CS275746B6

CS275746B6 - Method of biological sludge process and apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: CS275746B6
Application number: CS883802A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Ing Csc Mackrle; Vladimir Dr Ing Csc Mackrle
Original assignee: Incotex Statni Podnik
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1992-03-18
Also published as: US5032276A; ATE118754T1; EP0345669A2; DE58909020D1; EP0345669B1; EP0345669A3

Description

(54) Název vynálezu

Způsob biologického aktivačního čištění vody a zařízení k provádění tohoto způsobu (57) Anotace :

Za účelem zvýšení účinnosti biologických reaktorů s fluidní filtrací je aktivovaný kal, klesající z fluidního filtru současně nucené odsáván do aktivačního prostoru prouděním aktivační směsi v bezprostřední blízkosti proudu vracejícího se aktivovaného kalu v místě jeho vstupu do aktivačního prostoru. Pro vyvození tohoto odsávání je aplikována i čerpací technika.

275 746 Βδ ta o

CS 275 746 J36

Vynález se týká způsobu biologického aktivačního čištění vody, s fluidní filtrací se samočinným vracením aktivovaného kalu z fluidního filtru zpět do aktivačního''p*r'ocesu a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Fluidní filtrace se stává čím dále tím více hlavním intenzifikačním faktorem v technologii biologického čištění vody. Širšímu uplatnění této progresivní techniky však doposud stojí v cestě některé provozní potíže, zvláště u malých a nejmenších zařízení, jakož i poněkud zmenšená účinnost separace v případech Čištění odpadních vod s obsahem dusíkatých látek vyžadujících nitrifikaci a denitrifikaci. Mimo to se stále výrazněji pociťuje potřeba další intenzifikace čisticího procesu stávajících zařízení s fluidní filtrací.

Provozní potíže se například projevují u reaktorů s fluidní filtrací ve formě uzavřených válcových, nádrží. Tyto typy reaktorů jsou vhodné ..pro čištění lokálních zdrojů splaškových vod. Specifické požadavky na jejich řešení vyplývají jednak z nároků na automatizovaný provoz a vysokou spolehlivost, jednak z vysokých nároků na bezproblémové začlenění objektu čistírny do ekologicky exponovaného prostředí, například u rekreačních zařízení.

Další specifické nároky vyplývají z požadavku dosáhnout srovnatelných nákladů na čištění vody s provozy ve větších čistírnách. Všechny doposud známé reaktory s fluidní filtrací vykazují určité nedostatky. Dosavadní řešení hydrauliky fluidní filtrace nevylučují u malých zařízení ucpání vstupní štěrbiny do prostoru fluidní filtrace, nebo-li separačního prostoru, s jeho následným zanesením. Tato náchylnost k zanášení separačního prostoru je u stávajících způsobů fluidní filtrace a odpovídajících typů zařízení tím větší, čím menší je kapacita zařízení. U zařízení s fluidní filtrací, kde ,je separační prostor přístupný, je odstranění této funkční poruchy rychlé a snadné, a to i při nepřerušeném provozu. V případě válcového uzavření reaktoru je to však obtížnější a zákrok vyžaduje odstavení stanice z provozu.

U některých typů válcových reaktorů se separačním prostorem, rozdělujícím prostor nádrže na dva aktivační prostory, se projevuje další nedostatek, kdy ve spodní části aktivačního prostoru pod úrovní separačního prostoru, vznikají v proudění hluché oblasti, tj. místa, která jsou náchylná pro usazování aktivovaného kalu. Zvláště při přerušení provozu dochází k uvedenému usazování, které již nelze prouděním aktivační směsi - v důsledku následného provzdušňováaí - znovu uvést do vznosného proudu. Tento usazený kal v anaerobních podmínkách zahnívá a je příčinou provozních potíží a zhoršení účinnosti čištění. Zabezpečení odpovídajícího proudění v těchto hluchých místech si vyžaduje náročný systém usměrňovačích stěn a také zvýšenou spotřebu energie na dokonalou suspendaci aktivovaného kalu. To ovšem vyžaduje investiční a provozní náklady.

Další nevýhodou dosavadních řešení, zejména válcových reaktorů pro biologické čištění vody je jejich omezená výkonnost. Zlepšení vyžaduje buď. velké rozměry nádrže, nebo omezení jejich využití pouze na nejmenší čistírny.

