CS205001B2 - Způsob čištění odpadních vod z rafinerií ropy a z chemických závodů zpracovávajících ropu a podobné uhlovodíky - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu čištění odpadních vod z rafinerií ropy a z chemických závodů zpracovávajících ropu a podobné uhlovodíky.

Zpracování znečištěných odpadních vod zahrnuje sled operací pro dosažení maximálního vyčistění vody při minimálních nákladech. Průmyslové odpadní vody, zvláště odpadní vody z rafinerií ropy, obsahují široké spektrum znečištěnin, a proto se takové odpadní vody obtížněji čistí než městské splašky. Při zpracování takových průmyslových odpadních vod se používá čtyř následných procesů. Je ío primární zpracování, úprava, sekundární zpracování a terciární zpracování. Při primárním zpracování se odstraní velké množství uhlovodíků a pevných látek z odpadní vody. Dalším procesem jeúprava ,pri které se voda upravuje tak, aby nenarušovala podmínky sekundárního upravovacího procesu při vstupu do sekundární upravovači zóny. Oprava je tedy určena k optimalizaci složení vody, aby sekundární upravovací proces pracoval co nejúčinněji. Při sekundárním zpracování se biologicky odbourávají rozpuštěné organické látky a amoniak ve vodě. Jedním z nejběžnějších způsobů biologického zpracování je způsob založený na použití aktivovaného kalu, který bude ještě podrobně probrán. Terciárním zpracováním je odstraňování zbytkových biologických pevných látek obsažených ve vodě po sekundárním zpracování a odstraňování znečištěnin, které zhoršují čirost vody a nepříznivě ovlivňují chuť a zápach vody. Zpravidla je to filtrace vody. s výhodou vrstvou písku nebo kombinace písku a uhlí, načež následuje zpracování aktivovaným uhlím. Aktivovaný kal se běžně používá pro zpracování odpadních vod a tento způsob v současné době představuje nejvyšší stupeň biologického vyčištění v rozumně kompaktní jednotce. Použití tohoto procesu při zpracování průmyslových odpadních vod je však malé v srovnání s městskými splašky. Průmyslové použití tohoto procesu však rychle vzrůstá. V současné době je způsob založený na použití aktivovaného kalu schopen dosáhnout 85 až 93% snížení pětidenní biochemické spotřeby kyslíku (BSKs). Avšak znečištěniny ovlivňující pětidenní biochemickou spotřebu kyslíku jsou v průmyslových odpadních vodách obsaženy v poměrně malém množství ve srovnání s celkovým obsahem látek ovlivňujících spotřebu kyslíku v takových odpadních vodách. Tak jsou například látky ovlivňující pětidenní spotřebu kyslíku obsaženy ve výtoku z procesu s aktivovaným kalem typicky v množství 10 až 20 dílů na milion dílů vody. Není neobvyklé zjis205001 tit v takových odpadních vodách jiné znečištěniny spotřebující kyslík v množství, které je desetinásobkem až dvacetinásobkem uvedeného množství.

Čištění aktivovaným kalem má čtyři stadia. V prvním stupni se znečištěná voda uvádí do styku s aktivovaným kalem. Kal obsahuje mikroorganismy, které se živí znečištěninami z vody a metabolizují tyto znečištěniny za vytváření buněčné struktury. Tato vyčištěná voda teče do druhého čeřícího stupně, kde se suspendované částice oddělují od vyčištěné vody. Část kalu se vrací do prvního stupně a zbytek postupuje do třetího a čtvrtého stupně. Tento postupující kal do třetího a čtvrtého stupně zahrnuje vodu. Ve třetím stupni se kal zahustí k odstranění nadbytku vody a ve čtvrtém stupni se zahuštěný kal odvádí do odpadu. Mikroorganismy se tedy živí na své vlastní buněčné struktuře a stabilizují se. Normálně je průměrný věk těchto mikroorganismů v kalu podstatně menší než deset dní.

Nyní byl vynalezen zlepšený způsob zpracování odpadních vod, které mají vysokou koncentraci látek ovlivňujících pětidenní biochemickou spotřebu kyslíku, chemickou spotřebu kyslíku, uhlovodíků, inertních pevných látek, amoniaku, fenolů a jiných znečištěnln, které jsou poměrně žáruvzdorné. Tento způsob je zvláště vhodný pro zpracování odpadních vod z rafinérií ropného průmyslu a z chemických kombinátů, kde se odpadní vody z rafinace ropy mísí s odpadními vodami z chemických provozů. Jako obvykle sesstává způsob podle vynálezu z primárního zpracování, z úpravy, ze sekundárního zpracování a z terciárního zpracování. Vyznačuje se však novými modifikacemi stupně úpravy a sekundárního zpracování, což vede k podstatnému zlepšení kvality upravované vody.

