CS271652B1

CS271652B1 - Complex device for multistep water conditioning treatment and water purification

Info

Publication number: CS271652B1
Application number: CS858935A
Authority: CS
Inventors: Jiri Doc Ing Csc Rozkydalek; Jaroslav Ing Kalous
Original assignee: Rozkydalek Jiri; Kalous Jaroslav
Priority date: 1985-12-06
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1990-11-14
Also published as: CS893585A1; EP0412173A1

Abstract

The plant for continuous physicochemical treatment and purification of wastewater, liquid suspensions and/or solutions combines, in a common, hydraulically switched space, the functional spaces for the precipitation, redox, neutralisation, coagulation and flocculation processes, and the spaces for fluid separation, settling, deep-bed filtration and optionally also for sorption filtration, including thickening of the sludges separated off, and a wash water store for contaminated filter material. A flocculation space (3) with the raw water feed (36) is bordered laterally by a partition (11) which permits continuous changing of the velocity gradient. The suspension, which is at least partially flocculated in the descending stream, flows upwards in the diffusor of a fluid reactor (4), which diffusor may be provided with baffles (59) for increasing the concentration and for uniform separation of the flock clouds. The excess sludge flows into a thickener (6). A filter (7) of floating filtration material, a wash water store (8) and optionally also the sorption filter (9) are provided in a filtration tank (2) which can be arranged above or adjacent to the reaction tank (1). <IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení pro postupnou chemicko-fyzikální úpravu kapalinových suspenzí anebo roztoků, sdružující ve společném, hydraulicky propojeném prostoru funkční prostory pro srážecí, redukčně oxidační, neutralizační a koagulační procesy, jakož i prostory pro operace mechanické separace vyvločkovaných suspendovaných látek, přičemž hlavní nádrž sestává z reaktorové nádrže zahrnující vločkovač, fluidní reaktor a zahuŠťovák kalů ve spodní části reaktorové nádrže, zatímco v její horní části je vrchol vločkovacího prostoru a usazovací prostor, kdežto filtrační nádrž zahrnuje vlastní hloubkový filtr, nad nímž je zásobník prací vody a případně vedle je sorpční filtr se sifonovým anebo s diferenciálním odtahem čisté kapaliny. Hlavní oblastí použití komplexního zařízení podle vynálezu je úprava anebo chemické čistění vody, převážně odpadů z průmyslové výroby.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for the sequential chemico-physical treatment of liquid suspensions and / or solutions comprising, in a common, hydraulically interconnected space, functional spaces for precipitation, redox, neutralization and coagulation processes, as well as spaces for mechanical separation operations of flocculated suspended matter. from the reactor tank comprising a flocculator, a fluidized bed reactor and a sludge thickener at the bottom of the reactor tank, while at the top there is a top of the flocculation space and a settling space, while the filter tank comprises its own depth filter with siphon and / or differential exhaust of pure liquid. The main field of application of the complex device according to the invention is the treatment or chemical treatment of water, mainly waste from industrial production.

Většina známých zařízení pro úpravu a chemické čistění kapalinových suspenzí a roztoků, jejichž technologie je založena na reakci chemikálií s nečistotami za současného vzniku sraženin a vloček s následující jedno i více stupňovou separací vyvločkovaných látek, je vytvořena seskupením nádrží, v nichž probíhají jednotlivé operace technologického procesu, přičemž nádrže jsou propojeny navzájem potrubím anebo kanály. Jsou také známy komplexní úpravny (kupř. dle АО 189 242), které sdružují ve společné nádrži uvedené operace, avšak jejich průběh není ani z hlediska vlastní reakce, ani z hydraulického hlediska optimální, přičemž návaznost jednotlivých operací na sebe je narušována různým povrchovým zatížením příslušného funkčního stupně, což způsobuje jednak nerovnoměrnost provozu zařízení a dosahování nižších výkonových a kvalitativních parametrů, jednak se to projevuje negativně ve velikosti zařízení a v nižších technicko-ekonomických parametrech, jako je výkon vztažený na zastavěný prostor, nebo na zastavěnou plochu, či na spotřebu energie apod. Dále jsou známa zařízení, kde ve společném prostoru nádrže je zabudováno pouze vločkování (ve fázi pomalého míchání) s následujícím usazováním vloček prostoru sedimentací a hloubkovou filtrací, kupř. v plovoucí filtrační vrstvě, jejíž znečištění je odstraňováno protiproudým praním pomocí násosky a sběrného prostoru, ze kterého je vracena znečistěná prací voda zpět, stejnou cestou, pomocí tlakového vzduchu čerpaného do vzduchové komory, zabudované do prostoru nádrže anebo vytvořené samostatnou uzavřenou nádrží. Případně jsou tato zařízení doplněna otevřenou nádrží s pomocným čerpadlem pro přečerpávání prací vody, což vede jednak к rozměrnější konstrukci а к vyšší spotřebě energie. Hlavní nevýhody známých zařízení spočívají ve spojení pouze některých technologických operací a v jejich nevyrovnaném průběhu či zatížení dílčích funkčních stupňů. Dále je nevýhodou znýmých zařízení vyšší prostorová či plošná náročnost a nižší kvalitativní parametry a tím i poměrně malá přizpůsobivost zařízení jako celku při změně kvality upravované vody, která vede к nutnosti instalace zařízení o vyšším jmenovitém výkonu a tedy к celkovému zvětšení zařízení. V provozní praxi vznikají dále potíže při obsluze zařízení, zvláště při manipulaci a nastavování optimálních výkonových i kvalitativních parametrů, což je způsobeno převážně nižší operační možností zvolených technologických operací. Rovněž celkové prostorové uspořádání dílčích funkčních prostorů a jejich vzájemné prostorové propojení pomocí potrubí a kanálů vycházejících a vstupujících do společné nádrže ze všech stran, minimálně však alespoň ze dvou stran a dna, nedovoluje zabudovat zařízení u stěn budovy anebo jejich řazení do společných bloků sestavených ze dvou a více jednotek, což klade další nároky na zvětšování celkové provozní a manipulační plochy.Most of the known devices for the treatment and dry-cleaning of liquid suspensions and solutions, the technology of which is based on the reaction of chemicals with impurities to form precipitates and flakes, followed by a one or more stage separation of flocculated substances. wherein the tanks are interconnected by piping and / or channels. There are also known complex treatment plants (eg according to АО 189 242), which combine the above operations in a common tank, but their course is neither optimal in terms of reaction nor hydraulic, and the sequence of operations is interrupted by different surface loads of the respective functional level, which causes both the unevenness of the operation of the equipment and the achievement of lower performance and quality parameters, and it has a negative effect on the size of the equipment and lower technical-economic parameters such as performance related to built-up space or built-up area. Furthermore, there are known devices where only flocculation (in the slow mixing phase) is built in the common tank space with subsequent settling of flocculation space by sedimentation and depth filtration, e.g. in a floating filter layer whose contamination is removed by countercurrent washing by means of a siphon and collecting space from which contaminated wash water is returned, in the same way, by means of compressed air pumped into the air chamber built into the tank space or formed by a separate closed tank. Alternatively, these devices are complemented by an open tank with an auxiliary pump for pumping wash water, leading both to a larger design and to higher energy consumption. The main disadvantages of the known devices consist in the connection of only some technological operations and their uneven course or load of partial functional stages. Furthermore, disadvantages of other devices are higher spatial and surface demands and lower quality parameters and hence relatively low adaptability of the device as a whole when changing the quality of the treated water, which leads to the necessity to install devices with higher rated output and thus to overall increase of the device. In practice, further difficulties arise in the operation of the equipment, particularly in the handling and setting of optimum performance and quality parameters, which is mainly due to the lower operational possibilities of the selected technological operations. Also, the overall spatial arrangement of partial functional spaces and their spatial interconnection by means of pipelines and ducts coming out and entering the common tank from all sides, but at least from two sides and the bottom, does not allow installation of the equipment at the building walls or their shifting into common blocks composed of two and more units, which places additional demands on increasing the total operating and handling area.

