CZ291371B6 - Zahušťovací centrifuga a způsob snížení množství kalů odpadních vod - Google Patents

Abstract

Předložený vynález se týká zařízení - zahušťovací centrifugy, jakož i způsobu snížení množství kalů odpadních vod zahušťováním a čerpáním kalů odpadních vod s centrifugou. K tomu je na centrifuze uspořádáno nejméně jedno zařízení pro lýzu buněk organizmů v kalech odpadní vody. Zařízení pro lýzu podle vynálezu může být vytvořeno například jako frikční mlecí stroj (100, 200) s mlecími kotouči (161, 162), nebo s mlecím kuželem, jako profilové struhadlo, jako válcové mačkadlo, jako protlačovací buben, jako strojní řezací jednotka s rotujícími řadami řezných prvků, nebo jako kolíkový mlecí stroj s rotujícími řadami kolíků. Zařízení podle vynálezu je schopno podrobit lýze buňky, které se vyskytují v kalech odpadních vod, zejména buňky bakterií a prvoků, takže se do okolního prostředí vylije obsah jejich buněk, který potom slouží jako stimulační činidlo pro bakterie, ještě obsažené v kalu, čímž se jednak může podstatně snížit celkové množství kalu, jednak se může znatelně zvýšit produkce bioplynu.ŕ

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká snižování množství kalů odpadních vod zahušťováním.

Dosavadní stav techniky

Při biologickém čištění odpadů vznikají poměrně velká množství kalů, přičemž zacházení s nimi a jejich hospodářské využití vede často k problémům. Při aerobním biologickém čištění odpadní vody vznikají nejméně dva druhy kalu: Primární kal - onen kal, který vzniká při primárním usazování přivedené odpadní vody a podléhá rychlému rozkladu - a jako druhý typ kalu, aktivovaný přebytkový kal, který vzniká po biologickém stupni čištění odpadní vody. Přitom jde převážně o směs mikroorganizmů, které vznikají při čištění odpadní vody a jejichž počet je odvislý od množství odstraněných znečištění, jakož i daností způsobu při čištění. Oba druhy kalu se zpracovávají ve většině odkalovacích zařízení, především ve velkých, anaerobním methanovým kvašením.

Anaerobní methanové kvašení organických látek je proces, při němž směsná kultura mikroorganizmů za anaerobních podmínek stupňovitě rozkládá biologicky odbouratelnou organickou hmotu. Konečné produkty tohoto rozkladu jsou metan, oxid uhličitý, sirovodík, dusík, vodík, vzniklá biomasa a stabilizovaná organická hmota (dále nerozložitelný, stálý zbytek).

K nejdůležitějším činitelům, které ovlivňují průběh anaerobního rozkladu, patří složení substrátu (na něm je závislá specifická produkce, jakož i složení bioplynu), přítomnost živin, hodnota pH, pufrovací kapacita a též teplota. Hospodárnost tohoto pochodu je závislá na koncentraci suché substance (koncentraci tuhé látky) zpracovávaného materiálu. Z tohoto důvodu se podrobuje vstupní materiál často zahušťovacímu procesu, přičemž se postupuje buď s použitím strojního vybavení (centrifugy, lisy aj.) nebo s pomocí gravitace.

Pro příznivý průběh anaerobního rozkladu má význam přítomnost celé řady anorganických živin. Důležitá je také přítomnost řady růstových faktorů (rozmnožovacích faktorů), jakož i vitaminů a enzy mů. Pro anaerobní kvašení mají význam především hydrolytické enzymy, které mohou odbourat velký počet látek, jako např. také pevné a vysokomolekulární organické látky. Některé z těchto látek mohou mikroorganizmy samy syntetizovat, jiné musí být přidány zvenčí.

Laboratorní možnost stimulovat vyvíjení bioplynu při metanovém kvašení kalu odpadní vody, jakož i jiných organických látek popisuje CZ-PS 242 979. Postup, uvedený v tomto patentu spočívá v tom, že se k materiálu, určenému ke kvašení přidá, popřípadě přímo do anaerobního reaktoru jako stimulační prostředek odděleně od laboratorního zařízení pro úpravu odpadní vody, mechanicky nebo fyzikálně zpracovaná suspenze biomasy, obsahující mikroorganizmy, v množství mezi 0,1 až 10% hmotn., výhodně 5% hmotn. vztaženo na organickou suchou substanci zpracovávaného materiálu.

Při lytickém zpracování (mechanické a fyzikální rozrušení buněk) suspenze biomasy podle dosavadního stavu techniky se částečně uvolňuje obsah buněk těchto mikroorganizmů.

Obsah buněk mikroorganizmů nebo buněk jiných organizmů, který v důsledku rozrušení buněčných stěn a/nebo buněčných membrán se uvolňuje do roztoku (nazývaného také buněčný lyzát), účinkuje také podpůrně, popřípadě stimulačně, na proces biologického rozkladu organických látek. Lýza buněk probíhá jednak přirozenou cestou (autolýza), u odumírajících buněk, jednak za pomoci hydrolytických enzymů, které se uvolňují do roztoku prostřednictvím kvasných bakterií a dále umělým rozkladem mikroorganizmů, popřípadě organizmů, za pomoci fyzikálně chemických nebo mechanických metod.

Buněčný lyzát stimuluje jednak funkci a růst mikroorganizmů, jednak obsahuje sám řadu enzymů, které jsou potřebné k odbourání organických látek. Lyzát stimuluje schopnost některých bakterií přeměňovat a/nebo uvolňovat vodík a oxid uhličitý, kyselinu octovou, kyselinu

-1 CZ 291371 B6 propionovou atd. Kromě toho zesiluje rozklad organické hmoty a zvyšuje produkci bioplynu při anaerobních metanotvorných pochodech, což má za následek zmenšení celkového množství vytvářeného kalu, jakož i zvýšení produkce bioplynu.

Buněčný lyzát může také při použití v aktivační nádrži ovlivnit produkci přebytkového, aktivo5 váného kalu.

Úprava buněčných lyzátů v laboratorním měřítku podle současného stavu techniky vzhledem k zařízení, jež je ktomu potřebné, jakož i k potřebnému množství energie, je nákladná. To se projevuje u všech dosud známých postupů rozkladu buněk, popřípadě při destrukci, jako například při dezintegraci mechanickými postupy (mletí, roztírání, lisování), sonifikaci (zpracování 10 ultrazvukem), kavitaci, opakovaném zmrznutí a roztáni, působení teploty a podobných případech.

Shora popsaný způsob podle stavu techniky CZ-PS 242 979 má především nevýhodu, že vyžaduje oddělenou přípravu buněčného lyzátu - mimo vlastní odkalovací zařízení. Jak již shora zmíněno, je tento způsob vhodný jen pro laboratorní měřítko; přenesení do technických 15 podmínek provozování způsobu na veliko je na základě požadavků na velkou pracovní plochu, vysoké náklady na energii a investice a k tomu přistupující náklady na personál, neproveditelné.

Tak například není ani ekonomicky, ani technicky smysluplné nechávat cyklicky mrznout a zase roztávat množství kalu, vznikajícího v tunách.

Ze stavu techniky CZ-PS 242 979 vyplývá úkol předloženého vynálezu: významně zmenšit za 20 technických podmínek velkoprovozu množství kalu, vznikajícího v odkalovacích zařízeních méně nákladným a cenově příznivějším způsobem.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je zařízení - zahušťovací centrifuga se zařízením pro lýzu buněk organizmů obsažených v kalech odpadní vody, a způsob ke snížení množství hnijícího kalu.

Předložený vynález dává k dispozici zařízení k zahušťování a/nebo čerpání kalů odpadních vod, zejména přebytkového kalu. Je konstrukčně uzpůsobeno tak, že buňky organizmů, zejména mikroorganizmů, obsažené v čeřeném kalu, se při zahušťování alespoň částečně rozkládají.

Zařízeními podle vynálezu se produkce kalu v odkalovacích zařízeních významně sníží. Tím, že buňky mikroorganizmů se v zahušťovacích zařízeních rozkládají, je kromě toho možné tato 30 zařízení zavést také ve velkém technickém rozsahu.

To se děje, pokud jde o způsob, jak je popsáno v německém dokumentu DE 195 02 856 téhož přihlašovatele s názvem Zařízení a způsob ke snížení produkce kalu v odkalovacích zařízeních, jejíž celý obsah se tímto bere na zřetel. Odkazuje se také na německý dokument DE 195 27 784 téhož přihlašovatele s názvem Zařízení k zahušťování a čerpání kalů odpadních vod, jejíž celý 35 obsah se tímto bere na zřetel.

Přitom existuje zvláštní výhoda v tom, že zahušťovací zařízení se může současně používat k zahušťování a/nebo čerpání kalu, jakož i k lýzy buněk, což činí zařízení, popřípadě způsob, ekonomičtějším. Nadto je v zařízeních podle vynálezu možný kontinuální rozklad buněk při poměrně malém průtoku kalu, čímž se zabrání nutnosti upravovat velká množství kalu současně.

Alternativně k zahušťovacímu zařízení s centrifugou, která je vybavena zařízením pro lýzu buněk, se dá všech výhod vynálezu dosáhnout také s čerpacím zařízením, zejména s čerpadlem, kterým je opatřeno zařízení pro lýzu. Zařízení pro lýzu je přitom konstrukčně v podstatě stejné se zařízením pro lýzu zahušťovacího zařízení.

Odkalovací zařízení podle vynálezu pro odpadní vodu zahrnuje nejméně jednu usazovací nádrž 45 s nejméně jedním přítokem, nejméně jedno čerpací zařízení, nejméně jedno aerobní aktivační zařízení, nejméně jedno zahušťovací zařízení, které vydává přebytkový kal, nejméně jeden anaerobní reaktor, a vyznačuje se tím, že zahušťovací zařízení a/nebo čerpací zařízení, je

-2CZ 291371 B6 konstrukčně uzpůsobeno tak, že buňky mikroorganizmů, obsažené v přebytkovém kalu při zahušťování a/nebo čerpání alespoň částečně podléhají lýze.

