HU213052B - Device for purification of liquids - Google Patents
Device for purification of liquids Download PDFInfo
- Publication number
- HU213052B HU213052B HU9203839A HU9203839A HU213052B HU 213052 B HU213052 B HU 213052B HU 9203839 A HU9203839 A HU 9203839A HU 9203839 A HU9203839 A HU 9203839A HU 213052 B HU213052 B HU 213052B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- bed
- flow
- filter bed
- gravel
- gravel bed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/04—Aerobic processes using trickle filters
- C02F3/046—Soil filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
- C02F3/327—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae characterised by animals and plants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Botany (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Description
(57) KIVONAT
A találmány tárgya berendezés folyadék tisztítására, amelynek bevezetéssel (2), elvezetéssel (3) és kavicsfenékággyal (5) ellátott, emerz helofitonokkal beültetett szűrőágya (1) van, ahol a kavicsfenékágy (5) tározóteret képezően a beültetett szűrőágy (1) hosszának egy első részére kiterjedően a tisztítandó folyadék áramlási irányában terjeszkedőén van elrendezve és a bevezetéssel (2) hidraulikusan össze van kötve, ahol a találmány szerint a kavicsfenékágy (5) elvezetés felőli vége a beültetett szűrőágy (1) hosszának egy második kavicsfenékágy-mentes szakaszán (1) keresztül az elvezetéssel (3) hidraulikusan van összekötve.
OQ
HU 213 052
A leírás terjedelme: 10 oldal (ezen belül 3 lap ábra)
HU 213 052 Β
A találmány tárgya berendezés folyadék tisztítására, amely berendezésnek bevezetéssel, elvezetéssel és kavicsfenékággyal ellátott, emerz helofitonokkal beültetett szűrőágya van, ahol a kavicsfenékágy tározóteret képezően a beültetett szűrőágy hosszának egy első részére kiterjedően a tisztítandó folyadék áramlási irányában terjeszkedőén van elrendezve és a bevezetéssel hidraulikusan össze van kötve.
Az ilyen jellegű berendezések korábbi publikációkból, valamint a nyilvánosságra hozott EP 0 243 678 lajstromszámú szabadalmi bejelentésből ismertek. Az ismert berendezés esetén a kavicsfenékágyon hosszirányú elvezetőcsövek vezetnek át, amelyek az elvezetés felőli oldalon az átfolyást beállító eszközökkel vannak ellátva. Ily módon az elvezetőcsövekkel ellátott kavicsfenékágy a beültetett szűrőágy talajmátrixának számára áramlási mellékutat képez, amely a beáramló folyadéknak egy részét befogadja és amely által a beültetett szűrőágyon való átfolyás külsőleg, azaz a beültetett szűrőágyon kívül az elvezetés felől állítható be.
A szennyvíztisztításra szolgáló korszerű eljárások közül egyre nagyobb szerepet játszanak az ún. „növényi tisztítóberendezések”. Ezen berendezéseknél a szennyvíztisztítás beültetett talajtesten való átáramoltatással valósul meg, ahol a beültetett talajtest mikrobiális sűrűségének és sokaságának köszönhetően a szokásostól eltérő szennyvizek esetében is rendkívül nagy tisztító teljesítményekre képes. Különösen nagy jelentőségű, hogy az idegen energia fogyasztása rendkívül alacsony a hagyományos eljárásokkal, például eleveniszapos tisztítási eljárásokkal vagy a szellőztetett derítőmedencéket alkalmazó eljárásokkal összehasonlítva.
A „növényi tisztítóberendezések” nem különösen szerencsésen megválasztott elnevezés, mivel a tulajdonképpeni, hatást kifejtő egység az átáramoltatott talajtest, amely a növények révén önmagában ismert fizikai, vegyi és biológiai aktivitást nyer, amelynek közelebbről történő ismertetésétől így tehát a jelen leírásban eltekinthetünk.
Az ún. „növényi tisztítóberendezések” azáltal lettek népszerűek, mivel időközben bebizonyosodott, hogy eredetileg túlbecsült - fajlagos felületigénye nem tekinthető rendkívülinek, hanem átlagos lakossági fogyasztóként 2 és 10 m2 között van.
Az ilyen berendezés által igényelt felületnek a szerves szennyezőanyagok lebontásához felhasznált, például BOIs-ként (biokémiai oxigénigény) kifejezeti reakciókinetikai mennyiségek alapján történő kiszámítása olyan műkifejezés segítségével történhet, amely a szükséges felületet a szennyvíz mennyiségének és szennyezettségi fokának, valamint a kívánt tisztítási eredmény függvényeként fejezi ki:
Fx = 5,2 x Qd x (In C/C,) (I) ahol
Fx - az igényelt felület m2-ben,
Qd - a napi vízmennyiség m3-ben,
Co - a bevezetési koncentráció mg/1 BOI5,
C,-az elvezetési koncentráció mg/1 BOIS (kívánt tisztítási eredmény).
