RS49788B - Postupak za biološko prečišćavanje otpadne vode - Google Patents

Abstract

Postupak za biološko prečišćavanje otpadne vodo pomoću aktiviranog mulja, pri čemu se otpadna voda uvodi prvo u provetravan rezervoar aktiviranog mulja (B rezervoar) a potom, po redosledu, u jedan od nekoliko rezervoara za taloženje i recirkulisanje (SU rezervoari), koji su stalno u hidrauličnoj vezi sa pomenutim B rezervoarom i u kojima se nekoliko puta dnevno odvija radni ciklus koji obuhvata fazu mešanja (R faza), fazu prethodnog taloženja (V faza) i fazu pražnjenja (A faza), pri čemu se redom u R fazi aktivirani mulj ponovo meša sa vodom, u V fazi se aktiviran mulj taloži a u A fazi se izdvaja bistra voda, i pri čemu su ciklusi u SU rezervoarima fazno pomereni jedan u odnosu na drugi, A faze su međusobno jedna uz drugu, samo se u A fazama vrši proticanje kroz rezervoare SU, postoji jedan približno konstantan nivo vode, što izaziva isticanje iz postrojenja za prečiščavanje koje odgovara dotoku (princip proticanja), naznačen time, što se posle V faze a pre R faze nataložen i zgusnut aktiviran mulj recirkuliše iz SU rezervoara u B rezervoar (S faza). Prijava sadrži još 9 zavisnih patentnih zahteva.

Description

POSTUPAK ZA BIOLOŠKO PREČIŠĆAVANJE OTPADNE VODE

Pronalazak se odnosi na jedan postupak za biološko prečišćavanje gradske ili slične otpadne vode pomoću aktiviranog mulja, pri čemu se otpadna voda prvo uvodi u rezervoar provetravanog aktiviranog mulja (B rezervoar) a potom se prenosi u jedan ili više rezervoara za taloženje i recirkulaciju (SU rezervoari), koji su stalno povezani sa pomenutim B rezervoarom i u kojima se nekoliko puta dnevno izvodi radni ciklus koji obuhvata fazu mešanja (R faza), fazu prethodnog taloženja (V faza) i fazu ispuštanja (A faza), pri čemu se zaredom mulj aktiviran u R fazi ponovo meša sa vodom, u V fazi se aktiviran mulj taloži a u A fazi se bistra voda izvlači i pri čemu su ciklusi u SU rezervoarima međusobno fazno pomereni a A faze su neposredno jedna uz drugu, samo u A fazi postoji protok kroz SU rezervoare, postoji približno konstantan nivo vode, što izaziva isticanje iz postrojenja za prečišćavanje koje odgovara njegovom dotoku (princip proticanja).

Iz Evropske patentne prijave EP 968 965 poznat je postupak za biološko prečišćavanje otpadne vode pomoću aktiviranog mulja po kome se otpadna voda uvodi prvo u jedan rezervoar za aktiviranje uz provetravanje a potom u rezervoar za taloženje, u kome se odvija razdvajanje aktiviranog mulja i bistre vode, posle kog se razdvajanja aktiviran mulj vraća u rezervoar za aktiviranje a bistra se voda ispušta. Nekoliko se puta dnevno ponavlja radni ciklus koji obuhvata fazu mešanja, sekundarnu fazu taloženja i jednu fazu ispuštanja, pri čemu se u fazi mešanja aktivirani mulj ponovo meša sa vodom, u sekundarnoj se fazi aktiviran mulj nataloži a u fazi ispuštanja se bistra voda izdvaja. Prema ovom poznatom postupku se prečišćavanje odvija u jednom biološkom sistemu sa dva rezervoara - sa rezervoarom za aktiviranje i sa rezervoarom za taloženje, sa kontinualnim dotokom i isprekidanim isticanjem. U intervalima bez isticanja nivo vode raste zbog dotoka (princip akumulacije). Patentni zahtev ovog postupka sastoji se u tome što se posle faze prethodnog taloženja a pre faze mešanja nataloženi aktivirani mulj vraća u rezervoar za aktiviranje "sistema sa dva rezervoara sa akumulacionim delovanjem". Da se ovaj postupak odnosi na rad sa akumulacionim delovanjem može se videti i iz opisa dokumenta (strane 14 i 15) gde se kaže: "da se voda stalno uvodi u prvo područje i da se odatle presipa u drugo područje. Ispuštanje prečišćene ovde se vrši samo tokom trećeg stepena postupka. Tokom drugih stepena otpadna se voda akumulira u oba područja ili - u slučaju da postoji jedna anaerobna prethodna obrada - takođe i u tom području". Takođe se iz zahteva 13 jasno vidi da se on odnosi na "sistem sa dva rezervoara sa akumulacionim delovanjem" koji su "povezani paralelno i aktiviraju se vremenski pomereno". Ovaj je poznati postupak veoma pogodan za mala postrojenja za prečišćavanje. Za srednja ili velika postrojenja za preči-šćavanje ipak je daleko bolje da se koristi princip proticanja. Tada isticanje iz postrojenja za prečišćavanje odgovara dotoku.

