PL151614B1

PL151614B1 - Method of and apparatus for biologically treating sewages

Info

Publication number: PL151614B1
Application number: PL1987267368A
Authority: PL
Priority date: 1987-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1990-09-28
Also published as: PL267368A1

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA REPUBLIC POLAND OPIS PATENTOWY PATENT DESCRIPTION 151614 151614 Λα Λα Patent dodatkowy do patentu nr--- Zgłoszono: 87 08 18 (P. 267368) Additional patent to patent no --- Reported: 87 08 18 (P. 267368) tniHlU D G Ó LHA tniHlu D UP LHA W» IN" Pierwszeństwo - Priority - Int. Cl.⁵ C02F 3/02Int. Cl. ⁵ CO2F 3/02 URZĄD PATENTOWY OFFICE PATENT Zgłoszenie ogłoszono: 69 O²! 17Submission announced: 69 O ² ! 17 RP RP Opis patentowy opublikowano: 1991 03 29 Patent description published: 1991 03 29

Twórcy wynalazku: Lech Gratunik, Witold Dąbek, Michał Wiliński,Creators of the invention: Lech Gratunik, Witold Dąbek, Michał Wiliński,

Jan Kozłowski, Elżbieta Gratunik, Stanisław GustołekJan Kozłowski, Elżbieta Gratunik, Stanisław Gustołek

Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo Morskiego Budownictwa Hydrotechnicznego ENERG0P0L-5, Szczecin (Polska)The holder of the patent: Przedsiębiorstwo Morskiego Budownictwa Hydrotechnicznego ENERG0P0L-5, Szczecin (Poland)

SPOSÓB I URZĄDZENIE DO BIOLOGICZNEGO OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓWMETHOD AND DEVICE FOR BIOLOGICAL WATER TREATMENT

Przedmiotem wynalazku jest sposób biologicznego oczyszczania ścieków i urządzenie do biologicznego oczyszczania ścieków, w których zawarte są biologicznie rozkładalne substancje odpadowe różnego rodzaju, przemysłowe i gospodarczo-bytowe.The subject of the invention is a method of biological wastewater treatment and a device for biological wastewater treatment, in which there are contained various types of biodegradable waste substances, both industrial and economic and living.

Znany jest sposób i urządzenie do biologicznego oczyszczania ścieków, w którym ścieki krążą w systemie obejmującym przepływ opadający i przepływ wznoszący w odpowiednich komorach. Natlenienie ścieków dokonuje się podczas ich przepływu opadającego i/lub wznoszącego.There is known a method and apparatus for biological wastewater treatment in which the wastewater circulates in a system comprising a descending flow and an ascending flow in respective chambers. The wastewater is oxygenated during its falling and / or rising flow.

W polskim opisie patentowym nr 11? 224 opisano sposób i urządzenie do biologicznego oczyszczania ścieków. Zbiornik do oczyszczania ścieków przez wprowadzanie jej w obieg i kontaktowanie z gazem stanowi głęboki szyb zagłębiony w ziemi, którego głębokość dochodzi do 80 metrów, a najkorzystniej zawarta jest w granicach 25 do 50 metrów. Zbiornik ten jest wyposażony w rurę dolnoprzepływową i rurę górnop rze pływową, które to rury są połączone górnymi końcami, zaś koniec dolny rury gómoprzepływowe j jest usytuowany w zbiorniku na poziomie niższym niż dolny koniec rury d o lnop rze pływowe j. W górnej części zbiornika usytuowany jest kanał do odprowadzania oczyszczonej cieczy. Ponadto zbiornik ten posiada układ do wprowadzania ścieków w obieg i układ do wprowadzania gazu do ścieków krążących w tym zbiorniku.In the Polish patent specification No. 11? 224 describes a method and a device for biological wastewater treatment. The tank for wastewater treatment by circulating it and contacting it with gas constitutes a deep shaft sunk into the ground, the depth of which reaches 80 meters, and most preferably between 25 and 50 meters. The tank is equipped with a low flow tube and a high tidal tube, which tubes are connected by their upper ends, and the lower end of the anti-flow tube j is located in the tank at a level lower than the lower end of the tidal tube j. channel for draining the purified liquid. Moreover, the tank has a system for circulating sewage and a system for introducing gas to the sewage circulating in the tank.

