PL151615B1

PL151615B1 - Biological sewage treatment plant

Info

Publication number: PL151615B1
Application number: PL1987267369A
Authority: PL
Priority date: 1987-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1990-09-28
Also published as: PL267369A1

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA REPUBLIC POLAND OPIS PATENTOWY PATENT DESCRIPTION 151615 151615 Al Al Patent dodatkowy do patentu nr--- Additional patent to patent no. --- Zgłoszono: 87 08 18 (P. 267369) Reported: 87 08 18 (P. 267369) Pierwszeństwo --— Priority --— Int. Cl.⁵ C02F 3/02Int. Cl. ⁵ CO2F 3/02 URZĄD PATENTOWY OFFICE PATENT Zgłoszenie ogłoszono: 89 04 17 Application announced: 89 04 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 ENERGOPOL—5”, Szczecin (Polska)The holder of the patent: Przedsiębiorstwo Morskiego Budownictwa Hydrotechnicznego ENERGOPOL — 5 ", Szczecin (Poland)

BIOLOGICZNA OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓWBIOLOGICAL SEWAGE TREATMENT PLANT

Przedmiotem wynalazku jest biologiczna oczyszczalnia ścieków mająca zastosowanie zwłaszcza do oczyszczania ścieków przemysłowych i gospodarczo-bytowy ch.The subject of the invention is a biological wastewater treatment plant, used in particular for the treatment of industrial and household wastewater.

Znane są biologiczne oczyszczalnie ścieków zawierające zbiorniki przez które ścieki przepływają z pożądaną prędkością i w określonym czasie, przy czym przepływ może być realizowany z zachowaniem ciągłości strumienia lub w postaci ruchu masy nieciągłej. Podczas przebywania ścieków w zbiornikach następuje zmiana składu i stanu, głównie przez wydzielenie (separację) niepożądanych zanieczyszczeń oraz na drodze przemian chemicznych, którym podlegają zanieczyszczenia. Procesom oczyszczania ścieków i przeróbki osadów na ogół towarzyszy wtórne zanieczyszczenie środowiska, a tym samym oczyszczalnie ścieków mają określone strefy ochronne, to jest obszary faktycznego szkodliwego oddziaływania.Biological wastewater treatment plants are known which contain tanks through which the wastewater flows at a desired speed and for a specified time, the flow may be carried out with the continuity of the stream or in the form of a discontinuous mass movement. During the presence of wastewater in the tanks, the composition and state of the waste change, mainly by the separation (separation) of undesirable pollutants and by chemical changes to which the pollutants are subject. The processes of wastewater treatment and sludge treatment are usually accompanied by secondary pollution of the environment, and thus wastewater treatment plants have specific protection zones, i.e. areas of actual harmful impact.

W zależności od wielkości terenów jakie można przeznaczyć pod budowę obiektów oczyszczalni można rozróżnić szereg rozwiązań konstrukcyjnych dotyczących zbiorników, to jest zbiorników jednofunkcyjnych lub wielofunkcyjnych.Depending on the size of the land that can be used for the construction of sewage treatment plant facilities, a number of design solutions for tanks can be distinguished, i.e. single-function or multi-functional tanks.

Oczyszczalnie składające się z oddzielnych zbiorników jednofunkcy jnych, wyposażonych w urządzenia mechaniczne wymagające obsługi, zajmują dość znaczne powierzchnie terenu. Natomiast połączenie funkoji zbiorników w jednym zbiorniku umożliwia zmniejszenie powierzchni pod budowę.Wastewater treatment plants, consisting of separate single-purpose tanks, equipped with mechanical devices that require maintenance, occupy quite large areas of the ground. On the other hand, the combination of the funkoji of the tanks in one tank reduces the area for construction.