Mimo tyto specifické nevýhody válcových reaktorů vykazují všechny malé čistírny jednu společnou nevýhodu, a to poměrně vyšší specifické náklady na vyčištění odpadní vody, převyšující i několikanásobně náklady na čištění u větších a velkých čistíren, jak v oblasti specifických investičních nákladů, tak i provozních nákladů.

V provozních nákladech je u malých čistíren rozhodující podíl mezd na obsluhu a údržbu, který je neúměrně vysoký. Proto je u těchto malých čistíren důležitý faktor úplné automatizace a současně i spolehlivosti provozu, což se u stávajících typů válcových čistíren s fluidní filtrací doposud nepodařilo zcela zabezpečit.

Další příčinou určitého omezení využívání fluidní filtrace je snížená kapacita separace při vyšší hodnotě kalového indexu, tj. při tvorbě lehkého aktivovaného kalu. Tendence k tvorbě aktivovaného kalu u tohoto charakteru vykazují mnohé druhy oduadních vod a provozy čistíren se zařazenou denitrifikací. Protože snižování kapacity separace má exponenciální charakter v závislosti na kalovém indexu, má i malé zvýšení hodnoty kalového indexu za následek výrazné snížení kapacity zařízení.

CS 275 746 B6 2

Zvýšení kapacity separace představuje proto možnost vysoké intenzifikace provozu čistíren, která není u námých čistíren s fluidní filtrací náležitě využita.

Značným problémem u čistíren s fluidní filtrací bývá také tzv. post-denitrifikace ve vrstvě fluidního filtru způsobená nedostakem kyslíku v této vrstvě. Vanoxidním prostředí fluidního filtru dochází k jevu post-denitrifikace, kdy část zbytkových dusičnanů je redukována denitrifikačními pochody na plynný dusík, který působí flotaci kalu a jehož odstranění je složité a často vede i ke zhoršení kvality čištěné vody.

Vynález si klade za cíl odstranění nebo alespoň podstatné omezení výše uvedených nedostatků. Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že aktivovaný kal, klesající z fluidního filtru, se současně nuceně odsává do aktivačního procesu, přičemž nucené odsávání aktivovaného kalu se vyvozuje prouděním aktivační směsi u proudu vracejícího se aktivovaného kalu vstupujícího do aktivačního procesu nebo sacím účinkem aktivační směsi čerpané do aktivačního procesu, popřípadě přečerpáváním částí aktivovaného kalu v závěrečné fázi jeho klesání v separačním procesu do procesu aktivace.

Podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že na spodní okraj jedné dělicí stěny navazuje usměrňovači stěna, jejíž zakončení tvoří se spodním okrajem protilehlé dělicí stěny výstup aktivovaného kalu, sousedící s propojovacím kanálem mezi oxidačními zónami a že mezi čely separačního prostoru a čely pláště jsou vytvořeny průchody.

Dalším význakem zařízení podle vynálezu je, že ve spodní části pláště je před propojovacím kanálem uspořádána zvlněná tvarovka.

Podle jiného provedení je oxidační zóna přes čerpadlo propojena s anoxidní zónou s nátokem a s vývodem zaústěným do protilehlé Části oxidní zóny.

Dalším význakem je, že pod výstupem je uspořádán sběrný kužel s otvory, napojený na čerpadlo a dále, že výtlačná část čerpadla je napojena na cirkulační potrubí, jehož jedna větev je zaústěna do oxidační zóny a druhá větev do rozváděcího prostoru, vytvořeného pláštěm uspořádaným v separačním prostoru.

Z hlediska zvýšení účinnosti některých stávajících zařízení je výhodné řešení podle vynálezu u něhož ve spodní části separačního prostoru je uspořádáno sací ústí. čerpadla, například mamutkóvého čerpadla.