Výše popsané nevýhody jsou odstraněny v konstrukci komplexního zařízení pro chemicko fyzikální úpravu anebo čistění vody a roztoků podle vynálezu, které ve společné stojaté nádrži spojuje účelně všechny technologické operace pro vznik a separaci vloček sraženin znečisťujících látek. Optimální hydraulické podmínky umožňují vločkování a vícestupňovou separaci suspendovaných i části rozpuštěných látek založenou na fluidní separaci ve vznášené vrstvě vloček s následujícím usazováním částečně předČistěné suspenze před nátokem do filtračního prostoru s plovoucí filtrační vrstvou a případně i sorpČního filtru. Prostorové členění technologických operací do dvou funkčních nádrží, umístěných bud nad sebou aneboThe above-mentioned disadvantages are eliminated in the construction of a complex device for chemical-physical treatment and / or purification of water and solutions according to the invention, which in a common standing tank combines expediently all technological operations for the formation and separation of flakes of pollutant precipitates. Optimum hydraulic conditions allow flocculation and multistage separation of both suspended and dissolved solids based on fluidized bed separation in the flocculated flocculation layer, followed by settling of the partially pre-cleaned slurry prior to inflow into the filtration space with a floating filter layer and possibly a sorption filter. Spatial division of technological operations into two functional tanks placed either above each other or

CS 271 652 Bl vedle sebe dává komplexnímu zařízení podstatně vyšší aplikační možnosti, zvláště při modernizaci stávajících provozů úpraven vody i čistíren průmyslových a zemědělských odpadních vod.CS 271 652 B1 side by side gives the complex plant considerably higher application possibilities, especially when modernizing existing water treatment plants as well as industrial and agricultural waste water treatment plants.

Pomocí šikmých přepážek a norných stěn je členěn prostor reaktorové Části nádrže na vločkovač s postupně se snižující turbulencí protékající suspenze, což je docíleno pomocí soustavy vložených přepážek opatřených otvory alespoň na Části její plochy a na fluidní separaČní reaktor vytvořený mezi nornou stěnou vločkovače a dělicí stěnou jako podélný, vzhůru rozšiřující se difuzor vznášené vrstvy vloček, jejichž přebytek přepadá přes přelivovou hranu do zahušEováku kalů situovaného vedle difuzorového prostoru reaktoru. Kapalinová suspenze, zbavená značného podílu vloček jejich odtahem do zahušEováku kalů, protéká vzestupným tokem usazovacím prostorem opatřeným případně lamelovou vestavbou. Vločkovací prostor s děrovanými přepážkami pro dokonalé míšení vločkující suspenze se v sestupném směru rozšiřuje a tím probíhá optimálně jak fáze rychlomísení, tak i fáze pomalého míšení v optimálních podmínkách vhodných pro většinu upravovaných vod a provozních tekutých odpadů, přičemž gradient rychlosti, vyvolaný prouděním vloČkovacím prostorem se mění od hodnoty G = 1000s až po hodnotu G - 10 s Dno vločkovacího prostoru je sešikmené a nedovoluje vytváření kalových sedimentů.By sloping partitions and burst walls, the space of the reactor part of the flake tank with the gradually decreasing turbulence of the slurry flowing through is divided by a set of interposed baffles provided with openings on at least a portion of its area and a fluid separation reactor formed between the flake burner wall and the partition wall as a longitudinal, upwardly expanding diffuser of the floated flake layer, the excess of which overflows over the overflow edge into the sludge thickener located next to the reactor diffuser space. The liquid suspension, devoid of a large proportion of the flakes by drawing them into the sludge thickener, flows through an ascending flow through the settling space provided with a possibly lamella installation. The flocculation space with perforated baffles for perfect mixing of the flocculating slurry widens in the descending direction, thus optimally performing both the rapid mixing and slow mixing phases under optimal conditions suitable for most treated water and process effluent, with the velocity gradient induced by the flow through the flocculation space. varies from G = 1000s to G - 10 s The bottom of the flocculation space is sloping and does not allow the formation of sludge sediments.

