Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest urzadzenie do oczyszczania scieków z wykorzystaniem bio- masy w postaci osadu czynnego. Biologiczne oczyszczanie scieków, znanymi sposobami, odbywa sie w urzadzeniach przeplywo- wych z ciaglym doplywem scieków lub urzadzeniach nieprzeplywowych – z pólciaglym lub okresowym doplywem scieków. Urzadzenia nieprzeplywowe charakteryzuja sie cykliczna praca, w której wyodreb- nic mozna nastepujace po sobie operacje technologiczne – napelnianie, mieszanie, napowietrzanie oraz odplyw scieków. Nieprzeplywowe urzadzenia do oczyszczania scieków skladaja sie ze zbiornika, który wyposazony jest w instalacje do napowietrzania i mieszania calej zawartosci, armature sluzaca do odprowadzania sklarowanych scieków oraz osadu nadmiernego. Ksztalt zbiornika warunkuje zastosowanie poszcze- gólnych elementów jego wyposazenia, przez co moga byc stosowane rózne rozwiazania techniczne i technologiczne, takie jak mieszadla mechaniczne, aeratory powierzchniowe, aeratory wglebne, aera- tory inzektorowe, dyfuzory drobnopecherzykowe, dekantery statyczne, dekantery teleskopowe. Jednym z typów takich urzadzen sa sekwencyjne reaktory porcjowe SBR – sequencing batch reactor. Biologiczne oczyszczanie scieków odbywa sie przy udziale mikroorganizmów, najczesciej wyste- pujacych w postaci osadu czynnego majacego postac klaczków. Usuwanie zanieczyszczen ze scieków w postaci zwiazku wegla, azotu i fosforu nastepuje w wyniku przemian metabolicznych. Dla wlasciwego wzrostu mikroorganizmów musza byc zapewnione odpowiednie warunki hydrauliczne, zwlaszcza wy- mieszanie zawartosci zbiornika celem dostepnosci substratu odzywczego, oraz zapewnione opty- malne warunki tlenowe, beztlenowe albo anoksyczne regulowane poprzez dostarczenie odpowiedniej ilosci powietrza. Stezenie tlenu w zbiorniku – rektorze, determinuje prowadzenie procesów nitryfikacji azotu amonowego, denitryfikacji i biologicznej defosfatacji odpowiedzialnych za usuwanie zanieczysz- czen ze scieków. Z opisów patentowych US 5205936 A, US 5021161 A, CA 2041329 A1,oraz z opisów zgloszeniowych wynalazków WO 1995024361 A1,znane sa rozwiazania sekwencyjnych reaktorów porcjowych, czyli urzadzen do oczyszczania scieków, w których ich doplyw jest okresowy, a proces oczyszczania scieków realizowany jest w cyklach. W kazdym cyklu pracy wy- róznia sie faze napelniania, faze reakcji z napowietrzaniem lub mieszaniem, faze sedymentacji i faze dekantacji, czyli spustu scieków oczyszczonych poza reaktor. W sklad reaktorów wchodza urzadzenia do napowietrzania scieków i osadu czynnego, urzadzenia do mieszania oraz system do odprowadzania sklarowanych scieków i osadu nadmiernego. W opisie patentowymzostal ujawniony sposób oczyszczania scieków, w którym wykorzystuje sie urzadzenie stanowiace polaczenie osadnika z reaktorem porcjowym. Z opisu patentowegoznane jest urzadzenie do kontrolowania fazy napowietrza- nia w cyklu oczyszczania scieków w sekwencyjnym reaktorze porcjowym oraz sposób napowietrzania reaktora okresowego. Objetosc powietrza dostarczana do reaktora sterowana jest za pomoca czujników umieszczonych wewnatrz zbiornika. W opisie zgloszeniowym wynalazku JPH 02284696 A zostalo na- tomiast ujawnione urzadzenie do mieszania i napowietrzania scieków oraz osadu czynnego w reakto- rach okresowego dzialania. Z opisu patentowegoznane jest urzadzenie do