CZ236996A3 - Způsob čištění odpadních vod v aerobním prostředí a zařízení k jeho provedení - Google Patents

Abstract

Způsob čištění odpadních vod s přerušovaným přítokem, při němž se v systému čistírny na nečistoty působí aktivním povrchem na ose volně otočně uložených kartáčů, když odpadní voda přitéká do aerobního biologického stupně čištění, vytvořeného jako alespoň jeden žlab (1,100) nebo soustavu žlabů s uvnitř otočně uloženými kartáči (13) s biomasou aerobních mikroorganizmů na jejich povrchu? jejichž spodní část zasahuje pod hladinu průtoku a otáčejícími se v dráze průtoku čištěných odpadních vod. Zařízení sestává z nejméně jednoho žlabu (1, 100) nebo jejich soustavy, z nichž alespoň jeden je opatřen alespoň jedním, volně otočně uloženým kartáčem (13) a/nebo alespoň jedním nejméně jednochodým a volně otočně uloženým šnekem (14). Jejich spodní část zasahuje pod hladinu průtoku a jsou s výhodou spojeny s prostředky polohovatelného uložení.

Description

Vynález je z oblasti čištění odpadních vod a týká se způsobu jejich čištění v aerobním prostřed!

při průběžném nebo řízené přerušovaném průtoku čištěné odpadní vody. Zařízení k uskutečnění tohoto způsobu sestává ze soustavy žlabů, v nichž jsou volně otočné uloženy kartáče, spirálové kartáče nebo šneky s aerobní biomasou na jejich povrchu.

Dosavadní stav techniky

Pro čištění odpadních vod jsou používány čistírny, jejichž konstrukční uspořádání obsahuje stacionární či pohyblivá zařízení, umožňující zvětšení aktivní plochy stupně čištění v podstatě bez ohledu na to zda uvedený stupeň čištění probíhá jako aerobní, anaerobní nebo anoxické. Jako příklady provedení takových čistíren odpadních vod, popřípadě i příklady způsobů čištění odpadních vod jimi protékajících, je možno uvést následující řešení, spoluvytvářející dosavadní stav techniky v tomto oboru.

Zařízení pro biologické aktivační čištění odpadních vod, známé z patentového spisu CZ 279 587 B6, sdružuje v nádrži ve společné aktivačním prostoru alespoň dva trychtýřovité separátory pro fluidní filtraci. Aktivační prostor je rozdělen jejich plášti a dělícími stěnami mezi nimi vytvořenými na středový aktivační prostor přehrazený přepážkou, když plášti separátorů, dělícími stěnami a přepážkou vymezené prostory nádrže jsou pomocí pasáže v dělící stěně a propojovacích prostředků vzájemně začleněny do uzavřeného cirkulačního okruhu zahrnujícího rovněž sběrný systém aktivovaného kalu ze separátorů, napojený na přečerpávací agregát, jehož výtlak ústí do obvodového aktivačního prostoru, umístěného protilehle k pasáži v přepážce.

Patentový spis CZ 279 589 B6 obsahuje popis zařízení k provedení způsobu biologického aktivačního čištění, jenž je rovněž obsahem uvedeného spisu. Zaňzení obsahuje vždy dva separační prostory, uspořádané vzájemně přilehle svými podélnými stranami, ve kterých jsou provedena komunikační propojení s aktivačním prostorem a mezi těmito podélnými stěnami vytvořený rozvodový kanál je na jednom konci zcela uzavřen čelní stěnou, zatímco jí protilehlý konec je opatřen průchodem, spojeným se systémem průtočných kanálů.

Reaktor pro biologické aktivační čištění vody dle patentu CZ 279 609 B6 sdružuje v nádrži aktivační prostor a vzhůru se rozšiřující trychtýřový separační prostor pro fluidní filtraci malých zdrojů splaškových vod. V reaktoru je mezi aktivačním a separačním prostorem vytvořen cirkulační okruh, přičemž separační a aktivační prostor vzájemně komunikují převáděcí pasáží se vstupním otvorem,

průchodem a přečerpávacím agregátem. Sací vstup do přečerpávacího agregátu je zaveden ke dnu separačního prostoru, když jeho výstup ústí do aktivačního prostoru.

