RO123174B1 - Suport artificial mobil, pentru fixarea biofilmului, instalaţie şi procedeu pentru epurarea apelor uzate - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un suport artificial mobil, pentru fixarea biofilmului, la o instalaţie şi la un procedeu pentru epurarea apelor uzate. Suportul pentru fixarea biofilmului constă dintr-o piesă de polietilenă de formă circulară, ce are densitatea de 0,97-0,98 kg/dm3 şi este prevăzut în interior cu 6 spiţe, iar pe suprafaţa exterioară, cu aripioare fine care, propulsate de bule de aer, induc o mişcare de revoluţie în jurul axei proprii, iar raportul dintre diametrul cilindrului şi înălţimea piesei este situat în intervalul 1,3-1,7. Procedeul de epurare conform invenţiei constă în aceea că, pentru descompunerea materiei organice, este folosită una din configuraţiile aerob - aerob - aerob - decantor, aerob - aerob - anoxic - aerob - decantor sau aerob - aerob - aerob - aerob - decantor, în cazul în care gradul de încărcare organică a apei este ridicat, iar conţinutul de amoniu este scăzut, sau configuraţia aerob - aerob - anoxic - anoxic decantor, dacă apa uzată are o încărcare organică redusă şi conţine o cantitate semnificativă de amoniu.

Description

Prezenta invenție se referă la un suport artificial mobil, pentru fixarea biofilmului, instalație și procedeu pentru epurarea apelor uzate, cu mare încărcare de poluanți și suspensii solide.

Se cunosc numeroase procedee de epurare mecano-biologică a apelor reziduale, dar care prezintă anumite dezavantaje.

în brevetul US 6372138 este prezentat un procedeu de epurare compus dintr-o succesiune de procese ce au locîn patru compartimente ale unei instalații de epurare: primul compartiment este de tip anoxic, fiind urmat de două compartimente aerobe, prevăzute cu elemente purtătoare de biofilm, iar în final este utilizat un decantor, pentru îndepărtarea suspensiilor solide din masa de apă. Procedeul necesită utilizarea unui compartiment anoxic, situat după treapta de epurare aerobă. în invenția amintită se realizează o recirculare parțială, iar acest lucru constituie un dezavantaj, deoarece toată masa de apă uzată trebuie să parcurgă compartimentul de tip anoxic, care trebuie să fie situat după cel aerob.

Piesa de fixare a biofilmului este un element purtător și reprezintă mediul de fixare a biofilmului care produce biodegradarea materiei organice din apa uzată.

Se cunosc numeroase tipuri de elemente purtătoare de biofilm, printre care se pot enumera cele protejate prin brevetele US 6126829 (A), din 3.10.2000, US 5543039 (A), din 6.08.1996, și US 0284294 (A1), din 13.12. 2007.

Invenția protejată prin brevetele US 6126829 (A), US 5543039 (A) și US 0284294 (A1) prezintă câteva dezavantaje, dintre care se pot enumera: US 6126829 (A) și US 0284294 (A1) - datorită spațiilor libere prea mari, din interiorul porțiunii cilindrice, curentul de apă pătrunde în zona unde se formează și dezvoltă biofilmul, având tendința de a-l spăla/desprinde.

în US 6126829 (A) și US 0284294 (A1), forma constructivă nu permite protejarea biofilmului, ca urmare a lovirii pieselor între ele și a faptului că forma exterioară a elementelor nu permite atenuarea ciocnirilor dintre piese.

în US 5543039 (A), suprafața specifică, pe care se atașează și se formează biofilmul, este destul de mică.

în US 5543039 (A) și US 0284294 (A 1), forma pătrată îngreunează mixarea elementelor purtătoare în masa de apă; dacă mixarea elementelor purtătoare nu se realizează în mod corespunzător (cum este cazul pentru invențiile US 5543039 (A) și US 0284294 (A1)), înlăturarea biofilmului “mort” de pe suprafața interioară a suportului artificial mobil este dificilă. în aceste condiții, biofilmul nou creat nu are loc pentru a se dezvolta, iar eficiența de epurare a instalației scade.

