Anaerobní reaktor

Oblast techniky

Vynález se týká anaerobního reaktoru a řeší jeho konstrukci a prostorové uspořádání pro čištění splaškových a průmyslových odpadních vod.

Dosavadní stav techniky

V současné době se pro čištění málo koncentrovaných odpadních vod (BSK₅ do 1000 mg/1), zejména splaškových, užívají různě modifikované biologické aerobní postupy, kterým se zpravidla předřazuje usazování suspendovaných látek s následným odděleným vyhníváním zachyceného kalu. U čistíren menšího výkonu je účelné oba procesy uskutečnit v jednom zařízení - štěrbinové nádrži. Jsou známy štěrbinové nádrže ve válcové vertikální nádrži s kuželovou a prstencovou vestavbou, které rozdělují nádrž na sedimentační a vyhnívací prostor. Horní sedimentační prostor je protékán horizontálně mezi rozváděcím žlabem u vrcholu kuželové vestavby a odváděcím žlabem u stěny nádrže. Vyhnívací prostor je nemíchaný nebo u větších zařízení míchaný čerpadlem. Nevýhodou je zanášení rozváděcího žlabu a krátká dráha sedimentace. Aby se primární sediment gravitačně sesouval do vyhnívacího prostoru, musí být sklon stěn větší než 1:1,4, což omezuje dimenzování obou prostorů.

Při čištění koncentrovaných odpadních vod z průmyslu (BSK₅ nad 1000 mg/1) je výhodné nejdříve zařadit anaerobní stupeň čištění, který podstatně a energeticky nenáročně sníží koncentraci znečištění a pak odpadní vodu dočistit aerobním procesem.

Je známa konstrukční úprava štěrbinové nádrže ve vertikální válcové nádrži, kde se odpadní voda přivádí u dna nádrže a tím je celá nádrž protékána vzestupně. Nevýhodou je malý míchací účinek nevelkého množství přitékající vody, který nestačí na udržení dobrého kontaktu veškeré anaerobní mikroflóry s utilizovaným substrátem. Zlepšení míchání recirkulací odpadní vody čerpadla je energeticky náročné.

Podstata vynálezu

Tyto nevýhody do značné míry odstraňuje anaerobní reaktor, sestávající jednak z vertikální válcové nádrže, ve které je umístěna kuželová vestavba ajednak z přítokového potrubí, míchadla a odtokového žlabu napojeného na odtokové potrubí, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že vose kuželové vestavby ve tvaru zvonu je umístěn vtokový válec svrtulovým míchadlem. Nad hladinu vtokového válce je zaústěno přítokové potrubí. Na vnější straně kuželové vestavby je upevněn odtokový žlab.

Výhodou anaerobního reaktoru je, že využívá horní části vyhnívacího prostoru k prodloužení horizontální dráhy usazování na téměř dvojnásobek a zároveň změna směru vertikální složky vektoru proudění dále zlepšuje usazování částic. Koncentrované i málo koncentrované vody lze zpracovat anaerobním reaktorem bez změny konstrukce. Účinnost vyhnívání je zvýšena intenzivním cyklickým kontaktem surové vody s anaerobní mikroflórou, což spolu se zlepšenými sedimentačními látek do usazovacího prostoru a umožňuje snížit sklon stěn vestavby pod hranici 1:1,4 a tím se snižuje celková výška zařízení. Další výhodou je možnost jímání bioplynu, rozrušování kalového stropu vydatným mícháním, zkrácení odtokového žlabu a zjednodušení konstrukce reaktoru.

-1 CZ 288107 B6

Přehled obrázků na výkrese

Anaerobní reaktor je schematicky znázorněn na přiloženém výkresu.

Příklady provedení vynálezu

Anaerobní reaktor sestává z válcové nádrže 1, která je rozdělena kuželovou vestavbou 2 tvaru zvonu na usazovací prostor 9 a vyhnívací prostor 8. V ose kuželové sestavy 2 je pevně připojen ío vtokový válec 4, opatřený vrtulovým míchadlem 3. Kuželová vestavba 2 je na vnější straně v úrovni hladiny opatřena odtokovým žlabem 5, napojeným na odtokové potrubí 7. Do vrcholu kuželové vestavby 2 je napojeno potrubí bioplynu 10. Přítokové potrubí 6 je ukončeno ve vtokovém válci 4 nad hladinou.

Anaerobní reaktor pracuje tak, že odpadní voda přitéká přítokovým potrubím 6 do vtokového válce 4 nad hladinou vody. Vtokovým válcem 4 voda sestupuje do vyhnívacího prostoru 8 a je dále usměrňována kuželovou vestavbou 2 k obvodu nádrže L Suspendované látky působením gravitace sedimentují a zároveň veškeré organické znečištění je v kontaktu s anaerobní mikroflórou, která jej postupně utilizuje a vytváří se bakteriální kal. Při průtoku kolem spodní 20 hrany kuželové vestavby 2 se mění směr proudění, voda se zbytky bakteriálního kalu stoupá usazovacím prostorem 9 za současné sedimentace suspendovaných látek. Předčištěná odpadní voda je stahována odtokovým žlabem 5 a odváděna odtokovým potrubím 7. Anaerobní rozklad organických látek se povzbuzuje cyklickým provozem vrtulového míchadla 3, které při míchání směruje proud vody do dna nádrže 1. Plyn vznikající anaerobním rozkladem organických látek 25 obsažených v odpadní vodě se odvádí potrubím bioplynu 10.

Průmyslová využitelnost vynálezu

Anaerobní reaktor lze použít k čištění nebo předčištění odpadních vod obsahujících organické znečištění ve formě rozpuštěných i nerozpuštěných látek, může sloužit i k uskladnění a anaerobní stabilizaci čistírenských kalů.