Jako obvykle se velké množství olejů a pevných nečistot z odpadních vod z rafinace ropy oddělí. Výtok z tohoto primárního zpracování obsahuje typicky 25 až 150 dílů suspendovaných pevných látek na milion dílů vody a 25 až asi 300 dílů uhlovodíků na milion dílů vody. Taková voda, obsahující poměrně velké množství olejů a pevných látek, nemůže být přímo zaváděna do procesu s aktivovaným kalem, kde by byl aktivovaný kal déle než deset dní bez přerušení procesu čištění aktivovaným kalem, což není obecně známo. Na základě poloprovozních studií a teoretických výpočtů bylo zjištěno, že v případě, kdy voda, vstupující do procesu čištění s aktivovaným kalem, obsahuje více než 10 dílů olejových pevných znečištěnin na milion dílů vody a více než 10 dílů uhlovodíků na milion dílů vody, shromažďuje se velké množství olejovitých, emulgovaných látek v prvním stupni nebo v nádrži pro míšení kapalin procesu čištění aktivovaným kalem. Takové olejovité, emulgované látky zhoršují nebo brání čištění odpadních vod aktivovaným kalem, což způsobuje podstatné zmenšení účinnosti procesu čištění odpadní vody aktivovaným kalem. Význakem způsobu podle tohoto vynálezu je tudíž odstraňování nadbytečných olejů a znečišťujících látek z odpadní vody při zpracování ve stupni úpravy.

Odpadní vody z rafinerií ropy a z chemických závodů se spojují a podrobují se úpravě, při které se odstraňují v nadměrném množství obsažené znečištěniny a uhlovodíky a koncentrace znečištěnin se vyrovnává tak, aby zůstávala více méně konstantní i když se koncentrace znečištěnin v odpadní vodě před touto fází úpravy čas od času silně mění. Jestliže se koncentrace nečistot v nátoku mění, dochází ke změnám koncentrace nečistot ve výtoku z vyrovnávacího stupně. Protože však konstrukce vyrovnávacího stupně podle vynálezu je zlepšena, probíhají tyto změny postupně v průběhu poměrně dlouhého časového období. To umožňuje mikroorganismům při spádovém procesu čištění aktivovaným kalem přizpůsobit se změnám koncentrace nečistot neboli aklimatizovat se.

Vynález se tudíž týká způsobu čištění odpadních vod z rafinerií ropy a z chemických závodů zpracovávajících ropu a podobné uhlovodíky, který je vyznačen tím, že se koncentrace uhlovodíků v odpadní vodě upravuje nejvýše na 10 dílů na milion dílů vody a koncentrace pevných látek rovněž na nejvýše 10 dílů na milion dílů vody ředěním odpadní vody nebo její filtrací a voda se pak zpracovává procesem s aktivovaným biologickým kalem, přičemž se v prvním stupni odpadní voda uvádí do styku s aktivovaným kalem a se vzduchem nebo s kyslíkem a ve druhém stupni se vyčištěná voda odděluje od aktivovaného kalu.

Při způsobu podle vynálezu zahrnuje stupeň úpravy vyrovnávání a filtraci. Vyrovnávání se provádí v nádrži, která má dvě, s výhodou tři nebo čtyři oddělení. Tato oddělení jsou uspořádána do série, takže voda teče z jednoho oddělení do nejbližšího následujícího oddělení. Celková doba prodlevy vody v nádrží je asi 10 až 15 hodin, s výhodou 2 až maximálně 15 hodin. Ztráty tepla jsou tudíž sníženy na minimum. Normálně je rozdíl teploty vytékající a vtékající vody vždy 12 °C nebo je ještě menší. S výhodou je doba prodlevy vody v každém oddělení 30 až 90 minut.

Odpadní voda z různých zdrojů se mísí v prvním oddělení a zjišťuje se koncentrace znečištěnin. Zpravidla se buď ručně nebo automaticky měří hodnota pH, obsah toxických kovů, obsah znečištěnin s chemickou spotřebou kyslíku, obsah fenolů a amoniaku. Jelikož se zavádějí vody z několika zdrojů do poměrně stísněného prostoru v prvním oddělení, má to některé výhody. Především je snadné zjišťovat koncentraci znečištěnin a je snadné zjistit každou drastickou změnu koncentrace naznačující například, že došlo k závadám v chemické lince. Je to vím, že v prvním oddělení systému s četnými od205001 děleními vzroste mnohem rychleji koncentrace na mnohem snadněji zjistitelnou hodnotu než u systému s jedním oddělením. Také se zde provádí neutralizace. Například je jeden zdroj vody vysoce kyselý a druhý vysoce zásaditý. Neutralizace probíhá při míšení proudu v prvním oddělení.

