CZ20293A3

CZ20293A3 - Method of waste water biological treatment by using activated sludge and equipment for making the same

Info

Publication number: CZ20293A3
Application number: CZ93202A
Authority: CZ
Inventors: Svatopluk Ing Csc Mackrle; Vladimir Dr Ing Csc Mackrle
Original assignee: Mackrle Svatopluk; Mackrle Vladimir Dr
Priority date: 1993-02-15
Filing date: 1993-02-15
Publication date: 1995-05-17
Also published as: CZ279589B6

Description

(57)

Mackrle Svatopluk ing. CSc., Brno, CZ;

Mackrle Vladimír dr. ing. CSc., Tomášov, CZ;

Mackrle Svatopluk ing. CSc., Brno, CZ;

Mackrle Vladimír dr. ing. CSc., Tomášov, CZ;

Způsob biologického aktivačního čistění odpadních vod a zařízení k jeho provádění

Řešením je biologické aktivační čištění odpadních vod, při němž se odpadní voda biologicky čistí aktivačním procesem, při kterém dochází k nitrifikaci. Aktivační směs se uvádí do cirkulačního oběhu s charakteristikou postupného toku, z něhož se fluidní filtrací odebírá vyčištěná voda a aktivační směs se po tomto odebrání vyčištěné vody mísí se surovou odpadní vodou, což způsobí u povrchu částic aktivovaného kalu deficit kyslíku vyvolávající denitrifikační pochody. Výsledná směs se podrobuje aeraci, což udržuje aktivovaný kal v suspendaci a v průběhu postupného toku vede k postupnému sycení kyslíkem. Zařízení obsahuje vždy dva separační prostory (4) uspořádané k sobě přilehle podélnými stranami, ve kterých jsou provedena komunikační propojení s aktivačním prostorem a mezi těmito podélnými stěnami vytvořený podélný rozváděči kanál (5) je na jednom konci zcela uzavřenčelní stěnou (6), zatímco na protilehlémkonci má průchod (26), kterým je napojen na systém průtočných kanálů (7).“”““ ’ ==

(21)	202-93
(13)	A3
6(51)
	C 02 F	3/00
	C 02 F	3/12

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu biologického aktivačního čistění odpadních vod, při němž se odpadní voda biologicky čistí aktivačním procesem, při kterém dochází k nitrifikaci. Vynález se také týká zařízení k provádění tohoto způsobu, které zahrnuje ve společné nádrži aktivační- prostor a vzhůru se rozšiřující podélné separační prostory, ze kterých jsou vyvedeny odvody /vyčištěné vody, a každý separační prostor je vymezen dělicími stěnami a čely a komunikuje na jedné podélné straně s aktivačním prostorem, přičemž mezi dělicími stěnami separačních prostorů navzájem a mezi dělicími stěnami a stěnami nádrže vznikají oddělené podélné kanály, v nichž jsou umíštěpy provzdušňovací elementy.

Dosavadní stav techniky tJčinná ochrana povrchových vod, včetně moří, před eutrofizací vyžaduje co nejucinnejsí odstraněni makrobiogennich prvků dusíku a fosforu, jejichž obsah v odpadnich vodách je hlavní příčinou fenoménu eutrofizace. Proto všechny systémy pro čistění odpadních vod musí tento požadavek na odstraňování dusíku a fosforu brát v úvahu.

Dosud známé a využívané systémy pro čištění odpad nich vod se současným snižováním obsahu dusíku se orientují na biologické procesy, které se jeví jako nejekonomičtější. Všechny tyto procesy vyžadují nejprve převedení oxidovatelné formy dusíku, tj. amoniakální a organický dusík, do dusičnanové formy nitrifikačními pochody. Potom /-Pak/ následuje redukce dusičnanů na plynný dusík denitrifikačními pochody.

Nitrifikace vyžaduje přítomnost nitrifikačních baktérií v aktivovaném kalu, což vyžaduje dostatečné stáří kalu, kdy prakticky úplná nitrifikace je dosahována při stáří kalu 30 dní, což odpovídá zatížení kalu 0,12 kg biologické spotřeby kyslíku za pět dní na jeden kilogram biologického oživeni aktivovaného kalu násobeného počtem dnů, dále uváděno jako BSK_s/kg ZŽNL . den. Mimo to vyžadují nitrifikační pochody dostatečnou koncentraci rozpuštěného kyslíku, a to zpravidla nad dva miligramy kyslíku na jeden litr aktivační směsi - dále bude označováno 2 mg θ/l aktivační směsi. Následná denitrifikace probíhá za deficitu rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi, kdy mikroorganismy biocenózy získávají potřebný kyslík redukcí dusičnanů.

Jsou známy tři základní varianty technického Jřesení systému pro komplexní biologické čistění vody se současnou nitrifikací a denitrifikací.

První variantou je diskontinuální denitrifikace. Při tomto řešení se periodicky střídají nitrifikační a denitrifikační fáze aktivačního čistění přerušovaným

provzdušňováním. Nevýhodou tohoto řešení je snížená účinnost diskontinuálního procesu oproti kontinuálnímu, složitá regulace procesu a současně porušení suspendace aktivovaného kalu v době přerušení provzdušňování.

Další variantou je předřazená denitrifikace. Při tomto řešení je před provzdušňovanou aktivaci předřazena oddělená denitrifikace ve formě dokonale míšené nádrže se zdrojem intenzivního míchání pro zabezpečení suspendace kalu. Do předřazené denitrifikace je přiváděna odpadní voda spolu s recirkulovanou aktivační směsí z provzdušňované aktivace. Nevýhodou předřazené denitrifikace je nutnost vytvoření oddělené denitrifikační zóny aktivace s autonomním zdrojem pohybu aktivační směsi pro zabezpečení suspendace aktivovaného kalu. Další nevýhodou je nevyužitá plocha denitrifikačního prostoru pro separaci aktivovaného kalu, což u komunálních odpadních vod představuje až pětadvacet procent objemu a plochy reaktoru.

Třetí známou variantou denitrifikace při biologickém čistění vody je denitrifikace v cirkulačním okruhu typu oxidačních příkopů nebo karuselů. V tomto případě je sloučena funkce provzdušňování, míšení odpadní vody s aktivační směsí a zdroje pohybu aktivační směsi v čistícím systému do jediného orgánu ve formě mechanického aerátoru. Při postupném průtoku aktivační směsi cirkulačním okruhem dochází v zóně za mechanickým aerátorem k nasycení aktivační směsi rozpuštěným kyslíkem, tím

A*«~»

dochází k nitrifikaci a postupným spotřebováním kyslíku oxidačními pochody biodegradace a nitrifikace se snižuje obsah kyslíku v aktivační směsi, takže ke konci cirkulačního okruhu probíhá při deficitu kyslíku proces denitrifikace.

Toto technické řešení denitrifikace vykazuje mnohé nedostatky. Mechanické provzdušňování vyžaduje ploché, nehluboké nádrže, které zabírají mnoho stavebního místa. Plocha nádrže v hladině není využita k separaci aktivovaného kalu, což vyžaduje doplnění aktivačního zařízení o samostatné separační zařízení, což dále zvyšuje nároky na zastavěnou plochu^, a tím i investiční.náklady. Přidružená oddělená separace s nucenou recirkulací sedimentací separovaného kalu je málo účinná a způsobuje nízkou provozní koncentraci v aktivační části. Z potřeby nízkého po tom zatížení aktivovaného kalu se stářím kalu třicet dní/pak/ vyplývají velké objemy aktivačního prostoru.

Značným nedostatkem cirkulačních systémů je i vysoký kalový index aktivovaného kalu v důsledku nedostatečného uvolňování bublinek plynného dusíku ulpívajícího na částicích aktivovaného kalu v průběhu denitrifikace, což se^^pro jevu je .výrazným snižováním kapacity zařízení.