Az 5,2 tényező olyan fajlagos mennyiség, amely a
BOI5-lebontáshoz való reakciókinetikai állandókból adódik.
Az ily módon meghatározott felület vízszintesen átáramoltatott, növényekkel beültetett szűrőágyak esetén - ezek kerülnek elsősorban alkalmazásra - nem lehet tetszőlegesen alakítva, mivel a Qd vízmennyiségnek a talajtesten való átáramoltatásához vagy szállításához egy meghatározott beszivárgási vagy áramlási keresztmetszet szükséges. Ezen keresztmetszetet természetesen az áramlási vagy szivárgási v sebesség határozza meg, amelyet a talajtest tesz lehetővé.
A vízszintesen átáramoltatott szűrőágyban való szállítási folyamatot az alábbi folytonossági egyenlet fejezi ki:
Φ = Q/v (II) ahol
Φ - a beszivárgási keresztmetszet, azaz a szennyvíz számára a belépési felület (áramlási keresztmetszet) m2-ben,
Q - a szennyvíz beáramlása, illetve átáramlása m3/secban, v - a mozgó hullám előremozgási sebessége vagy lineáris áramlási sebessége az átáramoltatott talajtestben m/sec-ban. tehát a szűrési sebesség.
DARCY szerint az áramlási, illetve szűrési sebesség talajtestben az alábbi egyenlet segítségével fejezhető ki:
v = ktxAh/As (III) ahol v - a szűrési sebesség m/sec-ban, kf- a talajtest átbocsátási tényezője m/sec-ban,
Ah/As - a hidraulikus lejtésfok.
Olyan növényi tisztítóberendezések, különösen az ún. „gyökértéri berendezések”, amelyek helofitonokkal létrehozott gyökérzettel behálózott felső talajrétegek teljesítőképességén alapulnak, rendszerint a hatásos térnek egy meghatározott mélységére - általában 0,6 m-es mélységére - vannak telepítve, ezalatt az alsó talajszintekkel, illetve a talajvízzel szemben hermetikusan le vannak zárva.
Az így meghatározott hatásos térben, illetve így meghatározott talajmátrixban speciális talaj kiválasztás révén, különösen a földalatti növényi szervek gyökérzet és rhizomák) másodlagosan strukturáló tevékenységének köszönhetően nagy átbocsátási k, tényezőket lehet elérni, amelyeket egyébként csak durva elsődleges szemcsézetekkel érnek el.
Kísérletek azt mutatták, hogy 10'7 m/sec-ok kf értékkel rendelkező talajban elhelyezett gyökérzet többéves fejlődését követően 5x10 3 m/sec-os kf értékkel rendelkező, beültetett szűrőágy hozható létre, az ilyen k, érték egyébként csak durva homoknál érhető el. Ennek ellenére az ilyen áteresztő képességet kivételnek
HU 213 052 Β kell tekinteni, biztonsággal viszont 5xl0“4 m/sec-os k, értékek érhetők el.
Éne vezethetők vissza az ilyen berendezések méretezésénél és alkalmazásánál felmerülő nehézségek. Ezekre az alábbiakban részletesebben is kitérünk.
Ötezer átlagos lakossági fogyasztó (EGW) számára kiképzendő „gyökértéri berendezés” kiszámításához a szokásos paramétereket alkalmazzuk. így tehát a napontajelentkező szennyvíz mennyisége: Qs = 750 m3.
501/EGWxd beszivárgást vízhányadot feltételezve, az ilyen tisztító berendezésbe 1000 m3/d szennyvíz áramlik, 10 órás számítási idő alatt a másodpercenkénti szennyvíz-hozzááramlás 2,78xl0*2 m3/sec-ot tesz ki.
A szennyvíz BOI5-terhelése vonatkozásában mechanikai előtisztítás után a szokásos értékeket figyelembe véve 45 g/EGWxd értéket vesszük alapul. A teljes bevezetési koncentráció így tehát 225 mg/1 BOI5. A kívánt tisztítási eredmény 15 mg/1 BOI5.
A beültetett szűrőágy szükséges felülete tehát az I egyenlet alapján:
Fx = 5,2x1000x(In 225/15)
Fx = 145 082 m2
A fentiek alapján tehát az átlagos lakossági fogyasztónként! fajlagos felületszükséglet 2,82 m2-t tesz ki. Ez műszakilag könnyen megvalósítható és ezt gyakran meg is valósították.
Ezzel szemben problémát okozott a szükséges beszivárgást illetve áramlási keresztmetszet megvalósítása, amire az alábbiakban részletesebben is kitérünk. AII egyenlet szerint az áramlási keresztmetszet vonatkozásában érvényes volt, hogy
Q
Φ =- (IV) kfXÁh/As
2,78x10-2 m3/sec
Φ -5x 1CH m/secxAh/As
A fenti értékek esetén - feltételezve, hogy 5%-os hidraulikus lejtésfokot kell megvalósítani, ami az áramlási irányban fenéklejtés létrehozásával biztosítható - az alábbi keresztmetszetet kell biztosítani:
2,787x10-2 m3/sec Φ =5x 10 4 m/secx5x 10~2
Φ = 1112 ni2
Amennyiben a hatásos mélység (szelvénymélység) 0,6 m-t tesz ki, a fenti keresztmetszet biztosításához 1853 m szélességű berendezést kellene kialakítani.
