CZ287022B6

CZ287022B6 - Process of extended efficient aerobic bio-aeration of sewage

Info

Publication number: CZ287022B6
Application number: CZ19982384A
Authority: CZ
Inventors: Theo Stahler
Original assignee: Theo Stahler
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 2000-08-16
Also published as: WO1997028094A1; AR005673A1; JP2000503891A; TW402578B; US6039873A; AU1546097A; BR9707243A; MX9806186A; PT881990E; PL186625B1; DE59700757D1; ATE186900T1; RU2170217C2; KR100449583B1; EP0881990A1; ES2142142T3; EP0881990B1; CZ238498A3; DE19603690A1; KR19990082257A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu dále jdoucího aerobního biologického čištění odpadní vody kombinovaným způsobem využívajícím ponorného skrápěcího tělesa a aktivace. Vynález se obzvláště týká simultánní a integrované nitrifikace a denitrifikace a rozsáhlého odstraňování fosforu.

Dosavadní stav techniky

Odstraňování dusíku a fosforu v čistírnách odpadních vod je možné v případě dusíku biologickou cestou (nitrifikace - denitrifikace). Fosfáty se zpravidla odstraňují chemickými způsoby (vysrážení, vyvločkování sloučeninami železa, hliníku a vápníku). V posledních letech byly vyvinuty biologické způsoby. Zakládají se na zvýšení příjmu fosfátu organismy aktivovaného kalu, který je vyšší než běžné hodnoty přijímání fosforu mikroorganismy (ATV, 1989: Biologische Phosphorentfemung, Korrespondenz Abwasser 36, str. 337 až 348; a S. Kunst: „Untersuchungen zur Biologischen Phosphorelimination im Hinblick auf ihre abwassertechnische Nutzung“, Veroffentlichung des Instituts fur Siedlungswasserwirtschaft, Univ. Hannover, číslo 77, 1990). Tyto způsoby odstraňování dusíku a fosforu se označují jako „dále jdoucí čištění“ popřípadě jako „čištění 3. stupně“.

Reaktory s pevným tělesem, které jsou zapojeny jako skrápěcí tělesa před aktivační nádrží a/nebo za ní, jsou z literatury známy (např. německý patentový spis číslo DE-A 29 14 689 nebo DE-A 31 40 372). K těmto reaktorům patří, jak shora uvedeno, tak zvaná skrápěcí tělesa, avšak také vzduch strhávající reaktory s buňkovými koly, která se otáčejí kolem vodorovné osy a která mají v buňkách například četné ve vzájemném odstupu uspořádané desky například z plastu nebo z podobných pevných materiálů. Konstrukce a funkce takových reaktorů s buňkovými koly je známa například z uvedených patentových spisů.

Vzduch strhávající reaktor s buňkovým kolem (buňkové kolo), otáčející se kolem vodorovné osy, může splňovat v čistírnách odpadních vod funkci skrápěcího tělesa jakožto reaktor s pevnou vrstvou. Tak se mohou v biologickém trávníku usazovat nitrifikanty k oxidaci sloučenin dusíku, čímž se dosahuje nitrifikace.

Na druhé straně je možné nastavovat při použití reaktoru s buňkovým kolem žádoucí promísení v nádrži a může se upustit od míchacích agregátů.

Podle známého stavu techniky se dosud nepodařilo integrovat zesílenou dále jdoucí biologickou eliminaci fosforu za současné nitrifikace a denitrifikace, která by vyžadovala toliko jedinou nádrž, přičemž by tedy probíhala zvýšená biologická eliminace fosforu současně s nitrifikací a denitrifikací integrované v jediné nádrži.

Tohoto cíle se však dosahuje při způsobu dále jdoucího biologického čištění odpadních vod, při kterém se popřípadě mechanicky předběžně upravená voda zavádí do biologické nádrže obsahující jak usazenou, tak suspendovanou biomasu a kde se sloučeniny fosforu a dusíku ve velké míře odstraňují biologicky, přičemž se takto ošetřená, vyčištěná odpadní voda opět z biologické nádrže odvádí.