Sličan je postupak poznat iz WO 97/08104, kod koga se na početku svakog ciklusa ista koncentracija mulja podešava u rezervoarima za aktiviranje i taloženje, pri čemu se recirkulisanje nenataloženog aktiviranog mulja vrši tokom faze mešanja. Recirkulisanje nataloženog i zgusnutog aktiviranog mulja pre faze mešanja nije obezbeđeno.

Dalje je poznat sličan postupak iz evropskog patenta EP 0 670 817 BI od 1999- 12-29, po kome se otpadna voda obrađuje u dve ćelije, pri čemu je otpadna voda provetrena i mešana u ćeliji za obradu i pražnjenje dok se recirkulisanje mulja iz ćelije za obradu i pražnjenje u prvu ćeliju za obradu vrši tokom perioda mešanja (faze B i R). Ovde je bitno da se provetravanje i mešanje vrši u ćeliji za obradu i pražnjnje i ne dozvoljava se pri tome recirkulisanje zgusnutog aktiviranog mulja, i to je razlog što je potrebno duže vreme za recirkulisanje i što je ostvaren manji sadržaj suve materije u prvoj ćeliji za obradu, tako da dolazi do gubitka vremena za druge faze (uporediti zahtev 1 iz tog dokumenta).

Sličan je postupak poznat iz evropske patentne prijave EP 1 110 916 od 2000- 01-17. U postrojenju za prečišćavanje koje radi prema pricipu proticanja i korišćenja tehnologije jednog bazena, nataložen i zgusnut aktiviran mulj se vraća posle V faze a pre R faze u prvi rezervoar za obradu. Recirkulisanje mulja vrši se za relativno kratko vreme, što čini potrebnom veliku povratnu količinu.

EP 0 399 013 odosi se na jedan uređaj za obradu otpadne vode, kod koga amortizovanje velikih količina otpadne vode (udari otpadne vode) omogućeno na jednostavan način; to se postiže tako što zatvarač na izlasku iz rezervoara za aktiviranje sadrži jedno pomerljivo zatvaračko telo od elastično deformabilne folije. Fluid se iz rezervoara za aktiviranje prenosi u sekundarni rezervoar za bistrenje pomoću jednog pneumatskog sifona. Na dnu oba rezervoara nalazi se po jedan otvor koji se može zatvoriti, a koji otvori služe za prenošenje nataloženog mulja iz sekundarnog rezervoara za bistrenje u rezervoar za aktiviranje i koji se otvaraju samo za kratko vreme. Na taj je način veza između dva rezervoara hidraulički prekinuta i izaziva različite nivoe vode u ova dva rezervoara. Postupak na kome se zasniva ovo postrojenje jeste postupak aktiviranja koji se odvija prema principu akumulacionog delovanja sa povremenim, kratkotrajnim recirkulisanjem mulja iz rezervoara za naknadno bistrenje u rezervoar za aktiviranjem nasuprot postupku proticanja navedenom na početku.

Pronalazak se zasniva na problemu da se poboljšaju napred opisani postu-pci za biološko prečišćavanje otpadne vode na način koji omogućuje primenu u srednjim i velikim postrojenjima za prečišćavanje uz koriščenje principa proticanja, a uz istovremeno postizanje veće koncentracije mulja u rezervoaru za aktiviranje za kraće vreme recirkulisanja uvođenjem zgusnutog aktiviranog mulja. Ovaj je problem rešen svojstvima zahteva 1, prema kojima se zgusnut aktiviran mulj recirkuliše posle V faze a pre R faze u B rezervoar iz SU rezervoara (S faza).

