CS232768B1 - Plant for slurry withdrawal after flotation during biochemical activating purification of sewage waters with application of fluidized filtering - Google Patents

Description

Zařízení zlepšuje parametry vyčištěné vody tím, že vyflotovaný kal je při provozu zařízení soustřeďován v lapači, odkud je převáděn do sběrné nádržky, z níž je odčerpáván mimo zařízení. Vyflotovaný kal, který se dostane na hladinu mimo lapač, je v případě potřeby převáděn rovněž do sběrné nádržky tím, že se zvýší úroveň hladiny s plovoucím kalem na úroveň, kdy kal přepadá do sběrné nádržky jejím horním okrajem.

Zařízení je určeno pro biologické aktivační čištění odpadních vod při separaci aktivovaného kalu od vyčištěné vody fluidní filtrací.

Je známa vysoká účinnost fluidní filtrace pro oddělování částic aktivovaného kalu se specifickou hmotnolstí vyšší než voda.

Diskrétní částice aktivovaného kalu, mající menší specifickou hmotnost než voda, a tím mající tendenci k flotaci, nejsou filtračním mechanismem ve fluidní vrstvě filtru zachyceny a pronikají do vrstvy vyčištěné vody nad hladinu fluidního filtru a spolu s vyčištěnou vodou Jsou odebírány systémem sběru vyčištěné vody. Vyflotovaný aktivovaný kal pak zhoršuje kvalitu vyčištěné vody jednak zvýšením· nerozpuštěných látek, ' jednak zvýšením organického zbytkového znečištění, vyjádřeného v hodnotách BSKs a CHSK.

Příčiny této nežádoucí flotace části aktivovaného kalu jsou rozdílného charakteru. Jednou z hlavních příčin, zejména u věžových aparátů s vysokým vodním sloupcem v aktivaci, je vylučování bublinek vzduchu na částicích aktivovaného kalu v separačním prostoru. Ulpělá bublinka vzduchu může zmenšit specifickou hmotnost částice pod hodnotu specifické hmotnosti vody. · Taková částice není zachycena ve vrstvě fluidního· filtru a je· strhována do odtoku a zhoršuje kvalitu vyčištěné vody. Vylučování bublinek vzduchu je důsledkem přesycenosti aktivační směsi vzduchem při její aeraci. Při velmi rychlé vertikální cirkulaci aktivační směsi v aktivačním prostoru a umístění separačního prostoru v horní části aparátu nestačí se při proudění směsi vzhůru, při kterém dochází k snižování hydrostatického tlaku, vyloučit přebytečný vzduch. . V takovém případě vstupuje do separace aktivační směs ve značném přesycení Vzduchem. Cím vyšší · výška · ' aktivačního prostoru, tím větší · je toto přesycení, a · proto ' efekt flotace v důsledku vyloučených bublinek vzduchu je nejmarkantnější u věžových typů zařízení. Vzduch se z přesycené aktivační směsi nevylučuje rovnoměrně, ale zejména v místech sníženého tlaku, například v místech zvýšení rychlosti · proudění, při zúžení průtočné plochy nebo při prudké změně směru proudění, například .okolo hrany vstupního otvoru do separačního prostoru, okolo . které se mění směr proudění aktivační směsi ze .směru shora dolů na směr proudění vzhůru.

Vylučování přesyceného vzduchu uvedeným efektem je také využíváno· k odplynění aktivační směsi, například vložením přepážek do aktivačního prostoru, před vstupem do separace, které v potřebné míře urychlují nebo· mění směr proudění aktivační směsi pro· dosažení efektu odplynění.

Negativní vliv vylučování bublinek · vzduchu při vstupu do separačního prostoru je odstraňován vložením lapače flotovacího· kalu do prostoru fluidního filtru, který vyflo tovaný kal zachycuje a ve své horní čálsti · u hladiny koncentruje. Těmito · prostředky bylo již dosaženo podstatného ' snížení úniku aktivovaného kalu do vyčištěné vody.

Pokud nebylo · použito uvedených řešení, mohl únik aktivovaného kalu, zejména u věžových zařízení pro aktivační čištění vody, · dosáhnout takové intenzity, že množství vyflotovaného kalu přesáhlo produkci aktivovaného kalu, a tím znemožnil funkci zařízení.

I při aplikaci uvedených prostředků · nelze zcela zabránit vylučování vzduchu přímo ve fluidní vrstvě, a tak malá část aktivovaného kalu má vždy tendenci k flotaci, zvláště při nerovnoměrném zatížení zařízení, zejména při nárazovém hydraulickém přetížení, a proto· je^; nutno počítat vždy s určitým menším únikem suspenze k hladině separačního prostoru.