Příklady realizace způsobu podle vynálezu jsou následně popsány na základě připojených schematických výkresů, kde na obr. 1 je příčný řez biologickým reaktorem s fluidní filtrací ve tvaru válcové nádrže, na obr. 2 je podélný svislý řez reaktorem podle obr. 1 v rovině A-A, na obr. 3 je příčný řez biologickým reaktorem s fluidní filtrací v provedení pravoúhlé nádrže, na obr. 4 a 5 jsou příčné řezy biologickými reaktory s fluidní filtrací v provedení svislé válcové nádrže s vertikální osou a na obr. 6 je příčný řez reaktorem s odsáváním vracejícího se aktivovaného kalu mamutkovým čerpadlem.

Biologický reaktor s fluidní filtrací podle obr. 1 a 2 je vhodný pro menší výkony a jeho vnější část je tvořena prostou válcovou nádrží s pláštěm £ a čely 2. Vnitřní prostor této válcové nádrže je rozdělen vloženými dělicími stěnami 3, výhodně obloukového tvaru na dvě oxidační zóny 4 aktivace, mezi nimiž je vytvořen vzhůru se rozšiřující separační prostor 5.

Dělicí stěny 3, jsou uchyceny v horní části reaktoru přímo na plášti 1 válcové nádrže a ve spodní části reaktoru na podporách 12, které jsou ukotveny ke dnu nádrže na plášti 2, například stojkami 29. Uvedené oxidační zóny 4 aktivace jsou vzájemně propojeny třemi komunikačními systémy. První komunikační systém je tvořen vstupními otvory 6 v dělicí stěně 3, které jsou překryty usměrňovači stěnou 7, která svým spodním okrajem vytváří s protilehlou dělicí stěnou 3 vstupní štěrbinu 8 do vrstvy fluidního filtru v separačním prostoru 5. Součástí tohoto komunikačního systému je návratný kanál 9 mezi spodními částmi usměrňovačích stěn 3, pod vstupní štěrbinou 8, který je ukončen výstupem 10, tvořeným spodním okrajem dělicí stěny 3 a usměrňovači stěny Π navazující na spodní okraj druhé

CS 275 746 B6 dělicí stěny 3·

Druhý komunikační systém představuje propojovací kanál 11 tvořený usměrňovači stěnou 23 a spodní části pláště i válcové nádrže; propojovací kanál 1 je oddělen od návratného kanálu 9 usměrňovači stěnou 11.

Třetí komunikační systém je tvořen nejméně jedním průchodem 21 mezi čelem 2 nádrže a čelem 14 separačního prostoru 5· V horní části separačního prostoru 5 je uspořádán sběrný systém pro odvod vyčištěné vody, vytvořený například žlaby 15 napojenými na odvod 16 vyčištěné vody.

Do čela 2 válcové nádrže je zaústěn nátok 1_7 surové vody, s výhodou bodový. Obě oxidační zóny 4 aktivace jsou vybaveny známými provzdušňovacími elementy 18, které jsou napojeny na neznázorněný zdroj stlačeného vzduchu.

Pro usměrnění proudu aktivační směsi do propojovacího kanálu 22 je oxidační zóna 4 aktivace vybavena boční usměrňovači stěnou ’9 a zvlněnou tvarovkou 20 na dně nádrže.

Způsob podle vynálezu probíhá u popsaného zařízení takto;

Nátokem 1_7 přitéká surová odpadní voda bodově do oxidační zóny 4 aktivace. Obě oxidační zóny 4 aktivace jsou intenzivně provzdušňovány stlačeným vzduchem prostřednictvím provzdušňovacích elementů 18. Při proudění rozptýleného vzduchu je aktivační směs uváděna do krouživého pohybu. Boční usměrňovači stěnou 1_9, umístěnou v oxidační zóně 4 aktivace je proud aktivační směsi usměrňován do její spodní části, kde se nachází propojovací kanál 2J., kterým je jedna část tohoto proudu převáděna do oxidační zóny 4 aktivace a druhá část proudu se vrací zpět k provzdušňovacím elementům 1.8 a je potom opět unášena vzhůru mamutkovým efektem při provzdušňování aktivační směsi, jak je znázorněno šipkami. Pro lepší rozdělení obou proudů slouží vlnité vytvarování zvlněné tvarovky 20 na dně nádrže do hydraulicky vhodného tvaru, jak je znázorněno na obr. 1.