Sposób biologicznego oczyszczania ścieków polegający na wprowadzaniu ścieków w oiągły obieg o przepływie opadającym i wznoszącym oraz mieszaniu ścieków podczas przepływu opadającego z gazem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w górnej strefie przepływu wznoszącego tworzy się strefę z mikroorganizmami osiadłymi przez którą to strefę przepuszoza się całość lub część przepływu wznoszącego i odprowadza się część przepływu która poddaje się klarowaniu, przy czym w strefie mikroorganizmów osiadłych dokonuje się łączenia drobnyoh pęcherzyków powietrza w większe pęcherzyki za pomocą których powoduje się oozyszczanie tej strefy z przyrostu błon osadu czynnego. Strefę z mikroorganizmami osiadłymi tworzy sięThe method of biological wastewater treatment consisting in introducing wastewater into a continuous cycle with a descending and rising flow and mixing of wastewater during the downward flow with gas, according to the invention, characterized by the fact that in the upper zone of the upward flow, a zone with settled microorganisms is created through which the entire zone is passed. or part of the ascending flow and the part of the flow that is subjected to clarification is drained, where in the zone of sedentary microorganisms, fine air bubbles are combined into larger bubbles by means of which this zone is made to be purged from the growth of activated sludge membranes. A zone with sedentary microorganisms is created

151 614151 614

151 614 o zmieniającej eię masie mikroorganizmów osiadłych na jednostkę objętości. Masę tę zmniejsza się zgodnie z kierunkiem przepływu wznoszącego.151 614 with the mass changing mass of sedentary microorganisms per unit volume. This mass is decreased in the direction of the rising flow.

Urządzenie do biologioznego oczyszczania ścieków przez wprowadzanie ich w obieg i kontaktowanie z gazem, składające się z komory oczyszczania, wewnątrz której znajduje się rura o przepływie opadającym oraz układ napowietrzania i wprowadzania ścieków w obieg zaś zewnątrz komory oczyszczania usytuowane są cylindryczne osadniki wtórne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że komora oczyszczania, w górnej swej części, ma poziomą przegrodę nad którą usytuowana jest pionowa przegroda. Przestrzeń utworzona przez poziomą przegrodę, pionową przegrodę oraz ścianę komory oczyszczania jest wypełniona wkładem biologicznym. Pozioma przegroda usytuowana jest na wysokości między 1/3 i 2/3 głębokości komory oczyszczania mierząc od dna, a ponadto zaopatrzona jest w otwory. Wkład biologiczny ma stopień upakowania największy przy poziomej przegrodzie a najmniejszy w górnej części komory oczyszczania.A device for biological treatment of wastewater by circulating it and contacting it with gas, consisting of a treatment chamber, inside which there is a pipe with a falling flow, and a system for aerating and introducing sewage into the circulation, and outside the treatment chamber there are cylindrical secondary settling tanks, according to the invention it is characterized by in that the treatment chamber, in its upper part, has a horizontal partition above which a vertical partition is situated. The space formed by the horizontal partition, vertical partition and the purification chamber wall is filled with a biological cartridge. The horizontal partition is situated between 1/3 and 2/3 of the depth of the cleaning chamber measured from the bottom, and is also provided with holes. The biological contribution has the highest degree of packing with a horizontal partition and the lowest in the upper part of the treatment chamber.

Zaletą wynalazku jest to, że uzyskuje się podwyższenie stopnia oczyszczenia ścieków poprzez zwiększenie zakresu rozkładanych i przyswajanych substancji zanieczyszczających.An advantage of the invention is that the degree of purification of the wastewater is increased by increasing the range of pollutants that are degraded and absorbed.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w przekroju pionowym w widoku schematycznym, fig. 2 - przekrój poprzeczny przez urządzenie nad poziomą przegrodą.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the device in a vertical section in a schematic view, fig. 2 - a cross-section through the device over a horizontal partition.