Ve vyrovnávací nádrži je důležité nastavit hodnotu pH tak, aby se dosáhlo maximálního stupně oxidace určitých znečištěnin, zvláště sirníků. Hodnota pH se upravuje přidáváním kyseliny nebo zásady do vody ve druhém oddělení, aby byl obor hodnoty pH

6,5 až 9,5, s výhodou 7,5 až 8,5. Zjistilo se, že alespoň tři díly rozpuštěného kyslíku na milion dílů vody musí být obsaženy, aby se látky s bezprostřední spotřebou kyslíku oxidovaly rozumnou rychlostí. S výhodou se přidává hydrochinon nebo gallová kyselina do vody ke katalyzaci oxidace látek s bezprostřední spotřebou kyslíku. Jestliže není bezprostřední spotřeba kyslíku uspokojena, může být proces čištění aktivovaným kalem nepříznivě ovlivněn. Voda ve vyrovnávací nádrži se také provzdušňuje. Obvykle se může použít plovoucích provzdušňovačů. Provzdušňování je nejúčinnější v zóně vymezené. Okolo 110,32 W nebo více než 110,32 W na 4 500 litrů vody poskytuje vynikající provzdušnění. Provzdušněním se také dosahuje dokonalého rozvíření a promíchání vody, což vede k tomu, že se plovoucí nečistoty shromažďují na povrchu vody. Tyto nečistoty se odstraňují stažením. K zajištění, aby voda obsahovala před procesem čištění aktivovaným kalem méně' než 10 dílů uhlovodíků na milion dílů vody a méně než 10 dílů odparku na milion dílů vody, se při způsobu podle vynálezu do vody přidávají koagulační a/nebo flokulační prostředky ve vyrovnávací nádrži nebo se přidávají do proudu vody tekoucí do stupně čištění aktivovaným kalem. Koagulační a/nebo flokulační prostředky destabilizují koloidní částice, které pak agregují. Tyto agregáty jsou proudem vytékající vody unášeny na filtr a jsou odstraňovány ještě před zavedením vody do procesu čištění aktivovaným kalem. Při způsobu podle tohoto vynálezu se s výhodou zavádí vzduch do proudu vod postupující do stupně čištění aktivovaným kalem, aby ve vodě byla uspokojena bezprostřední potřeba kyslíku.

Při způsobu podle vynálezu pak voda z úpravy protéká běžnou jednotkou pro čištění aktivovaným kalem, která je modifikována dvojím důležitým způsobem: 1. směs kalu a vody, tekoucí mezi jednotlivými stupni procesu čištění aktivovaným kalem, se provzdušňuje; 2. kal různého stáří, z různých stupňů se vrací do jednoho nebo několika stupňů procesu čištění aktivovaným kalem ve směru proti proudu.

Při způsobu podle vynálezu se zavádí buď čistý kyslík nebo s výhodou vzduch například pod tlakem nebo s výhodou strháváním do proudu kalu a vody tekoucí z nádrže k míšení kapalin prvního stupně do čeřící nádrže druhého stupně. Tento proud vody, kalu a vzduchu nebo kyslíku je podrobován zvyšujícímu se tlaku v důsledku hydrostatického spádu vody v nádrži pro míšení kapalin a v čeřicí nádrži. Proto je tento proud nasycován nebo přesycován kyslíkem. Rozpuštěný kyslík udržuje kal v čeřící nádrži v aerobních podmínkách a zajišťuje ve vytékající vodě, postupující do následující sekce terciárního zpracování obsah alespoň 5 dílů rozpuštěného kyslíku na milion dílů vody. Způsobem podle vynálezu se také injikuje kyslík ve formě vzduchu nebo v čisté formě pod tlakem do proudu kalu a vody proudící mezi stupněm druhým a třetím a čtvrtým procesu čištění aktivovaným kalem. Proto je možno, aby kal v zahušťovači a v posledním stupni setrvával po delší dobu. Tento vystárlý kal ze zahuštovače a z posledního stupně se vrací do prvního stupně směšovací nádrže buď přímo, nebo s výhodou za míšení s proudem kalu a vody proudícím mezi prvním a druhým stupněm.

Při způsobu podle vynálezu se voda vytékající z čeřicí nádrže nebo ze druhého stupně procesu čištění aktivovaným kalem filtruje k odstranění biologických pevných látek a pak se může uvádět do styku s aktivovaným uhlím k odstranění látek způsobujících zápach a jiných zbytkových stopových látek adsorpcí. Mohou se přidávat chemické prostředky :do vody vytékající z čeřicí nádrže k destahilizaci koloidních suspenzí a k usnadnění filtrace. Avšak v důsledku provzdušňování mezi jednotlivými, stupni obsahuje voda alespoň 5 dílů rozpuštěného kyslíku na milion dílů vody, a proto jsou organizmy na filtru a na aktivním uhlí udržovány v aerobních podmínkách, čímž se předchází vzniku zápachu a jakémukoliv zhoršení kvality filtrované vody. Kromě toho má voda sama vysoký obsah kyslíku a tak tedy nepřispívá ke zhoršení kvality vody, do které je zaváděna.

