CS232572B1 - Water biological purifying plant - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro biologické čištění vody, vhodné zejména pro velké městské kanalizační čistírny anebo velké průmyslové čistírny odpadních vod.

Při biologickém čištění odpadních vod se obvykle používá biologická aktivace, separace aktivovaného kalu a vracení části odseparováného aktivovaného kalu zpět do aktivace. Zařízení, pracující tímto způsobem, používají oddělenou aktivaci a separaci, separaci provádějí sedimentací a vracení aktivovaného kalu provádí přečerpáváním. U malých a středních čistíren odpadních vod jsou tato zařízení nahrazována podstatně efektivnějšími zařízeními, u kterých je separace aktivovaného kalu prováděna fluidní filtrací a vracení aktivovaného kalu do aktivace probíhá samočinně gravitací. Známá zařízení tohoto druhu jsou YŠak ve velikosti omezen#, svým uspořádáním i konstrukcí. Proto velké čistírny odpadních vod jsou stavěny doposud jako klasická zařízení· Obecnými nevýhodami klasických zařízení jsou velká plocha a objem zvláštních sedimentačních nádrží, jejich náročné strojní vybavení a komplikované propojení. Tyto faktory se potom nepříznivě promítají v iméstičních nákladech a požadavcích na zastavěnou plochu u velkých Čistíren odpadních vod·

Jsou známa zařízení pro biologické čištění vody, která zahrnují aktivační systémy čištění vody s provzdušnováním, uspořádané ve společné nádrži se separací aktivovaného kalu na bázi fluidní filtrace. U některých provedení jsou aktivační a separační prostory navzájem spojeny průchozími pasážemi a/ nebo kanály, vytvořenými pomocí dělicích stěn, případně se směrem dolů přibližujících. Nad průchozími pasážemi mohou být

232 572 zuspořádány lapače bublinek. Dvojice dělicích stěn ' s pasážemi nebo kanály,vytvořenými tak, že obracejí tok čištěná vody dolů, stejně jako lapače bublinek, a zabraňuji tak převádění bublin do separace a vytváření nežádoucího plovoucího aktivovaného kalu· U větších čistíren, zejména řádově pro 10^ ekvivaljntn^íc^h o^byvaael, vša^k přestávají t^£to ^provedení být výhodná, zejména pro nerovnoměrné rozdělení a zatížení aktivovaného kalu, čímž vzniká nehomogenní aktivační směs, přináššeící potíže při vlastním Čisticím procesu*

Tyto nevýhody a nedostatky jsou odstraněny zařízením pro biologické čištění podle vynálezu* Jeho podstata spočívá v tom, že jsou vytvořeny dílčí aktivační prostory a dílčí separační prostory soustavou dvojic vložených rovnoběžných podélných dlících st^ěn, u nic^hž je alespoň mezi spojím okrajem je^dn^é d^J^ící stěny dvojice a protilehlou částí sousední dděící stěny v^vořena komiui-kační ^průchozí ^p^ís^á:ž^, na n^íž navazuje tanál, ^tvo^řený je^ak. vloženou stanou přesahující úroveň ^průchozí pasáže svisle v obou směrech, jednak protilehlou částí poddlné dděící stěny, přičemž dílčí aktivační prostory jsou na svých čelních koncích vzájemně propojeny převodovými pasážemi.