A berendezés teljes felülete 14 082 m2-tesz ki, a berendezés eszerint áramlási irányban 7,6 m-es kiterjedéssel rendelkezne, ahol a beszívárgási szélesség 1853 m.
Az ilyen hidraulikus feltételeknek eleget tevő felületkialakítás elosztástechnikailag nem realizálható és
7,6 m-es átfolyási út esetén nem biztosíthat megbízható áramlási képet és megbízható tisztítást.
A fentiekben tehát az ilyen jellegű tisztító eljárásoknak a rendszer okozta problémáit példákkal is alátámasztottuk.
Tekintettel az ilyen jellegű tisztító eljárások egyéb rendkívüli előnyeire, számos kísérletet végeztek el és javaslatokat dolgoztak ki ezen nehézségek kiküszöbölésére.
Ésszerű, hogy az ilyen berendezések esetén a szennyvízhozzáfolyást 24 órára egyenletesen elosszuk. Ezt műszakilag kiegyenlítő medencék segítségével lehet megvalósítani. A beültetett szűrőágy nagy pufferkapacitását is lehet hasznosítani, ebben az esetben a szennyvízhozzáfolyás 1,16x 10“2 m3/sec, a beszívárgási szélesség 772 m-t, az áramlási út pedig 18,2 métert tesz ki.
Ezzel elvileg nem sokat nyertünk, mivel ezen felületalak is alig megoldható elosztási problémákkal jár és egy 18,2 m-es átjáró alig tud biztosítani egyenletes áramlási képet.
Az ilyen felületnek a terepen való elhelyezésével kapcsolatos problémákra itt nem is kívánunk bővebben kitérni.
A fenéklejtésnek jelentős, hozzávetőlegesen 10%ra való növelésére irányuló gyakorlati kísérletek más jellegű hidraulikus nehézségekhez vezetnek, például vízkiáramlásokhoz a talajtest felületére, még mielőtt a szennyvíz a teljes tisztító berendezésen átáramolt volna. Ezenkívül ily módon sem hozható létre egy műszakilag megvalósítható és szennyvíztechnikailag kívánatos felületalak.
Olyan, ritkán alkalmazott, megoldások is léteznek, amelyeknél a felületet több részfelületre osztották fel. Ez a megoldás is korlátokba ütközik, mindenekelőtt jelentős mértékben növekszik a műszaki ráfordítás, úgyhogy az építési költségek egy elfogadható mértéket túllépnek. Minden egyes részágyat megfelelő szabályozási lehetőségeket biztosító bevezetési és elvezetési szerkezetekkel kell ellátni és minden rcszágyhoz azonos, illetve felületével arányos vízmennyiséget kell hozzárendelni. Ennek megvalósítására használható műszaki megoldást eddig nem tudtak kifejleszteni.
Egy további ismert lehetőség a hidraulikus problémák - talajrétegen való átáramlás biztosításával történő - megoldására abban van, hogy vertikális beszivárgási móduszt választanak. Ezt a megoldást viszonylag gyakran alkalmazzák, annak ellenére, hogy ez az eljárásmód nehézségekkel és kiszámíthatatlansággal jár. Nehéz ugyanis a szennyvizet nagyobb felületen egyenletesen elosztani, az erre a célra történő permetező öntözés a vele kapcsolatban fellépő környezeti terhelés miatt hátrányos, és ezért ezt általában nem alkalmazzák. Általában nem fogadják el továbbá a szabad, nyitott szennyvízfelületet a talajon. Mindenekelőtt vi3
HU 213 052 Β szont az eltérően kialakuló kf értékek nem ellenszabályozhatók és az aktív gyökérzet terén keresztül vezető, legfeljebb 1 m-es átáramlási szakasz általában nem elegendő a talajtest aktív szerkezeteivel való érintkezés révén történő megbízható tisztításhoz.
Számos fejlesztő ezért a növényekkel beültetett szűrőágyak komplex és aktív talajmátrixának használatát nem tartja előnyösnek, ehelyett a szennyvíz tisztítására inkább átáramoltatott kavics- vagy durva homokágyakat alkalmaznak, számításba véve az ilyen megoldásokra jellemző kisebb teljesítményt és biokémiai mozgékonyságot, amely a talajra jellemző és a háztartási szennyvízben is mindenkor jelen lévő xenobiotika miatt kívánatos is.
A találmány révén megoldandó feladat abban van, hogy a bevezetőben ismertetett berendezés továbbfejlesztésével olyan berendezést hozzunk létre, amely a gyakorlatban műszakilag hasznosítható felületalakot, azaz a beszivárgási szélességnek és az áramlási szakasznak (úthossz) a gyakorlatban műszakilag hasznosítható arányát biztosítja.
