CZ2004868A3 - Způsob úpravy kapalin, zejména čištění kontaminované vody, a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

(57) Anotace:

U způsobu úpravy kapalin, zejména čištění kontaminované vody, se surová voda předběžně čistí za přimíchávání reakčního prostředku tvořícího pěnu, takto předčištěná voda se podrobí hlavnímu čištění napěněním vody společně s ionizačními radikály z dále zařazených stupňů, obsaženými v odpadním vzduchu, ve známé pračce s děrovanými válci, potom se odstraní vzniklá pěna, odpěněná voda se ionizuje a nečistoty ve vyčištěné vodě se usadí, načež se vyčištěná voda podrobí fyzikálnímu dočištění a kal vzniklý předběžným čištěním a hlavním čištěním se odvede a podrobí fyzikálnímu dělení. Čištění surové vody na čistou vodu se provádí kontinuálně. Zařízení obsahuje primární usazovací nádrž (10), do níž je přiváděna surová voda určená k čištění a reakční prostředek, který tvoří pěnu, a jsou smíchávány, přičemž je prováděna regulace (13,14) hodnoty pH, dále alespoň jeden hlavní čisticí blok (20) ve tvaru věže, v němž jsou vždy svisle pod sebou uspořádány válcová stanice (21) pro kontinuální úpravu plynu a vody zpěněním, odpěňovací stanice (23), ionizační stanice (24), sběrná nádrž (25) pro vyčištěnou vodu. Zařízení dále obsahuje dělicí zařízení (30), do něhož je vždy přiváděn kal, odváděný z čisticí nádrže (1,10,20), alespoň jedno dočišťovací filtrační zařízení (40). které je na jedné straně prostřednictvím přívodního potrubí (39) spojeno se sběrnou nádrží (25) hlavního čisticího bloku (20), a z něhož na druhé straně vede odváděči potrubí (43) čisté vody.

f⁸ /g „fa ..

01-1 179-04-Če

PV 2004-868

Způsob úpravy kapalin, zejména čištění kontaminované vody, a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu úpravy kapalin, zejména čištění kontaminované vody, podle nároku 1, zejména způsobu čištění odpadní vody silně znečištěné, která zejména obsahuje tenzidy, a která vzniká například v myčkách automobilů. Vynález se dále týká zařízení podle nároku 15 k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu US 5,545,330 A je znám systém na úpravu vody a způsob úpravy vody, při němž se znečištěná voda po odloučení oleje provzdušní, načež se vede filtrem pro odfiltrování pevných částic, vzduchovým stripovacím zařízením, ozonovacími zařízeními, filtrem s aktivním uhlím a nakonec chlorovacím přístrojem. Přitom se celkově jedná o velmi složité zařízení, protože je zde navíc zapotřebí stlačeného vzduchu a zahřátého stlačeného vzduchu, jakož i ozonu, a znečištěný odpadní vzduch ze vzduchového stripovacího zařízení a z ozonovacích zařízení se vede do spalovacího zařízení. Recyklování znečišťujících látek se neprovádí vůbec nebo jen velmi omezeně a navíc nemůže být prováděno kontinuálně.

Jedno zařízení pro úpravu znečištěných kapalin je rovněž známé ze spisu US 5,562,822 A. Zde se voda vede nejprve stripovacím zařízením používajícím stlačený vzduchu, potom filtrem s aktivním uhlím, ozonovacím zařízením a ultrafialovým filtrem. Tímto okruhem • ·

- stripovací zařízení, ozonovací zařízení, ultrafialový zářič — projde kapalina určená k čištění několikrát, dokud se nenachází v dostatečně čistém stavu, a je ze systému odvedena. Teprve potom se do čisticího okruhu přivede nová surová voda. Proto zde existuje diskontinuální čištění, které navíc není vhodné pro silně znečištěné odpadní vody obsahující tenzidy.

Dále je ze spisu US 6, 214, 233 Bl známý způsob a zařízení na úpravu odpadní vody, přičemž u tohoto způsobu se surová voda nejprve přivede do pracovní nádrže, v níž dochází prostřednictvím stlačeného vzduchu k okysličení a navíc i k regulaci hodnoty pH, načež se takto předčištšná voda vede dvěma za sebou zařazenými filtry s aktivním uhlím a potom jako čistá voda odvádí, popřípadě vede do odpovídající nádrže. Zařízení může být provedeno jako kontinuální, přičemž čistá voda se odvádí kontinuálně nebo diskontinuálně, a přičemž čistá voda se znovu vede zpět do pracovní nádrže, aby došlo k opakování oběhu přes oba filtry. Nečistoty však mohou být odváděny jen omezeně a rovněž chybí i dezinfekce neboli zbavování vody zárodků.

Ze spisu DE 42 38 289 Al je známý způsob úpravy odpadní vody z technologického procesu, při němž se odpadní voda z pračky plynů vede nejprve stripovacím zařízením na kyslík, potom opět dvěma oxidačními zařízeními a nakonec stripovacím zařízením na amoniak, po čemž je možné pouze další zpracování. Proto i zde existuje v okruhu několik vedle sebe uspořádaných jednotek, přičemž příslušné odpadní plyny se vedou do spalovací komory pro spalování nebo se použijí nějak jinak.

Spis DE 198 21 973 Al popisuje způsob a zařízení na úpravu vody, u nichž se surová voda stripuje, takto předčištěná voda se ozonuje a ionizuje, načež se fyzikálně dočišťuje, aby potom zařízení

opouštěla jako čistá voda. Vystripované plyny se čistí ve válcové pračce při použití reakčního prostředku tvořícího pěnu, aby se potom znovu přivedly do předčišťovacího stripovacího zařízení. Reakční prostředek obsahující nečistoty plynu se oddělí působením tíže a znovu přivede do válcové pračky.

