CZ2006624A3 - Cistírna odpadních vod a zpusob kombinovaného cištení odpadních vod - Google Patents

Abstract

Cistírna odpadních vod zahrnuje vertikální válcovitou aktivacní nádrž (1) ve dvoupláštovém provedení, kde ve stredové oblasti této nádrže (1) jsou usporádány dve vzájemne rovnobežné delící steny (4),které vymezují mezi sebou centrální cást (5) cistírny pro aerobní stabilizaci aktivovaného kalu a soucasne vuci vnitrnímu plášti (3) funkcní dva symetricky usporádané prostory pro odpadní vody a cistící kultury, ve kterých jsou jednotlive uloženy sedimentacní nádrže (6), jejichž prurez se zužuje vesmeru dolu. V ose každé sedimentacní nádrže je pojejí výšce dutý válec (20), propojený jednak s vnitrním prostorem aktivacní nádrže prícným prívodním potrubím (19) a jednak s vnitrním prostorem sedimentacní nádrže (6), ke které z vnejší strany priléhá biofiltracní blok (7). Po ploše dna aktivacní nádrže se nachází derované potrubí (13) rozvodu tlakového vzduchu, kde centrální cást (5) cistírny je vertikálne delena do nekolika komor, vzájemne propojených cirkulacními otvory. Tyto komory vytvárejí selektor (9), pripojený svým vstupem na výstup separátoru (10) hrubých necistot nebo bubnového separátoru (11) vne nádrže (1) cistírny a svým výstupem do kruhovitého denitrifikacního prostoru (16) v nádrži (1), usporádaného mezi obema plášti (2, 3) nádrže (1) cistírny, ve kterém jsou míchadla (18) pro zabezpecení pohybu smesi odpadní vody a kaluv celém objemu denitrifikacního prostoru (16). Tento denitrifikacní prostor (16) je pruchozími otvory propojen s cástí prostoru aktivacní nádrže (1) v oblasti biofiltracních bloku (7), do kterého je zaústeno propojení se sedimentacní nádrží (6) prícným prívodním potrubím (19), pricemž spodní prostor sedimentacní ná

Description

Předmětem vynálezu je uspořádání čistírny odpadních vod a způsob kombinovaného biologického čoštění odpadních vod.

Dosavadní stav techniky

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je uspořádání čistírny odpadních vod dle následujícího popisu a patentových nároků.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojeném výkresu je zobrazen příklad uspořádání čistírny odpadních vod podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Čistírna odpadních vod zahrnuje nádrž 1 kruhového půdorysu z betonu, nebo plastu, případně kovu, která obsahuje vnější válcovou stěnu 2 a dále vůči ní koncentricky uspořádanou vnitřní válcovou stěnu 3 menšího průměru. Průměr vnější válcové stěny 2 nádrže 1 může být v širokém rozmezí, od dvou metrů až do několika desítek metrů. Šířka prostoru mezi vnitřní válcovou stěnou 3 a vnější válcovou stěnou 2 je v rozsahu od jednoho do přibližně pěti metrů, v závislosti podle konkrétní aplikace. Výška obou těchto stěn 2, 3 nádrže 1. je přibližně stejná, může být od dvou do deseti metrů. Jejich tloušťka závisí na zvoleném konstrukčním materiálu a pohybuje se od několika milimetrů (v případě oceli), případně centimetrů (v případně konstrukčního plastu, například u polypropylenu je to šest až dvanáct centimetrů), až několika desítek centimetrů (u betonu až do padesáti centimetrů). Uvnitř vnitřní nádrže, tak zvané aktivační nádrže, vymezené vnitřní válcovou stěnou 3 a dnem, jsou zabudovány jednotlivé technologické komponenty čistírny, zahrnující sedimentační nádrže 6 , stabilizační nádrž, regenerační nádrž 15 a další komponenty, které budou podrobněji popsány v následujícím textu.