Aktivační směs, která proudí propojovacím kanálem 11 do oxidační zóny 4 aktivace se za pokračující aktivace vrací do oxidační zóny 4 aktivace průchody 2^ na bocích nádrže, které jsou mezi čely 2 nádrže a čely 14 separačního prostoru 5· Tím je dosaženo intenzivní proudění aktivační směsi pod výstupem 10 ze separačního prostoru 5.

Popsané nucené proudění v oblasti u výstupu 10 separačního prostoru 5 výrazně napomáhá gravitačnímu vracení aktivovaného kalu zachyceného ve vrstvě fluidního filtru v separačním prostoru 5 zpět do aktivace se současným zabezpečením potřebné cirkulace mezi jednotlivými funkčními zónami reaktoru. Takto vytvořeným zvýšením intenzity vracení aktivovaného kalu do aktivace se zvyšuje tíěinnost separačních pochodů o 50 až 100 %. To umožňuje podstatnou intenzifikaci celého procesu čištění. Mimo tento efekt se dosahuje v případě válcového typu reaktoru i odstranění závad ve funkci zařízení zamezením tvorby hluchých“ oblastí , a tím i usazování aktivovaného kalu ve spodních částech oxidačních zón 4 aktivace; současně se zabezpečí odstranění možnosti ucpání vstupní štěrbiny 8_při přerušovaném provozu promývacím efektem popsaného proudění. Intenzivní míšení celého objemu aktivace umožňuje i bodový nátok ^7 surové vody do reaktoru.

Proud aktivační směsi vstupující vstupními otvory 6 z oxidační zóny 4 do separačního prostoru 5 je nejprve usměrněn usměrňovači stěnou 7 do spodní části, kde aktivační směs proudí vstupní štěrbinou 8 do fluidního filtru v separačním prostoru 5. Po filtraci ve fluidním filtru je vyčištěná voda odváděna žlaby j.5 a odvodem 2θ vyčištěné vody do recipientu.

Aktivovaný kal zachycený ve fluidní vrstvě klesá pod vlivem gravitace do spodní části separačního prostoru 5, propadá vstupní Štěrbinou 8 a návratným kanálem 9 a výstupem 10 se vrací zpět do sousední oxidační zóny 4 aktivace, ke gravitačním silám se s výhodou přidružuje i unášecí síla nuceného proudění v propojovacím kanále 1J.· Efekt tohoto nuceného proudění v důsledku cirkulace aktivovaného kalu mezi oxidačními zónami 4 aktivace podstatně přispívá k intenzitě vracení aktivovaného kalu, čímž je umožněn popsaný vyšší výkon separace.

CS 275 746 B6

Popsané zařízení se neomezuje jen na válcový tvar nádrže, ale je výhodné i pro jiné tvary nádrží, například pro nádrže pravoúhlého průřezu. U pravoúhlých nádrží je možno vypustit průchody 21 podle obr. 2 a přiřadit separační prostory až k svislým protilehlým plástům 1 pravoúhlé nádrže. Potřebná cirkulace se dosáhne tím, že zatímco v jedné polovině délky jednoho nebo více separačních prostorů je usměrňovači stěna £3 a výstup 1.0 orientován jedním směrem, je ve druhé polovině délky jednoho nebo více separačních prostorů usměrňovači stěna 13 a výstup 1.0 orientován v opačném směru. Toto řečení není na připojených vyobrazeních znázorněno.

Zařízení na obr. 3 představuje biologický reaktor s fluidní filtrací pro čištění vody s anoxidní zónou 22 aktivace vhodný zejména pro větší čistírny odpadních vod vyžadujících denitrifikaci. Identické nebo ekvivalentní elementy jsou označeny stejnými vztahovými značkami jako u provedení podle obr. 1 a 2.

V otevřené pravoúhlé nádrži s pláštěm 2. jsou dělicími stěnami 3 vymezeny separační prostory 5 a tomu odpovídající počet oxidních zón 4 aktivace. Mimo oxidační zóny 4 aktivace je k zařízení přidružena i anoxidní zóna 22 aktivace pro denitrifikaci. Oxidační zóny 4 a anoxidní zóna 22 aktivace jsou propojeny v uzavřeném okruhu tak, že anoxidní zóna 22 aktivace je propojena vývodem 25 na první oxidační zóny 4 a poslední oxidační zóna 4 je napojena cirkulačním potrubím 23 opatřeným čerpadlem 24 zpět na anoxidní zónu 22, do které je současně zaústěn nátok J.7 surové vody.