A feladat megoldására folyadék tisztítására olyan berendezést hoztunk létre, amelynek bevezetéssel, elvezetéssel és kavicsfenékággyal ellátott emerz helofitonokkal beültetett szűrőágya van. ahol a kavicsfenékágy tározóteret képezően a beültetett szűrőágy hosszának egy első részére kiterjedően a tisztítandó folyadék áramlási irányába terjeszkedőén van elrendezve és a bevezetéssel hidraulikusan össze van kötve, ahol a találmány szerint a kavicsfenékágy elvezetés felőli vége a beültetett szűrőágy hosszának egy második, kavicsfenékágy-mentes szakaszán keresztül az elvezetéssel hidraulikusan van összekötve.
A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a kavicsfenékágynak nagyobb hidraulikus vezetőképessége van, mint a növényekkel beültetett szűrőágy talajmátrixának, és ezáltal a talajmátrixban a folyatónyomásra egy felfelé irányuló nyomásösszetevő rakódik rá. Ezáltal olyan átáramlás biztosítható, amely a beültetett szűrőágyon a kavicsfenékágy által meghatározott hossz mentén vízszintes és egyenletesen elosztott átáramlást biztosít. A beszivárgási keresztmetszetet az építéstechnikai adottságoknak megfelelően választjuk meg, éspedig úgy, hogy az említett egyenletes (homogén) átáramlás biztosítható legyen.
A bevezetett szennyvíz hozzáfolyásához (bevezetéséhez) szükséges átáramlás beállítása a kavicsfenékágy elvezetés felőli vége és az elvezetés lefolyási pontja közötti hidraulikus lejtésfok beállításával valósul meg. A találmány tehát lehetővé teszi, hogy műszakilag megvalósítható és a kívánt tisztítási eredményt biztosító beszivárgási keresztmetszeteket tág határokon belül válasszuk meg.
A találmány olyan meglepő hatást is biztosít, hogy a gyökerek és rhizomák fejlődését ezen felfelé irányuló nyomáskomponens különösen a mélységi feltárás vonatkozásában előnyösen befolyásolja.
Ez nyilvánvalóan azzal függ össze, hogy a föld alatti szervek az alulról hozzááramló vízzel és az abban oldott tápanyagokkal szemben nőnek, míg felszínközeli betáplálás esetén csupán a felső 20-30 cm-es rétegben nagy biomasszák kialakítására hajlamosak, a talajtest alsó zónáiban a feltárás mértéke sokkal kisebb.
A találmány szerinti berendezésnek egy előnyös foganatosítási módja szerint a kavicsfenékágy az elvezetés felőli vég felé lefelé lejtősen van telepítve.
A kavicsfenékágy előnyösen 1% és 5% közötti tartományba eső fenéklejtéssel van telepítve.
A találmány az alábbiakban egy előnyös kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon az
1. ábra növényekkel beültetett és a találmány szerint kialakított szűrőágy egy előnyös kiviteli alakjának vázlatos hosszmetszete, a
2. ábra az 1. ábra szerinti szűrőágyra vonatkozó nyomásviszonyokat és a szivárgási görbét, a
3. ábra pedig a talajmátrixnak g/m--ben megadott föld alatti növényi összetevőinek száraz tömegét mutatja a technika állásához tartozó talajmátrixszal összehasonlítva.
A növényekkel beültetett szűrőágyak felépítése és létrehozása a bevezetőben megadott irodalomból lényegében ismert. Ezért itt csak röviden és összefoglalóan említjük, hogy a mindenkori felhasználási célnak megfelelően méretezett ágyat ásunk, amelyet a fenékoldalon és az oldalfalakon a tisztítandó folyadék számára át nem eresztő membránnal vagy fóliával bélelünk ki. Az egymással szemben lévő homlokoldalakon bevezető nyílást (bevezetést) és lefolyót (elvezetést) képezünk ki, ahol a bevezető nyíláson keresztül a tisztítandó folyadékot a növényekkel beültetett szűrőágyhoz juttatjuk, míg a lefolyó a növényekkel beültetett szűrőágyból kiáramló tisztított folyadékot fogadja és például a befogadóhoz (recipiens) továbbítja. A kiásott ágyat alkalmas talajanyaggal, például para barnafölddel (B-horizont) vagy monolitikus agyagos homokkal töltjük fel, amelyet emerz helofitonokkal (vízbe merülő mocsári növényekkel), például phragmites, iris, scirpus-félékkel és hasonlókkal ültetünk be. Erre a célra alapvetően olyan növényeket alkalmazunk, amelyek szellőztető szövetükön (aerenchima) keresztül gyökérzetükhöz és adherens gyökértartományukhoz oxigént képesek szállítani és ezáltal a beültetett szűrőágynak a higromorf talajmátrixában aerob és anaerob kis tartományokból álló mintát építenek fel. ahol ezen aerob cs anaerob kis tartományok a beültetett szűrőágy tisztítóhatását biztosítják.