Proto zde existuje složitý oběh a složitá konstrukce, přičemž i zde se voda obsahující tenzidy nemůže vyčistit uspokojivě.

Konečně spis DE 41 04 094 Al popisuje zařízení k čištění odpadní vody, zejména prasečí kejdy, u něhož se pevné částice oddělují pomocí centrifugy, odpadní voda se bez chemických přísad podrobí ozonizaci a elektrolýze a potom se vede do biologického čisticího zařízení. Pro odpadní vody obsahující tenzidy, například z myček, toto zařízení není vhodné.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu proto je vytvořit způsob výše uvedeného druhu, jakož i zařízení k provádění tohoto způsobu, pomocí nichž bude možno optimálně hospodárným způsobem čistit i odpadní vody silně zatížené tenzidy.

Uvedený úkol splňuje způsob podle nároku 1, jakož i zařízení podle nároku 15. Výhodná provedení jsou uvedena v příslušných vedlejších nárocích.

Podle vynálezu je tedy vytvořen způsob, u něhož se pro úpravu kapalin, zejména pro čištění kontaminované vody,

- znečištěná voda (surová voda) předběžně čistí za přimíchávání reakčního prostředku tvořícího pěnu,

- takto předčištěná surová voda se podrobí hlavnímu čištění • ···

- napěněním vody obsahující reakční prostředek společně s procesním plynem z dále zařazeného hlavního čisticího stupně, obsahujícím ionizační radikály, přičemž nečistoty reagují s kyslíkem ze vzduchu a s radikály,

- odstraněním pěny vzniklé ve vodě, ionizováním kapaliny vzniklé tímto odstraněním pěny,

- shromážděním vyčištěné kapaliny s usazeninami kalu obsahujícího nečistoty, načež

- se vyčištěná voda podrobí ve filtru fyzikálnímu dočištění, aby potom takto vzniklá čistá voda mohla být vhodným způsobem použita, přičemž

- kal vzniklý předběžným čištěním a hlavním čištěním se odvede a přivede do fyzikálního oddělování, načež látky odloučené působením tíže se vhodným způsobem použijí, popřípadě zpracují nebo znovu zhodnotí.

Podle vynálezu se tedy znečištěná, takzvaná surová voda, vznikající například v myčkách vozidel, v čerpacích stanicích pohonných hmot, při různých procesech mytí nebo výrobních procesech, výhodným způsobem nejprve shromáždí v nádrži na surovou vodu, přičemž již v ní se obsažený olej nebo sedimentující látky jako písek odloučí, podrobí se předběžnému čištění, přičemž surová voda se smísí s reakčním prostředkem, čímž se vytvoří výhodné složení, kterým nastanou určité chemické a fyzikální reakce.

Výhodné je, když se současně provede regulace hodnoty pH na průměrnou hodnotu pH 7. Přitom se výhodným způsobem kapalina kontinuálně nebo periodicky prostřednictvím míchadla alespoň částečně uvádí do pohybu, aby se dosáhlo optimálního smíchání, a tudíž reakce surové vody s reakčním prostředkem.

• ·

Za předběžným čištěním je zařazeno složité hlavní čištění, které spočívá v tom, že předčištěná voda obsahující reakční prostředek se vede do válcového zařízení známého například ze spisu DE 39 20 321 C2. Současně se do vody z následujících odpěňovacích stupňů a ionizačních stupňů přivede plyn obohacený radikály a voda s plynem se společně napění, přičemž současně proběhnou chemické reakce nečistot s kyslíkem ze vzduchu a s radikály. Každá malá bublina pěny přitom tvoří vlastní miniaturní reaktor, v němž oxidují zejména nečistoty sestávající z organických uhlíkových sloučenin. Tak se z organických sloučenin vytvoří anorganické sloučeniny, které mohou být odděleny pomocí zpěněné vody. Reaktivní hmota pěny, která se stále nově vytváří, potom klesne do odpěňovacího stupně. Při následujícím odpěnění se pěna rozloží, a sice známým způsobem za působení dmychadla odtahujícího plyn, jakož i za působení radikálů stoupajících z ionizačního stupně, které snižují povrchové napětí plynových bublinek, takže tyto praskají. Speciálního rozkladače pěny již proto není zapotřebí. Čistý vzduch, který se při odpěňování uvolňuje, se potom společně s radikály odvádí z ionizace. Vzduch odváděný z předběžné pračky a vzduch z hlavního čištění se znovu přivádějí do zpěňování pomocí válců, čímž vznikne uzavřený oběh plynu.

Voda uvolněná z pěny se čistí fyzikálně pomocí tíže, to znamená filtruje, načež se takto vzniklá čistá voda dále vhodně využije.

S výhodou může být velká část čisté vody vystupující z filtru znovu vedena zpět do hlavního čištění, a sice tak, aby ještě jednou proběhla ionizace, čímž se čisticí efekt přídavně podstatně zvýší. Může se to provádět s vysokou intenzitou výměny. Například je možno z 30 000 litrů přefiltrované čisté vody odvádět 5 000 litrů jako užitkové vody, zatímco zbylých 25 000 litrů se vede zpět a znovu projde oxidačním stupněm. V důsledku toho se čistá voda stále přivádí do čisticího procesu pro jeho podpoření, čímž vznikne uzavřený oběh čisté vody.