Jak vyústění cirkulačního potrubí 23, tak nátok £7 surové vody jsou uspořádány tangenciálně pro vyvolání rotačního pohybu aktivační směsi v anoxidní zóně 22. Vývod 25 ja zaústěn ke dnu anoxidní zóny 22.

Obdobně jako u prvního příkladného zařízení zobrazeného na obr. 1 a 2 je každý separační prostor 5 opatřen usměrňovači stěnou 7 překrývající vstupní otvory 6, vstupní štěrbinou 8 do vrstvy fluidního filtru, návratným kanálem 9 s výstupem 1.0, pod kterým je propojovací kanál j.1. mezi usměrňovači stěnou 1.3 a dnem pravoúhlé nádrže. Všechny separační prostory 5 mají shodné uspořádání vzájemného propojení, čímž je zabezpečena jednak komunikace mezi oxidačními zónami 4 a separačními prostory 5» jednak i mezi jednotlivými oxidačními zónami 4.

Aktivační směs přicházející z anoxidní zóny 22 vstupuje do první oxidační zóny 4 a postupně protéká paralelně dvěma proudy, jednak vstupními otvory .6 a vstupními štěrbinami 8, přes separační prostory 5» jednak propojovacími kanály 4 2 oxidačními zónami 4. Každá oxidační zóna 4 aktivace je opatřena provzdušňovacím systémem s provzdušňovacími elementy

18. Separační prostor 5 je ve své horní části vybaven sběrnými žlaby j.5 pro odvod vyčištěné vody.

Způsob podle vynálezu probíhá u tohoto zařízeni následovně:

Surová voda přitéká nátokem J.7 do anoxidní zóny 22 aktivace, kam je také tangenciálně zaústěno cirkulační potrubí 23· Energie obou vstupujících proudů vytváří krouživý pohyb v anoxidní zóně 22, zabezpečující optimální využití objemu anoxidní zóny pro probíhající denitrifikační pochody. Pokud nestačí energie vstupujících proudů pro udržení dokonalé suspendace aktivovaného kalu, je možné vybavit anoxidní zónu 22 neznázorněným míchadlem.

Pro denitrifikační pochody je zapotřebí organický substrát, který poskytuje vstupující odpadní voda. Vzhledem k tomu, že dusík ve formě čpavku a organického dusíku v surové vodě musí být nejprve převeden a dusičnanovou formu dusíku, aby mohl být dusík odstraněn z vody denitrifikačními pochody jeho redukcí na plynný dusík, je aktivační směs z anoxidní zóny 22 odváděna z dolní části anoxidní zóny 22 pomocí vývodu 25 do oxidační zóny 4 aktivace.

V oxidační zóně 4 aktivace probíhají za přítomnosti rozpuštěného kyslíku oxidační pochody s biologickým odbouráváním organického znečištění spolu s oxidací čpavku a organického dusíku na dusičnany. Pro zabezpečení rozpuštěného kyslíku jsou oxidační zóny 4 vybaveny provzdušňovacím systémem s provzdušňovacími elementy 18.

Pro redukci dusičnanů vzniklých v oxidační zóně slouží potom jmenovaná anoxidní zóna

CS 275 746 B6 aktivace. Tyto navazující procesy nitrifikace a denitrifikace probíhají v cirkulačním okruhu mezi oxidačními zónami 4 a anoxidní zónou 22 aktivace. Uvedený cirkulační okruh opatřený čerpadlem 24 potom zabezpečuje potřebnou intenzitu proudění v propojovacích kanálech l_l_ mezi jednotlivými oxidačními zónami 4 aktivace. Intenzita tohoto proudění závisí na stupni znečištění odpadní vody dusíkatými látkami a na požadavku účinnosti Čištění. Tato cirkulace je dostatečná pro dosažení potřebného zvýšení účinnosti fluidní separace popsané u prvního příkladného zařízení na obr. 1 a 2 a pro dosažení vysoké účinnosti odstraňování dusíkatých látek i v případech vyššího znečištění.