Další nevýhodou sloučení tří funkcí, tj. aerace, zdroje pohybu aktivační směsi a míšení směsi odpadní vody s aktivační směsí je, že toto sloučení přináší snížení účinnosti denitrifikace u odpadních vod s vyšším obsahem dusíkatého znečištění, a to v důsledku nedostatku

zdroje uhlíku potřebného pro denitrifikační pochody v denitrifikační části. Pro dosažení dostatečně účinné potom nitrifikace a denitrifikace je /pak/ nutné toto řešení kombinovat s přerušováním provzdušňování aktivační směsi se všemi negativními efekty diskontinuálního procesu.

Shora uvedená známá řešení denitrifikace vykazují nedostatky jak pro výstavbu nových objektů čistíren, tak i pro rekonstrukce již vybudovaných čistíren klasického typu, které již nevyhovují zvýšeným požadavkům na kvalitu -vyčištěné vody z hlediska odstraňování eutrofizačních prvků. Ve vyspělých průmyslových státech je vybudováno mnoho komunálních čistíren, které v současné době již vyžadují intenzifikaci nebo rekonstrukci. Dosavadní řešení denitrifikace jsou k tomu nevhodná, protože vyžadují buď vybudování nových čistíren^, nebo alespoň značné stavební úpravy klasických komunálních čistíren. Proto vznikla naléhavá potřeba vytvořit řešení, které umožní využít dosavadní stavby komunálních čistíren a splnit moderní ekologické požadavky.

Cílem vynálezu je odstranit ,v co největší míře nevýhody známých řešení a vytvořit způsob a zařízení umožňující podstatnou intenzifikaci biologického aktivačního čistění odpadních vod i s možností využití již vybudovaných čistíren klasického typu.

Podstata vynálezu

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že aktivační směs, obsahující alespoň zčásti aktivovanou odpadní vodu včetně biomasy s mikroorganismy, se uvádí do cirkulačního oběhu s charakteristikou postupného toku, z něhož se fluidní filtrací odebírá vyčištěná voda a aktivační směs se po tomto odebrání vyčištěné vody mísí se surovou odpadní vodou, což způsobí u povrchu částic aktivovaného kalu deficit kyslíku vyvolávající denitrifikační pochody, a aktivovaný kal se udržuje v suspendaci a v průběhu postupného toku se aktivační směs sytí kyslíkem a přitom se postupně přechází od denitrifikace k nitrifikaci za současného čistění přidané odpadní vody, přičemž dusičnany vytvořené nitrifikací se vracejí s aktivační směsí do procesu denitrifikace, a tím během jednoho oběhu proběhnou všechny pochody komplexního čistění odpadní vody.

Z hlediska účinnosti čistění odpadní vody je přínosem, že ve stejném časovém úseku je množství vyčištěné vody odebírané z cirkulačního oběhu fluidní filtrací menší než množství aktivační směsi cirkulující v cirkulačním oběhu.

Je výhodné, že aktivační směs smísená se surovou odpadní vodou se postupně okysličuje aerací za současné suspendace aktivovaného kalu až do dosažení koncentrace rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi alespoň dva miligramy kyslíku na jeden litr aktivační směsi.

Z hlediska řízení procesu čistění odpadní vody je významné, že aerace se provádí pneumatickým provzdušňo

V·'·?· r

váním s proměnlivou intenzitou z hlediska času a/nebo místa v cirkulačním okruhu.

Pro dosažení potřebného účinku aktivace je nezbytné, aby průtok cirkulačního oběhu aktivační směsi byl alespoň dvojnásobkem odběru vyčištěné vody.

Z hlediska uvádění aktivační směsi do postupného toku je přínosem, že aktivační směs se uvádí do cirkulačního oběhu přívodem surové odpadní vody, odvodem vyčištěné vody a nuceným přiváděním separací zahuštěné aktivační směsi do cirkulačního oběhu za oblast separace.

Pro zvýšení účinnosti denitrifikace je významné, že vyčištěná voda se odebírá fluidní filtrací z části cirkulující aktivační směsi.

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že vždy dva separační prostory jsou uspořádány k sobě přilehle podélnými stranami, ve kterých jsou provedena komunikační propojení s aktivačním prostorem a mezi těmito podélnými stěnami vytvořený podélný rozváděči kanál je na jednom konci zcela uzavřen koncovou stěnou, zatímco na protilehlém konci má průchod, kterým je napojen na systém průtočných kanálů, stranově oddělených od separačního prostoru, a systém průtočných kanálů a alespoň jeden rozváděči kanál tvoří součást cirkulačního okruhu, přičemž další součást cirkulačního o,kruhu tvoří sběrné ústrojí napojené na výstup aktivační směsi ze separačního prostoru, a na toto sběrné ústrojí je napojen alespoň jeden přečerpací agregát, jehož vyústění tvoří začátek cirkulačního okruhu, přičemž přívod surové vody je zaústěn buď do oblasti přítoku přečerpacího agregátu^ nebo do oblasti jeho vyústění, a cirkulační okruh je opatřen alespoň jednou usměrňovači přepážkou.

Z hlediska udržení dostatečného stáří kalu a intenzity proudění v cirkulačním okruhu je výhodné, že sběrné ústrojí je umístěno u dna separačního prostoru pro fluidní filtraci, přičemž komunikační propojení s aktivačním prostorem je vytvořeno horní pasáží a spodní pasáží, které jsou obě umístěny na téže straně separačního prostoru, horní pasáž navazuje na rozšíření separačního prostoru a spodní pasáž je u jeho dna, přičemž horní pasáž je menší nežli spodní pasáž, takže vytváří předřazený odpor pro proudění aktivační směsi.

Z hlediska stavby a rekonstrukce čistíren odpadních vod je podstatné, že cirkulační okruh je tvořen alespoň jedním základním modulem, v němž je dvěma vnitřními dělicími stěnami vytvořen rozváděči kanál a vnější dělicí stěny tvoří vždy jednak spolu s vnitřní dělicí stěnou separační prostor, jednak spolu s obvodovou stěnou nádrže obvodový průtočný kanál, přičemž rozváděči kanál je čelně spojen„s obvodovým průtočným kanálem a stranově se separačním prostorem.

Z hlediska účinnosti biologického čistění je významné, že v cirkulačním okruhu je zařazena sběrná jímka opatřená čerpadlem, do níž jsou zaústěny vývody sběrného ústrojí přivádějícího aktivační směs a výstup z čerpadla

je zaústěn za přepážku na ' začátku průtočného kanálu, přičemž do sběrné jímky je zaústěn přívod surové odpadní vody.

Pro stavebnicový systém provádění vestaveb nádrží reaktorů je výhodné, že k základnímu modulu jsou kolmo k němu přiřazeny přídavné moduly shodného provedení, /-pž-ípadTrěy je základní modul uspořádán s osou procházející středem nádrže a přídavné moduly jsou uspořádány souměrně podle základního modulu a kolmo k němu. Je také výhodné provedení, kde k základnímu modulu je přiřazen alespoň jeden s ním rovnoběžný přídavný modul, přičemž takto vytvořená soustava rovnoběžných modulů je souměrná podle osy, procházející středem nádrže.

Pro zachování návaznosti jednotlivých postupů čistění odpadní vody je významné, že v oblasti přívodu surové odpadní vody jsou provzdušňovací elementy uspořádány s větším odstupem než v následujících částech cirkulačního okruhu a přitom je velikost průtočného průřezu vstupní pasáže do fluidního filtru větší než 10 % plochy hladiny v separačním prostoru.

Zlepšení průběhu denitrifikace je dosaženo vybavením sběrného ústrojí alespoň jedním čerpadlem, které je s výhodou provedeno jako odstředivé čerpadlo a je poprrféLde/

A-padněj umístěno ve sběrné jímce.

