CZ280940B6 - Způsob a zařízení pro čištění odpadních vod - Google Patents

Abstract

Způsob čištění odpadních vod (4) se provádí v zařízení v několika po sobě následujících fázích, přičemž v první fázi se odpadní voda (4) provzdušňuje a potom se v druhé fázi částečně čistí, přičemž ve třetí fázi se provádí přídavné provzdušňování a ve čtvrté fázi probíhá dodatečná sedimentace. Těmto fázím se mohou přímo předřadit cirkulační fáze a po nich mohou přímo následovat filtrační fáze a akumulační fáze. Všechny čtyři základní čistící fáze se provádějí ve čtyřech pásmech (A, B ,C ,D) uspořádaných ve společné nádrži (1), aby se vytvořilo jednoduché zařízení s nízkými nároky na prostor, s nízkými náklady a přitom s vyhovující funkcí. Aby bylo možno přizpůsobit zařízení stoupajícímu zatížení a měnícím se vztahům mezi hydraulickým a biochemickým znečištěním, jsou dělící stěny (5 ,6 ,9) mezi jednotlivými pásmy (A ,B ,C ,D) uspořádány přemístitelně pro změnu objemu jednotlivých pásem (A až D). ŕ

Description

Způsob a zařízení pro čištění odpadních vod

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění odpadních vod v několika po sobě následujících fázích, přičemž v první fázi se odpadní voda provzdušňuje a potom se ve druhé fázi, která obsahuje také vracení kalu do čisticího procesu, předběžně čistí, potom se ve třetí fázi přídavně provzdušňuje a ve čtvrté fázi probíhá dodatečná sedimentace. Vynález se také týká zařízení k provádění tohoto způsobu, obsahujícího skupinu čisticích pásem, zejména pásmo aktivace kalu, pásmo předběžného odkalování, pásmo přídavného provzdušňování a pásmo dodatečné sedimentace.

Dosavadní stav techniky

Tento způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu jsou známy z DE-OS 28 57 345. Čisticí zařízení podle tohoto spisu obsahuje skupinu od sebe oddělených nádrží, tvořených nádrží pro aktivaci kalu s usazovací oblastí pro usazování kalu, provzdušňovací nádrží pro dodatečné provzdušňování, usazovací nádrží a akumulační nádrží. Jednotlivé nádrže mají v podstatě pravoúhelníkový tvar a jsou mezi sebou propojeny příslušnými potrubími. Nevýhodou tohoto řešení jsou především poměrně velké nároky na místo, nákladná stavební konstrukce a potřeba drahých potrubních systémů, armatur a hrází pro převádění vody z jedné nádrže do následující nádrže. Kromě toho je velikost nádrží pro jednotlivé čisticí fáze jednou provždy pevně dána stavební konstrukcí a nemůže se dodatečně měnit, aby se mohla přizpůsobit měnícím se podmínkám čisticího procesu. Konstrukční vytvoření takové čisticí soustavy vyžaduje nevýhodně velký počet různých výškových úrovní a rozdílů, protože při přetékání vody z jedné nádrže do další vznikají ztráty při proudění.

Úkolem vynálezu je zdokonalit tento známý čisticí postup a navrhnout takový způsob a zařízení, které by umožňovaly ještě jednodušší, půdorysně úspornější a cenově příznivější vytvoření čisticí jednotky a kromě toho poskytovaly možnost změny kapacity zařízení změnami objemů jednotlivých fází, popřípadě jejich plošných rozměrů, aby se tak dosáhlo přizpůsobení jednotlivým fázím čištění a různým čisticím procesům.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen způsobem čištění odpadních vod podle vynálezu, probíhajícím v jednotlivých fázích následujících po sobě, jehož podstata spočívá v tom, že všechny fáze zpracování odpadních vod ve všech čtyřech pásmech se provádějí v jedné nádrži a odpadní voda se pro druhou fázi dílčího čištění převádí ve směru hlavního proudění z prvního pásma s aktivovaným kalem nejméně jedním výtokovým otvorem, umístěným ve spodní oblasti dělicí stěny, přivrácené ke dnu nádrže, do druhého pásma předběžného odkalování, kde se aktivovaný kal usazuje a odsává se pomocí sběrného ústrojí a vrací se alespoň částečně do prvního pásma s aktivovaným kalem, kde probíhá první fáze čištění.

-1CZ 280940 B6

Při tomto způsobu probíhají všechny fáze plynule, to znamená současně v jediné nádrži. Způsob podle vynálezu přináší především tu výhodu, že k jeho provádění nejsou nutné žádné nákladné potrubní systémy, armatury a hráze, aby se dosáhlo vzájemného propojení jednotlivých fází čisticího procesu. V důsledku jednoduchého prostorového uspořádání všech fází a pásem v jediné nádrži se dosahuje úspory místa a stavebních a provozních nákladů. Takto řešená čisticí soustava zajišťuje omezení výškových ztrát v nádrži na minimum.

Nádrž může být výhodně vytvořena jako zemní nádrž vyhloubená v terénu do příslušného tvaru nádrže, přičemž dno nádrže je pokryto jen izolační vrstvou, vytvořenou například z fólie.