Na vločkovací prostor navazuje difuzorový prostor fluidního reaktoru, přičemž jeho vstupní profil je 4 - 10 x menší než plocha vločkového mraku v úrovni přepadové hrany, přes kterou vstupuje přebytečný kal do zahušEováku kalu situovaného vedle fluidního reaktoru. Pro zvýšení účinnosti přetoku kalů do zahušEováku je dělicí přepážka opatřena usměrňovači přepážkou zasahující asi do 1/5 až 1/3 hloubky zahušEovacího prostoru. Z vrcholu zahušEovacího prostoru je odsazená kalová voda odtahována bud vodorovnou děrovanou trubkou mimo prostor reaktorové nádrže, nebo pomocí soustavy trubek vystupujících z přepadové hrany do sedimentačního prostoru umožňují, aby vystupující kalová voda nevynášela přepadající kalové vločky. Intenzitě zahušťování napomáhá také pulzační odtah zahuštěného kalu pomocí dálkově ovládané armatury uzavírající hrdlo odtahové děrované trubky uložené u dna kalového prostoru zahušEováku. S výhodou je difuzor fluidního reaktoru opatřen vestavbou tvarovaných desek, která umožňuje zvýšení koncentrace suspendovaných Částic vznášené vrstvy a současně zrovnoměrnění rozložení částic, čímž je umožněno účinnější zachycování jemnějších částic vloček a jejich úlomků.The flocculation space is connected to the diffuser space of the fluidized bed reactor, the inlet profile of which is 4-10 times smaller than the flood cloud area at the level of the overflow edge through which excess sludge enters the sludge thickener situated next to the fluidized bed reactor. In order to increase the efficiency of the sludge flow into the thickener, the partition wall is provided with baffle baffles extending to about 1/5 to 1/3 of the depth of the thickening space. From the top of the thickening space, the recycled sludge water is drawn either by a horizontal perforated pipe outside the reactor tank space, or by means of a set of pipes extending from the overflow edge into the sedimentation space to allow the outgoing sludge water to carry overflowing sludge flakes. The thickening intensity is also aided by the pulsating removal of the concentrated sludge by means of a remote-controlled fitting closing the neck of the exhaust perforated tube located at the bottom of the slurry chamber of the thickener. Preferably, the fluidized bed reactor diffuser is provided with a built-in plate that allows the concentration of suspended particles of the float layer to be increased while at the same time uniformizing the particle distribution, thereby allowing more finely trapped finer particles and fragments thereof.

Reaktorová nádrž zahrnuje vedle vločkovacího prostoru postupně dva separační stupně a prostor zahušťování odloučeného kalu, zatímco filtrační nádrž, která je situována nad nádrží reaktorovou u vertikálního uspořádání komplexního zařízení, anebo je situována vedle reaktorové nádrže, což s výhodou muže být u menších výkonových jednotek spojeno do společné nádoby oddělené stěnou,v níž je vytvořen přepadový kanál pro zavedení předčistěné kapaliny do filtru z reaktorové nádrže. Rozdělení na dvě prakticky stejně veliké nádrže typizované velikosti, kupř. ISO kontejner C10, dovoluje vertikální i horizontální uspořádání komplexního zařízení a umožňuje zavedení sériové výroby těchto nádrží s určitou prefabrikací s možností dokončit výrobek podle instalačních možností odběratele (uživatele). Horizontální uspořádání obou funkčních celků se projevuje zvláště příznivě při výrobě komplexních zařízení menší výkonové velikosti pro 0,8 až 4 l.s \ kde jsou sériově prefabrikovány přední i zadní Čelní stěny a boční stěny a přepážky mají pouze odstupňovaně prodlouženou délku, případně může být použito opakovaně stejných dílů nižší velikosti.The reactor tank comprises, in addition to the flocculation space, two separation stages and a space for thickening the separated sludge, while the filter tank, which is situated above the reactor tank in the vertical arrangement of the complex plant, or situated next to the reactor tank. a common vessel separated by a wall in which an overflow channel is formed to introduce the pre-cleaned liquid into the filter from the reactor tank. Dividing into two practically the same size tanks of standardized size, eg. ISO container C10 allows vertical and horizontal arrangement of complex equipment and allows the introduction of serial production of these tanks with a certain prefabrication with the possibility to finish the product according to the installation possibilities of the customer (user). The horizontal arrangement of the two functional units is particularly advantageous in the production of complex devices of smaller power size for 0.8 to 4 ls \ where front and rear front panels are serially prefabricated and the side walls and partitions have only a gradually extended length, or can be used repeatedly the same lower size parts.

Funkce komplexního zařízení v obou uvedených konstrukčních uspořádáních reaktorové nádrže 1 a filtrační nádrže 2 je stejná. Surová kapalina s obsahem znečisťujících látek, které mají být odděleny, vstupuje vstupním hrdlem 36 s dávkou roztoku reakčních chemikálií do vstupní děrované trubky 63 s otvory směrovanými dolů. Rozměr otvorů a jejich početThe function of the complex apparatus in both the above-mentioned designs of the reactor tank 1 and the filter tank 2 is the same. The crude liquid containing the contaminants to be separated enters through the inlet throat 36 with the dose of the reagent solution into the inlet perforated tube 63 with the openings facing downwards. Size and number of holes

