CS273253B1 - Through-flow sewage plant - Google Patents

Description

(57) Průtočná čistírna vod znečištěných organickými kontaminanty tvořícími volnou fázi, stálou nebo těkavou, lehčí nebo těžší než voda, složená z kaskádovitě zapojených odlučovacích nádrží, v nichž jsou upraveny obtékané přepážky a spádovaná mělce^žlabová dna a na něž jsou zapojeny odplyňovací válce. Účelem řešení je urychlit komplexní čištění vod kontaminovaných chlorovanými organickými látkami tím, že každá odlučovací nádrž je spojena přepouštěcím potrubím s akumulační nádrží nebo s kontrolní nádrží a hlavním přepadovým potrubím s vodním odpadním potrubím nebo s další odlučovací nádrží, do níž ústí i vedlejší přepadové potrubí z akumulační nádrže. V každé odlučovací nádrži je nátoková obtékaná přepážka zvlněná a skloněná po směru toku kontaminované vody proti rozrážecí obtékané přepážce, která je při shodných rozměrech i tvaru skloněna vůči ní v doplňkovém úhlu a výškově přesahuje, shodně jako následující svislé obtékané přepážky, až o polovinu koncovou obtékanou přepážku. Na^vodní odpadní potrubí jsou zapojeny odplyňovací válce s plynovým filtrem. Zařízení je využitelné v oboru vodního hospodářství.

CS 273 253 Bl

O

CS 273 253 Bl

Vynález se týká průtočné čistírny vod znečištěných organickými kontaminanty tvořícími volnou fázi, stálou nebo těkavou, lehčí nebo těžší než voda, složené z kaskádovitě zapojených odlučovacích nádrží, v nichž jsou upraveny obtékané přepážky a spádová mělce žlabová dna a na něž jsou zapojeny odplynovací.válce. Účelem vynálezu je urychlení komplexního čištění vod kontaminovaných chlorovanými 'organickými látkami, ropnými látkami, organickými *

pesticidy, kontaminanty, nestabilně emulgovanými nebo jen dispergovanými v podzemních, srážkových, splachových i odpadních vodách.

Jsou známé průtočné čistírny vod znečištěných organickými kontaminanty lehčími než voda, např. ropnými látkami, skládající se z odlučovacích nádrží s obtékanými přepážkami a s mělkými žlabovými dny pro odvádění kalů (J. Dvořák a kol., Čištění odpadních vod, SNTL Praha 1982, US 4 333 835).

Nevýhodou uvedených průtočných čistíren je nezpůsobilost odlučovat z kontaminované vo3 -3 dy kapalnou fázi kontaminantů o měrné hmotnosti větší než 10 kg . m a současně i těkavé kontaminanty.

Je také známá průtočná čistírna vod znečištěných organickými kontaminanty, složená z dvojitého koncentrického odplyňovaciho reaktoru, do jehož vnitřního válce je zdola přiváděn aerátorem vzduch a do mezikruží shora kontaminovaná voda (US 4 545 945).

Nevýhodou této průtoční čistírny vod je omezené použití. Čistírna je vhodná pouze pro separaci těkavých kontaminantů a její účinnost je nízká. Částečně vyčištěnou vodu nelze vypouštět do veřejných toků.

Uvedené nevýhody odstraňuje průtočná čistírna vod, skládající se z kaskádovitě zapojených odlučovacích nádrží, v nichž jsou upraveny obtékané přepážky a spádová mělce žlabová dna, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že každá odlučovací nádrž je spojena u spádovaného mělce žlabového dna přepouštěcím potrubím a přepouštěcím ventilem s akumulační nádrží, ve které je upravena jímka pro hustoměr, nebo s kontrolní nádrží a u horního okraje hlavním přepadovým potrubím s vodním odpadním potrubím nebo s další odlučovací nádrží, do níž ústí i vedlejší přepadové potrubí z akumulační nádrže, a v každé odlučovací nádrži je nátoková obtékaná přepážka zvlněná a skloněná po směru toku kontaminované vody proti rozrážecí obtékané přepážce, která je při shodných rozměrech i tvaru skloněna vůči ní v doplňkovém úhlu a výškově přesahuje, shodně jako následující svislé obtékané přepážky, až o polovinu koncovou obtékanou přepážku, přitom vodní odpadní potrubí je zapojeno do dvojitého koncentrického odplyňovaciho válce s rozstřikovačem nahoře a prvním aerátorem dole, opatřeného jednak přelivovým vodním potrubím zapojeným do jednoduchého odplyňovaciho válce, jednak plynovým potrubím společným i pro jednoduchý odplyňovací válec, zapojeným na plynový filtr.