Az 1. ábrán metszetben bemutatott és a találmány szerint kialakított, folyadékok, mint szennyvíz, tisztítására szolgáló berendezés esetén látható az emerz helifitonokkal beültetett 1 szűrőágy, amely hotnlokoldalán kaviccsal megtöltött bevezető árokként kiképzett 2 bevezetéssel van ellátva. A 2 bevezetéssel szemben lévő homlokoldalon 3 elvezetés van kiképezve, például szivárgó csőként kialakított elvezetőcső, amely az 1 szűrőágyból kiáramló tisztított folyadékot fogadja és ellenőrző aknához, például befogadóhoz juttatja. Az 1 szűrőágy 4 feneke és oldalfalai vizet át nem eresztő fóliával vannak lefedve.
Az 1 szűrőágy és a talajvíz elleni elszigetelésre
HU 213 052 Β szolgáló fóliák között 15-20 centiméter vastag 5 kavicsfenékágy van elrendezve. Az 5 kavicsfenékágy a 2 bevezetéssel hidraulikusan össze van kapcsolva.
Az 1. ábra szerint az 5 kavicsfenékágy hossza kisebb, mint a beültetett 1 szűrőágyé, ahol az 5 kavicsfenékágy a beültetett 1 szűrőágy 4 fenekéhez képest lefelé irányuló lejtéssel van elrendezve. Ezt a lejtést az 1-5%-os tartományba eső fenékesés határozza meg.
A beültetett 1 szűrőágyban ismert módon az emerz helofitonok segítségével beszivárgás! 7 keresztmetszettel hozzuk létre az aktív 6 talajmátrixot.
Az 1. ábra szerinti berendezés hatását vázlatosan a
2. ábrán mutatjuk be. A 2. ábrán látható a 2 bevezetéssel, a 3 elvezetéssel, a 4 fenékkel, a lejtősen elrendezett 5 kavicsfenékággyal, a 6 talajmátrixszal és a beszivárgás! 7 keresztmetszettel kialakított 1 szűrőágy. Az ábrán látható továbbá a 2 bevezetés tartományában kialakult 8 folyadékszint, amelyből a tisztítandó folyadék a beszivárgási 7 keresztmetszeten keresztül a 6 talajmátrixba (és az 5 kavicsfenékágyba) belép és azon lényegében vízszintes irányban 9 nyilak segítségével jelölt folyatónyomásnak megfelelően átáramlik. Az 5 kavicsfenékágynak a 6 talajmátrixhoz képesti lényegesen nagyobb hidraulikus vezetőképessége folytán az 5 kavicsfenékágy fölött annak hossza mentén olyan nyomás alakul ki, amely a folyatónyomásra merőleges és az ábrán 10 nyilakkal van jelölve. Az 5 kavicsfenékágy lejtése miatt ezen nyomás az 5 kavicsfenékágy elvezetés felőli 11 vége felé növekszik. Ennek következtében a 6 talajmátrixon átáramló folyadéknak a pontozott vonallal jelölt 12 szivárgási görbéje az 5 kavicsfenékágy elvezetés felőli 11 végéig lényegében vízszintesen és a 6 talajmátrix 13 felületével párhuzamosan, gyakorlatilag a 2 bevezetés tartományában lévő 8 folyadékszint magasságában helyezkedik el. Összehasonlítás céljára a 2. ábrán hagyományosan beültetett szűrőágyhoz tartozó 14 szivárgási görbét vonalkázottan jelöltük (a szivárgási görbe és annak meghatározása vonatkozásában lásd Β. O. Lükén, „Phánomene dér hydraulischen Leitfáhigkeit dauernd hydromorpher Bodenmatrices”, Dissertation Gesamthochschule Kasse! 1989).
A berendezés zavarmentes működéséhez szükséges, hogy az általában bevezető árokként kialakított 2 bevezetésnél a beültetett 1 szűrőágy 13 felületének magasságában elhelyezkedő állandó 8 folyadékszintet fenntartsuk. Ennek érdekében a bevezető árok önmagában ismert módon túlfolyóval látható el, amelynek feladata, hogy a felesleges folyadékot befogadja és a folyadékhiányt kiegyenlítse.
Az 5 kavicsfenékágy felől kialakuló nyomás következtében a 6 talajmátrixban két, különböző áramlási viszonyokkal jellemezhető szakasz jön létre, egy első 16 szakaszban - amely az 5 kavicsfenékágy L hossza mentén a 2 bevezetéstől az 5 kavicsfenékágy elvezetés felőli 11 végéig terjed - a tisztítandó folyadék a 12 szivárgási görbének megfelelően a teljes 6 talajmátrixon lényegében vízszintesen áramlik át. Egy második kavicságymentes 1 szakaszban, amely a beültetett 1 szűrőágynak egy kavicsfenékágy-mentes szakasza mentén az 5 kavicsfenékágy elvezetés felőli 11 végétől a 3 elvezetésig terjed - a tisztítandó folyadék a 6 talajmátrixon a 12 szivárgási görbének megfelelően viszonylag meredek hidraulikus Ah/As gradiens alatt áramlik át, mivel annak As áramlási szakaszát csupán a rövid fennmaradó 1 szakasz határozza meg.