CS 271 652 B1 umožňuje dosáhnout vysokých hodnot gradientu rychlosti při výtoku směsi do vrcholu vločkovače 3^ který odpovídá podmínkám rychlomísení. Sestupným tokem protéká vločkující suspenze přes otvory 37 desek 12 vločkovače 3_ usměrňujících tok suspenze s cílem dosáhnout dostatečné průběžně homogenizace vločkující suspenze, což umožňuje mechanickou i fyzikálně-chemickou aglomeraci mikrovloček do vloček až rozměrných agregátů při průběžně se snižující hodnotě gradientu rychlosti až na G « asi 10 s \ Snižování turbulence je ovlivňováno jednak uspořádáním obtékaných i protékaných desek 12 vločkovače .3, jednak velikostí a počtem jejich otvorů 37 a dále rozšiřováním průtočného profilu vločkovače _3. V jeho spodní části, kdy jsou prakticky vločky aglomerované, dochází к mírnému zvýšení rychlosti, při níž jsou případné sedimenty hrubších vloček smývány ze šikmého dna 18 vločkovače 3 ke vstupnímu otvoru 41 fluidního reaktoru <, v jehož difuzoru 42 jsou vločky vynášeny к přepadové hraně 39, přičemž vytváří fluidizovanou suspenzní vrstvu, v níž jsou dále aglomerovány jemnější vločky na hrubší aglomeráty při intenzívním styku se vznášenými vločkami fluidní vrstvy. Aktivita styku, podporovaná případným zvýšením koncentrace vloček vlivem usměrněného pohybu a převalování vznášené vločkové suspenze při průtoku tvarovanou vestavbou 59 vytvářející soustavu komor 61., štěrbinových hrdel 62 se střídavým urychlováním a zpomalováním protékajícího proudu, zvyšuje intenzitu sbalování vloček, jejímž důsledkem je vyšší sedimentační rychlost Částic a tím i dosažení vyššího povrchového zatížení fluidního reaktoru £ a vyšší separační účinnosti.CS 271 652 B1 makes it possible to achieve high velocity gradients as the mixture flows into the top of the flocculator 3 which corresponds to the conditions of rapid mixing. The flocculating slurry flows through the downstream flow through the openings 37 of the flocculant flocculator plates 12 to provide sufficient continuous homogenization of the flocculating suspension, allowing mechanical and physicochemical agglomeration of the microspheres to flocculate up to large aggregates at a continuously decreasing velocity gradient up to G asi. The reduction in turbulence is influenced both by the arrangement of the flowing and flowing plates 12 of the flocker 3, by the size and number of their openings 37 and by the widening of the flow profile of the flocker 3. In its lower part, where the flakes are practically agglomerated, there is a slight increase in the speed at which possible coarser flakes sediments are washed off the sloping bottom 18 of the flocculator 3 to the inlet opening 41 of the fluidized reactor. forming a fluidized slurry layer in which finer flakes are agglomerated into coarser agglomerates in intensive contact with the floated fluidized bed flakes. Contact activity, supported by a possible increase in flocculation concentration due to the rectified movement and rolling of the flocculated suspension at flow through the molded assembly 59 forming a system of chambers 61, slotted orifices 62 with alternating acceleration and deceleration of flowing flow, increases flocculation intensity resulting in higher sedimentation velocity thereby achieving a higher surface load of the fluidized bed reactor 6 and a higher separation efficiency.

Přebytečný kal přepadající přes přepadovou hranu 39 štěrbinou 38 do zahušťováku 6 je odtahován v poměrně krátkých intervalech odtahovým hrdlem 21 zahušťováku 6 s děrovanou trubkou umístěnou podél dna 19 zahuŠřováku _6, což umožňuje současný odtah kalu z celého prostoru dna 19 zahušťováku 6. Tímto pulzačním odtahováním kalu vzniká v kalové vrstvě zpětný ráz působící positivně na zahušťování kalu a uvolňování kalové vody, která je průběžně anebo periodicky odtahována bud mimo prostor reaktorové nádrže 1 ^odpadní děrovanou trubkou 20, anebo je odsazená kalová voda převáděna převáděcími trubkami 45 do spodní části usazováku 5 nad hladinu vločkového mraku. Tímto opatřením se zabraňuje vynášení přepadajících vloček protisměrně vystupující kalovou vodu ze zahušťováku 6 štěrbinou 38. Přepadem přebytečného kalu přes přepadovou hranu 39 se snižuje počáteční koncentrace vloček vstupující do difuzoru 42 asi o 50 až 85%.The excess sludge overflowing the overflow edge 39 through the slot 38 into the thickener 6 is drawn off at relatively short intervals by the throat of the thickener 6 with the perforated tube positioned along the bottom 19 of the thickener 6, allowing simultaneous withdrawal of sludge from the entire space of the thickener bottom 19. recoil is produced in the sludge layer, which has a positive effect on the sludge thickening and release of sludge water, which is continuously or periodically withdrawn either outside the reactor tank 1 through the waste perforated tube 20, or the offset sludge water is transferred via transfer tubes 45 to the bottom of the settler 5 snowflake cloud. This prevents the outflowing sludge from flowing out of the thickener 6 through the slot 38. The excess sludge through the overflow edge 39 reduces the initial concentration of the sludge entering the diffuser 42 by about 50-85%.

Nosná kapalina s nižším obsahem suspendovaných látek stoupá usazovákem 5 vybaveným případně lamelovou vestavbou 48. Snížením koncentrace vloček suspenze stoupající usazovákem 5 se dosahuje vyšší usazovací rychlosti v porovnání se suspenzí o původní koncentraci a tím dochází к dalšímu oddělení suspendovaných látek sedimentací, tyto klesají zpět do vznášené vrstvy vloček a jsou vynášeny s přebytečným kalem do zahušťováku Separační účinnost usazováku _5, opatřeného lamelovou vestavbou 48 je 40 až 70 % ze zbytkové koncentrace suspenze vstupující do usazováku J5.The carrier liquid with a lower content of suspended matter rises by settler 5 equipped with optionally lamellar installation 48. By decreasing the concentration of slurry flocs by rising settler 5, a higher settling rate is achieved compared to the suspension of original concentration and thereby further separates suspended matter by sedimentation. The separation efficiency of the settler 5 provided with the lamella installation 48 is 40 to 70% of the residual concentration of the suspension entering the settler J5.