Pronalazak je naznačen time što je, radi ostvarivanja principa proticanja, rezervoar za aktiviranje (B rezervoar) stalno povezan sa nekoliko rezervoara sa taloženje i recirkulaciju (SU rezervoari), pri čemu se u SU rezervoarima, nekoliko puta dnevno, odvija radni ciklus koji obuhvaata fazu mešanja (R faza), fazu prethodnog taloženja (V faza) i fazu pražnjenja (A faza). U R fazi se aktiviran mulj ponovo meša sa vodom, u V fazi se aktiviran mulj taloži a u A fazi se izdvaja bistra voda. Ciklusi su u SU rezervoarima fazno pomereni tako da su A faze jedna uz drugu, što izaziva isticanje iz postrojenja za prečišćavanje koji odgovara njegovom dotoku (princip proticanja). U tom je kontekstu bitno da se pre R faze istaložcn i zgusnut aktiviran mulj recirkuliše u B rezervoar (S faza). Pogodno jc da sc ostvari velika koncentracija mulja u B rezervoaru i kratko vreme povratka za slučaj da sc recirkulisanje vrši samo po završetku faze izdvajanja bistre vode.

Pogodno jc da se mulj koji se recirkuliše uzima sa dna SU rezervoara pošto sc tamo javlja najveće koncentracija mulja,

Kod recirkulisanja nataloženog mulja, voda se istiskuje iz B rezeroara, a koja se voda vraća u SU rezervoar kroz jedan otvor u blizini površine. Ta voda takođe sadrži aktiviran mulj, međutim u manjoj koncentraciji u poređenju sa vra-ćenim nataloženim muljem. Da bi se sveo na minimum povratni tok mulja, pogo-dno je prema ovom pronalasku da se prekine ili da sc priguši provetravanje rezervoara za aktiviranje pre početka recirkulisanja aktiviranog mulja. Ovom se merom aktiviran mulj podignut proveti avanjem spušta ispod nivoa otvora u blizini površine pa je koncentracija mulja u istisnutoj vodi smanjena.

Otvori u blizini površine opremljni su zaklopnim ventilima koji se auto-matski otvraju a zatvoreni su u fazama V i A.

Recirkulisanje nataloženog mulja može se izvesti električnim uređajima (pumpama, mešalicama) ili pomoću pneumatskih sifona.

Mešanje se u SU rezervoaru (R faza) takođe može izvesti na nekoliko načina. Može se ubrizgavati vazduh, može se koristiti električna mešalica ili neki pnematski sifon.

Za recirkulisanje mulja i za mešanje u SU rezervoarima može se koristiti kombinovan pneumatski sifon prema slici 2 (dvosmerni sifon). U slučaju posto-janja provetravanja sa obrazovanjem finih mehurića u B rezervoaru, pomenuto se provetravanje može isključiti i tako dobijen vazduh pod pritiskom može se koristiti za rad dvosmernog sifona. U tom je slučaju važno da se za mešanje ostvari tako jak mlaz vode koji će uzmutiti naviše mulj nataložen na dnu, homo-genizovati sadržaj SU rezervoara i preneti ploveči mulj, koji se mogao pojaviti, u B rezervoar u kome će se ponovo preraditi u aktiviran mulj.

Jedan B rezervoar može, na primer, biti hidraulično povezan sa dva SU rezervoara pa su vremena trajanja ciklusa procenjena na oko 140 min: S faza oko 5 min; R faza oko 5 min; V faza oko 60 min; A faza oko 70 min; A = (S+R+V).

Sa tri SU rezervoara ostvaruje se ciklus od oko 105 min: S faza oko 5 min; R faza oko 5 min; V faza oko 60 min; A faza oko 35 min; A = (S+R+V): 2.

Za odvod bistre vode pokazao se kao pogodan čvrsto postavljen pneumatski zatvarač (slika 4). Za ispuštanje viška i plovećeg mulja takođe se može koristiti automatizovan pneumatski sifon.

Ostali detalji pronalaska sagledaće se iz sledećeg opisa sa pozivom na crteže. Pri tome

i - slika 1 prestavlja šematizovan prikaz pojedinačnih faza tokom jednog ciklusa, - slika 2 predstavlja jedan dvosmerni sifom za prenošenje fluida u oba smera, - slika 3 prikazuje pojedinačne faze o toku jednog ciklusa u kome se koristi dvosmerni sifon, a

- slika 4 predstavlja prikaz odvoda bistre vode (pneumatski zatvarač).

