CS223383B1 - Device for biological cleaning of refuse waters of the aerobe activation with fluidic separation of activated smudge - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro biologické čištění odpadních vod aerobní aktivací s fluidní filtrací aktivovaného kalu.

Zařízení je určeno pro biologické čištění odpadních vod, obzvláště pro větší a velké kapacity a též pro intenzifikaci stávajících čistíren vod.

Při biologickém čistění odpadních vod se obvykle používá aerobní biologická aktivace, separace aktivovaného kalu a vracení části odseparovaného aktivovaného kalu zpět do aktivace. Zařízení, pracující tímto způsobem, používají systému oddělené aktivace a separace; separace je prováděna sedimentací a vracení aktivovaného kalu se uskutečňuje přečerpáváním. Obecnými nevýhodami těchto zařízení jsou velká plocha a objem zvláštních sedimentačních nádrží a z toho plynoucí značné pořizovací náklady, náročné strojní vybavení a komplikované propojení, což se nepříznivě promítá ve výsledných investičních nákladech a požadavcích na zastavěnou plochu.

U malých a středních čistíren odpadních vod jsou tato zařízení nahrazována zařízeními novějšího typu, u kterých je separace aktivovaného kalu prováděna fluidní filtrací a vracení aktivovaného kalu do aktivace je prováděno samočinně gravitací. Tato novější zařízení odstraňují mnohé nevýhody prve uvedeného zařízení, již klasického typu.

Tato zařízení novějšího typu dosahují ve srovnání se stejně velkými klasickými zařízeními vyšší efektivnosti tím, že samočinné gravitační vracení aktivovaného kalu výrazně zjednodušuje propojení zařízení a umožňuje dosahování vyšší koncentrace aktivovaného kalu a tím vyššího výkonu na jednotku objemu aktivace, a dále, že umožňují využít prostor nad aktivací к separaci a tím efektivneji snížit jak potřebnou zastavěnou plochu, tak i objem zařízení.

Nevýhodou známých zařízení tohoto novějšího typu však je jejich omezení ve velikosti jejich uspořádání a konstrukce. Při potřebě větší kapacity je doposud nutno použít více samostatných zařízení tohoto typu vedle sebe. Snaha o úspory využitím společných částí pro řadu samostatných jednotek přitom naráží na značné obtíže. Obzvlášť markantně se to projevuje u provzdušňovacího systému, kdy použití společného provzdušňovacího systému u více zařízení vede к hydrodynamické nestabilitě a tím i к poruše funkce. Nevýhoda prosté agregace více samostatných jednotek se zvětšováním kapacity čistírny převýší posléze výhody těchto zařízení, což vede к tomu, že velké čistírny odpadních vod jsou stavěny doposud jako zprvu uvedená klasická zařízení, i přes známé nevýhody popsaného novějšího řešení.

Vynález si klade za cíl vytvořit zařízení pro biologické čištění odpadních vod aerobní aktivací s fluidní separací aktivovaného kalu, které je obzvlášť výhodné pro větší a velké kapacity, popřípadě i pro intenzifikaci stávajících čistíren odpadních vod, kde by nevykazovalo nevýhody popsaných známých zařízení,

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že v nádrži s volnou hladinou, která obsahuje společný aerobní aktivační prostor s jednotným provzdušňovacím systémem, je umístěno několik dělicích stěn, sahajících nad volnou hladinu a vytvářejících separační prostory pro fluidní filtraci, přičemž v každém z těchto separačních prostorů je v jeho horní části uspořádán odvod vyčištěné vody, zatímco jeho spodní část tvoří průchod pro vstup aktivační směsi.

Dalším význakem je, že pod každou dělicí stěnou je umístěna spodní dělicí stěna, vytvářející spolu se spodní částí dělicí stěny usměrňovači kanál, který má ve své horní části vstupní ústí do aktivačního prostoru, tvořené otvory a ve spodní části přechází do válcového nátrubku tvořícího výstupní ústí do aktivačního prostoru vyvedeného do spodní části aktivačního prostoru, přičemž nad průchodem je uspořádán lapač bublinek, jehož spodní okraj přesahuje ve svislém pohledu průchod.