Při vertikálním uspořádání reaktorové nádrže 1 a filtrační nádrže 2 stoupá z usazováku 5 předČistěná kapalina přímo do filtru J7 s plovoucí filtrační vrstvou vytvořenou kupříkladu kuličkami předpěněného polystyrenu anebo granulemi plastických i minerálních hmot o měrné hmotnosti nižší alespoň o 10 % než je měrná hmotnost upravované kapaliny. Plovoucí filtrační vrstva je udržována prvním filtračním mezidnem 17 pod hladinou 49 upravené vody v zásobníku 8 prací vody. Průtokem vody vystupující z usazováku 5 plovoucí filtrační vrstvou jsou v ní* zachycovány jemné částice vloček s účinností 40 až 95% a prvním filtračním mezidnem 17 protéká do zásobníku 8 prací vody prakticky čistá voda. Kvalita vystupující vody může být dále zlepšována sestupným průtokem sorpčním filtrem na jehož sorpčním materiálu 32 se zachycují další převážně rozpuštěné látky, které zhoršují kvalitu upravené vody, kupříkladu organické zápachotvorné látky anebo ionty těžkých kovů anebo solí apod.In the vertical arrangement of the reactor tank 1 and the filter tank 2, the pre-treated liquid rises directly from the settler 5 into a filter 17 with a floating filter layer formed, for example, by spheroidal polystyrene beads or plastic and mineral granules of at least 10% specific gravity. The floating filter layer is maintained by the first filter bed 17 below the treated water level 49 in the wash water reservoir 8. Through the flow of water exiting the settler 5 through the floating filter layer, fines of 40 to 95% efficiency are trapped therein and virtually pure water flows into the wash water reservoir 8 through the first filter intermediate wall 17. The quality of the exiting water can be further improved by a descending flow through the sorption filter on which sorption material 32 retains other predominantly dissolved substances which impair the quality of the treated water, for example organic odorants or heavy metal ions or salts and the like.

CS 271 652 BlCS 271 652 Bl

Upravená voda je odtahována výstupním hrdlem 24 z prostoru pod druhým filtračním mezidnem 35 sorpčního filtru 9 přes sifonovou trubku 25, jejíž vrchol je odvzdušněn odvzdušňovací trubkou 26, čímž je nastavena stálá hladina 50 vody v sorpčním filtru 9. Alternativně může být odtah vody proveden výstupním hrdlem 24 s potrubní clonou 31, kterou protéká alespoň 70 % upravené vody, zatímco zbytek vody přepadá z hladiny 50 vody v sorpčním filtru 2 přepadovým hrdlem 34 do odtahové trubky 33, do níž je zaústěna v nižší části i trubka s potrubní clonou 31 vycházející z výstupního hrdla 24. Toto uspořádání je výhodné zvláště v případě, kdy prostor sorpčního filtru 9 slouží pouze jako zásobník upravené vody pro vykrytí dodávky vody v době regenerace znečistěné filtrační vrstvy filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou. Z toho důvodu je výhodný obsah sorpčního filtruj stejný anebo vyšší než obsah zásobníku 8 prací vody. Tím prakticky nedojde к přerušení dodávky vody, ale pouze к mírnému poklesu množství před koncem regenerační periody z důvodů snížení hladiny vody v sorpčním filtru 9.The treated water is withdrawn through the outlet neck 24 from the space below the second filter intermediate 35 of the sorption filter 9 via a siphon tube 25, the top of which is vented through the deaeration tube 26, thereby setting a constant water level 50 in the sorption filter 9. 24 with a pipe orifice 31 through which at least 70% of the treated water flows, while the remainder of the water falls from the water level 50 in the sorption filter 2 through the spout 34 to the outlet pipe 33 into which the pipe with orifice 31 exits This arrangement is particularly advantageous when the space of the sorption filter 9 only serves as a reservoir of treated water for covering the water supply at the time of regeneration of the contaminated filter layer of the floating filter layer 7. For this reason, it is preferable to have a sorption filter content equal to or higher than the content of the wash water container 8. There is practically no interruption in the water supply, but only a slight decrease in the amount before the end of the regeneration period due to the reduction of the water level in the sorption filter 9.

Při horizontálním uspořádání reaktorové nádrže 1 vedle filtrační nádrže 2 podle obr. 2 přepadá předčistěná voda z nově vytvořené hladiny 50 v reaktorové nádrži 1 nad lamelovou vestavbou 48 do vedle situované filtrační nádrže 2 přepouštěcím hrdlem 52. Další horizontální uspořádání reaktorové nádrže 1 a filtrační nádrže 2 ve společném celku dle obr. 3 využívá к přepadu vody do filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou přepadového kanálu 43 vytvořeného v dělicí přepážce 44 mezi filtrační nádrží 2 a reaktorovou nádrží 2· ^z úrovně hladiny 51 vody v reaktorové nádrži 1 nebo z hladiny vody ve viltrační nádrži 2 je voda odtahována pomocí přelivového odtahu 53, který může být vytvořen bud jako otevřený žlab s ozubenou hranou anebo jako děrovaná trubka. ₍ With the horizontal arrangement of the reactor tank 1 next to the filter tank 2 of FIG. 2, the pre-purified water from the newly formed level 50 in the reactor tank 1 above the siphon 48 falls into the adjacent filter tank 2 through the discharge port 52. as a whole, as shown in FIG. 3, it uses an overflow channel 43 formed in the partition 44 between the filter tank 2 and the reactor tank 2 to overflow the water into the filter 7 with the floating filter layer ^from the water level 51 in the reactor tank 1 or from the water level in the filter In the tank 2, the water is drawn off by means of a spillway 53, which can be formed either as an open channel with a toothed edge or as a perforated pipe. ₍

