CZ307958B6 - Způsob čištění odpadní vody a zařízení pro jeho realizaci - Google Patents

Abstract

Řešení se týká oblasti zpracování odpadních vod a je určen pro biologické čištění odpadních vod, které pocházejí z obytných a veřejných budov a jiných odděleně umístěných objektů, a také odpadních vod z malých podniků, nacházejících se v místech, kde chybí centralizovaný kanalizační systém. Způsob čištění odpadní vody dle jedné varianty zahrnuje přívod odpadní vody do zařízení pro čištění odpadní vody, které obsahuje tři postupně umístěné bioreaktory, v nichž se provádějí pravidelná provzdušňování, promíchávání, usazování odpadní vody a odstraňování přebytečného kalu i vyčištěné vody, přitom způsob zahrnuje hlavní fázi čištění, v průběhu které se provádí postupná cirkulace odpadní vody mezi zónou denitrifikace, kde se provádí promíchávání odpadní vody, zónou nitrifikace, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a bioreaktorem cyklické činnosti, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a rovněž periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace, fázi usazování, během níž se zastaví provzdušňování v bioreaktoru cyklické činnosti a periodická recirkulace, a fázi odstranění odpadní vody, během které se provádí její odstranění z bioreaktoru cyklické činnosti a současně je zajištěna cirkulace odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou nitrifikace a zónou denitrifikace, přitom na začátku fáze usazování pokračuje čerpání odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti s následným zastavením takového čerpání. Dle druhé varianty způsobu, před začátkem fáze usazování, se zastavuje recirkulace odpadní vody z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace. Rovněž se řešení týká zařízení pro čištění odpadní vody pro realizaci způsobu dle kterékoliv z výše uvedených variant.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti zpracování odpadních vod a je určen pro použití pro biologické čištění odpadních vod, které pocházejí z obytných a veřejných budov a jiných odděleně umístěných objektů, a také odpadních vod z malých podniků, nacházejících se v místech, kde chybí centralizovaný kanalizační systém.

Dosavadní stav techniky

Vynálezcem byl navržen podobný způsob a zařízení na čištění odpadních vod, který byl popsán v patentu UA 87613 a který byl převzatý za prototyp pro přihlašovaný vynález. Způsob dle prototypu zahrnuje přívod odpadních vod do zařízení na čištění odpadní vody, které obsahuje tři postupně umístěné bioreaktory, v nichž se periodicky provádí provzdušňování, promíchávání, usazovaní odpadní vody a odstraňování kalu i vyčištěné vody. Přitom v prvních dvou z uvedených bioreaktorů se provádí zvlášť jak promíchávání, tak i provzdušňování, ale také usazování odpadní vody. Ve třetím uvedeném bioreaktorů cyklické činnosti se provádí zvlášť provzdušňování, usazování, odstraňování přebytečného kalu a odčerpávání vyčištěné vody. Pod reaktorem cyklické činnosti se rozumí reaktor SBR (Sequenced Batch Reactor), v němž jsou prováděny všechny procesy aerobního biologického čištění, zejména provzdušňování, promíchávání, usazování s oddělením aktivní kalové směsi v jednom objemu reaktoru.

Nevýhodou způsobu a zařízení dle prototypu je možnost snížení účinnosti čištění odpadní vody kvůli snížení účinnosti procesu denitrifikace v prvním a druhém bioreaktorů, podmíněné nedostatečně nízkou úrovní obsahu kyslíku v těchto bioreaktorech, což je nutnou podmínkou pro realizaci procesu denitrifikace. Nízká úroveň obsahu kyslíku v těchto bioreaktorech měla být zajištěna periodickou prací provzdušňovačů během provádění fáze provzdušňování. Takový účinek by mohl být objasněn tím, že v prvním a druhém bioreaktorů se během provzdušňování rozpouští velké množství kyslíku, které se nesnižuje v kalové směsi během provádění fáze promíchávání a usazování až do úrovně, požadované pro provádění účinné denitrifikace, zejména na úroveň obsahu kyslíku ve směsi kalu ne více než 0,5 mg/litr.

Také je nevýhodou způsobu a zařízení dle prototypu možnost snížení výkonu čištění odpadní vody, což je podmíněno následujícím. V průběhu hlavní fáze provzdušňování, pro zajištění plnění třetího reaktoru cyklické činnosti a snížení úrovně hladiny vody v prvním a druhém bioreaktorů s cílem vytvoření akumulačního objemu v případě přítoku přebytečného množství odpadních vod na čištění do zařízení a pro zajištění příjmu odpadních vod na čištění během fáze usazování ve třetím bioreaktorů, by měl být výkon mamutkového čerpadla pro přívod vody z druhého bioreaktorů do třetího bioreaktorů výrazně větší, než je výkon mamutkového čerpadla recirkulace odpadní vody a přebytečného kalu z třetího bioreaktorů do prvního bioreaktorů. Přitom je známo, že výkon mamutkových čerpadel je úměrný hloubce umístění vtokového otvoru, tedy hloubce jejich ponoření vzhledem k úrovni vody, kterou je třeba přečerpat. Proto snížení hladiny odpadní vody v prvním a druhém bioreaktorů vede k poklesu výkonu mamutkového čerpadla pro přívod vody z druhého bioreaktorů do třetího bioreaktorů, a zvýšení hladiny odpadní vody ve třetím bioreaktorů vedlo ke zvýšení výkonu mamutkového čerpadla recirkulace odpadní vody a přebytečného kalu z třetího bioreaktorů do prvního bioreaktorů. V důsledku, a to z důvodu neúplného naplnění třetího bioreaktorů a následného odstranění usazených odpadních vod z tohoto bioreaktorů, výrazně klesá produktivita práce zařízení. Současně s tím nedostatečný pokles hladiny odpadní vody v prvním a druhém bioreaktorů, kvůli snížení výkonu mamutkového čerpadla pro přívod vody z druhého bioreaktorů do třetího bioreaktorů, vede ke vzniku nedostatečného akumulačního objemu v prvním a druhém bioreaktorů pro příjem přítoku nárazového objemu odpadní vody na čištění.

- 1 CZ 307958 B6

Cílem vynálezu je představení nového způsobu čištění odpadní vody, který by měl zvýšit účinnost čištění tím, že se zvýší účinnost průběhu procesu denitrifikace se současným nárůstem produktivity procesu čištění změnou režimů zařízení pro dopravu a recirkulaci odpadní vody mezi bioreaktory.

Podstata vynálezu

Vytýčený úkol je řešen způsobem čištění odpadních vod, zahrnujícím přívod odpadní vody do zařízení k čištění odpadní vody, které obsahuje postupně umístěné bioreaktory, v nichž se provádí periodické provzdušňování, promíchávání, usazování odpadních vod a odstraňování přebytečného kalu i vyčištěné vody, kde podstata první varianty realizace vynálezu spočívá v tom, zahrnuje hlavní fázi čištění, v průběhu které se provádí postupná cirkulace odpadní vody mezi zónou denitrifikace, kde se provádí promíchávání odpadní vody, a zónou nitrifikace, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a bioreaktorem cyklické činnosti, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a rovněž periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace; fázi usazování, během níž se zastaví provzdušňování v bioreaktoru cyklické činnosti, a periodická recirkulace; a fázi odstranění odpadní vody, během které se provádí její odstranění z bioreaktoru cyklické činnosti a současně je zajištěna cirkulace odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou nitrifikace a zónou denitrifikace, přičemž na začátku fáze usazování pokračuje čerpání odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti s následným zastavením takového čerpání.

Vytýčený úkol je rovněž řešen způsobem čištění odpadní vody, zahrnujícím přívod odpadní vody do zařízení pro čištění odpadní vody, které obsahuje postupně umístěné bioreaktory, v nichž se provádí periodické provzdušňování, promíchávání, usazování odpadní vody a odstraňování přebytečného kalu i vyčištěné vody, kde podstata druhé varianty realizace vynálezu spočívá v tom, že zahrnuje základní fázi čištění, během které se provádí postupná cirkulace odpadní vody mezi zónou denitrifikace, kde se provádí promíchávání odpadní vody, a zónou nitrifikace, kde je prováděno provzdušňování odpadní vody, a bioreaktorem cyklické činnosti, kde se provádí provzdušňování odpadní vody a rovněž periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace; fázi usazování, během které je přerušeno provzdušňování v bioreaktoru cyklické činnosti i doprava odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti i fázi odstranění odpadní vody z bioreaktoru cyklické činnosti při současném zajištění cirkulace odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou nitrifikace a zónou denitrifikace, přičemž před začátkem fáze usazování se zastavuje recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace.