Jednotka 10 na způsob úpravy odpadní vody podle vynálezu je schematicky znázorněna na připojeném obrázku. Typicky znečištěnou vodou je odpadní voda z rafinerie ropy a odpadní voda z chemického závodu. Obecná charakteristika odpadní vody z rafinerie ropy je v tabulce I a obecná charakteristika odpadní vody z chemického závodu je v tabulce II,

Tabulka 1

Charakteristiky odpadní vody z rafinerie ropy po primárním zpracování na separátoru API

Průměrné hodnoty pro petrochemické rafinerie (USA)

Parametry koncentrace mg/litr

Biochemická spotřeba kyslíku 163 pětidenní

Chemická spotřeba kyslíku 473

Celkový organický uhlík 160

Oleje a tuky 51

Fenoly 11

Suspendované látky 52

Amoniak 48

Sirníky 2

Tabulka II

Charakteristiky odpadních vod některých chemických závodů po předběžném zpracování v závodě

Parametry Koncentrace mg/litr

Biochemická spotřeba 50—5000 kyslíku pětidenní

Chemická spotřeba kyslíku 500—20000

Suspendované látky 30—100

Amoniak 50—250

Jak je ukázáno na obr. mísí se spolu odpadní vody z rafinerie ropy a z chemického závodu v první sekci 29 vyrovnávací nádrže 12, která sestává z několika oddělení. Voda z vyrovnávací nádrže 12 protéká potrubím 13 a 14 vybaveným ventily do baterie tlakových filtrů 16 a nádrží 18 do sekce biologického zpracování 20. Odpadní vody z rafinerie ropy se nejdříve zavádějí do jímky 22 a pak do separátoru 24, kde se odstraní velké množství oleje a pevných nečistot. Za normálních podmínek může zpracovat čisticí jednotka 10 maximální potřebné množství odpadní vody za den. Napříkad velký závod má denní kapacitu vody 112 000 000 litrů. Silné deště mohou však zaplavit tento závod. Proto je závod vybaven pomocnou nádrží 26, pro zadržení abnormálního množství vody a jak ještě bude podrobně vysvětleno, pro zásobu okamžitého zatížení znečištěninami, jako jsou kyseliny nebo alkalie. Čerpadlo 28 dopravuje jakýkoliv nadbytek vody z jímky 22 do pomocné nádrže 28.

Při způsobu podle vynálezu se koncentrace ce nečistot ve vodě tekoucí do sekce biologického zpracování 20 řídí tak, aby koncentrace nečistot byla vyrovnaná. Vyrovnávací nádrž 12 slouží k udržování koncentrace nečistot na stejné hodnotě při průchodu odpadní vody třemi oddělenými sekcemi 29, 30 a 31 do vyrovnávací nádrže 12. Jestliže se v přítoku do vyrovnávací nádrže 12 zjistí ostrý vzrůst jedovatých znečištěnin, je počáteční koncentrace výtoku ze třetí sekce 31 menší nebo se mění méně než z nádrže s jedinou sekcí. To poskytuje čas k aklimatizaci mikroorganizmům v sekci biologického zpracování 20.

Každý ostrý vzrůst koncentrace znečiště8 nin nebo každá drastická změna typu znečištěnin vstupujících do vyrovnávací nádrže 12 má největší a nejvýraznější vliv na podmínky kvality vody první sekci 29. Jestliže se voda z této první sekce 29 smíchá s objemem vody druhé sekce 30, koncentrace znečištěnin se sníží. Jestliže se pak voda ze druhé sekce 30 smíchá s objemem vody ve třetí sekci 31, je koncentrace znečištěnin v této třetí sekci opět podstatně snížena. Míšení vody tímto způsobem vede ke zředění znečištěnin, takže je jejich koncentrace ve výtoku ze třetí sekce 31 nižší, než kdyby se použilo nádrže s jednou sekcí. Proto jestliže do první sekce 29 vteče nápor nečistot, smíchá se tento nápor nečistot postupně s objemem vody ve druhé a třetí sekci 30 a 31, dojde ke zředění a tak nedojde ke vzrůstu nebo jiným změnám koncentrace znečištěnin nebo charakteru znečištěnin působením množství vody ve třetí sekci 31. Proto se mikroorganizmy v sekci biologického zpracování 20 aklimatizují pomalým vystavováním změnám koncentrace nebo charakteru znečištěnin a přizpůsobují se pro biologické odbourání těchto vyšších koncentrací znečištěnin nebo tomuto odlišnému charakteru nečistot.