Praní znečistěné filtrační vrstvy filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou je provedeno odtahem prací vody prací násoskou 27 napojenou na děrovanou odtahovou trubku 23 prací vody, jejíž otvory 40 jsou nasměrovány dolů anebo šikmo do stran. Prací násoska 27 svým vrcholem vystupuje nad úroveň prvního filtračního mezidna 17 a v nižší poloze na odtokové větvi je uzavřena armaturou 29, která je otevírána automaticky při dosažení tlakové ztráty filtrační vrstvy filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou, jejíž hodnota odpovídá nastavenému optimálnímu průběhu filtračního cyklu. Otevřením aramtury 29 dojde к rychlému odtoku vody z prostoru pod filtrační vrstvou filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou, přičemž je odtahována voda ze zásobníku 8 prací vody přes filtrační vrstvu filtruj s plovoucí filtrační vrstvou, která se průtokem prací vody roztáhne o 5 až 50 % své tloušřky. Tím dojde к účinnému vyplavování zachycených nečistot ulpělých na částicích filtračního materiálu. Jakmile voda v zásobníku 8 prací vody poklesne při praní těsně nad první filtrační mezidno 17, dojde к zavzdušnění prací násosky 27 zavzdušňovací trubkou 28 a tím dojde к přerušení odtahu vody odtahovou trubkou 23 prací vody. Prakticky okamžitě stoupne filtrační vrstva do původní polohy vlivem diference měrných hmotností kapaliny a zrn filtračního materiálu, zatímco částice vloček klesají ke dnu 30 filtrační nádrže 2 a při vertikálním uspořádání klesají do usazováku 5 a jsou odloučeny do vrstvy vločkového kalu stejně jako částice oddělené sedimentací v lamelové vestavbě 48. Vločky odsazené v oddělené filtrační nádrži 2 jsou odplaveny při příštím praní filtrační vrstvy filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou. Konec zavzdušňovací trubky 28 může být s výhodou upraven výřezem 47, který se směrem ke konci zavzdušňovací trubky 28 rozšiřuje, anebo je konec zavzdušňovací trubky 28 opatřen řadou otvoru 46, jejichž průměr může být rovněž odstupňován. Délka výřezu 47 anebo řady otvorů 46 zavzdušňovací trubky 28 je 30 až 150 mm. Jakmile hladina vody v zásobníku 8 prací vody poklesne к výřezu 47 nebo к hornímu otvoru 46 zavzdušňovací trubky 28, dojde к nasávání vzduchu zavzdušňovací trubkou 28 do hlavy prací násosky 27 a tím ke zpomalování odtahu vody prací násoskou 27, což umožňuje frakcionační ukládání částic filtrační vrstvy na první filtrační mezidno 17, přičemž nejprve stoupají rozměrnější částice. Po ukončení od tahu prací vody prací násoskou 27 začíná okamžitě následující filtrační cyklus, protože dodávka surové vody vstupním hrdlem 36 do reaktorové nádrže 1 nebyla přerušena a tím byly udržovány normální provozní podmínky vločkování, fluidního reaktoru £ a usazování.Odstave5Washing of the contaminated filter layer of the floating filter layer 7 is effected by withdrawing the wash water through a washing siphon 27 connected to the apertured wash water outlet pipe 23, the openings 40 of which are directed downwards or obliquely to the sides. The washing siphon 27 rises above the level of the first filter tray 17 at its peak and is closed at the downstream branch by a fitting 29 which opens automatically when the pressure loss of the filter layer 7 with a floating filter layer reaches the optimum course of the filtration cycle. Opening the fitting 29 rapidly drains water from the space below the filter layer of the floating filter layer 7, drawing water from the wash water reservoir 8 through a filter layer with a floating filter layer which expands by 5 to 50% of its wash water flow thickness. This effectively efficiently washes out the retained dirt adhering to the filter material particles. As soon as the water in the wash water reservoir 8 drops just above the first filter bed 17 during washing, the washing siphon 27 is ventilated by the vent pipe 28, thereby interrupting the withdrawal of the water via the drain water pipe 23. Almost immediately the filter layer rises to its original position due to the difference in specific gravity of the liquid and the grains of the filter material, while the flake particles fall to the bottom 30 of the filter tank 2 and fall vertically into the settler 5 and are separated into the flake sludge. The flake spaced in a separate filter tank 2 is washed away the next time the filter layer is washed with a floating filter layer. The end of the aeration tube 28 may advantageously be provided with a slot 47 that extends towards the end of the aeration tube 28, or the end of the aeration tube 28 may be provided with a series of apertures 46, the diameter of which may also be graduated. The length of the cutout 47 or row of holes 46 of the aeration tube 28 is 30 to 150 mm. As the water level in the wash water reservoir 8 drops to the cut-out 47 or the upper opening 46 of the aeration tube 28, air is sucked through the aeration tube 28 into the scrub head 27, thereby slowing the water flow through the scrubber 27, allowing fractionation deposition to the first filter intermediate bed 17, whereby the larger particles initially rise. Upon completion of the wash water draw through the washing wand 27, the next filtration cycle immediately begins, since the raw water supply through the inlet port 36 to the reactor tank 1 has not been interrupted, thereby maintaining normal operating conditions of flocculation, fluidized bed reactor and settling.

CS 271 652 Bl ním provozu reaktorové nádrže 1 by došlo к odsazení vločkového kalu u dna fluidního reaktoru 4 a na deskách 12 vločkovače 3 i na šikmém dnu 18 vločkovače 3 a jeho opětné vznesení do pracovní polohy by znamenalo časovou ztrátu a případně i provozní potíže. Alternativně může být odtah prací vody proveden pouze odpadní trubkou 54 napojenou na odtahovou trubku 23 prací vody a armaturu £9, přičemž uzavření armatury 29 je provedeno pomocí Časového relé anebo pomocí vodivostního čidla výšky hladiny.In operation of the reactor tank 1, flocculant sludge at the bottom of the fluidized bed reactor 4 and the flocculator plates 12 and the inclined bottom 18 of the flocculator 3 would be offset and brought back into working position would result in time loss and possibly operational difficulties. Alternatively, the scrubbing water can be withdrawn only by a drain pipe 54 connected to the scrubbing water pipe 23 and a fitting 29, the fitting 29 being closed by means of a timer relay or a conductivity level sensor.