-1 CZ 287022 B6

Podstata vynálezu

Způsob dále jdoucího aerobního biologického čištění odpadní vody, při kterém se popřípadě 5 mechanicky předběžně upravená voda zavádí do biologické nádrže obsahující jak usazenou, tak suspendovanou biomasu a kde se sloučeniny fosforu a dusíku ve velké míře odstraňují biologicky, přičemž se takto ošetřená, vy čištěná odpadní voda opět z biologické nádrže odvádí, spočívá podle vynálezu v tom, že se při provozu biologické nádrže regulovatelným zaváděním kyslíku udržují oblasti s rozdílným kyslíkovým prostředím, přičemž se v oblasti sousedící s povrchem biologické nádrže vytváří aerobní oblast a na dně aktivní nádrže anoxická oblast a mezi těmito oblastmi je alespoň jedna i přechodná oblast, a používá se biomasy jako celku usazené a suspendované biomasy v množství věším než 3 kg sušiny na 1 m³ využívaného objemu biologické nádrže.

Tím, že se při způsobu podle vynálezu regulovatelným zaváděním kyslíku vytváří oblasti s různým obsahem kyslíku, se dosahuje skutečné současné a integrované nitrifikace a denitrifikace se 20 zvýšeným odstraněním fosforu v čištěné odpadní vodě, což je překvapivé a neočekávatelné.

V oblasti sousedící s povrchem biologické nádrže se vytváří aerobní prostředí a v oblasti u dna biologické nádrže anoxické prostředí. Mezi těmito oblastmi je alespoň jedna přechodová oblast, přičemž suma sedimentované a suspendované biomasy je větší než 3 kg na 1 m³ využitého objemu nádrže. Kombinací a synergickým spolupůsobením obou opatření, kterými jsou udržování oblasti s různým obsahem kyslíku v různých oblastech nebo zónách nádrže a provoz s výrazně vyšším obsahem biomasy, než v případě běžných čistíren odpadních vod s aktivovaným kalem, se zaručuje vyšší výkon, hospodárný provoz a snížené výrobní náklady ve srovnání se způsoby známými ze stavu techniky.

Při způsobu podle vynálezu dochází v biologické nebo v aktivační nádrži k vytváření oblasti nebo zón, ve kterých je rozdílný obsah kyslíku. Obsah kyslíku v jednotlivých oblastech nebo zónách ovlivňuje čištění odpadních vod. Za všech podmínek obsahu kyslíku dochází v biologické nebo v aktivační nádrži k odbourávání organických uhlovodíkových sloučenin. Specificky jsou ovlivňovány, zvláště při dodržování určitých oblastí zatížení, dále jdoucí procesy čištění odpad35 nich vod nitrifikací, denitrifikací a biologickým odstraňováním fosforu.

V aerobním prostředí aerobní oblasti nebo aerobní zóny, sousedící s povrchem biologické nebo aktivační nádrže, dochází přednostně k nitrifikaci. Aerobní prostředí aerobní oblasti nebo aerobní zóny je charakteristické obsahem rozpuštěného kyslíku a popřípadě chemicky vázaného kyslíku, například v podobě dusičnanu, který se vyskytuje po nitrifikaci například amoniakálních sloučenin.

r

Naproti tomu v anoxickém prostředí, které vyznačuje anoxickou oblast popřípadě anoxickou zónu, která se vytváří na dnu biologické nebo aktivační nádrže, dochází přednostně k denitrifi> 45 kaci. Anoxické prostředí, případně oblast nebo zóna, ve které je anoxické prostředí charakterizováno tím, že obsahuje nepatrné množství rozpuštěného kyslíku, popřípadě neobsahuje žádný rozpuštěný kyslík ani kyslík chemicky vázaný.

Při způsobu podle vynálezu jsou aerobní oblast a anoxická oblast popřípadě navzájem spojeny 50 přechodovými oblastmi. Přechod může nastávat náhle, přednostně je však pozvolný. Podle vynálezu jsou v jedné nebo v několika přechodových oblastech zpravidla podmínky obsahu kyslíku, které odpovídají obsahu rozpuštěného kyslíku vyššímu než 0,5 mg/1. Toto prostředí přispívá kromě jiného s výhodou ke zvýšené biologické eliminaci fosforu.

-2CZ 287022 B6

V oblasti dna biologické nádrže se vytváří anaerobní prostředí, které je charakterizováno tím, že obsahuje nepatrné množství rozpuštěného kyslíku, popřípadě neobsahuje žádný rozpuštěný kyslík ani kyslík chemicky vázaný (po denitrifikaci). Také tato oblast přispívá k denitrifikaci a k eliminaci fosforu.