V provzdušňovací fázi se odpadni voda přivádí do prvního pásma aktivace kalu a potom se provzdušňuje vzduchem nebo kyslíkem a udržuje se v cirkulačním pohybu, takže může probíhat aerobní degradační proces.

Odpadní voda proudí z pásma aktivace kalu nejméně jedním průtokovým otvorem, který je vytvořen ve spodní části první dělicí stěny, přivrácené ke dnu nádrže, přičemž k tomuto spodnímu nejméně jednomu průtokovému otvoru přitéká voda velmi pomalu a je tedy již v uklidněném stavu. Tak se může kal usazovat na dně tohoto následujícího pásma předběžného odkalování nádrže a může být odstraňován pomocí sběrného odsávacího ústrojí.

Odpadní vody potom mohou proudit v této zóně předběžného čištění ve směru průtoku vody nádrží z druhého pásma předběžného odkalování výtokovými otvory v horní části druhé dělicí stěny, odvrácené ode dna nádrže, do třetího pásma přídavného provzdušňování. Výtokové otvory se nacházejí v oblasti čisté vody pod hladinou, kde je zajištěno, že do dalšího pásma nádrže se dostane jen nepatrné množství kalových částic, popřípadě že se plovoucí složky do dalšího pásma nedostanou a mohou se zadržovat v druhém pásmu, odkud se mohou odstraňovat.

Odpadní vody se potom převádějí do další přídavné provzdušňovací fáze, kde se provzdušňují a proudí potom spodní částí další dělicí stěny do druhého pásma dodatečné sedimentace. V tomto pásmu se mohou usazovat zbývající částice nečistot a kalu a mohou se odstraňovat opět pomocí sběrného odsávacího ústrojí pro odstraňování kalu.

Po tomto odkalování může vyčištěná odpadní voda proudit rostlinným filtrem a koncovým filtrem, aby se kvalita vody ještě dále zlepšila. Tato filtrační oblast může být zařazena za hlavní čisticí pásma. Této čisticí nádrži může být předřazeno pásmo předběžného čištění, tvořené například bio-P nádrží umístěnou před čtyřmi následnými hlavními čisticími pásmy. Pásma nejsou od sebe oddělena zemními hrázemi nebo betonovými pevnými stěnami, ale lehkými přemístitelnými stěnami, které je možno dodatečně posouvat v podélném směru nádrže a které jsou instalovány po vytvoření celkové nádrže.

Tím, že voda přitéká a odtéká na vzájemně protilehlých stranách nádrže, vzniká v nádrži nucené proudění vody od přítokové strany směrem k výtokové straně. To přináší výhodu spočívající

-2CZ 280940 B6 v tom, že není nutno vytvářet žádné prostorové oddělování jednotlivých čisticích fází od sebe, protože nedochází k promíchávání vody nebo ke vzniku zpětných proudů v jednotlivých fázových pásmech čisticího procesu.

Objem jednotlivých fázových pásem je měnitelný a může být vhodným přestavením polohy jednotlivých dělicích stěn přizpůsobován konkrétnímu čisticímu procesu.

Výhodnou je u tohoto řešení především skutečnost, že rozměry a zejména obsah určitého čisticího pásma není stavební konstrukcí nádrže předem určen, ale že i po uvedení čisticího zařízení do provozu je možno objemy jeho jednotlivých částí přizpůsobovat potřebám, a tím zajistit ideální provozní podmínky čisticího procesu, jehož průběh může být přizpůsobován změnám a zejména zvyšování množství přiváděných odpadních vod a jejich stupni znečištění. Například při nedostatečném množství nečistot v pásmu aktivace kalu, ve kterém probíhá provzdušňovací fáze, se vhodným přemístěním dělicích stěn může prostor pásma předběžného čištění zmenšit, aby se například zamezilo odumření bakterií v důsledku nedostatečného znečištění vody. Při nadměrném znečištění odpadních vod se může pásmo aktivace kalu zvětšit, a tím se dosáhne zvýšení kapacity čisticího zařízení, popřípadě přizpůsobení kapacity skutečným podmínkám.

Zařízení k provádění tohoto způsobu čištění odpadních vod je opatřeno nádrží, ve které jsou umístěna všechna pásma potřebná pro čištění odpadních vod, přičemž nádrž je rozdělena dělicími stěnami s vhodně umístěnými místními průtokovými místy pro průtok vody na jednotlivá čisticí pásma a první dělicí stěna mezi prvním pásmem s aktivovaným kalem a pásmem předběžného odkalování je opatřena na svém spodním okraji, přivráceném ke dnu nádrže, výtokovým otvorem pro průtok vody z prvního pásma s aktivovaným kalem do druhého pásma předběžného odkalování a druhá dělicí stěna mezi druhým pásmem předběžného odkalování a třetím pásmem přídavného provzdušňování je opatřena na svém horním okraji, odvráceném ode dna nádrže, průtokovými otvory pro průtok vody z druhého pásma předběžného odkalování do třetího pásma přídavného provzdušňování .