Összességében olyan eredményt értünk el, amely szerint az átáramlás, illetve a beültetett 1 szűrőágy tisztítóteljesítménye azáltal igazítható a mindenkori helyi követelményekhez, hogy az elrendezés létrehozásakor a beszivárgási 7 keresztmetszet az 5 kavicsfenékágy L hosszával, illetve a beültetett 1 szűrőágy fennmaradó 1 szakaszával való összefüggésben a IV egyenlet szerint választjuk meg. Ezen kialakítás esetén így tehát a 6 talajmátrixon való Q átfolyást a 6 talajmátrixon belül állítjuk be. Ennek eredményeképpen a bevezetőben említett feltételek (1000 m3/d; 24 órán keresztül egyenletes, 1.16 m3/sec-os folyadékhozzááramlással) teljesítése érdekében olyan berendezést valósítottunk meg, amelyre az alábbi adatok érvényesek:
Fx (I egyenlet) = 14 082 m2, teljes hossz 100 m, ennek alapján megállapított beszivárgási szélesség 140,8 m.
0,6 méteres szokásos beszivárgási mélység esetén a beszivárgási keresztmetszet Φ = 84,5 m2.
Az 1,16x10-2 m3/sec értéket kitevő, kívánt átáramlási teljesítményt a IV egyenlet szerint érjük el, ha
Q l,16xl02
Ah/ Ds = -=- = 0,2746 kj-χΦ 5xl0“4x84,5 és
Ah 0,6
As=-=-= 2,18
0,2746 0,2746 azaz, ha a beültetett 1 szűrőágy fennmaradó hossza hozzávetőlegesen 2,18 métert, illetve az 5 kavicsfenékágy (vízszintes) hossza hozzávetőlegesen 97,8 métert tesz ki.
Megjegyezzük, hogy
a) ez a számítás építészeti szempontból megvalósítható fenékesés figyelmen kívül hagyásával, és
b) a talajfelszín (például 1%) és az elrendezés feneke (5%-ig) egymástól eltávolodó magassági vonalainak figyelmen kívül hagyásával történt.
A fentiek alapján felismerhető, hogy számos számszerű konstelláció és lehetőség adott, amelynek a tervező számára több lehetőséget biztosítanak, minden cselben, viszont az 5 kavicsfenékágy hosszát és helyzetét meghatározott előírt adatok esetén egyértelműen meghatározzák, vagy az újabb variációnak megfelelően a növényekkel kialakított tisztítórendszer kialakításához meghatározott előírásokat engednek meg. Más megoldásokkal való kombinálás révén (például két munkaegységre való felosztás, ami műszakilag egyszerű és gyakran kívánatos is) bonyolult esetekhez és nagyméretű berendezésekhez is megfelelő megoldások alakíthatók ki.
Ismert módon az 5 kavicsfenékágyból rövidre záró
HU 213 052 Β vezeték vezethető el a berendezésből, amely vészhelyzetben nyitható és a berendezés teljes mértékű és gyors víztelenítését teszi lehetővé.
A 3. ábra diagramot mutat, amelynek A része hagyományos, emerz helofitonokkal beültetett, kavicsfenékágy nélküli 1 szűrőágy talajmátrixának gyökérzettel való behálózását, míg B része az 1. ábra szerinti, 10 centiméter vastagságú 5 kavicsfenékággyal ellátott 1 szűrőágy 6 talajmátrixának gyökérzettel való behálózását a 0,6 méterig terjedő mélységtől való függvényében mutatja. A beültetett 1 szűrőágyak összehasonlítható fejlődési állapotban voltak. A gyökérzettel való behálózás mértékeként a föld alatti növényi részek száraz tömegének g/m-ben kifejezett értéke szolgál, a mintákat a következő módon vettük és vizsgáltuk meg:
A beültetett 1 szűrőágy felületének egy megmért részéről növényeket és üledékanyagokat (detritusz) távolítottunk el és az 1 szűrőágyba 1 mx 0,5 mx0,5 m méretű acélszekrényt juttattunk. Az acélszekrény hosszanti oldalán 10 cm-es távolságokban kialakított rések találhatók, amelyen keresztül egy kiásott aknából kiindulva vezetőelemen vezetett acéllemezeket vezetünk a szűrőágyba. Ily módon a szűrőágyban kialakított 10 cm vastagságú rétegek mindegyikéből a hozzátapadó földet kimossuk. Az egyes 10 cm vastagságú rétegekben megmaradó föld alatti növényi részeket állandó tömeg eléréséig (hozzávetőlegesen 3 napig) szárítószekrényben 105 °C hőmérsékleten szárítottuk. Az így nyert szárazanyag tömege a 3. ábrán szerepel.