Za^zení pro biologické čištění vody podle vynálezu svými parametry výhodně doplniuji řadu známých zařízení s fluidní filtrací a umožniui dosažení . dokonalého a výkonného čištění i ve velkých typech čistíre^a to z důvodu rovnoměrného rozdělení aktivovaného kalu, čímž je dosaženo‘jeho nízkého zatěžování a stabilizace tohoto produkovaného biologického kalu bez nutnooti aplikace odděleného anaerobního ay]hlíaшlí. Dále se dosahuje zvýšené účinnooti čištění vody, zejména pokud jde o odstranění dusíkatých látek· Poměrně malá výška zařízení umož^ňuje jeto výto^dné uniítění ta^to.nebo zce^ do ^úro^,^ně terénu· Uzaařenoot aktivačního prostoru spolu s možností klenbovitéto zas^ešení umowuje ^bu<^<^ⁱ^í^'^{t ε} větší. ^čistírny odpad nich vod ja^ko ^kžm)a^a^^kt^:^í tojekty, přičemž ^klen^bžv^é zastavil celého objedu přisp^á ^{ε k} je^ho estetcktomu vzhle^du. Rovn^ěrným г°хdělením aktivovanéhokalu, vraceného z jednotlivých separačních prostprů, se dosahuje vysoké hžmožgnntv aktivační s^ěs. To umžnuje přivádní surov^{é d}o akt^^n^o ^ostoru takřk^a bodově do omezeného počtu dílčích aktivačních prostorů, nβ^bž^{C d}osažen^é podéln^é proudění rozdmi ^^od surové v^žd^v

232 572

-Jdo celého objemu aktivace o

Doplněním zařízení podle vynálezu o denitrifikaci lze vzniklé dusičnany redukovat na plynný dusík, a tak dosáhnout odstranění jak uhlíkatých, tak i dusíkatých látek z odpadních vod. V tomto ^pří^pa^{dě p}ak zařízení pracuje na ^p^:ⁱnc^ipu jednaného kalu, střídavě vystavenému aerobním a anaerobním podmínkám, k čemuž přispívá u^.^^^irei^ořst aktivačního prostoru separačními prostory a zakrytí hladiny nác^i^ííe, což minimalizuje ztráty teploty·

Výhodná je rovněž aplikace zařízení při dobudování nebo rekonstrukci nevyhovujjcí kanilizαiií sítě historických měst, kde vybudováním čecentrllivovαilhv syséému čistíren je možno dosáhnout významných úspor na kan^^íac^ To platí i pro čistírny přímořských měst s již vybudovanou kannaizační sítí zaústěnou do moře více kanalizačními sběrači. Výhodné je rovněž použití zařízení p^xile vynálezu pro čištění velkých objemů méně a^ž středn^ě znečištěných prtoyslový cli. o^dpadních vod^, např. chemického, petrochemického a potravinářského ptůj^ysIu, obzvláště po chemickém předčištění. Příkladem lze uvést ' i čištění koksárenských odpadních vod, odpadních vod velkých konzerváren, jatek apod·

Příklad provedení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje zařízení v půdorysném pohledu, obr. 2 zařízení ve svislém řezu v .rovině A - A na obr. 1, obr.3je zařízení ve svisem řezu v rovině

B - B na obr. 1, obr. 4 šikmý pohled na provedení dělicí stěny s vlnitým profilem a.obr. 5 průtočný detail provedení, u něhož vložená stěna přiléhá k přivráceným vrcholkům prooilované d^l^icí stěny·

Nádrž pravoúhlého půdorysu je tvořena obvodovými stěnami

1,2 a dnem 3, např· ze železobetony. . V ná^r^i^:i jsou vytvořeny dílčí separační prostory 5 a . dílčí aktivační prostory 6 soustavou dvojic . vložených, rovnoběžně uspořádaných dělicích stěn 4, podélně probíhajících v nádrži. Dělící stěny 4(tvořící takováto dvojc^se směrem ^dol^ů přibM^jí, ^přiⁱeyⁱ alespoň spod* ní okraj jedné děěicí stěny 4, tvořící dvoojci, tvoří s protilehlou částí sousední ččIící stěny 4 této dvojice průchozí pasáž 7, která probíhá podél nádrže a slouží ke vzájemné