Ve výhodném provedení zařízení podle vynálezu jsou jednotlivá pásma uspořádána ve směru hlavního proudění vody pásmo aktivace kalu, pásmo předběžného odkalování, pásmo přídavného provzdušňování a pásmo dodatečné sedimentace.

Přídavně může být hlavní nádrži předřazena bio-P nádrž, oddělená od nádrže dělicí stěnou, popřípadě je za hlavní nádrž zařazen filtr, například rostlinný nebo koncový pískový filtr, který je s výhodou umístěn na konci nádrže za pásmem dodatečné sedimentace a který se nachází ve vyšší úrovni odpovídající oblasti čisté vody v pásmu dodatečné sedimentace. Jestliže se použije dvou filtrů, například rostlinného filtru a koncového filtru, jsou oba tyto filtry od sebe odděleny další dělicí stěnou. Tato dělicí stěna usměrňuje proud vody z pásma E do pásma F v celé své délce. Pásma C. D a filtrační pásma E. F mohou být uspořádána v jedné nádrži, které mohou být pásma A. B předřazena v několika paralelních samostatných stupních, před kterými mohou být ještě umístěny bio-P nádrže.

-3CZ 280940 B6

V jiném výhodném provedení zařízení podle vynálezu je pásmo předběžného odkalování ukončeno první dělicí stěnou, probíhající šikmo směrem nahoru pod určitým úhlem a opatřenou ve své horní části, odvrácené ode dna nádrže, nejméně jedním výtokovým otvorem, kterým může voda protékat z pásma předběžného odkalování do pásma přídavného provzdušňování. Pásmo aktivace kalu je ukončeno první dělicí stěnou, stoupající šikmo vzhůru pod určitým ostrým úhlem a opatřenou ve své spodní části, přivrácené ke dnu nádrže, nejméně jedním výtokovým otvorem, kterým by mohla voda protékat z prvního pásma aktivace kalu do druhého pásma předběžného odkalování, přičemž výtokové otvory jsou umístěny v oblasti vzdálené ode dna nádrže maximálně 30 % výšky první dělicí stěny. Tím je druhé pásmo předběžného odkalování vymezeno z obou stran skloněnými dělicími stěnami, mezi kterými je vymezen v podstatě nálevkovitý prostor pásma předběžného odkalování.

Stoupání dělicí stěny může být podle potřeby nastaveno pomocí patních kloubů a poloha dělicí stěny tak může být přizpůsobena různým čisticím podmínkám.

Další dělicí stěna odděluje pásmo přídavného provzdušňování od pásma dodatečné sedimentace a je ve své spodní oblasti, přivrácené ke dnu nádrže, opatřena nejméně jedním průtokovým otvorem.

Tyto průtokové otvory jsou umístěny v oblasti dosahující ode dna nádrže do maximálně 30 % ponořené výšky dělicí stěny.

V jiném výhodném konkrétním provedení vynálezu je nejméně jedna z dělicích stěn ponornou dělicí stěnou.

Dělicí stěny mohou být uspořádány stacionárně v nádrži nebo mohou být vytvořeny ve formě přemístitelných stěn, aby bylo možno jednotlivá pásma nádrže podle potřeby měnit. Změnou polohy jednotlivých dělicích stěn je možno vnitřní uspořádání nádrže a jejích libovolných vnitřních oblastí přizpůsobit konkrétnímu čisticímu procesu a příslušnému stupni znečištění čištěných odpadních vod. Požadavku variability systému vychází vstříc také vytvoření provzdušňovacích jednotek ve formě stavebnicových řetězcových soustav, které se mohou podle potřeby prodlužovat nebo zkracovat. Také sběrné ústrojí, které je vytvořeno ve formě plovoucího odsávacího ústrojí, je přemístitelné a může být přizpůsobeno konkrétním sedimentačním oblastem.

Pásmo předběžného odkalování a pásmo dodatečné sedimentace jsou opatřena zejména vodorovnými usazovacími plochami a sběrným ústrojím pro odsávání usazeného kalu. Vodorovné usazovací plochy jsou výhodné zejména z toho důvodu, že tím odpadá nutnost zvláštního zpevňování dna nádrže v usazovací oblasti, takže při stavbě nádrže odpadají betonářské nebo podobné práce, což opět zjednodušuje zřizování nádrže vyhloubením v terénu, další výhodou zařízeni podle vynálezu je skutečnost, že oblasti jednotlivých čisticích fází mohou být zřizovány libovolně po celé ploše nádrže ·

V pásmu předběžného odkalování však mohou být umístěny také kalové žlaby, které mohou obsahovat zahušťovací pásma, která sahají pod úroveň zbývajících částí dna nádrže.

-4CZ 280940 B6

Určité pevné a vodorovné oblasti mohou být také umístěny hlouběji než ostatní části dna nádrže.

V jiném konkrétním provedení zařízení podle vynálezu může být dno nádrže v místech uložení dělicích stěn zpevněno.

Aby se zajistila při větším zatížení čisticího zařízení dostatečná kapacita, mohou být uspořádány dvě nádrže nebo i větší počet nádrží paralelně vedle sebe, aby jejich celkový průřez byl schopen vyhovět provozním požadavkům.

