CZ147997A3

CZ147997A3 - Způsob a zařízení pro biologické odstraňování sloučenin dusíku z vody

Info

Publication number: CZ147997A3
Application number: CZ971479A
Authority: CZ
Inventors: Svatopluk Ing. Csc. Mackrle; Vladimír Dr. Ing. Csc. Mackrle
Original assignee: Svatopluk Ing. Csc. Mackrle; Vladimír Dr. Ing. Csc. Mackrle
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 1999-04-14
Also published as: SK151299A3; AU7028098A; PL336931A1; EP0981500A1; WO1998051626A1; CA2288642A1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu odstraňování dusíku a jeho sloučenin z vody biologickým procesem v suspenzi aktivovaného kalu a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Při biologickém odstraňování sloučenin dusíku z vody se pro odstraňování dusičnanů a dusitanů používá proces denitrifikace. Dusičnany a dusitany slouží při denitrifikaci jako zdroj kyslíku pro mikroorganismy a jsou jejich metabolizmem redukovány až na plynný dusík. Mikroorganismy při tom současně spotřebovávají vhodný biodegradovatelný substrát, který získaným kyslíkem oxidují. Jako substrát pro denitrifikaci mohou dočasně sloužit i samy mikroorganismy v procesu tzv. endogenní respirace, je-li například přísun biodegradovatelného substrátu nepravidelný.

Aby probíhala denitrifikace, jsou nezbytné anoxidní podmínky, to znamená, že v prostředí musí být nedostatek molekulárního kyslíku. Pokud je v prostředí k dispozici molekulární kyslík, orientují se mikroorganismy na jeho spotřebu a na denitrifikaci přecházejí až po vyčerpání kyslíku. Anoxidních podmínek se proto obvykle dosahuje tím způsobem, že při dostatečné koncentraci mikroorganismů se zamezí přívodu kyslíku a mikroorganismy spotřebováním přítomného kyslíku samy vytvoří anoxidní podmínky.

Obecně mohou být biologické procesy provozovány buďto s mikroorganismy přichycenými k pevnému podkladu, nebo s mikroorganismy, ‘ ijdd ¹které jsou v suspenzi aktivovaného kalu („attached - growth process^/aoiNisviA ' „suspended - growth process“ - viz Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering,^AQ_V ^S^^0ad j McGraw-Hill, New York, 1985). Z řady praktických důvodů jsou častěji používány ~ procesy s mikroorganismy v suspenzi aktivovaného kalu. .? I

Při denitrifikačním procesu v suspenzi aktivovaného kalu je suspenz^gg | unášena spolu s vyčištěnou vodou, od které musí být separována a vrácena zpět | do denitrifikačního procesu. Separaci suspenze při tom komplikují bijbfřnŘy^ 9 C 0 vyloučeného dusíku, které na ní ulpívají. Odstranění těchto bublinek se provádí-r-o I a

intenzívním mechanickým pohybem suspenze, který je u známých postupů zpravidla prováděn aerací.

Při čištění odpadních vod slouží aerace většinou současně k aerobnímu aktivačnímu čištění vody a k vytvoření podmínek pro nitrifikaci amoniaku a organického dusíku, tj. k převedení veškerého zbývajícího dusíkatého znečištění na dusičnany. Voda s těmito dusičnany a s aktivovaným kalem je pak vracena do procesu denitrifikace, kde jsou tyto dusičnany odstraněny. Spřažením denitrifikace a nitrifikace dochází tedy k biologickému odstraňování všech sloučenin dusíku z vody. Do denitrifikace je také obvykle vracen aktivovaný kal, oddělený od odtékající vyčištěné vody.