Jak uwidoczniono na fig. 1 komorę oczyszczania 1 najkorzystniej stanowi wgłębiony w ziemię szyb, przy czym komorę oczyszczania 1 może też stanowić oczywiście wieża usytuowana na ziemi. Nad komorą oczyszczania 1 jest usytuowany zbiornik zasilający 2, w którym znajdują się wloty 3 rur 4 o przepływie opadającym rozmieszczone symetrycznie względem pionowej osi komory oczyszczania 1. Wyloty 5 rur 4 o przepływie opadającym umieszczone są w pobliżu dna 6 komory oczyszczania 1. Wewnątrz komory oczyszczania 1 umieszczona jest pozioma przegroda 7 mająca kształt pierścienia i zaopatrzona jest w otwory 8. Nad poziomą przegrodą 7 usytuowana jest pionowa przegroda 9» której powierzchnia cylindryczna jest perforowana. W przestrzeni utworzonej przez poziomą przegrodę 7, pionową przegrodę 9 oraz ścianę 10 komory oczyszczania 1 umieszczony jest wkład biologiczny 11 stanowiący podłoże dla mikroorganizmów osiadłych. W jednej wersji wkład biologiczny 11 wykonany jest z pakietów odoinków rur. W innej wersji wkład biologiczny 11 może być wykonany z materiałów włóknistych. W każdej wersji stopień upakowania wkładu biologicznego 11 zmienia się w zależności od wysokości jego usytuowania i maleje zgodnie z kierunkiem przepływu wznoszącego w komorze oczyszczania 1.As shown in Fig. 1, the treatment chamber 1 is most preferably a shaft recessed into the ground, and the treatment chamber 1 may of course also be a tower situated on the ground. Above the purification chamber 1 there is a supply tank 2, in which there are inlets 3 of pipes 4 with descending flow symmetrically arranged in relation to the vertical axis of the purification chamber 1. Outlets 5 of pipes 4 with descending flow are located near the bottom 6 of the purification chamber 1. Inside the purification chamber 1, a ring-shaped horizontal partition 7 is arranged and provided with openings 8. Above the horizontal partition 7 is a vertical partition 9, the cylindrical surface of which is perforated. In the space formed by the horizontal partition 7, the vertical partition 9 and the wall 10 of the treatment chamber 1, a biological cartridge 11 is placed, which is a substrate for settled microorganisms. In one version, the biofilm 11 is made of pipe chuck packages. In another embodiment, the biofilm 11 may be made of fibrous materials. In each version, the degree of packing of the biological cartridge 11 varies depending on the height of its positioning and decreases with the upward flow direction in the treatment chamber 1.

Wkład biologiczny 11 nad poziomą przegrodą 7 do wysokości dolnych okien wlotowych 12 wykonany jest z elementów o najwyższym stopniu upakowania. Natomiast nad górnymi oknami wlotowymi 13 stopień upakowania wkładu biologicznego 11 jest najmniejszy. Na wysokości dolnych okien wlotowych 12 stopień upakowania wkładu biologicznego 11 jest większy od stopnia upakowania na wysokości górnych okien wlotowych 13.The biological cartridge 11 above the horizontal partition 7 up to the height of the lower inlet ports 12 is made of elements with the highest degree of packing. On the other hand, above the upper inlet ports 13, the degree of packing of the biological cartridge 11 is the smallest. At the height of the lower inlet ports 12, the degree of packing of the biological cartridge 11 is greater than the degree of packing at the height of the upper inlet ports 13.