Vedle nádrže může být umístěna přídavná usazovací kalová jímka nebo kalový rybník, ve kterém se shromažďuje usazený kal, který se může využívat v zemědělství nebo po odstranění vody se může ukládat, popřípadě může být využíván k očkování v pásmu aktivace kalu.

Na výstupním konci pásma D nebo G nebo F může být umístěn plovákový přepad, kterým se odvádí vyčištěná voda a kterým je možno regulovat množství odtékající vody, takže je dosaženo rovnoměrného regulovatelného odtoku vyčištěné vody nezávisle na přítoku odpadních vod. Tím jsou kolísání množství přitékajících vod vyrovnávána kolísáním hladiny vody v nádrži při zachování stálého množství odtékající vody.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na připojených výkresech, kde na obr. 1 je schematický půdorysný pohled na zařízení pro biologické čištění odpadních vod způsobem podle vynálezu a na obr. 2 je, svislý řez čisticím zařízením, vedený rovinou II-II z obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Pomocí příkladu zobrazeného na obr. 1 a 2, které znázorňují konstrukční provedení zařízení pro biologické čištění odpadních vod, bude blíže objasněn funkční princip způsobu čištění a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Obr. 1 znázorňuje v půdorysném pohledu nádrž £ pro čištění odpadních vod a přídavnou kalovou jímku G. Nádrž 1 je rozdělena dělicími stěnami 5, 6, 9, 13., 13.' , 14 ve směru hlavního proudu čištěných odpadních vod na následující pásma: bio-P nádrž BP, první pásmo A aktivování kalu, druhé pásmo B předběžného odkalování, třetí pásmo C přídavného provzdušňování, čtvrté pásmo D dodatečné sedimentace, páté pásmo E s rostlinným filtrem a šesté pásmo F s koncovým filtrem, kde se provádí konečná filtrace. Na konci nádrže 1 se nachází podle jejího celkového vytvoření v pásmech D, E, F plovákový přepad S s pevně osazenou odtokovou troubou 25 as plovoucí odtokovou troubou 25 ¹, kterou je odváděna vyčištěná voda. V prvním pásmu A a ve třetím pásmu C jsou umístěna provzdušňovací ústrojí, tvořená například provzdušňovacími řetězci vytvořenými z provzdušňovacích jednotek 3' umístěných u dna 20 nádrže 1.

Nádrž 1 má ve znázorněném příkladném provedení pravoúhelníkový půdorysný tvar a její délka je zejména mezi 50 m a 200 m

-5CZ 280940 B6 a šířka může být 20 m až 100 m. Obvyklé hloubky této nádrže 1 jsou asi 3 m až 6 m. Pochopitelně mohou být použity i jiné tvary a rozměry čisticích nádrží a rybníků, přičemž třetí pásmo C a čtvrté pásmo D mohou být uspořádána například v pravém úhlu k dalším částem nádrže 1 nebo dokonce mohou být orientována zpět v úhlu 180° k základnímu úseku nádrže 1. Šířka jednotlivých oblastí může být různá a například páté pásmo E a šesté pásmo F mohou mít výše položené dno.

Nádrž 1 může být vytvořena v terénu vyhloubením stavební jámy a vytvořením obvodových stěn odpovídajícího tvaru. Dno 20 nádrže 1 a šikmé stěny jsou patrny z obr. 2 a jsou utěsněny jednovrstvou nebo vícevrstvou izolací 2 proti unikání vody.

Na předním konci nádrže 1, ve vztahu ke směru H hlavního proudění odpadní vody 4, je na vtokové stěně upravena vtoková jednotka 14. V aktivačním prvním pásmu A pro aktivování kalu, který jako jediný úsek zabírá největší část délky nádrže 1, jsou na řadách plováků 3 zavěšeny ve směru příčném k podélné ose nádrže 1 ohebné řetězy, na kterých jsou v blízkosti dna 20 upevněny provzdušňovací jednotky 2', kterými je do značné části nádrže 1 až k první dělicí stěně 5 přiváděn vzduch, popřípadě kyslík a odpadní voda 4 je udržována v aktivovacím prvním pásmu A aktivace kalu společné s kalem v cirkulačním pohybu.

Tento druh provzdušňování je znám z DE-PS 28 57 345 stejného přihlašovatele a řešení podle vynálezu vychází z tohoto základního řešení a zdokonaluje je. Na obr. 2 jsou schematicky znázorněna jen dvě provzdušňovací ústrojí, která však stačí pokrýt ve skutečnosti celou plochu prvního pásma A aktivace kalu před první dělicí stěnou 5, protože se neustále pohybují po celé půdorysné ploše této části nádrže 1.