V případě nutnosti zvýšení účinnosti fluidní separace je v takovém případě možné použít kombinace potřebné intenzity nuceného proudění pomocí čerpadla 24 s potřebnou intenzitou nuceného proudění v důsledku krouživého pohybu aktivační směsi v oxidační zóně 4, obdobně jak je tohoto efektu dosahováno u předchozího příkladného zařízení.

Význam zvýšení účinnosti separace, a tím i větší hydraulické kapacity separace nespočívá pouze v tom, že celé zařízení může být menší, jako je tomu v případě příkladného provedení podle obr. 1 a 2, ale i v tom, že se způsobem realizovaným u zařízení s nitrifikací a denitrifikací zabrání negativnímu vlivu postdenitrifikace ve vrstvě fluidního filtru v separačním prostoru 5. To je umožněno zvýšeným přísunem rozpuštěného kyslíku do fluidního filtru zvýšeným hydraulickým zatížením. Přítomnost rozpuštěného kyslíku potom vytvoří ve vrstvě fluidního filtru oxidní prostředí, které zabrání fakultativním mikroorganismům Čerpat kyslík ze zbytkových disičnanů, a tím i tvorbě plynného dusíku, který by působil flotaci aktivovaného kalu v separačním prostoru 5· Tím se zcela odstraňuje negativní vliv postdenitrifikace ve fluidním filtru, což výrazně přispívá k účinnosti fluidní filtrace, a tím ke kvalitě vyčištěné vody.

Mimo efektu zvýšení účinnosti separace je uvedeným prouděním dosaženo rovnoměrného rozmísení navráceného aktivovaného kalu ze separačních prostorů 5 do celého objemu aktivační směsi v oxidačních zónách 4 aktivace, což dále zvyšuje účinnost čisticích procesů.

Vlastní separace aktivovaného kalu probíhá ve vrstvě fluidního filtru v separačních prostorách 5, kam aktivační směs je přiváděna z oxidačních zón 4 aktivace vstupními otvory

6. Proud aktivační směsi je usměrňován usměrňovacími stěnami 7 do spodních částí separačních prostorů 5 a vstupuje do fluidních filtrů vstupními štěrbinami 8.

Po průchodu fluidním filtrem je vyčištěná voda odváděna žlaby J_5 umístěnými v horní části separačního prostoru 5. V průběhu filtrace zachycená suspenze aktivovaného kalu klesá gravitačně do spodní části separačního prostoru 5 vstupní štěrbinou 8, návratným kanálem 9 ukončeným výstupem 22 se vrací zpět do aktivace, kam je odsávána cirkulačním proudem v propojovacím kanálu 1J.· Odsáváním v separaci zahuštěného aktivovaného kalu výrazně zvyšuje intenzitu vracení tohoto kalu ze separačního prostoru 5, což podstatně zvyšuje kapacitu fluidní filtrace pro látkové zatížení separace, jak již bylo popsáno výše.

U provedení podle obr. 4 má reaktor tvar svislé válcové nádrže s vertikální osou tvořené pláštěm 1_i ve kterém je osazeno více separačních prostorů 5 vytvořených kuželovitými dělicími stěnami 3·

Dělicí stěny 3 mají vstupní otvory 6, které jsou překryty kuželovitými usměrňovacími stěnami 7, které svými spodními okraji vytváří vstupní otvory 8 do fluidního filtru v separaěním prostoru 5· Návratným kanálem 9 s výstupem W komunikuje separační prostor 5 s oxidační zónou 4 aktivace. Na dně reaktoru jsou pod výstupy W uspořádány sběrné kužele 3' s otvory 26. Mezi spodním okrajem návratného kanálu 9 a sběrným kuželem 3£ je vytvořen propojovací kanál ϋ·

Sběrné kužely 31 jsou cirkulačním potrubím 23 opatřeným čerpadlem 24 napojeny na anoxidní zónu 22 aktivace. Do anoxidní zóny 22 je zaústěn nátok Π surové vody. Jak vyústění cirkulačního potrubí 23, tak i nátok 17 surové vody jsou uspořádány v horní části anoxidní zóny 22 tangenciálně. Vývod 25 je zaústěn ke dnu anoxidní zóny 22 a je veden do oxidační zóny 4.