Konečné dává předložený vynález k dispozici způsob ke snížení množství hnijícího kalu, popřípadě množství zbytkového kalu v odkalovacích zařízeních, zahrnující tyto kroky:

Usazování odpadní vody v nejméně jedné usazovací nádobě a čerpání usazeného přebytkového kalu do nejméně jednoho anaerobního reaktoru pomocí nejméně jednoho čerpacího zařízení, jakož i další vedení odpadní vody do aerobního aktivačního zařízení, aerobní přeměnu usazené odpadní vody v nejméně jednom aerobním aktivačním zařízení, zahuštění přebytkového kalu v nejméně jednom zahušťovacím zařízení, přeměnu přebytkového kalu v nejméně jednom anaerobním reaktoru, přičemž mikroorganizmy, obsažené v přebytkovém kalu ze zahušťovacího zařízení a/nebo odpadní vody, v zahušťovacím zařízení a/nebo v čerpacím zařízení, před vyhnívací věží, podléhají alespoň částečně lýze.

Zařízeními podle vynálezu, respektive způsobem podle vynálezu, se produkce kalu v odkalovacích zařízeních významně snižuje. Tím, že buňky mikroorganizmů v odkalovacím zařízení samotném, respektive v zahušťovacím a/nebo v čerpacím zařízení, podléhají lýze, je možno tato zařízení, respektive tento způsob, zavést také ve velkém technickém rozsahu. Přitom spočívá výhoda v tom, že zahušťovací a/nebo čerpací zařízení mohou být současně využívána k zahušťování a/nebo čerpání kalu, jako také k lýze buněk, což činí zařízení, popřípadě způsob, ekonomičtějším. Nadto je možná v zařízeních, respektive využitím způsobu, kontinuální lýza buněk při poměrně nízké produkci kalu, čímž se zabraňuje nutnosti upravovat současně velká množství kalu.

Protože u zařízení podle vynálezu, popřípadě způsobu podle vynálezu, není potřebná žádná další úprava buněčného lyzátu mimo odkalovací zařízení, odpadají tím zvýšené náklady a požadavky na energii i personál. Kromě toho se zvyšuje výkon anaerobního reaktoru a urychluje se odbourávání organických látek, - problémové látky jako například různá xenobiotika nebo jedovaté látky se odbourávají zesíleně, produkce hořlavého plynu se zvyšuje a energetická bilance se ve srovnání se stavem techniky také zlepšuje.

Shora zmíněné nevýhody dosavadního stavu techniky se tím zařízeními podle vynálezu, popřípadě odkalovacími zařízeními podle vynálezu při úpravě kalu a odpadní biomasy anaerobním methanovým kvašením, jakož i při anaerobním čištění odpadní vody, alespoň do značné míry odstraňují.

Předložený vynález zahrnuje zařízení k zahušťování kalů odpadních vod s centrifugou, přičemž na centrifuze je upraveno alespoň jedno zařízení pro lýzu buněk organizmů, obsažených v kalech odpadních vod. Vynález zahrnuje také zařízení k čerpání odpadních vod, obsahujících kal, s nejméně jedním takovým zařízením pro lýzu.

U výhodných provedení předloženého vynálezu je přitom zařízení pro lýzu integrální součástí centrifugy, popřípadě čerpacího zařízení, zejména čerpadla ajím výhodně opatřen výstup centrifugy, popřípadě výstup čerpadla.

Oddělené zařízení pro lýzu může být ovšem upraveno právě tak na vstupu centrifugy nebo popř. na vstupu čerpacího zařízení, jakož i na výstupu centrifugy nebo v potrubních systémech, nezávisle na přímém konstrukčním spojení s centrifugou a/nebo čerpacím zařízením.

Zvláštní výhoda předloženého vynálezu spočívá důvodně vtom, že v technice odpadní vody musí tak jako tak používaná zahušťovací zařízení, zejména centrifugy, popř. čerpací zařízení, zejména čerpadla, doznat jen poměrně malou konstrukční změnu, aby splňovala předpoklady předloženého vynálezu.

Zařízení se vyznačuje v podstatě vysokou účinností při čerpání a zahušťování, jestliže je vybaveno rotujícím dopravním šnekem, jakož i rotujícím pláštěm, přičemž pouze rotující plášť poskytuje ještě lepší dopravu kalu a dalekosáhle zabraňuje přidání nebo připojení šnekového dopravníku k plášti centrifugy.

-3CZ 291371 B6

Tento efekt se zesiluje ještě tím, že šnekové zařízení a plášť centrifugy rotují rozdílnou obvodovou rychlostí.

Výhodně je obvodová rychlost šnekového dopravníku asi o 10 ot. za min. vyšší než obvodová rychlost pláště centrifugy.

Podle dalšího výhodného provedení, jak již shora zmíněno, může být zařízení pro lýzu upraveno integrované na vstupu centrifugy a/nebo na výstupu centrifugy. To má výhodu, že takto je k dispozici mnoho prostředků, kterými je možno přizpůsobit předložený vynález příslušným poměrům a konzistencím a složením kalů odpadních vod v rozličných odkalovacích zařízeních.

Aby se větší cizí tělesa udržovala dále od přirozeně poměrně úzkých průchozích prostorů uvnitř zařízení pro lýzu, je často vhodné přívod kalu do zařízení pro lýzu opatřit sítovým zařízením. Tímto prostředkem se zabraňuje poškození zařízení pro lýzu náhodnými většími kusy, jako kameny a nepráchnivějícími odpadními materiály. Sítová zařízení toho druhu jsou výhodně uspořádána takovým způsobem, že mohou být během provozu odkalovacího zařízení a centrifugy vyměněna. Tak existuje popřípadě možnost úpravy dvojitého přívodu kalu na způsob bajpasu, přičemž cesta kalu je vedena bajpasem s intaktním sítovým zařízením, když se musí sítové zařízení druhého potrubí čistit. Samo zařízení pro lýzu může zahrnovat více konstrukčních provedení. Které speciální zařízení pro lýzu bude zvoleno, závisí na okolnostech, týkajících se kalu, takže je zde k dispozici široká paleta, které centrifugy budou vybaveny kterými zařízeními pro lýzu, k jakému účelu.

Podle dalšího výhodného provedení mohou být použita čerpací zařízení, která podle vynálezu kombinují konvenční čerpadla se zařízením pro lýzu. Současně jsou k dispozici zkušenosti se sedmi rozličnými zařízeními pro lýzu.

Tak například je zařízení pro lýzu vytvořeno jako frikčně mlecí stroj, což znamená, že za lyzační účinek jsou zodpovědné v podstatě střižné a třecí síly na způsob rozemílání prostřednictvím mlýnského kamene.

Takový frikčně mlecí stroj jako zařízení pro lýzu je například uplatněn v dalším výhodném provedení na zařízení podle vynálezu, přičemž tento frikčně mlecí stroj je vybaven alespoň jedním mlecím kotoučem, který slouží k rozetření kalu a v něm obsažených buněk.

V takovém zařízení se kal, odvodněný centrifugou, výhodně mechanicky rozetře mezi dvěma zdrsněnými povrchy, přičemž velkými střižnými silami, které vznikají uvnitř kalu a buněk mezi třecími povrchy se buňky mikroorganizmů a vyšších organizmů roztrhají a tím podrobí lýze.

Výhodně je takový frikčně mlecí stroj vytvořen jako zařízení pro lýzu, přičemž mlecí kotouč je spojen šrotujícím pláštěm centrifugy a proto rotuje spolu sním, a tím se pohybuje vzhledem k dalšímu pevně stojícímu mlecímu kotouči. Přitom odstup obou mlecích kotoučů leží v rozsahu asi 0,5 až 5 mm.

Taková konstrukce zařízení pro lýzu má tu výhodu, že vystačí s malým nárokem na těsnost, že odstup mezi oběma mlecími kotouči je nastavitelný, čímž je nastavitelný stupeň lýzy, a že takové zařízení pro lýzu se dá konstruovat jako vícestupňové, přičemž se může použít různých odstupů mezi mlecími kotouči jednotlivých stupňů.

Na základě poměrně malého odstupu obou mlecích kotoučů je smysluplné zadržet větší cizí tělesa uvnitř kalu v jeho náporu sítem, aby se zamezila poškození zařízení pro lýzu.

Ke zvýšení střižných sil, které vznikají na buňkách, obsažených v odpadní vodě, dochází zejména tím, že mlecí kotouče mají na svých mlecích plochách zahloubení, zejména drážky, přičemž tyto drážky svírají vůči radiálnímu směru úhel náběhu. Přitom je zvlášť výhodné, jsou-li tato zahloubení na rotujícím mlecím kotouči, protože tím vzniká určitý čerpací účinek, a vytvoří se také poměrně velký gradient tlaku a zvýší se střižný účinek, a tím je podmíněno zvýšení lyzačního působení.

-4CZ 291371 B6

Volbou velikosti úhlu náběhu vyhloubení popřípadě drážek, vytvořených v povrchové vrstvě mlecích kotoučů, výhodně rotujícího mlecího kotouče, vůči radiálnímu směru, se může tento čerpací účinek zesilovat nebo oslabovat.

Uspořádání vedle sebe ležících řad drážek s mezerou má výhodu, že střihový účinek a bezprostřední lyzační působení se ještě znovu zesílí vytvořením turbulencí.

Doba zdržení kalu v jednom typu tohoto zařízení pro lýzu se může řídit tím, že na výstupu kalu je upravena zádrž, jejíž výška řídí lyzační objem a tím dobu zdržení.

Tím se může řídit, změnit, popřípadě nastavit, efektivnost lýzy podle požadavků.

Další typ zařízení podle vynálezu je opatřen zařízením pro lýzu, které je vytvořeno také jako frikční mlecí stroj, avšak místo mlecího kotouče je vybaveno mlecím kuželem k rozetření kalu a buněk v něm obsažených.

