CZ244898A3 - Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob čištění odpadních vod pomocí aktivační směsi ve vznosu v aktivační nádrži (2), ve kteréje v horní polovině umístěna dosazovací nádrž (3), do nížje vsazeno kónusové těleso (19) a u dna dosazovací nádrže (3)jsou vypouštěcí otvory (18). Po snížení přítoku odpadních vod do denitrifikační nádrže (1) dojde k automatickému otevření uzávěru (9) v přepouštěcímpotrubí (8) a voda z horní poloviny aktivační nádrže (2) a z celé dosazovací nádrže (3) se gravitačně přepustí do denitrifikační nádrže (1), čímž dojde k vyčištění dosazovací nádrže, j

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění odpadních vod biologickou cestou s využitím aktivačního systému s aktivovaným kalem ve vznosu a zařízení k provádění způsobu , který je vhodný zejména pro malé čistírny odpadních vod.

Dosavadní stav techniky

Čištění odpadních vod biologickou cestou využívá aktivovaného kalu , což je směs rozličných baktérií a drobných mikroorganizmů. Tento kal potřebuje ke svému životu živiny, obsažené v odpadních vodách a odebíráním těchto živin odpadní vody čistí . Aktivační proces je možný pouze při nepřetržitém okysličování , které je zpravidla řešeno vháněním vzduchu do aktivační nádrže.

K čištění odpadních vod se využívá jednak mikroorganizmy pevně přisedlé k podkladu , ve formě různých systémů biofiltrů a biokontaktorů , které jsou smáčeny odpadními vodami, a jednak aktivační systémy s kalem ve vznosu , kde jsou vločky kalu promíchávány s odpadní vodou a vzduchem.

Dosud známé aktivační čistírny odpadních vod s kalem ve vznosu lze dělit na systémy s koninuálním průtokem odpadních vod aktivační nádrží a na systémy s diskontinuálním průtokem.

U kontinuálního systému čištění jsou odpadní vody po hrubém předčištění vedeny do aktivační nádrže a po technologicky nutné době , kdy je voda vyčištěna , je odvedena spolu s aktivovaným kalem do samostatné dosazovací nádrže. V této nádrži dojde k odsazení kalu a čistá voda je odvedena do odtoku.

U systému s diskontinuálním průtokem jsou odpadní vody přivedeny do vyrovnávací nádrže a z ní postupně přečerpávány do aktivační nádrže . Po vyčištění vody se přeruší aktivační proces , to jest zastaví se provzdušňování a případné promíchávání vody v aktivační nádrži, a po odsazení kalu se vyčištěná voda odčerpá do odpadu. Pak se opět napouští aktivační nádrž a popsaný cyklus se opakuje. Ve srovnání s kontinuálním čištěním odpadá dosazovací nádrž.

Nevýhodou výše popsaných aktivačních čistících systémů odpadních vod je to , že je lze obtížně využít pro malé domovní čistírny , a to zejména s ohledem na nároky spojené s řízením provozu čistírny.

U aktivačních čistíren s kontinuálním průtokem je nutno kal z dosazovací nádrže trvale čerpat zpět k přítoku odpadních vod do aktivační nádrže. Pokud v této nádrži koncentrace kalu stoupne nad povolenou hodnotu , přebytečný kal je nutno z čistírny čerpat. Pravidelná měření koncetrace kalu v aktivační nádrži a odčerpávání kalu vyžadují kvalifikovanou obsluhu. Kromě toho při malém přítoku odpadních vod by byla aktivační nádrž zatěžována nárazově. To by mělo za následek zhoršenou kvalitu vody na odtoku, nebo při požadované kvalitě vody by bylo nutno předimenzovat aktivační a dosazovací nádrž.

Dosud známé malé kontinuální čističky s aktivovaným kalem ve vznosu jsou s ohledem na hromadící se kal v aktivační nádrži konstruovány s míchadlem. Vyžadují nepřetržitou obsluhu a přerušení jejich činnosti má za následek usazení kalu , který již není možno rozmíchat. Kromě toho , po krátké době cca 14 dnů , dojde ke znehodnocení kalu pro další aktivační proces.

2·· ··«· • · • · • ·

Pokud se jedná o aktivační čistírny s diskontinuálním průtokem , vzhledem k jejich složitému a nákladnému řídícímu systému jsou tyto čistírny zcela nevhodné pro malé přítoky odpadních vod.