Znane zbiorniki zblokowane o nazwie Bioosyblok, stanowią zespół komór cylindrycznych rozmieszczonych tak, że zewnętrzny pierścień stanowi osadnik końcowy o przepływie pionowym ze skośnymi przegrodami uspokajająoymi. Osad czynny zatrzymywany w osadniku, grawitacyjnie ześlizguje się do komory biostabilizaoji. Osad tlenowo stabilizowany zbiera się w lejach umieszozonych pod płaskim dnem skąd recyrkulowany jest do komory biosorpcji. Ścieki surowe są dostarczane do tej komory i wypierają mieszaninę osadu czynnego do komory biostabilizacji. Osad nadmierny jest zagęszczany w rurze oentralnej, z której z reguły jest usuwa151 615The known interlocked tanks called Bioosyblock consist of a set of cylindrical chambers arranged in such a way that the outer ring constitutes a vertical-flow final settling tank with oblique calming baffles. Activated sludge retained in the settling tank, slides by gravity into the biostabilization chamber. Oxygen stabilized sludge is collected in hoppers located under the flat bottom, from where it is recirculated to the biosorption chamber. Raw sewage is supplied to this chamber and displaces the activated sludge mixture into the biostabilization chamber. The excess sludge is thickened in the central pipe, from which it is usually removed151 615

151 615 ny do lagun. Natlenianie ścieków jest realizowane za pomocą turbin na pływakach wprawianych w ruch obiegowy krzyżakowym mostem, który jednocześnie napędza przegrody wewnętrzne wyposażone w skrzydełka zapewniające utrzymanie osadu w zawieszeniu nawet przy zatrzymany oh turbinach.151,615 ny for lagoons. Oxygenation of sewage is carried out by means of turbines on floats set in circulation by a cross bridge, which at the same time drives internal partitions equipped with wings to keep the sediment in suspension even when the turbines are stopped.

Znany jeat także z polskiego opisu patentowego nr 117 244 zbiornik do oczyszczania cieczy przez wprowadzanie jej w obieg i kontaktowanie z gazem stanowiący szyb zagłębiony w ziemi, którego długość dochodzi do 50 metrów. Zbiornik ten jest wyposażony w rurę dolnoprzepływową i rurę górnoprzepływową, które to rury są połączone górnymi końcami, zaś koniec rury gómoprzepływowe j jest usytuowany w zbiorniku na poziomie niższym niż dolny konie o rury dolnoprzepływowej. W górnej części zbiornika usytuowany jest kanał do odprowadzenia oczyszczonej cieczy. Ponadto zbiornik ten posiada układ do wprawiania cieczy w obieg i układ do wprowadzania gazu do cieczy krążącej w tym zbiorniku. Układ do wprowadzania gazu do cieczy zawiera zraszacze względnie przewód do wtryskiwania lub wytwarzania zawiesiny pęcherzyków gazu w cieczy. Zbiornik zawiera także element do wprowadzania dodatkowego przepływu cieczy w rurze dolnoprzepływowej, a przez to dodatkowego przepływu cieczy w górnym obszarze zbiornika. Element do wprowadzania dodatkowego przepływu cieczy stanowi napędzająca rura strumieniowa.Also known from the Polish patent specification No. 117 244, a tank for purifying a liquid by circulating it and contacting it with the gas constituting a shaft recessed in the ground, the length of which reaches 50 meters. The tank is equipped with a low-flow tube and a high-flow tube, which tubes are connected by their upper ends, and the end of the high-flow tube j is located in the container at a level lower than the lower horses by the low-flow tube. In the upper part of the tank there is a channel for draining the purified liquid. Moreover, the tank has a system for circulating the liquid and a system for introducing gas into the liquid circulating in the tank. The system for introducing gas into the liquid comprises sprinklers or a conduit for injecting or suspending the gas bubbles in the liquid. The reservoir also includes means for introducing additional liquid flow in the low flow tube and thus additional liquid flow in the upper region of the reservoir. The means for introducing additional fluid flow is the driving jet tube.