Z hlediska výstavby velkých komunálních čistíren je přínosem, že separační prostor pro fluidní filtraci je uspořádán po celé délce kanálů cirkulačního okruhu, při čemž vstup aktivační směsi do separačního prostoru pro fluidní filtraci a sběrné ústrojí pro odvod zahuštěné aktivační směsi ze separačního prostoru jsou provedeny po celé jeho délce.

Pro účinný odvod vyflotovaného kalu je přínosem, že v horní části separačního prostoru je uspořádán lapač flotovaného kalu, který je tvořen skloněnou stříškou, k jejíž nižší straně je napojen přívod tlakového vzduchu a vyšší strana je opatřena odvodem flotovaného kalu ve formě mamutkového čerpadla zaústěným do oblasti aktiva-- ce, přičemž je celá stříška pod hladinou nádrže a je tvořena vodorovnou základní částí a s ní spojeným šikmým nástavcem.

Způsob a zařízení podle vynálezu představují velmi účinný prostředek pro zabránění eutrofizace vodních zdrojů v přírodě. Hlavní výhodou je vysoká účinnost čistění jak pro odstraňování organických látek z odpadních vod, tak i pro snížení obsahu eutrofizačních prvků dusíku a fosforu. Komplexní čistění odpadních vod, zejména komunálních, je přitom dosahováno jednoduchým technologickým postupem aktivačního čistění bez nutnosti přiřa* — zování dodatkových postupů pro denitrifikaci a defosfatizaci. To výrazně zjednodušuje technické řešení reaktorů pro komplexní biologické čistění odpadních vod.

Modulová koncepce reaktoru .podle vynálezu umožňuje stavebnicovou konstrukci reaktorů v širokém rozsahu kapacit, až po největší reaktory vhodné pro milionové ur

banistické aglomerace. Systém propojení kanálů vzniklých vložením separačních prostorů pro fluidní filtraci do aktivace do jednotného cirkulačního okruhu umožňuje maximální zjednodušení a současně zkrácení propojovacích cest mezi návaznými procesy aktivačního čistění, včetně separace aktivovaného kalu s minimalizací hydraulických ztrát v systému jako celku. Systém cirkulace aktivační směsi umožňuje i bodový nátok surové vody do reaktoru, což snižuje náročnost rozvodu surové odpadní vody v čistírně .

Další výhodou způsobu a zařízení podle vynálezu je vysoká hydraulická kapacita umožněná maximálním využitím volné hladiny v reaktoru pro separaci, dovolující funkci reaktoru s vysokou koncentrací aktivovaného kalu, což se projevuje ve zvýšených kvalitativních i kvantitativních parametrů zařízení.

Způsob a zařízení podle vynálezu umožňují také rekonstrukci dosavadních čistíren klasického typu, což znamená podstatné snížení nákladů ve srovnání se stavbou nových čistíren nebo rozšiřováním starých čistíren.

- -„Stručný-popis;obrázků na výkresech__₌ __

Příklady provedení vynálezu jsou následně popsány na základě připojených výkresů, kde ^představuje/obr. I j² půdorysný pohled na základní modul cirkulačního okruhu \Ζ7<2. . J<£ aktivační směsi ,\ obr. 2\ svislý řez tímto modulem A-A

J<Z .

naznačený na obr.lΛ obr. 3\svislý řez B-B naznačený na agiB

obr.l, obr. 4\ svislý řez C-C naznačený na obr. 1, n<5l obr. 5' axonometrický pohled na základní modul cirkulacního okruhu podle obr. 1 až 4 \ obr. 6\ nárys lapače flox Jutovaného kalu,\ obr. 7 v řez D-D naznačený na obr. 6,

Γ13. obr. 8\půdorysný pohled na reaktor o-pravoúhlém půdoryse vzniklý přiřazením dalších modulů cirkulačního okruhu

Jia. .je k základnímu modulu cirkulačního okruhuobr. 9\ svislý řez reaktorem A-A naznačený na obr.8A obr. 10\ svislý řez <3. fTóL ,j<Z.

B-B naznačený na obr. 8^\obr. ll\ svislý řez C-C naznačený na obr. 8.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení podle vynálezu je vytvořeno v podobě alespoň jednoho cirkulačního okruhu. Každý cirkulační okruh sestává alespoň z jednoho základního_ modulu. Pokud je pop-rrpčbdz:'' vytvořen z většího počtu modulů,/případně/z jednoho základního modulu a z dalších přídavných modulů, je provedení základního modulu a přídavných modulů s výhodou shodné.

U provedení základního modulu cirkulačního okruhu podle obr. 1 až 4 je v pravoúhlé nádrži s obvodovými stěnami 1, například betonovými, a dnem 8. její objem rozdělen systémem vložených dílčích stěn 2. na funkční prostory, tj. jednak pro procesy aktivačního biologického čistění odpadní vody, jednak pro separaci vločkovité suspenze fluidním filtrem.

U výhodného provedení základního modulu vymezují

sousedící vnitřní dělicí stěny 2 separační prostory 4, které vytvářejí fluidní filtr, přičemž podélně vedle každého z nich je po jedné straně obvodový průtočný kanál 7 a po druhé straně rozváděči kanál 5, které jsou zakončeny na jednom konci čelem 6., které zcela uzavírá separační prostor 4 pro fluidní filtraci a rozváděči kanál 5. V základním modulu jsou uspořádány dva separační prostory 4. přilehle k sobě podélnými stranami, přičemž je mezi nimi vytvořen rozváděči kanál 5. Separační prostory 4 se rozprostírají prakticky po celé délce základního modulu a prakticky pocelé délce komunikují s roz. váděcím kanálem 5. Obvodové průtočné kanály 7 jsou vytvořeny mezi vnějšími dělicími stěnami 2. a obvodovými stěnami 1 nádrže a jsou podél svých stran zcela odděleny od separačních prostorů j4· V horní části separačních prostorů L pro fluidní filtraci jsou uspořádány lapače 29 flotovaného kalu a sběrné žlaby 15 pro odběr vyčištěné vody.

Na druhém konci je separační prostor 4 pro fluidní filtraci zcela uzavřen čelní stěnou 6', zatímco rozváděči kanál 5 komunikuje s obvodovým průtočným kanálem 7 - „průchodem,. 26. Průchod 26 má podle příkladu provedení tvar obdélníka s delší stranou orientovanou svisle tbebrtáí-y. Toto provedení je výrobně jednoduché a zpravidla funkčně vyhovující. Je ovšem možné vytvořit průchod 26 jiného tvaru, například ve tvaru průřezu rozváděcího kanálu 5 pro dosažení minimálního hydraulického odporu.

Je také možné vytvořit neznázorněný modul obsahující jen jeden separační prostor 4. V tom případě je vytvořen obvodový průtočný kanál 7 podél jedné delší strany a jedné kratší strany separačního prostoru 4, zatímco podél druhé delší strany je vytvořen rozváděči kanál. Sestavením dvou takových neznázorněných modulů vznikne shora popsaný základní modul se dvěma separačními prostory 4.

Lapač 29 f lotovaného kalu ftobr-rG-p}-)) je celý ponořen pod hladinou. Je tvořen skloněnou stříškou opatřenou

- ------------ nástavcem 40 Zf-ebr-j-T-y. Základníčást stříšky je vodorovná, zatímco nástavec 40, spojený se základní částí nebo tvořící s ní jeden celek, je šikmý, jeho průřez se tedy postupně mění. Nástavec 40 svírá s vodorovnou rovinou poměrně malý úhel. Nižší konec lapače 29 je pomocí přívodu 38 napojen na neznázorněný samostatný zdroj tlakového vzduchu s přetlakem odpovídajícím poměrně malé hloubce ponoru, to znamená, že lapač 29 je provzdušňovaný. Na opačném - vyšším konci lapače 29 je uspořádán odvod vyflotovaného kalu, jehož hlavní částí je mamutkové čerpadlo 39, s výhodou napojené na stejný zdroj tlakové— ho vzduchu jako přívod 38. Je také možné napojit mamutkové čerpadlo 39 na jiný neznázorněný samostatný zdroj tlakového vzduchu. Vyústění mamutkového čerpadla 39 je vyvedeno do libovolného místa některého z průtočných kanálů 7,9. Odtah kalu může být kontinuální nebo přerušováný, to znamená, že zdroj tlakového vzduchu, /případně-/

- ϊίγΛΪ )

zdroje tlakového vzduchu mohou být v podstatě v závislosti na intenzitě flotace činné trvale nebo přerušovaně. Zařízení podle vynálezu může být však uplatněno i bez lapače 29, například tam, kde nedochází ke zvýšené flotaci kalu v separaci.