Druhou příčinou flotace aktivovaného kalu mohou být takové látky, které například jsou lehčí než voda. Jejich ulpěním na částicích aktivovaného kalu způsobují jeho flotaci.

K nejintenzívnější flotaci dochází při in- ’ aktivaci části aktivovaného kalu při působení toxických látek nebo změnou teploty, mající za následek změnu populace biocenózy · apod. V takovém případě odumřelé mikroorganismy, mající tendenci k flotaci, způsobují vyplavení velkého množství aktivovaného kalu na hladinu separačního· · prostoru a stržením do odpadu dochází k výraznému zhoršení kvality vody.

Pro zabránění úniku vyflotovaného aktivovaného kalu do vyčištěné vody se používá též podpovrchového odběru vyčištěné vody. V tomto případě vyflotovaný kal se hromadí u hladiny separačního prostoru a vytváří plovoucí vrstvu, která se nedostane do odběru vyčištěné vody, umístěného v dostatečné hloubce pod hladinou.

Podpovrchový odběr má mimo zvýšení účinnosti čištění přednost i ve zjednodušení odběru · vody, jelikož je podstatně méně náročný · na přesnost osazení, než-li citlivý systém odběru vyčištěné vody přepadem.

Pro odstraňování vyflotované suspenze z hladiny separace jsou používány přepady umístěné v hladině, · přes které čášt vyčištěné vody, včetně vyflotovaného kalu, kontinuálně přepadá a je odváděna zpět do čerpací jímky, odkud se vrací zpět do aktivačního prostoru, zatímco vlastní odběr vyčištěné vody je prováděn podpovrchově. Nevýhoda tohoto uspořádání spdčívá ve zvýšení hydraulického zatížení · separace. Má-li být odstranění vyflotované suspenze dostatečné, musí být přepadající množství vody přes přepad dostatečně intenzívní a přepadů musí být v celé hladině rozmístěno tolik, aby vyflotované suspenze byla odstraňována z celé separační plochy. Protože největší intenzita odtoku přes tyto přepady je právě při maximálním hydraulickém zatížení, mů že zvýšení hydraulického špičkového zatížení v důsledku recirkulace vody dosahovat až 1/5 až 1/4 hydraulického zatížení, což se projeví nepříznivě a značně citelně na celkové kapacitě zařízení.

Mimo uvedené nevýhody má systém kontinuálního odběru vyřlotovaného kalu i tu nevýhodu, že v případě kalamitní flotace, například v případě přechodu jednoho režimu aktivačního čištění do druhého při změno teploty nebo při vyhubení části biocenózy v aktivaci 'toxickými látkami, je tento odběr vyflotovaného - kalu již nedostatečný a odstranění plovoucí vrstvy kalu v takovém případě je velmi pracné.

Cílem vynálezu je odstranění, .popřípadě výrazné snížení uvedených nedostatků.

Podstata vynálezu .spočívá v tom, že lapač notovaného kalu je v úrovni provozní hladiny nad sběrným věncem propojen se sběrnou nádržkou, jejíž přepad, tvořený horním okrajem, leží v úrovni 'zvýšené hladiny a jež je napojena na odsávací zařízení.

Výhodné je provedení, podle něhož sběrná nádržka je umístěna v horní části lapače flotovaného kalu.

Z hlediska konstrukčního, výrobního i provozního je výhodné provedení, u něhož sběrná nádržka je tvořena částí nástavce lapače flotovaného kalu, dnem a přepážkou, v níž je ' přepouštěcí otvor, tvořící propojení lapače se sběrnou nádržkou, přičemž její přepad je tvořen horním okrajem této části nástavce.

Dalším význakem je, že do propojení mezi lapačem flotovaného kalu a sběrnou nádržkou je zařazeno stavitelné hradítko·.

Jiným význakem, přispívajícím ke snadnému nastavení režimu zařízení je, že sběrný věnec je napojen na odtok vyčištěné vody, do něhož je zařazeno šoupátko pro nastavení provozní hladiny a zvýšené hladiny.

Příklad zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je zařízení ve svislém osovém řézu, na obr. 2 je toto zařízení v půdorysném. pohledu.

Zařízení představuje aparát pro biologické aktivační čištění vody, kde separační prostor 1 je uspořádán nad aktivačním prostorem 2 v jediné nádrži, tvořené pláštěm. 3. Propojení aktivačního prostoru 2 se -separačním prostorem 1 je provedeno přepouštěcím kanálem 4 tvořeným šikmou dělicí stěnou 5, v daném případě kuželovou, oddělující separační prostor 1 od aktivačního· prostoru 2, a . pod ní umístěnou spodní šikmou stěnou 6 rovněž kuželovou, přecházející ve své spodní části ve vratný kanál 7 vytvořený válcovým pláštěm 8.