Navíc se kal z předběžného čištění a z hlavního čištění známým způsobem odvádí a podrobí fyzikálnímu oddělování, přičemž lehké a těžké fáze, které při tomto oddělování vznikají, se odvádějí a recyklují nebo jinak použijí.

Zvlášť výhodné je, když se v průběhu hlavního čištění předčištěné vody provádí reakční napěnění pomocí válců, odpěnění, ionizování a shromažďování vyčištěné vody a kalu ve svislém směru při působení tíže ve stejné konstrukční jednotce. Všechno se proto provádí hospodárně s celkovou úsporou energie a místa v jediném tělese.

Výhodné dále je, když se voda získaná fyzikálním oddělováním pomocí tíže znovu přivádí do hlavního čištění, a sice tak, že projde ionizováním, čímž se i tato voda znovu podrobí příslušnému čištění.

Zvlášť výhodné je, když se vyčištěná voda z hlavního čištění přivádí zpět do stupně předběžného čištění, přičemž zpětné vedení se provádí v tom poměru, v jakém se přečištěná kapalina odčerpává do hlavního čištění a surová voda a čisticí prostředek vedou do předběžného čištění. Proto zde dochází k vytvoření uzavřeného oběhu surové vody, s vysokou intenzitou výměny, to znamená s vysokým počtem oběhů.

Přídavně k otevřenému průběžnému čisticímu procesu vody (od surové vody až po čistou vodu) se proto použijí ještě dva uzavřené oběhy vody, a sice první oběh surové vody mezi předběžným čištěním a hlavním čištěním a druhý oběh čisté vody mezi hlavním čištěním a • 9

9 ·· ···· 9 9 » 999 dočišťováním. Je vidět, že tím dosažitelnými intenzitami výměny, popřípadě vícenásobnými vysokými intenzitami výměny, se dosáhne zvlášť účinného čištění.

Se zvláštní výhodou se může předběžné čištění upravené mezi nádrží na surovou vodu a hlavním čištěním jednoduše vypustit, do vody v hlavním čisticím stupni přimísit čisticí prostředky, s výhodou kapalný pěnící reakční prostředek a pevný práškovitý reakční prostředek, a hlavní čisticí stupeň spojit prostřednictvím zařízení pro vyrovnávání přeplnění a tlaku s nádrží na surovou vodu. Tím se voda obohacená reakčními prostředky dostává do nádrže na surovou vodu a surová voda v ní obsažená se těmito reakčními prostředky předběžně čistí. Kal, který přitom vzniká, se může v případě potřeby odčerpávat. Tím se zařízení podstatně zjednoduší, protože odpadá celý modul se složitými přívodními a odváděcími potrubími.

U těchto „komprimovaných provedení“ se voda odvádí z fyzikálního dělicího stupně nahoře a vede zpět do hlavního čištění, zatímco kalusazený na spodní straně se shromažďuje ve vyměnitelné nádobě. Plná vyměnitelná nádoba se potom může snadno a jednoduše odejmout, nahradit prázdnou a jednoduše a čistě dopravit do recyklace. Současně se odvádí voda z dolního sektoru dělení a vede do hlavního čištění, takže dílčí množství reakčního prostředku může být znovu použito v čisticím procesu. Tento postup se může provádět nárazovitě řízeně prostřednictvím ventilu.

Zpětné vedení reakčních prostředků se může s výhodou provádět i tak, že látky a reakční prostředky zadržené filtrem při dočišťování vody se ještě jednou přivedou do dělicího stupně, odkud se potom voda a reakční prostředky vedou zpět do hlavního čištění a sedimentující látky se vynášejí. Samozřejmě je možno i zde vést současně z dočišťovacího stupně čistou vodu přímo do hlavního

·

9· »··* • · > ··· * * ϊ *··* ·*♦ čisticího stupně, čímž se vytvoří oběh čisté vody, jak již bylo výše uvedeno.

Zařízení podle vynálezu k provádění výše popsaného způsobu sestává v podstatě z:

- primární usazovací nádrže, do níž je přiváděna surová voda a reakční prostředek, který tvoří pěnu, a je s výhodou promíchávána pomocí míchadla, jakož i s výhodou dochází k regulaci hodnoty pH a indikování hladiny vody,

- alespoň jednoho hlavního čisticího bloku ve tvaru věže, který sestává z vždy svisle pod sebou uspořádaných válcových stanic, odpěňovací stanice a ionizační stanice, jakož i sběrné nádrže pro vyčištěnou vodu a nečistoty v ní se usazující, přičemž při existenci více hlavních čisticích bloků je upravena pouze jedna společná sběrná nádrž,

- dělicího zařízení, do něhož se vždy z jímky primární usazovací nádrže a hlavní čisticí nádrže přivádí kal,

- alespoň jednoho dočišťovacího zařízení pro vyčištěnou vodu odváděnou z hlavního čisticího bloku.

Je vidět, že zařízení podle vynálezu je vytvořeno nanejvýš kompaktně a způsobové kroky, které se doposud prováděly v zařízeních uspořádaných vedle sebe, jsou nyní soustředěny v jediném bloku snad sebou uspořádanými stanicemi v jediném společném tělese. Doprava mezi těmito sdruženými stanicemi se provádí samočinně působením tíže, takže mohou odpadnout i různá přívodní a odváděči potrubí, jakož i čerpadla, ventily atd., a ještě dojde k úspoře energie.

Výhodné je, když je před primární usazovací nádrží předřazena sběrná nádrž na surovou vodu, v níž se již usazují různé látky schopné sedimentace, jako písek, a rovněž odlučují lehké látky, jako

olej, které se mohou odčerpávat. Tím se odlehčí následující předběžné čištění.