Biologiczna oczyszczalnia ścieków według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest wyposażona w co najmniej dwa osadniki wtórne, które są usytuowane współśrodkowo w układzie pionowym w górnej części komory oczyszczania i połączone są z komorą oczyszczania poprzez okna wlotowe, a ponadto każdy z osadników wtórnych jest wyposażony w przelewy promieniowe połączone wspólnym rurociągiem do odprowadzenia oczyszczonej cieczy oraz zespół zgarniający.The biological sewage treatment plant according to the invention is characterized by the fact that it is equipped with at least two secondary sedimentation tanks which are arranged concentrically in a vertical arrangement in the upper part of the treatment chamber and connected to the treatment chamber through inlet ports, and each of the secondary sedimentation tanks is also equipped with radial overflows connected by a common pipeline to discharge the treated liquid and a scraper unit.

Dno osadnika wtórnego dolnego jest nachylone do poziomu pod kątem większym niż dno osadnika wtórnego górnego, a ponadto dna osadników wtórnych są zaopatrzone w zagłębienia usytuowane współśrodkowo. W oknach wlotowych usytuowane są żaluzjowe kierownice o regulowanym kącie nachylenia.The bottom of the secondary lower sedimentation tank is inclined to the horizontal at an angle greater than the bottom of the upper secondary sedimentation tank, and moreover, the bottoms of the secondary sedimentation tanks are provided with concentrically located recesses. There are louvre blades with adjustable angle of inclination in the inlet windows.

Zespół zgarniający stanowi wózek napędowy poruszający się po torach usytuowanych na ścian ce zewnętrznej osadnika wtórnego, do którego poprzez wysięgniki zamocowane jest zgrzebło osadu składające się z zgrzebła elastycznego oraz zgrzebła sztywnego. Zgrzebło elastyczne w przekroju poprzecznym ma kształt zbliżony do trójkątnego i jest wyposażone w elementy dociążające i odciążające, które są usytuowane przy sąsiednich krawędziach tego zgrzebła. Wózek napędowy wykonany jest w jednej wersji jako segment koła, zaś w drugiej wersji jako pier ścień zamknięty.The scraping unit is a drive carriage that moves along the tracks located on the outer wall of the secondary settling tank, to which, through the booms, a sludge scraper is attached, consisting of a flexible scraper and a rigid scraper. The flexible scraper has a cross-sectional shape similar to a triangular one and is equipped with loading and unloading elements, which are located at the adjacent edges of the scraper. The drive carriage is made in one version as a wheel segment, and in the other version as a closed ring.

Wynalazek zapewnia korzyści przekraczające walory uzyskiwane w zwykle stosowanych biologicznych oczyszczalniach ścieków. Polegają one na tym, że koszt budowy i eksploatacji oczyszczalni ulegają obniżeniu zaś czasookres budowy może być skrócony, jak również uzyskuje się podwyższenie stopnia oczyszczenia ścieków.The invention provides advantages that exceed those obtained in conventional biological wastewater treatment plants. They consist in the fact that the cost of construction and operation of the sewage treatment plant is reduced, and the construction time can be shortened, and the degree of sewage treatment is increased.

Oczyszczalnia według wynalazku może byó ulokowana w pobliżu źródeł ścieków natomiast osad nadmierny może być przetransportowany przewodami o małej średnicy na znaozne odległości do dalszej przeróbki.The wastewater treatment plant according to the invention can be located near sewage sources, while the excess sludge can be transported through small diameter pipes to significant distances for further processing.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia oczyszozalnię w przekroju poprzecznym w widoku schematycznym, fig. 2 - fragment osadników wtórnych w przekroju poprzecznym, fig. 3 - przekrój z fig. 2 zaznaczony linią A-A, fig. 4 - zgrzebło elastyczne w przekroju poprzecznym.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the sewage treatment plant in a cross-section in a schematic view, fig. 2 - a fragment of secondary settling tanks in a cross-section, fig. 3 - a section in fig. 2 marked with the line AA, fig. 4 - flexible flight bar in cross-section.