oczyszczania scieków ze zbiorni- kiem i z urzadzeniem napowietrzajacym do napowietrzania wody znajdujacej sie w zbiorniku, które ma wieksza liczbe zespolów napowietrzajacych, polaczonych ze zródlem sprezonego powietrza i umiesz- czonych na sztywnym, majacym zasadniczo ksztalt pierscieniowy, korpusie mocujacym, zamocowanym ruchomo w kierunku pionowym. Urzadzenie napowietrzajace umieszczone na korpusie mocujacym wy- posazone jest w nadmuchiwane elementy plywakowe. W opisie patentowymzostal ujawniony uklad oczyszczalni do biologicznego oczyszczania scieków organicznych, który umozliwia rozklad biologiczny zanieczyszczen organicznych przez wytworzenie tlenowej i beztlenowej fazy obróbki surowej scieków, w objetosci jednej przestrzeni reakcyjnej w pionowym ukladzie komory reakcyjnej, którego konstrukcja i ksztalt zalezne sa od zalozo- nych wielkosci przerobowych. Natomiast, z opisu patentowego PL 184833 B1, znana jest oczyszczalnia scieków, która ma konstrukcje jednozbiornikowa umozliwiajaca polaczenie dzialania biologicznego osadu czynnego i zloza z blona biologiczna. Ta znana oczyszczalnia jest napelniona czesciowo nosni- kami wzrostu unoszonymi jako zawiesina i zasiedlonymi mikroorganizmami, przy czym nosniki wzrostu maja ciezar wlasciwy powyzej 1,0 g/cm 3 Z opisu patentowegoznany jest sposób biologicznego oczyszczania scieków za- wierajacych organiczne substancje oraz uklad do przeprowadzania tego sposobu. Ten znany sposób polega na biologicznej denitryfikacji oraz defosfatacji, z wykorzystaniem beztlenowej, anoksycznej i tle- nowej obróbki scieków, przy czym w pierwszej fazie procesu oczyszczania w reaktorze sekwencyjnym scieki surowe zmieszane z osadem czynnym poddaje sie beztlenowej obróbce, a nastepnie po wyla- czeniu mieszania, w fazie sedymentacji posredniej scieki oddziela sie od osadu czynnego i poddaje procesowi nitryfikacji, prowadzonemu na wydzielonym zlozu biologicznym, zawierajacym bakterie nitry- fikacyjne, przy czym nitryfikacje prowadzi sie cyrkulujac scieki w obiegu zamknietym ukladu reaktor sekwencyjny – zloze biologiczne – reaktor sekwencyjny, w kolejnej fazie anoksycznej scieki poddaje sie w reaktorze sekwencyjnym denitryfikacji oraz anoksycznej defosfatacji, z udzialem azotanów wytworzo- nych w procesie nitryfikacji, w warunkach mieszania z osadem czynnym oddzielonym wczesniej w fazie sedymentacji posredniej, nastepnie w reaktorze sekwencyjnym, z udzialem napowietrzania, prowadzi sie doczyszczanie tlenowe, a w fazie sedymentacji koncowej przy wylaczonym napowietrzaniu, w tym samym reaktorze, oddziela sie scieki oczyszczone od osadu czynnego. Z opisu ochronnego wzoru uzytkowego PL59931Y1 znana jest biologiczna oczyszczalnia scie- ków zawierajaca zbiornik zewnetrzny, zbiornik wewnetrzny o wspólnej osi ze zbiornikiem zewnetrznym, instalacje napowietrzajaca, przewód doprowadzajacy surowe scieki oraz komore przelewowa i przewód odplywowy scieków oczyszczonych. Zbiornik zewnetrzny ma ksztalt odwróconego scietego stozka, splaszczonego z dwóch stron, zas otwarty w dolnej czesci stozkowo-walcowy zbiornik wewnetrzny wy- dziela komore napowietrzania i pierscieniowa dwukrotnie przewezona, komore klarowania pomiedzy sciankami zbiorników, natomiast wprowadzony do centrycznie usytuowanej rury zasysajacej przewód sprezonego powietrza, zakonczony jest dyfuzorem w ksztalcie dysku; ponadto zbiornik zewnetrzny