Aktivační první pásmo A, ve kterém probíhá aktivace kalu, je odděleno od druhého pásma B, ve kterém probíhá předběžné odkalování, první dělicí stěnou 5, která je skloněna v úhlu 2 ke dnu 20 nádrže 1. Sklon první dělicí stěny 5 může být nastaven pomocí patního kloubu 11 na stavitelné spodní hraně první dělicí stěny

5. První dělicí stěna 5 je opatřena ve své spodní části, přivrácené ke dnu 20 nádrže 1, jedním nebo několika výtokovými otvory 2, kterými je umožněn průtok vody z aktivovacího prvního pásma A pro aktivování kalu do druhého pásma C předběžného odkalování. Druhé pásmo C předběžného odkalování je ukončeno druhou dělicí stěnou 6, která stoupá směrem nahoru a svírá se dnem 20 úhel a. Sklon druhé dělicí stěny 6 je také možno nastavit. Druhá dělicí stěna 6 je opatřena ve své horní části, odvrácené ode dna 20 nádrže 1, nejméně jedním průtokovým otvorem 8, kterým je umožněn průtok vody z mezilehlé čisticí oblasti do dočišťovací oblasti. Tento průtokový otvor 8 je umístěn v horní zóně KWZ oblast čisté vody a nachází se zpravidla pod hladinou vody.

Druhé pásmo B předběžného odkalování, ohraničené na obou stranách první dělicí stěnou 5 a druhou dělicí stěnou 6, je opatřeno vodorovnou usazovací plochou 26, na které se může usazovat a zahušťovat kal 16., aby mohl být přiváděn zpět do aktivační zóny nebo odváděn mimo tento prostor.

V této oblasti je také umístěno nejméně jedno sběrné ústrojí 12 pro odsávání kalu 16, které je pohyblivé napříč nádrže 1.

-6CZ 280940 B6

Pochopitelně je možné v alternativním příkladném provedení nahradit tuto sběrnou jednotku kalovým žlábkem s odsávacím ústrojím. Kromě toho muže být dno druhého pásma B předběžného odkalování a/nebo čtvrtého pásma D, kde probíhá dodatečná sedimentace, umístěno pod úrovní dna 20 celé nádrže £ a může být vytvořeno v nálevkoví tém nebo žlabovítém tvaru.

V třetím pásmu C přídavného provzdušňování se nacházejí další provzdušňovací jednotky £' , které jsou opět tvořeny provzdušňovacími tělesy, spojeny ohebnými řetězy a zavěšeny na plovácích £, se kterými se mohou pohybovat v různých směrech v nádrži £, přičemž těmito provzdušňovacímu jednotkami £' se může zavádět vzduch nebo kyslík a udržovat pohyb kapaliny. Třetí pásmo C přídavného provzdušňování je odděleno od čtvrtého pásma D dodatečné sedimentace ponornou stěnou 9, která je ve své spodní oblasti, přivrácené ke dnu 20 nádrže £, opatřena nejméně jedním průtokovým otvorem 21, kterým může čištěná voda protékat z třetího pásma C přídavného provzdušňování do čtvrtého pásma D dodatečné sedimentace. Také tato ponorná stěna 9 může být stejně jako první dělicí stěna 5 a druhá dělicí stěna 6 uspořádána v šikmé poloze. Ve čtvrtém pásmu D dodatečné sedimentace, které je také opatřeno vodorovně probíhající usazovací plochou 27 , je upraveno druhé sběrné ústrojí 12 ¹ kalu. V horní úrovni následuje za čtvrtým pásmem D dodatečné sedimentace páté pásmo E s rostlinným filtrem, které je třetí dělicí stěnou ££' odděleno od čtvrtého pásma D dodatečné sedimentace a čtvrtou dělicí stěnou 13 od šestého pásma F s koncovým filtrem.

Prvnímu pásmu A pro aktivování kalu může být předřazena nádrž BP s mechanickým míchacím ústrojím pro udržování cirkulace, oddělená od vlastní nádrže £ podobnou dělicí stěnou jako je dělicí stěna 5 nebo ponorná stěna 9.

Vhodným polohováním jednotlivých dělicích stěn 5, 6 nebo ponorné stěny 9 mohou být objemy jednotlivých částí nádrže £ podle potřeby měněny.

Nádrž £ v tomto příkladném provedení je ve svém dnu 20 opatřena zesílenými oblastmi 28 pro podélné posouvání dělicích stěn 5, 6 po části dna 20 , nacházející se pod první dělicí stěnou 5 a druhou dělicí stěnou 6.

Zařízení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem: Odpadní voda 4 přiváděná k čištění přitéká vtokovým ústrojím 14 do nádrže £ a dostává se do prvního pásma A aktivace kalu, popřípadě přitéká do tohoto prvního pásma A z nádrže BP. V prvním pásmu A aktivace kalu probíhá aktivování kalu, zatímco v bio-P nádrži BP probíhají procesy podporující P-eliminaci. Provzdušňovací jednotky £' putující stále sem a tam uvnitř celého vnitřního prostoru prvního pásma A aktivace kalu udržují všechny suspendované látky v promíchávacím a cirkulačním pohybu, přičemž celý vnitřní prostor prvního pásma A aktivace kalu je stále provzdušňován jemnými bublinkami vzduchu. Přiváděné množství vzduchu je stanovováno automaticky na základě zjištěného stupně znečištění vody a z toho odvozené potřeby kyslíku nebo je určováno poloautomaticky nastavením spínacích hodin, aby byl zajištěn vyšší než minimální přívod množství vzduchu, potřebný pro promíchávání aktivovaného kalu. V tomto prvním pásmu A aktivace kalu probíhá

-7CZ 280940 B6 aerobní degradační proces, kterým se odbourávají částice nečistot.