Uvedená denitrifikace má však řadu nevýhod. Při biologických procesech v suspenzi aktivovaného kalu je nutné, aby suspenze byla ve vznosu. Při aerobní aktivaci je vznos suspenze zajištěn samočinně v důsledku provzdušňování. Při denitrifikaci se vznos suspenze zajišťuje obvykle mechanickým promícháváním. Nevýhodou při tom je, že při mechanickém promíchávání je zapotřebí míchadlo a zdroj pohybu - např. elektromotor s převody. Tyto mechanické části zvyšují investiční náklady a při případné poruše je v důsledku jejich uložení v prostoru denitrifikace komplikována oprava. Další nevýhodou při popsané denitrifikaci je omezení koncentrace aktivovaného kalu v denitrifikaci pouze na hodnoty dané míšením jednotlivých složek vstupujících do denitrifikace, což omezuje rychlost denitrifikace vztaženou na jednotku objemu denitrífikačního prostoru.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že dusík ve formě dusičnanů nebo dusitanů se odstraňuje denitrifikací, která probíhá ve fluidizované vrstvě vločkového mraku, tvořené suspenzí biologického kalu a udržované ve fluidizovaném stavu.

Suspenze aktivovaného biologického kalu se přivádí do oblasti denitrifikace prouděním zdola nahoru, přičemž rychlost proudění ve směru zdola nahoru se alespoň ve spodní části oblasti denitrifikace zpomaluje.

Pro provádění způsobu podle vynálezu je významné, že z horní části oblasti denitrifikace se odvádí ve formě suspenze přebytečný aktivovaný kal, který :ι se následně podrobuje aeraci, separuje se od vody a vrací se do spodní části oblasti denitrifikace.

Je také podstatné, že dusík ve formě dusičnanů a dusitanů se odstraňuje denitrifikací, která probíhá ve fluidizované vrstvě vločkového mraku, tvořené suspenzí biologického kalu a udržované ve fluidizovaném stavu prouděním zdola nahoru, přičemž alespoň ve spodní části fluidizované vrstvy rychlost proudění ve směru vzhůru klesá, a do spodní části fluidizované vrstvy se přivádí voda obsahující dusičnany, aktivovaný kal a substrát, který se při denitrifikaci biologicky oxiduje.

Pro dokonalejší odstranění dusíku z čištěné vody je přínosem, že dusík ve formě dusičnanů a dusitanů se odstraňuje denitrifikací, která probíhá ve fluidizované vrstvě vločkového mraku, tvořené suspenzí biologického kalu a udržované ve fluidizovaném stavu prouděním zdola nahoru, přičemž alespoň ve spodní části fluidizované vrstvy rychlost proudění ve směru vzhůru klesá, a do spodní části fluidizované vrstvy se přivádí voda obsahující dusičnany a dusitany, aktivovaný kal a substrát, který se při denitrifikaci biologicky oxiduje.

Pro uzavření cyklu odstraňování dusíku z čištěné vody je přínosem, že během aerace se dusík ve formě amoniaku a organického dusíku biologicky oxiduje na dusičnany a voda s těmito dusičnany se spolu s aktivovaným kalem vrací do procesu denitrifikace.

Podstata zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že během aerace se dusík ve formě amoniaku a organického dusíku biologicky oxiduje na dusičnany a voda s těmito dusičnany se spolu s aktivovaným kalem vrací do procesu denitrifikace.

Pro spolehlivost provedení způsobu je významné, že denitrifikační prostor (5) je ve své vrchní části je propojen s aktivačním prostorem (8), který obsahuje aerační prvky (20) a je propojen se separačním prostorem (7), v jehož vrchní části je uspořádán odvod (10) denitrifikované vody, přičemž je k separačnímu prostoru (7) přiřazen odtah separovaného kalu, opatřený zdrojem nuceného pohybu a vyústěný do spodní části denitrifikačního prostoru.