Se cunosc numeroase stații de epurare monobloc, dar care prezintă câteva dezavantaje.

Cererea internațională cu numărul WO 9834879 (A1) se referă la o instalație de epurare monobloc, care utilizează procedeul SBR, iar dezavantajele/deficiențele acesteia sunt:

- pentru debite mai mari sunt necesare mai multe stații dispuse în paralel;

- nu conferă performanțe ridicate pentru eventuale șocuri (încărcări de poluanți mai mari față de medie);

- treapta mecanică de separare a suspensiilor solide nu prezintă eficiență ridicată (decantorul fiind simplu/convențional, ocupă un spațiu foarte redus - se știe faptul că decantoarele convenționale au nevoie de o suprafață destul de mare). Stațiile de epurare ce utilizează procedeul SBR trebuie vidanjate periodic.

RO 123174 Β1

Cererea de brevet de invenție având numărul CA 2550018 (A1) se referă la o 1 instalație de epurare monobloc, dotată cu biodiscuri rotative. Dezavantajele stațiilor monobloc ce utilizează acest procedeu de epurare sunt: 3

- filtrul biologic rotativ este foarte sensibil la colmatare, acesta necesitând o curățire periodică, prin demontare, lucru care conduce la pierderea bacteriilor din interiorul bazinului 5 (pentru refacerea biomasei fiind necesar un timp destul de îndelungat - de ordinul săptămânilor); puterea electrică instalată a acestor instalații este mai mare decât în cazul invenției 7 prezente, deoarece rotirea biodiscurilor se face cu ajutorul unui motor alimentat cu energie electrică; 9

- eficiența de epurare a biodiscurilor este în general puțin mai mică față de cea a instalațiilor cu nămol activ, cu circa 3-15%. 11

Instalațiile monobloc amintite anterior sunt prevăzute cu decantor convențional sau cu treaptă mecanică de decantare. Aceasta poate fi realizată separat, înainte sau/și după 13 instalația monobloc. în cazul prezentei invenții, este inclusă o treaptă mecanică de epurare, adică este prevăzut un decantor lamelar. 15

Majoritatea decantoarelor lamelare existente (EP 1721650 A1, EP 1745832 A1) prezintă marele dezavantaj că se colmatează. Astfel, plăcile decantoare trebuie scoase din 17 instalație și curățate. Pentru a realiza acest lucru, se întrerupe funcționarea instalației, se golește de apă și se curăță plăcile decantoare la fața locului. Colmatarea decantorului are 19 consecințe nefaste pentru funcționarea instalației de epurare, parametrii de calitate ai apei tratate fiind necorespunzători. 21

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în înlăturarea colmatării suportului pentru biofilm și a necesității de a întrerupe funcționarea în scopul curățării decantorului. 23 Obiectele conform invenției înlătură dezavantajele menționate prin aceea că suportul artificial mobil, pentru fixarea biofilmului pentru epurarea apelor uzate, constă într-o piesă de 25 polietilenă, de formă circulară, are densitatea de 0,97-0,98 kg/dm³ și este prevăzută în interior cu șase spițe, iar pe suprafața exterioară, cu aripioare fine, care, propulsate de bulele 27 de aer, induc o mișcare de revoluție în jurul axei proprii, iar raportul dintre diametrul cilindrului și înălțimea piesei este situat în intervalul 1,3...1,7. 29