Vlastní praní znečistěné filtrační vrstvy filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou je velmi rychlé a trvá prakticky asi 20 až 60 sekund, protože odtahovaná prací voda proudí filtračním prostorem rychlostí 3 až 30 mm.s*^. Doba zapracování filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou, což je doba potřebná к zaplnění zásobníku 8 prací vody, trvá asi 300 až 900 s.The actual washing of the contaminated filter layer of the floating filter layer 7 is very fast and takes practically about 20 to 60 seconds, since the scrubbing water flowing through the filter space flows at a rate of 3 to 30 mm / s. The time of incorporation of the floating filter layer 7, which is the time required to fill the wash water tank 8, takes about 300 to 900 s.

Pro zlepšení podmínek praní znečistěné filtrační vrstvy může být filtr Ί s plovoucí filtrační vrstvou i spodní část zásobníku 8 prací vody členěn do menších paralelních dílčích prostorů pomocí vložených usměrňovačích přepážek 60, přičemž v takto uspořádané vložce muže být upevněno síto prvního filtračního mezidna 17. Tímto opatřením se docílí rozčlenění prvního filtračního mezidna 17 na řadu menších ploch, čímž nedochází к nadměrnému prohnutí prvního filtračního mezidna 17. Navíc rozdělením filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou a zásobníku 8 prací vody na řadu paralelních prostorů se dosáhne jednak rovnoměrného rozdělení prací vody jednak i zlepšení filtrace a dokonalejšího proprání filtrační vrstvy jako celku, protože případně vytvořené kalové bloky jsou rozbíjeny prací vodou příslušného sektoru, která má možnost protékat pouze dílčím prostorem omezeným příslušnými usměrňovacími přepážkami 60.In order to improve the washing conditions of the contaminated filter layer, the floating filter layer spodní and the lower part of the wash water container 8 can be divided into smaller parallel compartments by means of intermediate baffles 60 and a screen of the first filter wall 17 can be fastened in this. the first filter wall 17 is divided into a number of smaller areas, thereby avoiding excessive deflection of the first filter wall 17. Moreover, by separating the floating filter layer 7 and the wash water reservoir 8 into a series of parallel spaces, a uniform distribution of the wash water is achieved and improved washing of the filter layer as a whole, since any sludge blocks formed are broken by the washing water of the respective sector, which is able to flow only through a partial space limited by decent baffles 60.

Příkladné provedení zařízení dle vynálezu je uvedeno na připojeném výkresu, kde: obr. 1 představuje svislý řez komplexní úpravnou ve vertikálním napojení reaktorové a filtrační části, obr. 2 představuje svislý řez komplexní úpravnou při horizontálním uspořádání filtrační a reaktorové nádrže, obr. 3 představuje svislý řez zařízením se spojeným reaktorovým a filtračním prostorem do společného celku, obr. 4 představuje schéma alternativního odtahu upravené vody přes vestavěný sorpční filtr, obr. 5 představuje detail rozřezu a děrování zavzdušňovací trubky odtahové prací násosky a obr. 6 představuje příklad vytvoření přepážky vločkovače.An exemplary embodiment of the apparatus of the invention is shown in the accompanying drawing, in which: Fig. 1 is a vertical section through a complex treatment plant in a vertical connection of the reactor and filter section; Fig. 2 is a vertical section through a complex treatment plant in horizontal arrangement of a filtration and reactor tank; Fig. 4 shows a diagram of an alternative withdrawal of treated water through a built-in sorption filter; Fig. 5 shows a detail of the sectioning and punching of the aeration pipe of the exhaust siphon; and Fig. 6 shows an example of a flocculator partition.

Reaktorová nádrž 1 i filtrační nádrž 2 mohou být provedeny jako válcová stojatá svařovaná nádrž nebo s výhodou jako pravoúhlá nádrž vytvořená pravou boční stěnou 55 a levou boční stěnou 56, přední čelní stěnou 57 a neznázorněnou zadní čelní stěnou a dále dnem nádrže sestaveným z dílčích den vločkovače ^3, zahušřováku 6 a při horizontálním uspořádání obou částí také dnem 30 filtrační nádrže 2. Vstupní hrdlo 36, případně i hrdlo 52 přepadového kanálu 43 a výstupní hrdla 21, 22, 24, případně i přepadové hrdlo 34 mohou být uspořádána například v přední čelní stěně 57 reaktorové nádrže 1 a filtrační nádrže 2. Při pravoúhlé konstrukci reaktorové nádrže 1 a filtrační nádrže 2 jsou boční a čelní stěny 55, 56, 57 opatřeny výztužnými žebry pro zvýšení odolnosti proti deformacím způsobeným vnitřním přetlakem upravované vody. Dno 18, 19 reaktorové nádrže ~£, případně i dno 30 filtrační nádrže 2j stejně jako mezistěny 13, £5, 16 a norná stěna 11, jakož i desky 12 vločkovače 3 jsou vytvořeny jako desky připojené těsně к čelním stěnám nádrží 57, čímž vznikne soustava samostatných funkčních prostorů vločkovače 3 fluidního reaktoru 4, usazováku _5_, zahuštováku _£, filtru 7 s plovoucí filtrační vrstvou a zásobníku 8 se společnou hydraulickou hladinou 49 a sorpčního filtru 9 s nižší hladinou 50.Both the reactor tank 1 and the filter tank 2 may be designed as a cylindrical upright welded tank or preferably as a rectangular tank formed by the right side wall 55 and the left side wall 56, the front end wall 57 and the rear end wall not shown. The inlet orifice 36, or even the orifice 52 of the overflow channel 43 and the outlet orifices 21, 22, 24, or even the overflow orifice 34 may be arranged, for example, in the front face. In the rectangular construction of the reactor tank 1 and the filter tank 2, the side and front walls 55, 56, 57 are provided with reinforcing ribs to increase the resistance to deformations caused by the internal overpressure of the treated water. The bottom 18, 19 of the reactor tank 24 and possibly the bottom 30 of the filter tank 2 as well as the partition walls 13, 15, 16 and the burst wall 11, as well as the flocculator plates 12 are formed as connected to the front walls of the tanks 57. a set of separate functional spaces of the flocculator 3 of the fluidized bed reactor 4, the settler 5, the thickener 6, the floating filter layer 7 and the common hydraulic level reservoir 8 and the lower level sorption filter 9.