Slike la do kl predstavljaju šemaLski prikaz faza S, R, V i A. Vertikalan presek u smeru protoka vodi kroz B rezervoar i kroz jedan od bar dva SU rezervoara. Naspram kontinualnog dotoka javlja se isticanje samo u A fazi. U ovom se prikazu S i R faza ostvaruju mešalicama. Otvori blizu površine zatvoreni su u V i A fazi. Rezervoar za aktiviranje označen je sa B, a rezervoar za taloženje i recirkulisanje sa SU. S faza je šcmatski prikazana na slici la. Zgusnut mulj Qsprenosi sc iz SU rezervoara u B rezervoar pomoću, u ovom slučaju, jedne meša-Iice kroz jedan stalno otvoren otvor postavljen blizu dna, pa se ista količina Qsvraća kroz otvor u blizini površine iz B rezervoara u SU rezervoar. Umesto mešalice može se, na primer, koristiti i pneumatski sifon. Slika lb prikazuje fazu mešanja. U ovom je slučaju mešalicom generisana jaka struja tečnog Qskoja se vrtložno kreće naviše i homogenizuje sadržaj SU rezervoara. Protok iste zapremine dolazi u B rezervoar iz SU rezervoara kroz otvore u blizini površine. Na slici lc može se videti V faza. Dok se u SU rezervoaru mulj taloži i obrazuje jedan definisan nivo mulja, si, B rezervoar se produvava u ovom slučaj vazduhom pod pritiskim kiji obrazuje fine mehuriće. Takođe su zatvoreni otvori u blizini površine. Najzad, slika 1D prikazuje A fazu u kojoj sc javlja isticanje Qatla koje odgovara dotoku Qzu. Otvori u blizini površine su zatvoreni. Količina fluida, koja odgovara dotoku Qzui sastoji se od vode i mulja, teče u SU rezervoar kroz stalno otvorenu hidrauličnu vezu u dnu rezervoara.

Na slici 2 šematski je prikazan dosmerni sifon. Slika 2a prikazuje rad u S fazi, a slika 2b u R fazi. Na slici 2a uvođenjem vazduha pod pritidkom, QL(pri-kazani su mehuriči vazduha), izvesna količina fluida Qspreneta je iz SU rezervoara u B rezervoar. Na slici 2b ostvaren je protok fluida u suprotnom smeru, iz B rezerevoara u SU rezervoar, pri čemu jc QRveće od Qs. Takođe je bitno da struja fluida QRuđe u SU rezervoar tako velikom brzinom protoka (v « 2,0 m.s), da na dnu nataloženi mulj bude uzvitlan naviše tako da sadržaj rezervoara SU bude homogenizovan.

Slike 3a do 3d prikazuju faze S, R, V i A sa primenom dvosmernog sifona opisanog na slici 2. Sa strane se može videti odgovarajuće stanje otvora posta-vljenih blizu površine sa preklopnim ventilima. Za slike 3a do 3d može se takođe primeniti rasmatranje slika la do ld.

Najzad, slika 4 prikazuje jedan moguć izlaz bistre vode sa pneumatskim zatvaračem (zatvarač sa vazdušnim jastukom). Na rastojanjima od oko 1 m raspoređeni su priključci za odvod tečnosti, usmereni vertikalno nadole, duž jedne horizontalno postavljene cevi. Radi ostvarivanja zatvarača, vazduh QLpotisnut je u horizontalnu cev. Slika 4a prikazuje zatvoren pneumatski zatvarač u kome mala količina QL vazduha po pritiskom, kontinualno ubrizgavanog, curi kroz jednu malu cev da bi sc održala razlika AH nivoa vode. Maksimalan nivo vode u SU rezervoaru obeležen je sa "max.wl" a nivo vode u izlaznom kanalu oc sa "wl-oc". U pneumatskom zatvaraču vlada vazdušni pritisak koji odgovara razlici AH. Na slici 4b prikazan jc otvoren pneumatski zatvarač. Količina isticanja je Q. Izlazni je kanal oc, u ovom slučaju, otvoren odvodni kanal; on može biti ostvaren i u vidu cevi pod pritiskom. Unutar i izvan pneumatskog zatvarača vlada isti pritisak vazduha.