Přehled obrázků na výkresech

Zařízení podle vynálezu k čištění domovních splaškových vod je znázorněno na výkresech, kde značí obr.1 zařízení v příčném řezu a obr.2 zařízení v půdoryse.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení je tvořeno vertikální válcovou nádrží s pláštěm 1_ a dnem 2, ve které je svislou dělicí stěnou 3, první polokuželovitou stěnou 4 a částí 2' dna 2 mezi dolními okrají dělicí stěny 3 a první polokuželovité stěny 4 vytvořen směrem vzhůru se rozšiřující denitrifikační prostor 5. Na druhé straně válcové nádrže je svislou dělicí stěnou 3 a druhou polokuželovitou stěnou 6 vytvořen separační prostor 7. Mezi pláštěm 1 a oběma polokuželovitými stěnami 4_a 6 je vymezen aktivační prostor 8. Ve vrchní části separačního prostoru 7 je uspořádán odběrní vtok 9 vyčištěné vody s odtokem 10. Hladina 11. vody je určena polohou odběrního vtoku 9 vyčištěné vody. Ve vrchní části první polokuželovité stěny 4_ je provedeno propojení 12 mezi denitrifikačním prostorem 5 a aktivačním prostorem 8. Toto propojení 12 je vytvořeno dvěma kruhovými otvory, jejichž horní okraje jsou nad hladinou 11 vody a spodní okraje pod ní. Propojení 12 však může být vytvořeno i jinými prostředky, například vybráními v horním okraji první polokuželovité stěny 4 nebo jiným provedením přepadu snížením horního okraje této první polokuželovité stěny 4. Ve spodní části druhé polokuželovité stěny 6 je proveden otvor 1_3, který vytváří propojení mezi separačním prostorem 7 a aktivačním prostorem 8. V denitrifikačním prostoru 5 je u svislé dělicí stěny 3 svislé polokruhové potrubí 14, které vytváří společný přívod biodegradovatelného substrátu, aktivovaného kalu a dusičnanů do spodní části denitrifikačního prostoru 5. Ve vrchní části polokruhového potrubí 14 je umístěn koš 15, nad kterým je přívod 16 splaškové vody. Ve spodní části separačního prostoru 7, naproti otvoru 13, je v dělicí stěně 3 provedeno ústí 17 odtahu separované suspenze, které je vyvedeno do mamutky 18. Mamutka 18 je v podstatě vložena do polokruhového potrubí 14 a je vyvedena pod koš 15 (obr.1). Ve spodní části mamutky 18 je přívod 19 stlačeného vzduchu. Ve spodní části aktivačního prostoru 8 jsou u dna 2 umístěny aerační prvky 20. Ve spodní části denitrifikačního prostoru 5 u části 2' dna 2 je umístěn hrubobublinný pomocný aerační prvek 21.

s

Způsob podle vynálezu a funkce popsaného zařízení jsou popsány v následující části.

Splašková voda, která obsahuje sloučeniny dusíku, například močovinu, amoniak, dusík v organických látkách, a různé další biodegradovatelné látky, které budou nadále označovány vcelku jako substrát, přitéká přívodem 16 splaškové vody do koše 15. V koši 15 jsou zadrženy větší kusy, například papír. Vzduchem, který přichází z mamutky 18 pod koš 15, jsou tyto kusy neustále nadnášeny, což zabraňuje ucpání koše 15. Pokud jsou tyto kusy biodegradovatelné, dojde pod vlivem vzduchu a aktivovaného kalu přiváděného mamutkou 18 k jejich postupné biodegradaci a tím k jejich likvidaci. Nebiodegradovatelné kusy, například polyetylénové sáčky a podobně, zůstávají v koši 15 a při periodické revizi zařízení jsou z něj odstraněny.

Splašková voda, tedy voda s biodegradovatelným substrátem, je po průtoku košem 15 smísena s vodou, která obsahuje dusičnany a vracený aktivovaný kal a která je přiváděna mamutkou 18 pod koš 15. Směs vody s biodegradovatelným substrátem, dusičnany a aktivovaným kalem je přiváděna polokruhovým potrubím 14 do spodní části denitrifikačního prostoru 5, kde se směr jejího proudu mění tak, že v denitrifikačním prostoru 5 proudí tato směs vzhůru. Protože se denitrifikační prostor 5 směrem vzhůru rozšiřuje, rychlost proudění se v něm směrem vzhůru snižuje. To vede k tomu, že suspenze aktivovaného kalu se v denitrifikačním prostoru 5 vlivem gravitačních sil zadržuje a vytváří tam fluidizovanou vrstvu vločkového mraku, přes kterou protéká voda s dusičnany a biodegradovatelným substrátem. Kyslík přítomný ve vodě je mikroorganismy rychle spotřebován již ve spodní části denitrifikačního prostoru, čímž dochází k vytvoření anoxidních podmínek v celém denitrifikačním prostoru 5 nebo alespoň v jeho převážné části. V důsledku anoxidních podmínek pak dochází v denitrifikačním prostoru 5 k denitrifikaci, při které jsou ve vodě přítomné dusičnany redukovány na plynný dusík. Přitom je spotřebována část biodegradovatelného substrátu. Další část substrátu je zachycena aktivovaným kalem a spotřebovávána později v období, kdy nedochází k přísunu substrátu zvenčí. Voda, zbavená dusičnanů a většiny biodegradovatelného substrátu, přetéká propojením 12 z denitrifikačního prostoru 5 do aktivačního prostoru 8. Částice suspenze aktivovaného kalu, na kterých ulpěly bublinky vyloučeného dusíku, jsou v denitrifikačním prostoru 5 v důsledku nadlehčování těmito