Lyzační působení zde vzniká podobně jako u předtím popsaného provedení zařízení podle vynálezu, totiž na výstupu z centrifugy a/nebo čerpacího zařízení, kde vstupuje kal do mlecího kužele a roztírá se mezi rotujícím vnějším kuželem, který je opatřen nejméně jednou mlecí plochou, a výhodně pevně stojícím, vnitřním kuželem. Je také možné kinematické obrácení.

Podle dalších výhodných provedení mohou vnější rotující kužel, stejně jako pevně stojící vnitřní kužel při využití povrchových vyhloubení, být opatřeny zejména drážkami, které zde jsou uspořádány výhodně ve směru linie pláště mlecího kužele nebo v náběhovém úhlu, přičemž tato vyhloubení mají tytéž, lýzu zesilující, účinky jako vyhloubení na mlecím kotouči ve shora popsaném provedení.

Zvláště výhodné je provedení předloženého vynálezu, které používá mlecí kužel jako zařízení pro lýzu, u něhož se dá podle okolností za provozu měnit a nastavovat, pomocí zarážky a pružin, spára mezi rotujícím vnějším kuželem a pevně stojícím vnitřním kuželem.

Provedení zařízení podle vynálezu, kde se používá mlecí kužel jako zařízení pro lýzu, má výhodu, že je jednoduše nastavitelné, a že je možno, na základě pružinového uložení vnitřního kužele, se vyhnout větším cizím tělesům.

V dalším provedení je zařízení podle vynálezu k zahušťování kalů odpadních vod, jako zařízení pro lýzu, opatřeno tak zvaným profilovým struhadlem. U tohoto profilového struhadla je výhodně upraveno pevně stojící vnější pouzdro a rotující třecí plocha, která je spojena šrotujícím pláštěm centrifugy, přičemž existuje mezi pevně stojícím vnějším pouzdrem a třecí plochou úzká spára.

Kal, který výstupním otvorem vstupuje rotující třecí plochou do spáry mezi vnějším pouzdrem a třecí plochou, je nucen téci touto úzkou mezerou, přičemž vysoký tlak působí, že vznikají tak velké střižné síly, že stěny buněk bakterií a jiných mikroorganizmů, jako například prvoků, praskají a tím podléhají lýze.

Podle dalšího výhodného provedení může rotující třecí plocha na svém povrchu mít vyhloubení, zejména vyhloubení tvaru vln, která zase slouží ke zvýšení střižných sil.

Výhodně může třecí plocha na obou stranách svého výstupního otvoru mít různé sklony ve směru k vnějšímu pouzdru, přičemž ta část třecí plochy, která míří k uzavřenému konci zařízení, je užší, než ta část třecí plochy, která míří k výstupnímu otvoru kalu, čímž vzniká gradient tlaku ve směru výstupu kalu.

Tímto gradientem tlaku se jednak dosahuje dopravního účinku ve směru výstupu kalu, jednak se ještě jednou zvyšují střižné síly, působící na mikroorganizmy, čímž se vesměs zvýší lyzační účinek.

Výhodně se kal přivádí k profilovému struhadlu středově a odstup mezi třecí plochou a vnějším pouzdrem je asi minimálně 1 mm až maximálně 10 mm.

-5CZ 291371 B6

Vytvoření zařízení pro lýzu jako profilové struhadlo má vesměs výhody, že prakticky nevyvstávají žádné problémy s těsností, že se dá jednoduše konstruovat, že nenastává žádné kovové tření, a že větší kousky se mohou stranově vyhnout, takže podle okolností může odpadnout sítové zařízení.

Nadto se může po stránce konstrukčně technické dodržet nízká konstrukční výška, takže se umožní poměrně prostorově úsporná montáž.

Mechanizmus lýzy nastává převážně mačkáním a roztíráním a tím vznikajícími střižnými silami.

V dalším provedení předloženého zařízení k zahušťování kalů odpadních vod, popřípadě čerpacího zařízení, je zařízení takové, u něhož je zařízení pro lýzu vytvořeno jako válcové mačkadlo.

U tohoto provedení zařízení podle vynálezu se válce na způsob válečkového ložiska valí od rotující části na vnitřní stěně pevně stojícího vnějšího pouzdra ve směru vnitřního obvodu vnějšího pouzdra.

Když kal vstupuje z výstupu centrifugy do takového zařízení pro lýzu, dorazí do prostorů mezi válci, je jimi vzat sebou, převálcován a přitom rozmačkán, přičemž se projeví opět velké střižné síly, které stačí na to, aby lýzou rozrušily obzvlášť jemně buňky organizmů, zejména mikroorganizmů, obsažených v kalu odpadních vod.

Podle dalšího výhodného provedení, obsahuje jedna sada válců nejméně deset válců, přičemž jsou vesměs výhodné nejméně 2 sady.

Zařízení podle vynálezu s válcovým mačkadlem jako zařízením pro lýzu se vyznačuje dobrým rozmělňováním a lyzačním účinkem, přičemž může být dodržena poměrně malá konstrukční výška.

Pro zařízení pro lýzu takového druhu s válcovým mačkadlem je však potřebná poměrně velká přesnost při konstrukci jednotlivých dílů, jakož i poměrně značná tichost chodu, protože již menší nerozmělnitelné minerální kusy mohou poškodit zařízení, takže u takového zařízení pro lýzu by mělo být před centrifugou výhodně uspořádáno síto.

Ještě další výhodné provedení zařízení podle vynálezu nárokuje zařízení k zahušťování kalů odpadních vod, popřípadě zařízení k čerpání odpadních vod, obsahujících kal, u kterého je zařízení pro lýzu vytvořeno jako tak zvaný protlačovací buben.

Výhodně má takový protlačovací buben více protlačovacích prvků, které rotují v pevně stojícím vnějším pouzdru s výhodně nastavitelným odstupem od vnitřní stěny vnějšího pouzdra. Když dorazí kal ze vstupu centrifugy mezi jednotlivé protlačovací prvky, je mačkán úzkou spárou a jednotlivými protlačovacími prvky, které mohou být vytvořeny jako protlačovací kotouče a z toho vznikajícím vysokým střihovým namáháním se buňky mikroorganizmů rozruší.

Výhody takového zařízení pro lýzu jsou v základě v tom, že je možný velmi malý konstrukční prostor, a že může být za sebou zapojeno více takových zařízení pro lýzu, aby se zvýšil, s výhodou stupňovitě, lyzační účinek.

Protože ale při takové konstrukci zařízení pro lýzu mohou větší cizí tělesa způsobit poškození protlačovacích prvků, je smysluplné odstranit větší cizí tělesa pomocí síta.

Podle dalšího výhodného provedení se nárokuje zařízení pro zahuštění kalů odpadních vod, popřípadě čerpací zařízení, u kterého zařízení pro lýzu tvoří strojní řezací jednotka.

Výhodně je taková strojní řezací jednotka opatřena rotujícími řadami řezných prvků, zejména řadami nožů, pevně stojícími řeznými prvky, zejména řadami nožů, jakož i stavítkem na výstupu zařízení pro lýzu, a řezné prvky jsou uspořádány takovým způsobem, že do sebe vzájemně zasahují aniž by se dotýkaly.

Zpravidla kal na výstupu centrifugy vstupuje do vnitřku strojní řezací jednotky, přičemž kal opouští centrifugu rychlostí asi 50 m/s a nejprve přichází na sešikmený povrch, čímž se již část buněk rozruší nárazovým impulzem. Kal dále dorazí kanálem do strojní řezací jednotky, kde je

-6CZ 291371 B6 protlačován množstvím rotujících nožů z jedné strany a pevně stojících nožů z druhé strany, kolmo k rotační rovině a je vystaven enormním dělicím a střižným silám řezných prvků, vytvořených výhodně jako nože, čímž se buňky, obsažené v kalech odpadních vod, podrobují lýze. Hlavní fyzikální účinek spočívá v rozřezání a rozbití buněk.

Výhodně může být odstup mezi rotujícími a pevně stojícími řadami nožů nastavitelný, čímž se může přizpůsobit lyzační účinek strojní řezací jednotky vlastnostem kalu.

V praxi se výhodně osvědčilo, když podle nároku 38 nože rotují rychlostí 50 až 100 m/s, výhodně cca 80 m/s.

Tyto hodnoty rychlosti zabezpečují jednak postačující lyzační působení, jednak relativně vysokou trvanlivost řezných prvků.

Podle dalšího výhodného provedení jsou řady nožů uspořádány s mezerami, přičemž vedle sebe ležící řady nožů jsou uspořádány tak, že na místech, na kterých je řada nožů přerušena, nejsou přerušeny sousední řady, čímž se lyzační účinek zřetelně zvýší.

Další možnost zvýšení lyzačního účinku spočívá v tom, že konce řezných prvků, zejména konce nožů svírají se směrem rotace strojní řezací jednotky úhel náběhu, takže část kalu se opět přivádí do předchozí řady řezných prvků, zejména řady nožů, takže se projevuje quasi čerpací účinek ve směru k centrifuze a tím může být doba zdržení kalu uvnitř strojní řezací jednotky podle požadavku podstatně prodloužena.

Doba zdržení je výhodně nastavitelná také výškou stavítka na výpusti kalu.

Výhody vytvořit zařízení pro lýzu podle vynálezu jako strojní řezací jednotku spočívají v základě v tom, že tento druh zařízení pro lýzu ke zlepšení stupně účinnosti s ohledem na lýzu buněk mikroorganizmů se dá libovolně konstruovat, takže například zvýšením počtu nožů, nebo také změnou úhlu náběhu konců nožů, dochází k vynikajícímu rozmělňování, a doba zdržení se dá nastavit volbou několika konstrukčních parametrů, jako například výškou stavítka, úhlu náběhu konců nožů, jakož i odstupem mezi rotujícími a pevně stojícími řeznými prvky, obvodovou délkou řezných prvků a výškou nožů.

Protože nože jako řezné prvky jsou poměrně citlivé, měla by se větší cizí tělesa s výhodou oddělit proséváním, výhodně na vstupu do centrifugy, popřípadě čerpacího zařízení.

Aby se prodloužily doby životnosti řezných prvků, měly by zde přijít ke slovu tvrdé materiály, jako například slitiny chrómu s vanadem a molybdenem, nebo titan, jakož i břity, osazené karbidem wolframu nebo diamantovými úlomky.