V horní části separačního prostoru 4 jsou dělicí stěny 2 šikmé /(-obr. 2,3 ,-9-,-lO-y.Na tuto horní část navazuje spodní část 12 separačního prostoru 4, kde jsou dělicí stěny 2 s výhodou přímé a vzájemně rovnoběžné. V horní části každého separačního prostoru £ je provedena horní pasáž 10 a ve spodní části 12 spodní pasáž 11. Obě pasáže 10,11 vytvářejí komunikační propojení rozváděcího kanálu 5 se separačním prostorem 4 a jsou provedeny na téže straně separačního prostoru 4_. Horní pasáž 10 navazuje na rozšíření separačního prostoru 4 a je přitom vstupním průchodem pro aktivační směs do separačního prostoru 4 a tato vstupní horní pasáž 10 má zpravidla menší vstupní průřez než spodní pasáž 11, čímž vytváří horní pasáž 10 předřadný odpor pro proudění aktivační směsi při vstupu z rozváděcího kanálu 5 do separačního prostoru 4 /(obr .2 -, 3-)/. Horní pasáž 10 je provedena s vý. hodou jako štěrbina, rozprostírající se po celé délce separačního prostoru 4, /případně/jako přerušovaná štěrbina nebo jednotlivé, rovnoměrně rozmístěné štěrbinovité otvory. Osa spodních částí 12 separačních prostorů 4 je s výhodou svislá, může však být také skloněná tak, že je spodní část 12 separačního prostoru 4 odkloněná od

vstupního průtočného kanálu 5. Spodní pasáž 11 je provedena u dna separačního prostoru 4, je provedena otvory ve stěně spodní části 12 separačního prostoru 4, a její souhrnný průřez převyšuje i několikanásobně celkový prů- řez horní pasáže 10. Spodní pasáž 11 je určena především k přisávání aktivační směsi do spodní části 12 separačního prostoru 4, k vyrovnávání hladin v separačním prostoru 4. a v prostoru aktivace a také pro odvedení kalu při přerušení provozu.

Velikost vstupní pasáže 14 do fluidního filtru činí /

- pro velké komunálníčistírny - s menším koeficientem hydraulické nerovnoměrnosti do hodnoty 1,5 - nejméně 1^ plochy separace v její hladině.

Na výstup zahuštěné aktivační směsi ze separace je napojeno alespoň jedno sběrné ústrojí s alespoň jedním přečerpacím agregátem. U výhodného provedení jsou u dna spodních částí 12 uspořádána sběrná potrubí 13 sběrného ústrojí, která jsou napojena na sběrnou jímku 35, v níž je uspořádáno jako přečerpací agregát alespoň jedno čerpadlo, s výhodou jedno odstředivé čerpadlo 36, které je ta.kor

Arovnčž/zdrojem lokální turbulence. Výstup 27 * z čerpadla . - - 36 je. zaveden do obvodového průtočného kanálu 7 zá usměrňovací přepážku 28 v pohledu ve směru proudění aktivační směsi Usměrňovači přepážka 28 přehrazuje obvodový průtočný kanál 7 buď zcela, což je výhodné, nebo alespoň zčásti. Je podstatné, že výstup 27¹ je společně s přívodem 22 surové odpadní vody zaústěn do cir...............’' ,V;;IS^;KSVf ťWSJWJvhW kulačního okruhu do oblasti ve směru proudění za separačními prostory 4. Přívod 22 surové vody může být tedy zaústěn buď do oblasti přítoku přečerpacího agregátu, nebo do oblasti vyústění přečerpacího agregátu za usměrňovači přepážku 28. Výhodné, je nasměrování přívodu 22 surové vody do sběrné jímky 35, které na obr.l není znázorněno.

Rozváděči kanál 5 komunikuje horní pasáží 10 se separačními prostory 4 a prostřednictvím spodní pasáže li se sběrným potrubím 13 /(obr-. !,&-)/, v němž je zařazeno jako přečerpací agregát alespoň jedno čerpadlo, například neznázorněné mamutkové čerpadlo nebo několik neznázorněf>oprrp<2d<z^v ných mamutkových čerpadel, /-případně/již zmíněné odstředivé čerpadlo 36 umístěné ve sběrné jímce 35

4-ebg·. 1-,-8,11 y, jak již bylo uvedeno. Je-li uplatněno odstředivé čerpadlo 36 uložené ve sběrné jímce 35, není poprrpadt?' uplatněno žádné mamutkové čerpadlo, /případně/ je mamutkové čerpadlo zařazeno, jen do některých větví sběrného potrubí 13 pro posílení mísícího účinku zahuštěné aktivační směsi vystupující z vývodu 27 a dopadající do aktivační směsi v nádrži, /-případně/ ve sběrné jímce 35. Svým výstupem27* ústí_mamutkové čerpadlo - v případě zařazení sběrné jímky 35 odstředivé čerpadlo 36 - do obvodového průtočného kanálu 7 za usměrňovači přepážku 28 /f-efeřHr-y. Odstředivé čerpadlo 36 může být také nahrazeno mamutkovým čerpadlem. Oba druhy čerpadla mohou být umístěny jak ve sběrné jímce 35. tak i mimo sběrnou jímku

35, vždy je však čerpadlo součástí odvodu ze sběrné jímky 35., je tedy ke sběrné jímce 35 přiřazeno.

Tímto vzájemným propojením obvodového průtočného kanálu 7, rozváděcího kanálu 5, separačních prostorů 4« a prostřednictvím sběrného potrubí 13 sběrného ústrojí a sběrné jímky 35 zpětným spojením s obvodovým průtočným kanálem 7 je vytvořen cirkulační okruh aktivační směsi, ve kterém proudí aktivační směs postupným tokem. Obvodový průtočný kanál 7 je dělicí stěnou 2. po celé své délce zcela oddělen od separačních prostorů 4.

V obvodovém průtočném kanálu 7 a v rozváděcím kanálu 5 jsou u dna uspořádány provzdušňovací elementy 3, s výhodou s rozdílným odstupem tak, že různé úseky cirkulačního okruhu mají různou intenzitu provzdušňování. Podle přikladu provedení jsou provzdušňovací elementy 3 v oblasti přívodu surové odpadní vody uspořádány s větším odstupem než v následujících částech cirkulačního okruhu.

Je možné vytvořit provzdušňovací elementy 3 i se stejným odstupem, ale s různou intenzitou provzdušňování na různých místech cirkulačního okruhu, čímž je možné také přizpůsobit zářízení podle vynálezu různým podmínkám. Také je možné uplatnit provzdušňovací elementy i s časově proměnlivou intenzitou provzdušňování.

V obvodovém průtočném kanálu 7 na straně čelní stěny 6' s průchodem 26 do rozváděcího kanálu 5 je uspořádána již zmíněná usměrňovači přepážka 28.. Za tuto pře19 pážku 28 je zaústěn přívod 22 surové vody společně s výstupem 27¹ z neznázorněného mamutkového čerpadla nepoprfp&der bo mamutkových čerpadel, /případně/ z odstředivého čerpadla 36.. Obvodový průtočný kanál 2 má ve svých podélných částech podél separačních prostorů 4 tvar úzkého koridoru, jehož průřez je dán tvarem separačního prostoru 4. Zpravidla se obvodový průtočný kanál 7 shora dolů nejprve rozšiřuje /fobr-r-3-}/a ve spodní části jsou jeho stěny svislé a rovnoběžné. Při použití jiného tvaru separačního prostoru 4. mohou být stěny obvodového průtočného kapoprrp&teí' nálu 2 například šikmé a rovnoběžné,/přřpa-dně/šikmé a rozbíhající se.

Funkce popsaného základního modulu cirkulačního okruhu a způsob biologického aktivačního čistění odpadní vody s dynamickou nitrifikací a denitrifikací jsou popsány v následující části:

Aktivační směs cirkuluje v cirkulačním okruhu postupným tokem a je průběžně okysličována pneumatickou aerací, která současně zabezpečuje suspendaci aktivovaného kalu. Všechny jednotlivé částice aktivační směsi . _........postupují tedy v cirkulačním okruhu s alespoň“'jednou složkou vektoru své rychlosti ve směru postupu aktivační směsi jako celku v cirkulačním oběhu. Přitom je výhodné, že působením provzdušňovacích elementů 3 se jednotlivé částice pohybují i v rovině kolmé k postupu v cirkulačním okruhu a vykonávají například helikoidální pohyb.

Pro dosažení.vysoké koncentrace aktivovaného kalu v cirkulačním okruhu je aktivační směs podrobena během každého cirkulačního oběhu fluidní filtraci, při níž je ze směsi odseparována vyčištěná voda, přičemž separace probíhá v separačních prostorech 4, které pokrývají prakticky celou plochu nádrže s obvodovými stěnami 1. Fluidní filtrací odseparovaná vyčištěná voda se odebírá sběrnými žlaby 15 a její množství je vždy menší než množství aktivační směsi cirkulující v cirkulačním oběhu ve stejném časovém úseku. Je výhodné, že vyčištěná voda se odebírá fluidní filtrací jen z části cirkulující aktivační směsi, což umožňuje dosažení vysoké intenzity cirkulace,, a tím také vysokého stupně denitrifikace. Toho se dosahuje podle příkladu provedení tím, že se aktivační směs přisává z rozváděcího kanálu 5 spodní pasáží 11 do oblasti sběrného ústrojí u dna separačního prostoru 4.

Cirkulace je vyvolávána přívodem surové odpadní vody, přečerpáváním zahuštěné aktivační směsi z fluidniho filtru zpět do cirkulačního okruhu za usměrňovači přepážku 28 a odvodem vyčištěné vody sběrnými žlaby 15.. Aktivační směs se tak uvádí do cirkulačního oběhu s charakterem postupného toku._Do cirkulačního oběhu se ne j- .. prve přimísí surová odpadní voda, s výhodou za usměrňovači přepážkou 28 nebo ve sběrné jímce 35. To způsobí u povrchu částic aktivovaného kalu deficit kyslíku vyvo'Potorrj lávající denitrifikační pochody. se aktivační směs působením provzdušňovací ch elementů 3. postupně okysliču21

je aerací za současné suspendace aktivovaného kalu, a to převážně při cirkulaci v průtočných kanálech 7 až do dosažení podmínek nutných pro průběh nitrifikačních pochodů, tj. okysličí se do té míry, že voda v aktivační směsi před odebráním fluidní filtrací je nasycena kyslíkem do takové míry, žě v průběhu fluidní filtrace nevzniknou anoxidní podmínky. Aerace se provádí pneumatickým provzdušňováním s proměnlivou intenzitou z hlediska ?oiom času a/nebo místa v cirkulačním okruhu. se aktivační směs podrobí fluidní filtraci v separačních prostorech 4. Do zahuštěné aktivační směsi s nitráty vzniklými oxidací dusíkatého znečistění odpadní vody se přimísí surová odpadní voda, například ve sběrné jímce 35, čímž během jednoho oběhu proběhnou všechny pochody komplexního čistění odpadní vody s odstraněním organických a dusíkatých látek. Zpravidla se aktivační směs postupně okysličuje aerací až do dosažení nebo i překročení koncentrace rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi alespoň dva miligramy kyslíku na jeden litr aktivační směsi. Tím se dosáhne optimálního procesu při biologickém čistění odpadních vod, jak bude dále podrobněji popsáno.

= Aktivační směs vstupuje do’ separačních prostorů 4 pro fluidní filtraci horní pasáží 10 a do rozšiřujícího se prostoru separačního prostoru 4, kde především probíhá fluidní filtrace, se dostává vstupní pasáží 14. ze spodní části 12 do rozšiřující se části separačního prostoru 4.. Účinnost saparace fluidní filtrací závisí mimo jiné na velikosti vstupní pasáže 14. Pro velké komunální čistírny s nízkým koeficientem hydraulické neί

rovnoměrnosti do hodnoty 1,5 činí optimální velikost

Y plochy vstupní pasáže 14 nejméně 10|% plochy separace v hladině. Ve fluidním filtru v separačním prostoru 4 dojde fluidní filtrací k oddělení vyčištěné vody od aktivovaného kalu, přičemž voda zbavená suspenze aktivovaného kalu je odváděna sběrnými žlaby 15 z čisticího systému. S výhodou je průtok cirkulačního oběhu aktivační směsi alespoň dvojnásobkem odběru vyčištěné vody za stejný časový úsek. Flotovaný kal zachycený lapačem 29 je odváděn do oblasti aktivace, zpravidla do libovolného místa některého z průtočných kanálů 7,9. Filtrací zahuštěný aktivovaný kal protiproudně propadá vstupní pasáží 14 do spodní části 12 ke sběrnému potrubí 13 umístěnému u dna spodní části 12.. Vývod 27 sběrného ústrojí, popFrpQdGF potom fpaďně) neobsahuje-li čerpadlo, {-pak/ přímo sběrné potrubí nebo sběrná potrubí 13 jsou zaústěna do sběrné jímky 35, odkud je aktivační směs odčerpávána odstředivým čerpadlem 36 vytvářejícím vysokou lokální turbulenci.

Lokální turbulence vyvolávaná odstředivým čerpadlem je potřebná pro uvolnění bublinek plynného dusíku, které ulpěly na částicích aktivovaného kalu v procesu denitrifikace. Proudění aktivační... směsi do sběrné-,, jímky 35 je gravitační v důsledku rozdílu hladin v nádrži a ve sběrné jímce 35.. Vyžadují-li to místní podmínky, je ovšem možné zařadit do sběrného ústrojí čerpadlo, například mamutkové čerpadlo.

Spodní pasáž 11 také umožňuje v případě přerušení provzdušňování reaktoru prostup aktivovaného kalu ze separačního prostoru 4. do rozváděcího kanálu 5, čímž se zamezí nežádoucímu zanášení spodní části 12 kalem. Spodní pasáž 11 zároveň zabezpečí vyrovnání hladin v separaci a aktivaci při napouštění reaktoru nebo při jeho odkalování, což umožňuje beztlakové řešení vestaveb reaktoru .

Do zahuštěné aktivační směsi po fluidni filtraci je do cirkulačního oběhu v obvodovém průtočném kanálu 7 přimíšena surová odpadní voda, která způsobí nárazový pokles rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi, zejména u povrchu částic aktivovaného kalu, čímž vytvoří podmínky pro dynamickou denitrifikaci. Denitrifikační procesy přitom nevyžadují anoxidní podmínky v celém objemu aktivační směsi, zcela postačuje vytvoření lokálních anoxidnich podmínek u povrchu, /případné/na povrchu částic aktivovaného kalu. Tvar obvodového průtočného kanálu ve formě úzkého koridoru umožňuje, že pro suspendaci aktivovaného kalu při značné rychlosti proudění aktivační směsi stačí i malá intenzita provzdušňování. Tím se nenarušuje režim denitrifikace, vyžadující nízký obsah kyslíku v aktivační směsi.