Jak uwidoczniono na fig. 1 komorę oczyszczania 1 korzystnie stanowi wgłębiony w ziemię szyb, przy czym komorę oczyszczania 1 może także stanowić oczywiście wieża usytuowana na ziemi. Nad komorą oczyszczania 1 jest usytuowany zbiornik zasilający 2, w którym znajdują się wloty 3 rurociągów napowietrzających 4 rozmieszczonych symetrycznie względem osi pionowej komory oczyszczania 1, zaś wyloty 5 tych rurociągów umieszczone są w pobliżu dna 6 komory oczyszczania 1.As shown in Fig. 1, the treatment chamber 1 is 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 treatment chamber 1 there is a supply tank 2, in which there are inlets 3 of aeration lines 4 arranged symmetrically with respect to the vertical axis of the treatment chamber 1, and the outlets 5 of these lines are located near the bottom 6 of the cleaning chamber 1.

Na zewnętrznym obwodzie komory oczyszczania 1, w jej górnej części, usytuowane są współśrodkowo w układzie pionowym co najmniej dwa osadniki wtórne, dolny osadnik wtórny 7 i górny osadnik wtórny 8. Zarówno górny osadnik wtórny 8 jak i dolny osadnik wtórny 7 mają kształt cylindryczny i zawierają zespół koncentrycznych przegród 9 wiszącyoh stanowiąoyoh kierownice przepływu wewnętrznego.On the outer periphery of the treatment chamber 1, in its upper part, at least two secondary sedimentation tanks, a lower secondary sedimentation tank 7 and an upper secondary sedimentation tank 8 are arranged concentrically in a vertical arrangement. Both the upper secondary sedimentation tank 8 and the lower secondary sedimentation tank 7 are cylindrical and contain a set of concentric hanging partitions constitute internal flow guides.

151 615 cherzyki częściowo zaś w procesie biologicznego oczyszczania wyzwalają się we wnętrzu kłaczków osadu unosząo je do góry. Osad czynny flotuje i gromadzi się na powierzchni cieczy w górnej strefie 45 komory oczyszczania 1, skąd może być usuwany do obiegu lub poza oczyszczalnię.The bubbles are partially released inside the sludge flocs during the biological treatment process, lifting them upwards. The activated sludge floats and accumulates on the liquid surface in the upper zone 45 of the purification chamber 1, from where it can be discharged into the circuit or outside the treatment plant.

Mieszanina osadu czynnego wypierana przez napływającą objętość ścieków przeznaczonych do oczyszczania przepływa do wnętrza dolnego i górnego osadnika wtórnego 7 i 8 poprzez okna wio towe 10 i 11, w których umieszczone są żaluzjowe kierownice 13 tworzące syfony, w przegięciach których wyzwalają się pęcherzyki powietrza. Ścieki przepływają w przestrzeni wewnętrznej osadników wtórnych 7 i 8 w kierunku promieniowym na zewnątrz od osi komory oczyszczania 1 i podlegają klarowaniu. Zespół koncentrycznych przegród 9 wiszących kieruje przepływ cieczy ku górze. Ciecz pozbawiona zawiesin jest odbierana promieniowym układem zbierającym 14 i 15 umieszczonym na pewnej głębokości poniżej zwierciadła cieczy. Promieniowe układy zbierające 14 i 15 wykonane są z rur i zaopatrzone na swej długości w otwory, któryoh liczba na jednostkę długości jest określona w funkoji jednostkowego obciążenia powierzchni osadników wtórnych 7 i 8. Ścieki oczyszczone prowadzone są promieniowymi układami zbierającymi do rurociągu 16 umieszczonego w ścianie 12 komory oczyszczania 1, a następnie odprowadzane na zewnątrz oczyszczalni.The activated sludge mixture displaced by the flowing volume of sewage to be treated flows to the interior of the lower and upper secondary settling tank 7 and 8 through the vents 10 and 11, in which there are louvered blades 13, forming siphons, in the bends of which air bubbles are released. The sewage flows in the inner space of the secondary settling tanks 7 and 8 in a radial direction outward from the axis of the treatment chamber 1 and is clarified. A set of concentric hanging baffles 9 directs the liquid flow upwards. The liquid, free of suspended solids, is collected by a radial collection system 14 and 15 located at a certain depth below the liquid table. Radial collecting systems 14 and 15 are made of pipes and provided with holes along their length, the number of which per unit length is determined as a function of the unit surface load of the secondary settling tanks 7 and 8. The treated sewage is led through radial collecting systems to the pipeline 16 located in the wall 12 treatment chambers 1, and then discharged outside the treatment plant.