Jak bylo již shora naznačeno, že nejvýše překvapivé, že se na rozdíl od dosavadních poznatků podařilo nastavit a řídit střídavé podmínky obsahu kyslíku v biologické nádrže tak, že se v rámci jediné biologické nádrže při jediném procesu vytváří stresová situace pro mikroorganismy, která vede k rozsáhlé kombinované denitrifikaci a biologické eliminaci fosforu.

Dosud se v souvislosti s biologickou eliminací fosforu vycházelo z toho, že je pro biologickou eliminaci fosforu potřebná chemická úprava vody nebo také oddělená nádrž s anaerobním prostředím. Způsob podle vynálezu umožňuje tento proces provést v jediné nádrži a v jednom procesu. Přitom se také drasticky snižují cirkulující množství odpadní vody, která při způsobech, známých ze stavu techniky, představují několikanásobek zpracovávaného množství.

Podle stavu techniky se sice také mluví o simultánní a integrované nitrifikaci a denitrifikaci s odstraňováním fosforu, přičemž však ze srovnání známých způsobů a způsobu podle vynálezu lze mluvit jen o jaksi simultánním způsobu. Odlišné podmínky kyslíkového prostředí, které jsou nutné pro umožnění nitrifikace a denitrifikace spolu s eliminací fosforu se sice podle známého stavu techniky vytvářejí v jedné nádrži, avšak buď v různé době, nebo v různých, oddělených oblastech nádrže. Naproti tomu je podle vynálezu možné vytvářet oblast mezi kterými je přechod na podmínky kyslíkového prostředí plynulý. Takový kontinuální přechod jako podle vynálezu dosud realizován nebyl, přičemž ho vynález umožňuje překvapivě jednoduchým a bezpečným způsobem.

Na rozdíl od časového dělení různých kyslíkových poměrů, při kterém se například nejdříve provzdušňuje pro dosažení značné nitrifikace, načež následuje doba bez provzdušňování, ve které se kyslíkové poměry změní na anaerobní (denitrifikační), k čemuž je zpravidla nutný míchací agregát, přičemž denitrifikace následuje po určité prodlevě bez provzdušňování, je předností způsobu podle vynálezu, že pro jednotlivé procesy odbourání jsou v každém okamžiku dodržovány optimální podmínky prostředí. Tím žádný z integrovaných a simultánně prováděných procesů není narušován.

Na rozdíl od prostorového oddělování různých kyslíkových poměrů, přičemž procesy probíhají v různých oddělených jednotkách nádrže, je způsob podle vynálezu provozně stabilní, obzvláště jednoduchý a proveditelný bez větší námahy. Obzvláště není zapotřebí žádných přídavných agregátů a chemických přísad.

Vzhledem ktomu, že integrovaný a simultánní způsob podle vynálezu povoluje koncentraci biomasy, vyjádřenou jako souhrn usazené a suspendované biomasy, větší než 3 kg sušiny na 1 m³využitého prostoru biologické nádrže, je obzvláště výhodnou obměnou způsobu podle vynálezu použít biomasu v množství 4 až 8 kg na 1 m³. Takové množství používané biomasy se může označit jako výrazně větší oproti způsobům známým ze stavu techniky. Podle vynálezu se může používat i 10 kg/m³. Obzvláště výhodným je množství 5 až 7 kg na 1 m³.

Charakteristickým znakem způsobu podle vynálezu je skutečnost že se prostředí s různým obsahem kyslíku, popřípadě pro jednotlivé operace, vytváří v jedné nádrži. Podle zvláštní technologické modifikace je obzvláště účelné, aby se koncentrace rozpuštěného volného kyslíku v aerobní oblasti udržovala přibližně 1 až 4 mg/1, především 1 až 3 mg/1.

Podle dalšího obzvláště výhodného provedení způsobu podle vynálezu se udržuje v anoxické oblasti koncentrace rozpuštěného volného kyslíku nejvýše 0,5 mg/1. S výhodou se způsob podle vynálezu provádí tak, aby se současně podíl chemicky vázaného kyslíku blížil nule.