Při průběžném provzdušňování aktivační směsi během postupného toku dochází k odbourávání znečisťujících látek v aktivační směsi oxidací a k postupnému sycení aktivační směsi kyslíkem až na hodnotu nad 2 mg 0/1, čímž jsou vytvořeny podmínky pro nitrifikaci dusíkatých látek. Zvýšený obsah rozpuštěného kyslíku se současně příznivě projeví i na účinnosti následné separace akti.tVtjj.“.!'· protogz vovaného kalu fluidni filtrací,/nebet^ vyšší obsah kyslíku v aktivační směsi zabrání denitrifikačním pochodům při fluidni filtraci. To jednak zabraňuje flotaci aktivovaného kalu v separačním prostoru 4, jednak zabraňuje uvolňování fosforu z aktivovaného kalu do vyčištěné vody.

Cirkulující aktivační směs přináší do zóny cirkulačního okruhu se sníženým obsahem rozpuštěného kyslíku dusičnany, vzniklé v nitrifikační zóně s dostatkem kyspoíom líku. V této zóně se sníženým obsahem kyslíku jsou /pak/ dusičnany redukovány na plynný dusík, a tím dochází k denitrifikaci. Bublinky plynného dusíku, které ulpí během denitrifikace na částicích aktivovaného kalu, jsou odstraňovány při cirkulaci aktivační směsi v cirkulačním okruhu zdrojem pohybu s vysokou lokální intenzitou turbulence, například odstředivým čerpadlem 36.. Energie proudění pro vyvolání lokální intenzivní turbulence lze s výhodou použít- i pro smísení cirkulující aktivační směsi s čištěnou odpadní vodou, přičemž surová odpadní voda přimíšená do cirkulující aktivační směsi způsobuje kromě snížení obsahu rozpuštěného kyslíku i přivedení

- uhlíku nutného pro denitrifikační pochody. Střídání nit- — rifikačních a denitrifikačních podmínek v cirkulující aktivační směsi vytváří současně podmínky pro akumulaci fosforu v kalu, a tím pro vysoký stupeň odstranění fosforu z vyčištěné vody.

Účinnost popsané dynamické denitrifikace odpadní

vody v cirkulačním koloběhu aktivační směsi s periodickým střídáním nitrifikačních a denitrifikačních pochodů potom závisí/pak/na intenzitě cirkulace aktivační směsi podle výrazu kde n je poměr množství vody protékající jedním průřezem v cirkulačním okruhu za jednotku času k množství přiváděné surové vody za stejnou jednotku času. Tento poměr představuje intenzitu cirkulace v cirkulačním okruhu. Například pro dosažení 75% účinnosti redukce dusičnanů je zapotřebí podle uvedeného výrazu trojnásobné intenzity cirkulace ve srovnání s čištěným množstvím. Popsaný proces biologického čistění odpadní vody je obvykle účinný při intenzitě cirkulace aktivační směsi v rozsahu dvojnásobku až šestinásobku množství čištěné vody. Pro velmi koncentrované odpadní vody může být intenzita cirkulace i mnohem vyšší a tedy množství vody protékající v cirkulačním okruhu může být mnohonásobkem přiváděné

Potom surové odpadni vody. /Pak/ je také třeba, aby přisávání aktivační směsi spodní pasáží ke vstupu do sběrného ústrojí bylo vyšší. To je stanoveno velikostí předřadného odporu, tj. průchodností horní pasáže 10.

Celková intenzita biologických čisticích procesů závisí na koncentraci aktivovaného kalu v čisticím systému, která je přímo závislá na účinnosti separace. Nut-

}«M

' dosažení požadované účinnosti denitrifikace zvyšuje nároky na kapacitu separace.

' - Integrální vřazení fluidní filtrace do cirkulačního oběhu aktivační směsi s využitím celé plochy aktivace pro separaci zabezpečuje vysokou koncentraci aktivované‘ροίοη?

ho kalu, která /pak/ zajišťuje nízké zatížení kalu nutné pro průběh nitrifikace jako hlavní podmínky pro odstranění dusíkatého znečistění z odpadních vod. Významnou vlastností popsaného způsobu dynamické nitrifikace a denitrifikace je i jeho vysoká účinnost odstraňování fosfátů z odpadní vody, a to s celkovou redukcí fosforu až

V ⁸⁰r

Popsaným způsobem proběhnou během jediného oběhu v cirkulačním okruhu všechny postupy komplexního biologického procesu čistění s odstraněním organických a duiake' síkatých látek a /rovněž/ s vysokou účinností odstranění „ fosfátů z odpadní vody.

. Příklad způsobu 1

Jde o popsaný způsob podle vynálezu prováděný v komunální čistírně odpadních vod pro horské rekreační středisko a dokumentování výsledků tohoto způsobu. Pro takovou čistírnu je charakteristické sezónní zatížení >

s maximem v zimním a letním období. Hydraulické špičkové zatížení činí 200 m³ za hodinu a v období mimo sezónu činí 100 m³/h. Stejně tak vykazuje značné výkyvy látkové zatížení s maximálními hodnotami v letním a zimním období.

Tento příklad způsobu probíhá na zařízení podle obr.l až 5, tj. v základním modulu a bude dále popsán pro případ špičkového zatížení tohoto čisticího zařízení. Surová odpadní voda se přivádí hlavním přívodem 22 na začátek obvodového průtočného kanálu T_, a to při špičkovém zatížení v množství 200 m³/h. Látkové zatížení surové odpadní vody je patrné z tabulky I. Aktivační směs vracená zpět z biologického procesu se přivádí vývodem sběrného ústrojí 27 do sběrné jímky 35, a to v množství odpovídající přibližně trojnásobku přiváděné surové odpadní vody. tj. 600 m³/h. Toto množství je určeno dimenzováním sběrného potrubí 13. v případě samotížného toku aktivační směsi hloubkou sběrné jímky 35., v případě zařazení neznázorněného čerpadla také jeho výkonem. Koncentrace aktivovaného kalu v aktivační směsi je v rozsahu 6 až 8 kg/m³.

Působením odstředivého čerpadla 36 se ode dna sběrné jímky 35 přečerpává aktivační směs do začátku obvodového průtočného kanálu 7, kde dochází k intenzivní denitrifikaci.

Obecně Izé uvést, že denitrifikace probíhá v aktivačním prostoru bez jakéhokoliv vymezení denitrifikačního prostoru v dlouhých průtočných sériové propojených kanálech, které byly vytvořeny vložením separačních prostorů do nádrže. Tím jsou vytvořeny podmínky pro denitrifikaci s místní nebo časovou změnou intenzity provzdušňování aktivační směsi v průtočných kanálech s pístovým charakterem toku, kterou lze označit jako dynamickou denitrifikaci na rozdíl od statické denitrifikace probíhající podle známých . postupů

- 28 v oddělené nádrži. Regulace místního průběhu provzdušňování je dána rozmístěním provzdušňovacích elementů 3. v průtočných kanálech. Regulace časového průběhu provzdušňování, prováděná změnou přiváděného množství vzduchu, je odvozena od obsahu dusičnanů v aktivační směsi stanovovaného v průběhu čisticího procesu známým měřicím postupem. Pomocí této regulace se vytvářejí v aktivačním prostoru, představovaném průtočnými kanály, anoxidní podmínky do té míry, která je nezbytná v závislosti na obsahu dusičnanů v surové odpadní vodě a na požadavcích na zbytkový obsah dusičnanů ve vyčištěné vodě. Tato dynamická denitrifikace umožňuje zvýšení účinnosti čisticího procesu bez nutnosti zvyšování intenzity cirkulace

Ta deaktivační směsi. /Rovněž/ umožňuje přizpůsobování systému měnícímu se hydraulickému a látkovému zatížení a nárokům na kvalitu vyčištěné vody.

Proces denitrifikace pokračuje dále při postupném toku aktivační směsi obvodovým průtočným kanálem 7. /(obr.1)/, po dosažení podmínek pro nitrifikační proces, uvedených v obecném popisu způsobu, se přechází na nitrifikační proces. V další části obvodového průtočného kanálu 7, v jeho části v oblasti sběrné jímky 35. a v rozváděcím kanálu 5, kam vstupuje aktivační směs průchodem 26, probíhá dále nitrifikační proces. V obvodovém průtočném kanálu ]_ je průtok asi 800 m³/h.

Z rozváděcího kanálu 5 postupuje aktivační směs zčásti horní pasáží 10 do fluidního filtru v separačním prostoru 4, zčásti spodní pasáží 11 ke dnu separačního

- 29 prostoru 4., odkud je převážně odvedena sběrným potrubím 13 sběrného ústrojí. Poměr mezi množstvím aktivační směsi odváděné k fluidní filtraci a množstvím aktivační směsi odvádění sběrným potrubím 13 je zpravidla 1:3. Z horní části fluidniho filtru se sběrnými žlaby 15 odvádí vyčištěná voda, a to v množství rovnajícím se přibližně množství přiváděné surové odpadní vody.

Průměrné koncentrace znečištění pro sezónu i období mimo sezónu ukazuje následující tabulka I.

TABULKA I

druh znečištění	rekreačr vstup mg/1	ií sezóna výstup mg/1	mimo ε vstup mg/1	;ezónu výstup mg/1
BSK s	488,0	6,3	116,0	2,6
CHSK	951,0	28,0	269,0	15,8
NL	606,0	17,0	165,0	9,0
P tot	7,0	0,53	2,6	0,35
N-NH * 4	36,0	3,90	8,9	0,48
N-NO 3	0,17	9,50	0,3	7,0
N-NO 2	0,01	0,05	0,03	0,03
= N org	— 22,0	2,0	8,0 .	- 1,8
N tot	57,0	15,5	17,2	9,3

kde BSK_s značí biologickou spotřebu kyslíku za pět dní na ' jeden kilogram biologického oživeni aktivovaného kalu

CHSK chemickou spotřebu kyslíku NL nerozpuštěné látky

P tot celkové množství fosforu v odpadní vodě N org množství organicky vázaného dusíku N tot celkové množství dusíku

ho.

Příklad způsobu 2

Jde o popsaný způsob biologické/ čistění, využitý pro čištění kejdy prasat, která představuje příklad mimořádně znečištěné odpadní vody s koncentrací organických látek, dusíku a fosforu, která řádově převyšuje koncentraci komunálních odpadních vod. Jde také o dokumentování výsledků způsobu podle vynálezu.

Příklad 2 probíhá ^?ovně^ na zařízení podle obr.l až 5, tj. v základním modulu a bude dále popsán pro běžné zatížení tohoto čisticího zařízení.

Surová odpadní voda se přivádí hlavním přívodem 22 na začátek obvodového průtočného kanálu 7, a to v množství asi 20 m³/h. Látkové zatížení surové odpadní vody je patrné z tabulky II. Aktivační směs vracená zpět z biologického procesu se přivádí vývodem sběrného ústrojí 27 do sběrné jímky 35, a to v množství odpovídající přibližně desetinásobku přiváděné surové odpadní vody^ tj. 200 m³/h. Toto množství je určeno dimenzováním sběrného potrubí 13., v případě samotížného toku aktivační směsi hloubkou sběrné jímky 35, v případě zařazení neznázorněného čerpadla také jeho výkonem. Koncentrace aktivovaného kalu v aktivační směsi je 12 až kg/m³.

Působením odstředivého čerpadla 36 se ode dna sběrné jímky 35 přečerpává aktivační směs do začátku obvodového průtočného kanálu 7, kde dochází k intenzivní denitrifikaci, jak bylo popsáno v obecné části popisu způsobu.

Řízený proces denitrifikace v celém objemu

aktivačního prostoru umožňuje využití obsahu organických látek v surové odpadní vodě pro průběh denitrifikace s podstatně vyšší účinností než lze dosáhnout u známých postupů statické denitrifikace s odděleným denitrifikačním prostorem. Pro kejdu prasat představuje tato dynamická denitrifikace postup, kterým je možné dosáhnout kvality vody vyhovující z hlediska obsahu dusičnanů i velmi přísným normám. V tabulce III je pro konkrétní případ uveden obsah celkového množství dusíku ve vyčištěné vodě 30 mg/1, dynamickou denitrifikací však lze dosáhnout hodnot jen několika miligramů N v jednom litru vyčištěné vody.

Proces denitrifikace pokračuje dále při postupném toku aktivační směsi podélnou částí obvodového průtočného kanálu ]_ ^obr. po dosažení podmínek pro nitrifikační proces, uvedených v obecném popisu způsobu, se přechází na nitrifikační proces. V další části obvodového průtočného kanálu 7, v jeho části v oblasti sběrné jímky 35 a v rozváděcím kanálu 5, kam vstupuje aktivační směs průchodem 26, probíhá dále nitrifikační proces. V obvodovém průtočném kanálu 7 je průtok asi

- 220 m³/h. „ - .....--Z rozváděcího kanálu 5 postupuje aktivační směs zčásti horní pasáží 10 do fluidního filtru v separačním prostoru 4, zčásti spodní pasáží 11 ke dnu separačního prostoru 4., odkud je převážně odvedena sběrným potrubím 13 sběrného ústrojí. Poměr mezi množstvím aktivační směsi odváděné k fluidní filtraci a množstvím aktivační směsi odvádění sběrným potrubím 13 je zpravidla 1:10.

At

Z horní části fluidního filtru se sběrnými žlaby 15 odvádí vyčištěná voda, a to v množství rovnajícím se přibližně množství přiváděné surové odpadní vody.

Vstupní hodnoty kejdy po mechanické separaci hrubé frakce ukazuje tabulka II.

TABULKA II

	množství v mg/1
CHSK	24Í170
BSK	7/500
s	Λ
NL	9^90
N-NH +	Íj060
N tot	A L640
P tot	4 v Γ970 Δ

Byl uplatněn řízený režim provzdušňování, a to odstupňovaná intenzita provzdušňování v cirkulačním okruhu s regulovaným časovým průběhem provzdušňování podle vynálezu. Na výstupu bylo dosaženo parametrů kvality vody, uvedený v tabulce III.

A®

Další neznázorněná varianta zařízení podle vynálezu má kruhovou nádrž, v níž jsou průtočné kanály 9,7, rozváděči kanály 5 a separační prostory 4 uspořádány shodně jako u provedení podle obr.8 s tím, rozdílem, že separační prostory 4 jsou svou délkou a obvodové průtočné kanály 7 svým tvarem přizpůsobeny tvaru nádrže. Tato varianta je vhodná zejména pro rekonstrukce kruhových sedimentačních nádrží obvyklých například u již vybudovaných a používaných komunálních čistíren odpadních vod klasického typu a to pro zvýšení jejich kvalitativních i kvantitativních parametrů. Při rekonstrukci kruhových dosazovacích riádrží stávajících čistíren komunálních vod lze ponechat neznázorněný shrabovací most původního řešení a využít jej pro přístup k jednotlivým místům nádrže reaktoru při provozní kontrole.

Funkce reaktoru je přitom v podstatě shodná s funkShor^ cí předcházejících příkladných reaktorů popisovaných /vý-/ Zše/, zejména s reaktorem podle obr.8 až 11.

Průmyslová využitelnost

Způsob a zařízení podle vynálezu jsou vhodné jak k,výrobě, nových čistíren, tak i. . k restrukturalizaci a rekonstrukci stávajících čistíren klasického typu se samostatnými aktivačními a sedimentačními nádržemi.

Vynález je tedy možno využít k relativně jednoduchému přebudování těchto dosavadních čistíren s dosažením jejich výrazné intenzifikace^,a to jak zvýšením je

jich kapacity, tak i zvýšením samotné účinnosti čistění, navíc včetně odstraňování fosforu a dusíku.