Všechny stěny i dna jsou zvenčí i zevnitř opatřeny vodovzdornými nátěry anebo jsou zhotoveny z nerezavějících materiálů.All walls and bottoms are coated with waterproof coatings on the outside and inside or made of stainless materials.

CS 271 652 BlCS 271 652 Bl

Při instalaci komplexního podmínkách, jsou stěny .nádrže matelným stropem, který chrání zařízení v nechráněném prostoru, zvláště v zimních opatřeny isolaČní vrstvou a případně je nádrž opatřena odnívyčistěnou vodu proti vnikání nečistot z ovzduší.When installed in complex conditions, the walls of the tank are provided with an insulating layer to protect the device in an unprotected space, especially in winter, and optionally the tank is provided with de-purified water to prevent ingress of air contaminants.

Hlavní výhody popsaného příkladného uspořádání komplexního zařízení pro úpravu a čistění odpadních vod spočívají především v jednoduché snadno vyrobitelné konstrukci, umožňující sériovou průmyslovou výrobu včetně dílcové prefabrikace s možností přepravy celku na místo běžnými dopravními prostředky. Při minimálním vybavení regulačními prostředky pracuje zařízení zcela automaticky.The main advantages of the described exemplary arrangement of a complex plant for the treatment and purification of wastewater consist mainly in a simple, easy-to-manufacture construction, allowing serial industrial production including prefabrication with the possibility of transporting the whole in place by conventional means of transport. With minimal control equipment, the system works completely automatically.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A complex apparatus for the chemical-physical treatment of liquid suspensions and / or solutions comprising, in a common, hydraulically designed space, partial functional spaces for precipitation, reduction, oxidation, neutralization, coagulation and flocculation processes, as well as spaces for sequential multistage separation of suspended matter from liquid characterized in that the reactor tank (1) comprises a fluidized bed reactor (4) separated by a burst wall (11) from the flocculator (3) and a first partition (13) from the thickener (6) and settler (5) located above the fluidized bed reactor (1). 4), the settler (5) is followed by a filter tank (2) comprising a filter (7) with a floating filter layer and a wash water tank (8) and optionally a sorption filter (9) separated by a second partition (16) from the filter (7). a floating filter layer and a wash water tank (8), the filter tank (2) being arranged adjacent or above the reactor tank (1).

Complex device according to claim 1, characterized in that the filter tank (2) and the reactor tank (1) are connected side by side into a common unit and separated by a partition (44) and an overflow channel (43).

Complex device according to claim 1 or 2, characterized in that the flocculator (3) increases the cross-sectional area in the downward direction by at least half its length and is filled with a system of plates (12) optionally provided with openings (37 '). is increasing downwards.

Complex device according to claim 3, characterized in that the largest part of the flocculator (3) is provided with an inlet perforated tube (63) with holes whose total area is 60 to 200% of the cross-sectional area of the inlet perforated tube (63). an inlet throat (36) adjoins the inlet pipe (63).

Complex device according to claim 3 or 4, characterized in that the flocculator plates (12) at their free end are provided with openings (37) formed at least to a quarter of the total surface of the flocculator plate (12), the area of the openings (37) of the flocculator plate (12) for each lower flocculator plate (12) is the same or higher than in the preceding flocculator plate (12).

Complex device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the stowage wall (11) and the first partition (13) are inclined and together form an upwardly expanding diffuser (42) of the fluidized bed reactor (4), wherein the inlet surface thereof The opening (41) is 4 to 10 times smaller than the transverse surface of the diffuser (42) at the level of the overflow edge (39) of the fluidized bed reactor (4).

Complex device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the overflow edge (39) formed by the upper edge of the first partition (13) and the second vertical partition (14) forms a slurry (38) for the sludge entry into the thickener (6). .

CS 271 652 Bl

Complex device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that an apertured perforated pipe (20) for the removal of sludge water from the thickener is inserted in the top of the thickener (6) defined by the first partition (13) and the second vertical partition (14). (6).

Complex device according to one of Claims 6 to 8, characterized in that transfer pipes (45) are provided in the overflow edge (39) for the removal of sludge water from the thickener (6) extending into the lower part of the settler (5). .

Complex device according to one of Claims 1 to 9, characterized in that a washing siphon (27) with a ventilation pipe (28) extending above the first filter intermediate (17) of the filter (7) is connected to the neck of the scrubbing pipe (23). with a floating filter layer, the bottom of which has a cutout (47) or openings (46), wherein the width of the cutout (47) or the diameter of the openings (46) of the aeration tube (28) decreases upwards.

Complex device according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the sorption filter (9) with the sorption material (32) disposed on the second filter intermediate wall (35) is provided with an outlet neck (24) connected to the siphon tube (25). , from which the vent pipe (26) protrudes, the apex of the inner arc of the siphon pipe (25) being higher than the level of the sorption material (32) but lower than the edge of the second partition (16) »

Complex device according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the sorption filter (9) is provided with an overflow connection (34) connected to the treatment water outlet pipe (33) connected via an orifice (31) to the outlet connection (24). .

Complex device according to claim 11 or 12, characterized in that the top part of the siphon tube (25) is height-adjustable.

Complex device according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the volume of the sorption filter (9) is equal to 50 to 150% of the volume of the wash water container (8).

Complex device according to one of Claims 1 to 14, characterized in that all the inlet and outlet ports in the reactor tank (1) and the filter tank (2) are arranged in the front end wall (57).

Complex device according to one of Claims 1 to 15, characterized in that the filter space (7) with a floating filter layer and part of the space of the wash water container (8) is divided by means of baffles (60) into a set of parallel sub-chambers.