Az a és B diagramok összehasonlítása alapján megállapítható, hogy a 6 talajmátrix az 5 kavicsfenékágy jelenléte esetén nagyobb mélységig és közvetlenül az 5 kavicsfenékágyig egyenletesen jól be van hálózva a gyökérzettel, míg a hagyományos 6 talajmátrix a felső rétegekben erősebben, az alsó rétegekben pedig erősen csökkenő mértékben van behálózva a gyökérzettel.
SZABADALMI IGÉNYPONTOK
Claims (3)
1. Berendezés folyadék tisztítására, amely berendezésnek bevezetéssel, elvezetéssel és kavicsfenékággyal ellátott, emerz helofitonokkal beültetett szűrőágya van, ahol a kavicsfenékágy tározóteret képezően a beültetett szűrőágy hosszának egy első részére kiterjedően a tisztítandó folyadék áramlási irányában terjeszkedőén van elrendezve és a bevezetéssel hidraulikusan össze van kötve, azzal jellemezve, hogy a kavicsfenékágy (5) elvezetés felőli vége (11) a beültetett szűrőágy (1) hosszának egy második, kavicsfenékágy-mentes szakaszán (1) keresztül az elvezetéssel (3) hidraulikusan van összekötve.
2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kavicsfenékágy (5) az elvezetés felőli vég (11) felé lejtősen van telepítve.
3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kavicsfenékágy (5) 1% és 5% közötti fenéklejtéssel van telepítve.
HU 213 052 Β Int. Cl.6: C 02 F 3/32 lobra
HU 213 052 Β Int. Cl.6: C 02 F 3/32
HU 213 052 Β Int. Cl.6: C 02 F 3/32 cm
602,5 561 ,4
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4237220A DE4237220A1 (de) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | Verfahren und Anlagen zur Reinigung von Flüssigkeiten in horizontal durchströmten bepflanzten Filterbetten |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9203839D0 HU9203839D0 (en) | 1993-04-28 |
| HUT66341A HUT66341A (en) | 1994-11-28 |
| HU213052B true HU213052B (en) | 1997-01-28 |
Family
ID=6472079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9203839A HU213052B (en) | 1992-11-04 | 1992-12-04 | Device for purification of liquids |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5273653A (hu) |
| CA (1) | CA2088469C (hu) |
| CH (1) | CH688623A5 (hu) |
| DE (1) | DE4237220A1 (hu) |
| GB (1) | GB2272213B (hu) |
| HU (1) | HU213052B (hu) |
| IT (1) | IT1263770B (hu) |
| PL (1) | PL171833B1 (hu) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5362397A (en) * | 1991-06-05 | 1994-11-08 | Biogenie Inc. | Method for the biodegradation of organic contaminants in a mass of particulate solids |
| GB2296916B (en) * | 1995-01-07 | 1998-11-04 | Reinhold Kickuth | Flow control for evening out waste water inflow in soil-based installations for waste water purification |
| AUPN222395A0 (en) * | 1995-04-07 | 1995-05-04 | Dowmus Pty Ltd | Waste water purification system |
| AU694637B2 (en) * | 1995-04-07 | 1998-07-23 | Dowmus Pty Ltd | Effluent treatment system |
| US5993649A (en) * | 1996-01-03 | 1999-11-30 | Debusk; Thomas A. | Sequential biological-chemical water treatment system |
| US5733453A (en) * | 1996-07-15 | 1998-03-31 | Azurea, Inc. | Wastewater treatment system and method |
| US5893975A (en) * | 1997-04-23 | 1999-04-13 | Roux Associates, Inc. | Enhanced subsurface flow constructed wetland |
| US6159371A (en) * | 1997-05-30 | 2000-12-12 | Albuquerque Public Schools District No. 12 | Constructed wetlands remediation system |
| US6652743B2 (en) | 1997-06-23 | 2003-11-25 | North American Wetland Engineering, Inc. | System and method for removing pollutants from water |
| US6200469B1 (en) | 1997-06-23 | 2001-03-13 | North American Wetland Engineering | System for removing pollutants from water |
| US5897777A (en) * | 1997-10-03 | 1999-04-27 | Zoeller Co. | Waste water treatment system |
| AU724038B2 (en) * | 1998-07-21 | 2000-09-07 | Roy Tudor Brewer | Device and method for treating waste water |
| AT407522B (de) * | 1998-10-12 | 2001-04-25 | Kub Ulrich O Ing | Kläranlage zur biologischen abwasserreinigung |
| US6277274B1 (en) * | 1999-04-16 | 2001-08-21 | Larry Steven Coffman | Method and apparatus for treating stormwater runoff |
| DE19927456A1 (de) * | 1999-06-16 | 2001-01-04 | Rpp Entsorgungstechnologie Ver | Bepflanzungs- und Stabilisierungsballen und Verfahren zur Nutzung und Bepflanzung |