Dále je výhodné, když je přídavně k potrubí s čerpadlem, kterým se předčištěná voda vede na horní stranu hlavního čisticího bloku, použito otevřené zpětné potrubí mezi sběrnou nádrží hlavního čisticího bloku a pracovní nádrží, takže v poměru k odčerpané předčištěné vodě se samočinně, podle zákona o spojených nádobách, vede zpětným potrubím vyčištěná voda z čištění do primární usazovací nádrže. Tím se vytvoří uzavřený oběh, který může probíhat s vyšší intenzitou výměny, tedy s velkým objemem a s větším počtem cyklů, přičemž do objemu kapaliny pohybující se v tomto oběhu se může přivádět například relativně malý objem surové vody a z něho rovněž odvádět vyčištěná voda. Tento systém představuje podle potřeby současně i velmi přizpůsobivý systém, protože mohou být přiváděna různá množství vody a zase odváděna různá množství čisté vody, a v oběhu tohoto systému je možno udržovat vysoká množství vody.

Dále je výhodné, když se voda odkalená v dělicím zařízení prostřednictvím tíže přivádí do hlavního čisticího bloku nad ionizační stanicí, takže tato voda ještě jednou projde ionizačním stupněm a popřípadě alespoň částečně dospěje do uzavřených vodních oběhů. Současně se příslušnými potrubími odvádějí odloučené lehké látky a použijí se například ke zpětnému zhodnocení látek v nich obsažených nebo se vedou do spalovacích zařízení příslušných topných zařízení.

Zvlášť výhodné je, když je odpěňovací stanice hlavního čisticího bloku pomocí zpětného odváděcího potrubí pro vedení plynu s dmychadlem spojena s válcovou stanicí, čímž se vytvoří uzavřený oběh plynu, takže plyny, které se neustále shromažďují v odpěňovací • · · ·

stanici, které se při odpěňování uvolňují, jakož i radikály vznikající při ionizaci, se společně odvádějí a vedou do válcové zpěňovací stanice, kde se potom použijí pro napěnění a chemickou přeměnu nečistot obsažených ve vodě, načež pěna proudí do odpěňovací stanice, opět se uvolňuje plyn atd. Přitom může být s výhodou ke zpětnému potrubí pro vedení plynu z hlavního čisticího bloku připojeno potrubí pro vedení plynu vedoucí z horní strany primární usazovací nádrže, takže dmychadlem uspořádaným ve zpětném odváděcím potrubí je současně odváděn vzduch z primární usazovací nádrže a je veden do oběhu, čímž se současně čistí.

Zvlášť výhodné je rovněž to, když je mezi uspořádáním filtračního zařízení a hlavním čisticím blokem upraveno vratné potrubí, kterým se čistá voda po odfiltrování přivádí nad ionizační stanici, načež ještě jednou projde ionizací a společně s další vyčištěnou vodou se přívodním potrubím s čerpadlem přivádí do filtračního zařízení a vede tímto filtračním zařízením.

Nanejvýš výhodné, ještě daleko kompaktnější provedení zařízení vznikne, když primární usazovací nádrž mezi nádrží na surovou vodu a konstrukční skupinou pro hlavní čištění zcela odpadne a kapalné nebo práškovité pevné reakční prostředky se přivádějí přímo do hlavní čisticí nádrže a smíchávají s vodou, která se v ní nachází, pomocí v ní upraveného míchadla. Tím však předběžné čištění neodpadne, nýbrž k němu nyní dochází v nádrži na surovou vodu, do níž proudí prostřednictvím zařízení pro vyrovnávání přeplnění a tlaku nadbytečná voda z nějakého technologického procesu. Reakční látky, které jsou přitom rovněž unášeny, čistí surovou vodu tím, že například usmrcují bakterie a zárodky. Válcové stanice hlavních čisticích bloků mají u tohoto provedení s výhodou pouze jeden válec, k němž se přivádí jednak na horní straně vzduch odváděný z ionizace a na druhé straně voda

smíchaná s reakčními prostředky ze spodní strany hlavní čisticí nádrže, a z níž je na druhé straně vzduch vypuzený válcem opět veden zpět do nádrže, čímž se zlepší poměry proudění a reakční vlastnosti kyslíku obsaženého ve vzduchu s radikály O+H vznikajícími v oxidační konstrukční skupině. Další výhodou, které je tím dosaženo, je, že oběh vzduchu nyní zůstane uzavřený, takže nemohou být emitovány například jedovaté látky, které jsou zpočátku v surové vodě obsaženy.

U kompaktního provedení nejsou hlavní čisticí bloky s výhodou uspořádány nad jednou společnou sběrnou nádrží, nýbrž jsou uspořádány vedle sebe ve společné hlavní čisticí nádrži, která může být kruhová, respektive válcová nebo mnohoúhelníková, nebo více hlavních čisticích bloků může být uspořádáno rovnoměrně, popřípadě do tvaru hvězdice, na vnitřním obvodu, přičemž vznikne kompaktní uzavřená konstrukční skupina pro hlavní čištění se středovým míchadlem.

U tohoto provedení jsou i potrubí vedoucí z dělicího zařízení a z dočišťovacího zařízení ve smyslu oběhu uspořádány poněkud jinak. Z dělicího zařízení nyní tedy nevede pouze jedno, nýbrž dvě potrubí zpět do hlavní konstrukční skupiny, a sice jedno potrubí spojující vždy spodní strany obou konstrukčních skupin, které může být otvíráno podle potřeby, a jedno zpětné potrubí spojující příslušné horní strany, které pracuje na způsob přepadu a nadbytečnou vodu vede zpět do hlavní čisticí nádrže. Současně vede jedno zpětné potrubí ze spodní strany dočišťovacího zařízení k horní straně dělicího zařízení, čímž se do dělicího zařízení, a tudíž znovu do oběhu, přivádí čistá voda s látkami zadrženými filtrem, například sedimentujícími látkami a reakčními prostředky. To vše se provádí i řízeně pomocí odpovídajícího řídicího ventilu.