Podle ještě dalšího výhodného provedení je zařízení podle vynálezu jako zařízením pro lýzu vybaveno kolíkovou mlecí jednotkou.

V základě je taková kolíková mlecí jednotka konstruována podobně jako strojní řezací jednotka, avšak s tím rozdílem, že na rotující a na pevně stojící části nejsou uspořádány žádné řezné prvky ale kolíky, přičemž tyto kolíky, které jsou uspořádány ve tvaru řad kolíků, výhodně do sebe vzájemně zasahují, přičemž se rotující řady kolíků nedotýkají pevně stojících řad kolíků.

U tohoto druhu zařízení pro lýzu vstupuje kal na výstupu centrifugy popřípadě na výstupu z čerpacího zařízení do vnitřku kolíkové mlecí jednotky, přičemž kal je nucen pronikat úzkými spárami do sebe navzájem zasahujících a částečně rotujících kolíků, čímž buňky, obsažené v kalu, jsou nárazem a rozbitím podrobovány lýze. Nadto se mezi jednotlivými kolíky projevují velké střižné síly, čímž rovněž dochází k lýze buněk.

Výhodně je odstup mezi pevně stojícími a rotujícími kolíky nastavitelný, čímž se může nastavit stupeň lýzy.

Podle dalšího výhodného provedení je nárokováno odkalovací zařízení, které disponuje nejméně jednou usazovací nádrží s nejméně jedním přítokem, jakož i nejméně jedním čerpacím zařízením, alespoň jedním aktivačním zařízením a alespoň jedním anaerobním reaktorem, přičemž

-7CZ 291371 B6 odkalovací zařízení je opatřeno nejméně jedním zařízením k zahušťování kalů odpadních vod, u kterého je upraveno zařízení pro lýzu.

Další výhodná provedení odkalovacího zařízení podle vy nálezu představují provedení, že zařízení pro lýzu je spřaženo s drtičem; zařízení pro lýzu je uspořádáno za zahušťovacím zařízením; dále že mezi aerobním aktivačním zařízením a zahušťovacím zařízením je uspořádána nejméně jedna dosazovací nádrž; aerobní aktivační zařízení je spojeno s usazovací nádrží; čerpacím zařízením je zpětné kalové čerpadlo, které je výhodně uspořádáno za dosazovací nádrží a spojeno s přívodem k aerobnímu aktivačnímu zařízení; další provedení zahušťovacího zařízení je centrifuga; a provedení, že zahušťovací a/nebo odvodňovací zařízení-centrifuga je uspořádáno za anaerobním reaktorem.

Jako zařízení pro lýzu je možno použít vedle již popsaných také podtlakové zařízení a/nebo přetlakové zařízení, zejména zařízení s lisem a/nebo roztírací zařízení a/nebo zařízení na bázi působení zvuku, výhodně ultrazvukové zařízení a/nebo vibrační zařízení. Využitím těchto rozličných možností se může zařízení optimálně přizpůsobit povaze příslušného kalu z odpadní vody a/nebo z odkalovacího procesu. Dále se může vždy podle požadavku silněji nebo méně silně podrobit zpracovávaný kal lýze, čímž se zařízení podle vynálezu, popřípadě jím prováděný způsob, stávají velmi přizpůsobivé.

Odkalovací zařízení podle vynálezu může být opatřeno mezi aerobním aktivačním zařízením a zahušťovacím zařízením nejméně jednou dosazovací nádrží, aby se odkalení zlepšilo. Dále může dosazovací nádrž převzít také funkci zásobníku nebo vykonávat pufrovací účinek.

Aerobní aktivační zařízení je výhodně spojeno přímo s nádobou, což má výhodu jednotného systému potrubí a snížení zatížení zápachem.

Čerpací zařízení popřípadě výstroj může být například zpětné čerpadlo, které je výhodně uspořádáno za dosazovací nádrží a je připojeno přívodem k aerobnímu aktivačnímu zařízení. Tím může být dále zlepšena aerobní úprava odpadní vody. Dále může být čerpací zařízení například tvořeno také zařízením s lopatkovým kolem. Také čerpací zařízení pro zahuštěný kal k anaerobnímu zpracování může být vybaveno zařízením pro lýzu.

Výhodně je zařízení pro zahušťování odkalovacího zařízení tvořeno centrifugou s vhodným zařízením pro lýzu. To má výhodu, že vedle lýzy buněk může byt dosaženo podstatného odvodnění kalu. Tím mohou být také sníženy možné náklady na transport kalu. Další výhodou je také, že obsah vody v kalu může být nastaven.

Dále může být za anaerobním reaktorem uspořádáno zahušťovací a/nebo odvodňovací zařízení centrifuga, aby kal před vyložením a/nebo spálením byl jak nejvíce možno vysušen. Také zde obstojí shora jmenované výhody snížených dopravních nákladů, jakož i nastavitelnost obsahu vody.

Podle vynálezu se v odkalovacím zařízení používá nejméně jedno zařízení k zahušťování kalů odpadních vod se zařízením pro lýzu.

Zařízení pro lýzu může proto zahrnovat například frikční mlecí stroj, zejména kotoučový nebo kuželový mlecí stroj, profilové struhadlo, válcové mačkadlo, protlačovací buben, strojní řezací jednotku, nebo kolíkovou mlecí jednotku.

Jsou ovšem myslitelné také kombinace těchto typů zařízení pro lýzu v jedné a téže centrifuze a/nebo zahušťovacím zařízení a/nebo čerpacím zařízení, popřípadě čerpací výstroji.

Nadto se může používat v odkalovacím zařízení podle vynálezu také více centrifug a/nebo čerpacích zařízení s příslušnými rozličnými zařízeními pro lýzu. Výhoda toho spočívá v tom, že přizpůsobení zařízení pro lýzu ke konzistenci a složení kalu se může splnit takovými prostředky.

Podle předkládaného způsobu podle vynálezu se aerobně přeměněná odpadní voda může dočistit v nejméně jedné dosazovací nádrži a vyčištěná odpadní voda se může odvést a nejméně část

-8CZ 291371 B6 usazeného kalu z odkalování může být dále vedena do zahušťovacího zařízení. To má výhodu, že musí být dále zpracován menší objem, čímž se stane zařízení ekonomičtějším.

Anaerobně přeměněný kal z odkalování se může také zahustit v dalším zahušťovacím zařízení (centrifuze). Všechen odstředěný kal se od centrifugy přivádí do aktivačního zařízení. Část odstředěného kalu z centrifugy se může přivést ke stimulaci do aerobního reaktoru.

Výhodně se lýze podrobí množství od asi 0,5 až do 50 % množství původně přítomných buněk organizmů. Tím se může řídit stimulace a/nebo vznikající množství kalu.

Také se může část anaerobně přeměněného a/nebo zahuštěného kalu přivést zpět do anaerobního reaktoru, aby se ještě dále odboural.

K rozložení (destrukci), popř. k lýze, části buněk se může například využít odstředivé síly, působící na buňky při čerpání a/nebo centrifugování zpracovávaného materiálu (aktivovaného nebo stabilizovaného kalu, popřípadě jiné biomasy).

Další výhodou způsobu, prováděného pomocí odkalovacího zařízení podle vynálezu je, že v anaerobním reaktoru se vyrábí hořlavý plyn, zejména metan. Hořlavý plyn, vyráběný tímto způsobem se může využít k výrobě proudu, přičemž s výhodou se vyrobený proud může uplatnit přímo v provozu odkalovacího zařízení a/nebo přivádět do rozvodné sítě.

Při zrychlené produkci hořlavého plynu se zvětší jeho objem zejména o 10 až 50 %.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a znaky předloženého vynálezu budou vy světleny na podkladě popisu příkladů provedení a připojených výkresů, na kterých jednotlivé obrázky znázorňují:

obr. 1 celkový pohled na zařízení podle vynálezu v podélném řezu, obr. 2 pohled v řezu na část zařízení podle vynálezu se zařízením pro lýzu, vytvořeným jako frikční mlecí stroj podle prvního provedení, obr. 3a schematické znázornění povrchu mlecího kotouče, který je použit v zařízení podle vynálezu podle prvního provedení, obr. 3b schematické znázornění povrchových vyhloubení podle obr. 3a v jiném provedení, obr. 4 pohled v řezu na část zařízení podle vynálezu podle druhého provedení, obr. 5 pohled v řezu na část zařízení podle vynálezu podle třetího provedení, obr. 6 pohled v řezu podle linie řezu 6-6 z obr. 5, obr. 7 pohled v řezu na část zařízení podle vynálezu podle čtvrtého provedení, obr. 7a pohled v řezu podle linie 7-7 z obr. 7, obr. 8 pohled v řezu na část zařízení podle vynálezu podle pátého provedení, obr. 9 pohled v řezu podle linie 9-9 z obr. 8, obr. 10 pohled v řezu na část zařízení podle vynálezu podle šestého provedení, obr. 11 pohled v řezu podle linie 11-11 z obr. 10, obr. 12 pohled v řezu podle linie 12-12 z obr. 10, obr. 13 pohled v řezu na část zařízení podle vynálezu podle sedmého provedení, obr. 14 pohled v řezu podle linie 14-14 z obr. 13, obr. 15 schematické znázornění provedení odkalovacího zařízení podle vynálezu.

-9CZ 291371 B6

Příklady provedení vynálezu

Dále bude zařízení podle vynálezu popsáno na příkladu provedení centrifugy se zařízením pro lýzu. Vynález však není omezen na příklad provedení, nýbrž každé vhodné čerpací zařízení pro odpadní vody obsahující kal se může kombinovat s popsaným zařízením pro lýzu a může se připojit na různých místech v rámci odkalovacího zařízení ve smyslu předloženého vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněno zařízení 1 k zahušťování kalů odpadní vody. Zařízení 1 je opatřeno krytem 2, v jehož vnitřku 3 je centrifuga 4. Centrifuga 4 má ve svém vnitřku 5 šnekový dopravník 6 jako rotující čerpací zařízení, jakož i rotující plášť 7.