| US6319405B1 (en) | 2000-03-23 | 2001-11-20 | Guy W. Roy | Wastewater disposal system |
| WO2008014087A2 (en) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | Fountainhead, Llc | Buoyant plant habitat and process for its manufacture |
| US8110105B2 (en) | 2008-04-09 | 2012-02-07 | Contech Stormwater Solutions, Inc. | Stormwater filtration systems |
| US8287728B2 (en) * | 2009-02-10 | 2012-10-16 | Fountainhead L.L.C. | Elevated swale for treatment of contaminated stormwater |
| AU2011267932B2 (en) | 2010-06-14 | 2015-09-17 | Arconic Inc. | Wastewater treatment system and method for removal of contaminants via mixed metal oxide beds |
| US9085474B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-07-21 | Lean Environment Inc. | Modular system for storm water and/or waste water treatment |
| US9315406B2 (en) | 2013-01-11 | 2016-04-19 | Alcoa Inc. | Wastewater treatment systems and methods |
| CN107867761A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-04-03 | 常州大学 | 一种黑臭河流的治理方法 |
| US11306012B2 (en) | 2018-01-02 | 2022-04-19 | Reed Scientific Services Ltd. | Soil-based flow-through rhizosphere system for treatment of contaminated water and soil |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8607653D0 (en) * | 1986-03-27 | 1986-04-30 | Lisborg N | Flow control system |
| US5137625A (en) * | 1990-12-28 | 1992-08-11 | Wolverton Billy C | Aquatic plant/microbial water purification system |
-
1992
- 1992-11-04 DE DE4237220A patent/DE4237220A1/de not_active Withdrawn
- 1992-12-04 HU HU9203839A patent/HU213052B/hu not_active IP Right Cessation
- 1992-12-18 PL PL92297062A patent/PL171833B1/pl unknown
-
1993
- 1993-01-19 IT ITMI930072 patent/IT1263770B/it active IP Right Grant
- 1993-01-22 GB GB9301287A patent/GB2272213B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-29 CA CA 2088469 patent/CA2088469C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-08 US US08/027,657 patent/US5273653A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-22 CH CH03184/93A patent/CH688623A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1263770B (it) | 1996-08-29 |
| HUT66341A (en) | 1994-11-28 |
| HU9203839D0 (en) | 1993-04-28 |
| ITMI930072A0 (it) | 1993-01-19 |
| GB9301287D0 (en) | 1993-03-17 |
| CH688623A5 (de) | 1997-12-15 |
| PL297062A1 (en) | 1994-05-16 |
| GB2272213B (en) | 1996-04-03 |
| PL171833B1 (pl) | 1997-06-30 |
| CA2088469C (en) | 2001-08-07 |
| ITMI930072A1 (it) | 1994-07-19 |
| DE4237220A1 (de) | 1994-05-05 |
| CA2088469A1 (en) | 1994-05-05 |
| GB2272213A (en) | 1994-05-11 |
| US5273653A (en) | 1993-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU213052B (en) | Device for purification of liquids | |
| Brix et al. | The use of vertical flow constructed wetlands for on-site treatment of domestic wastewater: New Danish guidelines | |
| AU594147B2 (en) | Method of, and installation for, purifying liquids using a throughflow-controlled aquatic plant-containing filter bed | |
| US5690827A (en) | Sewage treatment system using peat and a constructed wetland | |
| CN103880257A (zh) | 一种农村分散式污水的生态组合处理方法及装置 | |
| CN101898856A (zh) | 污水处理厂二级出水的潜流人工湿地系统及其应用 | |
| CN101096283A (zh) | 利用零散土地并具景观功能的农户生活污水处理系统 | |
| KR100375052B1 (ko) | 인공습지를 이용한 자연정화 촉진방법 및 그 장치 | |
| CN102020399B (zh) | 生活污水u型溢流式土壤渗滤处理装置 | |
| Biddlestone et al. | A botanical approach to the treatment of wastewaters | |
| CN105217893B (zh) | 一种斜底式潜流人工湿地组合系统 | |
| CN102409718A (zh) | 收集处理河网区村落初期雨水的装置和方法 | |
| CN201553667U (zh) | 一种污水处理湿地系统 | |
| Kropf et al. | Equilibrium operation of subsurface absorption systems | |
| CN207468298U (zh) | 一种用于黑臭河道治理的科技湿地岸滤系统 | |
| CN207933136U (zh) | 一种微生物修复水体系统 | |
| CN113800641A (zh) | 一种掺混生活污水的农业流域面源污染消减与再利用生态治理设计方法 | |
| CN103641282A (zh) | 一种农村生活污水地表慢速渗滤土地处理的方法 | |
| CN202248042U (zh) | 一种收集处理河网区村落初期雨水的装置 | |
| CN201873597U (zh) | 生活污水u型溢流式土壤渗滤处理装置 | |
| KR200251872Y1 (ko) | 인공습지를 이용한 자연정화 장치 | |
| EP0432206A4 (en) | Wastewater treatment system | |
| CN211665883U (zh) | 一种导流式固定化微生物耦合型的植草沟 | |
| DE19737542C1 (de) | Bodenfilter zur biologischen Reinigung von vorgeklärtem Abwasser | |
| Bouwer | Renovating municipal wastewater by high‐rate infiltration for ground‐water recharge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |