HU186132B - Terrace-coffered sewege cleaner and process for cleaning of sewers - Google Patents

Description

A találmány tárgya teraszos-kazettás szennyvíztisztító és eljárás különféle eredetű szennyvizek, szippantott szennyvizek, hígtrágyák együttes vagy külön-külön történő természetes biológiai lebontáson alapuló tisztítására, amely eltérő nagyságú és vízmélységű, nagyobbrészt teraszos elrendezésű több kazettából épül fel.

A szakirodalom több olyan szennyvíztisztító eljárást ismertet, amely természetes biológiai lebontáson alapul. A szakirodalomból megismert eljárások közül több került már felhasználásra a gyakorlati életben is.

Biológiai lebontáson alapuló eljárásokat ismertet többek között az 1973-ban megjelent „Biológiai szennyvíztisztító rendszerek” című könyv is. Az említett irodalmi helyen utalás található arra, hogy pl. az USA-ban jelenleg több mint 3000, Kanadában pedig 500 ilyen célú stabilizációs tórendszer üzemel.

A szakirodalom foglalkozik az ilyen tórendszer méretezésével is, így pl. az oxidációs tó méretezésére találunk kitanítást F. Meinck, H. Stooff, H. Kohlschütter: „Indrustrie-Abwasser” című, 1968-ban Stuttgartban megjelent munkájában. További adatokat találunk Bohdan Koziorowski: „S cie ki przemystowe” című, 1980-ban Varsóban megjelent munkájában is, amely elsősorban az ipari szennyvíztisztítással és ennek problémáival foglalkozik.

A szakkönyvben több idézet található Goyna E. F., Preul H. C., és Hills D. J. idevonatkozó írásaiból, így többek között az alábbi megállapítások is;

„Kelet-német adatok szerint a stabilizációs tavak beruházási költsége 20—25 %-a a hagyományos telepének. Tisztítási hatásfoka eléri, sőt meghaladja a hagyományos telepekét. NDK-ban egy három tóból álló rendszer az 500 mgBO(j)l szennyvizet egész évben 80—95%-os BŐI hatásfokkal tisztítja. Az első tó anaerob, a második levegőztetett, a harmadik szűrőtó.” „Goyna szerint a fertőző baktériumok nagy része a biológiai tavakban elpusztul. Javasolja, hogy néhány tavat kell létesíteni különböző oxigénfeltételekkel. Tíz biológiai tóról végzett vizsgálatok alapján megállapították, hogy a tápanyagok áthatolása erősen függ a talajtól. A legtávolabbi nyomok a tavaktól kb. 60 mre voltak.” „Új Zélandon anaerob tónál kimutatták, hogy az infiltráció mértéke kb. 1%-a a bevezetett szennyvíz mennyiségének. Az átszivárgóit víz szennyezőanyag tartalma 0,1 %-a a nyers szennyvíz szennyeződésének.” ' Jelen találmány célja olyan szennyvíztisztítási technológia és a technológiát megvalósító rendszer kialakítása, amelynek energia-igénye gyakorlatilag nulla, területigénye kisebb a jelenleg alkalmazott természetes lebontáson alapuló eljárásoknál és ugyanakkor a tisztítás hatásfoka nagyobb, és segítségével lehetővé válik különböző eredetű szennyvizek együttes tisztítása is.

A jelen találmány szerint kidolgozott technológia lényegében a stabilizációs tavas tisztítási eljárásokhoz hasonló, de lényeges különbség a kisebb tavak, illetve kazetták találmányunk szerint többszörösen nagyobb számban történő kialakítása, valamint ehhez kombinációs elemként a teraszos levegőztetés alkalmazása, amelynek segítségével többszörösére növelhető a felszínen át beoldódó oxigén mennyisége. Ugyanakkor ez lehetővé teszi a felhasznált terület nagyságának csökkentését és így tovább növeli a tisztítás hatásfokát.

A találmány szerinti célkitűzést olyan kialakítású teraszos-kazettás víztisztító rendszerrel valósítjuk meg, amelynek egymással sorbakapcsolt, többségükben legalább részleges tőzegburkolással, alsó részükön esetenként tömörített anyaggal bélelt, egymással sorosan kapcsolt kazettái, a tisztításhoz szükséges oxigén bevitelét fokozó, teraszonként a vízáramban elhelyezett levegőztetőkerekei, továbbá kazettánként elhelyezett uszadékfogói és lebegő részeket eltávolító lassú szűrői is vannak.

A találmány szerinti víztisztító rendszer egy előnyös kiviteli alakja esetén a rendszernek kisebb területű, 1,0—2,5 m vízmélységű, és az előbbiekhez képest nagyobb területű, aerob jellegű 0,3—1,2 m vízmélységű, egymás után elhelyezett összesen legalább öt kazettája van, amelyek elé célszerűen 2—6 m vízmélységű, anaerob tójellegű legalább egy kazetta is be van iktatva.

A találmány szerinti víztisztító rendszer célszerű kiviteli alakja esetén a kazetták a levegőbevitelt elősegítő módon teraszszerűen vannak elrendezve.

A találmány szerinti víztisztító rendszer további előnyös kivételi alakjának a tisztítandó víz energiájával hajtott legalább egy levegőztetőkereke is van.

A találmány szerinti víztisztító rendszer további célszerű kiviteli alakjának kazettánként legfeljebb 10—30 cm mélységben elhelyezett, a tisztítandó vízzel bejutó, illetve a tisztítás során keletkező uszadékot megkötő uszadékfogója is van.

A találmány szerinti célkitűzés megvalósítását szolgálja az az eljárás, amely a találmány szerinti víztisztító rendszerben történő szennyvíztisztítás foganatosítására szolgál. A találmány szerinti eljárás során a vízben lebegő élőlények — elsősorban algák — eltávolítására lassú szűrőként durva szemcséjű homokot alkalmazunk, majd — a kívánalmaktól függően — az egyes anyagok koncentrációjának csökkentésére zeoliton történő utószűrést is végzünk.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja esetén a baktériumszám csökkentését, szelekcióját, egyes anyagok adszorpcióját, valamint az iszap stabilizálását kazettánként 5—20 cm vastagságban elhelyezett tőzegbélés segítségével végezzük.

A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja során a külső szennyeződésre érzékeny altalaj esetén kazettánként 30—40 cm vastagságú tömörített anyagú bélést is alkalmazunk.

A találmány szerinti víztisztító rendszer egy előnyös kiviteli alakját, valamint a rendszerben alkalmazott eljárás egy célszerű foganatosítási módját a csatolt ábrák alapján részeletesen ismertetjük, ahol az

1. ábra egy találmány szerinti teraszos-kazettás víztisztító rendszer vázlatos elrendezése, a

2. ábra az 1. ábra szerinti víztisztító rendszer metszete, a

3. ábra a 2. ábra szerinti víztisztító rendszer két szomszédos, teraszos elrendezésű kazettájának kapcsolódása, a

4. ábra a találmány szerinti víztisztító rendszerben alkalmazott levegőztetőkerék egy célszerű kiviteli alakja oldalnézetben, míg az

-21UU íJAa ' 5. ábra a 4. ábra szerinti levegőztetőkerék felülnézete.

Az 1. ábra a találmány szerinti víztisztító rendszer egy célszerű kiviteli alakjának vázlatos felülnézeti képe. A víztisztító telep egyik végén található egy 2 ürítőállomás, ahol lényegében a szennyvízbevezetés történik. Az ürítőállomás mellett található az 1 tároló, amely 1 tárolóba helyezi el a kazetták tisztítása során a kazettákból kiürített, lényegében „döglött” iszapot, amely tőzeggel elkeverve mezőgazdasági felhasználásra kerül. A 2 ürítőállomáson összegyűjtött szennyvíz a 3 kazettákba kerül, amelyek egymással sorba vannak kapcsolva és a helyszíni talajtól vannak kialakítva. A 3 kazettákhoz vannak ugyancsak sorba kapcsolva nagyobb kiterjedésű 4 kazetták, majd a víztisztító telep végén az utóbbi 4 kazettához kapcsolódik egy 6 szűrő. ...... ....

Az egész víztisztító telepet 7 csapadékvíz elvezetőárok veszi körül. A tisztításhoz szükséges oxigén bevitelét teraszonként a vízáramban elhelyezett 5 levegőztetőkerék segítségével fokozzuk. A 3 és 4 kazettákban legalább 10—30 cm mélységben vannak elhelyezve — az itt nem ábrázolt — a tisztítandó vízzel bejutó, illetve a tisztítás során keletkező uszadékot megkötő uszadékfogók.

Az ábrán tisztítandó, illetve tisztított víz mozgásának irányát a nyilak mutatják.

A 2. ábra az 1. ábra szerinti víztisztító telep egy metszetét szemlélteti. Ezen jól látható a 3 és 4 kazetták teraszos elrendezése, továbbá a rajzon szemléltettük azt is, hogy az egyes 3 és 4 kazetták vízmélysége is változó.

A 3 és 4 kazettákat 8 zárógát választja el egymástól. A 2 ürítőállomáson összegyűjtött szennyvíz először a kisebb területű 3 kazettákon halad keresztül, ahol már jelentős szennyeződés megkötés megy végbe, majd a nagyobb kiterjedésű 4 kazettákba jut, és a lényegében megtisztult víz az utolsó 4 kazettához kapcsolódó 6 szűrőbe kerül, ahol a vízben lebegő élőlények — elsősorban algák — eltávolítása történik. A tisztítandó vizet durva szemcséjű homokon vezetjük át, majd az igy megtisztított vizet a 9 csövön át távolíthatjuk el ipari vagy mezőgazdasági felhasználásra. Megjegyezzük, hogy amennyiben szükségesnek mutatkozik egyes anyagok koncentrációjának további csökkentése is, úgy zeoliton keresztül történő utószűrést is végezhetünk.

A 3. ábra lényegében két szomszédos, egymással sorbakapcsolt kazetta kapcsolódását, valamint a kazetták talajösszetételét mutatja be.

Amennyiben a vízszint egy bizonyos magasságot elért, a viz 10 átfolyón keresztül a következő kazettába áramlik át. A beáramló viz mozgásba hozza az 5 levegőztetőkereket, amelynek segítségével így a tisztításhoz szükséges oxigén mennyiségét megnöveljük. A 10 átfolyócső a kötött talajú 8 zárógáton vezet keresztül. A kazetta általában — a baktériumszám csökkentése, szelekciója, egyes anyagok adszopciója, valamint az iszap stabilizálása végett — 5—20 cm vastagságban tőzeggel lehet kibélelve. A 12 tőzegbélésen — a 10 átfolyón érkező viz bevezetésének környezetében célszerűen 13 műanyagfólia kerül elhelyezésre. Megjegyezzük, hogy amennyiben a kazetta 11 altalaja a külső szennyeződésre érzékeny, abban az esetben a kazettát még 30—40 cm vastagságban tömörített anyaggal is ki keli bélelni.

A 4. és 5. ábra a találmány szerinti víztisztító rendszerben alkalmazott 5 levegőztetőkerék célszerű kiviteli alakját szemlélteti, amely 5 levegőztetőkerék állítható nagyságú 14 tartóból, valamint a 14 tartóba teleszkóposán kapcsolódó 16 rudazatra szerelt két eltérő nagyságú 15 forgórészből épül fel. Az 5 levegőztetőkereket az áramló viz energiája hajtja.

Az 5. ábra az 5 levegőztetőkerék 15 forgórészeinek kialakítását szemlélteti.

Egy, a találmány szerint kialakított teraszos-kazettás víztisztító rendszerben, amely 5—25 db sorosan kapcsolt, helyszíni talajból kialakított kazettát foglal magába, a tisztítás ideje 25—140 nap között változik. A rendszerbe egy célszerűen 2—6 m vízmélységű anaerob tó jellegű kazetta is be van iktatva. Ezután következnek a tó jelleggel kialakított i,0—2,5 vízmélységű kazetták, majd pedig a 0,3-1,2 m vízmélységű aerob tó jellegű kazetták következnek.

Az aerob kazetták kialakítása minden esetben teraszszerű, a többi kazettát pedig — az egyszerű vízszint változtatási lehetőség miatt amennyiben lehetséges — célszerű legalább részben teraszosan kialakítani.

A tisztításnak az első fázis (anaerob) kivételével jelentős oxigén igénye van. Ezt a légkörből a folyékony fázisba a kazettákba történő beáramlásnál kialakított levegőztetőkerekek, a növények fotószintézise és a víz felszínen át történő beoldódás biztosítja. Ezek közül a legfontosabb tényező a levegőztetőkerék, melyet a víz energiája működtet, és a külső környezeti tényezőktől függetlenül biztosítja, hogy a kazettába érkező víz oxigénben közel telített lesz. Ennek az éjszakai órákban, de különösen télen van jelentősége.

A telepre érkező szennyvíznek felúszó részeit, továbbá a tisztítás során keletkező felúszó növényeket, a bejutás, illetve keletkezés helyén történő visszatartására minden kazettából történő kiáramlás előtt uszadékfogást biztosítunk.

A kazetták után durva homokon történő lassú szűréssel biztosítjuk a tisztított vízből a lebegő élőlények — elsősorban algák eltávolítását. Magas környezetvédelmi igények szükséges kielégítése esetén, az egyes anyagok koncentrációjának pl. ammónia csökkentése érdekében zeoliton történő utószűrést építhetünk be.

Az iszapstabilizáció meggyorsítása, valamint a baktériumszám csökkentése érdekében — mint azt már korábban kifejtettük — a kazettákat tőzegbéléssel, és amennyiben ezt az altalaj minősége megkívánja, úgy még tömörített anyagréteggel is kibéleljük.

Az utolsó 1—5 aerob kazettában a vízszint változtathatóságát áltagos üzem közben is kihasználjuk (általában 0,3-1,5 m között). Ezzel időben függetleníthető az elfolyó tisztított szennyvíz mennyisége a befolyó szennyvíz mennyiségétől. Ez a befogadó viszonylatában egyben rugalmas vízmennyiség szabályozást is jelent. A vízszintváltoztatás 10—60 napi szennyvízmennyiség betározást jelent, így a befogadó vízhozamához lehet igazítani az elfolyó víz mennyiségét. (Megjegyezzük, hogy a lassú szűrők kapacitása többszöröse a telepének.)

A teraszos-kazettás szennyvíztisztító telepre csövön, vagy járművel szállított szennyvíz az első ana-3erob kazettába jut. A sorosan kapcsolt anaerob kazettákban lebegd anyag tartalmának nagy részét elveszti, uszadékmentes lesz. A szerves anyagok egyrésze anaerob folyamatokban bomlik le. A lebomlás intenzitása a gázfejlődés alapján jól látható.

A tójelleggel kialakított következő kazettákban tovább folytatódik a szerves anyagok lebomlása részben anaerob, részben aerob úton. Ezekben a kazettákban kezdenek megjelenni a magasabb rendű élőlények és az oxigén. Az aerob kazettákban az oxigénben egyre gazdagabb vízben — melynek beoldódása az előzőekben ismertetett módon biztosított — aerob úton a maradék szervesanyag nagy része lebomlik, a víz oxigénben közel telítetté válik, a bomlásból származó ásványi anyagok egy része a növényekbe, illetve a környezet életközösségébe beépül. A kialakuló biomassza nagy része végülis a kazetta fenékiszapjába kerül.

Elsősorban nyári időszakban a keletkező nagyobb mennyiségű lebegő alga eltávolítása és az egyéb szennyezőanyag koncentráció csökkentés céljából durva homokon szűrjük át a vizet — lassú szűréssel —, mely ezután a befogadóba vezethető, vagy másodlagosan felhasználható.

A kazettákban elhelyzett tőzeg elősegíti a különböző fajú gombaszervezetek elterjedését. Ezek mellékterméke a baktérium szelektáló antibiotikum. A tőzeg huminanyagai különböző vegyületek oldékonyságát megváltoztathatják ioncserélő képességük folytán. Ezzel csökkenthetik több szervesanyag oldhatóságát és nehéz fém tartalmú vegyületeket is megkötnek.

A tisztítás mellékterméke — az iszap — a kazetták alján gyűlik össze, és hideg rothadással nagyrészt stabilizálódik. Eltávolítását — az adott kazetta kikapcsolása és a vízszint csökkentése (szivomyás módszerrel) után — tőzeg vagy zúzott szalma, illetve kukoricaszár beszúrásával kezdjük, A bekevert — közel lapátolható konzisztenciájú — iszapot kotróval eltávolítjuk. A tisztítás történhet úgy is, hogy szippantó gépkocsival az iszapot a — telep mellett vagy a felhasználás helyén kialakított — tőzegágyba juttatjuk és bekeverjük. A nagy szervesanyag tartalmú anyagot parkosítára és növénytermesztéshez értékesítjük. Az első kazetták (anaerob) kotrását 1—2 évenként, a többi kazettáét 3—10 évenként kell elvégezni. A telep összes kazettájának egymás utáni folyamatos kotrására a technológia lehetőséget nyújt. Nagyobb telepek esetén a kazetta elválasztó gátakat úgy kell méretezni, hogy azokon munkagépek is közlekedhessenek.

A homokszűrőket váltott üzemre célszerű építeni. Felső rétegüket 3—10 hetenként, az egész töltetet 0,7—2,0 évenként kell cserélni. Az eltávolított durva szűrőhomokot mezőgazdasági területen helyezzük el. A szűrési sebesség 0,05—0,5 m³/h között változik.

A találmány szerinti víztisztító rendszer előnye, hogy energia igénye gyakorlatilag nulla. Itt jegyezzük meg, hogy a rendszer külön energiaforrással működtetett úszó levegőztetőkkel is ellátható, és ebben az esetben a víztisztító rendszer kapacitása akár 100%kal is megnövelhető.

A rendszer üzemeltetése állandó felügyeletet nem igényel, a tisztítás során keletkezett iszap — bekevert iszap — további felhasználásra alkalmas. A rendszer a kivánalmaknak megfelelően bővíthető és kapacitása növelhető, beruházási és üzemeltetési költségei alacsonyak, környezetszennyezés lényegében teljesen kizárt. A találmány szerint kialakított tisztítótelep a jégbeállás után is — a homokszűrővel együtt — zavarmentesen üzemel. Megjegyezzük azonban, hogy a tervezésnél figyelembe kell venni, hogy a nagy mennyiségben lehulló csapadék az első kazettában hirtelen vlzszint növekedést eredményezhet, ezért vészkiömlőket is kell alkalmazni. A találmány szerinti teraszoskazettás víztisztító rendszerek segítségével olcsón és gyorsan megoldható a kis települések csatornázása és szennyvíztisztítása és a rendszer alkalmazásával az élővizek tisztítása is rövid időn belül megoldható. A találmány szerinti rendszer végül híg trágya ártalmatlanítására is, alkalmas, a trágyában lévő növényi tápanyagok nagy része — iszapban felhasználva — tovább hasznosítható.

Claims (8)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Teraszos-kazettás szennyvíztisztító különféle eredetű szennyvizek, szippantottt szennyvizek, hígtrágyák együttes vagy külön-külön történd, természetes biológiai lebontáson alapuló tisztítására, amely eltérő nagyságú és vízmélységű, nagyobbrészt teraszos elrendezésű több kazettából épül fel, azzal jellemezve, hogy egymással sorbakapcsolt, többségükben legalább részleges tőzegburkolással (12), alsó részükön esetenként tömörített anyaggal bélelt kazettái (3,4), a tisztításhoz szükséges oxigén bevitelét fokozó, teraszonként a vízáramlásban elhelyezett levegőztetőkerekei (5), továbbá kazettánként (3, 4) elhelyezett uszadékfogói és lebegő részeket eltávolító lassú szűrői (6) is vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti teraszos-kazettás szennyvlztisztó kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy kisebb területű 1,0-2,5 m vízmélységű és az előbbiekhez képest nagyobb területű, aerob jellegű 0,3—1,2 m vízmélységű, egymás után elhelyezett, összesen legalább öt kazettája (3, 4) van, amelyek elé célszerűen 2—6 m vízmélységű, anaerob tójellegű legalább egy kazetta is be van iktatva.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti teraszos-kazettás szennyvíztisztító kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a levegőbevitelt elősegítő módon teraszszerűen elrendezett kazettái (3, 4) vannak.
4. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti teraszos-kazettás szennyviztisztitó kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tisztítandó víz energiájával hajtott legalább egy levegőztetőkereke (5) van.
5. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti teraszos-kazettás szennyvíztisztító kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy kazettánként (3, 4) legfeljebb 10—30 cm mélységben elhelyezett, a tisztítandó vízzel bejutó, illetve a tisztítás során keletkező uszadékot megkötő uszadékfogója is van.
6. 6. Eljárás az 1. igénypont szerinti szennyvíztisztítóban történő szennyvíztisztításra, azzal jellemezve, hogy a vízben lebegő élőlények — elsősorban algák — eltávolítására lassú szűrőként (6) durva szemcséjű homokot alkalmazunk, majd — a kívánalmaktól függően — az egyes anyagok koncentrációjának csökkentésére zeoüton történő utószűrést is végzünk.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzaljellemezve, hogy a baktériumszám csökkentését, szelekcióját, egyes anyagok adszopcióját,

   -4iööljz valamint az iszap stabailizálását kazettánként (3, 4) 5—20 cm vastagságban elhelyezett tőzegbéléssel végezzük.
8. 8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy külső szennyeződésre érzékeny altalaj (11) esetén kazettánként (3, 4) 30—40 cm vastagságú tömörített anyagú bélést alkalmazunk.