Dosud známé kontinuální čističky odpadních vod s aktivovaným kalem ve vznosu jsou s ohledem na hromadící se kal v zúžených dolních prostorách dosazovací nádrže poruchové v nezajištění úplného odtahu usazeného aktivovaného kalu z dolní části dosazovací nádrže do dalšího zařízení čistírny , čímž vzniká závada ve flotací kalu ze dna dosazovací nádrže na hladinu dosazovací nádrže a tím pádem dochází k odtoku kalu spolu s vyčištěnou vodou přes přepadovou hranu čistírny.

_______________________________- PODSTATA VYNÁLEZU

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob čištění odpadních vod podle vynálezu , při němž se do denitrifikační nádrže přivádějí odpadní vody , které se zde míchají se směsí vody a aktivovaného kalu , které přitékají do denitrifikační nádrže gravitačně z aktivační nádrže.

Vody z denitrifikační nádrže do aktivační nádrže jsou dopravovány čerpáním.

Podstata vynálezu spočívá v tom , že při stoupnutí hladiny vody v denitrifikační nádrži nad stanovenou hladinu , dojde k automatickému uzavření přepouštěcího otvoru a následnému plnění horní poloviny aktivační nádrže a dosazovací nádrže. Při stálém uzavření přepouštěcího potrubí dojde k stoupnutí hladiny v dosazovací nádrži až k přepadové hraně a následně k odtoku vyčištěné vody z čistírny.

Jestliže dojde ke snížení hladiny v denitrifikační nádrži pod stanovenou hladinu , nastane automatické otevření přepouštěcího potrubí a tím pádem k následnému gravitačnímu vyprázdnění dosazovací nádrže a horní poloviny aktivační nádrže.

Výhodným umístěním a tvarem dosazovací nádrže , dochází vlivem proudění vzduchu okolo pláště dosazovací nádrže u otvorů ve spodní části dosazovavací nádrže k vysávání usazeného kalu ze spodní části dosazovací nádrže a při otevření přepouštěcího potrubí k jejímu úplnému gravitačnímu vyprázdnění , což zapříčiní odtok veškerého kalu z dosazovací nádrže do nádrže denitrifikační a nemožnost flotace kalu v dosazovací nádrži.

K aktivační a denitrifikační nádrži je umístěna nádrž na dočasné uskladnění přebytečného kalu což umožňuje obsluze čistírny společným čerpadlem v potřebné době odčerpat přebytečný kal ze systému , kde po jeho zahuštění lze gravitačně uzávěrem a polohovým odtahový přepadem odsazenou kalovou vodu přepustit zpátky do procesu čištění v čistírně.

S výhodou lze zařízení využívat do stávajícíh nádrží ( septiků ) , kde jako nádrž pro dočasné uskladnění přebytečného kalu lze využít okolní prostor , který vznikne mezi osazenou čistírnou odpadních vod a stávající nádrží.

Nezanedbatelným přínosem životního prostředí je schopnost aktivačního systému podle vynálezu denitrifikovat odpadní vody , včetně částečného biologického odstranění fosforu . Denitrifikace je v tomto sytému zajištěna recirkulací - gravitačním průtokem aktivační směsi z aktivační nádrže do denitrifikační spojené s mícháním přitékajících odpadních vod.

K dalšímu míchání této směsi odpadních vod a aktivovaného kalu je využito tlakového vzduchu , který se soustřeďuje unvitř kónusového tělesa v dosazovací nádrži

-3• · “·» • · ·· • · ·· » · ► · ·· ··· • · · · · · · · • ··· · · · · • · · · · · · · · · • · · · · · · ·· ·· · · ··

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je znázorněno jedno z možných provedení aktivační čistírny podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněn půdorysný řez nádrže čistírny a na obr. 2 její principielní schéma.

Příklady provedení vynálezu.

Aktivační čistírna podle obr. 1 a 2 je tvořena jako celek čtyřmi samostatnými funkčně spojenými nádržemi . Jsou to denitrifikační nádrž 1 s přívodem 16 odpadních vod , aktivační nádrž 2 s přívodem vzduchu to jest s provzdušňovacím zařízením 17 včetně rozvodu vzduchu napojeného na zdroj vzduchu - kompresor 13 . Do aktivační nádrže do její horní poloviny je umístěna dosazovací nádrž _3 , která je řešena vsazením kónusového tělesa 19 přičemž u dna dosazovací nádrže jsou vypouštěcí otvory 18 . Uvnitř dosazovací nádrže 3 je umístěna přepadová hrana 4 - hladina 24, která je napojena na odtokové potrubí 5 z čistírny. Na toto potrubí je zároveň napojen havarijní přepad 7_ čistírny - hladina 23.