• · » * » • ·

A · · • · · A «

Do vnitřní nádrže jsou v její středové části zabudovány dvě vzájemně rovnoběžné vertikální dělící stěny 4 o výšce odpovídající výšce vnitřní válcové stěny 3, které vytvářejí mezi sebou prostor 5 pro aerobní stabilizaci aktivovaného kalu. Zároveň dělí vnitřní prostor čistírny na dvě symetrické poloviny, a to tak, aby byl znemožněn volný průchod odpadní vody a čistící kultury mezi oběma polovinami vnitřní koncentrické nádrže. Sedimentační nádrže 6 , kterých je sudý počet (alespoň dvě, obvykle jsou čtyři, může jich být ale i osm), mohou být symetricky vloženy do prostoru vnitřní koncentrické nádrže. Mohou být opřeny o vertikální dělící stěny 4, mohou být s nimi také spojeny. Spodní část každé z těchto sedimentačních nádrží 6 má kónický tvar se sklonem přibližně v úhlu 60°, její průřez se směrem dolů zužuje. Může mít tvar jehlanu nebo kuželu. Dno sedimentačních nádrží 6 může být otevřené, případně uzavřené. Alternativně mohou mít sedimentační nádrže 6 ploché dno s na něm uloženými tělesy z plastu nebo kovu ve tvaru jehlanu nebo kužele resp. komolého jehlanu nebo kužele se sklonem stěn přibližně v úhlu 60°, které zabezpečují usazování částic aktivovaného kalu. Ve středové části každého segmentu sedimentační nádrže 6 může být s výhodou uspořádán vertikální plastový dutý válec 20, jehož dno je otevřené. Do tohoto sloupu je zaústěna průchozí přívodní trubka 19, jejíž opačný konec je vyústěn do aktivačního prostoru čistírny mezi vnitřní válcovou stěnou 3 vnitřní koncentrické nádrže a vnějšími stěnami sedimentačních nádrží 6.

Na dně vnitřní koncentrické nádrže (aktivační nádrže) jsou uspořádány aerační elementy, tvořené například silikonovými děrovanými hadicemi, do kterých se vhání potrubím 13 rozvodu tlakového vzduchu stlačený vzduch z dmychadel 12 (nízkotlakových kompresorů).

Vedle sedimentačních nádrží 6 jsou v prostoru aktivační nádrže na nosné konstrukci vestavěny biofiltrační bloky 7, pod kterými je vyústěno děrované potrubí 13 rozvodu tlakového vzduchu. Z něho je v pravidelných předem nastavených intervalech přiváděn tlakový vzduch pod tělesa biofiltračnich bloků 7, ve kterých se strhávají usazeniny kalu z plastového povrchu biofiltrů. Tím se udržuje optimální koncentrace biologické kultury na povrchu biofiltrů a současně v celé aktivační nádrži.

Centrální část čistírny, v prostoru 5 mezi dvěma rovnoběžnými dělícími stěnami 4 aktivační nádrže, je rozdělena vertikálními přepážkami, uspořádanými ode dna po celé výšce dělících stěn 4, do několika komor, které mohou být vzájemně opatřeny prostupy umožňujícími cirkulaci vody mezi nimi. Dno prostoru 5 je opatřeno • · · · systémem potrubí 13 rozvodu tlakového vzduchu, do kterého jsou zaústěny aerační prvky, tvořené například silikonovými, jemně perforovanými hadicemi, které jsou navlečeny na plastové (polypropylenové, polyvinylchloridové, a podobně) trubky s většími průchozími otvory v jejich plášti, našroubované do potrubí 13. Další technologické komponenty čistírny jsou uvedeny při popisu funkce čistírny.