Jiným význakem je, že plášť nádrže přesahuje horní okraje dělicích stěn a vytváří nad volnou hladinou pěnový prostor, přičemž dělicí stěny jsou nad volnou hladinou opatřeny kryty proti vniknutí pěny.

Snadno vyrobitelné a jednoduché je provedení, podle něhož nádrž má tvar svislého válce.

Rovněž je výhodné — zejména pro modernizaci stávajících čistíren — že nádrž má ve svislém pohledu tvar pravoúhelníku a dělicí stěny jsou v ní umístěny v několika řadách, přičemž podél každé řady jsou v aktivačním prostoru umístěny šikmé usměrňovači stěny pro odklonění vzestupního proudu kapaliny se vzduchem a vytváření podélného proudění v aktivačním prostoru.

Příklad provedení podle vynálezu je schematicky znázorněn na vyobrazeních, kde obr. 1 představuje zařízení ve svislém osovém řezu a obr. 2 totéž zařízení v půdorysném pohledu.

Zařízení sestává z jedné válcové nádrže s vertikální osou, tvořené pláštěm 1 a dnem 21, ve které jsou umístěny čtyři separační prostory 2. Každý z těchto separačních prostorů je tvořen dělicí stěnou 3, která jej vymezuje svým trychtýřovitě se vzhůru rozšiřujícím tvarem, přičemž každý z těchto separačních prostorů ve své spodní otevřené části komunikuje se společným aktivačním prostorem 4 průchodem 5.

Pod dělicí stěnou 3 je usazena trychtýřovitá spodní dělicí stěna 6, opatřená ve své horní části otvory 17 a přecházející ve své spodní části ve válcový nátrubek 7. V každém ze separačních prostorů 2 je koaxiálně uspořádán vzhůru se zužující trychtýřovitý lapač bublinek 8, komunikující s volnou hladinou válcovým nástavcem 9. Každý se223383 parační prostor je v úrovni táto hladiny opatřen sběrným žlabem 10.

Odvody 11 vyčištěné vody od jednotlivých sběrných žlabů 10 jsou svedeny do středu nádrže a potom společným odvodem 12 do odpadu.

Do aktivačního prostoru 4 nádrže je zaústěn přívod 13 surové vody. Aktivační prostor 4 je opatřen jednotným provzdušňovacím pneumatickým systémem, sestávajícím z neznázorněného známého zdroje stlačeného vzduchu, z na něj napojeného rozváděcího potrubí 14 a z provzdušňovacích elementů 15. Uspořádání provzdušňovacích elementů 15 je koncentrické vzhledem k ose každého ze separačních prostorů 2. Ve dně 1 je nádrž opatřena výpustí 16.

Popané zařízení pracuje následovně. Surová voda přitéká do aktivačního prostoru 4 přívodem 13. Aktivační prostor 4 je, jak již zmíněno, jednotný pro celé zařízení a je provzdušňovaný rovněž popsaným jednotným provzdušňovacím systémem, kterým je přiváděn kyslík potřebný pro život mikroorganismů aktivovaného kalu. Současně s přívodem kyslíku provzdušňování udržuje aktivační směs ve vznosu. Jednotný provzdušňovací systém umožňuje použít jediný zdroj stlačeného vzduchu.

Aktivační směs vstupuje do každého separačního prostoru 2 autonomně, a to otvory 17 ve spodní dělicí stěně 6. V separačních prostorech dochází k oddělování aktivovaného kalu od vyčištěné _ kapaliny, která je v ^horm ^části. separačrnc^{h p}rostor^ů odeMrána sběrným žlabem 10.

Oddělený zahuštěný aktivovaný kal samočinně gravitačně propadá průchody 5 a válcovými nátrubky 7 se vrací zpět do aktivačního prostoru 4. Přebytečný aktivovaný kal se periodicky odebírá pří zastavení provzdušňování výpustí 16.