Při zahušťování kalů odpadní vody se kal zodkalování přivádí nezakresleným potrubím do vstupu 8 centrifugy 4. Kal odpadní vody se potom čerpá rotujícím šnekovým dopravníkem 6 ve vnitřku 8 centrifugy 4 ve směru šipky, znázorněné na obr. 1 k zadnímu konci 9 a konečně k výstupu centrifugy. V případě příkladu rotuje šnekový dopravník 6 rychlostí asi 3010 ot./min., přičemž smysl otáčení šnekového dopravníku 6 a pláště 7 jsou identické.

Na zadním konci 9 centrifugy 4 je uspořádáno v případě příkladu uvnitř krytu 11 zařízení 10 pro lýzu.

Zařízení 10 pro lýzu zahrnuje rotující část 12, jakož i pevně stojící část 13. Rotující část 12 zařízení 10 pro lýzu, jakož i plášť 7 centrifugy 4 jsou poháněny pohonem 14.

K získání lyzátového kalu se u odkalovacích zařízení obvykle čerpá přicházející kal z odkalování šnekovým dopravníkem 6 centrifugy 7 k výstupu 9 centrifugy, aby dorazil do vnitřku 15 zařízení 10 pro lýzu. Buňky organizmů, zejména mikroorganizmů, jako prvoci a bakterie, jakož i řasy a hlísty, avšak také části vyšších rostlin, se v zařízení 10 pro lýzu tímto způsobem rozruší, popř. projdou lýzou, že jejich membrány a/nebo stěny buněk se roztrhají a obsah buněk se vylije do okolí.

Protože přirozeně nepodlehnou všechny v kalu obsažené buňky lýze, slouží obsah buněk jiných organizmů, které podlehly lýze, při dalším zpracování odkalováním kalu jako živné médium, čímž přispívá značnou měrou ke zvýšení produkce bioplynu, zejména produkce metanu ve vyhnívací věži a ještě snižuje dramatickou měrou celkové množství masy kalu.

V dalším budou nyní popsána provedení zařízení podle vynálezu s různými zařízeními 10 pro lýzu.

Obr. 2 ukazuje zařízení 100 pro lýzu, které je uspořádáno na výstupu 9 centrifugy 4 zařízení 1 k zahušťování kalů odpadní vody.

Rotující díl 120 zařízení 100 pro lýzu podle obr. 2 je spojen s pláštěm centrifugy 4, takže rotuje spolu s pláštěm 7. Pevně stojící díl 130 zařízení 100 pro lýzu je vytvořen jako stojící šálek. V provedení podle obr. 2 má zařízení 100 pro lýzu formu frikčního mlecího stroje, na jedné části povrchu rotujícího dílu 120 má mlecí kotouč 161. Pevně stojící díl 130 zařízení 100 pro lýzu je opatřen rovněž mlecím kotoučem 162.

V případě příkladu má mlecí kotouč 161 vyhloubení 163, která jsou výhodně vyrovnána v radiálním směru. Na základě rotace šnekového dopravníku 6 a pláště 7 centrifugy 4 se kal odpadní vody čerpá ve směru šipky k výstupu 9 centrifugy a rychlostí asi 50 m/s transportuje do vnitřku 150 zařízení 100 pro lýzu. Kal musí nyní projít skrze spáru 170, kde se rozemílá mezi mlecími plochami 164 a 165. Přitom mají obzvláštní výhodu vyhloubení 163, která jsou výhodně umístěna v rotujícím mlecím kotouči, protože zesilují mlecí a střižné síly zařízení 100 pro lýzu a tím vedou ke zvýšené lýze buněk.

Když byl kal rozemlet ve spáře 170, shromažďuje se na základě síly centrifugy na horním konci 180, na obr. 2, zařízení 100 pro lýzu. Výška kalu a tím doba zdržení kalu v zařízení 100 pro lýzu je určována za prvé šířkou spáry 170, která například činí cca 2 mm, jakož i výškou odporového prstence 190.

-10CZ 291371 B6

Po průchodu zařízením 100 pro lýzu vychází kal v zahuštěné formě na výstupu 195 zařízení 100 pro lýzu.

Podle obr. 3a a 3b jsou vyhloubení 163 na povrchu rotující mlecí plochy 161 vytvořena výhodně jako drážky v radiálním směru, mohou však podle obr. 3b svírat s radiálním směrem náběhový úhel.

V případě příkladu je zvláště výhodné, že vyhloubení 163 jsou uspořádána s mezerami. To znamená, že vedle sebe ležící řady 141 drážek jsou uspořádány tak, že v místech, v nichž je řada 141 drážek přerušena, nejsou sousední řady 141 drážek přerušeny.

Výhoda spočívá jednak ve zvýšeném čerpacím účinku, jednak ve vytvoření většího tlakového gradientu uvnitř spáry 170, takže vesměs dojde ke zřetelně zvýšenému lyzačnímu působení zařízení 100 pro lýzu.

Ovšem, zařízení pro lýzu může zahrnovat podle obr. 2 také více zařízení 100 pro lýzu, takže je k dispozici vícestupňové zařízení pro lýzu, čímž se lyzační účinek ještě zřetelně zvýší.

Samozřejmě je počet stupňů zařízení pro lýzu limitován potřebným nákladem na energii a poměrem k získávání bioplynu, tedy jinými slovy, poměr vynaloženého nákladu na energii k užitkuje limitován.

Nadto může k zadržení větších cizích těles, které by mohly popřípadě poškodit zařízení 100 pro lýzu, být uspořádán prosévací stupeň před vstupem kalu do spáry 170 nebo také před vstupem 8 centrifugy.

Na obr. 4 je znázorněno zařízení 200 pro lýzu zařízení 1 podle vynálezu ve druhém provedení. Zařízení 200 pro lýzu je v tomto případě vytvořeno jako frikční mlecí stroj, a to jako mlecí kužel 205. Rotující vnější kužel 220 mlecího kužele 205 je spojen s pláštěm 7 centrifugy 4. Mlecí plocha 261 vnějšího kužele 220 je opatřena vyhloubeními 263. V případě příkladu jsou výhodná taková vyhloubení 263, která jsou vyrovnána ve směru přímek pláště mlecího kužele 205. Zásadně je však také možné uspořádat vyhloubení 263 v úhlu náběhu k přímkám pláště mlecího kužele 205. V případě příkladu jsou na mlecí ploše 261 vnějšího kužele 220 vyhloubení 263 vytvořená jako drážky uspořádána tak, že vedle sebe ležící řady drážek jsou uspořádány s mezerami, takže na místech, na nichž je řada drážek přerušena, nejsou sousední řady drážek přerušeny.

Tím je rovněž dosahováno lepšího účinku lýzy.

Proti rotujícímu vnějšímu kuželu 220 leží pevně stojící vnitřní kužel 230, který má mlecí plochu 262. Mezi vnitřním kuželem 230 a vnějším kuželem 220 zařízení 200 pro lýzu je spára 270, jejíž šířka může být měněna nastavovacím zařízením 275.

Ke zlepšení Čerpacího účinku a lepšího rozdělení kalu se v případě příkladu hloubka vyhloubení 263 volí tak, že přibližně souhlasí s šířkou vyhloubení 263. Zvlášť výhodné je na mlecím kuželu 205, jako na zařízení pro lýzu 200 zařízení 1 ke zhušťování kalů odpadní vody, že v podobném zařízení 200 pro lýzu ve formě mlecího kuželu 205 nevede vniknutí cizích těles, která se dostanou spolu s kalem do vnitřku 250 mlecího kuželu 205 k porušení mlecího kužele 205, ale mohou být vyjmuta na základě pružinového uložení 276, takže není nezbytně potřebné oddělování cizích těles pomocí síta.

Obr. 5 ukazuje jako zařízení 300 pro lýzu profilové struhadlo 305 jako třetí provedení zařízení 1 podle předloženého vynálezu. Profilové struhadlo 305 je opatřeno rotující třecí plochou 320 a pevně stojícím vnějším pouzdrem 330. Rotující třecí plocha 320 je spojena s pláštěm 7 centrifugy 4. Podle obr. 5 se kal čerpá ve směru šipky šnekovým dopravníkem 6, jakož i rotujícím pláštěm 2 centrifugy 4 do vnitřku 350 profilového struhadla 305 a z výstupního otvoru 355 vstupuje do spáry, vytvořené mezi rotující třecí plochou 320 a pevně stojící třecí plochou 330 a je tam rozmačkán a rozetřen, takže v kalu obsažené buňky na základě velkých střižných sil

-11 CZ 291371 B6 a vysokého tlaku jsou uvnitř spáry 370 podrobeny lýze, čímž se jejich buněčný obsah vylévá do okolního prostředí.

Ke zvýšení tlaku uvnitř spáry 370 je v případě příkladu díl 325 rotující třecí plochy 320, odvrácený od výstupu 395 skloněn více k vnějšímu pouzdru 330 a díl 326 rotující třecí plochy 320. přivrácený k výstupnímu otvoru 395 je skloněn méně k pevně stojící třecí ploše 330. takže se v tomto místě vytvoří širší spára 370, než na druhé straně výstupního otvoru 355. Toto ven stoupající nivo působí pozoruhodné zvýšení tlaku, které zase zesiluje lyzační účinek zařízení 300 pro lýzu.

U tohoto provedení je výhodné, že se neobjevují prakticky žádné problémy s těsností, provedení zařízení pro lýzu je konstrukčně jednoduché, nevyskytuje se tření kovu o kov a větší kousky se mohou odchýlit stranou, takže nejsou potřebné zpravidla žádné dodatečné prosévací prostředky.

Obr. 6 ukazuje řez podle linie 6-6 z obr. 5. Podle tohoto provedení zařízení 300 pro lýzu má profilové struhadlo 305 na své rotující třecí ploše 320 vlnovitá vyhloubení 363, která výhodně svírají náběhový úhel se směrem otáčení. V případě příkladu činí šířka spáry 370 v nejužším místě cca 2 mm a na svém neširším místě cca 10 mm.