Instalația pentru epurarea apelor uzate utilizând suportul artificial mobil de fixare a biofilmului, conform invenției, cuprinde niște pereți laterali înclinați spre partea interioară, 31 pentru o colectare cât mai eficientă a nămolului, două bioreactoare aerate, două bioreactoare care pot funcționa în regim aerat sau anoxic, în bioreactoare găsindu-se suporți artificiali 33 mobili, pentru fixarea biofilmului, care ocupă 50...60% din volumul acestora, un decantor lamelar, o cameră tehnică, un circuit de aerare, format din una sau două suflante dispuse 35 în camera tehnică, o conductă principală de distribuție a aerului, din care pornesc niște cadre de aerare, care sunt prevăzute cu orificii prin care aerul este dispersat în masa de apă cu 37 niște conducte, și care sunt înclinate cu un unghi de 15° și cu niște robinete dispuse înaintea fiecărui cadru de aerare, în decantorul lamelar, cadrul de aerare fiind diferit față de cele 39 dispuse în biorectoarele menționate, prin faptul că este situat imediat sub plăcile decantoare și este în formă de V, un circuit de nămol, format din niște cadre de colectare a nămolului, 41 corespunzătoare bioreactoarelor menționate și decantorului lamelar, pe cadrele de colectare a nămolului fiind dispuse niște robinete, o conductă principală de colectare, o pompă de 43 nămol, un hidrociclon, conducte de recirculare și de evacuare a nămolului din instalație, un jgheab colector de nămol, în care nămolul este colectat prin niște prize, câte două pentru 45 fiecare compartiment, recircularea nămolului de la hidrociclon făcându-se prin conducta de refulare a acestuia, și un sistem de pulverizare apă, pentru înlăturarea stratului de spumă 47 rezultat, sistemul de pulverizare apă fiind amplasat la partea superioară a primilor cinci pereți despărțitori, alimentați cu apă curată, dintr-o sursă externă. 49

RO 123174 Β1

Numărul cadrelor de aerare și cel al cadrelor de colectare a nămolului variază în funcție de capacitatea de tratare.

Procedeul de epurare a apelor uzate utilizând suportul artificial mobil de fixare a biofilmului și instalația de epurare a apelor uzate, cu nămol activ și biofilm, constă în aceea că, pentru descompunerea materiei organice, este folosită una dintre configurațiile aerob aerob - aerob - anoxic - decantor, aerob - aerob - anoxic- aerob - decantor sau aerob - aerob - aerob - aerob - decantor, în cazul în care gradul de încărcare organică al apei este ridicat, iar conținutul de amoniu este scăzut, sau configurația aerob - aerob - anoxic - anoxic decantor, dacă apa uzată are o încărcare organică redusă și conține o cantitate semnificativă de amoniu, și constă în alimentarea cu apă uzată, aerarea apei timp de 30...40 min și trecerea concomitentă a acesteia peste biofilmul depus pe suportul artificial mobil, depunerea prin sedimentare, timp de 10...15 min, a sedimentelor și extragerea acestora prin pompare, trecerea apei tratate în decantorul V, pe la partea superioară a acestuia, evacuarea nămolului și recircularea parțială a apei/nămolului prin hidrociclon.

Avantajele aplicării procedeului conform invenției sunt:

- producție extrem de redusă de nămol;

- procedeul conferă o eficiență sporită de epurare, fără a utiliza vreun biopreparat sau materiale consumabile care să intensifice procesele de degradare biologice.

Avantajele utilizării suportului artificial mobil pentru biofilm în cadrul instalației de epurare sunt:

- conduce la o suprafață minimă pentru stația de epurare care îl utilizează;

- conferă instalației de epurare care îl utilizează o adaptabilitate la șocuri de sarcină;

- introducerea de piese de fixare a biofilmului în bioreactoarele stației de epurare conduce la o producție de nămol extrem de redusă; încărcarea organică poate fi cu 500% mărită pentru același volum al bioreactorului; poate fi folosit în aproape orice fel de bioreactor (formă și mărime), fiind metodă de creștere a eficienței unei stații de epurare a apelor uzate existente; se pot trata ape uzate provenite din multe surse (industria alimentară, industria celulozei și hârtiei, industria farmaceutică, industria textilă, fabricarea berii, rafinării etc.).

Avantajele instalației sunt:

- conduce la o suprafață minimă pentru instalația de epurare monobloc, datorită traseului sinusoidal, urmat de apa uzată în interiorul instalației monobloc, și datorită utilizării procedeului hibrid de epurare (nămol activ și elemente purtătoare de biofilm);

- consum redus de energie electrică, deoarece creșterea performanțelor modulului de epurare este datorată, în mare parte, existenței suportului artificial mobil; forma unică a cadrelor de aerare ce sunt dispuse în fiecare compartiment conduce la un bun transfer de masă al oxigenului din bulele de aer în apa uzată. Bulele de aer formate realizează o mixare bună a suportului artificial mobil. în compartimentele aerobe nu mai este necesar un consum suplimentar de energie electrică pentru menținerea în suspensie a suportului artificial mobil pentru biofilm;