Zároveň se při způsobu podle vynálezu udržuje doba prodlevy vody ve vyrovnávací nádrži 12 na minimální hodnotě. Proto si voda v maximální míře udrží své teplo. Vysoká teplota vody podporuje vzrůst biologického odbourání nečistot v sekci biologického zpracování 20. Průměrná teplota vody vstupující do sekce biologického zpracování je 32 až 37 °C.

Ve vodě v první sekci 29 se zjišťuje přítomnost obzvláště jedovatých znečištěnin, jako je například amoniak, fenoly, sirníky, kyseliny, žíraviny atd., takže se může zjistit jejich zdroj a mohou se podniknout opravná opatření. Ve druhé sekci 30 se řídí hodnota pH přidáváním kyselin nebo alkálií tak, aby byla kolem 6,5 až 9,5, avšak především 7,5 až 8,5, jestliže je žádoucí oxidace znečištěnin vzduchem. Tato hodnota pH je optimální pro průběh oxidační reakce a reakce se popřípadě urychlují přidáváním hydrochinonu nebo gallových kyselin.

Běžné plovoucí aerátory (neznázorněné) plavou na povrchu vody v každé sekci 29 až 31 a zavádějí vzduch do vody k provzdušnění a k dokonalému promíchání odpadní vody. Takové aerátory ve druhé sekci 30 (neznázorněno) promíchávají a provzdušňují vodu k udržení obsahu rozpuštěného kyslíku na výhodné hodnotě 3 mg kyslíku/lltr nebo na větší hodnotě. Výhodný výkon aerátoru je 0,2 koňských sil provzdušnění nebo větší na 4500 litrů obsahu sekce.

Jestliže je z jakéhokoliv důvodu vyrovnávací nádrž 12 přeplavena extremně vysokou koncentrací znečištěnin nad její zpracovatelskou kapacitu a schopnost, například v případě prasknutí kyselinového potrubí, otevře se ventil 34 v recyklovém potrubí 38 a u10 zavře se ventil 38 v potrubí 14 do filtru. Čerpadlo 40 pak čerpá tuto vysoce kyselou vodu do nárazové skladovací pomocné nádrže 26a pomocné nádrže 28, kde se tato vysoce kyselá voda zadrží a postupně se vrací zpět do první sekce 21 vyrovnávací nádrže 12 potrubím 42 s ventilem. Tak se sekce biologického zpracování 20 chrání před otravou náhlým přtížením znečištěninami.

Míchání, provzdušňovánl, řízení hodnoty pH, chemické reakce atd., ke kterým dochází ve vyrovnávací nádrži 12, vedou ke koagulaci a ke flokulaci závažného množství znečištěním Tento materiál se pak stahuje s povrchu vyrovnávací nádrže 12. Může se použít běžných neznázorněných trubkových hřebel na povrchu vody v třetí sekci 31.

Výtok ze třetí sekce 31 obsahuje koloidní látky, ke kterým se přidávají koalugační nebo flokulační prostředky, jako jsou hlinité nebo železité sole a/nebo vysokomolekulární organické polyelektrolyty. Koagulační nebo flokulační prostředky destabilizují koloidní částice, které jsou unášeny proudem z vyrovnávací nádrže 12 do baterie tlakových filtrů 16, takže je umožněno jejich odstraňování filtrací. Filtrovaná voda se pak zavádí do nádrže 18 s čerpadlem 40. Výhodným filtračním materiálem v baterii filtrů je písek nebo jeho kombinace s uhlím. Je důležité, aby byla voda tekoucí do sekce biologického zpracování 20 filtrována ke snížení obsahu suspendovaných pevných látek a olejů na mírů, která nenarušuje biologický proces čištění. Za většiny podmínek má voda tekoucí do sekce biologického zpracování 20 s výhodou obsahovat ne více než 10 dílů oleje nebo uhlovodíků na milion dílů vody a ne více než 10 dílů olejovitých suspendovaných pevných látek na milion dílů vody. Periodicky se filtrační jednotka v baterii tlakových filtrů 16 musí promývat vodou ve směru proti směru filtrace. To se provádí uzavřením ventilu na přívodním potrubí do filtrační jednotky, která se má promývat a otevřením ventilu na neznázorněném potrubí pro promývací vodu, takže výtok z filtru ve směru proudu se použije jako promývací voda. Funkcí nádrže 18 je zajišťovat konstantní zpětný tlak filtrované vody, aby se tak zajistil konstantní tlak promývací vody z jejího zdroje. Zpětná promývací voda vymývá pevné částice zachycené na filtru a unáší je s vodou do neznázorněné pomocné nádrže na kal.