za- mkniety jest od góry wyoblona pokrywa z kominem. W opisie patentowym PL145877B1 zostal ujawniony sposób biologicznego oczyszczania scieków oraz biologiczna oczyszczalnia scieków zlozona z komory oczyszczajacej, przewodu doprowadzaja- cego surowe scieki, przewodu odprowadzajacego scieki oczyszczone, przewodu odprowadzajacego nadmiar osadu czynnego oraz instalacji napowietrzajacej. Wewnatrz komory umieszczona jest wspól- srodkowo z nia kierownica o ksztalcie odpowiadajacym ksztaltowi komory. Dolna krawedz kierownicy znajduje sie w odleglosci od 0,05 do 0,2 srednicy komory od dna komory. Wysokosc kierownicy wynosi od 0,5 do 3,0. W poblizu dolnej krawedzi kierownicy, wewnatrz lub na zewnatrz kierownicy umieszczony jest ruszt napowietrzajacy. Stosunek wysokosci do srednicy komory wynosi od 1,25 do 3,5, przy czym wysokosc komory wynosi od 6 do 12 m. W powszechnie stosowanych rozwiazaniach reaktory okresowego dzialania stanowia zbiornik o przekroju prostokatnym albo kolowym z plaskim dnem, zwlaszcza zbiornik walcowy. W zbiorniku jest rozmieszczony system napowietrzania, taki jak na przyklad ruszt z dyfuzorami napowietrzajacymi. Sys- tem mieszania w reaktorach porcjowych realizowany jest ze pomoca mieszadel mechanicznych. Kla- syczny cyklogram pracy reaktora sklada sie z fazy napelniania z jednoczesnym mieszaniem zawartosci zbiornika, fazy reakcji z okresowym i naprzemiennym mieszaniem i napowietrzaniem, fazy sedymentacji i dekantacji przy wylaczonym mieszadle mechanicznym i braku napowietrzania. Taka konstrukcja zbior- nika oraz jego wyposazenie techniczne powoduje, ze w czasie fazy reakcji wystepuje cyklicznosc wa- runków tlenowych albo anoksycznych albo beztlenowych. Celem wzoru uzytkowego jest opracowanie nowego urzadzenia do oczyszczania scieków o pro- stej budowie, jednoczesnie zapewniajacej wysoka wydajnosc napowietrzenia. Urzadzenie do oczyszczania scieków o konstrukcji jednozbiornikowej ze zbiornikiem glównym z czescia cylindryczna o przekroju poprzecznym w ksztalcie kola i czescia stozkowa w ksztalcie stozka scietego, z doprowadzonym do niego przewodem doprowadzajacym dla scieków oraz z odprowadzo- nym od niego przewodem odprowadzajacym dla scieków oczyszczonych oraz z umieszczona w nim komora cylindryczna z czescia górna o przekroju poprzecznym w ksztalcie kola i czescia dolna w ksztal- cie stozka oraz z napowietrzaczem pod komora cylindryczna polaczonym przewodem rurowym z dmu- chawa, a ponadto wylot przewodu doprowadzajacego znajduje sie pomiedzy sciana zbiornika glównego a sciana komory cylindrycznej z otworem odplywowym polaczonym z przewodem odprowadzajacym, zas w scianie komory cylindrycznej znajduje sie przewód wyprowadzajacy nadmierny osad, wedlug wzoru uzytkowego charakteryzuje sie tym, ze przewód wyprowadzajacy nadmierny osad jest w czesci dolnej komory cylindrycznej, zas wysokosc stozkowa czesci stozkowej zbiornika glównego jest co naj- wyzej cztery razy krótsza od wysokosci jego czesci walcowej, a srednica podstawy czesci stozkowej zbiornika glównego jest co najwyzej dziesiec razy mniejsza od srednicy jego czesci walcowej, a ponadto4 wysokosc dolna czesci dolnej komory cylindrycznej jest co najwyzej cztery razy krótsza od wysokosci cylindrycznej jej czesci górnej, przy czym srednica cylindryczna czesci górnej komory cylindrycznej jest co najwyzej równa 0,75 wielkosci srednicy czesci walcowej