Klečový biokontaktor čističky odpadních vod, známý ze zveřejněné přihlášky vynálezu CZ PV

1313-92 A3, sestává z vícehranné klece, mezi jejímiž rovnými styčnými hranami a krytem středového hřídele jsou umístěny přepážky opatřené třemi řadami kruhových otvorů, a z hadicových segmentů z plastu, uložených v řadě rovin kolmých k ose rotace klece; hadicové segmenty jsou provedeny ve tvaru otevřených smyček uspořádaných tak, že vrcholy jejich oblouků prochází otvory přepážky umístěnými blízko obvodu klece, přičemž jeden konec hadicových segmentů je protažen otvorem následující přepážky umístěným přibližně ve středu její výšky, zatímco opačný konec je protažen otvorem přepážky . následující, umístěným nejblíže ose rotace tak, aby oba konce hadicového segmentu byiy otevřeny ve směru otáčení klece. Prostor mezi hadicovými segmenty je vyplněn sypkou výplní, kupříkladu sekanými trubkami, keramickými prstenci, polystyrénovými kuličkami.

Spis CZ 921 U obsahuje popis zařízení pro čištění odpadních vod rotujícím biokontaktorem, sestávajícím z biologické vany, v níž je uložen rotační hřídel s elektromotorem. Na obou stranách rotačního hřídele jsou upevněna čela s mezilehle umístěnými flexibilními a do čel zapuštěnými děrovanými trubkami s uzavřenými bočními otvory, jejichž vnitřní povrch je vyplněn materiálem s vysoce aktivním povrchem, například polystyrénovými kuličkami, aktivním uhlím, expandovaným zeoittem, apod.

Zapsaný užitný vzor CZ 922 U obsahuje popis součásti čistícího zařízení odpadních vod, sestávajícího z flexibilní trubice vytvořené ze sítoviny, vytvářející kostru pro vznik bioblány.

TOP reaktor die popisu k zapsanému užitnému vzoru CZ 1134 II sestává z plastové nádrže tvořené elektricky řízeným reaktorem s provzdušňovacím roštem, čerpadlem čisté vody, odkalovacím potrubím a je osazen dmychadlem.

Čistírna odpadních vod s přerušovaným průtokem aktivační nádrže, tvořící předmět zapsaného užitného vzoru CZ 2799 U, zahrnuje aktivační nádrži s čerpadlem předřazenou vyrovnávací nádrž, vytvářející současně skladovací nádrž přebytečného kalu z aktivační nádrže a mimoto obsahující čerpadlo surové vody. . . .. .... . _

Do známého stavu techniky náleží rovněž způsob čištění odpadních vod a zařízení k jeho prováděni, známé ze zveřejněné přihlášky vynálezu CZ PV 1486-94, resp. zařízení pro biologické čištění odpadních vod dle zapsaného užitného vzoru CZ 2699 U. Uvedený způsob přitom spočívá v tom, že na odpadní vody v anaerobním prostředí se působí aktivním povrchem vložených tělísek a vytváří se tak výkonný čistící systém biomasy a jejího nosiče vyznačený tím, že čištěná voda přitéká do biologické části na soustavu lineárních textilních útvarů s vysokým měmým povrchem při definované průtokové rychlosti, přičemž dopředný průtok je omezen uvedenými a aktivně působícími lineárními textilními útvary s rovněž aktivní biomasou. Podstata uvedeného zařízení spočívá v tom, že sestává z přítokové čášíš, anaerobního filtru a odtokové části, přičemž přítok je umístěn v horní části přítokové části, vnitřní prostor anaerobního biofiltru je vyplněn soustavou lineárních textilních útvarů a odtok z anaerobního biofiltru má odtokovou přepážku.

Způsob provzdušňování kapalin a povrchové provzdušňovací lopatkové kolo pro uskutečnění způsobu a použití provzdušňovacího lopatkového kola tvoří předmět vynálezu, chráněného patentem CZ 279 765 B6. Kapalina se bezprostředně před vstupem do dopravních kanálů povrchového provzdušňovacího lopatkového kola vede rozmělňovací jednotkou; po její cirkulaci v nádrži se tento cyklus opakuje kontinuálně do té doby, až jsou tuhé látky rozmělněny na částice o optimální velikosti pro proces biologického odstranění. Popisované zařízení pro uskutečnění uvedeného způsobu má na straně sání uspořádánu rozmělňovací jednotku, jejíž první funkční element je pevně spojen s tělesem. Druhý funkční element rozmělňovací jednotky je prostřednictvím spojovacího hřídele uloženého rotačně v pouzdru spojen s tělesem rotoru.