Na obwodzie komory oczyszczania 1 w jej górnej części, usytuowane są współśrodkowo w układzie pionowym co najmniej dwa osadniki wtórne, dolny osadnik wtórny 14 i górny osadnik wtórny 15. Dolny osadnik wtórny 14 połączony jest z komorą oczyszczania 1 poprzez dolne okna wlotowe 12, zaś górny osadnik wtórny 15 połączony jest z komorą oczyszczania 1 poprzez górne okno wlotowe 13· Okna wlotowe 12 i 13 wykonane w ścianie 10 komory oczyszczania 1 wyposażone są w żaluzjowe kierownice 16. Zarówno dolny osadnik wtórny 14 jak i górny osadnik wtórny 15 mają kształt cylindryczny i zawierają zespół koncentrycznych przegród 17 stanowiących kierownice przepływu wewnętrznego oraz promieniowe układy zbierające 18, które połąozone są wspólnym rurociągiem 19 umieszczonym w ścianie 10 mającym wyprowadzenie na zewnątrz komory oczyszczania 1.On the perimeter of the treatment chamber 1 in its upper part, at least two secondary sedimentation tanks, a lower secondary sedimentation tank 14 and an upper secondary sedimentation tank are located concentrically in a vertical system 15. The lower secondary sedimentation tank 14 is connected to the purification chamber 1 through lower inlet ports 12, and the upper one the secondary sedimentation tank 15 is connected to the purification chamber 1 through the upper inlet port 13 · The inlet ports 12 and 13 made in the wall 10 of the purification chamber 1 are provided with louvered blades 16. Both the lower secondary sedimentation tank 14 and the upper secondary sedimentation tank 15 have a cylindrical shape and include a set of concentric partitions 17 constituting internal flow guides and radial collecting systems 18, which are connected by a common pipeline 19 placed in the wall 10 leading to the outside of the cleaning chamber 1.

Dno 20 dolnego osadnika wtórnego 14, a także dno 21 górnego osadnika wtórnego 15 zaopatrzone w zagłębienia 22, które rozmieszczone są współśrodkowo. Zagłębienia 22 połączone są za pomocą rurociągów 23 z pompami recyrkulacyjnymi, nie uwidocznionymi na rysunku, które umieszozone są w komorach osadczych 24. Osad zbierający się na dnie 20 i 21 dolnego i górnego osadnika wtórnego 14 i 15 jest zgarniany za pomocą zespołu zgarniająoego 25.The bottom 20 of the lower secondary settling tank 14, as well as the bottom 21 of the upper secondary settlement tank 15 provided with recesses 22, which are arranged concentrically. The depressions 22 are connected by pipelines 23 to recirculation pumps, not shown, which are placed in the settling chambers 24. Sludge that collects at the bottom 20 and 21 of the lower and upper secondary settling tanks 14 and 15 is scraped off by a scraper unit 25.

151 614151 614

Komora oczyszczania 1 oraz górny osadnik wtórny 14 są obudowane osłonami 26 i 27· Gazy od lotowe nie zużyte w procesie natleniania oraz mieszania zawartości komory oczyszczania 1 od prowadzane są do atmosfery poprzez filtry 28 oraz skrubery 29, które usytuowane są w górnej części komory oczyszczania 1.The purification chamber 1 and the upper secondary sedimentation tank 14 are enclosed by shields 26 and 27. Volatile gases not consumed in the process of oxygenation and mixing of the contents of the purification chamber 1 are led to the atmosphere through filters 28 and scrubbers 29, which are located in the upper part of the purification chamber 1 .