Ve -.spodní části separačního prostoru 1 je vstupní pasáž 9 separačního- prostoru 1, která je ohraničena spodním okrajem 10 šikmé dělicí stěny 5. V horní části komunikuje přepouštěcí kanál 4 s aktivačním prostorem 2 vstupními otvory 11, vytvořeným ve -spodní šikmé stěně 6.

V separačním prostoru 1 je umístěn lapač 12 flotovaného kalu tvořený kuželovou stěnou 13, přecházející nahoře v nástavec 19, š výhodou válcový.

V horní části lapače 12 je přepážkou 14, dnem 15 a částí nástavce 18 vytvořena sběrná nádržka 16 vyflotovaného kalu. Horní okraj 17 této části nástavce 19 je situován nad provozní hladinou 18 · · kapaliny v s®paračním prostoru 1. Zbylá obvodová část nástavce 19 a zmíněná přepážka 14 jsou vyvedeny -až nad tzy, zvýšenou hladinu 20, o níž bude ještě pojednáno. Přepážka 14 je opatřena přepouštěcím ' otvorem 21, ' opatřeným stavitelným hradítkem 22. Sběrná nádržka 16 vyflotovaného kalu je napojena na mamutkové čerpadlo 23 s přívodem 24 stlačeného vzduchu, opatřeném regulačním ventilem 25 a napojeným pa zdroj stlačeného vzduchu. Mamutkové čerpadlo 23 je- napojeno svou sací 'stranou na sběrnou nádržku 16 odváděči trubicí 26,

Jak mamutkové čerpadlo 23, tak- i - odváděči trubice 28 probíhají spodní -částí separačního prostoru 1 a sahají až do vratného.' kanálu 7. Vývod mamutkového čerpadla 23 je vyústěn až -nad provozní hladinu 18, kde je na něj napojen odvod 27 kalu.

V horní části -separačního prostoru 1, pod úrovní provozní hladiny 18 je umístěn děrovaný -sběrný věnec 28 s odtokem 29 vyčištěné vody, opatřeným šoupátkem 33.

Do aktivačního- prostoru 2 ústí přívod 31 surové vody. Aktivační prostor 1 je opatřen pneumatickým provzdušňovacím systémem, sestávajícím v daném případě z provzdušňovacích elementů 32, rozvodu vzduchu 33 a -z na výkresu neznázorněného dmychadla. Ve vrcholu aktivačního prostoru 2 je odvzdušňovací komínek 34.

Popsané zařízení pracuje následovně:

Přívodem 31 vstupuje surová voda do aktivačního prostoru 2, do- kterého je rozptylován vzduch pneumatickým provzdušňovacím systémem prostřednictvím provzdušňovacích -elementů 32. Část přiváděného vzduchu se rbžpouští v -aktivační směsi, a to v závislosti na hloubce ponoru provzdušňovacích elementů 32. Mamu.tkovým efektem přiváděného vzduchu dochází k intenzivnímu cirkulačnímu- pohybu kapalíny v aktivačním prostoru 2 vertikálním směrem, přičemž probíhají známé aktivační čisticí pochody. Vzduch -po projití aktivačním prostorem 2 je odváděn jedním nebo více odvzdušňovacími komínky 34.

Z aktivačního prostoru 2 je -aktivační směs přiváděna přes vstupní otvory 11, přepouštěcí kanál 4 a vstupní -pasáž 9 do separačního prostoru - 1, Při prudké změně směru proudění kolem spodního okraje - 10 šikmé dělicí stěny 5 dochází v důsledku místního zrychlení proudění kapaliny ke -snížení tlaku, při kterém se vylučují jemné bublinky vzduchu z přesycené aktivační směsi, které ulpí na částicích aktivovaného· kaiu. Částice aktivovaného kalu s ulpělými bublinkami vzduchu jsou lehčí než aktivační směs a flotují k hladině.

Cím je vyšší sloupec kapaliny v aktivačním prostoru 2 a čím intenzivnější je její provzdušňování v důsledku vyššího zatížení aktivace znečišťujícími látkami, tím větší je vylučování bublinek vzduchu při vstupu do separačního prostoru 1, neboť tím větší je přesycení aktivační -směsi vzduchem.

notující aktivovaný kal je zachycován v lapači 12 vyflotovaného kalu, který svým kónickým, vzhůru se zužujícím tvarem jej koncentruje u provozní hladiny 18 v části nástavce 10, komunikující přímo s prostorem - pod kuželovou stěnou 13.

Takto soustředěný koncentrovaný vyflotovaný · kal ' je čas od času vypouštěn přepoušťěcím · otvorem 21 do sběrné nádržky 16, odkud je kal odčerpáván - vhodným odsávacím zařížením, -s výhodou mamutkovým čerpadlem 23, a odvodem kalu. 27 odváděn mimo zařízení, například -do nežnázorněného zásobníku kalu.