Protože odpadní voda 4 je přiváděna a odváděna na vzájemně opačných stranách nádrže 1, vzniká uvnitř nádrže 1 mezi vtokovou jednotkou 14 a odtokem 15 proudění vody. V důsledku toho se odpadní voda 4 společně se vznášejícími se částicemi kalu a nečistot, udržovanými přívodem vzduchu permanentně v cirkulačním pohybu, pohybuje pomalu směrem k první dělicí stěně 5, ke které již přitéká v důsledku velké průtočné plochy nádrže 1 v uklidněném stavu a protéká velkou výtokovou mezerou nebo řadou velkých výtokových otvorů 7 do druhého pásma B předběžného odkálování, ve kterém se dále uklidňuje a pomalu proudí. Účinkem skloněných dělicích stěn 5, 6 se kal v druhém pásmu B předběžného odkalování v potřebném rozsahu usazuje a klesá na vodorovnou usazovací plochu 26 , kde se zahušťuje. Voda protéká vyznačenou oddělovací zónou TZ šikmo nahoru jakoby svislým směrem a dostává se tak nad usazovací plochu 26,. Nad touto oddělovací zónou TZ dochází k vytváření pomocné filtrační vrstvy RS, která je tvořena jemnými vznášejícími se částicemi, jejichž rychlost klesáni je přibližně rovna rychlosti stoupání proudu vody, takže neusazující se nebo jen pomalu se usazující částice jsou tak zachyceny a potom jsou klesajícími hrudkami nečistot s konečnou platností odděleny. Průtokové otvory 8 se nacházejí nad touto pomocnou filtrační vrstvou RS v oblasti čisté vody a jsou ponořeny alespoň z větší části pod hladinou vody. Na velké usazovací ploše 26, jejíž délka může být 4 m nebo i více a která probíhá zpravidla v podstatě v celé šířce nádrže 1, dochází k plošnému zahušťování kalu v tenké vrstvě, to znamená usazující se částice aktivovaného kalu se shromažďuji v tenké vrstvě na rozdíl od usazování ve žlabech s průřezem ve tvaru V nebo podobného tvaru, ve kterých je zahušťování spojeno s nebezpečím odumírání kalu a tvorby vodních čoček. U řešení podle vynálezu se uplatňují všechny výhody tenkých vrstev při oddělování a zahušťování kalu. Jestliže je usazovací zóna složena z hlediska proudění ze svislých a vodorovných složek, je možno hovořit o tom, že při tomto druhu plošného čištění je dosahováno příznivého sloučení účinků horizontálních a vertikálních odkalovacích zařízení, a tím také dosažení výhod obou těchto druhů odkalovacích jednotek. Po usazení dostatečného množství aktivovaného kalu na usazovací ploše 26 může být usazený kal 16 odsát sběrným ústrojím 12, které se pohybuje v nádrži 1 různými směry sem a tam kolmo na hlavní směr proudění odpadní vody 4. Sběrné ústrojí 12 může být například ovládáno z hladiny vody a může být zavěšeno na plovácích pohybujících se po hladině vody, přičemž v příkladném provedení je opatřeno odsávacím čerpadlem 30., které je s ním unášeno. Tímto sacím čerpadlem 30 se odsátý kal vrací znovu do čisticího zařízení nebo se odvádí do kalových usazovacích rybníků nebo jímek.

Odpadní voda 4, která je v této fázi do značné míry již vyčištěna, potom proudí horním výtokovým ústrojím s průtokovým otvorem 8 ve druhé dělicí stěně 6 do třetího pásma C přídavného provzdušňování, kde se tato odpadní voda 4 opět uvádí pomocí provzdušňovacích jednotek 3.' do cirkulace a především se zásobuje kyslíkem, aby se například mohly odbourat zbývající vznášející se částice nečistot a aby se voda zcela nebo alespoň částečně nasytila kyslíkem.

-8CZ 280940 B6

Třetí pásmo C přídavného provzdušňování je odděleno ponornou stěnou 9 od čtvrtého pásma D dodatečné sedimentace a odpadní voda 4 může protékat nejméně jedním průtokovým otvorem 21 ve spodní části ponorné stěny 9 do čtvrtého pásma D dodatečné sedimentace. V tomto čtvrtém pásmu D dodatečné sedimentace se usazují částice kalu, které ještě zůstaly v částečné vyčištěné odpadní vodě 4 nebo které se sem dostaly při poruše normálního průběhu procesu v prvním pásmu A aktivace kalu protečením průtokovým otvorem 8, na usazovací ploše 27 a mohou být odsávány pomocí nejméně jednoho druhého sběrného ústrojí 12.' pro odstraňování kalu.