-3CZ 287022 B6

Pro pochopení vynálezu je třeba brát v úvahu, že vynález zahrnuje zvláště také způsoby, při kteiých se v průběhu provozu biologické nádrže regulovaným zaváděním kyslíku vytváří oblast s rozdílným kyslíkovým prostředím, přičemž se v sousedství povrchu biologické nádrže vytváří 5 aerobní oblast a na dně nádrže anoxická až anaerobní oblast. To znamená, že dosažení výhod způsobu podle vynálezu se dosahuje nejen odstupňováním podmínek kyslíkového prostředí od aerobních přes anoxické po anaerobní nýbrž také vytvořením podmínek aerobních a anoxických, přičemž jsou přechody kyslíkového prostředí souvislé a s výhodou kontinuální.

Různé zóny nebo oblast nejsou při způsobu podle vynálezu prostorově od sebe odděleny, nýbrž se realizují v různých hloubkách, to znamená v různých rovinách biologické nádrže. Podle účelného provádění způsobu podle vynálezu se biologická nádrž provozuje tak, že 1/2 až 3/4, s výhodou 3/3 až 3/4 objemu biologické nádrže se provozují jako aerobní oblast.

Obzvláště výhodné je provozování způsobu podle vynálezu, při kterém se 1/4 až 1/2, s výhodou 1/4 až 1/3 objemu biologické nádrže provozu jako anoxická oblast.

Se zřetelem na případnou jednu nebo na případných několik přechodových zón se připomíná, že jde o zóny, kde stoupá obsah kyslíku směrem od anoxické (dno nádrže) k aerobní (povrch 20 nádrže) zóně. Obzvláště účelný je způsob podle vynálezu při udržování stoupající koncentrace kyslíku v přechodové zóně od anoxické oblasti k aerobní oblasti větší než 0,5 až menší než 1 mg/1, vztaženo na rozpuštěný volný kyslík.

Pro provádění způsobu podle vynálezu je dále příznivé udržovat v přechodové zóně od anoxické do aerobní oblasti postupně stoupající oblast rozpuštěného volného kyslíku od 0 do 0,5 mg/1.

Pro provádění způsobu podle vynálezu je dále obzvláště důležité udržování oblastí s různými podmínkami obsahu kyslíku řiditelným zaváděním kyslíku. K tomuto účelu je obzvláště výhodné měření obsahu kyslíku v anoxické oblasti pro zjišťování skutečných hodnot v určitých časových 30 intervalech nebo kontinuálně. Ještě příznivější je provádět způsob podle vynálezu tak, že se v určitých časových intervalech nebo nepřetržitě měří obsah kyslíku pro zjišťování skutečné hodnoty v aerobní oblasti. Takové měření je možné kyslíkovou sondou, známou pracovníkům v oboru.

V závislosti na naměřených skutečných hodnotách, které se zjišťují, jak shora uvedeno, v určitých časových intervalech nebo kontinuálně, se pak žádaná skutečná hodnota nastavuje řízeným zaváděním kyslíku. Obzvláště výhodné žádané hodnoty obsahu kyslíku v jednotlivých zónách vyplývají ze shora uvedených údajů. V rámci vynálezu je nastavení obsahu kyslíku na žádanou hodnotu možné různými způsoby, známým pracovníkům v oboru. Podle zvláště 40 výhodného provádění způsobu podle vynálezu je však obzvláště jednoduché, cenově příznivé, účinné a proto přednostní provádět vnášení kyslíku prostřednictvím tak zvaného buňkového kola. Bližší podrobnosti o buňkových kolech, použitelných při způsobu podle vynálezu jsou v literatuře popsány (například německý patentový spis číslo DE-A 29 14 689, DE-A 31 40 372 a DE-A 34 11 865 [CN 10 467]). Je obzvláště dobře možné řízením otáček buňkového kola vnášet potřebné množství kyslíku v závislosti na naměřených hodnotách k dosažení žádaných hodnot. Je také obzvláště výhodné měřit skutečnou hodnotu obsahu kyslíku mimo buňkové kolo v nádrži.