U dna dosazovací nádrže jsou vypouštěcí otvory 18 .

Spojení aktivační nádrže s denitrifikační nádrží je přepouštěcím potrubím 8 na jehož jednom konci je umístěn uzávěr _9 , jež se otevře při dosažení hladiny 21 a který se uzavře při dosažení hladiny 22.

Odpadní voda spolu s aktivační směsí je čerpána z denitrifikační nádrže 1 do aktivační nádrže _2 čerpadlem 10 . Čerpadlo může být s oběžným kolem nebo vzduchové. Čerpadlo 10 se zároveň využívá pro čerpání přebytečného kalu ze systému do nádrže přebytečného kalu _6.

Pod přítokem odpadní vody 16 v denitrifikační nádrži 1 jsou umístěny česle 12. U dna denitrifikační nádrže je umístěno míchadlo 11 . Míchadlo může být s rotáční vrtulí .vzduchové.

V horní části denitrifikační nádrže je umístěna komora technologie 25 , ve které je umístěn kompresor, elektro motor čerpadla , vypínač čistírny .

Při zvýšení hladiny v denitrifikační nádrži nad úroveň 22 dojde k automatickému uzavření uzávěru 9 a následně k postupnému plnění horní poloviny aktivační nádrže s dosazovací nádrží. Voda do dosazovací nádrže natéká vypouštěcími otvory 18 . Voda dosáhne úrovně hladiny přepadu vyčištěné vody 24 a nastává odtok vyčištěné vody přes přepadovou hranu 4 a odtokové potrubí 5 z čistírny.

Při snížení přítoku odpadních vod do denitrifikační nádrže 1 dojde ke snížení hladiny pod úroveň hladiny 21 , čímž dojde k automatickému otevření uzávěru 9_ a následnému gravitačnímu přepuštění obsahu horní poloviny aktivační nádrže 2 a celého obsahu dosazovací nádrže 3 přepouštěcím potrubím 8 do denitrifikační nádrže 1 .

Výkon čerpadla 10 je nastavitelný a to tak , aby se tyto cykly uskutečnily v takovém počtu za každý den . aby vzhledem k přítoku množství odpadních vod za každý den do čistríny byla zaručená co nejvyšší účinnost dentrifikace , vyčištění dosazovací nádrže a povrchové hydraulické zatížení dosazovací nádrže způsobilo usazení aktivovaného kalu v dosazovací nádrži 3.

Jelikož nehrozí konstrukcí tohoto vynálezu k usazení aktivovaného kalu na dně dosazovací nádrže a následnému vyflotování aktivovaného kalu na hladinu dosazovací nádrže , lze v době nižších až nulových přítoků do denitrifikační nádrže chod kompresoru 13 a čerpadla 10 přerušit. Tímto řešením - osazením časového spínače chodu technologie lze dosáhnout snížení energetické spotřeby provozu čistírny.

-v • · ·· • · • · ···· ·· · · • · · · · · · • · · ·· · ··· • · ··· · · · • · · · · · · ·· ··· ·· ··

Při nárůstů sušiny kalu v aktivační směsi , se vyústění čerpadla 10 zaústí do horní části nádrže přebytečného kalu _6 a přebytečný kal ze systému , kdy se nechá celá čistírna v klidu alespoň 30 minut přečerpá v požadovaném množství do této nádrže. V nádrži přebytečného kalu _6 se nechá přečerpaná směs aktivovaného kalu a odpadní vody v klidu , kdy dojde k zahuštění aktivovaného kalu v nižší části této nádrže a v horní části této nádrže dojde k odsazení vody , která se pomocí uzávěru 14 a polohového odběrného zařízení 15 přepustí gravitačně do denitrifikační nádrže 1 , čímž se vytvoří objem v nádrži přebytečného kalu 6 pro možnost dalšího odčerpání pebytečného kalu ze systému čistírny.