• · · · ···

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude nyní blíže popsán na dvou příkladných provedeních zařízení podle vynálezu podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky v bokorysu zařízení podle prvního provedení a obr. 2 schematicky v bokorysu zařízení podle druhého, kompaktnějšího provedení.

Příklady provedení vynálezu

Jak vyplývá z obr. 1, přivádí se do nádrže 1. na surovou vodu pomocí přívodu 2 vody jako surová voda odpadní voda vznikající například v myčce vozidel. V této nádrži 1_ na surovou vodu dochází již k prvnímu odlučování látek ve vodě nerozpustných, a sice sedimentujících látek, jako je písek, a lehkých látek, jako je olej.

Z nádrže JL ^na surovou vodu se potom surová voda vede přívodním potrubím 3_ s čerpadlem 4 do primární usazovací nádrže 10, a sice podle potřeby kontinuálně nebo diskontinuálně. Současně se rovněž kontinuálně nebo diskontinuálně potrubím 6. s čerpadlem 7. z nádrže 5. přivádí reakční prostředek tvořící pěnu do primární usazovací nádrže 10, v níž se pomocí rovněž kontinuálně nebo diskontinuálně pracujícího míchadla 9. mísí surová voda s reakčním prostředkem. Přitom složky reakčního prostředku reagují se složkami nečistot v surové vodě a nerozpustné látky, které přitom vznikají, klesají jako kal z nečistot do jímky 11 nacházející se ve dnu primární usazovací nádrže 10. Navíc je zde upraven sám o sobě známý ukazatel 12 hladiny vody, pomocí něhož se monitoruje příslušná regulace hladiny. Dále je na primární usazovací nádrži 10 upraven regulátor 13 hodnoty pH, pomocí něhož se monitoruje hodnota pH, • · · « • · • · · · například pH 7, nastavovaná přidáváním reakčního prostředku a/nebo dimenzováním reakčního prostředku. Při výchylkách mimo toleranční meze se potrubím 14 přivádí do primární usazovací nádrže 10 podle potřeby zásaditější nebo kyselejší přísada.

Z primární usazovací nádrže 10 se potom pomocí přívodního potrubí 1 5 vody s dopravním čerpadlem Γ6 přivádí předčištěná surová voda do válcové stanice 21 horního konce alespoň jednoho hlavního čisticího bloku 20. Přitom je u dopravního čerpadla 16 upraven obtok 17 a v souvislosti s ním ventily 18 v obtoku 17 a na vstupu a výstupu z dopravního čerpadla 16, takže je snadno možno ovlivňovat množství vody přiváděné obtokem 17 do válcové stanice 21.

Hlavní čisticí blok 20 obsahuje více svisle přímo nad sebou uspořádaných stanic, a sice již výše zmíněnou válcovou stanici 21, v níž dochází k reaktivnímu zpěňování, které bude podrobněji popsáno ještě dále, pod ní odpěňovací stanici 23, v níž se pěna rozkládá na plyn a kapalinu, pod ní zase ionizační stanici 24, kterou kapalina protéká svisle směrem dolů, přičemž dochází k ionizaci látek v ní obsažených. Potom následuje sběrná nádrž 25 pro vyčištěnou vodu, přičemž nerozpustné nečistoty v ní obsažené se dále usazují dole v jímce 26 sběrné nádrže 25.

Z odpěňovací stanice 23 se plyn uvolněný odpěňováním společně s radikály uvolněnými ionizací vede odváděcím potrubím 27 s dmychadlem 28 do válcové stanice 21. Známým, již výše zmíněným způsobem se nyní zde kapalina přiváděná přívodním potrubím 15 vody z primární usazovací nádrže 10 pomocí dynamických válců 22 společně s plyny přiváděnými odváděcím potrubím 27 zpěňuje, přičemž současně dochází k výše popsaným chemickým reakcím vyvolaným reakčním prostředkem a plynnými radikály. Přitom se organické uhlíkaté sloučeniny obsažené ve vodě zoxidují a přemění • · · · · · ·· ·<*· *· ^t9t na nerozpustné anorganické sloučeniny, které se potom nakonec z vody vysrážejí a jako kal usadí v jímce 26. Předtím však reaktivní pěna vytvořená ve válcové stanici 21 postupuje o jeden stupeň hlouběji, a sice do odpěňovací stanice 23, kde dospěje do sání dmychadla 28. Tím a prostřednictvím radikálů stoupajících nahoru z dole se nacházející ionizační stanice 24, které silně snižují povrchové napětí bublin pěny, bubliny pěny praskají a pěna se tím rozkládá, přičemž plyny přitom uvolněné jsou pomocí dmychadla 28 odváděny odváděcím potrubím 27 a znovu tlačeny do válcové stanice

21. Je vidět, že zde vznikl uzavřený oběh plynu, do něhož pouze prostřednictvím potrubí 29 z primární usazovací nádrže 1 0 mohou být odváděny pomocí dmychadla 28 rovněž plyny uvolněné v průběhu předběžného čištění a dále vedeny odváděcím potrubím 27 do válcové stanice 21, kde se tento předčištěný odpadní vzduch čistí ve zpěněné fázi.