Claims

PATENTOVÉ

Y

NÁROKY

1. Způsob biologického aktivačního čistění odpadních vod, při němž se odpadní vody biologicky čistí aktivačním procesem, při--kterém dochází k nitrifikaci, vyznačující se tím, že aktivační směs, obsahující alespoň zčásti aktivovanou odpadní vodu včetně biomasy s mikroorganismy, se uvádí do cirkulačního oběhu s charakteristikou postupného toku, z něhož se fluidni filtrací odebírá vyčištěná voda a aktivační směs se po tomto odebrání vyčištěné vody mísí se surovou odpadní vodou, což způsobí u povrchu částic aktivovaného kalu deficit kyslíku vyvolávající denitrifikační pochody, a aktivovaný kal se udržuje v suspendaci a v průběhu postupného toku se aktivační směs sytí kyslíkem a přitom se postupně přechází od denitrifikace k nitrifikaci za současného čistění přidané odpadní vody, přičemž dusičnany vytvořené nitrifikací se vracejí s aktivační směsí do procesu denitrifikace, a tím během jednoho oběhu proběhnou všechny pochody komplexního čistění odpadní
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stejném časovém úseku je množství vyčištěné vody odebírané z cirkulačního oběhu fluidni filtrací menší jnež množství aktivační směsi cirkulu

4.

4.

jící v cirkulačním oběhu.

Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že aktivační směs smísená se surovou odpadní vodou se postupně okysličuje aerací za současné suspendace aktivovaného kalu až do dosažení koncentrace rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi alespoň dva miligramy kyslíku na jeden litr aktivační směsi.

Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že aerace se provádí pneumatickým provzdušňováním s proměnlivou intenzitou z hlediska času a/nebo místa v cirkulačním okruhu.

Způsob podle nároku 1, vyznaču tím, že průtok cirkulačního oběhu aktivační směsi je alespoň dvojnásobkem odběru vyčištěné vody.

, Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že aktivační směs se uvádí do cirkulačního oběhu přívodem surové odpadní vody, odvodem vyčištěné vody a nuceným přiváděním separací zahuštěné aktivační směsi do cirkulačního oběhu za oblast separace.

. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyčištěná voda se odebírá fluidní filtrací z části cirkulující aktivační směsi.

8. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, které zahrnuje ve společné nádrži aktivační prostor a vzhůru se rozšiřující podélné separační prostory, ze kterých jsou vyvedeny odvody vyčištěné vody, a každý separační prostor je vymezen dělicími stěnami a čely a komunikuje na jedné podélné straně s aktivačním prostorem, přičemž mezi dělicími stěnami separačních prostorů navzájem a mezi dělicími stěnami a stěnami nádrže vznikají oddělené podélné kanály, v nichž jsou umístěny provzdušňovací elementy, vyznačující setím, že vždy dva separační prostory (4) jsou uspořádány k sobě přilehle podélnými stranami, ve kterých jsou provedena komunikační propojení s aktivačním prostorem a mezi těmito podélnými stěnami vytvořený podélný rozváděči kanál (5) je na jednom konci zcela uzavřen koncovou stěnou, zatímco na protilehlém konci má průchod, kterým je napojen na systém průtočných kanálů (9,7), stranově oddělených od separačního prostoru (4), a systém průtočných kanálů (9,7) a alespoň jeden rozváděči kanál (5) tvoří sou— část cirkulačního okruhu, přičemž další součást cirkulačního okruhu tvoří sběrné ústrojí napojené na výstup aktivační směsi ze separačního prostoru (4), a na toto sběrné ústrojí je napojen alespoň jeden přečerpací agregát, jehož vyústění tvoří začátek cirkulačního okruhu, přičemž přívod surové vody je zaús'^::v'

-----------=.---------38 těn buď do oblasti přítoku přečerpacího agregátu nebo do oblasti jeho vyústění, a cirkulační okruh je opatřen alespoň jednou usměrňovači přepážkou (28).

9. Zařízení podle nároku 8,vyznačující se tím, že sběrné ústrojí je umístěno u dna separačního prostoru (4) pro fluidni filtraci, přičemž komunikační propojení s aktivačním prostorem je vytvořeno horní pasáží (10) a spodní pasáží (11), které jsou obě umístěny na téže straně separačního prostoru (4), horní pasáž (10) navazuje na rozšíření separačního prostoru (4) a spodní pasáž (11) je u jeho dna, přičemž horní pasáž (10) je menší nežli spodní pasáž (11), takže vytváří předřazený odpor pro proudění aktivační směsi.

10. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že cirkulační okruh je tvořen alespoň jedním základním modulem, v němž je dvěma vnitřními dělicími stěnami“ (2) vytvořen rozváděči kanál (5) a vnější děř ' licí stěny (2) tvoří vždy jednak spolu s vnitřní dělicí stěnou (2 ) separační prostor (4), jednak spolu „ s obvodovou stěnou (1) nádrže nebo vnější stěnou dalšího modulu obvodový průtočný kanál (7), přičemž roz(5) je čelně spojen s obvodovým průtoč(7) a stranově se separačním prostorem vadeci kanal ným kanálem (4).

ιΤ·,·ι tucil íií ϊτ;.·

O ·* T ^M ··_-«· »·.!.ν.Χίί

11. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že v cirkulačním okruhu je zařazena sběrná jímka (35) opatřená čerpadlem (36), do níž jsou zaústěny vývody (27) sběrného ústrojí přivádějícího aktivační směs a výstup (27’) z čerpadla (36) je zaústěn za přepážku (28) na začátku průtočného kanálu (7).

12. Zářízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že do sběrné jímky (35) je zaústěn přívod (22) surové odpadní vody.

13. Zařízení podle nároku 10,vyznačuj ící se tím, že k základnímu modulu jsou kolmo k němu přiřazeny přídavné moduly shodného provedení.

14. Zářízení podle nároku 10,vyznačující se tím, že základní modul je uspořádán s osou procházející středem nádrže a přídavné moduly jsou uspořádány souměrně podle základního modulu a kolmo k němu.

15.Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že k základnímu modulu je přiřazen alespoň jeden s ním rovnoběžný přídavný modul, přičemž takto vytvořená soustava rovnoběžných modulů je souměrná podle osy, procházející středem nádrže.

16. Zářízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že v oblasti přívodu surové odpadní vody jsou provzdušňovací elementy (3) uspořádány s větším odstupem než v následujících částech cirkulačního okruhu.

17. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 8 až 16, v y značujícíse tím, že velikost průtočného průřezu vstupní pasáže (14) do fluidního filtru je větší než 10 % plochy hladiny v separačním prostoru ( 4 ) .

18. Zářízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že sběrné ústrojí je opatřeno alespoň jedním čerpadlem.

19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že čerpadlo je vytvořeno jako odstředivé čerp&prTp&dcz'' padlo (36) a je/případně/ umístěno ve sběrné jímce (35) .

20. Zářízení podle kteréhokoliv z nároků 8 až 19, vyznačující se tím, že separační prostor (4) pro fluidní filtraci je uspořádán po celé délce kanálů (5,9) cirkulačního okruhu, přičemž vstup aktivační směsi do separačního prostoru (4) pro flu

idní filtraci a sběrné ústrojí pro odvod zahuštěné aktivační směsi ze separačního prostoru (4) jsou provedeny po celé jeho délce.

21. Zařízení podle nároku §., vyznačující se tím, že v horní části separačního prostoru (4) je uspořádán lapač (29) flotovaného kalu, který je tvořen skloněnou stříškou, k jejíž nižší straně je napojen přívod (38) tlakového vzduchu a vyšší strana je opatřena odvodem flotovaného kalu ve formě mamutkového čerpadla (39) zaústěným do oblasti aktivace, přičemž je celá stříška pod hladinou nádrže.

2-4

22. Září zení podle nároku , vyznačující se tím, že stříška je tvořena vodorovnou základní částí a s ní spojeným šikmým nástavcem (40).