- datorită decantorului lamelar inovativ, care face parte din instalația de epurare, pentru curățarea plăcilor decantoare se folosește un sistem de insuflare a aerului, astfel încât în caz de colmatare nu mai este necesară întreruperea funcționării modulului de epurare;

- cum traseul de apă uzată în interiorul instalației este unul sinusoidal, rezultă că intrarea în decantor se realizează prin partea superioară, fapt nepermis într-un decantor lamelar. în cazul în care admisia apei în decantorul lamelar ar fi fost prin partea inferioară, arfi apărut riscul de „spălare a nămolului deja decantat, scăzând eficiența decantorului. Prin utilizarea unei șicane (“semiperete”) prevăzute la intrarea în decantor, se direcționează debitul de apă uzată printre plăcile decantoare;

RO 123174 Β1

- datorită faptului că procedeul biologic de epurare din primele patru compartimente 1 se poate modifica, din aerob în anaerob și invers, prin deschiderea/închiderea robinetelor dispuse înaintea fiecărui cadru de aerare, instalația de epurare poate trata ape uzate de 3 diferite proveniențe și cu diverse încărcări de poluanți.

Acest fapt conferă modulului de epurare o flexibilitate foarte mare, funcționare 5 complet automată, construcție modulară, tehnologie cu biofilm fixat, instalare rapidă și facilă, performanță constantă. 7

Se dă în continuare câte un exemplu nelimitativ de aplicare a procedeului, de realizare a instalației și de realizare a suportului artificial mobil, în legătură cu fig. 1 ...5, ce 9 reprezintă:

- fig. 1, procedeul de epurare aplicat în instalația de epurare;11

- fig. 2, instalația de epurare (vedere de sus);

- fig. 3, instalația de epurare (vedere laterală);13

- fig. 4, camera tehnică a instalației de epurare (vedere frontală);

- fig. 5, o piesă de fixare a biofilmului.15

Procedeul de epurare, conform invenției, este unul hibrid (cu nămol activ și cu elemente purtătoare de biofilm), într-o succesiune de cinci procese. Procedeul utilizează 17 configurația aerob - aerob - aerob - anoxic - decantor sau aerob - aerob - anoxic - aerob decantor sau aerob - aerob - aerob - aerob - decantor în cazul în care apa uzată are o 19 încărcare organică mare și o cantitate redusă de amoniu, și configurația aerob - aerob anoxic - anoxic - decantor dacă apa uzată are o încărcare organică redusă și conține o 21 cantitate semnificativă de amoniu. în fiecare dintre primele patru procese se utilizează o piesă de fixare a biofilmului, care se introduce în fiecare compartiment, în proporție de 23 50...75% din volumul total de apă.

Din toate compartimentele se extrage nămolul depus la partea inferioară a bioreac- 25 toarelor, iar o parte din acesta se recirculă. După ce este extras nămolul, acesta se direcționează către hidrociclonul 12, unde are loc o separare a fazelor, partea mai „groasă este 27 evacuată din instalația de epurare și este trimisă pentru depozitarea nămolului. Partea „subțire” (cu viscozitate redusă) este trimisă în primul compartiment aerob (I), pentru ca 29 procesul de epurare să fie reluat.

Procesul de epurare are loc în trei timpi. Mai întâi este alimentată cu apă uzată 31 instalația și se aerează bazinele (bioreactoarele). Urmează apoi o pauză de câteva minute, pentru a permite sedimentelor să se depună. în cea de-a treia etapă a ciclului de epurare, 33 se realizează extragerea nămolului din compartimente și recircularea acestuia. Pentru a asigura o eficiență sporită de epurare, trebuie amplasate mixere care să funcționeze 35 independent de timpii descriși anterior.