Ze sběrné nádrže 25 hlavního čisticího bloku 20 vede relativně široké otevřené zpětné potrubí 19 do primární usazovací nádrže 10, jímž vyčištěná voda proudí ze sběrné nádrže 25 do primární usazovací nádrže 10, a sice v poměru k předčištěnému množství kapaliny odváděnému potrubím 15 s dopravním čerpadlem 16, přičemž samozřejmě se v úvahu berou i další kapaliny přiváděné do primární usazovací nádrže 10 nebo z ní odváděné a přiváděné do hlavního čisticího bloku 20 nebo z něho odváděné. Díky vysokému dopravnímu objemu dopravního čerpadla 16 se v takto vytvořeném vodním oběhu, dále označovaném jako oběh surové vody, neustále udržuje v cirkulaci relativně vysoký objem kapaliny. Tento oběh, to znamená jeho intenzita výměny, může být ovlivňován obtokem 17 s ventily 18, pomocí nichž může být zpětně v oběhu do dopravního čerpadla 16 vedena například podstatná část objemu kapaliny dopravované tímto dopravním čerpadlem 16. Tímto způsobem je možno podstatně regulovat množství kapaliny dopravované potrubím • · • · · · nakonec do válcových stanic 21, takže celkově je možno tím ovlivňovat i rychlost usazování při hlavním čisticím procesu. Přerušovanou čarou 31 je znázorněno, že hlavní čisticí blok 20 může být podle potřeby rozšířen, přičemž na jedné společné sběrné nádrži 25 mohou být vedle sebe uspořádány naznačeným způsobem dvě pracovní kolony, sestávající vždy z jedné válcové stanice 21, jedné odpěňovací stanice 23 a jedné ionizační stanice 24, celkově tvořící konstrukční skupinu 20’ hlavního čištění. Samozřejmě potom potrubí 27 s dmychadlem 28 pro dopravování kapaliny, popřípadě plynu, jsou potom opatřena potřebným počtem odpovídajících spojení.

Z jímky 11 primární usazovací nádrže 10 a z jímky 26 hlavního čisticího bloku 20 se potom potrubími 32, 33 a dopravním čerpadlem 35, jakož i společným dalším potrubím 34, odvádí vždy vzniklý kal a shora přivádí do dělicího zařízení 30.. V dělicím zařízení 30 dochází známým způsobem k oddělování kalu pomocí tíže tím, že těžší frakce se shromažďují na dnu dělicího zařízení 30, zatímco lehké frakce se shromažďují na čištěné kapalině. Pomocí odváděčích potrubí 36 a 3 7 mohou být odváděny odloučené látky a vedeny k jiným účelům použití.

Voda vyčištěná v dělicím zařízení 30 odlučováním pomocí tíže se vratným potrubím 38 vede do hlavního čisticího bloku 20 nad ionizační stanicí 24, takže tato voda projde ionizováním a dojde u ní k dalšímu čištění.

Ze sběrné nádrže 25 se dále vyčištěná voda vede potrubím 39 do dočišťovacího zařízení 40, kterým může být o sobě známý filtr, popřípadě se vede tímto dočišťovacím zařízením 40, načež se přefiltrovaná čistá voda odváděcím potrubím 43 vede k dalšímu použití. I zde je dopravní čerpadlo 41 opatřeno obtokem 17 a ventily 18, pomocí nichž je množství kapaliny dopravované dopravním • · ·

čerpadlem 41, to znamená množství kapaliny dopravované ze sběrné nádrže 25 do filtru, podle potřeby snadno nastavitelné.

Z dočišťovacího zařízení 40 vede zpětné potrubí 44 zpět do hlavního čisticího bloku 20, a sice rovněž nad ionizační stanicí 24, takže tato voda znovu projde ionizováním. Tím celkově vznikne uzavřený oběh čisté vody, kterým voda může několikrát oběhnout, přičemž vždy víckrát projde ionizační stanicí 24 a filtrem, takže odváděcím potrubím 43 opouští zařízení optimálně vyčištěná voda.

U příkladného provedení znázorněného na obr. 2, které představuje kompaktní zařízení, je surová voda rovněž přívodem 2 vedena do nádrže 1_ na surovou vodu, aby z ní byla pomocí čerpadla 4 prostřednictvím přívodního potrubí 3_ přiváděna do hlavní čisticí nádoby 42 hlavní čisticí konstrukční skupiny 20’. Do hlavní čisticí nádrže 42 jsou zde reakční prostředky přiváděny přímo, a sice z nádrže 5_ potrubím 6. a čerpadlem 7. kapalný reakční prostředek, zatímco z nádrže 52 potrubím 54 s dávkovacím zařízením 45 se doplňkově přivádí reakční prostředek ve formě suché práškové směsi při měnícím se složení surové vody. Centricky je v hlavní čisticí nádrži 42 upraveno míchadlo 9., které přivedenou surovou vodu smíchává s reakčními prostředky, jakož i s vyčištěnou vodou, čímž reakční mechanismy probíhají ve srovnání s provedením podle obr. 1 kontinuálně a účinněji.