Příkladné provedení unášecího zařízení pak obsahuje kupříkladu popis vynálezu chráněného patentem CZ 279 348 B6; sestává ze sedimentační nádrže kruhového půdorysu s paprskovitě uspořádanými rameny ukotvenými v náboji uloženém otočně v ose uvedené nádrže a určenými k nesení shrnovacích ústrojí nečistot a usazených kalů. K volným koncům ramen je připojen kruhový věnec, tvořící po soustavě obvodových kladek obvodovou odvalovací dráhu, když kladky jsou uloženy otočně v konzolách, připevněných k obvodovému plášti sedimentační nádrže. Hnací nosná kladka je uložena na výstupním hřídeli pohonného ústrojí, připevněného rovněž k obvodovému plášti sedimentační nádrže.

Shrnovací lišta, zakřivená do oblouku svým konkávním obloukem ve směru pohybu, tvoří předmět spisu k patentu CZ 279 349 B6.

Mezi známé způsoby biologického Čištění odpadních vod patří rovněž způsob zveřejněný v přihlášce vynálezu CZ PV 1538-91 A3, při němž se čištěná voda v průběhu jednoho .pracovního cyklu opakovaně a v parciálních množstvích napouští do pracovního prostoru, v němž se napouštécí fáze čištěné vody střídají s fázemi provzdušňování. Každá z fází napouštění je doprovázena mícháním, případně zahajovaným v předstihu, nebo toto probíhá po zakončení napouštění jako mezifáze. Celý pirores seopakuje„do okamžiku dosažení objemu stanoveného pro jeden cyklus. .

Způsob čištění vody a reaktor k jeho provedení dle zveřejněné přihlášky vynálezu CZ PV 218991 A3 spočívají v tom, že čištění vody se provádí za použití velkého množství nosičových tělísek, jimiž jsou částice prvků s povrchem větším než je povrch hladkých prvků shodných rozměrů a specifickou hmotností definovanou oboustranně uzavřeným intervalem. Nosičové tělíska s biologickým filmem se udržují suspendovaná ve vodě ve vnitřním prostoru reaktoru pro aerobní, anoxické nebo anaerobní čištění. Uvedený reaktor je opatřen přívodem a vývodem, výtokovou trubkou se záchytným sítem pro nosičové tělíska a volitelně míchadlem.

Podstata technického řešení

Popsaná řešení a řešení jiných čistíren odpadních vod, využívajících podobné konstrukční principy a/nebo pracovní postupy, zahrnují krom svých výhod i nevýhody, mezi něž patří v podstatě všeobecně uplatnitelná námitka jejich konstrukční složitosti a materiálové i výrobní a provozní náročnosti.

Uvedené nedostatky v převažující míře odstraňuje způsob čištění odpadních vod v aerobním 10 prostředí a zařízení k jeho uskutečnění dle vynálezu; podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že v systému čistírny odpadní voda přitéká do aerobního biologického stupně čištění, vytvořeného jako alespoň jeden žlab nebo soustava žlabů, kde se na nečistoty působí aktivním povrchem na ose volně otočně uložených kartáčů s aktivní biomasou aerobních mikroorganizmů na jejich povrchu, jeýichž spodní část zasahuje pod hladinu průtoku; v důsledku působení proudu protékající odpadní vody se kartáče otáčejí v dráze průtoku čištěných odpadních vod.

Podstata zařízení k provedení způsobu čištění odpadních vod dle vynálezu spočívá v tom, že sestává z nejméně jednoho žlabu nebo jejich soustavy, z nichž alespoň jeden je opatřen alespoň jedním, volně otočně uloženým kartáčem a/nebo alespoň jedním, nejméně jednochodým a volně otočné uloženým šnekem, jejichž spodní část zasahuje pod hladinu průtoku, a jsou s výhodou uloženy polohovatelné a/nebo spojeny s prostředky pro vyvolání vratného lineárního pohybu. Uvedený kartáč má ve výhodném provedení štětiny uspořádány po obvodu do alespoň jedné a nejméně jednochodé šroubovice, nebo je kartáč uspořádán mezi závity spirály nejméně jednochodého a volně otočně uloženého šneku, výhodně rovněž ve tvaru nejméně jednochodě spirály.