Claims (10)

1. Postupak za biološko prečišćavanje otpadne vode pomoću aktiviranog mulja, pri čemu se otpadna voda uvodi prvo u provetravan rezervoar aktiviranog mulja (B rezervoar) a potom, po redosledu, u jedan od nekoliko rezervoara za taloženje i recirkulisanje (SU rezervoari), koji su stalno u hidrauličnoj vezi sa pomenutim B rezervoarom i u kojima se nekoliko puta dnevno odvija radni ciklus koji obuhvata fazu mešanja (R faza), fazu prethodnog taloženja (V faza) i fazu pražnjenja (A faza), pri čemu se redom u R fazi aktivirani mulj ponovo meša sa vodom, u V fazi se aktiviran mulj taloži a u A fazi se izdvaja bistra voda, i pri čemu su ciklusi u SU rezervoarima fazno pomereni jedan u odnosu na drugi, A faze su međusobno jedna uz drugu, samo se u A fazama vrši proticanje kroz rezervoare SU, postoji jedan približno konstantan nivo vode, što izaziva isticanje iz postrojenja za prečišćavanje koje odgovara dotoku (princip proticanja), naznačen time, što se posle V faze a pre R faze nataložen i zgusnut aktiviran mulj recirkuliše iz SU rezervoara u B rezervoar (S faza).

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što se recirkulisanje nataloženog aktiviranog mulja vrši tokom ili još bolje posle A faze.

3. Postupak prema zahtevu 2, naznačen time, što se zapremina istisnuta u B rezervoaru tokom S faze, sa manje suve supstance nego što je ima unet nataložen aktiviran mulj, vraća u SU rezervoar kroz otvore u blizini površine, i što otvori u blizini površine omogućuju proticanje samo u S i R fazi, dok su u V i u A fazi zatvoreni.

4. Postupak prema ma kom od zahteva 1 do 3, naznačen time, što se meša-nje u SU rezervoaru (R faza) vrši ubrizgavanjem vazduha, pomoću mešalica na električni pogon ili pomoću pneumatskog sifona.

5. Postupak prema ma kom od zahteva 1 do 4, naznačen time, što se za recirkulisanje nataloženog aktiviranog mulja i za mešanje SU rezervoara (faze S i R) koristi kombinovan dvosmeran sifon, koji omogućuje transport fluida u oba smera i omogućuje stalnu hidrauličnu vezu između B rezervoara i SU rezervoara u V i A fazama, pri čemu se mešanje u SU rezervoaru izvodi generisanjem jake struje vode koja vrtloženjem podiže aktiviran mulj nataložen na dnu, generiše kovitlanje vođe uz homogenizovanje i prenosi eventualno nastao ploveći mulj kroz otvore u blizini površine u B rezervoar.

6. Postupak prema ma kom od zahteva 1 do 5, naznačen time, što je provetravanje rezervoara B isprekidano u R fazi, u S fazi ili u obe.

7. Postupak prema ma kom od zahteva 1 do 6, naznačen time, što je rezervoar B hidraulično povezan sa dva SU rezervoara pa su vremena trajanja ciklusa birana na bazi od oko 140 min(S faza oko 5 min; R faza oko 5 min; V faza oko 60 min; A faza oko 70 min; A = (S+R+V)), ili sa tri SU rezervoara pa su vremena trajanja ciklusa birana na bazi od oko 105 min (S faza oko 5 min; R faza oko 5 min; V faza oko 60 min; A faza oko 35 min; A = (S+R+V): 2).

8. Postupak prema ma kom od zahteva 1 do 7, naznačen time, što je izlaz izveden kao pneumatski zatvarač koji ima jednu horizontalnu cev i bar jedan odvodni priključak usmeren nadole, pri čemu se u pomenutu horizontalnu cev može ubrizgati vazduh pod pritiskom.

9. Postupak prema ma kom od zahteva 1 do 8, naznačen time, što je na kraju V faze koncentracija mulja merena na unapred određenoj dubini od oko 1,0 do 1,5 m ispod nivoa vode, i što je na kraju A faze zgusnut višak mulja ispušten za kratko vreme (nekoliko minuta) ako je merenje koncentracije pokazalo da se nivo mulja nalazi iznad položaja merenja.

10. Postupak prema ma kom od zahteva od 1 do 9, naznačen time, što je B rezervoar stalno hidraulički povezan sa SU rezervoarima preko jednog ili više otvora u srednjem delu (na oko polovine dubine vode), u S fazi je zgusnut mulj odveden sa dna SU rezervoara u gornje područje (blizu površine) B rezervoar čime je ovako istisnut sadržaj B rezervoara vraćen kroz otvore u srednje područje rezervoara, u R fazi je sadržaj SU rezervoara uzkovitlan na više i homogenizovan bez obrazovanja jedne cirkulišuće struje kroz B rezervoar, dok se u A fazi protok iz B rezervoara u SU rezervoare obavlja i kroz otvore u središnjem području.