CS 275 746 B6

Další zařízení, zobrazené na obr. 5, má zcela shodnou funkci jako příkladné zařízení na obr. 3, s tím, že příkladné zařízení vyobrazené na obr. 5 je dalším provedením reaktoru k provádění způsobu podle vynálezu. Ve válcové nádrži s pláštěm J s vertikální osou je centricky vložena válcová anoxidní zóna 22. Stejně jako v předcházejících příkladných zařízeních je oxidační zóna 4 aktivace vybavena provzdušňovacím systémem s provzdušňovacími elementy J8. Konický separační prostor 5 vytvořený dělicí stěnou 3 je osazen do anoxidní zóny 22. Separační prostor 5 komunikuje s oxidační zónou 4 návratným kanálem 9 ukončeným výstupem JO.

Pod výstupem JO je osazen sběrný kužel 3J, který je napojen vývodem 25 s oxidační zónou 4. Oxidační zóna 4 je propojena s anoxidní zónou cirkulačním potrubím 23 napojeným na čerpadlo 24. Z cirkulačního potrubí 23 je vyvedena odbočka 27, která ústí do rozváděcího prostoru 28 pod pláštěm 32, jehož spodní okraj spolu s dělicí stěnou 3 vytváří vstupní štěrbinu 8 do fluidního filtru. Vyčištěná voda po průchodu fluidním filtrem je odváděna žlaby J5.

Reaktor vyobrazený na obr. 5 pracuje takto:

Surová voda je přiváděna nátokem J7 do horní části anoxidní zóny 22, kam je také tangenciálně zaústěno recirkulační potrubí 23 napojené na čerpadlo 24. Energie obou vstupujících proudů vytváří krouživý pohyb, který zabraňuje sedimentaci aktivovaného kalu v této zóně. Část cirkulované aktivační směsi z oxidační zóny 4 do anoxidní zóny 22 je odváděna odbočkou 27 do rozváděcího prostoru 28 umístěného v separačním prostoru 5. V rozváděcím prostoru 28 je aktivační směs usměrňována do spodní části separačního prostoru 5, odkud vstupní štěrbinou 8 vstupuje do fluidního filtru v separačním prostoru 5·

Vyčištěná voda je potom odebírána žlaby J5· Ve fluidním filtru zachycená suspenze aktivovaného kalu propadá vstupní štěrbinou 8 a návratným kanálem 9 končícím výstupem JO, kudy se vrací do oxidační zóny 4 za současného působení zmíněného sacího účinku, čímž se výkon reaktoru podstatně zvýší.

Cirkulací, vytvořenou čerpadlem 24 vzniká intenzivní proudění mezi oxidační zónou 4 a anoxidní zónou 22 aktivace a umístěním odběru aktivační směsi pod vyústěním 10 z návratného kanálu 9 v podobě sběrného kužele 3 J, je v oblasti vyústění 10 vytvořeno intenzivní proudění, které odsáváním vraceného zahuštěného aktivovaného kalu do aktivační směsi zvyšuje účinno.st čisticího procesu.

U provedení podle obr. 6 je ve spodní části separačního prostoru 5 uspořádáno sací ústí 30 čerpadla 24, v daném případě známého mamutkového čerpadla.

Odsáváním části suspenze aktivovaného kalu vracející se ze separačního prostoru 5 zpět do aktivace dosahuje se také intenzifikace čisticího procesu. I když toto řešení je zejména energeticky poněkud méně výhodné než předešlá řešení, s nutností aplikace více čerpadel s bodovým působením u provedení s podélnými výstupy JO, je použitelné především při modernizaci a intenzifikaci účinnosti stávajících reaktorů s kuželovitými dělicími stěnami vytvářejícími koncentrický, směrem dolů se snižující separační prostor nebo prostory. S výhodou lze čerpadlo 24 spouštět při zvýšeném hydraulickém zatížení, například automaticky.

Způsob podle vynálezu má četné výhody. Jednou z hlavních výhod je zvýšení účinnosti separačních pochodů fluidní filtrace v důsledku intenzifikace vracení zachycené suspenze aktivovaného kalu zpět do aktivace. Toto zvýšení účinnosti dosahuje až 50 až 100 % oproti doposud známým systémům fluidní filtrace. Zvýšení účinnosti separace se projevuje na celkovém zlepšení provozních parametrů čisticího zařízeni, zmenšení jeho nutných objemů a podobně. Proto systém nuceného proudění pro podporu gravitačního vracení zachyceného aktivovaného kalu má obecný význam pro intenzifikaci zařízení používajících pro separaci fluidní filtraci.