Sekce biologického zpracování 20, má čtyři zpracovatelské stupně. Kontaktní stupeň 44, kde přichází do styku znečištěná voda s aktivovaným kalem 46. Čeřící stupeň 48, kde se kal odděluje od vyčištěné vody. Zahušťovací stupeň 50, kde se oddělený kal zahušťuje k odstranění nadbytku vody. A stupeň 52 likvidační, kde se zahuštěný kal likviduje. V kontaktním stupni 44 se voda v podstatě prostá pevných a olejovitých podílů uvádí do styku se hmotou aktivovaného kalu 46 v kontaktní nádrži pro směšování kapalin 54. Tento aktivovaný kal 46 zahrnuje mikroorganismy, které se živí nečistotami z vody. Metabolieké procesy m’kroorgan'^-smů převádějí nečistoty na buněčnou strukturu organizmů, kysličník uhličitý a na různé meziprodukty. V čeřícím stupni 48 teče voda a aktivovaný kal z nádrže pro směšování kapalin 54 do čeřící nádrže 56 potrubím 72. Jak ještě bude vysvětleno, přidává se aktivovaný kal ze sekundárního zdroje do potrubí 72 potrubím 100 a spojené kaly a voda tečou do čeřící nádrže 56. Potrubí 72 a izolovaná zóna 84 čeřící nádrže 56 jsou vytvořeny pro styk sekundárního aktivovaného vraceného kalu a zbylých nečistot ve vodě opouštějící nádrž pro směšování kapalin 54. To vede k dalšímu vyčištění vody. Voda se oddělí od těchto kalových částic tím, že se částice aktivovaného kalu 46 nechají usadit na dnu čeřící nádrže 56. Vyčištěná voda odtéká s vrchu čeřící nádrže druhou baterií filtrů 58 do přijímacího proudu 60, s výhodou vrstvou aktivovaného uhlí 66 k odstranění stop rozpustných nečistot před zaváděním do přijímacího proudu.

V zahušťovacím stupni 50 se aktivovaný kal 46 odtažený ze dna čeřící nádrže 56 koncentruje a jakýkoliv objem zadržené vody se odděluje a odvádí. V likvidačním stupni 52 se zahuštěný kal udržuje v nádrži 62 po dostatečně dlouhou dobu, aby mikroorganizmy spotřebovaly a metabolizovaly obsažené živiny. Pak se kal rozstřikuje na půdu a nechá se rozkládat, aby se využil jakožto hnojivo. Nebo se kal může spalovat.

Při způsobu podle vynálezu se zařazují mezistupně provzdušňovánl k provzdušňování vody, která vtéká do sekce biologického zpracování 20 a mezi čtyři stadia sekce biologického zpracování 20. Nejdůležitějším mezistadiovým provzdušňováním je provzdušňování proudů vody a kalu protékajících potrubím 72 a 74 mezi kontaktním a čeřícím stupněm 44 a 48. V důsledku tohoto provzdušňovánl obsahuje voda opouštějící čeřící nádrž 56 a zaváděná do objemu přijímací vody alespoň 5 dílů rozpuštěného kyslíku na milion dílů vody. To je vysoce žádoucí zvláště tehdy, když se používá adsorpce na uhlí. Kyslík v odváděné vodě z čeřící nádrže 56 udržuje jakékoliv mikroorganizmy, zadržené na filtru 58, nebo na následující vrstvě uhlí v aerobních podmínkách. Jestliže je v této odváděné vodě nedostatečné množství kyslíku, mikroorganizmy zadržené na filtru přecházejí na anerobní podmínky vytváření sirovodíku, který znečišťuje tuto odváděnou vodu. Kromě toho rozpuštěný kyslík ve vodě čeřící nádrže 56 udržuje aktivovaný kal 46 na dnu této nádrže v aerobních podmínkách, umožňuje zadržování kalu v zahušťovacím stupni 50 a v čeřící nádrži 48 po delší dobu, než je obvyklé. Tak se zefektivní zahušfovací a čeřící operace.