4i bublinkami vynášeny z fluidizované vrstvy vločkového mraku vzhůru a proudící vodou jsou přes propojení 12 strhávány do aktivačního prostoru 8. Protože činností mamutky 18 je do spodní části denitrifikačního prostoru 5 přiváděn polokruhovým potrubím 14 neustále další aktivovaný kal, dojde po naplnění celého denitrifikačního prostoru 5 fluidizovanou vrstvou vločkového mraku k tomu, že přebytek aktivovaného kalu rovněž přepadá přes propojení 12 do aktivačního prostoru 8. Do aeračních prvků 20 je přiváděn stlačený vzduch, který probublává aktivačním prostorem 8 vzhůru a vytváří turbulenci, která odstraňuje z částic suspenze aktivovaného kalu ulpělé bublinky dusíku. Současně je při tom voda v aktivačním prostoru 8 sycena kyslíkem a vytváří se proudění, které udržuje suspenzi aktivovaného kalu ve vznosu a rozmíchává ji rovnoměrně do celého objemu aktivačního prostoru 8. Rovněž voda, která přešla z denitrifikačního prostoru 5 přes propojení 12 do aktivačního prostoru 8, je v něm postupně rozmíchána. Rozmíchaný aktivovaný kal za přítomnosti kyslíku oxiduje veškeré přítomné sloučeniny dusíku na dusičnany, a tím se odstraňuje z vody zbytek rozpuštěných biodegradovatelných látek. Současně přitom dochází k aerobní stabilizaci aktivovaného kalu.

Do mamutky 18 je přívodem 19 vháněn stlačený vzduch, který prochází mamutkou 18 vzhůru a vytváří tím známý mamutkový čerpací efekt. V důsledku toho je ústím 17 přes otvor 13 nasávána z přilehlé části aktivačního prostoru 8 aktivační směs, tvořená vodou s obsahem dusičnanů a rozmíchaným aktivovaným kalem, a je přiváděna pod koš 15 a přes polokruhové potrubí 14 do spodní části denitrifikačního prostoru 5, jak bylo již popsáno výše. Mamutka 18 slouží tedy jako zdroj nuceného pohybu, kterým je vytvořen uzavřený cirkulační okruh, kterým jsou dusičnany vytvořené v aktivačním prostoru 8 vraceny zpět do denitrifikačního prostoru 5.

Splašková voda přitéká přívodem 16 nárazově a nepravidelně. V období, kdy splašková voda nepřitéká, jsou popsaným cirkulačním okruhem dusičnany z aktivačního prostoru 8 přiváděny do denitrifikačního prostoru 5, kde jsou denitrifikací odstraňovány. Jako biodegradovateíný substrát pro denitrifikaci při tom slouží především substrát dříve zachycený v aktivovaném kalu ve fluidizované vrstvě vločkového mraku v denitrifikačním prostoru 5. V případě vyčerpání zachyceného substrátu pak další denitrifikace probíhá na účet endogenní r

respirace aktivovaného kalu. Těmito pochody je koncentrace dusičnanů v aktivačním prostoru 8 neustále snižována až na velmi nízkou hodnotu.