Suportul 14, pentru fixarea biofilmului conform invenției, este o piesă obținută prin 37 tehnologii specifice prelucrării maselor plastice (injecție, extrudare etc.) și are o formă circulară, fiind susținută în interior de șase spițe 14.a. Acestea conferă piesei de fixare a bio- 39 filmului o rezistență la deformare mai bună. în plus, acestea sporesc suprafața de expunere și fixare a microorganismelor care formează biofiImul. Suportul 14, pentru fixarea biofilmului, 41 este prevăzut cu aripioare fine 14.b pe partea exterioară, care, propulsate de bulele de aer, induc o mișcare de revoluție a elementului în jurul axei, generând astfel un efect de auto- 43 curățire și prevenind colmatarea. Densitatea specifică le permite să plutească liber între ape, iar datorită mișcării permanente de revoluție și a formei rotunde, nu permite aderarea 45 nămolului pe partea exterioară, fiind astfel un mediu necolmatabil și autocurățitor. Avantajul incontestabil al elementelor mobile este reprezentat de marea suprafață specifică per unitate 47 de volum oferită pentru dezvoltarea peliculei biologice. Din acest motiv, instalațiile de epurare care utilizează suportul 14, pentru fixarea biofilmului, au o eficiență ridicată de purificare a 49 apei, cu un consum redus de energie pe m³ de apă epurată.

RO 123174 Β1

Conform invenției, instalația de epurare care utilizează suporți 14, pentru fixarea biofilmului, este realizată din mai multe compartimente funcționale, dispuse în serie. Un modul de epurare are șase compartimente I...VI, primele patru fiind bioreactoarele I...IV, prevăzute cu suport artificial mobil 14, pentru formarea și dezvoltarea biofilmului, urmate de un decantor lamelar V și un compartiment numit cameră tehnică VI.

Corpul instalației de epurare este format din pereți 7, dintre care unii sunt exteriori 7.a, iar alții sunt despărțitori 7.b. Aceștia au rolul de a delimita compartimentele instalației compacte de epurare a apelor uzate. Pentru a împiedica migrarea suporților 14 de fixare a biofilmului dintr-un compartiment în altul, sunt prevăzuți pereți despărțitori, realizați din tablă perforată 7.d.

Primul bioreactor I are aerare intensivă și este destinat realizării procesului de nitrificare și îndepărtare CBO₅. Cel de-al doilea bioreactor II are, de asemenea, aerare intensivă, și este destinat nitrificării avansate și îndepărtării materialului organic remanent după primul compartiment. Bioreactorul anoxic III este cel de-al treilea compartiment al modulului de epurare și este prevăzut cu amestecare realizată cu un mixer lent 5, pentru denitrificare avansată și îndepărtare CBO₅.

Cel de-al patrulea compartiment, bioreactorul anoxic IV, are rolul de a finisa efluentul și de a reduce materialul organic remanent. Mixerul lent 5 realizează omogenizarea, are un rol important în îndepărtarea nutrientului și îmbunătățește cinetica denitrificării. în instalația de epurare, atât nitrificarea, cât și denitrificarea pot fi realizate în același bazin, prin deschiderea/închiderea robinetului 1.c dispus pe conducta de aerare. Acest lucru poate fi realizat și prin pornirea/oprirea suflantei 9, pentru a crea condiții aerobe/anaerobe în timpul procesului.

în primele patru compartimente sunt introduse elementele purtătoare de biofilm conform invenției.

Această treaptă biologică este urmată de una de epurare mecanică, în care are loc procesul de sedimentare a nămolului rezultat din treapta biologică. Decantorul lamelar V, prevăzut cu plăci de sedimentare din plastic 15 (care sunt folosite pentru a intensifica procesul de sedimentare), constituie treapta mecanică a stației compacte de epurare. în cazul invenției, intrarea în decantorul lamelar V se va face prin partea superioară, iar pentru ca trecerea curentului de apă să se facă printre plăcile decantoare, va fi prevăzută o șicană 7.c. Poziția fasciculului lamelar cu plăci paralele creează în zona de sedimentare un număr mare de celule elementare de separare a fazelor, care funcționează independent. Pentru a ușura evacuarea nămolului, este necesară înclinarea lamelelor 15 cu un unghi de 60° față de orizontală.