Průtočná čistírna vod podle vynálezu je výrobně jednoduchá a lze ji realizovat nejen jako stacionární, ale i jako mobilní zařízení, takže může být pohotově dopravována k haváriím a okamžitě uváděna do činnosti. Podle intenzity znečištění vod a vlastností organických kontaminantů se stanovuje počet odlučovacích nádrží v kaskádě, jakož 1 nutnost a počet použiti odplyňovacích válců. Zásadní výhodou spojení odlučovacích nádrží s odplynovacími válci je eliminace koncentrační nezávislosti na účinnosti čistírny. Při kontaminaci vod pouze těkavými látkami nahradí co do účirfnosti průtočná čistírna podle vynálezu filtr s ekonomicky nepříznivým aktivním uhlím. Pokud jsou vody navíc kontaminovány i huminovými kyselinami, je její účinnost vyšší. Umožňuje odlučovat ze znečištěné vody jak těkavé, tak i netěkavé chlorované organické látky, látkýr nestabilně emulgované i dispergované a především kapalné kontaminantní látky těžší než voda.

Příklad průtočné čistírny podle vynálezu je znázorněn na výkresu, kde na obr. 1 je schéma uspořádání průtočné čistírny v podélném řezu a na obr. 2 je odlučovací nádrž v příčném řezu rovinou A-A z obr. 1.

Průtočná čistírna podle vynálezu se skládá z alespoň jedné řadové odlučovací nádrže

CS 273 253 Bl £ a z výstupní odlučovací nádrže 2, kaskádovitě spojených a vybavených spádovanými mělce žlabovými dny £. Řadová odlučovací nádrž £ je spojena u spádovaného mělce žlabového dna £ prvním přepouštěcím potrubím £ opatřeným prvním přepouštěcim ventilem £ s akumulační nádrží £, ve které je upravena jímka £ pro hustoměr £0. U horního okraje 11 je řadová odlučovací nádrž £, do níž ústí přívodní potrubí 12, spojena prvním hlavním přepadovým potrubím 13 s výstupní odlučovací nádrží 2. Výstupní odlučovací nádrž 2, do níž ústí vedlejší přepadové potrubí 15 z akumulační nádrže B, je spojena u spádovaného mělce žlabového dna £ druhým přepouštěcím potrubím £ opatřeným druhým přepouštěcím ventilem £ s kontrolní nádrží 21 a u horního okraje 11 druhým hlavním přepadovým potrubím 14 s vodním odpadním potrubím 23. Akumulační nádrž £ je opatřena prvním výpustným kohoutem 37 a kontrolní nádrž 21 druhým výpustným kohoutem 22. V každé odlučovací nádrži £, £, vybavené exhaustorem 16, jsou postupně uspořádány nátoková obtékaná přepážka 17, která je zvlněná a skloněná po směru toku, rozrážecí obtékaná přepážka £8, která je tvarově shodná a skloněna v doplňkovém úhlu proti nátokové obtékané přepážce 17, alespoň jedna svislá obtékaná přepážka £9, výškově shodná s předchozími, a koncová obtékaná přepážka 20, která je rovněž svislá, avšak až o polovinu nižší než svislá obtékaná přepážka 19. U průtočné čistírny podle vynálezu uzpůsobené pro čištění kontaminovaných vod 36 obsahujících kromě volné fáze 39 kontaminantů o hustotě větší než 10³kg . m^-3 i rozpuštěné kontaminující těkavé látky 41 je vodní odpadní potrubí 23 zapojeno do dvojitého koncentrického odplyňovacího válce 25, a to do rozstřikovače 24, uspořádaného nahoře ve vnitřním válci 26. Pod vnitřním válcem 26 je v dvojitém koncentrickém od plyňovacím válci 25 instalován první aerátor 27, zasahující i do mezikruží 30 tvořeného vnitřním válcem 26 a vnějším pláštěm 29. Dvojitý koncentrický odplynovaci válec 24 je spojen přelivovým vodním potrubím 31 s jednoduchým odplyňovacím válcem 32 a plynovým odpadním potrubím ££, shodně jako jednoduchý odplynovaci válec 32 s plynovým filtrem 34. V jednoduchém odplyňovacím válci 32 je dole uspořádán druhý aerátor 28, a to těsně pod ústím přelivo váho vodního potrubí ££, proti němuž do přibližně stejné hloubky zasahuje sifonové odtokové potrubí 35 s odvzdušňovacím ventilem 36.