zbiornika glównego, zas srednica dolna czesci dolnej komory cylindrycznej jest równa srednicy podstawy czesci stozkowej zbiornika glównego, a ponadto czesc dolna komory cylindrycznej zakonczona jest przedluzeniem, które ma postac pierscie- nia, zas napowietrzacz jest pod tym pierscieniem. Korzystnie wysokosc stozkowa czesci stozkowej zbiornika glównego jest co najmniej dwa razy krótsza od wysokosci jego czesci walcowej, zas srednica podstawy czesci stozkowej zbiornika glów- nego jest co najmniej piec razy mniejsza od srednicy jego czesci walcowej, natomiast wysokosc dolna czesci dolnej komory cylindrycznej jest co najmniej dwa razy krótsza od wysokosci cylindrycznej jej czesci górnej, a ponadto srednica cylindryczna czesci górnej komory cylindrycznej jest co najmniej równa 0,3 wielkosci srednicy czesci walcowej zbiornika glównego. Korzystnie w czesci górnej komory cylindrycznej jest krawedz przelewowa, zas napowietrzacz jest dyfuzorem membranowym, a ponadto otwór odplywowy ma zasuwe odcinajaca. Zastosowanie nowego urzadzenia do oczyszczania scieków wedlug wzoru uzytkowego umozli- wia biologiczne oczyszczanie scieków w jednozbiornikowym urzadzeniu, w którym, z uwagi na jego konstrukcje, wystepuja rózne warunki tlenowe – strefa tlenowa, anoksyczna i beztlenowa. To nowe urzadzenie ma prosta budowe z niewielka iloscia elementów wyposazenia, które zapewnia wysoka wy- dajnosc napowietrzania i usuwania zanieczyszczen ze scieków. Umieszczanie komory cylindrycznej wewnatrz zbiornika glównego, przy zastosowaniu odpowiednich ich proporcji, zapewnia pelna cyrkula- cje mieszaniny scieków i osadu czynnego w obrebie urzadzenia do oczyszczania scieków. Intensyw- nosc ruchu cyrkulacyjnego mieszaniny scieków i osadu czynnego moze byc regulowana iloscia dopro- wadzanego powietrza poprzez zmiane wydajnosci dmuchawy. Caly proces biologicznego oczyszczania scieków zachodzi w objetosci jednej przestrzeni reakcyjnej, która zapewnia rozklad biologiczny zanie- czyszczen przez wytwarzania tlenowej, anoksycznej i beztlenowej strefy obróbki scieków, czego efek- tem jest wystepowanie procesów nitryfikacji azotu amonu, denitryfikacji i biologicznej defosfatacji odpo- wiedzialnych za usuwanie zanieczyszczen ze scieków. Przedmiot wzoru uzytkowego zostal przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urza- dzenie do oczyszczania scieków w widoku z góry, fig. 2 – to samo urzadzenie w przekroju wzdluz linii A-A pokazanej na fig. 1, natomiast fig. 3 – to samo urzadzenie w przekroju wzdluz linii A-A pokazanej na fig. 1 z zaznaczonymi wysokosciami i srednicami zbiornika glównego i komory cylindrycznej. Urzadzenie do oczyszczania scieków, wedlug wzoru uzytkowego, posiada konstrukcje jedno- zbiornikowa ze zbiornikiem glównym 1 z czescia cylindryczna o wysokosci H1 i srednicy D1 oraz cze- scia stozkowa o wysokosci stozkowej H2 i srednicy podstawy D2. Wysokosc stozkowa H2 wynosi od 0,25 do 0,5 wysokosci H1, zas srednica podstawy D2 wynosi od 0,1 do 0,2 srednicy D1. Wewnatrz zbiornika glównego 1 umieszczona jest komora cylindryczna 2 z czescia górna z wysokoscia cylin- dryczna H3 i srednica cylindryczna D3 i czescia dolna wyprofilowana w ksztalt stozka o wysokosci dolnej H4 i srednicy dolnej D4, przy czym wysokosc dolna H4 wynosi od 0,25 do 0,5 wysokosci cylin- drycznej H3, srednica cylindryczna D3 wynosi od 0,3 do 0,75 srednicy D1, a srednica