în mod surprinzător, s-a găsit ca soluție direcționarea curgerii masei de apă printre plăcile decantoare, prin utilizarea unei șicane 7.c, formate din două plăci (una paralelă cu pereții instalației și alta înclinată la un unghi de 60°). Acest “semiperete” din interiorul decantorului direcționează apa uzată astfel încât aceasta să treacă printre plăcile decantoare.

Instalația de epurare, conform invenției, este prevăzută cu o cameră tehnică VI, unde se află suflanta 9, pompa de nămol 10, debitmetrul 11, utilizat la determinarea debitului de apă uzată ce intră în instalație, hidrociclonul 12 și tabloul electric 13. Hidrociclonul 12, amplasat pe circuitul de nămol 2, dirijează nămolul separat în funcție de densitate, partea mai densă către echipamentul de deshidratare/stocare a nămolului, iar partea lichidă înapoi în primul bioreactor I, spre a urma din nou procesul de epurare. Amestecul polifazic este pompat în dispozitiv, unde intră, tangențial, în zona cilindrică, printr-o secțiune strangulată, care majorează mult viteza. Alimentarea tangențială și forma cilindrică a mantalei exterioare

RO 123174 Β1 forțează amestecul să execute o mișcare de circulație - turbion centrat pe axa dispozitivului. 1 Astfel, apare un câmp al forțelor masice centrifugale care aruncă particulele grele la periferie. Suspensia se deplasează pe traiectorii elicoidale, către vârful hidrociclonului, împingând 3 nămolul concentrat către zona de evacuare inferioară. Concentrația nămolului la evacuare se controlează prin robinetul 2.j din zona de evacuare ce permite modificarea și reglarea 5 debitului. Lichidul clarificat iese printr-un deversor 8.

Pentru alimentarea instalației de epurare monobloc se prevede amplasarea unei 7 pompe submersibile (sau două pompe, pentru cazul în care se dorește o rezervă) în bazinul de egalizare sau în canal, zone situate în afara instalației de epurare. Pompa aspiră apa 9 uzată, care este transportată, prin conducte, până la instalația de epurare. Conducta de apă uzată 3 intră prin camera tehnică VI, urcă până la partea superioară a instalației și 11 traversează decantorul V, cele două bazine anoxice III și IV, după care deversează în primul compartiment aerob I al instalației de epurare monobloc, în camera tehnică VI, pe conducta 13 de alimentare cu apă uzată 3, fiind prevăzut un debitmetru electromagnetic 11.

Circuitul de aerare 1 este format din suflanta 9, conducta principală de distribuție a 15 aerului l.a, cadre de aerare l.b și robinete l.c, dispuse înaintea fiecărui cadru de aerare l.b. Suflanta 9 este montată în camera tehnică VI. De pe conducta principală de distribuție a 17 aerului l.a pornesc câte două cadre de aerare l.b pentru primele compartimente I . IV. în decantorul V, cadrul de aerare l.d este diferit față de cele dispuse în compartimentele 19 anterioare. Cadrul este situat imediat sub plăcile decantoare și este în formă de V. Toate cadrele de aerare l.b și l.d sunt prevăzute cu orificii având diametrul de 1...2 mm, prin care 21 aerul este dispersat în masa de apă. Cadrul de aerare l.b are o formă inovativă, conductele nu sunt drepte (paralele cu pereții instalației), ci suntînclinate cu un unghi de 15°. Acest lucru 23 afost conceput pentru realizarea unei aerări cât mai omogeneîn interiorul compartimentelor, în cazul în care unghiul de dispunere este 0°, bulele formate de aer au tendința de migrare 25 către pereți, eficiența de transfer de masă a oxigenului fiind redusă în mod semnificativ.

Suflanta 9 se află poziționată la un nivel inferior față de suprafața liberă a apei uzate 27 din instalație. La oprirea aerării, datorită diferenței de presiune existente, apa inundă conducta de aerși, implicit, suflanta 9. Pentru a preîntâmpina acest neajuns, s-a găsit soluția 29 de modificare a traseului conductei principale de distribuție a aerului l.a, utilizând un „gât de lebădă l.e, care este supraînălțat deasupra instalației. Pentru a putea fi transportată 31 instalația pe trailer și pentru a nu se depăși înălțimea maximă a unui echipament ce poate fi transportat pe drumurile publice, acest „gât de lebădă este prevăzut a se monta la 33 beneficiar, prin intermediul unorflanșe.

