PL213588B1 - Osadnik szybowy, zwłaszcza dla przydomowej oczyszczalni ścieków - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest osadnik szybowy, pełniący podstawową funkcją odseparowania fazy ciekłej od stałej ze ścieków, jak również pełniący funkcję osadnika wstępnego. Osadnik przeznaczony jest zwłaszcza dla przydomowej oczyszczalni ścieków bytowych z drenażem rozsączającym.

Ogromne znaczenie dla czystości środowiska naturalnego stanowi problem zapewnienia pełnej separacji kału i moczu ze ścieków bytowych w procesie ich oczyszczania i unieszkodliwiania szczególnie w małych gospodarstwach niemających możliwości podłączenia się do komunalnej sieci kanalizacyjnej.

W stanie techniki znanych jest szereg konstrukcji do oczyszczania i separacji cieczy. Z polskiego opisu patentowego PL163164 (Int.CL.⁵ E03F5/10, C02F1/00, B01D21/00) znany jest zbiornik retencyjny cieczy, który stanowi zespoloną konstrukcję złożoną z osadnika wstępnego, zbiornika podstawowego i zbiornika płuczącego. Osadnik wstępny zawiera strefę przepływową z pakietem sedymentacyjnym i strefę osadową. Z kolei z polskiego opisu patentowego PL 193528 (Int.CL.⁸ B01D17/028, E03F5/16, C02F1/40) znana jest szwajcarska konstrukcja separatora wirowego do rozdzielania dwufazowej mieszaniny cieczy posiadająca kolektor ze stycznie doprowadzona rurą dopływowa i ścianką rozdzielczą w kolektorze tworzącą w nim rodzaj spiralnej przestrzeni pośredniej dla przepływającej cieczy. Natomiast z polskiego opisu patentowego PL 171377 (Int.CL.⁶ B03B11/00, B03B5/60, B03D1/14, B01D21/24) znane jest niemieckie rozwiązanie dotyczące sposobu i urządzenia do centrycznego zasilania okrągłych osadników i klasyfikatorów piasku oraz okrągłych odstojników, w którym ciecz doprowadza się wirowo w sposób wymuszony pionowym ruchem spiralnym, co powoduje na wylocie na rozszerzeniu lejowym wzmocnienie wirującego strumienia cieczy w wyniku powstawania efektu Coanda, który zwiększa szybkość opadania na dno odwirowanego i zdekantowanego piasku.

Istota rozwiązania charakteryzuje się tym, że osadnik stanowi dwukomorowy pionowy szyb, wykonany korzystnie z kręgów, który posiada • komorę separacyjną dla zabudowy typowego separatora, utworzoną w górnej przestrzeni szybowej, korzystnie wykonaną ze stosu kręgów górnych, mającą w górze ściany bocznej osadzoną rurę dopływową ścieków bytowych, a po przeciwnej stronie w dole na ścianie bocznej króciec odpływowy fazy ciekłej z separatora.

• basen akumulacyjny przelewowy, utworzony w dolnej przestrzeni szybowej, korzystnie wykonany ze stosu kręgów dolnych, mający w górze ściany bocznej osadzony króciec wylotowy trójnika przelewowego dla cieczy nadosadowej usytuowany pod króćcem odpływowym fazy ciekłej z separatora;

• przegrodę poziomą oddzielają c ą komorę separacyjną od basenu akumulacyjnego, w której znajduje się otwór dla króćca wylotowego fazy stałej z separatora do basenu akumulacyjnego oraz otwór dla rury asenizacyjnej;

• płytę denną z profilowanym dnem zamykającą hermetycznie od dołu osadnik oraz • pokrywę stałą z włazem osłaniającą od góry osadnik, w której osadzona jest rura asenizacyjna, która przebiega pionowo przez osadnik poprzez otwór w przegrodzie aż do najniższego punktu profilowanego dna basenu akumulacyjnego oraz kominek odpowietrzający wentylujący komorę separacyjną.