Když nárazově přiteče přívodem 16 určitý objem splaškové vody, vytlačí tato voda stejný objem vody z denitrifikačního prostoru 5 propojením 12 do přilehlé části aktivačního prostoru. Tato voda pak přetlačí otvorem 13 z přilehlé části aktivačního prostoru 8 stejný objem aktivační směsi do spodní části separačního prostoru 7. Takto převedená aktivační směs pak vytlačí čistou vodu z vrchní části separačního prostoru 7 do odběrního vtoku 9 vyčištěné vody, odkud tato voda odteče odtokem 10. Aktivovaný kal v přetlačené aktivační směsi vytvoří během přetláčení v separačním prostoru 7 fluidní vrstvu vločkového mraku a separuje se od vody.

Trvá-li přítok splaškové vody přívodem 16 delší dobu, dochází k průtoku aktivační směsi přes vytvořenou fluidní vrstvu vločkového mraku a k zachytávání a nabalování suspenze aktivovaného kalu na vločky ve vločkovém mraku. Vytvořené velké vločky pak klesají v separačním prostoru 7 dolů a jsou odsávány ústím 17 přes mamutku 18 do polokruhového potrubí 14, kterým se dostávají do spodní části denitrifikačního prostoru 5. Takto se separovaný kal vrací do denitrifikačního prostoru 5. Po popsané separaci aktivovaného kalu pak vyčištěná voda odtéká ze separačního prostoru 7 odběrním vtokem 9 vyčištěné vody do odtoku 10.

Po zastavení přítoku splaškové vody přívodem 16 se zastaví i odvádění vyčištěné vody odtokem 10. Fluidizovaná vrstva v separačním prostoru 7 pak klesá dolů a její vločky jsou odsávány ústím 17 spolu s aktivační směsí odsávánou přes otvor 13 z aktivačního prostoru 8. Postupně je tak spolu s odsávanou aktivační směsí odsát i veškerý aktivovaný kal, separovaný od vody z aktivační směsi přetlačené do separačního prostoru 7. V separačním prostoru 7 nad otvorem 13 tak zůstane pouze vyčištěná voda, která je pak při dalším nárazovém přítoku splaškové vody přívodem 16 vytlačena přes odběrní vtok 9 vyčištěné vody do odtoku 1_0, jak bylo popsáno výše. Vyčištěná voda, která zůstává v separačním prostoru 7, je tedy vodou z aktivační směsi v části aktivačního prostoru 8 přilehlé k otvoru 13, která před tím prošla denitrifikačním prostorem 5 a aktivačním prostorem 8 a jsou z ní tak odstraněny biodegradovatelné látky a sloučeniny dusíku.

η

Popsanou činností příkladného provedení zařízení je tedy splašková voda přitékající do zařízení přívodem 16 vyčištěna od biodegradovatelných látek a sloučenin dusíku a odtéká z něj jako vyčištěná voda odtokem 10.

V důsledku toho, že ve fluidní vrstvě vločkového mraku v denitrifikačním prostoru 5 se hromadí aktivovaný kal, který je tam neustále přiváděn činností mamutky 18 a do aktivačního prostoru 8 přechází pouze vyflotovaný kal a přebytek kalu až po tom, když vločkový mrak naplní celý denitrifikační prostor 5, mohlo by při menším množství aktivovaného kalu v celém zařízení, například při zahajování provozu, dojít ktomu, že by se prakticky veškerý kal nahromadil v denitrifikačním prostoru 5, takže by v aktivačním prostoru 8 trvale nastal nedostatek aktivovaného kalu. To by pak vedlo k narušení nitrifikace v aktivačním prostoru 8 a tím k narušení funkce zařízení. Rovněž při dlouhodobém výpadku energie, a tím zastavení činnosti mamutky 18 a zastavení proudění v denitrifikačním prostoru 5 by mohlo dojít k narušení funkce zařízení tím, že by fluidizovaná vrstva v denitrifikačním prostoru 5 sedimentovala a vytvořila sediment, který by vytvořil časem gel, který by již po obnově proudění nebyl uveden do vznosu. K zamezení takových případů je určen pomocný aerační prvek 21, který je instalován v denitrifikačním prostoru 5 u části 2' dna 2. Při zapnutí tohoto pomocného aeračního prvku 21 vzduch z něj vycházející rozbije a uvede do vznosu veškeré případné sedimenty z části 2' dna 2 a rozmíchá fluidizovanou vrstvu v denitrifikačním prostoru 5 tak, že aktivovaný kal z ní přechází spolu s proudící vodou do aktivačního prostoru 8. Krátkodobé občasné zapínání pomocného aeračního prvku 21 proto může sloužit jako prevence proti uvedeným poruchám.