Mezistupňové provzdušňovánl se dosahuje strháváním vzduchu do vody proudící mezi nádržemi nebo injikováním stlačeného vzdu205001 chu do potrubí vedoucího zpracovávanou vodu. Vedle promývání tlakových filtrů 16 se dá s výhodou použít tlakové výšky vody v nádrži 18 ke strhávání vzduchu do vody proudící do nádrže pro směšování kapalin v kontaktní nádrži 54. Hladina vody v nádrži 18 je nad hladinou vody v nádrži pro směšování kapalin 54. Voda proto teče shora nádrže 18 dolů potrubím 64 a obecně vodorovným potrubím 66, které se otáčí nahoru do potrubí 68 ve středu nádrže pro směšování kapalin 54. Vodorovné potrubí 66 je buď v rovině základu nebo pod rovinou základu, aby se dosahovalo maximálního hydrostatického tlaku. Proto vzduch, strhávaný do vody, je podrobován vysokému tlaku působenému vodou stojící v nádrži 18 a v nádrži pro směšování kapalin 54. Horizontální potrubí 66 může mít větší průměr než dolů směřující potrubí 64 nebo se popřípadě může rozšiřovat smyčkou, takže doba, po kterou se voda směšuje se vzduchem, může být prodloužena. Tak je podstatně nasycována nebo přesycována rozpuštěným kyslíkem se zřetelem na atmosférický tlak voda vstupující do nádrže pro směšování kapalin 54. Normálně tato voda, přitékající do nádrže pro směšování kapalin 54, obsahuje alespoň 6 až 8 dílů rozpuštěného kyslíku na milion dílů vody a typicky se může dosáhnout hodnoty nad nasycení okolo 12 dílů rozpuštěného kyslíku na milion dílů vody. Podobně vzduch se strhává nebo tlačí do vody tekoucí z nádrže pro směšování kapalin 54 do čeřící nádrže 56. Potrubí 72 převádí vodu a suspendované částice kalu dolů do vodorovného potrubí 74, které se obrací nahoru do potrubí 76 ukončeného v blízkosti povrchu čeřicí nádrže 56. Aspirátor 78 nasává vzduch do dolů proudící vody v potrubí 72. Výška hladiny vody v nádrži pro směšování kapalin 54 a v čeřicí nádrži 56 podrobuje směs vzduchu a vody vysokému tlaku, při jejím průchodu potrubím 74. Tak se může voda nasycovat nebo přesycovat kyslíkem.

Čeřicí nádrž 56 je určena k přijímání vody ze vzhůru směřujícího potrubí 76 do mísicí oblasti vytvořené válcovitou muflí 82, koncentrickou s obvodovou stěnou nádrže. Průměr válcovité mufle 82 je s výhodou polovinou průměru čeřicí nádrže 56 a končí asi 180 cm ode dna. Potrubí 76 směřuje vzhůru ke stěně uvnitř válcové mufle 82 a když směs vzduchu a vody opouští potrubí 76, vytváří vzdouvací působení vzduchu turbulentní izolovanou zónu 84 ve středu čeřicí nádrže 56, takže dochází k dalšímu styku aktivovaného kalu a vody, k přenosu kyslíku a ke vločkování. Výhodná doba styku v potrubí 76 a v turbulentní izolované zóně 84 je alespoň 20 minut. Čeřicí nádrž 56 má přepad 80 na vrchu nádrže, čímž se udržuje hladina vody a zajišťuje se odvádění vyčeřené vody z klidové zóny 86. Částice aktivovaného kalu se usazují na dnu nádrže, odkud se odvádějí dopravníkovým a čerpacím systémem 88. Při způsobu podle vynálezu se tlakový vzduch injektuje ze zdrojů 90 a 92 do kalu tekoucího mezi čeřicí nádrží 56 a zahušťovacím stupněm 50 a mezi zahušťovacím stupněm 50 a likvidačním stupněm 52. Toto vysokotlaké provzdušňování kalu umožňuje udržovat kal v čeřicí nádrži 56 a v zahušťovacím stupni 50 po dobu delší než se považuje za normálně možnou v procesu s aktivovaným kalem. Napříkad hmota aktivovaného kalu a vody, zaváděná do zahušťovače a čeřicí nádrže v normálním systému, obsahuje 1 mg kyslíku/litr nebo méně kyslíku na litr. Jakmile se vrstva kalu usadí, rozpuštěný kyslík v bezprostředně sousedící vodě se rychle spotřebovává dýcháním mikroorganizmů a fakultativní organizmy začnou odstraňovat kyslík ze sloučenin dusíku a síry, obsažených ve vodě. Tento uvolňovaný sirovodík a plynný dusík přeruší proces usazování kalu a závažně naruší kvalitu vody. Při způsobu podle vynálezu se může dosáhnouti desetinásobku koncentrace rozpuštěného kyslíku ve srovnání s běžnou praxí. To značně snižuje rychlost, kterou dochází k sepsi a ve velké míře řeší problémy spojené se zadržováním kalu v čeřicí nádrži a v zahušťovači po dobu, po kterou se nadbytek vody v podstatě neodstraní.