Korzystną postacią rozwiązania jest osadnik, w którym separator osadzony jest asymetrycznie na przegrodzie, przy czym jego dolny osiowy króciec wylotowy fazy stałej umieszczony jest przelotowo w otworze przegrody wystają c do przestrzeni basenu akumulacyjnego na głębokość powyż ej poziomu przelewu ustalonego króćcem wylotowym trójnika przelewowego, natomiast w górze do wlotu separatora doprowadzona jest stycznie rura dopływowa ścieków bytowych o małym spadku, nie większym niż 5% na długości większego odcinka asymetrii.

Korzystnie osadnik ma profilowane stożkowe dno z asymetrycznie usytuowanym zagłębionym wierzchołkiem, znajdującym się blisko ściany bocznej pod dolnym końcem rury asenizacyjnej, przy czym w płaszczyźnie przekroju wzdłużnego osadnika wierzchołek ten usytuowany jest w miejscu najdalej odsuniętym od pionowej osi separatora, określanym w płaszczyźnie przekroju wzdłużnego osadnika szybowego.

Korzystne jest instalowanie w basenie akumulacyjnym otwartego trójnik przelewowego zbudowany z dwóch zestawionych prostopadle elementów rurowych w kształcie dużej litery T z pionowo usytuowaną w przestrzeni basenu akumulacyjnego przelotową poprzeczką tej litery.

PL 213 588 B1

Zaletą rozwiązania jest to, że osadnik zapewnia warunki do wielodobowego przetrzymywania fazy stałej - osadu stałego (separatu) w przepływowym, niewielkim objętościowo, basenie akumulacyjnym zachowując bezpieczny stan wody nadosadowej przez okres wielokrotnie dłuższy w stosunku do zbiorników bezodpływowych, tzw. szamb, sedymentując niewielkie porcje fazy stałej stanowiące około 1/20 objętości doprowadzanych ścieków, którą po wydłużonym okresie eksploatacji wynoszącym około 1 roku po zagęszczeniu odkładanego osadu usuwa się poprzez rurę asenizacyjną. Skośne zakończenie tej rury umożliwia skuteczne usuwanie odsedymentowanej fazy stałej z dna basenu akumulacyjnego. Separator może również realizować przepływ tranzytowy ścieków bez fazy stałej tj. moczu. Osadnik eliminuje zbiornik bezodpływowy (szambo), przez to może być lokalizowany przy wylocie ścieków z instalacji kanalizacyjnej jednorurowej, jak również instalacji separującej mocz. Kontrola działania osadnika może być dokonywana ręcznie sondą przez rurę asenizacyjną lub zdalnie sygnałem ze standardowego czujnika poziomu cieczy bądź osadu zainstalowanego np. na pierścieniu oporowym, trójniku lub innym dogodnym miejscu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania zostanie bliżej objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pionowy przekrój wzdłużny osadnika szybowego przechodzący przez rurę asenizacyjną, fig. 2 - widok z góry osadnika z pokrywami, fig. 3 - widok z góry osadnika bez pokrywy, fig. 4 schemat hydrauliczny instalacji kanalizacyjnej domu i przydomowej oczyszczalni ścieków, a fig 5 schemat działania separatora wirowego z efektem Coanda.

Osadnik przedstawiony na fig. 1 stanowi konstrukcję wykonaną z kręgów, górnych 1 i dolnych 2, korzystnie zespolonych w walcowy stos, tworzący pionowy szyb, który przedzielony jest poziomo przegrodą 3 i zamknięty jest hermetycznie od dołu płytą denną 4 z wkładką zlewową 5, a od góry osłonięty jest pierścieniową pokrywą stałą 6 zamykaną włazem 7. Wydzielona w osadniku górna przestrzeń szybowa tworzy komorę separacyjną 8, w której zabudowany jest przepływowy, wirowy separator 9 o działaniu grawitacyjnym oddzielający ze ścieków bytowych fazę stałą od ciekłej. Korzystne zastosowanie znajduje tu typowe urządzenie do wirowej separacji przedstawione na fig. 5, o konstrukcji w kształcie elipsoidalnego torusa, które wykorzystuje efekt Coanda przy przepływie cieczy po jego krzywoliniowej powierzchni. Natomiast dolna przestrzeń szybowa stanowi przelewowy basen akumulacyjny 10 o objętości równoważnej co najmniej dla 5 dobowego cyklu wytwarzania ścieków na mieszkańca. W basenie 10 deponuje się mokrą fazę stałą, z której po pewnym czasie przez sedymentację wydziela się woda nadosadowa odprowadzana z niego trójnikiem przelewowym 11. Otwarty trójnik przelewowy 11 wykonany jest z dwóch zestawionych prostopadle elementów rurowych w kształcie litery T z pionowo usytuowaną w przestrzeni basenu akumulacyjnego 10 przelotowa poprzeczką tej litery, co zapewnia utrzymywanie stałego poziomu przelewu dla wody nadosadowej i zapobiega zatykaniu się trójnika przelewowego 11 kożuchem osadu.