U tohoto provedení je kal nucen téci úzkým odstupem mezi pevně stojící třecí plochou 330 a rotující třecí plochou 320, která má vlnovitá vyhloubení. Tím vzniká ve spáře 370 vysoký tlak a ten vyvolává vznik tak velkých střižných sil, že membrány a stěny buněk mikroorganizmů, zejména bakterií se trhají a jejich cytoplazma se vyprazdňuje do okolního prostředí.

Obr. 7 ukazuje jako zařízení pro lýzu válcové mačkadlo 405. jako čtvrté provedení předloženého vynálezu.

Rotující díl 420 válcového mačkadla 405 je opět spojen s pláštěm 7 centrifugy 4, takže rotuje s ním. Zařízení 400 pro lýzu je směrem ven uzavřeno pevně stojícím dílem 430, je však opatřeno mezi rotujícím dílem 420 a pevně stojícím dílem 430 výstupním otvorem 495.

Jak rotující díl 420, tak také pevně stojící díl 430 jsou opatřeny vyhloubeními 421 a 431. Ve vyhloubeních 421 a 431 jsou upravena valivá tělesa, v případě příkladu válce 440. V případě příkladu je zařízení 400 pro lýzu opatřeno dvěma sadami 441 a 422 válců.

Při rotaci rotujícího dílu 420 válcového mačkadla 405 se válce 440 pohybují na způsob válečkového ložiska mezi rotujícím dílem 420 a pevně stojícím dílem 430.

Na základě pohybu pláště 7 a šnekového dopravníku 6 ve směru šipky podle obr. 7, vstupuje kal na výstupu 9 centrifugy 4 do vnitřku 450 válcového mačkadla 405, jako do zařízení 400 pro lýzu. Kal z odkalování, obsahující organizmy, vstupuje pak výstupním otvorem 455 mezi dva válce

440, takže válce 440 uchopí v mezeře dané jejich vzájemnou vůlí kal, převálcují jej a přitom mačkají takovým způsobem, že v něm obsažené buňky podlehnou lýze.

Kal takovým způsobem rozmačkaný a lýzou prošlý se potom spárou 470 dále transportuje k další sadě 442 válců, kde se znovu obíhajícími válci 440 převálcuje a mačká, takže se rozruší ještě více buněk organizmů, takže se obsah jejich buněk vylije do okolního prostředí.

Kal, zpracovaný válcovým mačkadlem 405, opouští konečně zařízení 400 pro lýzu jeho výstupním otvorem 495, k dalšímu zpracování podle daných požadavků.

Zvláštní výhody předloženého čtvrtého příkladného provedení zařízení 1 k zahušťování kalů odpadní vody podle obr. 7 spočívají důvodně vtom, že různé šířky spáry 470 se mohou nastavovat a může se využít rozličných velikostí válců, vždy podle toho, jakého účinku lýzy by se chtělo dosáhnout, takže obměnou parametrů šířky spáry 470, velikostí válců 440 a počtem sad

441. 442 se může dosáhnout jemného nastavení stupně lýzy.

Je ovšem také možné do povrchů válců 440 zavést vyhloubení, neuvedená na obr. 7, která mohou být upravena jak ve směru přímek pláště válce, tak i pod úhlem náběhu ke směru otáčení.

- 12CZ 291371 B6

Na obr. 7a je znázorněna první válcová sada 441 a výstupní otvor 455 v řezu podle linie Ί-Ί z obr. 7.

Na obr. 8 je znázorněn jako zařízení 500 pro lýzu protlačovací buben 505 podle pátého provedení předloženého vynálezu.

Protlačovací buben 505 má rotující díl 520 a pevně stojící díl 530, které jsou vzájemně utěsněny těsněními 501.

Ve vnitřku 550 zařízení 500 pro lýzu jsou vzájemně uspořádány protlačovací prvky 561, v případě příkladu pod rozličnými úhly.

Jako v jiných provedeních je rotující díl 520 spojen s pláštěm 7 centrifugy 4.

Na základě pohybu šnekového dopravníku 6, jakož i pláště 2, se kal transportuje ve směru šipky k výstupu 9 centrifugy a vstupuje výstupním otvorem 555 do vnitřku 550 protlačovacího bubnu 505. Kal a v něm obsažené mikroorganizmy, jako například bakterie, jsou rozmačkávány v úzké spáře 570 mezi pevně stojícím dílem 530 a protlačovacími prvky 561, čímž vznikají velké střižné síly, takže bakterie a jiné mikroorganizmy se tímto střižným namáháním roztrhají a tím podrobí lýze, čímž vylijí svůj buněčný obsah do okolního prostředí.

Kal, zpracovaný zařízením 500 pro lýzu vystupuje z výstupního otvoru 595 a může být vhodnou formou dále zpracován.

Obr. 9 ukazuje řez protlačovacím bubnem 505 podle linie 9-9 z obr. 8.

Na obr. 10 je znázorněna jako zařízení pro lýzu 600 strojní řezací jednotka 605 jako šesté provedení předloženého zařízení 1 k zahušťování kalů odpadní vody. Strojní řezací jednotka 605 má rotující díl 620. který nese řezné prvky 661.

Rotující díl 620 je spojen s pláštěm 7 centrifugy 4. Pevně stojící díl 630 zařízení 600 pro lýzu je opatřen řeznými prvky 662, které zasahují do řezných prvků 661. V případě příkladu jsou řezné prvky utvořeny jako nože, přičemž nože jsou vzájemně uspořádány jak za sebou tak vedle sebe, přičemž je výhodné uspořádání podle obr. 12, které znázorňuje řez podle linie 12-12 z obr. 10, kde jsou uspořádány s mezerami.

Rotace rotujícího dílu 620 strojní řezací jednotky 605 probíhá takovým způsobem, že se jednotlivé řezné prvky 661 a 662 nedotýkají a jsou mezi nimi vytvořeny spáry 670, které jsou podle potřeby nastavitelné.

Jako v ostatních provedeních, se kal z centrifugy 4 dopraví k výstupu 9 centrifugy a dopravuje se rychlostí cca 50 m/s do vnitřku 650 zařízení 600 pro lýzu.

Kal z centrifugy 4 nejprve narazí na šikmý povrch 651 pevně stojícího dílu 630. Na základě tohoto nárazu kalu z odkalovacího procesu praskne již zde většina obsažených buněk mikroorganizmů, jako bakterií a prvoků.

Aby se lyzační účinky nárazu na šikmý povrch 651 ještě zesílily, mohou na něm být upraveny ještě nerovnosti, třeba ve formě nožů, kolíků nebo podobně.

Kal se vede potom dále kanálem 652 k vlastní strojní řezací jednotce 656.

Řezné prvky 661, vytvořené jako nože rotují v případě příkladu obvodovou rychlostí asi 80 m/s. Kal se potom vede spárami 670 mezi noži 661 a 662 a musí v předloženém případu příkladu projít čtyři řady, aby konečně v závěru dorazil k výpusti 695 kalu.

Na základě rotační rychlosti, jakož i úpravě řezacího zařízení 656 a řezných prvků 661 a 662 vznikají enormní střižné síly, působící na mikroorganizmy, obsažené v kalu, takže se roztrhá největší část buněk mikroorganizmů, obsažených v kalu, z čehož vyplývá extrémní lyzační účinek strojní řezací jednotky 605, jímž se podrobí lýze největší podíl buněk, obsažených v kalu ajejich cytoplazma se vylije do okolního prostředí a vytvoří pro přeživší buňky vynikající živné médium, což potom vede ke zvýšené produkci bioplynu a sníženému množství kalu.

-13 CZ 291371 B6

Obr. 11 ukazuje řez podle linie 11-11 z obr. 10, z něhož je patrno, že v zařízení 600 pro lýzu mohou být použity také řezné prvky 661 nebo 662, jejichž konec, v případě příkladu konec nože 663, je upraven tak, že část kalu se přivádí znovu k dřívější řadě nožů, čímž nastane jistý čerpací účinek ve směru k centrifuze a čímž střižné síly a s tím i lyzační účinek se může ještě dále stupňovat.

Na výpusti 690 je upraveno stavítko, jehož výškou 15 se dá nastavit doba zdržení uvnitř strojní řezací jednotky 656 a tím stupeň lýzy.

Obr. 12 zobrazuje řez podle linie 12-12 z obr. 10, z něhož je zřejmé, že řezné prvky 661 a 662, které jsou uspořádány v řadách 641 řezných prvků nebo nožů, jsou vzájemně k sobě postaveny s mezerami.

Obr. 13 ukazuje pohled v řezu na kolíkový mlecí stroj 705 zařízení 700 pro lýzu zařízení 1 podle vynálezu v sedmém provedení.

Kolíkový mlecí stroj je jako ostatní provedení integrální součástí centrifugy 4 a je uspořádán na výstupu 9 centrifugy. Zařízení 700 pro lýzu a zejména kolíkový mlecí stroj 705 má rotující díl 720 a pevně stojící díl 730. Pevně stojící díl 730 je vůči vnějšku utěsněn těsněními 701.

Rotující díl 720 je spojen s pláštěm 7 centrifugy 4. Rotující díl 720 kolíkového mlecího stroje 705 nese více řad kolíků 761, které zasahují do mezer, které jsou tvořeny kolíky 762, a které jsou upraveny na pevně stojícím dílu 730.

V případě příkladu mají rotující díl 720 a pevně stojící díl 730 každý tři řady 741 kolíků. Kolíkový mlecí stroj 705 je vůči vnějšku uzavřen stavítkem 790 a je opatřen výpustí 795 kalu. Jako v ostatních provedeních, se kal dopravuje ve směru šipky centrifugou 4 k výstupu 9 centrifugy a pak vstupuje do vnitřku 750 zařízení 700 pro lýzu. Kal je potom tlačen do meziprostorů 770 mezi jednotlivými kolíky 761 a 762 a rotací kolíků 761 je vystaven velkým střižným silám. Podobně jako u strojní řezací jednotky 605 zařízení 600 pro lýzu vznikají v kolíkovém mlecím stroji 705 mezi jednotlivými kolíky 761 a 762, popřípadě mezi jednotlivými řadami 741 kolíků velké střižné síly, které jsou schopny rozrušit buňky mikroorganizmů, obsažených v kalu, takže se jejich obsah vylije do okolního prostředí.