dolna D4 jest równa srednicy podstawy D2. W górnej czesci komory cylindrycznej 2 jest krawedz przelewowa 3, zas czesc dolna komory cylindrycznej 2 zakonczona jest przedluzeniem majacym postac pierscienia 4. Ksztalt komory cylindrycznej 2 jest dopasowany do ksztaltu zbiornika glównego 1. W czesci stozkowej zbiornika glównego 1, pod pierscieniem 4 komory cylindrycznej 2, umieszczony jest napowietrzacz 5 w postaci dyfuzora membranowego, który poprzez przewód rurowy 6 polaczony jest z dmuchawa 7. W czesci cylindrycznej zbiornika glównego 1 doprowadzony jest przewód doprowadzajacy 8 scieki, którego wylot umieszczony jest pomiedzy sciana wewnetrzna zbiornika glównego 1 a sciana ze- wnetrzna komory cylindrycznej 2. Po przeciwnej stronie do przewodu doprowadzajacego 8 w scianie komory cylindrycznej 2 jest otwór odplywowy 9 z zasuwa odcinajaca 10, zas do tego otworu odplywo- wego 9 przylaczony jest przewód odprowadzajacy 11 scieki oczyszczone poza zbiornik glówny 1. Po- nizej przewodu doprowadzajacego 8, w dolnej czesci komory cylindrycznej 2, umieszczony jest prze- wód wyprowadzajacy 12 nadmierny osad. Oczyszczanie scieków z wykorzystaniem tego nowego urzadzenia do oczyszczania scieków, pro- wadzi sie w cyklu obejmujacym etap napelniania, etap reakcji, etap sedymentacji oraz etap dekantacji. W komorze cylindrycznej 2 umieszcza sie osad czynny, a nastepnie w etapie napelniania scieki surowe doprowadza sie przewodem doprowadzajacym 8 do przestrzeni pomiedzy sciana wewnetrzna zbior- nika glównego 1 a sciana zewnetrzna komory cylindrycznej 2. Nastepnie prowadzi sie mieszanie osadu5 czynnego ze sciekami poprzez impulsowe napowietrzanie niewielka iloscia powietrza doprowadzanego z dmuchawy 7 poprzez przewód rurowy 6 do napowietrzacza 5, a nastepnie do komory cylindrycznej 2. Po osiagnieciu wymaganego napelnienia zbiornika glównego 1 nastepuje etap reakcji. Do komory cy- lindrycznej 2 poprzez napowietrzacz 5 dostarczane jest powietrze, przez co panuja w niej warunki tle- nowe, w których prowadzi sie nitryfikacje azotu amonowego. Napowietrzanie komory cylindrycznej 2 prowadzi sie w sposób ciagly, okresowy i pulsacyjny, w zaleznosci od pozadanej szybkosci napowie- trzania lub jego stopnia. Podczas prowadzenia reakcji mieszanina scieków i osadu czynnego jest uno- szona ku górze komory cylindrycznej 2, a nastepnie przelewa sie przez krawedz przelewowa 3 do prze- strzeni pomiedzy sciana wewnetrzna zbiornika glównego 1 a sciana zewnetrzna komory cylindrycznej 2, w której sa warunki anoksyczne i beztlenowe, w której prowadzi sie proces denitryfikacji i defosfatacji. Mieszanina scieków i osadu czynnego opada w dól zbiornika glównego 1, po czym prowadzi sie ja ponownie do komory cylindrycznej 2 i proces oczyszczania scieków prowadzi sie, az do uzyskania po- zadanego stopnia ich oczyszczenia. Nastepnie, w etapie sedymentacji, wylacza sie napowietrznie ko- mory cylindrycznej 2 i rozdziela sie scieki oczyszczone od osadu czynnego, który opada w dól zbiornika glównego 1. W etapie dekantacji przesuwa sie zasuwe odcinajaca 10 i otwiera sie otwór odplywowy 9, poprzez który odprowadza sie scieki oczyszczone, poza zbiornik glówny 1, przewodem odprowadzaja- cym 11. Pod koniec etapu dekantacji przewodem wyprowadzajacym 12 odprowadza sie nadmierny osad. Po etapie dekantacji prowadzi sie etap napelniania i powtarza sie cykl oczyszczania scieków. PL