232 572 komunikaci mezi dílčími aktivačními prostory 2 a dílčími separačními prostory 5. Pod každou ргйсНогХ ' pasáží 7 je ještě podélně probíhající kanál 2» který je vložen tvořenou stěnou 8, přesáhající svisle ' v obou směrech úroveň průchozí pasáže 7· Prostory mezi vloženými stěnami 8 a protilehlými částmi dělicích stěn 4 jsou v horní částí propojeny s dílčími aktivačními prostory 6 otvory 80» Dělicí . stěny mohou být vytvořeny z kovu» popř. z umělé hmoty, jako skořepinové obloukové komponenty a nádrž jako celek může být překlenuty jednou nebo více klenbami 19, jež mohou být i pokračováním některých z d^ě^ících stěn 4. Tím . se vytvoří zastřešení nádrže» Popsané zařízení sestává ze tří sekcí, z nichž každá je opatřena přívodem 13 surové vody, zaústěným do dílčích aktivačních prostor 6 a napojených na rozdělovač s hlavním přívodem 15 surové vody» Dílčí aktivační prostory 6 jsou vybaveny známým 'provzdušňovacím, syséémem, sestávajícím z provzdušňovacích elementů 16. napájených na rozdělovači potrubí 17, jež jsou zase napojena na ieznázor^>ήeMdInychhada. Dílčí aktivační prostory 6 jsou na svých čelních koncích propojeny převodovými pasážemi 18, v daném ^pří.^pad^ě s usměrnovec^ími stěnami ^20, jejich vo^é konce zasahují do dílčích aktivačních prostorů 6 v poddtatě proti směru prouddrni kappainy. Převodové kanály 18 u protilehlých obvodových stěn 2 jsou orientovány opačně tak, že v dílčích aktivačních prostorech 6 vzniká i -horizontální proudění s proudnicemi, jež jsou relativně uzavřené» Do převodových pasáží 18 lze rovněž zařadit mammuková čerpadla. Ve dně 3 nádrže je vytvořen neznázorněný odpad. Dílčí separační prostory 2 jsou vybaveny lapači 10 bublinek nad průchozími pasážemi 2» překrývaaíc ve svislém pohledu jejich'průtočný průřez» U hladiny 21 jsou v dílčích separačních prostorech 2 uspořádány známé sběrné žlaby 11, napojené na společný odvodní kanál 12, kterým je odváděna z nádrže vyčištěná voda» ^{U p}rovedení ^p^<^J¹e obr. · ⁴ má a^sfon ta z dvojice dělic^h stěn .4, jejíž spodní okraj vytváří s protilehlou částí druhé děHcí stěny 4 téže dvojice průcHozi pasáž 2» vhodně prrfilovaný průřez, např. zvlněný, klikatý apod., vytvářřěící soustavu žlábků .40, jež jsou orientovány směrem dolů k průchozí pasáži 2* U tohoto provedení je výhodná taková úprava,

232 S72

-í při které vložená stěna 8 přiléhá к přivráceným vrcholkům profilovaných elementů, např. plechů· Popsané členění nádrže vytváří tři sekce, tvořené vždy dvěma sousedními dílčími separačními prostory 5 a pod nimi uspořádanými dílčími aktivačními prostory 6, z nichž středový dílčí aktivační prostor Q, do rwhoáf je zaústěn přívod 13 surové vody, komunikuje přímo průchozími pasážemi 7. s dílčími separačními prostory 5« Přívod 13 surové vody však může být zaústěn i do některého dílčího aktivačního prostoru mimo středový dílčí aktivační prostor

6.