Mimo této obecné výhody má způsob podle vynálezu zabezpečující intenzifikaci fluidní filtrace i další neméně významné výhody, které se projeví zejména v případech použití fluidní filtrace ve specifických případech čištění vody. Tak například zavedení způsobu

I

Claims

nuceného proudění podle vynálezu umožňuje vyřešit konstrukci horizontálního válcového reaktoru odstraněním hluchých oblastí v reaktoru a nežádoucího zanášení vstupní štěrbiny při přerušení provozu.

To umožňuje konstrukci spolehlivých zařízení i pro čištění lokálních zdrojů odpadních vod.

Další velkou výhodu přináší způsob podle vynálezu pro komplexní čištění odpadních vod znečištěných dusíkatými látkami vyžadujících denitrifikaci.

Intenzifikace separačních pochodů nemá v tomto případě vliv jen na zlepšení kvantitativních parametrů a zlepšení spolehlivosti provozu, ale přispívá také i ke zlepšení kvalitativních ukazatelů odstraněním zmíněného nežádoucího jevu postdenitrifikace ve vrstvě fluidního filtru při vytvoření oxidních podmínek v této fluidní vrstvě.

Tyto výhody napomáhají jednak k podstatnému zvýšení technickoekonomických parametrů těchto reaktorů, jednak k podstatnému rozšíření možnosti jejich aplikace i na případy, kdy doposud bylo širší použití fluidní filtrace brzděno vedlejšími, úvodem popsanými, nepříznivými efekty.

PATENTOVÉ NÁHOKY

1. Způsob biologického aktivačního čištění vody, s fluidní filtrací se samočinným vracením aktivovaného kalu z fluidního filtru zpět do aktivačního procesu, vyznačující se tím, že aktivovaný kal, klesající z fluidního filtru, se současně nuceně odsává do aktivačního procesu, přičemž nucené odsávání aktivovaného kalu se vyvozuje prouděním aktivační směsi u proudu vracejícího se aktivovaného kalu vstupujícího do aktivačního procesu nebo sacím účinkem aktivační směsi čerpané do aktivačního procesu, popřípadě přečerpáváním částí aktivovaného kalu v závěrečná fázi jeho klesání v separačním procesu do procesu aktivace.
2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 zahrnující nádrž, jejíž vnitřní prostor je rozdělen vloženými dělicími stěnami jednak na směrem vzhůru se rozšiřující separační prostor nebo separační prostory, jednak na aktivační zóny, vyznačující se tím, že na spodní okraj jedné dělicí stěny (3) navazuje usměrňovači stěna (13), jejíž zakončení tvpri-.se spodním okrajem protilehlé dělicí stěny (3) výstup (10) aktivovaného kalu, sousedící s propojovacím kanálem (11) mezi oxidačními zónami (4) a že mezi čely (14) separačního prostoru (5) a čely (2) pláště (1) jsou vytvořeny průchody (21).
3. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že ve spodní části pláště (1) je před propojovacím kanálem (1¹) uspořádána zvlněná tvarovka (20).
4. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že oxidační zóna (4) je přes čerpadlo (24) propojena s anoxidní zónou (22) s nátokem (17) a s vývodem (25) zaústěným do protilehlé části oxidní zóny (4).
5. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že pod výstupem (10) je uspořádán sběrný kužel (31) s otvory (26), napojený na čerpadlo (24).
6. Zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že výtlačná část čerpadla (24) je napojena na cirkulační potrubí (23), jehož jedna větev je zaústěna do oxidační zóny (4) a druhá větev do rozváděcího prostoru (28), vytvořeného pláštěm (32) uspořádaným v separačním prostoru (5).
7. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, že ve spodní části separačního prostoru (5) je uspořádáno sací ústí (30) čerpadla (24), například mamutkovéJio čerpadla.

5 výkresů

CS 275 746 B6

Obr 1 Obr. 2

CS 275 746 B6

Obr. 3 tn

-J

CS 275 746 B6 o