Ścieki przeznaozone do oczyszczania podawane są do zbiornika zasilającego 2 lub do górnej strefy 30 komory oczyszczania. Do zbiornika zasilającego 2 jest pompowany także osad recyrku lowany pobierany pompą z dolnego i górnego osadnika wtórnego 14, 15 jak również może być podawana mieszanina osadu czynnego wprost z komory oczyszczania 1. Mieszanina cieczy poprzez wloty 3 opadając rurą 4 o przepływie opadającym porywa powietrze z atmosfery panującej nad zwierciadłem cieczy w zbiorniku zasilającym 2. Powietrze ulega wymieszaniu z cieczą i zostaje wraz z cieczą przemieszczane w przepływie opadającym w pobliże dna 6 i poprzez wyloty 5 wydostaje się do strefy początkującej przepływ wznoszący. W miarę unoszenia się mieszaniny cieczy wraz z powietrzem, w przepływie wznoszącym, część mieszaniny płynie przez utworzoną strefę z mikroorganizmami osiadłymi, którą stanowi wkład biologiczny 11, zaś pozostała część płynie środkową częścią komory oczyszczania 1. Mieszanina ta zapewnia dostęp substancji organicznych i mineralnych zawartych w ściekach dla mikroorganizmów o różnych wymaganiach pokarmowych i siedliskowych i w wyniku zachodzących procesów biologicznych ścieki są oczyszczone. Ponadto pęcherzyki gazu wyzwalające się w miarę przepływu przez wkład biologiczny 11 łączą się w większe pęcherze powodując zwiększenie burzliwości przepływu, a tym samym uwalnianie błon przyrostu osadu czynnego, który unoszony jest ku górze.The wastewater to be treated is fed to the feed tank 2 or to the upper zone 30 of the treatment chamber. The recirculated sludge taken by a pump from the lower and upper secondary settling tank 14, 15 is also pumped into the supply tank 2, and the activated sludge mixture can be fed directly from the treatment chamber 1. The liquid mixture through the inlets 3 falling through the pipe 4 with a falling flow carries air from the atmosphere prevailing above the liquid table in the supply tank 2. The air is mixed with the liquid and is moved with the liquid in the descending flow towards the bottom 6 and through the outlets 5 the ascending flow exits to the starting zone. As the mixture of liquid and air rises in the ascending flow, part of the mixture flows through the created zone with settled microorganisms, which is the biological input 11, and the rest flows through the central part of the treatment chamber 1. This mixture provides access to organic and mineral substances contained in sewage for microorganisms with different nutritional and habitat requirements, and as a result of biological processes, the sewage is treated. In addition, the gas bubbles that are released as it flows through the biofilm 11 combine into larger bubbles, increasing the turbulence of the flow, thereby releasing the activated sludge growth membranes that float upward.

Z przestrzeni wkładu biologicznego 11 częśó przepływu kierowana jest do dolnego i górnego osadnika wtórnego 7, 8, w których dokonuje się separacji zawiesiny z cieczy. Sklarowana cieoz odprowadzana jest poprzez promieniowe układy zbierające 18 i rurociąg 19 poza urządzenie. Zasadnicza masa osadu czynnego jest zgarniana za pomocą zespołu zgarniającego 25 do zagłębień 22 skąd jest recyrkulowana poprzez zbiornik zasilający 2 ponownie do komory oczyszczania 1. Nadmiar osadu czynnego usuwany jest poza urządzenie w celu ostatecznego unieszkodliwienia.From the space of the biological contribution 11, part of the flow is directed to the lower and upper secondary settling tank 7, 8, where the suspension is separated from the liquid. The clarified liquid is discharged through the radial collecting systems 18 and pipeline 19 outside the device. The bulk of the activated sludge is skimmed by a scraper 25 into the depressions 22 from where it is recirculated via the feed tank 2 back to the treatment chamber 1. The excess activated sludge is removed outside the device for final disposal.

Claims

Patent claims

1. Method of biological wastewater treatment consisting in introducing wastewater into a continuous cycle with a descending and rising flow and mixing of wastewater during the downward flow with gas, characterized in that in the upper zone of the upward flow a zone with settled microorganisms is created through which all or part of the flow is passed part of the flow to be clarified is drained, while in the zone with settled microorganisms fine bubbles are combined into larger bubbles by means of which the zone is cleared of activated sludge growth membranes.

2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the zone with settled microorganisms is formed with a varying mass of settled microorganisms per unit volume.

3. The method according to p. A process as claimed in claim 2, characterized in that the mass of the sedentary microorganisms is reduced in the upward flow direction.

4. A device for biological treatment of wastewater by circulating it and contacting it with gas, consisting of a treatment chamber, which is a deep shaft, inside which there is a pipe with a descending flow, and a system of aeration and circulation of wastewater, and outside there are cylindrical settling tanks secondary, characterized in that the treatment chamber (1), in its upper part, has a horizontal partition (7) above which a vertical partition (9) is located, and a space formed by a horizontal and vertical partition (7), (9) and a wall ( 10) is filled with a biological cartridge (11)

5. The device according to claim 1 4. The method of claim 4, characterized in that the horizontal partition (7) is situated at 1/3 to 2/3 of the depth of the cleaning chamber (1) measured from the bottom (6).

6. The device according to claim 1 4. A method as claimed in claim 4 or 5, characterized in that the horizontal partition (7) is provided with openings (8).

151,614 ascending flow.

Fig.1

10 11 9 14

Fig.2

Department of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies

Price: PLN 3,000