V závěrečné fázi čisticího procesu se předčištěná voda dočišťuje filtrací na kořenech rostlin v pátém pásmu E s rostlinným filtrem a v šestém pásmu F s koncovým filtrem. Tímto způsobem vyčištěná odpadní voda 4 se potom odvádí provákovým přepadem S, vytvořeným podle DE-PS 32 41 595, do odtokové trouby 25.. Plovákový přepad S může mít nastavený průtok, takže nezávisle na objemu přítoku za jednotku času je dosaženo regulovaného odtoku a vyrovnávání nerovnoměrností přítoku.

Pomocí odsávacích čerpadel 30 je zajištěno zpětné vedení kalu z druhého pásma B předběžného odkalování a ze čtvrtého pásma D dodatečné sedimentace do odkalovacích jímek nebo rybníků, popřípadě zpět do prvního pásma A aktivace kalu. Tato odsávací čerpadla mohou být umístěna pochopitelně i na jiných místech odsávacího nebo vratného systému.

Řešení podle vynálezu se pochopitelně neomezuje jen na popsané příkladné provedení čisticího zařízení. Zařízení může být opatřeno nádrží i s libovolným počtem odkalovacích oblastí (A-n) čisticích pásem a s libovolným sledem jednotlivých pásem, přičemž kapacita čisticího zařízení se může zvětšit bud rozšířením prvního pásma A aktivace kalu, popřípadě dalších jednotlivých oblastí, popřípadě paralelním provozem několika nádrží vedle sebe. Zvláště výhodné je, že zařízení podle vynálezu umožňuje přizpůsobení na malé výchozí zatížení nebo proměnný vztah k hydraulickému nebo biochemickému zatížení. Také je možno za čtvrté pásmo D dodatečné sedimentace, páté pásmo E s rostlinným filtrem a šesté pásmo F s koncovým filtrem umístit libovolně velké akumulační nádrže pro vyčištěnou vodu pro její další použití.

Claims (31)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob čištění odpadních vod v několika fázích následujících po sobě, přičemž v první fázi čištění v prvním pásmu (A) s aktivovaným kalem se odpadní voda provzdušňuje a potom se v druhém pásmu (B) v druhé fázi, ve které se kal vrací zpět, částečně čistí, potom se následně odpadní voda ve třetí fázi v třetím pásmu (C) dodatečně provzdušňuje, a tím se promíchává a především se obohacuje kyslíkem až do úplného nebo částečného nasycení vody, a ve čtvrté fázi ve čtvrtém pásmu (D) probíhá dodatečná sedimentace, vyznačující se tím, že všechny fáze zpracování odpadních vod (4) ve všech čtyřech pásmech (A, B, C, D) se provádějí v jedné nádrži (1) a odpadní

   -9CZ 280940 B6 voda (4) se pro druhou fázi dílčího čištění převádí ve směru hlavního proudění z prvního pásma (A) s aktivovaným kalem nejméně jedním výtokovým otvorem (7), umístěným ve spodní oblasti dělicí stěny (5), přivrácené ke dnu (20) nádrže (1), do druhého pásma (B) předběžného odkalování, kde se aktivovaný kal usazuje a odsává se pomocí sběrného ústrojí (12) a vrací se alespoň částečně do prvního pásma (A) s aktivovaným kalem, kde probíhá první fáze čištění.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v provzdušňovací fázi se odpadní voda (4) přivádí do prvního pásma (A) s aktivovaným kalem a potom se provzdušňuje vzduchem nebo kyslíkem a udržuje se v cirkulačním pohybu, při kterém probíhá aerobní degradační proces.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odpadní voda (4) se ve třetí fázi s dodatečným provzdušňováním převádí z druhého pásma (B) předběžného odkalování průtokovými otvory (8) v horní části druhé dělicí stěny (6), odvrácené ode dna (20) nádrže (1), prouděním do třetího pásma (C) přídavného provzdušňování, kde se provzdušňuje kyslíkem a udržuje se její cirkulace.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odpadní voda (4) protéká v přídavné sedimentační fázi z třetího pásma (C) přídavného provzdušňování spodní oblastí další dělicí stěny (9) do čtvrtého pásma (D) dodatečné sedimentace, kde se zbytky kalu nechají usazovat a odsávají se pomocí druhého sběrného ústrojí (12').
5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odpadní voda se po průchodu všemi čisticími fázemi v jednotlivých pásmech (A, B, C, D) přivádí do filtrační fáze (E, F), ve které protéká rostlinným filtrem (E) a koncovým filtrem (F) a potom se jako vyčištěná voda odvádí z nádrže (1).
6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že objem jednotlivých fázových pásem (A, B, C, D) se mění změnou poloh dělicích stěn (5,6,9) a přizpůsobuje se přiváděnému objemu vody a čisticímu procesu.
7. 7. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1 a pro čištění odpadních vod, obsahující skupinu pásem, zejména pásmo s aktivovaným kalem, pásmo předběžného odkalování s ústrojím pro odebírání kalu a jeho alespoň částečné vracení do pásma s aktivovaným kalem, pásmo přídavného provzdušňování pro obohacování vody zejména kyslíkem a pásmo dodatečné sedimentace, vyznačující se tím, že pásma (A, B, C, D) jsou umístěna v jedné nádrži (1) a nádrž (1) je rozdělena dělicími stěnami (5,6,9), přičemž první dělicí stěna (5) mezi prvním pásmem (A) s aktivovaným kalem a pásmem (B) předběžného odkalování je opatřena na svém spodním okraji, přivráceném ke dnu (20) nádrže (1), výtokovým otvorem (7) pro průtok vody z prvního pásma (A) s aktivovaným kalem do druhého pásma (B) předběžného odkalování a druhá dělicí stěna (6) mezi druhým pásmem (B) předběžného odkalování a třetím pásmem (C) přídavného provzdušňování je opatřena na svém horním okraji, odvrá