Kal zpracovávaný zařízením 700 pro lýzu vychází pak výpustí 195 kalu a může být pak podle přání dále zpracováván.

Doba zdržení kalu a tím stupeň lýzy se může nastavovat výškou stavítka 790.

Ve výhodném provedení předloženého kolíkového mlecího stroje 705 je odstup mezi dvěma řadami 741 kolíků nastavitelný, čímž se dostaví ještě větší střižné silové účinky a tím se dosáhne vyšších stupňů lýzy.

Obr. 14 znázorňuje řez podle linie 14-14 z obr. 13.

Zvláštní výhody zařízení 700 pro lýzu ve formě kolíkového mlecího stroje 705 spočívají důvodně v tom, že doba zdržení je nastavitelná, efektivita například vlivem počtu kolíků 761 a 762 snadno měnitelná, a že jednotlivé kolíky 761 a 762 jsou v případě potřeby snadno vyměnitelné.

Další výhoda spočívá v relativně malém konstrukčním prostoru a v relativně velkých tolerancích pro jednotlivé kolíky. V případě potřeby je smysluplné na výstupu 9 centrifugy nebo v přítoku centrifugy 4 uspořádat síto, nezakreslené na obr. 13, aby zadrželo větší cizí tělesa, která by eventuálně mohla porušit kolíky 761 a 762.

Vedle velkých střižných sil, které vznikají mezi řadami 741, je lyzační účinek umožněn narážením a rozbíjením buněk.

Odkalovací zařízení, znázorněné na obr. 15 k aplikaci způsobu odkalování odpadní vody zahrnuje primární usazovací nádrž 802 s přítokem 801 surové odpadní vody. Primární kal 811 se vede do anaerobního reaktoru 812. Odpadní voda z primární usazovací nádrže 802 se vede do

- 14CZ 291371 B6 aerobního biologického aktivačního zařízení 803, směs z aktivačního zařízení 803 se vede do dočišťovací nádrže 804, kde dochází k oddělení vyčištěné odpadní vody 805. Část usazeného aktivovaného kalu 806 se přečerpá zpětným kalovým čerpadlem 820 jako čerpacím zařízením zpět do aktivačního zařízení 803. Přebytečný aktivovaný kal 807 se vede do zahušťovací centrifugy 4 se zařízením 10 pro lýzu, kde dochází k zahuštění kalu, jakož i k rozkladu buněk části mikroorganizmů. Odstředěná voda 809 se vrátí zpět do aktivačního zařízení 803. Zahuštěný kal se vede do anaerobního reaktoru 812. Reakční směs 813 z anaerobního reaktoru 812 se vede do zahušťovací nebo odvodňovací centrifugy 4a, kam přichází k odvodnění stabilizovaného kalu a k rozkladu buněk části mikroorganizmů. Odstředěná voda 817 dorazí zpět do aktivačního zařízení 803 a/nebo část z ní se přivede do anaerobního reaktoru 812. Odvodněný anaerobně stabilizovaný kal 815 dorazí výpustí 818 do skladovacího prostoru a/nebo část 816 z něho se převede zpět do anaerobního reaktoru 812.

Část zařízení, kde dochází k částečnému rozrušení buněk mikroorganizmů, sestává ze zahušťovací centrifugy 4 a odvodňovací centrifugy 4a a/nebo zpětného čerpadla 820 kalu a kalového čerpadla dohromady. V případě příkladu je zařízením pro lýzu frikční mlecí stroj 100 s rotujícím mlecím kotoučem 161 a pevně stojícím mlecím kotoučem 162, upravený u centrifug}· 4, zatím co na výstupu 9 centrifugy 4a je upraveno zařízení 10 pro lýzu ve formě strojní řezací jednotky 605.

K úpravě stimulačního činidla je také možné využít na jedné straně aktivovaný kal, na druhé straně anaerobní stabilizovaný kal, a to buď přímo zdaného reaktoru nebo z jiného, dobře pracujícího reaktoru. V prvním zmíněném případě se přebytkový aktivovaný kal 807 vede do zahušťovací centrifugy 4, kde dochází vedle zahuštění kalu k rozkladu, lýze, části buněk biomasy v zařízení pro lýzu, přičemž odstředěný podíl 809 se vrací do aktivačního zařízení 803 a zahuštěná část 810 se odvádí do anaerobního reaktoru 812 ke stabilizaci kalu. V jiném případě se anaerobně stabilizovaný kal 813 vede do odvodňovací centrifugy 4a, kde kromě odvodnění kalu dochází k odbourávání části buněk biomasy, přičemž část od 5 do 30 % odstředěného podílu 817 a/nebo část 5 až 30 % odvodněného kalu 816 se odvádí zpět do anaerobního reaktoru 812 ke stabilizaci kalu.

Způsob prováděný odkalovacím zařízením podle vynálezu je z hlediska užitkovosti v průmyslovém měřítku ekonomicky výhodnější ve srovnání s dosavadním stavem techniky oddělené přípravy lyzátu. Tímto způsobem je možno současně stimulovat aerobní a anaerobní odkalovací procesy, zmenšit množství zneškodněného kalu a zvýšit produkci bioplynu.

Použití zařízení podle vynálezu popř. odkalovacího zařízení se při jeho realizaci projeví zlepšením řady technických parametrů. Při zpracování rozpuštěných nečistot (anaerobní čištění odpadních vod), jakož i při anaerobní stabilizaci kalu se dosahuje těchto výsledků: Výkon anaerobních reaktorů se zvýší, odbourávání organických látek se urychlí, odbourávání organických látek během stabilizačního procesu se také urychlí (u kalu prohloubení anaerobního odbourávání, u odpadní vody možnost odbourat problémové látky, jako např. různá xenobiotika nebo jedovaté látky), produkce bioplynu se zvýší, produkce stabilizovaného kalu se sníží, způsobilost odvodnění anaerobně stabilizovaného kalu se zlepší a energetická bilance procesu ve srovnání s tradičním vybavením se rovněž zlepší.

Příklad 1

Funkce, jakož i technické využití vynálezu se pozná z obr. 15. Jako hlavní zařízení k přípravě stimulačního činidla, tj. k odbourání nebo lýze části buněk biomasy přebytkového aktivovaného kalu byla použita zahušťovací centrifuga 4. Ke zjišťování množství uvolněného buněčného lyzátu byla koncentrace rozpuštěných organických látek vyjádřena jako BSB5 ve vstupním toku 807 a ve výstupním toku 810 ze zahušťovací centrifugy 4 stanovena s tímto výsledkem:

Vstupní tok (807) BSB₅ (rozpuštěné) -140 mg/1, koncentrát (tok 810) BSB₅ (rozpuštěné) - 630 mg/1.

-15CZ 291371 B6

Se vstupním tokem 807 a koncentrátem 810 byly provedeny testy metanogenní aktivity. Koncentrace suspendovaných látek byly u obou toků upraveny tak, že si byly rovny. Byly testovány za stejných podmínek a se stejnou koncentrací inokula (očkovací látky). Jako inokulum byl nasazen anaerobní stabilizovaný kal z anaerobního reaktoru. Produkce bioplynu byla zjišťována pro každý tok odděleně a pro směs obou toků se stejným množstvím všech látek. Produkce bioplynu ze stejného množství všech látek byla u koncentrátu 810 o asi 10,1 % vy šší než u vstupního toku 807. Výsledek produkce u směsi ukázal zvýšení o asi 13,3 % a asi 31,2 % oproti teoretické hodnotě v závislosti na zatížení anaerobního inokula (0,54 a 0,27 g CSB/g organického podílu v jednom gramu nerozpuštěných látek (ztráta žíháním)). Teoretická hodnota představuje součet hodnoty produkce plynu stejného množství jednotlivě pro každý tok.

Příklad 2

Přezkoušení stimulačního vlivu buněčného lyzátu na anaerobní odbourávání s jednoduchými substráty

Byly vykonány testy metanogenní aktivity anaerobního společného kvašení s kyselinou mravenčí, kyselinou octovou, kyselinou propionovou a glukózou. Ve všech případech bylo nasazeno stejné množství inokula, série pokusů byla provedena za přidání zahuštěného přebytkového aktivovaného kalového koncentrátu (tok 810) ajiná za přidání stejného množství vstupujícího přebytkového aktivovaného kalu před centrifugováním (tok 807).

Společné kvašení komplexních materiálů s jednoduchými substráty má často za následek zvýšení odbouratelnosti jednotlivých složek komplexních substrátů. Společné kvašení stejného množství zkoušených kalů s glukózou vykázalo vzestup odbouratelnosti u vstupujícího kalu o asi 41,8 % a u koncentrátu o asi 51,3 % (rozdíl v účinku asi 11,3 %). Společné kvašení s kyselinou mravenčí bylo jen u cca 13,5 % koncentrátu pozitivní (rozdíl v účinku asi 33 %).

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (45)

1. Zahušťovací centrifuga kzahušťování přebytkového kalu (807), vyznačující se tím, že na zahušťovací centrifuze (4) je upraveno nejméně jedno, do zahušťovací centrifugy integrované zařízení pro lýzu buněk organizmů, obsažených v kalech odpadní vody.

2. Zahušťovací centrifuga podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřena nejméně jedním mlecím zařízením a/nebo roztíracím zařízením.

3. Zahušťovací centrifuga podle nároku 2, vyznačující se tím, že zahušťovací centrifuga (4) je opatřena rotujícím čerpacím zařízením (6), zejména šnekovým dopravníkem, který čerpá kal k výpusti (9) kalu, a/nebo rotujícím pláštěm (7) a/nebo že zahušťovací centrifugou (4) je trysková centrifuga nebo tryskový separátor.

4. Zahušťovací centrifuga podle nároku 3, vyznačující se tím, že plášť (7) a čerpací zařízení (6) rotují různými rychlostmi.

