaktorze 2, w którym łączy się je z zagęszczonym osadem czynnym i po włączeniu mieszadła poddaje anoksycznej defosfatacji i denitryfikacji. Fazę anoksyczną prowadzi się 3.5 h. Podczas niej bakterie osadu czynnego pobierają fosfor przeprowadzając jednocześnie denitryfikację. Po fazie anoksycznej oczyszczane ścieki w reaktorze poddaje się doczyszczaniu tlenowemu, polegającemu na napowietrzaniu, podczas którego usuwane są pozostałe po fazie anoksycznej fosforany i utlenia się pozostały azot amonowy. Ścieki wpływające do reaktora ze złoża nitryfikacyjnego zawierają odrywaną od wypełnienia złoża błonę biologiczną. W ten sposób osad czynny w reaktorze regularnie zaszczepia się osadem bogatym w nitryfikanty, co umożliwia wyhodowanie osadu o znaczących ilościach nitryfikantów mimo bardzo krótkiego tlenowego wieku osadu. Dodatkowo faza tlenowa służy odgazowaniu osadu po denitryfikacji przed sedymentacją końcową. Po zakończonej fazie tlenowej prowadzi się końcową sedymentację osadu czynnego, po której ścieki oczyszczone dekantuje się i odprowadza do odbiornika. Ścieki przed oczyszczeniem sposobem według wynalazku charakteryzowały się następującymi parametrami: ładunek BZT 5-420 kg O 2 /d, ładunek ChZT - 754 kg O 2 /d, ładunek zawiesin - 213 kg sm/d, ładunek N ogólnego - 93 kg Nog/d, ładunek P ogólnego - 21.5 kg Pog/d. Ścieki oczyszczone charakteryzowały się następującymi parametrami: stężenie fosforu ogólnego - poniżej 1.5 g P/m 3, azotu całkowitego - do 10 g N/m 3, ChZT - poniżej 15 g O 2 /m 3, BZT5 - poniżej 5 g O 2 /m 3, ZAW do 10 g sm/m 3. P r z y k ł a d II Układ do biologicznego oczyszczania ścieków, działający cyklicznie, zawiera wyrównawczy zbiornik ścieków 1, połączony z sekwencyjnym reaktorem wsadowym 2 wyposażonym w mieszadło 3 i przegrodę 4 umożliwiającą podział zbiornika na dwie części, oraz połączone z reaktorem pompą 6 złoże nitryfikacyjne 5. Reaktor 2 wyposażony jest ponadto w urządzenie do napowietrzania 7. Zamknięta przegroda 4 dzieli reaktor 2 na część dolną, stanowiącą jednocześnie zbiornik zsedymentowanego osadu czynnego o objętości Vm oraz górną o objętości czynnej Vcz, w której gromadzony jest dekantat. Fig. 1 przedstawia układ z otwartą przegrodą reaktora, w fazach beztlenowej, tlenowej i sedymentacji, a Fig. 2 ten sam układ z zamkniętą przegrodą reaktora, w fazie nitryfikacji. Układ charakteryzuje się następującymi parametrami objętość czynna reaktora 2 - Vcz = 850 m 3, objętość martwa reaktora 2 - Vm = 255 m 3, objętość zbiornika wyrównawczego 1 - Vzw = V cz = 850 m 3, objętość złoża nitryfikacyjnego - Vzn = 840 m 3, powierzchnia wypełnienia złoża nitryfikacyjnego - 60 m 2 /m 3, dobowy dopływ ścieków: Q = 1700 m 3 /d, co daje 850 m 3 /cykl. W układzie ścieki gromadzi się w zbiorniku 1 przez 12 h. Po 11.9 h zrzuca się zawartość zbiornika 1 do reaktora 2 w ciągu 0.1 h. Od momentu początku zrzutu w reaktorze 2 prowadzi się przez 1.5 h fazę beztlenową. W fazie beztlenowej ścieki wraz z osadem czynnym miesza się. Po zakończeniu fazy beztlenowej i wyłączeniu mieszadła prowadzi fazę sedymentacji pośredniej - 0.5 h. Następnie zagęszczony osad o objętości Vm oddziela się od dekantatu przegrodą 4, a dekantat bogaty w azot amonowy i fosforany, w czasie następnych 3.5 h cyklu krąży w obiegu zamkniętym układu reaktor 2 - złoże nitryfikacyjne 5. Prowadzi