   -10CZ 280940 B6 ceném ode dna (20) nádrže (1), průtokovými otvory (8) pro průtok vody z druhého pásma (B) předběžného odkalování do třetího pásma (C) přídavného provzdušňování.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že nádrží (1) je zpevněná zemní nádrž.
9. 9. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že dno nádrže (1) a její stěny jsou pokryty vrstvou izolace (2).
10. 10. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že vrstva izolace (2) je tvořena nejméně jednou fólií.
11. 11. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že jednotlivé zóny jsou uspořádány ve směru (H) hlavního proudění vody v následujícím sledu: pásmo (A) aktivace kalu, pásmo (B) předběžného odkalování, pásmo (C) přídavného provzdušňování a pásmo (D) dodatečné sedimentace.
12. 12. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že na konci nádrže (1) je přídavně umístěn filtr (E,F), který je ve vyšší úrovni než zbývající pásma (A,B,C,D).
13. 13. Zářízení podle nároku 12,vyznačující se tím, že filtr (E, F) sestává z rostlinného filtru a z koncového filtru, přičemž oba tyto filtry (E, F) jsou od sebe odděleny dělicí stěnou (13).
14. 14. Zařízení podle nároku 12,vyznačující se tím, že dělicí stěna (13) vyrovnává v celé své délce proud vody z filtru (E) do filtru (F).
15. 15. Zářízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že je mu paralelně předřazeno nejméně jedno další zařízení s prvním pásmem (A) as druhým pásmem (B), přičemž druhé pásmo (B) dalšího zařízení je spojeno s třetím pásmem (C) původního zařízení.
16. 16.Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že druhé pásmo (B) předběžného odkalování je ukončeno dělicí stěnou (6) stoupající šikmo nahoru pod úhlem (a).
17. 17.Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že první pásmo (A) s aktivovaným kalem je ukončeno dělicí stěnou (5), stoupající šikmo nahoru v úhlu (β).
18. 18.Zářízení podle nároku 7, vyznačující že výtokové otvory (7) jsou umístěny v oblasti dna (20) nádrže (1) do maximálně 30 % ponořené stěny (5).

    se tím, vzdálené ode výšky dělicí
19. 19.Zářízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že dělicí stěna (9), kterou je odděleno třetí pásmo (C) přídavného provzdušňování od čtvrtého pásma (D) dodatečné sedimentace, je ponornou stěnou, která je opatřena ve své spodní oblasti, přivrácené ke dnu (20) nádrže (1), nejméně jedním průtokovým otvorem (21).
20. 20. Zařízení podle nároku 19,vyznačující se tím, že průtokové otvory (21) umístěné v oblasti dna (20) nádrže (1) dosahují maximálně do 30 % výšky dělicí ponorné stěny (5).
21. 21. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že nejméně jedna z dělicích stěn (5,6,9) je ponornou stěnou.
22. 22. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že sklon dělicích stěn (5,6) je nastavitelný v kloubech (11).
23. 23. Zářízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že dělicí stěny (5,6,9) jsou uloženy stacionárně v nádrži (1).
24. 24. Zářízení podle nejméně jednoho z nároků 7 až 23, vyznačující se tím, že dělicí stěny (5,6,9) jsou uloženy v nádrži (1) pohyblivě pro změnu objemu jednotlivých dílčích oblastí nádrže (1).
25. 25. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že druhé pásmo (B) předběžného odkalování a čtvrté pásmo (D) dodatečné sedimentace obsahují vodorovné usazovací plochy (26,27) a sběrné ústrojí (12,12') pro odstraňování kalu.
26. 26. Zařízení podle nároku 25,vyznačující se tím, že druhé pásmo (B) předběžného odkalování a/nebo čtvrté pásmo (D) dodatečné sedimentace obsahují vodorovné usazovací plochy uložené pod úrovní okolních částí dna (20) nádrže (1).
27. 27. Zářízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že v druhém pásmu (B) předběžného odkalování je vytvořen kalový žlábek (21).
28. 28. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně dvě nádrže (1) uspořádané paralelně vedle sebe.
29. 29. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že na konci nádrže (1) je vytvořen plovákový přepad (S).
30. 30. Zářízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jednu přídavnou usazovací jímku nebo usazovací nádrž (G).
31. 31. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že pásmům (A až D) nebo pásmům (A až F) je předřazena bio-P nádrž (BP).