Pro jednotlivé procesy potřebné podmínky prostředí se při způsobu podle vynálezu vytvářejí současně vjediné nádrži. Jak vyplývá ze shora uvedeného, jsou za použití buňkového kola možné zvláště dvě varianty. Podle první varianty se způsob podle vynálezu provádí s kyslíkovými podmínkami aerobně a anoxicky. Za tímto účelem se v souvislosti povrchu biologické nádrže a uvnitř buňkového kola vytvoří aerobní oblast, která existuje vždy a nezávisle na otáčkách

-4CZ 287022 B6 buňkového kola, čímž je zajištěna trvalá, vysoká nitrifikace. U dna biologické nádrže a částečně vedle buňkového kola se udržuje anoxické prostředí, které vede k vysoké denitrifikaci. Obsah kyslíku se může nastavovat řízením tak, že anoxické prostředí vede až k anaerobnímu prostředí.

Podle druhé varianty se způsob podle vynálezu provádí za podmínek kyslíkového prostředí aerobního, anoxického a anaerobního. V zásadě se postupuje podle shora uvedené první varianty avšak rozšířením prostoru vedle buňkového kola a pod ním se vytváří přídavný prostor, ve kterém může přecházet anoxické prostředí částečně až na anaerobní prostředí.

Všechny varianty způsobu podle vynálezu jsou charakteristické tím, že mikroorganismy v biologické nádrži se podrobují stálé změně podmínek prostředí. Tato změna se provádí v podstatně zkrácených časových intervalech (například v minutových intervalech) než je známo ze strany techniky, podle kterého se takové změn provádějí v oddělených nádržích částečně teprve po hodinách. Pro provádění zvláště výhodného způsobu podle vynálezu za použití buňkového kola není zapotřebí žádných zvláštních agregátů, jelikož buňkové kolo vedle zavádění kyslíku také umožňuje homogenní promísení.

Jak shora uvedeno, je synergickým současným působením dvou opatření (udržování určitého kyslíkového prostředí a použití podstatně vyššího množství biomasy než podle stavu techniky) zajištěn vyšší výkon při zvýšené stabilitě, ekonomický provoz a nižší provozní náklady ve srovnán se známými způsoby.

Při způsobu podle vynálezu se dosahuje zvýšení výkonu čištění zvláště využitím specifické schopnosti usazeného a suspendovaného aktivovaného kalu v kombinované jednotce, stabilního výkonu čištění při vysokém hydraulickém zatížení rozmnožené biomasy, při dobrých vlastnostech kalu a až o 50 % vyšší koncentraci aktivovaného kalu podílem suspendovaných mikroorganismů při nižším stáří kalu. Zlepšená ekonomika způsobu podle vynálezu je založena také na mimořádně nízkých provozních nákladech, na vysokém možném zavádění kyslíku, na zvýšené provozní bezpečnosti a na vysoké stabilitě způsobu na jedné straně a obecně na jednoduchosti případně používaného agregátu, zvláště buňkového kola.

Vynález blíže objasňují, nijak však neomezují, připojený výkres a příkladné provedení.

Přehled obrázků na výkrese

Na obr. 1 se řez biologické nádrže obsahující dvě buňková kola a vyčeřující jednotka, zařazená za biologickou nádrž.

Příklady provedení vynálezu

Biologická nádrž 10, používaná při způsobu podle vynálezu, má dvě buňková kola 30 otočná kolem vodorovné osy v biologické nádrži 10. Buňková kola 30 se uvádějí do pohybu blíže necharakterizovaným pohonem 40 kolem centrální osy. Sonda 50 se ponořuje do biologické nádrže 10 a je určena ke měření obsahu kyslíku v biologické nádrži U). V závislosti na naměřené hodnotě obsahu kyslíku řídí sonda pomocí pohonu 40 počet otáček buňkových kol 30. Přívodem 60 se do biologické nádrže 10 zavádí čištěná odpadní voda. V biologické nádrži 10 je nejdříve oblast v sousedství povrchu, která se označuje jako aerobní oblast 70. V této oblasti je koncentrace kyslíku obecně vyšší než 1,0 mg/1. V sousedství dna biologické nádrže 10 se vytváří další oblast. Tato oblast se označuje jako anoxická oblast 80, přičemž je koncentrace kyslíku v této oblasti obecně nižší než 0,5 mg/1. Mezi aerobní oblastí 70 a anoxickou oblastí 80 je vytvořena přechodová oblast 90, ve které je koncentrace kyslíku 0,5 až přibližně 1,0 mg/1. Rozsah této přechodové oblasti 90 znázorňuje průběh obou světlých linií. Biologická nádrž 10

-5 CZ 287022 B6 má výpust 100, kterou se zavádí zpracovaná voda do čeřící jednotky 20. Čeřící jednotka 20 má výpust 120 ke vracení biomasy z čeřící jednotky 20 do biologické nádrže 10 přes vstup 140, kteiý spojuje čeřící jednotku 20 s biologickou nádrží 10. Přes výstup 130 se může nadbytečný kal z potrubí mezi čeřící jednotku 20 s biologickou nádrží odvádět. Zpracovaná, vyčeřená voda 5 se z čeřící jednotky 20 odvádí potrubím 110.