Kontaminovaná voda 38 znečištěná těkavými i netěkavými chlorovanými organickými látkami těžšími než voda, tvořícími volnou fázi £9, a rozpuštěnými těkavými látkami 41 je čerpána přívodním potrubím 12 do řádové odplynovaci nádrže £. Na obtékaných přepážkách ££, £8,

19, 20, zvláště na šikmé a zvlněné nátokové obtékané přepážce 17 a proti ní nakloněné rozrážení obtékané přepážce £8, se odloučí těžší volná fáze 39 kontaminantů, která klesá ke spádovanému mělce žlabovému dnu £ a po něm stéká k prvnímu přepouštěcímu potrubí 4. Občasným otevřením prvního přepouštěcího ventilu £ se odvede do akumulační nádrže £. Volná fáze 39 těžších kontaminantů se shromažďuje dole v akumulační nádrži £ a vytlačuje z ní separovanou vodu 40 s obsahem rozpuštěných těkavých látek 41, která odtéká vedlejším přepadovým potrubím ££, stejně jako separovaná voda 40 s obsahem rozpuštěných těkavých látek 41 z řadové odlučovací nádrže £ prvním hlavním přepadovým potrubím 13 do výstupní odlučovací nádrže £. Množství volné fáze 39 těžších kontaminantů shromážděných v akumulační nádrži £ se kontroluje hustoměrem £0. Pokud se hladina volné fáze 39 blíží úrovni vedlejšího přepadového potrubí ££, volná fáze 39 se z akumulační nádrže £ odebere prvním výpustným kohoutem 37 k likvidaci. Ve výstupní odlučovací nádrži £ se čistící proces opakuje. Počet řadových nádrží £ však byl zvolen takový, že ve výstupní odlučovací nádrži £ se již volná fáze 39 těžších kontaminantů vyskytuje jen v anomálních případech. Pro kontrolu výskytu anomálií se periodicky otvírá druhý přepouštěcí ventil £ a sedimentované kapalné produkty těžší než voda se vedou druhým přepouštěcím potrubím £ do kontrolní nádrže ££. Druhým výpustným kohoutem 22 se z ní odebírají kontrolní vzorky. Separovaná voda 40 s obsahem rozpuštěných těkavých látek 41 odtéká z výstupní odlučovací nádrže £ druhým hlavním přepadovým potrubím £4 a vodním odpadním potrubím 23 dc dvojitého koncentrického odplyňovacího válce £5, kde je ve vnitřním válci 26 rozstřikoVačem 24 rozstřikována a současně vzduchem 42 z prvního aerátoru provzdušňována. Aerizovaná voda proudí vnitřním válcem 26 kolem prvního aerátoru 27 do mezi kruží 30 a pod hydrostatickým tlakem stoupá k přelivovému vodnímu potrubí ££, které plní funkci sifonu, takže nad ním vzniká v dvojitém koncentrickém odplyňovacím válci 25 plynový

Vi

CS 273 253 Bl polštář. Množství přiváděné separované vody 40 a vzduchu 42 je regulováno podle těkavosti a koncentrace kontaminantů v rozmezí 5 : 1 až 20 : 1. Velikost bublin vzduchu 42 se řídí porozitou prvního aerátoru 27. Vzhledem k rozstřiku a k prctiproudému i souproudému styku separované vody 40 se vzduchem 42 dochází k intenzivnímu oddělování oxidu uhličitého a dalších těkavých látek 41 ze separované vody 40 a k jejich úniku plynovým potrubím 33 přes plynový filtr 34 do atmosféry. Přelivovým vodním potrubím 31 odtéká separovaná voda 40 do jednoduchého odplyňovacího válce 32, kde se znovu stýká se vzduchem 42, přiváděným souproudně přes druhý aerátor 28. Znečištěný vzduch 42 a těkavé látky 41 jsou odváděny plynovým potrubím 33 do plynového filtru 34, kde se na aktivním uhlí zachycují organické kontaminanty. Vyčištěná voda 43 odtéká sifonovým odtokovým potrubím 35 k zužitkování nebo dočištění.