Pro dokumentaci funkce příkladného zařízení jsou dále v tabulce uvedeny výsledky jeho zkušebního provozu, které byly získány z řady odběrů z provozu deseti zkušebních jednotek nasazených v rodinných domech, kde se počet obyvatel pohyboval od 2 do 7 osob. Funkční prostory u uvedené zkušební jednotky měly následující objemy: denitrifikační prostor 5 0,25 m³, separační prostor 7 0,4 m³, aktivační prostor 8 1,1 m³.

Datum	ChSK	BSK₅	NL	N-NH?	N-NOs
28/8/96	15,4	2,7	1,4	0,00	5,6
4/9/96	23,2	3,9	2,8	0,50	5,2

»

11/9/96	13,8	4,0	4,3	0,55	4,9
18/9/96	12,1	1,8	3,7	0,30	6,1
2/10/96	30,0	5,0	6,0	0,78	5,2
16/10/96	40,1	8,5	7,2	0,81	8,9
23/10/96	24,2	4,8	8,7	0,60	5,6
6/11/96	10,0	7,0	7,0	0,92	7,6
13/11/96	15,0	8,0	11,0	0,85	3,6
21/11/96	30,0	15,0	14,0	1,22	8,7
27/11/96	20,0	11,0	7,2	0,72	6,2
11/12/96	18,3	4,3	5,3	0,50	5,9
17/12/96	15,1	5,4	3,9	0,45	5,1
10/1/97	21,2	7,5	6,3	0,62	6,7
14/1/97	23,0	8,2	7,9	0,73	8,3
22/1/97	16,7	5,1	4,9	0,49	5,7
29/1/97	13,9	3,2	2,6	0,30	4,8
10/2/97	19,2	5,7	3,3	0,52	5,3
12/2/97	15,0	4,2	2,8	0,41	4,9
16/2/97	22,3	7,6	7,9	0,49	7,9
23/2/97	18,0	6,3	6,3	0,31	6,1
4/3/97	15,3	5,4	5,4	0,39	5,7
14/3/97	21,2	8,1	7,3	0,85	8,4
21/3/97	18,4	6,5	6,2	0,60	6,7
28/3/97	15,7	4,1	5,1	0,35	5,1

průměr	19,5	6,1	5,9	0,57	6,2

V tabulce značí ChSK chemickou spotřebu kyslíku BSK₅ biologickou spotřebu kyslíku NL nerozpustné látky N-NH₄ ⁺ dusík ve formě amonia N-NO₃ dusík ve formě dusičnanů.

Všechny uvedené hodnoty jsou v mg/l.

ΙΟ

Vezmou-li se jako vstupní hodnoty známé běžné tabulkové údaje pro denní spotřebu vody a produkci znečištění na jednoho ekvivalentního obyvatele (150 I, 60 g BSK₅, 12 g N), odpovídají dosažené průměrné hodnoty odstranění 91,5% dusíku a 98,5% BSK₅.

Způsob a zařízení podle vynálezu mají četné výhody . Koncentrace aktivovaného kalu ve íluidizované vrstvě vločkového mraku v denitrifikačním prostoru 5 je vyšší nežli koncentrace aktivovaného kalu v aktivačním prostoru 8 , což vede k tomu, že rychlost denitrifikace na jednotku objemu je vyšší, nežli u mechanicky míchaného denitrifikačního prostoru. Substrát, který přichází do denitrifikačního prostoru 5 a slouží k denitrifikaci, se tam ve íluidizované vrstvě vločkového mraku zadržuje, takže jeho využití pro denitrifikaci je větší, nežli u mechanicky míchaného denitrifikačního prostoru. Pro udržení suspenze aktivovaného kalu ve vznosu uvnitř denitrifikačního prostoru 5 není zapotřebí mechanické zařízení. To všechno snižuje investiční náklady na zařízení a zvyšuje účinnost čistících procesů.