Zařízení podle vynálezu pracuje takto : Surová voda přitéká hlavním přívodem 15 do rozdělovače 14, kde se rovnoměrně rozdělí na jednotlivé sekce zařízení. Výhodný je lichý počet sekcíí .ledna, tři, pět· atd· Surová voda pak přívody 13 je přiváděna do středového dílčího aktivačního prostoru 6 každé sekce· Možnost přivádět surovou vodu do jednoho místa každé sekce je dána nuceným podélným cirkulačním prouděním v dílčích aktivačních prostorech _6, kterého je dosaženo jejich vzájemným propojením převodovými pasážemi 18 u obvodových stěn 2, jak již bylo uvedeno· Proudění převodovými pasážemi 18 je zajištěno vložením usměrňovačích stěn 20 před tyto převodové pasáže 18 do dílčího aktivačního prostoru ů Příčné cirkulační proudění v dílčím aktivačním prostoru 6, vyvolané provzdušňováním aktivační směsi, je usmerňovacími stěnami 20 nasměrováno do převodové pasáže 18« Podélným prouděním v dílčích aktivačních prostorech £ je zajištěna potřebná homogenita aktivační směsi i při velkých rozměrech zařízení, což umožňuje konstrukci velkých zařízení o délce několik desítek metrů ais vysokým počtam vedle sebe řazených sekcí. Tím je možno navrhovat zařízení podle vynálezu i pro velké i největší kapacity· Převodem vzduchu provzdušňovacími elementy 16 do aktivační směsi dochází jak к její příčné cirkulaci v dílčích aktivačních prostorech 6, tak i к přísunu kyslíku, nezbytnému pro známé biodegradační aktivační pochody· Středový dílčí aktivační prostor 6 každé sekce je propojen se separačními prostory 5 pasážemi 7, jimž je předřazen kanál 9, který zabraňuje přenosu intenzivního příčného cirkulačního proudění v dílčím aktivačním prostpru 6 do dílčího separačního proštoru 5·

232 572

V důsledku odběru vyčištěné vody z dílčích separačních prostorů 5 sběrnými žlaby 11 a vlivem proudění aktivační směsi ve středových dílčích aktivačních prostorech 6 dochází к nátoku aktivační směsi otvory 80 do prostor mezi vloženými stěnami £ protilehlými částmi dělících stěn 4, ze kterých vstupuje aktivační směs průchozími pasážemi Ί_ do dílčích separačních prostorů 5, v nichž je podrobena fluidní filtraci* Lapač 10 bublinek zachytává jemné bublinky, které se vylučují na spodní hraně ně dělící stěny 4. Zachycený aktivovaný kal ve fluidním filtru v dílčím separačním prostoru se automaticky propadá zpět průchozí pasáží 7 a kanálem 9, do dílčích aktivačního prostoru 6*

U provedení pddle obr. 4 a 5, kde průchozí pasáž 2 j® obrysově členěna soustavou žlábků 40. se dosahuje zlepšení účinnosti separace, vyjádřené v látkovém povrchovém zatížení, tj. množství suspenze zadržené v jednotce času ve fluidním filtru, které je nutno vrátit zpět do aktivačních prostorů, vzta2 ženo na 1 m plochy separačního prostoru. Proud vracejícího se kalu z dílčích separačních prostorů je soustřeďován do prohlubin, tj. žlábků 40 a zatímco proud aktivační směsi přitéká dílčími kanálky 81 do kanálu 9, a tím následně průchozí pasáží 7 do dílčího separačního prostoru £> v několika proudech daných roztečemi a průřezem otvorů 80, vrací se kal do dílčího aktivačního prostoru 6 v prpudech, jež se nachází mezi uvedenými proudy aktivační směsio Tím je dosaženo příznivého oddělení vzestupných a sestupných proudů ve spodní části fluidního filtru a ke stabilizaci jejich konfigurace· Vede to ke zvýšení hydraulické účinnosti separace. Zvýšení látkového povrchového zatížení může činit až cca 20 Vyčištěná voda je odebírána sběrnými žlaby 11 a odváděna do společného obvodního kanálu 12. kterým je odváděna do odpadu. Přebytečný aktivovaný kal se periodicky odpouští při krátkodobém zastavení provzdušňování zmíněným neznázorněným odpadem ve dně 3 na kalová pole к jeho odvodnění. Obloukovými klenbami které navazují na některé dělící stěny 4, nebo jsou jejich součástí, může být nádrž zastřešena. Prostor nad hladinou 21 v nádrži pod obloukovými klenbami 19 je využit pro ke kontrole zařízení· К tomuto účelu slouží neznázorněné známé kontrolní lávky·

232 S72

-у

Zařízení může být v případě potřeby dopLněno o neznázorněnou známou denitrifikaci, výhodně v jedné části středového dílčího aktivačního prostoru 6. V takovém případě je nutné přívod surové vody vyvést na počátek denitrifikační zóny středového dílčího aktivačního prostoru 6 bez přívodu kyslíku a zajistit v této zóně dostatečný pohyb pro zabránění usazení aktivovaného kalu, např. čerpadlem nebo míchadly.