V hlavní čisticí nádrži 42 je uspořádáno více hlavních čisticích bloků 20, jejichž provedení je v podstatě stejné jako provedení podle obr. 1, přičemž zde jsou upraveny válcové stanice pouze s jedním děrovaným válcem 22. Ze spodní zóny hlavní čisticí nádrže 42 odvádí přívodní potrubí 15 vodu smíchanou s reakčními prostředky pomocí dopravního čerpadla 16 a vede ji do válcových stanic 21, kde dochází ke zpěnění atd., jak bylo popsáno podle obr. 1. Za tím účelem se dále • · · · · · · ··· ··· ·« ··· ·· ··· rovněž plyn uvolněný z odpěňovací stanice 23 společně s radikály uvolněnými ionizací vede odváděcím potrubím 27 a dmychadlem 28 do válcové stanice 21. Plyny vypuzené zpěněním prostřednictvím válců 22 a stoupající vzhůru navíc z odpěňovací stanice 23 jsou pomocí zpětného potrubí 51 vedeny zpět do hlavní čisticí nádrže 42 ve výšce odpěňovací stanice 23. Je vidět, že vznikl uzavřený oběh vzduchu.

I zde se z jímky 26 hlavní čisticí nádrže 42 potrubím 33 a dopravním čerpadlem 35 odvádí vznikající kal a vede do dělicího zařízení 30 shora, kde dochází k oddělování kalu působením tíže. Na spodní straně dělicího zařízení 30 je dále uspořádána vyměnitelná nádoba 48, která je s dělicím zařízením 30 spojena pomocí uzavíracího ventilu 47. V této vyměnitelné nádobě 48 se sedimentující látky usazují, načež plná vyměnitelná nádoba 48 se vymění za prázdnou vyměnitelnou nádobu 48 a odvede do zpětného hodnocení. V dolním sektoru dělicího zařízení 30 je připojeno vratné potrubí 49, vedoucí do dolní zóny hlavní čisticí nádrže 42, pomocí něhož se může ještě jednou do hlavního čisticího procesu přivádět dílčí množství reakčního prostředku, přičemž tento přívod je řízen pomocí ventilu 5 0. Současně v horní zóně dělicího zařízení 30 vede potrubí 38 vyčištěnou vodu do hlavních čisticích bloků 20 nad ionizačními stanicemi 24, takže tato voda prodělá ještě další čištění.

Z dolní zóny hlavní čisticí nádrže 42 dále vede potrubí 39 do dočišťovacího zařízení 40, které obsahuje například filtr s jednoduchým nebo příčným prouděním, a z tohoto dočišťovacího zařízení 40 se odváděcím potrubím 43 odvádí jako přefiltrovaná čistá voda. I zde je v potrubí 39 opatřeno dopravní čerpadlo 42 obtokem 17 s ventilem 18, aby bylo možno optimálně řídit přiváděné množství kapaliny. Z dolní strany dočišťovacího zařízení 40 vede zpětné potrubí 44 k horní straně dělicího zařízení 30 a přivádí odfiltrované • · · · • · · ·* látky a reakční prostředky do dělicího zařízení 30.· Tento přívod je řízen pomocí magnetického ventilu 55..

Claims (27)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob úpravy kapalin, zejména čištění kontaminované vody, vyznačující se tím, že

   - surová voda se předběžně čistí za přimíchávání reakčního prostředku tvořícího pěnu,

   - takto předčištěná voda se podrobí hlavnímu čištění

   - napěněním vody společně s ionizačními radikály z dále zařazených stupňů, obsaženými v odpadním vzduchu, ve známé pračce s děrovanými válci,

   - odstraní se vzniklá pěna,

   - odpěněná voda se ionizuje a

   - nečistoty ve vyčištěné vodě se usadí,

   - vyčištěná voda se podrobí fyzikálnímu dočištění,

   - kal vzniklý předběžným čištěním a hlavním čištěním se odvede a podrobí fyzikálnímu dělení, přičemž

   - čistění surové vody na čistou vodu se provádí kontinuálně.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kromě kapalného reakčního prostředku tvořícího pěnu se do surové vody přimíchává práškový reakční prostředek.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že předběžné čištění se provádí v primární usazovací nádrži (10) upravené mezi konstrukčními skupinami (20) pro hlavní čištění a nádrží (1) na surovou vodu nebo přímo v nádrži (1) na surovou vodu.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zpěnění, odpěnění, oxidace a ionizace, jakož i shromažďování vyčištěné vody a sedimentů se provádí ve svislém sledu pod sebou ve stejné konstrukční jednotce, takže pěna a kapalina jednotlivými stupni hlavního čištění tečou nebo probublávají působením tíže.

   ΤΨ ·/ · ·· ····
5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyčištěné plyny uvolněné při odpěňování se společně s plyny obsahujícími radikály stoupající z ionizace znovu přivádějí jako procesní plyny (27) do zpěňovacího reakčního stupně (21), přičemž se vytváří uzavřený oběh plynu.
6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že voda vzniklá fyzikálním dělením se znovu přivádí do hlavního čištění, přičemž se vytváří oběh.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pěna vznikající fyzikálním oddělováním (30) se shromažďuje ve vyměnitelné nádobě (48).
8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v nádrži (10, popřípadě 20), v níž se přimíchávají reakční prostředky, se současně provádí regulace a měření hodnoty pH.
9. 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že část vody z hlavního čištění (20) se vede zpět do stupně (1, popřípadě 10) předběžného čištění, přičemž se vytvoří uzavřený oběh surové vody.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že při zařazeném předběžném čištění se zpětné vedení vyčištěné vody provádí volně, podle zákona o spojených nádobách, v poměru k vodě odváděné nebo přiváděné přídavně kontinuálně nebo diskontinuálně.
11. 11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že zpětné vedení do nádrže (1) na surovou vodu se provádí jako vyrovnávání (46) přeplnění a tlaku.