Zařízení dle vynálezu může být rovněž uskutečněno tak, že alespoň jeden žlab je proveden s uzavřeným oběhem a opatřen alespoň jedním přívodem a alespoň jedním vývodem.

? _n Mezi nejvýznamnější výhody, dosažitelné prostřednictvím využití způsobu a zařízení k jeho realizaci dle vynálezu, patří jednoduchost jeho materiálového vytvoření i prostorového uspořádání, * snadnost ve změně konfigurace takového zařízení, prováděná zejména s ohledem na změny v kvalitě či kvantitě čištěné odpadní vody, snadnost napojení zařízení dle vynálezu na předcházející a/nebo následující stupně čištění protékajících odpadních vod, snadná a levná údržba takového zařízení v provozuschopném stavu, minimalizace či event. možnost vyloučení pohony hnaných součástí čističky.

Významná je rovněž skutečnost, že zařízení dle vynálezu nemusí být realizováno jako samostatné, vybudované zvláště k účelu čištění odpadních vod, ale že může být uskutečněno pouze otočným kartáčů nebo šneků do stávajících odpadních vodotečí, například kanalizace, popřípadě i přírodních vodních toků. Ovlivnění výkonu čističky, resp. průběhu a kvality procesu v ní probíhajícího je mimo znásobení alespoň některých z jejích součástí a jejich sériové a/nebo paralelní uspořádání možné rovněž změnou úhlu mezi podélnou osou kartáče a směrem průtoku čištěné vody, nebo změnou úhlu, pod nímž přitéká

t odpadní voda na šroubovicové plochy šneku nebo kartáče či změnou hloubky jejich ponoru pod hladinu protékající vody. Tyto změny jsou dosažitelné pomocí popsaných prostředků a uvedené změny může být dosaženo jak manuální manipulací s tímto zařízením, tak i mechanicky, s výhodou rovněž pomocí prostředků automatické regulace.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata způsobu čištění odpadních vod v aerobním prostředí a zařízení k jeho provedení dle vynálezu jsou podrobněji objasněny prostřednictvím popisu schematizovaně znázorněného příkladu provedení takové čistírny včetně popisu způsobu čištění odpadní vody jí protékající, kde na obr. 1 je v axonometrickém pohledu znázorněn schematizovaný pohled na část biologického stupně čistírny odpadních vod, tvořený zařízením dle vynálezu s kartáčem a šnekem. Obr. 2 představuje podélný řez žlabem s podélně uloženým a výškově stavitelným šnekem. Na obr. 3 je nárysný pohled na rotační kartáč se štětinami ve spirálovitém uspořádání, zatímco obr. 4 představuje nárysný a schematizovaný pohled na šnek, v jehož spirále je uspořádán kartáč v podobě dvouchodé spirály. Obr. 5 znázorňuje příčný řez odpadovým kanálem v němž je uložen rotační kartáč dle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Žlab 1, znázorněný v části na obr. 1, je na bočních okrajích opatřen drážkovým vedením 15, v němž je uloženo táhlo 16 dále nezakresleného lineárního motoru, jímž může být s výhodou kupříkladu tekutinový válec. Konec táhla 16 je opatřen úchytem s volně otočně uloženým hřídelem 11, opatřeného po obvodu štětinami 12 po celé šířce žlabu 1 a tvořící tak rotační kartáč 13. Ve stejném žlabu 1 je znázorněn rovněž otočně uložený šnek 14, uložený na stejném táhlu 16 jako již uvedený rotační kartáč

13,

Obr. 2 znázorňuje v axonometrickém pohledu příkladné uspořádání žlabu 1, znázorněného v podélném řezu, v němž je rovnoběžně s jeho symetrálou uložen hřídel 11 se šnekem 14. Hřídel H je jedním ze svých konců otočně uložen ve schematizovaně naznačeném výškově stavitelném úchytu 17, jehož součást tvoří schematicky znázorněný tekutinový válea __ _ _ _ ____

Na obr. 3 je v nárysném pohledu znázorněna část příkladného provedeni rotačního kartáče 13, sestávajícího z hřídele 11, na němž je zde podrobněji neznázoměnými prostředky upevněna řada štětin 12, uspořádaných do jednochode šroubovice.

Obr. 4 představuje schematizovaný a nárysný pohled na část hřídele 11, k němuž je připojen jednochodý šnek 14, mezi jehož závity je uspořádán z naznačených štětin 12 kartáč 13, tvořící dvojchodou šroubovici.