Circuitul de nămol este format din cinci cadre de colectare a nămolului 2.1, pe care 35 sunt dispuse robinete 2.b corespunzător celor cinci compartimente: conducta principală de colectare 2.a, pompa de nămol 10, hidrociclonul 12, conducta de recirculare 2.f, de refulare 37 a nămolului către hidrociclon 2.e și de evacuare a nămolului din instalație 2.k. Pe acest circuit mai sunt prevăzute două robinete, unul pentru refulare pompă nămol 2.g și altul pentru 39 refulare hidrociclon 2.h. Pe conducta de recirculare a nămolului (care iese din hidrociclon, pe la partea superioară a acestuia) este prevăzut un clapet de sens 2.i. Pentru o colectare 41 cât mai eficientă a nămolului s-a găsit soluția de a înclina pereții laterali ai instalației către partea interioară. Unghiul de înclinare a pereților a fost proiectat a fi mai mare decât unghiul 43 de taluz natural al nămolului. De-a lungul instalației de epurare este prevăzut un jgheab colector de nămol 2.c. Din acest jgheab este colectat nămolul prin zece prize 2.d, câte două 45 pentru fiecare compartiment.

RO 123174 Β1

Pompa de nămol 10 se activează automat, dar există și opțiunea de a fi activată manual, și are rolul de a extrage nămolul depus în partea inferioară a bioreactoarelor. Această pompă trimite nămolul către hidrociclonul 12, unde acesta este îngroșat, eliminându-se o parte din apa conținută. Apa rezultată din hidrociclonul 12 este apoi trimisă în primul bioreactor I, pentru a urma din nou procesul de epurare. Nămolul rezultat din hidrociclonul 12 este depozitat în saci, care trebuie înlocuiți periodic.

Pentru recircularea nămolului de la hidrociclon este prevăzută o conductă 2.c, care traversează ultimele patru compartimente ale instalației și deversează în primul compartiment aerob I.

în timpul funcționării instalației de epurare monobloc, se poate forma, la suprafață, un strat de spumă, care are un aspect neplăcut și poate antrena elementele purtătoare 14 în afara instalației, fapt total nepermis. Pentru înlăturarea stratului de spumă, s-a găsit soluția de amplasare a unui sistem de pulverizare apă 4, format din conducta de distribuție cu apă 4.a și pulverizatoare 4.b (câte două bucăți amplasate la partea superioară a primilor cinci pereți ai instalației de epurare). Sistemele de pulverizare apă sunt alimentate cu apă curată dintr-o sursă externă.

în decantoarele lamelare uzuale, plăcile de decantare se pot colmata. Pentru a înlătura acest neajuns, s-a prevăzut un cadru de aerare l.d. Prin mișcare ascensională a bulelor de aer, plăcile decantoare 15 se curăță. Prin introducerea bulelor de aer în decantor, apare și fenomenul de flotație. Bulele de aer aderă la suprafața particulelor coloidale, micșorându-le greutatea specifică și, implicit, mărindu-le volumul. Ca urmare, particulele coloidale se ridică la suprafața apei, de unde sunt îndepărtate. Astfel, dorindu-se utilizarea unui procedeu care să curețe plăcile decantoare fără a le scoate din instalație, s-a ajuns și la creșterea eficienței de separare a particulelor solide din masa de apă uzată.

Cum instalația de epurare este realizată din pereți metalici 7, care sunt îmbinați prin sudură, s-a conceput și realizat un cadru de rezistență 6, care să prevină deformarea instalației de epurare din cauza greutății și presiunii apei.

Prin existența sistemului de aerare prevăzut cu robinete l.c în toate cele cinci compartimente, instalația de epurare poate fi adaptată în funcție de tipul de poluanți din apa uzată.