się fazę nitryfikacji, w której przebiega utlenianie azotu amonowego do azotanów. Krążenie zapewnia pompa 6. Po skończonej fazie nitryfikacji, ścieki pozostające w reaktorze 2 łączy się z zagęszczonym osadem czynnym, przez otwarcie przegrody 4. Rozpoczyna się faza anoksyczna procesu. Fazę anoksyczną, podczas której bakterie osadu czynnego pobierają fosfor przeprowadzając jednocześnie denitryfikację, prowadzi się 3.5 h. Po fazie anoksycznej ścieki wraz z osadem napowietrza się przez 1.5 h w celu usunięcia pozostałych fosforanów i utlenienia azotu amonowego. W ciągu ostatnich 0.05 h fazy tlenowej odprowadza się osad nadmierny. Po zakończeniu fazy tlenowej wyłącza się napowietrzanie i osad poddaje się sedymentacji końcowej trwającej 0.5 h. Przez kolejne 0.5 h odprowadza się ścieki oczyszczone do stawu buforowego. Po odprowadzeniu ścieków oczyszczonych reaktor 2 gotowy jest na przyjęcie nowej porcji ścieków surowych ze zbiornika wyrównawczego 1. Podczas fazy beztlenowej i anoksycznej w reaktorze 2, złoże nitryfikacyjne 5 może być wykorzystywane do doczyszczania ścieków ze stawu buforowego. W efekcie uzyskuje się ścieki o następujących parametrach:
6 PL 206 112 B1 stężenie fosforu ogólnego - poniżej 1.5 g P/m 3, azotu całkowitego - do 10 g N/m 3, ChZT - poniżej 15 g O 2 /m 3, BZT5 - poniżej 5 g O 2 /m 3, ZAW do 10 g sm/m 3. P r z y k ł a d III Układ jak w przykładzie II, z tą różnicą że sekwencyjny reaktor wsadowy 2 nie posiada przegrody oddzielającej zsedymentowany osad od dekantatu, za to dodatkowym elementem układu jest zbiornik osadu 8 o objętości Vos = Vm = 255 m 3, połączony przewodem z sekwencyjnym reaktorem wsadowym 2. Układ przedstawia Fig. 3. W układzie ścieki gromadzi się w zbiorniku 1 przez 12h. Po 11.9 h zrzuca się zawartość zbiornika 1 do reaktora 2 w ciągu 0.1 h. Od momentu początku zrzutu w reaktorze 2 prowadzi się 1.5 h fazę beztlenową. W fazie beztlenowej ścieki wraz z osadem czynnym miesza się. W fazie beztlenowej ze ścieków pobierane są związki organiczne, a do roztworu wydzielane są fosforany. Po zakończeniu fazy beztlenowej i wyłączeniu mieszadła prowadzi się fazę sedymentacji pośredniej - 0.5 h. Następnie zagęszczony osad o objętości Vm odprowadza się do zbiornika osadu 8 w ciągu 0.5 h. Pozostała w reaktorze sekwencyjnym po fazie sedymentacji pośredniej porcja ścieków, bogatych w azot amonowy i fosforany, w czasie następnych 3.5 h cyklu krąży w obiegu zamkniętym układu reaktor 2 - złoże nitryfikacyjne 5. Prowadzi się fazę nitryfikacji, w której przebiega utlenianie azotu amonowego do azotanów. Krążenie zapewnia pompa 6. Po skończonej fazie nitryfikacji ścieki pozostawia się w reaktorze 2. Rozpoczyna się faza anoksyczna zainicjowana wprowadzeniem osadu ze zbiornika osadu 8 do reaktora 2 (0.1 h) przy pomocy pompy 6. Fazę anoksyczną podczas której bakterie osadu czynnego pobierają fosfor przeprowadzając jednocześnie denitryfikację, prowadzi się 3.5 h. Po fazie anoksycznej ścieki wraz z osadem napowietrza się przez 1.5 h w celu usunięcia pozostałych fosforanów i utlenienia azotu amonowego. W ciągu ostatnich 0.05 h fazy tlenowej odprowadza się osad nadmierny. Po zakończeniu fazy tlenowej wyłącza się napowietrzanie i osad poddaje się sedymentacji końcowej trwającej 0.5 h. Przez kolejne 0.5 h odprowadza się ścieki oczyszczone do stawu buforowego. Po