Průmyslová využitelnost

Způsob a zařízení podle vynálezu není omezeno pouze na čištění odpadních vod a na popsané příkladné zařízení. Je možno jej využít i pro jiné účely, například pro odstraňování dusičnanů z pitné vody, kde se jako substrát bude přidávat hygienicky vhodná organická látka, například alkohol, cukr a podobně. Stejně tak zařízení k provádění způsobu dle vynálezu může mít různé vnitřní uspořádání, u kterého je podstatný pouze základní princip vynálezu, že totiž zařízení obsahuje směrem vzhůru se rozšiřující denitrifikační prostor, v jehož spodní části je přívod vody obsahující dusičnany, aktivovaný kal a substrát pro denitrifikaci. Přitom není podstatné, je-li přívod vody obsahující dusičnany, aktivovaný kal a substrát pro denitrifikaci proveden společně, jako v popsaném příkladném zařízení, nebo jako samostatné přívody jednotlivých komponent do spodní části denitrifikačního prostoru 5. Všechny druhy využití základního principu způsobu a všechny případné modifikace zařízení využívající výše popsané myšlenky vynálezu se tím neodchylují od podstaty vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob odstraňování dusíku a jeho sloučenin z vody biologickým procesem v suspenzi aktivovaného kalu, vyznačující se tím, že dusík ve formě dusičnanů nebo dusitanů se odstraňuje denitrifikací, která probíhá ve fluidizované vrstvě vločkového mraku, tvořené suspenzí biologického kalu a udržované ve fluidizovaném stavu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že suspenze aktivovaného biologického kalu se přivádí do oblasti denitrifikace prouděním zdola nahoru, přičemž rychlost proudění ve směru zdola nahoru se alespoň ve spodní části oblasti denitrifikace zpomaluje.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že z horní části oblasti denitrifikace se odvádí ve formě suspenze přebytečný aktivovaný kal, který se následně podrobuje aeraci, separuje se od vody a vrací se do spodní části oblasti denitrifikace.
4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že alespoň ve spodní části fluidizované vrstvy rychlost proudění ve směru vzhůru klesá, a do spodní části fluidizované vrstvy se přivádí voda obsahující dusičnany, aktivovaný kal a substrát, který se při denitrifikaci biologicky oxiduje.
5. Způsob podle bodu 1, 2, 3 nebo 4, vyznačující se tím, že po denitrifikaci se voda a přebytečný aktivovaný kal odvádějí z vrchní části fluidizované vrstvy a · odvedený aktivovaný kal se aerací zbavuje ulpělého vyloučeného dusíku_JA”_13|V_iSseparuje se od vyčištěné vody a vrací zpět do spodní části oh3Λo
6. Způsob podle bodu 3, 4 nebo 5, vyznačující se tím, že během aerace se dusíky 6 /K1 ve formě amoniaku a organického dusíku biologicky oxiduje na dusičnany a voda s těmito dusičnany se spolu s aktivovaným kalem vrací do procesu denitrifikace. | y
7. Zařízení k provádění způsobu podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obsahuje směrem vzhůru se rozšiřující denitrifikační prostor (5);' ( ° \ | í: z. 5 i Ó ·

I do jehož spodní části je zaústěn přívod vody obsahující dusičnany, přívod aktivovaný kal a přívod substrátu biologicky oxidovaného při denitrifikaci.
8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že denitrifikační prostor (5) je ve své vrchní části je propojen s aktivačním prostorem (8), který obsahuje aerační prvky (20) a je propojen se separačním prostorem (7), v jehož vrchní části je uspořádán odvod (10) denitrifikované vody, přičemž je k separačnímu prostoru (7) přiřazen odtah separovaného kalu, opatřený zdrojem nuceného pohybu a vyústěný do spodní části denitrífikačního prostoru.
9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že odtah separovaného kalu je umístěn ve spodní části separačního prostoru (7) v blízkosti jeho propojení s aktivačním prostorem (8), přičemž odvod vody s dusičnany z aktivačního prostoru (8) pro její vrácení do denitrífikačního prostoru (5) je proveden shodnými konstrukčními prvky.
10. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že přívod vody obsahující dusičnany, přívod aktivovaného kalu a přívod substrátu biologicky oxidovaného při denitrifikaci jsou provedeny jako společný přívod.