5. Zahušťovací centrifuga podle jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že zařízení (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) pro lýzu je vytvořeno jako frikční mlecí stroj.

6. Zahušťovací centrifuga podle nároku 5, vyznačující se tím, že frikční mlecí stroj (100, 200) je opatřen nejméně jedním mlecím kotoučem (161, 162) k roztírání kalu a v něm obsažených buněk.

7. Zahušťovací centrifuga podle nároku 6, vyznačující se tím, že mlecí kotouč (161) rotuje spolu s pláštěm (7) centrifugy a pohybuje se vůči dalšímu, pevně stojícímu mlecímu

-16CZ 291371 B6 kotouči (162), přičemž odstup (170) obou mlecích kotoučů (161, 162) je s výhodou nastavitelný, přičemž odstup (170) leží v rozsahu asi od 0,5 do 5 mm.

8. Zahušťovací centrifuga podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že nejméně jeden mlecí kotouč je opatřen na své mlecí ploše (164, 165) vyhloubeními (163), zejména drážkami, které výhodně svírají s radiálním směrem úhel náběhu.

9. Zahušťovací centrifuga podle nároku 8, vyznačující se tím, že drážky jsou přerušeny nevyhloubenými oblastmi mlecích ploch (164, 165), takže tvoří radiální řady drážek.

10. Zahušťovací centrifuga podle nároku 9, vyznačující se tím, že vedle sebe ležící řady drážek jsou uspořádány s mezerami tak, že na místech, na nichž je jedna řada drážek přerušena, sousední řady drážek přerušeny nejsou.

11. Zahušťovací centrifuga podle jednoho z nároků 6 až 10, vyznačující se tím, že má na své výpusti stavítko (190).

12. Zahušťovací centrifuga podle nároku 5, vyznačující se tím, že frikční mlecí stroj (100, 200) má nejméně jeden mlecí kužel (205) k rozetření kalu a v něm obsažených buněk.

13. Zahušťovací centrifuga podle nároku 12, vyznačující se tím, že mlecí kužel (205) je opatřen rotujícím vnějším kuželem (220) s nejméně jednou mlecí plochou (261) a s výhodou pevně stojícím vnitřním kuželem (230) s nejméně jednou protiplochou (262).

14. Zahušťovací centrifuga podle nároku 13, vyznačující se t í m , že alespoň rotující vnější kužel (220) má na své mlecí ploše (261) vyhloubení (263), zejména drážky, přičemž šířka drážek odpovídá řádově hloubce drážek, a drážky jsou uspořádány ve směru přímek pláště mlecího kužele (205) nebo v úhlu náběhu k nim.

15. Zahušťovací centrifuga podle nároku 14, vyznačující se tím, že drážky jsou přerušeny nevyhloubenými místy mlecích ploch (261, 262), takže ve směru přímek pláště jsou vytvořeny řady drážek.

16. Zahušťovací centrifuga podle nároku 15, vyznačující se tím, že vedle sebe ležící řady drážek jsou uspořádány s mezerami tak, že na místech, na nichž je jedna řada drážek přerušena, sousední řady drážek přerušeny nejsou.

17. Zahušťovací centrifuga podle jednoho z nároků 15 až 16, vyznačující se tím, že vnitřní a vnější kužel (220, 230) jsou uspořádány ve vzájemném odstupu (270), přičemž odstup (270) je s výhodou měnitelný a nastavitelný pomocí zarážky (275) a pružin během rotace nebo ve stavu klidu.

18. Zahušťovací centrifuga podle jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že zařízení (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) pro lýzu je vytvořeno jako profilové struhadlo (305).

19. Zahušťovací centrifuga podle nároku 18, vyznačující se tím, že profilové struhadlo (305) má pevně stojící vnější pouzdro (330) a rotující třecí plochu (320), přičemž odstup (370) mezi vnějším pouzdrem (330) a třecí plochou (320) je nastavitelný.

20. Zahušťovací centrifuga podle nároku 19, vyznačující se tím, že rotující třecí plocha (320) má vyhloubení (363), zejména vlnovitá vyhloubení (363), přičemž vyhloubení (363) svírají s výhodou úhel náběhu se směrem otáčení profilového struhadla (305).

21. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 18 až 20, vyznačující se tím, že díl (326) třecí plochy (320), probíhající ve směru výpusti (395) kalu má větší sklon ve směru ke stěně vnějšího pouzdra (330), tedy spára (370) je širší, než u dílu (325) třecí plochy (305) který probíhá v protisměru.

- 17CZ 291371 B6

22. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 18 až 21, vyznačující se tím, že přívod kalu k profilovanému struhadlu (305) je s výhodou umístěn centricky.

23. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 18 až 21, vyznačující se tím, že odstup (370) mezi třecí plochou (320) a vnějším pouzdrem (330) činí minimálně cca 2 mm až maximálně cca 10 mm.

24. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že zařízení (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) pro lýzu je vytvořeno jako válcové mačkadlo (405).

25. Zahušťovací centrifuga podle nároku 24, vyznačující se tím, že válcové mačkadlo (405) je vybaveno nejméně jednou sadou (441, 442) válců, která se odvaluje po vnitřní stěně s výhodou pevně stojícího vnějšího pouzdra (430) ve směru vnitřního obvodu vnějšího pouzdra (430).

26. Zahušťovací centrifuga podle nároku 25, vyznačující se tím, že válcová sada (441, 442) je tvořena nejméně deseti válci.

27. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že zařízení (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) pro lýzu je vytvořeno jako protlačovací buben (505).

28. Zahušťovací centrifuga podle nároku 27, vyznačující se tím, že protlačovací buben (505) má více protlačovacích prvků, které rotují v pevně stojícím vnějším pouzdru se s výhodou nastavitelným odstupem (570) od vnitřní stěny vnějšího pouzdra (530).

29. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že zařízení (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) pro lýzu je vytvořeno jako strojní řezací jednotka (605).

30. Zahušťovací centrifuga podle nároku 29, vyznačující se tím, že strojní řezací jednotka (605) je vybavena rotujícími řadami (641) řezných prvků, zejména řadami (641) nožů, pevně stojícími řeznými prvky, zejména řadami (641) nožů, jakož i stavítkem (690) na výpusti (695) kalu, přičemž řady (641) řezných prvků do sebe vzájemně zasahují, aniž by se dotýkaly.

31. Zahušťovací centrifuga podle nároku 30, vyznačující se tím, že odstup (670), výška a obvodová délka nožů pevně stojících a rotujících řad (641) nožů jsou nastavitelné.

32. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 29 až 31, vyznačující se tím, že nože (661, 662) rotují rychlostí od asi 50 do 100 m/s, s výhodou cca 80 m/s.

33. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 29 až 32, vyznačující se tím, že řada (641) nožů je tvořena více noži (661, 662), přičemž vedle sebe ležící řady nožů jsou uspořádány s mezerami tak, že na místech na kterých je řada (661, 662) nožů přerušena, jsou sousední řady (641) nožů nepřerušeny.

34. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 29 až 33, vyznačující se tím, že konce (663) nožů svírají se směrem rotace strojní řezací jednotky (605) úhel náběhu.

35. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 29 až 34, vyznačující se tím, že výška stavítka (670) na výpusti (695) kalu je nastavitelná.

36. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že zařízení (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) pro lýzu je vytvořeno jako kolíkový mlecí stroj (705).

- 18CZ 291371 B6

37. Zahušťovací centrifuga podle nároku 36, vyznačující se tím, že kolíkový mlecí stroj je vybaven rotujícími řadami (761, 741) kolíků, pevně stojícími řadami (762, 741) kolíků, jakož i stavítkem (790) na výpusti (795) kalu, přičemž rotující a pevně stojící řady (741) kolíků do sebe vzájemně zasahují, aniž by se dotýkaly.

38. Zahušťovací centrifuga podle nároku 37, vyznačující se tím, že odstup (770) mezi pevně stojícími a rotujícími řadami (761, 762) kolíkuje nastavitelný.

39. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 36 až 38, vyznačující se tím, že kolíky (761) rotují rychlostí od asi 50 do 100 m/s, s výhodou cca 80 m/s.

40. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 36 až 39, vyznačující se tím, že kolíky (761, 762) jsou uspořádány takovým způsobem, že vedle sebe ležící řady (741) kolíků jsou uspořádány s mezerami tak, že na místech, na kterých v řadě (741) kolíků žádné kolíky nejsou, sousední řady (741) kolíků mají kolíky (761, 762).

41. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 36 až 40, vyznačující se tím, že kolíky (761, 762) svírají s osou otáčení úhel.

42. Zahušťovací centrifuga podle některého z nároků 36 až 41, vyznačující se tím, že výška stavítka (790) na výpusti (795) kalu je nastavitelná.

43. Způsob snížení množství hnijícího kalu, popřípadě zbytkového kalu v odkalovacích zařízeních, který zahrnuje kroky:

usazování odpadní vody v nejméně jedné usazovací nádrži (802) a čerpání sedimentovaného přebytkového kalu (807) do nejméně jednoho anaerobního reaktoru (812) pomocí nejméně jednoho čerpacího zařízení, jakož i další vedení odpadní vody do aerobního aktivačního zařízení (803), aerobní přeměnu usazené odpadní vody v nejméně jednom aerobním aktivačním zařízení (803), zahuštění přebytkového kalu (807) z usazovací nádrže (804) v nejméně jedné zahušťovací centrifuze (4) jako zahušťovacím zařízení, přeměnu přebytkového kalu (807) v nejméně jednom anaerobním reaktoru (812), vyznačující se tím, že v zahušťovací centrifuze (4) se při zahušťování před anaerobním reaktorem (812) podrobí lýze množství od asi 0,5 do 50 % množství původně v přebytkovém kalu (807) obsažených buněk mikroorganizmů.

44. Způsob podle nároku 43, vyznačující se tím, že v anaerobním reaktoru (812) se vyrábí hořlavý plyn, zejména metan.

45. Způsob podle některého z nároků 43 až 44, vyznačující se tím, že se vyrobený hořlavý plyn generuje k výrobě proudu výhodně pro provozování odkalovacího zařízení.