PL224693B1

PL224693B1 - Device for cleaning of sewage

Info

Publication number: PL224693B1
Application number: PL416682A
Authority: PL
Inventors: Bartosz Libecki
Original assignee: Univ Warmińsko Mazurski W Olsztynie
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2017-01-31
Also published as: PL416682A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

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 syst emów przydomowych oczyszczalni ścieków.The subject of the invention is a sewage treatment device intended for the aerobic treatment of sewage containing organic substances and phosphates, including the treatment of municipal and industrial sewage, especially from the food (meat, dairy) and textile industries. The device according to the invention can work as the main module of home sewage treatment systems.

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.The devices used for the treatment of wastewater containing organic substances are based on the biochemical activity of microorganisms deposited on the activated sludge suspension or on the solid filling of biological deposits. A device that combines the advantages of reactors with active sludge and with a biological bed with a solid filling is a biological suspended (fluidized) bed, in which the filling consists of various elements - carriers, e.g. sand, coke breeze, pumice, plastic fittings.

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.A well-known feature of fluidized beds is the high efficiency of wastewater treatment with relatively short retention times. A high concentration of biomass in the reactor is achieved by using fittings with a developed specific surface. Due to the specific specific surface of the filling, it is possible to control the concentration of biomass in the reactor. The suspended bed technology eliminates many disadvantages related to the activated sludge technology, such as: the formation of hypoxic zones, insufficient oxygen transport or swelling of the sludge. Suspended biological deposits require lower operational outlays and occupy a smaller area compared to reactors with activated sludge. Fluidized bed reactors usually have the shape of columns to which wastewater is delivered from the bottom. Wastewater, after a specified time of contact with the biomass produced on the filling and separated from the filling, flows out of the reactor.

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 (spł ukiwanych 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.Biological wastewater treatment can take place during the aerobic and anaerobic processes. Oxygen is supplied from the air to the wastewater in a known way through mechanical aerators placed inside or outside the biological reactors. The aeration allows the packing elements to move through the reactor. In the case of deposits with solid fill (flushed or sprinkled), oxygenation takes place spontaneously by diffusion of oxygen from the air during the runoff of sewage over the elements of the solid fill. The appropriate time of contact between the sewage and the filling surface is ensured by recirculation of sewage.

Znanym z patentu CN201660525 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.Known from the patent CN201660525 is a device in which the circulation of sewage inside a fluidized bed constituting a column is used. The sewage, together with the filling of the bed, leaves the column at its upper end, and then flows down the space between the wall and the cover of the column and, mixing with the oxygen supplied by the external aerator, flows into the column of the bed from the bottom.

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.According to the invention, the device for wastewater treatment in the form of a column with a cover with a screen placed above the recirculation tank is characterized in that the column is filled with a fluidized bed and flat perforated flanges are mounted on the outer wall of the column.

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.Oxygenation of the sewage is guaranteed by a cascade system of flanges, along which the sewage flows into the recirculation tank. The collars create an additional support surface for the bacterial microflora, supporting cleansing. The use of a self-contained oxygenation system simplifies the design and reduces the cost of cleaning.

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.).The device according to the invention is characterized by a compact structure and high efficiency of wastewater treatment in terms of reducing the COD load and low energy expenditure. The device has been designed mainly for the treatment of domestic and domestic sewage and as an element of sewage treatment plants characterized by a high load of COD, a high content of suspended solids and colloidal particles (dairy sewage, dye sewage, etc.).

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.The subject of the invention has been shown in the embodiment in the drawings, in which Fig. 1 shows a home sewage treatment plant in a schematic view with the subject of the invention as an element of the treatment plant - a unit module of the 2nd stage of treatment. Fig. 2 shows the subject matter of the invention - the unit module of the biological purification stage.