Při způsobu podle vynálezu výhodně použitelná buňková kola jsou o sobě známá a četně používaná, například v tak zvaných troubových kolech. Pro tato kola je společné, že umožňují kombinaci ponorného zkrápěcího procesu a aktivačního způsobu. Ponornými tělesy se rozumí ío shora uvedené pod vodou vestavěné otáčející se periodicky částečné nebo plně se vynořující nárůstové plochy. Čištění odpadní vody vyžaduje jednak volně se vznášející aktivovaným kalem suspendovanou biomasu v biologické nádrži 10 jednak pevně ulpívající mikroorganismy na rotujících plochách ponorného tělesa (tak zvaná usazená biomasa). Tím se spojuje účinek způsobu s aktivovaným kalem s působením skrápěcího tělesa. Obzvláště dochází k zásobování 15 kyslíkem všech mikroorganismů pomalým otáčením ponorného tělesa, k čemuž slouží vně uspořádaný motor s regulovaným počtem otáček, který kolo pohání. Když dospěje ponorné těleso tímto otáčivým pohybem nad hladinou vody, vytéká směs vody a oživeného kalu z dutého tělesa. Místo vody se duté těleso plní vzduchem z okolí. Pro oxidaci látek, obsažených v odpadní vodě potřebný kyslík se přitom rozpouští na vlhkém povrchu porostlých desek. Protože je tento 20 velký povrch přímo vystaven plnému parciálnímu tlaku vzduchu, dosahuje se bezprostředně nasycení kyslíkem. V důsledku difúze vzniká kyslík vytvořeným koncentračním spádem do hlubších vrstev porostu.

Když se duté těleso opět ponoří do směsi odpadní vody a oživeného kalu, vzduch se uzavře. 25 Je nucen pronikat do nejhlubšího bodu a stlačuje se. Část strženého vzduchu uniká v oblasti hlubokého bodu otáčivého pohybu a vytváří na kole jemné bublinky. Bublinky hledají svoji cestu naproti ležícím ponorným tělesem na hladinu a společně s otáčivým pohybem kola ovlivňují rovnoměrné promíchávání biologické nádrže jakož také optimální zásobování aktivovaného kalu kyslíkem.

V průběhu stoupajícího otáčivého pohybu působí částečně vzduchem naplněný segment jako duté těleso a přispívá hnací silou ke snížení spotřeby energie. Před vynořením se zbylý vzduch dostává do vody. Na ponorném tělese uspořádané povrchy se při chodu ve volném ovzduší zásobují až do nasycení kyslíkem. Nucené vedený vzduch prochází v průběhu otáčení ještě 35 všechny povrchy ponorného tělesa. Tím jsou také usazené mikroorganismy na složkách ponorného tělesa a ve vodě optimálně zásobeny kyslíkem. Nucené vedený vzduch prochází po speciálně zvlněných površích desek. Profilace je vytvořena tak, aby se nucené vytvářely stálé nové přechodové fáze ve stlačovávaných oblastech pro výměnu kyslíku. Tím dochází k obzvláště příznivému současnému zásobování kyslíkem biologického trávníku a aktivovaného kalu.

Pro objasnění výkonnosti způsobu podle vynálezu se uvádějí naměřené hodnoty modelové čeřící jednotky vytvářené přednostně pro nitrofíkaci. Suma usazené v suspendované biomasy je středně 5 až 10 kg/m³. Spotřeba energie biologického stupně je denně středně 5,6 kW pro celkový objem biologického stupně 240 m³. Zatížení prostoru je 0,7 kg BSK 5/m³ x den.

Hloubka nádrže je přibližně 4 m. Průměr použitého buňkového kola je 4,25 m, přičemž vzdálenost mezi dnem a nejhlubším místem buňkového kola je přibližně 0,25 m. Nejvyšší místo kola nad hladinou vody je přibližně 0,5 m.

Koncentrace kyslíku v biologické nádrži se měří na pěti místech mimo buňkové kolo obchodně dostupnou sondou:

Měřicí místo 1 je přibližně ve hloubce vody 0,5 m, tedy přibližně 3,5 m nade dnem. Měřicí místo 2 je přibližně ve hloubce vody 1,5 m, tedy přibližně 2,5 m nade dnem.

6CZ 287022 B6

Měřicí místo 3 je přibližně ve hloubce vody 2,5 m, tedy přibližně 1,5 m nade dnem.

Měřicí místo 4 je přibližně ve hloubce vody 3,45 m, tedy přibližně 0,55 m nade dnem. Měřicí místo 5 je přibližně ve hloubce vody 3,95 m, tedy přibližně 0,05 m nade dnem.

Kromě toho se biomasa hodnotí jako sušina.

Závislost naměřené koncentrace kyslíku se řídí rychlostí otáček buňkového kola v oboru přibližně počtu otáček 0,3 až 1,0/min tak, aby byla na měřicích místech 1 až 5 v tabulce I uváděná koncentrace kyslíku konstantní.

Střední hodnoty pro každý měsíc v roku jsou v tabulce I (ve sloupci 1 jsou hodnoty obsahu kyslíku v mg/1 v měřicím místě 1, ve sloupci 2 v měřicím místě 2, ve sloupci 3 v měřicím místě 3, ve sloupci 4 v měřicím místě 4 a ve sloupci 5 v měřicím místě 5. V posledním sloupci je obsah sušiny v kg/m³.

V tabulce Π je výkon jednotky pro čištění odpadní vody. Měří se biologická spotřeba kyslíku (BSK5) chemická spotřeba kyslíku (CHSK), obsah fosfátu (PO4—P), obsah amonia (NO4-N), obsah oxidu dusičitého (NO2-N) a obsah oxidu dusičného (N03-N) vždy na přítoku P a na výtoku V z čeřící jednotky. Hodnoty se sledují po celý rok, přičemž se v tabulce II uvádějí hodnoty střední.

Průmyslová využitelnost

Ekonomické a snadno proveditelné aerobní biologické čištění odpadní vody kombinovaným způsobem využívajícím ponorného skrápěcího tělesa a aktivace, při kterém se dochází k simultánní a integrované nitrofikaci, denitrifikaci a k rozsáhlému biologickému odstraňování fosforu.

Tabulka 1

	1 O₂ mg/1	2 O₂ mg/1	3 O₂ mg/1	4 O₂ mg/1	O B	kg/m
\| leden	1,27	1,11	0,88	0,25	0,01	6,12
1 únor	1,35	1,15	0,80	0,20	0,01	7,32
\| březen	1,20	1,24	0,84	0,22	0,00	6,02
I duben	1,29	1,18	0,80	0,27	0,01	7,72
I květen	1,32	1,14	0,90	0,32	0,01	7,02
I červen	1,36	1,16	0,90	0,30	0,01	6,92
\|červenec	1,34	1,19	0,88	0,27	0,00	7,62
srpen	1,38	1,20	0,90	0,40	0,01	6,52
září	1,38	1,19	0,88	0,40	0,01	7,01
říjen	1,31	1,15	0,89	0,34	0,00	7,02
listopad	1,29	1,14	0,90	0,48	0,01	6,42
prosinec	1,40	1,20	0,90	0,47	0,01	6,32

Tabulka II

V NO3-N

* *

1 4,3 I

4,3

cn

rf

ι/γ rf

00

1 1,4 1

1 2,3 I

L 4,5 I

P NO3-N

♦ *

ογ o

-

SO

3,3

1 3,2 i

m·*'

CM rf

1 2,8 I

3,4 1

3,4

V NO2-N

* *

0,017 I

0,01

0,02

0,017 J

0,04 1

0,17

0,16 |

0,21 I

0,28 J

0,17 I

0,26 J

0,36

P NO2-B

* *

0,02 I

0,02

0,017

1 0,18 |

LP,17 1

0,21

Lo,17 1

0,46 I

0,34 1

I 0,23 1

0,43 1

0,43

~V NH4-N

* *

3,6

3,8

5,8 !