Separator 9 o pionowej osi pracy osadzony jest asymetrycznie na przegrodzie 3, a jego osiowy króciec wylotowy 12 fazy stałej umieszczony jest przelotowo w otworze przegrody 3 wystająco do przestrzeni basenu akumulacyjnego 10 na głębokość nieprzekraczającą wysokości poziomu przelewu ustalonego osadzeniem trójnika przelewowego 11 w kręgu dolnym 2.

Do separatora 9 w górnej jego części doprowadzona jest stycznie rura dopływowa 13 doprowadzająca do niego ścieki bytowe, o małym spadku < 5% na długości większego odcinka asymetrii, która zamocowana jest w otworze kręgu górnego 1 poprzez elastyczny dławik 15.

W dolnej części separator 9 ma wylot fazy ciekł ej, boczny lub denny, który przyłączany jest do króćca odpływowego 14. Króciec ten zamocowany jest w dole komory separacyjnej 8 na ścianie bocznej kręgu górnego 1 nad wylotem trójnika przelewowego 11.

Zarówno króciec odpływowy 14 jak i króciec wylotowy trójnika przelewowego 11 oraz rura dopływowa 13 osadzone są elastycznie w otworach kręgów 1 i 2 za pomocą elastycznych dławików 15.

Basen 10 na dnie ma wkładkę zlewową 5 profilującą stożkowe dno z asymetrycznym wierzchołkiem usytuowanym blisko ściany kręgów 1 i 2 w miejscu najdalej odsuniętym od osi separatora 9 w płaszczyź nie przekroju wzdłużnego osadnika szybowego. W osi stożkowego dna osadzona jest skośna końcówka rury asenizacyjnej 18, która zamocowana jest uchwytem 17 do ściany kręgu dolnego 2. Rura asenizacyjna 18 przebiega pionowo przez osadnik szybowy poprzez otwór w przegrodzie 3 i pokrywie sta ł ej 6. Górny koniec tej rury wystaje nad pokrywę stałą 6 i zamknię ty jest korkiem 20, z którym moż e być połączona niepokazana na rys. rę czna sonda wskazują ca poziom cieczy lub osadu w basenie 10. W przegrodzie 3 rura asenizacyjna 18 umocowana jest za poś rednictwem pierś cienia oporowego 16, który osadzony jest ruchowo w otworze przegrody 3, przy czym w pierścieniu tym może być zainstalowany niepokazany na rysunku elektryczny czujnik poziomu cieczy bądź osadu.

PL 213 588 B1

W pokrywie stał ej 6 osadzony jest wystają co do góry pionowy kominek odpowietrzają cy 19 z nastawnym kołpakiem osłonowym do wentylacji przestrzeni komory separatora 8.

Osadnik posiada dwa elastyczne przewody odpływowe 21 i 22 pokazane na fig. 4 o pożądanej długości osadzane odpowiednio na wylotach cieczy odseparowanej i nadosadowej, które wprowadzają obie ciecze do zbiornika retencyjnego 23. Do zbiornika tego w układzie hydraulicznym przydomowej oczyszczalni mogą być także bezpośrednio doprowadzane ścieki z łazienki, kuchni, pralni i inne tzw. ścieki szare, skąd drenami w rozsączalniku 24 rozprowadzane są do gruntu.