Znečištěná odpadní voda protéká separátorem 10 hrubých nečistot, obsahujícím například mechanické česle, kde se oddělují pevné mechanické částice z odpadní vody. V případně odstávky separátoru 10, například při jeho poruše nebo při údržbě, přitáká odpadní voda na bubnový separátor 11 nečistot, který slouží jako náhradní obtokové zařízení pro separaci tuhého podílu. Ze separátoru 10 protéká odpadní voda selektorem 9 (viz připojený výkres), který je tvořen nejméně dvěma (s výhodou třemi i více) vedle sebe uspořádanými komorami s vertikálními přepážkami 8, propojenými otvory v jejich vertikálních stěnách, které jsou uspořádány v prostoru 5 mezi rovnoběžnými dělícími stěnami 4 aktivační nádrže. Při dně těchto komor je potrubí 13 rozvodu tlakového vzduchu s jemnobublinovými difuzéry 14. Současně se de jedné z těchto komor přivádí recirkulovaný aktivovaný kai ze dna sedimentačních nádrží 6, a to přes s ní propojenou regenerační nádrž 15, uspořádanou v prostoru 5 tak, že přiléhá k selektoru 9. Dno regenerační nádrže 15 je rovněž opatřeno potrubím 13 rozvodu tlakového vzduchu s jemnobublinovými difuzéry 14. Směs odpadni vody a aktivovaného kalu ze selektoru 9 proudí do denitrifikačního prostoru 16 mezi vnitřní válcovou stěnou 3 a vnější válcovou stěnou 2 nádrže 1. V tomto denitrifikačním prostoru 16, ve kterém je nedostatek volného rozpuštěného kyslíku, začínají mikroorganismy kalu odebírat chemicky vázaný kyslík, například v dusičnanech ve vodě, čímž se jejich obsah ve vodě snižuje. Tento proces je funkční při teplotách přibližně nad 6°C. Pro případ nižších teplot okolního prostředí je proces denitrifikace silně potlačen a proto je denitrifikační prostor 16 čistírny 1 s výhodou vybaven přídavným okysličovacím systémem, který zabezpečuje průběh konvenčního biologického čištění vody v tomto prostoru (při dně denitrifikačního prostoru 16 je děrované potrubí 17 přídavného okysličovacího systému).

Dále jsou v denitrifikačním prostoru 16 čistírny 1 zabudována míchadla 18, která zabezpečují pohyb směsi vody a kalu v celém objemu denitrifikačního prostoru 16, aby zde nedocházelo k usazování kalu. Geometrie denitrifikačního prostoru 16 ve tvaru válcového mezikruží je velmi výhodná oproti konvenčním nádržím jiného • · půdorysu, protože vykazuje nízký hydraulický odpor průtoku směsi vody a kalu, čímž dochází při snížení potřebné energie na míchání jednotkového objemu nádrže, případně i počtu míchadel 18, k dokonalému promíchání směsi vody a kalu. Denitrifikační prostor 16 je průchozími otvory propojen s prostorem aktivační nádrže v oblasti biofiltračních bloků 7. Směs vody a kalu zde protéká vertikálním směrem přes tělesa biologických filtrů, u dna aktivační nádrže je prokysličována a dokonale promíchávána bublinkami tlakového vzduchu. Tvar šikmých skloněných ploch (pod úhlem přibližně 60°) sedimentačních nádrži 6 je s výhodou využíván pro tvorbu rychlostního proudění aktivační směsi (vody a aktivovaného kalu), ke kterému dochází při nárazech mikrobublin uvolňovaných ze dna přes difuzéry 14 na vnější šikmé stěny sedimentačních nádrží 6, čímž dochází k dokonalému promíchávání aktivační směsi a vytváří se homogenní směs kalu a vody. Tato homogenní směs, která je nutnou podmínkou pro optimální průběh biologických procesů čištění odpadní vody, poté vstupuje přívodní trubkou 19 do vertikálního dutého válce 20 v sedimentační nádrži 6, odkud vtéká směrem dolů ke dnu sedimentačního prostoru. Zde dochází k separaci vyčištěné vody od těžších částic, tvořících aktivovaný kal. Vyčířená voda pak protéká přes ozubený okraj odtokového žlabu 21 (aby byl po celé délce tohoto žlabu zabezpečen rovnoměrný odtok vody) do sběrného kanálu a dál do bloku 22 dočištění vody, který může být součástí technologického zařízení čistírny L Blok 22 dočištění vody může zahrnovat bubnová mikrosíta, mikrofiltry, pískové filtry 23, nebo jejich kombinace. Přebytečný kal ze dna sedimentačních nádrží 6 je odčerpáván do centrálního prostoru 5 pro aerobní stabilizaci aktivovaného kalu, opatřeného prokysličovacími difuzéry 14. ztrácí zápach a zmenšuje svůj objem autolýzou. Při zastavení procesu okysličování stabilizovaný kal sedimentuje a je ze dna odčerpáván pomocí kalových čerpadel 24 na odstředivku 25, kde se zahušťuje a kalová voda se vrací na začátek čistícího procesu přes mechanický separátor 10 do selektoru 9. Suchý podíl kalu se sbírá do kontejnerů a vyváží.