    ·· ··· • ♦ • · · ·
12. 12. Způsob podle nároku 1 a 5, vyznačující se tím, že plyny odváděné z předběžného čištění se přivádějí do uzavřeného oběhu plynů hlavního čištění.
13. 13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že část vzniklé čisté vody se po fyzikálním dočištění vede zpět do hlavního čištění, kde se znovu podrobí ionizaci, přičemž se vytvoří uzavřený oběh čisté vody.
14. 14. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyčištěná voda se zespodu z hlavního čištění (25) znovu přivádí do zpěňovacího reakčního stupně (21), přičemž se vytvoří oběh.
15. 15. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že jsou upraveny

    - primární usazovací nádrž (10), do níž je přiváděna surová voda určená k čištění a reakční prostředek, který tvoří pěnu, a jsou smíchávány, přičemž je prováděna regulace (13, 14) hodnoty pH,

    - alespoň jeden hlavní čisticí blok (20) ve tvaru věže, v němž jsou vždy svisle pod sebou uspořádány

    - válcová stanice (21) pro kontinuální úpravu plynu a vody zpěněním,

    - odpěňovací stanice (23),

    - ionizační stanice (24),

    - sběrná nádrž (25) pro vyčištěnou vodu,

    - dělicí zařízení (30), do něhož je vždy přiváděn kal odváděný z čisticí nádrže (1, popřípadě 10 a 20),

    - alespoň jedno dočišťovací filtrační zařízení (40), které je na jedné straně prostřednictvím přívodního potrubí (39) spojeno se sběrnou nádrží (25) hlavního čisticího bloku (20), a z něhož na druhé straně vede odváděči potrubí (43) čisté vody.

    • 9 » ·· ···

    9 · ·· 9 9 9

    9 9 9 9 9 9 99
16. 16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že před primární usazovací nádrží (10) je předřazena nádrž (1) na surovou vodu.
17. 17. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že je upraveno přívodní potrubí (15) vody s dopravním čerpadlem (16) pro přivádění předčištěné vody z nádrže (10) do válcové stanice (21), jakož i otevřené zpětné potrubí (19) mezi sběrnou nádrží (25) hlavního čisticího bloku (20) a pracovní nádrží (10) pro zpětné vedení vyčištěné vody, přičemž je vytvořen uzavřený oběh surové vody.
18. 18. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že dělicí zařízení (30) je na jedné straně potrubím (38) spojeno s horní stranou ionizační stanice pro přivádění vyčištěné vody a na druhé straně je potrubím (32, 33, 34) s čerpadlem (35) spojeno s jímkami (11a 26) pracovní nádrže (10) a/nebo hlavní čisticí sběrné nádrže (25), přičemž k tomu je upraveno alespoň jedno potrubí (36, 37) pro odvádění těžkých a lehkých látek oddělených od vody.
19. 19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že na spodní straně dělicího zařízení (30) je pomocí ventilu (47) upravena vyměnitelná nádoba (48) pro kontinuální jímání usazovaného kalu.
20. 20. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že odpěňovací stanice (23) je pomocí zpětného potrubí (27) plynu s dmychadlem (28) spojena s válcovou stanicí (21), přičemž je vytvořen uzavřený oběh plynu.
21. 21. Zařízení podle nároků 15 a 20, vyznačující se tím, že mezi horní stranou primární usazovací nádrže (10) a zpětným potrubím (27) plynu s dmychadlem (28) je upraveno potrubí (29) pro odpadní

    Uf

    9 » ' ·· β ·· 9999¹ ·· 99 9 9 99 · · 9

    9 9 9 9 · 9 9 999

    9 9999 9999 9 • 9 999 ·· *

    999 999 9· ··· ·· ··* plyn pro přivádění procesního vzduchu z primární usazovací nádrže (10) do oběhu plynu pračky.
22. 22. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že není upravena žádná primární usazovací nádrž (10) a reakční prostředek (5, 52) je přímo přiváděn do konstrukční skupiny (20) pro hlavní čištění, která je opatřena míchadlem (9), a konstrukční skupina (20) pro hlavní čištění je spojena s nádrží (1) na surovou vodu pomocí zařízení (46) na vyrovnávání přeplnění a tlaku, kterým proudí voda smíchaná s reakčním prostředkem a v nádrži (1) na surovou vodu provádí předběžné čištění.
23. 23. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že mezi dočišťovacím zařízením (40) a konstrukční skupinou (20) pro hlavní čištění je upraveno zpětné potrubí (44) pro přivádění čisté vody do hlavního čisticího bloku nad ionizační stanicí (24), přičemž potrubí (39) s čerpadlem (41) vede ze sběrné nádrže (25) do zařízení (40).
24. 24. Zařízení podle nároků 15 a 22, vyznačující se tím, že dočišťovacím zařízením (40) je filtr, z jehož spodní strany vede zpětné potrubí (44) do horní strany dělicího zařízení (30).
25. 25. Zařízení podle nároku 17 a 23, vyznačující se tím, že u dopravních čerpadel (16, 41) je vždy upraveno jedno obtokové potrubí (17) s ventily (18).
26. 26. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že konstrukční skupina (20) pro hlavní čištění sestává z jedné nebo více čisticích věží sestávajících vždy z válcové stanice (21), odpěňovací stanice (23) a ionizační stanice (24), přičemž čisticí věže ústí do společné sběrné nádrže (25) nebo jsou na ní usazeny, přičemž čisticí věže jsou zapínatelné a vypínatelné jednotlivě.

    γ/ cMý ·· · ···· • · • ··· ♦ * « ·
27. 27. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že hlavní konstrukční skupina (20) sestává z kruhové nebo mnohoúhelníkové hlavní čisticí nádrže (42), v níž je uspořádán jeden nebo více hlavích čisticích bloků (20’) rozmístěných rovnoměrně po obvodu.