Zastřešení celé .nádrže, spolu, s použitým pneumatickým provzdušňováním umožňuje snížení tepelných ztrát/ zajištěním potřebné teploty aktivační směsi 10° ř 13° C i během zimního provozu· Další výhodou navrženého řešení je možnost poměrně snadné rekonstrukce stávajících aktivačních nádrží a čistíren vod, a tím dosažení výrazné intenzifikaee tzv· klasických čistíren·

Claims (10)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   232 572

   1. Zařízení pro biologické čištění vody, vhodné zejména pro velké městské kanaaizační čistírny anebo velké průmyylové čistírny odpadních vod, u něhož je v nádrži s obvodovými stěnami a dnem vytvořen systém aktivace s provzdušňovírním a přívodem surové vody a s ním přes průchozí pasáž, tvořenou dělicími, směrem dolů se přibližujícími stěnami a přes kanál, tvořený vloženou stěnou, komunikujjcí systém separace na bázi fluidní filtrace se samočinným vracením aktivovaného kalu do systému aktivace, vyznačené tím, že jsou vytvářeny dílčí aktivační prostory (6) a dílčí separační prostory (5) soustavou dvojic vlpžených rovnoběžných podélných dělících stěn (4), u nic^hž je atas^n mezi s^po^dním krajem jedn^é cí stěny (4) dvojice a p^f^t^^^l^ehl^ou částí sousední děěící stěny (4) vytvořena Uomιmnkuční průchozí pasáž (7), na niž navazuje kanál (9), tvořený jednak vloženou stě» nou (8) pгesalhnjcí· úroveň průchozí, pasáže (7) svisle v obou smmrech, jednak prooilehlou částí podélné dělící stěny (4), . přičemž dílčí aktivační prostory (6) jsou na svých čelních koncích vzájemně propojeny převodovými pasážemi (18)·
2. 2« Zaaízení podle bodu 1, vyznačené tím, že soustava vložených rovnoběžných podélných dělících stěn (4) tvoří jako celek a/nebo dílčí celek samonosnou ^ηϋί™Κοΐ·
3. 3, Zzaízení podle bodu 1, vyznačené tím, že na některou z podélných dělicích stěn (
4. 4) navazují obloukové klenby (19) nebo jsou součástí podélných dělicích stěn (4)· 4· Zzaízení podle bodu 1, vyznačené tím, že nad průchozí pasáží (7) je uspořádán lapač (10) bublineko
5. 5e Zzaízení podle bodu 1, vyznačené tím, že podélné děěicí stěny (4), případně i vložené stěny (8) anebo_i lapače (10) bublinek jsou kovové a/nebo ze syntetické hmooy, zatímco st^ěn^{y (}1 ^{2) i} dno ⁽³⁾ n^ádr^že jsou tvo^rby stavebními prvky, např· železobetonem·
6. 6. ZZaízení podle bodu 1, vyznačené tím, že převodové pasáže (18) jsou tvořeny mammukovými čerpadly.

   232 572
7. 7, Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že do převodových pasáží (18) jsou zařazena mamutková čerpadla,
8. 8, Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že převodové pasáže (18) zahrnují usměrňovači stěny (20), jejichž volné konce zasahují do dílčích aktivačních prostor (6) v podstatě proti směru proudění kapaliny,
9. 9, Zařízení podle bodů 1, 2 nebo 5, vyznačené tím, že alespoň jedna z dvojice dělících stěn (4) má profilovaný průřez a vytváří soustavu žlábků (40), orientdváných směrem к průchoží pasáži (7)*
10. 10, Zařízení podle bodů 1 a 9, vyznačené tím, že vložená stěna (8) přiléhá к přivráceným vrcholkům profilu dělící stěny (4),