Osad osadzony na dnie 17 dolnego osadnika wtórnego 7 i dnie 18 górnego osadnika wtórnego 8 jest zgarniany dośrodkowo za pomocą zespołu zgarniającego 22 do zagłębień 19· Następnie osad z zagłębień 19 poprzez rurooiągi 20 i przy użyciu pomp recyrkulacyjnych podawany jest do zbiornika zasilającego 2 lub usuwany poza oczyszczalnią.The sediment deposited on the bottom 17 of the lower secondary sedimentation tank 7 and the bottom 18 of the upper secondary sedimentation tank 8 is skimmed centrally by means of a scraping unit 22 into the depressions 19 Subsequently, sediment from the depressions 19 through pipelines 20 and using recirculation pumps is fed to the supply tank 2 or removed outside treatment plant.

Claims

Patent claims

1. Biological wastewater treatment plant consists of a deep shaft constituting a treatment chamber, an aeration pipeline and a pipeline introducing sewage into the circulation, and a system for discharging the treated liquid, characterized by the fact that it is equipped with at least two secondary settling tanks: lower secondary sedimentation tank (7) and upper secondary sedimentation tank (8), which are located in the upper part of the treatment chamber (1), concentrically in a vertical arrangement, and furthermore, each of the secondary settling tanks (7) and (8) is connected to the treatment chamber (1) through the inlet port (10) and (11) and is provided with a scraper unit (22) and radial collectors (14) and (15), which are connected by a common pipeline (16).

2. Wastewater treatment plant according to claim The method of claim 1, characterized in that the bottom (17) of the lower secondary settling tank (7) is inclined to the horizontal at an angle greater than the bottom (18) of the upper secondary settlement tank (8).

3. Treatment plant according to claim The method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the bottom (17) of the lower secondary settling tank (7) and the bottom (18) of the upper secondary settling tank (8) are provided with recesses (19) which are located concentrically to the axis of the treatment chamber (1).

4. Wastewater treatment plant according to claim A device according to claim 1, characterized in that the inlet ports (10) and (11) situated in the wall (12) are provided with louvre blades (13).

5. Wastewater treatment plant according to claim A device according to claim 1, characterized in that the scraping unit (22) is provided with a drive carriage (23) to which the sludge scraper (24) is mounted via the booms (35).

6. Treatment plant according to claim 5. The rod as claimed in claim 5, characterized in that the sludge comb (24) consists of a flexible comb (36) and a rigid comb (37).

Treatment plant according to claim The flexible comb (36) has a cross-sectional shape similar to triangular and is provided with a weighting element (38) and a relieving element (39) which are located at adjacent edges of the comb.

Treatment plant according to claim 5. A wheel section according to claim 5, characterized in that the drive carriage (23) has a shape that is a segment of a wheel.

9. Wastewater treatment plant according to claim 5. The apparatus of claim 5, characterized in that the drive carriage (23) has a closed ring shape.

151 615

The upper secondary sedimentation tank 8 is connected to the treatment chamber 1 through the upper inlet windows 10, and the lower secondary sedimentation tank 7 is connected to the treatment chamber 1 through the lower inlet ports 11. The inlet port 10 and 11 made in the wall 12 of the purification chamber 1 are provided with louvered blades 13.