Takto je umožněno obsluze, bez zajišťování dalších technických opatření ( přenosné kalové čerpadlo , fekální vůz ), reagovat na momentálně zjištění stav systému ( vysoká koncetrace aktivovaného kalu v systému , dosazovací nádrž nestačí odsedimentovat aktivovaný kal , dochází k odtoku kalu z čistírny ) tím , že umístěním vyústění čerpadla 10 , jeho spuštění a odčerpání aktivovaného kalu do nádrže přebytečného kalu .

Usazený a zahuštěný aktivovaný kal se z nádrže přebytečného kalu odčerpá , odsaje , odebere technickým zařízením . Interval vyprazdňování nádrže přebytečného kalu je závislý na skutečné výši látkového zatížení čistírny . Objem nádrže přebytečného kalu _6 odpovídá teotericky alespoň nutnosti vyprazdňování 1 x za 6 měsíců.

Automatické uzavírání a otevírání uzávěru 9 je prováděno pomocí elktrošoupátka .klapky s elektropohonem , mechanickým pákovým převodem s plovákem.

V případě dosažení hladiny havarijního stavu 23 dojde pomocí polovákového spínače a příslušné eletroinstalačního zařízení k signalizaci (zvuková , světelná) v místě určeném.

Kompresor 13 lze umístit i mimo komoru technologie 25 t.j. v nadzemním objektu u čistírny , který byl pro toto zařízení vybudován , nebo přímo v části objektu nemovitosti , pro kterou byla vybudována čistírna/ garáž , sklep, dílna a pod.) V tomto případě se provede montáž vzduchového potrubí mezi kompresor a technologickou částí čistírny.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY • ft ···· • ft • ftft · · · · • · ftftft ftftftft • ft ······ • · · ftftftft ftft ftftft ftft ftft • ftft · • ftftft • ftftft ·

   1 . Způsob čištění odpadních vod biologickou cestou s aktivovaným kalem ve vznosu , při němž se do denitrifikační nádrže přivádějí současně gravitačně aktivovaný kal z aktivační nádrže a přitékající odpadní vody. Směs je přečerpávána do aktivační nádrže do níž je do horní poloviny umístěna dosazovací nádrže . Dosazovací nádrž je v dolní části opatřena vypouštěcími otvory a v horní části přepadovou hranou . Do dosazovací nádrže je umístěno kónusové těleso. Způsob čištění se vyznačuju tím , že na základě polohy hladiny v denitrifikační nádrži je otevřen nebo uzavřen uzávěr v přepouštěcím potrubím spojující nádrže aktivační, dosazovací a denitrifikační , čímž je dosahováno gravitačního přepuštění části obsahu aktivační nádrže a celého obsahu dosazovací nádrže do denitrifikační , čímž dojde k gravitační vnitřní cirkulaci aktivovaného kalu v čistírně , k úplnému gravitačnímu odtahu usazeného kalu ze dna dosazovací nádrže a k vyčištění dosazovací nádrže.
2. 2. Čistírna odpadních vod biologickou cestou s aktivovaným kalem ve vznosu tvořená aktivační nádrží vyznačující se tím , že do aktivační nádrže je souose do její horní poloviny umístěna dosazovací nádrž
3. 3 stálého průřezu , do které je souose vsazeno konické těleso 19 s vrcholem k přepadové hraně _4 ve tvaru komolého kužele nebo jehlanu - dle tvaru dosazovací nádrže . Dosazovací nádrž 3 je s aktivační nádrží 2 spojena otvory 18, Aktivační nádrž 2 společně s dosazovací nádrží 3_ je propojeno s denitrifkační nádrží 1 přepouštěcím potrubím 8_ s uzávěrem 9_, který na základě hladiny v denitrifikační nádrži se uzavře ,nebo otevře , čímž dojde k postupnému naplnění , úplnému vyprázdnění dosazovací nádrže a tím k gravitační cirkulaci aktivační směsi v systému a k odtahu usazeného kalu u dna dosazovací nádrže .

   IA 3 Způsob čištění odpadních vod podle nároku tím, že otevření a uzavření přepouštěcího potrubí hladiny v denitrifikační nádrži..

   1 , vyznačující se se provádí na základě polohy
4. 4. Způsob čištění odpadních vod podle nároku 1 , vyznačující se t í m , že k míchání směsi odpadní vody a aktivovaného kalu v denitrifikační nádrži 1_ je využito tlakového vzduchu soustředěného v prostoru pod pláštěm kónusového tělesa 19.