Podstatou předloženého vynálezu jsou uspořádání čistírny, zejména geometrie jejího denitrifikačního prostoru 16 a sedimentačních nádrží 6. Výhodnou částí procesu čištění je odtah aktivovaného kalu, zbaveného rozpuštěného kyslíku, ze dna sedimentačních nádrží 6 do denitrifikačního prostoru 16, k tomuto přisávání kalu z prostředí s minimálním obsahem kyslíku (dna sedimentačních nádrží 6) dochází

působením míchadla 18 v denitrifikačním prostoru 16. Zvyšuje se tak účinnost denitrifikace.

V jediné aktivační nádrži existuje kombinace dvou biokulturs odlišnou fyziologickou aktivitou. Při jejích rychlém růstu metabolizují znečištění ve vodě, odbourávají z ní organické znečištění. Jedna taková biokultura je fixována na stěnách plastového nosiče biologických filtrů, druhá je dispergována ve formě vloček v aktivační směsi kalu a vody. Kombinací těchto biokultur dochází k urychlení procesu čištění a ke zvýšení koncentrace kalu v systému.

Podstatnou výhodou předloženého vynálezu je skutečnost, že celý systém čistírny je kompaktní jednotkou, je uspořádán v jediné nádrži (jediné stavbě). Není nutné vícenásobné zakládáni staveb. Představuje to výhodné prostorové využití při zvýšeném čistícím efektu a snížené energetické náročnosti čištění odpadní vody.

Průmyslová využitelnost vynálezu

Předložený vynález.je určen k čištění odpadních vod.

Claims (1)

1. Čistírna odpadních vod, vyznačující se tím, že zahrnuje nádrž (1) kruhového půdorysu z betonu, nebo plastu, případně kovu, která obsahuje vnější válcovou stěnu (2) a dále vůči ní koncentricky uspořádanou vnitřní válcovou stěnu (3) menšího průměru, kde do vnitřní nádrže, tvořící aktivační nádrž, jsou v její středové části zabudovány dvě vzájemně rovnoběžné vertikální dělící stěny (4) o výšce odpovídající výšce vnitřní válcové stěny (3), které vytvářejí mezi sebou prostor (5) pro aerobní stabilizaci aktivovaného kalu a současně dělí vnitřní prostor čistírny (1) na dvě symetrické poloviny, a to tak, aby byl znemožněn volný průchod odpadní vody a čistící kultury mezi oběma polovinami vnitřní koncentrické nádrže, do prostoru vnitřní koncentrické nádrže jsou vloženy sedimentační nádrže (6), které jsou opřeny o dělící stěny (4), případně jsou s nimi spojeny, přičemž spodní část každé z těchto sedimentačních nádrží (6) má kónický směrem dolů se zužující tvar se sklonem přibližně v úhlu 60°, vedle sedimentačních nádrží (6) jsou v prostoru aktivační nádrže na nosné konstrukci vestavěny biofiltrační bloky (7), pod kterými je vyústěno děrované potrubí (13) rozvodu tlakového vzduchu z dmychadel, které je uspořádáno na dně aktivační nádrže, centrální část čistírny (1), v prostoru (5) mezi dvěma rovnoběžnými dělícími stěnami (4) aktivační nádrže, je rozdělena vertikálními přepážkami, uspořádanými ode dna po celé výšce dělících stěn (4) do několika komor,vzájemně opatřených prostupy umožňujícími cirkulaci vody mezi nimi, kde tyto komory vytvářejí selektor (9), napojený svým vstupem na výstup separátoru (10) hrubých nečistot nebo bubnového separátoru (11) a výstupem do denitrifikačniho prostoru (16) mezi vnější válcovou stěnu (2) a vnitřní válcovou stěnu (3) nádrže (1), ve kterém jsou míchadla (18), denitrifikační prostor (16) je průchozími otvory propojen s prostorem aktivační nádrže v oblasti biofiltrační ch bloků (7), který je na výstupu těchto biofiltračních bloků (7) napojen přívodní trubkou (19) do sedimentačních nádrží (6).