TT

rf

3,2 1

cn

3,1 I

in

P NH4-N

* *

1 33,4 I

28,4

41,3

27,4 j

ί 43,4

cn

36,4 I

1 38 I

00 cn

1 39,4 I

34,3

V PO4-P

* *

—

θ' θ'

CM

1 6‘0 1

OS ©

rcf

—

| 6‘0

—

c θ'

P PO4-P

* *

116,5 I

rf

ττ

1 18,9 |

1 16,8 |

rf

1 11,8 I

cn

11,8 |

en

V CHSK

* *

32

34

37 j

32 |

34

35 |

36 |

34 |

36 |

32

P CHSK

* *

1 573 1

432

476

1 510 |

Π 490 1

343

422 |

364 |

491 |

460 |

417 |

410

V BSK5

* *

<3

CT

<3

cr

rr

m

cn

P BSK5

* *

1 215 1

190

200

1 250 1

> 190 Ί

220

| 230 1

Γ 208 1

Γ 190 1

Γ 210 1

1 190 |

180

Q-P

*

T3 ε o o U“) 1

Datum střední

| hodnota |

1 leden |

únor

březen

| duben

1 květen |

červen

1 červenec |

1 srpen |

1 září |

1 říjen |

| listopad |

| prosinec |

při suchém počasí všechny hodnoty jsou v mg/ml

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob dále jdoucího účinného aerobního biologického čištění odpadní vody, při kterém se popřípadě mechanicky předběžně upravená voda zavádí do biologické nádrže obsahující jak usazenou tak suspendovanou biomasu a kde se sloučeniny fosforu a dusíku ve velké míře odstraňují biologicky, přičemž se takto ošetřená, vyčištěná odpadní voda opět z biologické nádrže odvádí, vyznačující se tím, že se při provozu biologické nádrže regulovatelným zaváděním kyslíku udržují oblasti s rozdílným kyslíkovým prostředím, přičemž se v oblasti sousedící s povrchem biologické nádrže vytváří aerobní oblast a na dně aktivační nádrže anoxická oblast a mezi těmito oblastmi je alespoň jedna přechodná oblast, a používá se biomasy jako celku usazené a suspendované biomasy v množství větším než 3 kg sušiny na 1 m³ využívaného objemu biologické nádrže.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se používá biomasy v množství 4 až 8 kg/m³ objemu biologické nádrže.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se v aerobní oblasti udržuje koncentrace rozpuštěného volného kyslíku 1 až 4 mg/1.
4. Způsob podle nároků laž 3, vyznačující se tím, že se v anoxické oblasti udržuje koncentrace rozpuštěného volného kyslíku nižší než 0,5 mg/1.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že podíl kyslíku v podobě vázaného kyslíku, například v podobě dusičnanu se blíží nule.
6. Způsob podle nároků 1 až 5, vyznač u j í cí se tí m , že se 1/2 až3/4, s výhodou 2/3 až 3/4 objemu biologické nádrže provozuje jako aerobní oblast.
7. Způsob podle nároků laž 5, vyznačující se t í m , že se 1/4 až 1/2, s výhodou 1/4 až 1/3 objemu biologické nádrže provozuje jako anoxická oblast.
8. Způsob podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se v přechodové oblasti mezi anoxickou oblastí k aerobní oblasti udržuje stoupající koncentrace kyslíku s obsahem rozpuštěného volného kyslíku větším než 0,5 mg/1 a menším než 1 mg/1.
9. Způsob podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se kontinuálně měří obsah kyslíku v anoxické oblasti ke zjišťování skutečného obsahu kyslíku.
10. Způsob podle nároků laž9, vyznačující se tím, že se kontinuálně měří obsah kyslíku v aerobní oblasti ke zjišťování skutečného obsahu kyslíku.
11. Způsob podle jednoho nebo obou nároků 9 a 10, vyznačující se tím, že se skutečný obsah kyslíku řízeným zaváděním kyslíku upravuje na žádanou hodnotu.
12. Způsob podle nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že se kyslík vnáší buňkovým kolem.

-9CZ 287022 B6
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že se řídí počet otáček buňkového kola k dosažení žádané hodnoty kyslíku v závislosti na naměřené hodnotě skutečného obsahu kyslíku.
14. Způsob podle nároku 11 nebo 13, vyznačující se tím, že se hodnota skutečného obsahu kyslíku měří vně buňkového kola v biologické nádrži.