Claims (4)

1. Suport artificial mobil, pentru fixarea biofilmului pentru epurarea apelor uzate, 3 caracterizat prin aceea că acesta constă dintr-o piesă de polietilenă de formă circulară, are densitatea de 0,97-0,98 kg/dm³ și este prevăzut în interior cu 6 spițe, iar pe suprafața 5 exterioară, cu aripioare fine, care, propulsate de bulele de aer, induc o mișcare de revoluție în jurul axei proprii, iar raportul dintre diametrul cilindrului și înălțimea piesei este situat în 7 intervalul 1,3...1,7.

2. Instalație pentru epurarea apelor uzate, utilizând suportul artificial mobil de fixare 9 a biofilmului definit în revendicarea 1, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde niște pereți laterali înclinați spre partea interioară, pentru o colectare cât mai eficientă a nămolului, 11 două bioreactoare (I și II) aerate, două bioreactoare (III și IV) care pot funcționa în regim aerat sau anoxic, în bioreactoare (I, II, III și IV) găsindu-se suporți artificiali mobili, pentru 13 fixarea biofilmului (14) care ocupă 50...60% din volumul acestora, un decantor lamelar (V), o cameră tehnică (VI), un circuit de aerare format din una sau două suflante (9) dispuse în 15 camera tehnică (VI), o conductă principală de distribuție a aerului (l.a), din care pornesc niște cadre de aerare (l.b) care sunt prevăzute cu orificii prin care aerul este dispersat în masa de 17 apă cu niște conducte (l.a), și care suntînclinate cu un unghi de 15°, și cu niște robinete (l.c) dispuse înaintea fiecărui cadru de aerare (l.b), în decantorul lamelar (V) cadrul de aerare 19 (l.d) fiind diferit față de cele dispuse în biorectoarele menționate, prin faptul că este situat imediat sub plăcile decantoare (15) și este în formă de V, un circuit de nămol, format din 21 niște cadre (2.1) de colectare a nămolului, corespunzătoare bioreactoarelor menționate și decantorului lamelar (V), pe cadrele (2.1) de colectare a nămolului fiind dispuse niște 23 robinete (2.b), o conductă principală de colectare (2.a), o pompă de nămol (10), un hidrociclon (12), conducte de recirculare (2.f) și de evacuare a nămolului din instalație (2.k), 25 un jgheab colector de nămol (2.c), în care nămolul este colectat prin niște prize (2.d), câte două pentru fiecare compartiment, recircularea nămolului de la hidrociclon (12) făcându-se 27 prin conducta de refulare a acestuia, și un sistem de pulverizare apă (4), pentru înlăturarea stratului de spumă rezultat, sistemul de pulverizare apă (4) fiind amplasat la partea 29 superioară a primilor cinci pereți despărțitori, alimentați cu apă curată, dintr-o sursă externă.

3. Instalație conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că numărul cadrelor 31 de aerare (l.b) și cel al cadrelor (2.1) de colectare a nămolului variază în funcție de capacitatea de tratare. 33

4. Procedeu de epurare a apelor uzate utilizând suportul artificial mobil de fixare a biofilmului și instalația de epurare a apelor uzate, definite în revendicările 1 și 2, cu nămol 35 activ și biofilm, caracterizat prin aceea că, pentru descompunerea materiei organice, este folosită una dintre configurațiile aerob - aerob - aerob - anoxic - decantor, aerob - aerob - 37 anoxic - aerob - decantor sau aerob - aerob - aerob - aerob - decantor, în cazul în care gradul de încărcare organică al apei este ridicat, iar conținutul de amoniu este scăzut, sau 39 configurația aerob - aerob - anoxic - anoxic - decantor, dacă apa uzată are o încărcare organică redusă și conține o cantitate semnificativă de amoniu, și constă în alimentarea cu 41 apă uzată, aerarea apei timp de 30...40 min și trecerea concomitentă a acesteia peste biofilmul depus pe suportul artificial mobil, depunerea prin sedimentare timp de 10...15 min 43 a sedimentelor, și extragerea acestora prin pompare, trecerea apei tratate în decantor (V) pe la partea superioară a acestuia, evacuarea nămolului și recircularea parțială a 45 apei/nămolului prin hidrociclon.