Zařízení podle vynálezu není omezeno na popsané ^kladné zaHzern. Mizeni může obsahovat různý počet separačních prostorů. Pro kruhové nádrže je zvláště výhodný počet 3, ⁷, 19. Zařízení není však omezeno pou ze na kruhový tvar nádrže, ale stejně dobře vyhovují pravoiihl^ ^popffpa^dě i jrné ^tvary nádrží. Tak například osazení popsaných separačních prostorů do existujících pravoúhlých aktivačních nádrží klasických biologických čistíren vod umožňuje snadno intenzifikaci čisticího procesu. Výhodné je provedení s nádrží ve tvaru pravoúhelníku, v níž jsou tólití sten^{y 3} um^ís^těn^y v někol^ika ^řad^ách^{, p}ri^čem^{ž p}ro dosažern žádourího odktonění vzestupného proudu kapaliny se vzduchem a vytvoření podélného proudění v aktivačním prostoru 4 jsou podél každé řady dělicích stěn 3 v aktivačním prostoru 4 umístěny šikmé usměrňovači stěny.

Výhodné je rovněž provedení podle kterého plášť 1 nádrže výrazněji přesahuje horní okraje dělicích stěn 3 a vytváří tak nad volnou hladinou pěnový prostor, přičemž dělicí stěny 3 jsou nad volnou hladinou opatřeny vhodnými kryty proti vnikání pěny.

Zařízení podle vynálezu má četné výhody. Ve srovnání s použitím řady samostatných zařízení novějšího typu o stejném celkovém výkonu přináší zařízení podle vynálezu podstatné úspory tím, že místo řady nádrží používá jednu nádrž, na jejíž výstavbu se spotřebuje podstatně méně materiálu i práce, že používá jednotný provzdušňovací systém, umožňující použít jeden zdroj vzduchu, že propojení je podstatně jednodušší nežli u řady zařízení a že i tepelná izolace je snadnější. Ve srovnání s čistírnou klasického typu o stejném výkonu dává výrazně větší výkon na jednotku povrchu i objemu, což vede k úspoře stavebního místa i investic.

Další výhodou zařízení podle vynálezu je velká flexibilita zařízení, kdy se stejnými stavebnicovými prvky lze sestrojit zařízení o různých výkonech a v nádržích různého tvaru. To mj. dává možnost i intezifikace již vybudovaných klasických čistíren vložením vhodných vestaveb do již existujících nádrží. Použití unifikovaných stavebnicových prvků — vnitřní trychtýře — umožňuje strojní velkosériovou výrobu těchto prvků, a tím jejich podstatné zlevnění. _______________

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Zařízení pro biologické čištění odpadních vod aerobní aktivací s fluidní separací aktivovaného kalu, vyznačené tím, že v nádrži s volnou hladinou, která obsahuje společný aerobní aktivační prostor (4) s jednotným provzdušňovacím systémem je umístěno několik dělicích stěn (3), , sahajících nad volnou hladinu a vytvářející separační prostory (2) pro fluidní filtraci, přičemž v kaž^dém z ^těc^hto separačrnch prostorů (²) je v jeho horní části uspořádán odvod [11] vyčištěné vody, zatímco jeho spodní část tvoří průchod (5) pro vstup aktivační směsi.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že pod ka^ždou tóhcí stěnou (²) je umísténa spodní dělicí stěna [6], vytvářející spolu se spodní částí dělicí stěny usměrňovači kanál, který má ve své horní části vstupní ústí do aktivačního prostoru (4), tvořené otvory (17) a ve své spodní části přechází do válcového nátrubku (7), tvořícího výstupní ústí do aktivačního prostoru, vyvedeného do sjpodrn ^čás^^{i 2} aMívacnňho prostoru (4^ pnčemž nad průchodem (5) je uspořádán lapač bublⁱne^k (8h jehož s^po^dní okraj ^přesa^huje ve svislém pohledu průchod (5).
3. 3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že ^plášť (¹) nádr^že ^přesa^huje ^horm okraje dělicích stěn (3) a vytváří nad volnou hla2233B3 dinou pěnový prostor, přičemž dělicí stěny (3) jsou nad volnou hladinou opatřeny kryty proti vniknutí pěny.
4. 4. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že nádrž má tvar svislého válce.
5. 5. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že nádrž má ve svislém pohledu tvar pravo úhelníku a dělicí stěny (3) jsou v ní umístěny v několika řadách, přičemž podél každé řady jsou v aktivačním prostoru (4) umístěny šikmé usměrňovači stěny pro odklonění vzestupného proudu kapaliny se vzduchem a vytváření podélného proudění v aktivačním prostoru (4).