Řadových odlučovacích nádrží £, jakož i jednoduchých odplyňovacích válců 32, může být zapojeno několik za sebou. Pokud obsahuje kontaminovaná voda 38 kromě rozpuštěných těkavých látek 41 i další znečištěniny, např. polychlorované bifenyly, pólyaromatické uhlovodíky, pesticidy, ropné frakce, huminové látky, železo, pevné suspenze, zařadí se mezi výstupní odlučovací nádrž 2 a dvojitý koncentrický odplyňovací válec 25 gravitační odlučovače a sorpční filtry (neznázorněno).

Účinnost průtočné čistírny podle vynálezu byla provozně ověřena na vodách kontaminovaných perchlorethylénem, trichloretylénem a 1,2 cis dichloretylénem. Při poměru kontaminované vody 38 a vzduchu 42 1 : 5 až 1 : 20 byl regulován průtok kontaminované vody 38 průtočnou čistírnou podle vynálezu v množství 0,08 až 0,55 1/s, takže rychlost průtoku přes odplyňovací válce 25, 32 činila 0,24 až 1,6 m/hod. U perchloretylénu byla za uvedených podmínek

-3 -3 3 -1 při tlaku par 1,68 . 10 MPa a Henryho konstantě 1,31 . 10 MPa . m . mol dosahovaná _3 účinnost 95,5 až 98,4 %, u trichloretylénu při tlaku par 7,6 . 10 MPa a Henryho konstantě 7,1 . 10⁴ MPa . m³ . mol^-'*' účinnost 97,6 až 99,3 % a u 1,2 cis dichlcretylénu při tlaku par 2,63 . IQ^-2 MPa a Henryho konstantě 2,9 . 10^-4 MPa . m³ . mol^-1 účinnost 96,5 až 99,6 %. Uvedenými hodnotami účinnosti byl prokázán synergický účinek kaskádovitě zapojených odlučovacích nádrží _1, 2_ a odplyňovacích válců 25, 32. Zatímco čisticí účinek samotných odlučovacích nádrží £, 2_ u stejných kontaminantů byl v rozmezí 57 až 79 % a čisticí účinek samotných odplyňovacích válců 25, 32 se pohyboval okolo 80 %, průtočná čistírna podle vynálezu dosahovala čisticího účinku vyššího o 16 až 42 % a nadto za pěti až sedminásobně kratší dobu, což příznivě ovlivňuje její ekonomiku provazu .

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Průtočná čistírna vod znečištěných organickými kontaminanty tvořícími volnou fází, stálou nebo těkavou, lehčí nebo těžší než voda, popřípadě mechanickou nestabilní emulzi» složená z kaskádovitě zapojených odlučovacích nádrží, v nichž jsou upraveny obtékané přepážky a spádovaná mělce žlabová dna, vyznačená tím, že každá odlučovací nádrž (1, 2), je spojena u spádovaného mělce žlabového dna (3) přepouštěcím potrubím (4, 5) a přepouštěcím ventilem (6, 7) s akumulační nádrží (8), ve které je upravena jímka (9) pro hustoměr (10), nebo s kontrolní nádrží (21) a u horního okraje (11) hlavním přepadovým potrubím (13, 14) s vodním odpadním potrubím (23) nebo s další odlučovací nádrží (2), do níž ústí i vedlejší přepadové potrubí (15) z akumulační nádrže (8) a v každé odlučovací nádrži (1, 2) je nátoková obtékaná přepážka (17) zvlněná a skloněná po směru toku kontaminované vody (38) proti rozrážecí obtékané přepážce (18), která je při shodných rozměrech i tvaru skloněna vůči ní v doplňkovém úhlu a výškově přesahuje, shodně jako následující svislé obtékané přepážky (19), až o polovinu koncovou obtékanou přepážku (20), přitom vodní odpadní potrubí (23) je zapojeno do dvojitého koncentrického odplyňovacího válce (25) s rozstřikovačem (24) nahoře a prvním aerátorem (27) dole, opatřeného jednak přelivovým vodním potruhím (31) zapojeným do jednoduchého, odplyňovacího válce (32), jednak plynovým potrubím (33), společným i pro jednoduchý odplyňovací válec (32), zapojeným na plynový filtr (34).