P r z y k ł a dP r z k ł a d

Ścieki bytowo-gospodarcze w ilości Q = 1,5 m₃/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 w ynalazkiem.Domestic wastewater in the amount of Q = 1.5 m ₃ / according to the characteristics as in tab. 1 flow to the household sewage treatment plant, the 1st stage of which is the primary sedimentation tank. From the settling tank 1, the sewage flows through a pipe 2 and by means of a pump 3 it is injected into the separator 4 of the 2nd stage of treatment, of which twenty 5-unit modules are constructed in accordance with the invention.

PL 224 693 B1PL 224 693 B1

W cylindrycznej kolumnie 6 z PCV o średnicy φ = 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 k olumny 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 , 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 = 2dm³/s. Po dziesięciu godzinach recyrkulacji, ścieki w ilości 600 dm³odpływają 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 zatła₃ cza kolejną porcję 600 dm³ ścieków z osadnika wstępnego 1 przez zawór trójdrożny 16 do rozdzielnika 4 reaktora.In a cylindrical PVC column 6 with a diameter of 120 mm and a length of L = 1500 mm there is a biological fluidized bed 7. The column 6 has two openings 9 for sewage from below. At the top, it ends with a cover 10 with holes 2.5 mm in diameter, which enables the separation of sewage from the filling. Wastewater flows through the openings of the cover 10 and flows further along the outer wall of column 6. Along this column, on its outer wall are attached flat PVC flanges 11 with an edge plane width of 50 mm, with holes 5 mm in diameter distributed heterogeneously over the entire flange surface. Wastewater flowing down the cascade is successively oxygenated. The PVC column 6 of each unit bed module 5 is attached with basket holders to a steel frame 12 above the 400 dm V recirculation tank 13, into which the oxygenated sewage from all twenty modules flows. The parameters of the bed are shown in Table 2. Wastewater from the recirculation tank 13 (Fig. 1) continues through line 14 through three-way valves 15 and 16, from which it is injected by pump 3 and recirculated back to the bed. The wastewater is pumped to the separator 4 at a speed of V = 2dm ³ / s. After ten hours, the recirculation waste water in an amount of 600 dm ³ sail line 14 from the tank and from the modules of the fluidized beds by the three-way valve 15 and conduit 17, discharge of effluent into the secondary settling tank - a refiner 18 and the pump 3 zatła ₃ connector further portion of 600 dm ³ of waste water with primary sedimentation tank 1 through the three-way valve 16 to the reactor separator 4.

T a b e l a 1T a b e l a 1

Charakterystyka ścieków surowych dopływających do oczyszczalniCharacteristics of raw sewage flowing into the treatment plant

Parametr Parameter chZT COD BZT5 BOD5 P og. P og. N - NH4 N - NH4 N - og. N - st. Przewodność Conductivity [mg/dm³][mg / dm ³ ] 650 650 410 410 10,5 10.5 48,9 48.9 60,3 60.3 1,05 mS/cm 1.05 mS / cm

T a b e l a 2T a b e l a 2

Charakterystyka złoża biologicznegoCharacteristics of a biological deposit

Powierzchnia właściwa wypełnienia Surface proper fillings Wypełnienie objętości reaktora kształtkami Filling the reactor volume with fittings Obciążenie objętości złoża ładunkiem zanieczyszczeń Loading of the bed volume with the load of pollutants Czas zatrzymania ścieków w reaktorze fluidalnym Retention time of waste water in the fluidized bed reactor Zawartość tlenu w temp. 20°C Oxygen content at 20 ° C 500 m²/m³ 500 m ² / m ³ 70% 70% 1,85 kg BZT₅/m³/d1.85 kg BOD ₅ / m ³ / d 5 h 5 h Zbiornik recyrkulacyjny: 4-6 mg O2/dm³Złoże fluidalne: 1-3 mg O2/dm³ Recirculation tank: 4-6 mg O2 / dm ³ Fluid bed: 1-3 mg O2 / dm ³

Zastrzeżenie patentowePatent claim

Claims

Patent claim

A device for wastewater treatment in the form of a column with a cover and a screen, placed above the recirculation tank, characterized in that the column (6) filled with a fluidized bed (7) is provided with flat perforated flanges (11) mounted on its outer wall.