Příčný rez vyzděným žlabem 100 kanalizační vodoteče je znázorněn na obr. 5. Ve fixních úchytech 17 je po jeho bocích otočně uložen hřídel 11, na němž je nasazen kartáč 13 vytvořený z částečně naznačených štětin 12, sestřižených tak že svým tvarem kopírují celý vnitřní kónický profil žlabu 100, jenž se nachází pod vyznačenou stabilizovanou hladinou 18 protékající odpadní vody.

Na objasněných příkladech provedení zařízení dle vynálezu použité kartáče 13 a šneky 14 jsou protékající odpadní vodou uváděny do nucené rotace, jejíž intenzita je úměmá jednak průtoku odpadní vody, jednak hloubce ponoru kartáčů 13 a šneků 14 pod hladinu 18 odpadní vody a poloze jejich symetrál vůči směru jejího toku, jež jsou s výhodou plynule či skokově proměnné pomocí užití popsaných prostředků polohového uložení. Spolurozhodujícím faktorem je rovněž i velikost stoupání šroubovice šneku 14 a/nebo kartáče 13, hustota osazení štětin 12 a úhel, pod nímž je na plochy kartáče 13 a/nebo šroubovice přiváděna odpadní voda. Při užití popsaných prostředků polohovatelného uložení kartáčů 13 a šneků 14 ve žlabech 1, 100 mohou být zejména kartáče použity pro vyčištění žlabů 1, 100 od usazenin, vzniklých například jako sedimenty pevných frakcí z nedůkladně mechanicky předčištěné vody, jednak jako usazeniny odumřelé biomasy aerobních mikroorganizmů; zejména v zařízeních s nízkými průtokovými rychlostmi.

Průmyslová využitelnost

Způsob čištění odpadních vod v aerobním prostředí a zařízení k jeho provedení dle vynálezu jsou výhodně využitelné ve všech oborech lidské činnosti, v jejímž důsledku dochází k vytvoření odpadních vod vhodných mj. pro aerobní čištění; zařízení dle vynálezu je přitom možno realizovat jak v jednoduché podobě jako žlab či jejich soustavu ve statickém provedení, tak i v provedení umožňujícím jak změnu polohy alespoň některých žlabů či mechanizované čištění celého zařízení již popsaným stíracím zařízením.

Claims (6)

1. Způsob čištění odpadních vod v aerobním prostředí s kontinuálním průtokem odpadní vody, při němž se v systému čistírny na nečistoty působí aktivním povrchem na ose volně otočně uložených

5 kartáčů, vyznačený tím, že odpadní voda přitéká do aerobního biologického stupně čištění, vytvořeného jako alespoň jeden žlab nebo soustava žlabů s uvnitř uloženými otočnými kartáči a/nebo šneky s biomasou aerobních mikroorganizmů na jejich povrchu, jejichž spodní část je zasahuje pod * hladinu průtoku a otáčejícími se v dráze průtoku čištěných odpadních vod.

10

2. Zařízení k provedení způsobu podle nároku 1, vyznačené tím, že sestává z nejméně jednoho žlabu (1, 100) nebo jejich soustavy, z nichž alespoň jeden je opatřen alespoň jedním, volné otočně uloženým kartáčem (13) a/nebq alespoň jedním, nejméně jednochodým a volně otočně uloženým šnekem (14), jejichž spodní část zasahuje pod hladinu (18) průtoku, a jsou s výhodou spojeny s prostředky pro vyvolání vratného lineárního pohybu.

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačené tím, že kartáč (13) má štětiny (12) uspořádány po obvodu do alespoň jedné a nejméně jednochodé šroubovice.

4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačené tím, že kartáč (13) je uspořádán v nejméně

20 jednochodé spirále alespoň jednochodého šneku (14), výhodně ve tvaru nejméně jednoduché šroubovice.

5 Zařízení podle alespoň jednoho z nároků 2 až 4, vyznačené tím, že alespoň jeden konec hřídele (11) nesoucího kartáč (13) a/nebo šnek (14) je uložen v polohovatelném úchytu (17).

6. Zařízení podle alespoň jednoho nároků 2 až 5, vyznačené tím, že alespoň jeden žlab (1, 100) je proveden s uzavřeným nuceným oběhem odpadové vody a opatřen alespoň jedním přívodem a alespoň jedním vývodem.