The upper secondary sedimentation tank 8 and the lower secondary sedimentation tank 7 are equipped with radial collecting systems 14 and 15, which are connected by a common pipeline 16 located in the wall 12 having an outlet to the outside of the purification chamber 1 below the lower secondary sedimentation tank 7 Direction of the purified liquid flow in radial collecting systems 14 and 15 is centripetal and is discharged through pipeline 16 to the outside of the plant.

The bottom 17 of the lower secondary settling tank 7 is inclined to the horizontal at an angle greater than the bottom 18 of the upper secondary settlement tank 8, the depth at the wall 12 of the lower secondary settlement tank 7 being greater by 1.5 to 2 times. The bottom 17 of the lower secondary settling tank 7, as well as the bottom 18 of the upper secondary settling tank 8, are provided with recesses 19, which are arranged concentrically. The depressions 19 are connected by means of pipelines 20 with recirculation pumps, not shown, which are placed in settling chambers 21 situated on the inner surface of the wall 12 of the treatment chamber 1. Each of the secondary settling tanks 7 and 8 is equipped with a scraper unit 22, which consists of from the trolley 23 and the sludge scraper 24.

Fig. 2 shows a fragment concerning the positioning of the scraping unit 22 in the lower secondary sedimentation tank 7 and the upper secondary sedimentation tank 8. In the lower secondary sedimentation tank 7, the rollers 25 of the driving carriage 23 move along a track 26 located on a shelf 27, with wall 28 provided with it. the lower secondary sedimentation tank 7 and the track 29 located outside the wall 30 of the upper secondary sedimentation tank 8. In the upper secondary sedimentation tank 8, however, the rollers 25 of the driving carriage 23 move along tracks 31 and 32 located on the respective shelves 33, 34, with the beam 30 upper secondary settling tank 8. The driving carriage 23, driven by an electric motor not shown, is in one version designed as a closed ring, and in the other version it can be made as a wheel segment.

The sludge scraper 24 scraping the sludge from the bottoms 17 and 18 is attached by extension arms 35 to the driving carriage 23 and consists of a flexible scraper 36 and a rigid scraper 37. The flexible scraper 36, as shown in Fig. 4, has a cross-sectional shape that is approximately triangular. and is provided with a loading member 38 for a selected edge of a triangular cuboid and a relief 39 for the adjacent edge by introducing air into the flexible conduit or filling the conduit with a foam material that is lighter than water. The sludge scraper 24 is held in the correct shape during dragging by a system of cables 40 attached to the booms 35.

The treatment chamber 1 and the upper secondary sedimentation tank 8 are enclosed by shields 41 and 42. The waste gases not consumed in the process of oxygenation and mixing of the content of the cleaning chamber 1 are discharged to the atmosphere through filters 43 and scrubbers 44 which are located in the upper part of the cleaning chamber 1.

The operation of the treatment plant in the process of biological wastewater treatment is as follows.

Wastewater to be treated is fed to the supply tank 2 or to the upper zone 45 of the treatment chamber 1. The recirculated sludge collected by a pump from the lower and upper secondary settling tank 7 and 8 can also be pumped to the supply tank 2, and the activated sludge mixture can be fed directly from the chamber cleaning 1. The mixture of liquid through the inlet 3 falling down through the aeration pipeline 4 carries the air from the atmosphere above the reflux mirror in the supply tank 2. The air is mixed with the liquid and is moved with the working liquid near the bottom 6 of the cleaning chamber 1 where it goes to the filled space sewage. As a result of the increase in pressure, part of the air is dissolved in water, which increases the use of oxygen from the air by microorganisms in the activated sludge.

The mixture of liquid and gas rises towards the top of the purification chamber 1, and as it moves, due to the pressure drop, part of the dissolved air separates from the liquid in the form of fine bubbles, which merge into larger bubbles in the form of small bubbles.

Fig.1

151 615

Fig.4

Department of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies

Price: PLN 3,000