V případě, kdy není použito pneumatického provzdušňovacího systému a kdy není k dispozici stlačený vzduch pro mamutkové čerpadlo- 23, lze použít pro odběr vyflotovaného kalu, který je značně hustý a pouze gravitací neodteče ze sběrné nádržky 16 vhodně neznázorněné podtlakové nádržky napojené na odvod 27 kalu. Obojím způsobem se dosáhne odstranění plovoucího vyflotovaného kalu - z horní části lapače Hotovaného kalu 12.

Vzhledem k tomu, že při vstupu aktivační směsi do- separačního prostoru 1 vstupní pasáží 9 není dosaženo úplného odstranění stavu přesycení aktivační směisi vzduchem, může docházet -k vylučování bublinek vzduchu i ve vlastním fluidním filtru v separačním - prostoru 1, mimo působnost

Claims (5)

1. pRedmEt

   1, Zařízení pro odvod vyflotovaného kalu při biologickém aktivačním čistění odpadních vod -s použitím fluidní filtrace, zejména svislého provedení -s aktivačním prostorem, nad nímž je uspořádán separační prostor, nad jehož vstupní pasáží je lapač Hotovaného kalu a v jehož horní části je uspořádán sběrný věnec pro podpovrchový odběr vyčištěné vody, vyznačené tím, že lapač (12) Hotovaného kalu je v úrovni provozní hladiny (18) nad sběrným věncem (28) propojen se sběrnou nádržkou (16), jejíž přepad, tvořený horním okrajem (17), leží v úrovni zvýšené hladiny a jež je napojena na odsávací zařízení (23).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že sběrná nádržka (16) je umístěna v horní části lapače (12) Hotovaného kalu. lapače 12 Hotovaného kalu, a tím k flotaci části aktivačního kalu k provoianí hladině 18 v separačním prostoru 1.

   Umístěním odběrného 'systému vyčištěné vody pod provozní hladinu 18 s použitím děrovaného sběrného věnce 28, zabrání se strhávání Hotujících částic kalu do- vyčištěné vody a vyflotovaný kal se shromažďuje jako plovoucí vrstva na provozní hladině 18. Provozní hladina 18 se normálním provozem udržuje ve své poloze nad děrovaným sběrným věncem 28 pomocí nastavení šoupátka 30.

   Pro periodické odstranění plovoucího vyflotovaného kalu z hladiny separace zvedne se hladina -zavřením - šoupátka 30 na úroveň zvýšené hladiny 20, tj. nad úroveň horní hrany 17 části válcového odstavce 19, vymezující spolu s přepážkou 14 a dnem 15 sběrnou nádržkou 16. Při -zvýšené hladině 20 může plovoucí vyflotovaný kal přepadat přes horní okraj 17 do sběrné nádržky 16, odkud je pak -odčerpáván pomocí zmíněného mamutkového čerpadla 23 nebo neznázorněnou podtlakovou nádržkou.

   Při větších zařízeních je - možno popsané sbírání vyflotovaného kalu ze zvýšené hladiny 20 podpořit i mechanicky, například i manuálně, což však nečiní velké nároky na obsluhu, takže celá operace je snadno proveditelná. To platí -i pro- případ -kalamitní flotace v důsledku nesprávné funkce aktivace s úhynem většího množství biocenózy.

   Z-ařížení podle vynálezu má četné výhody. Umožňuje především použití podpovrchového odběru vyčištěné vody s výrazným zvýšením kvality vody, bez snížení kapacity - zařízení.

   Při havarijním zhoršení funkce aktivace s odumřením části biocenózy aktivovaného kalu umožňuje rovněž zařízení snadné odstranění plovoucího vyflotovaného kalu z hladiny separačního prostoru.

   VYNALEZU
3. 3. Zařízení podle bodů 1 a - 2, vyznačené tím, že- sběrná nádržka (16) je tvořena částí nástavce (19) lapače (12) Hotovaného kalu, dnem (15) a přepážkou (14), v níž je přepouštěcí otvor (21), tvořící propojení lapače (12) se sběrnou nádržkou (16), přičemž její přepad je tvořen horním okrajem (17) této části nástavce (19).
4. 4. Zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, -že do propojení mezi lapačem (12) Hotovaného kalu a sběrnou nádržkou (16) je zařazeno stavitelné hradítko (22).
5. 5. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že -sběrný věnec (28) je napojen na odtok (29) vyčištěné vody, -do -něhož je zařazeno šoupátko (30) pro nastavení provoízní hladiny (18) a zvýšené hladiny (20).