Při způsobu podle vynálezu lze také použít kalu s různými vlastnostmi, vraceného do různých stupňů k dosažení různých účinků v sekci biologického zpracování 20. Zpravidla kal odtahovaný z čeřicí nádrže 56 se vrací rozvětveným potrubím 94 vybaveným ventily do nádrže pro směšování kapalin 54 s nadbytečným kalem v zahušťovacím stupni 50. Část tohoto vraceného kalu se zavádí potrubím 96 do směsi vody a kalu, tekoucí mezi nádrží pro směšování kapalin 54 a čeřicí nádrží 56. Tento absorptivní podíl kalu vstupující potrubím 96 má kapacitu absorbovat a zadržovat zbytkové rozpuštěné nečistoty a zlepšovat flokulační vlastnosti celkové hmoty kalu ke zlepšení separace v čeřicí nádrži 56.

Toto mezistupňové provzdušňování a čeření zajišťuje pro dobu styku, směšování a provzdušňování optimalizaci kapacity systému. Podobně se vracený kal může vést zahušťovacím stupněm 50 a potrubím 98 do proudu směsi kalu a vody mezi nádrží pro směšování kapalin 54 a čeřicí nádrží 56. Kal ze zahušťovacího stupně 50 byl bez živin dále, a proto má větší absorptivní a úložnou kapacitu a je obsažen v menším objemu v důsledku odvodňovacího působení zahušťovače. Udržování zahuštěného kalu v aerobních podmínkách za použití mezistupňového provzdušňování a je potřebné pro dostatečnou kvalitu kalu pro vracení ze zahušťovacího stupně 50. Jiný zdroj vraceného kalu při způsobu podle vynálezu představuje vedení kalu zahušťovacím stupněm 50, aerobním likvidačním stupněm 52 a potrubím 100 s ventily do proudu směsi kalu a vody v potrubí 72 a 74 mezi nádrží pro směšování kapalin a čeřicí nádrží 56. Kalová složka

205 z aerobního likvidačního stupně 52 se zpravidla aklimatizuje jeden až 4 týdny na zbytkové žáruvzdorné nečistoty substrátu. Tento aklimatizovaný kal je zvlášť vhodný pro absorpci a biologické odbourávání zbytkového substrátu ve vodě opouštějící nádrž při směšování kapalin 54. Jakmile se kombinovaná hmota kalu přivede do čeřící nádrže 56, kombinuje se aklimatizovaný kal s kalem v čeřicí nádrži 56 a naočkovává vracený kal do nádrže pro směšování kapalin 54 rozvětveným potrubím 94. Naočkování hlavní hmoty vraceného kalu kontinuálně s aklimatizovaným kalem do zbytkových žáruvzdorných materiálů posunuje rovnováhu ke vzrůstajícímu odstraňování těchto nečistot hlavní hmotou aktivovaného kalu v nádrži pro směšování kapaliny 54. Po dosažení rovnováhy není již vysoká koncentrace žáruvzdorných materiálů ve vodě opouštějící čeřicí nárž 54. Zavedení jakéhokoliv žáruvzdorného materiálu do systému způsobuje rychlý vývoj aklimatizovaných organizmů.

Jak Je známo pracovníkům pracujícím v tomto oboru, může být způsob podle vynálezu obměňován, aniž by vybočoval z význaků způsobu podle tohoto vynálezu, například vzduch v mezistupňovém provzdušňovacím systému může být nahrazen kyslíkem.

Claims (5)

1. PREDMET

   1. Způsob čištění odpadních vod z rafinerií ropy a z chemických závodů zpracovávajících ropu a podobné uhlovodíky vyznačený tím, že se koncentrace uhlovodíků ve vodě odpadní upravuje na nejvýše 10 dílů na milion dílů vody a koncentrace pevných látek rovněž na nejvýše 10 dílů na milion dílů vody ředěním odpadní vody nebo její filtrací a voda se pak zpracovává procesem s aktivovaným biologickým kalem, přičemž se v prvním stupni odpadní voda uvádí do styku s aktivovaným kalem a se vzduchem nebo s kyslíkem a ve druhém stupni se vyčištěná voda odděluje od aktivovaného kalu.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se zachovává střední životnost kalu v prvním stupni nad 10 dní.

   VYNALEZU
3. 3. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se kal vede do třetího zahušfovacího stupně, přičemž část zahuštěného kalu ze třetího stupně se mísí s vodou a s kalem zaváděným do druhého stupně.
4. 4. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se kal ze třetího zahušfovacího stupně vede do čtvrtého vyhnívacího stupně, přičemž část vyhnilého kalu ze čtvrtého stupně se mísí s kalem a vodou zaváděným do druhého stupně.
5. 5. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se kyslík nebo vzduch zavádějí do kalu proudícího mezi druhým a třetím stupněm a mezi třetím a čtvrtým stupněm.