Wykaz oznaczeń

Poz.	Oznaczenie	Uwagi
1.	Krąg górny
2.	Krąg dolny
3.	Przegroda
4.	Płyta denna
5.	Wkładka zlewowa
6.	Pokrywa stała
7.	Właz
8.	Komora separacyjna
9.	Separator
10.	Basen akumulacyjny
11.	Trójnik przelewowy
12.	Króciec wylotowy fazy stałej
13.	Rura dopływowa ścieków bytowych
14.	Króciec odpływowy fazy ciekłej/cieczy odseparowanej
15.	Dławik
16.	Pierścień oporowy
17.	Uchwyt
18.	Rura asenizacyjna
19.	Kominek odpowietrzający
20.	Korek
21.	Przewód odpływowy cieczy odseparowanej
22.	Przewód odpływowy cieczy nadosadowej
23.	Zbiornik retencyjny
24.	Rozsączalnik

Zastrzeżenia patentowe

Claims (4)

1. Osadnik szybowy, zwłaszcza dla przydomowej oczyszczalni ścieków posiadający separator wirowy o działaniu grawitacyjnym oddzielający ze ścieków bytowych fazę stałą od ciekłej, do którego ścieki bytowe doprowadzane są stycznie dla uzyskania pionowego ruchu spiralnego cieczy, korzystnie z efektem Coanda, znamienny tym, ż e stanowi dwukomorowy pionowy szyb, wykonany korzystnie z krę gów, który posiada • komorę separacyjną (8) dla separatora (9), utworzoną w górnej przestrzeni szybowej, korzystnie ze stosu kręgów górnych (1), mającą w górze ściany bocznej osadzoną rurę dopływową (13) ściePL 213 588 B1 ków bytowych, a po przeciwnej stronie w dole na ścianie bocznej króciec odpływowy (14) fazy ciekłej z separatora (9);

• basen akumulacyjny (10) przelewowy, utworzony w dolnej przestrzeni szybowej, korzystnie ze stosu kręgów dolnych (2), mający w górze ściany bocznej osadzony króciec wylotowy trójnika przelewowego (11) dla cieczy nadosadowej usytuowany pod króćcem odpływowym (14);

• przegrodę (3) poziomą oddzielającą komorę separacyjną (8) od basenu akumulacyjnego (10), w której znajduje się otwór dla króćca wylotowego (12) fazy stałej z separatora (9) do basenu akumulacyjnego (10) oraz otwór dla rury asenizacyjnej (18);

• płytę denną (4) z profilowanym dnem zamykającą hermetycznie od dołu osadnik oraz • pokrywę stałą (6) z włazem (7) osłaniającą od góry osadnik, w której osadzona jest rura asenizacyjna (18), która przebiega pionowo przez osadnik poprzez otwór w przegrodzie (3) aż do najniższego punktu profilowanego dna basenu akumulacyjnego (10) oraz kominek odpowietrzający (19) wentylujący komorę separacyjną (8).

2. Osadnik według zastrz. 1, znamienny tym, że separator (9) osadzony jest asymetrycznie na przegrodzie (3), przy czym jego dolny osiowy króciec wylotowy (12) fazy stałej umieszczony jest przelotowo w otworze przegrody (3) wystając do przestrzeni basenu akumulacyjnego (10) na głębokość powyżej poziomu przelewu ustalonego króćcem wylotowym trójnika przelewowego (11), natomiast w górze do wlotu separatora (9) doprowadzona jest stycznie rura dopływowa (13) ścieków bytowych o ma ł ym spadku, nie wię kszym niż 5% na dł ugoś ci wię kszego odcinka asymetrii.

3. Osadnik według zastrz. 1, znamienny tym, że ma profilowane stożkowe dno z asymetrycznie usytuowanym zagłębionym wierzchołkiem, znajdującym się blisko ściany bocznej pod dolnym końcem rury asenizacyjnej (18), przy czym w płaszczyźnie przekroju wzdłużnego osadnika wierzchołek ten usytuowany jest w miejscu najdalej odsuniętym od pionowej osi separatora (9).

4. Osadnik według zastrz. 1, znamienny tym, że basen akumulacyjny (10) posiada otwarty trójnik przelewowy (11) zbudowany z dwóch zestawionych prostopadle elementów rurowych w kształcie dużej litery T z pionowo usytuowaną w przestrzeni basenu akumulacyjnego (10) przelotową poprzeczką tej litery.