odprowadzeniu ścieków oczyszczonych reaktor 2 gotowy jest na przyjęcie nowej porcji ścieków surowych ze zbiornika wyrównawczego 1. Podczas fazy beztlenowej i anoksycznej w reaktorze 2, złoże nitryfikacyjne 5 może być wykorzystywane do doczyszczania ścieków ze stawu buforowego. W efekcie uzyskuje się ścieki o następujących parametrach: stężenie fosforu ogólnego - poniżej 1.5 g P/m 3, azotu całkowitego - do 10 g N/m 3, ChZT - poniżej 15 g O 2 /m 3, BZT5 - poniżej 5 g O 2 /m 3, ZAW do 10 g sm/m 3. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób biologicznego oczyszczania ścieków, polegający na biologicznej denitryfikacji oraz defosfatacji, z wykorzystaniem beztlenowej, anoksycznej i tlenowej obróbki ścieków, znamienny tym, że w pierwszej fazie procesu oczyszczania w reaktorze sekwencyjnym ścieki surowe mieszane z osadem czynnym poddaje się beztlenowej obróbce, następnie, po wyłączeniu mieszania, w fazie sedymentacji pośredniej ścieki oddziela się od osadu czynnego i poddaje procesowi nitryfikacji, prowadzonemu na wydzielonym złożu biologicznym, zawierającym bakterie nitryfikacyjne, przy czym nitryfikację prowadzi się cyrkulując ścieki w obiegu zamkniętym układu reaktor sekwencyjny - złoże biologiczne - reaktor sekwencyjny, w kolejnej fazie anoksycznej ścieki poddaje się w reaktorze sekwencyjnym denitryfikacji oraz anoksycznej defosfatacji, z udziałem azotanów wytworzonych w procesie nitryfikacji, w warunkach mieszania z osadem czynnym oddzielonym wcześniej w fazie sedymentacji pośredniej, następnie w reaktorze sekwencyjnym, z udziałem napowietrzania, prowadzi się doczyszczanie tlenowe, a w fazie sedymentacji końcowej przy wyłączonym napowietrzaniu, w tym samym reaktorze, oddziela się ścieki oczyszczone od osadu czynnego. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces nitryfikacji prowadzi się cyrkulując ścieki w obiegu zamkniętym układu reaktor sekwencyjny-złoże biologiczne-reaktor sekwencyjny, przez czas nie krótszy niż 0,5 godziny. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fazę anoksycznej defosfatacji prowadzi się przez czas nie krótszy niż 20 minut. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doczyszczanie tlenowe prowadzi się nie krócej niż 5 minut. 5. Układ do biologicznego oczyszczania ścieków, w którym realizowane są cyklicznie fazy beztlenowej, anoksycznej i tlenowej obróbki ścieków, znamienny tym, że zawiera wyrównawczy zbiornik
PL 206 112 B1 7 ścieków (1) połączony z sekwencyjnym reaktorem (2), połączonym cyrkulacyjnym układem pompowym (6) z biologicznym złożem nitryfikacyjnym (5), przy czym reaktor (2) jest wyposażony w system mieszania (3), system napowietrzania (7) oraz system doprowadzający oczyszczane ścieki ze złoża biologicznego. 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że sekwencyjny reaktor wsadowy (2) jest wyposażony w ruchomą przegrodę (4), umożliwiającą jego podział na dwie części, dolną stanowiącą magazyn zsedymentowanego osadu czynnego i górną stanowiącą zbiornik obrabianych ścieków. 7. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że jest wyposażony w zbiornik (8), służący do przejściowego magazynowania osadu czynnego połączony z dolną częścią reaktora sekwencyjnego (2).
8 PL 206 112 B1 Rysunki
PL 206 112 B1 9
10 PL 206 112 B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.