Ve výhodném provedení způsobu, se přívod odpadní vody do zařízení pro čištění odpadních vod provádí přes zónu denitrifikace.

V dalším výhodném provedení způsobu postupná cirkulace odpadní vody zahrnuje dopravu odpadní vody ze zóny denitrifikace do zóny nitrifikace přepadem.

V dalším výhodném provedení způsobu postupná cirkulace odpadní vody zahrnuje dopravu odpadní vody ze zóny nitrifikace do bioreaktoru cyklické činnosti mamutkovým čerpadlem nebo jiným čerpacím zařízením.

Ještě v dalším výhodném provedení způsobu je následná recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do denitrifikační zóny prováděna mamutkovým čerpadlem nebo jiným čerpacím zařízením.

Rovněž je do podstaty vynálezu zahrnuto zadání vytvořit zařízeni pro čištění odpadní vody, které by zabezpečovalo zvýšení účinnosti jejího čištěni způsobem vytvoření zvláštní zóny denitrifikace

-2CZ 307958 B6 se současným zvýšením produktivity procesu čištění formou změny připojení zařízení pro dopravu a recirkulaci odpadní vody mezi bioreaktory ke zdroji napájení nebo na samostatnou větev přívodu vzduchu.

Podstatou vynálezu je dále zařízení pro čištění odpadní vody k provádění způsobu ve shodě s oběma výše uvedenými variantami, které obsahuje postupně umístěné bioreaktory, osazené provzdušňovači, promíchávači a zařízením k odstranění přebytečného kalu a očištěné vody, jehož podstata spočívá v tom, že postupně umístěné čisticí prostory jsou tvořeny nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktorem a bioreaktorem cyklické činnosti, přičemž v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru se nachází postupně umístěné a mezi sebou hydraulicky propojené minimálně jedna zóna, denitrifikace, vybavená minimálně jedním promichávačem, a. zóna nitrifikace, vybavená minimálně jedním primárním provzdušňovačem a zařízením dopravy odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti, který obsahuje minimálně jeden sekundární provzdušňovač, zařízení pro odstranění vody přes filtrační jednotku i zařízení pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny denitrifikace, kde nitrifikační a denitrifikační bioreaktor je vybaven zařízením pro cirkulaci odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou nitrifikace a zónou denitrifikace, umístěným v zóně nitrifikace, přičemž pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny denitrifikace je provedeno s možností autonomní činnosti ve vztahu k zařízení dopravy odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti.

Ve výhodném provedení zařízení, jsou zóna denitrifikace a zóna nitrifikace nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru umístěny po obvodu bioreaktoru cyklické činnosti a. plně od něj oddělené.

V dalším výhodném provedení zařízení pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti, jsou jako zařízení pro odstranění vody přes filtrační jednotku, zařízení pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny denitrifikace a zařízení cirkulace odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou nitrifikace a zónou denitrifikace použita mamutková čerpadla, přičemž každé z nich je připojeno do zvláštního zdroje nebo přívodní větve vzduchu.

Konečně je výhodné, když zóna denitrifikace a zóna nitrifikace jsou hydraulicky spojené mezi sebou prostřednictvím společné stěny s průchozím otvorem v její spodní části.

Mezi souhrnnými podstatnými znaky přihlášeného vynálezu a technickým výsledkem, který je dosažen při jeho použití, existuje následující příčinně-důsledkové spojení.

Výše popsaný vynález řeší vytýčené zadání změnou z prototypu známého schématu biologického čištění, který obsahuje tři stupně postupně umístěných bioreaktorů cyklické činnosti, na technologické schéma, které zahrnuje dopravu odpadni vody do cirkulačního nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru, který pracuje v kontinuálním režimu a sestává minimálně z jedné zóny denitrifikace a minimálně jedné zóny nitrifikace, umístěných po obvodu bioreaktoru cyklické činnosti nebo plně od něj oddělené, s následnou dopravou vody bezprostředně do bioreaktoru cyklické činnosti, který’ pracuje v diskontinuálním režimu, a s jejím následným odstraněním přes filtrační jednotku, kterou může být terciální usazovací nádrž v níž je zabudován biofiltr, a přes ultrafialový detoxikátor, kterými může být vybaveno zařízení a umístěno v odděleném prostoru bioreaktoru cyklické činnosti.

Odpadní vody k čištění, nejprve zbavené hrubých příměsí (hrubé frakce znečištění), jsou dopraveny do cirkulačního nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru v zóně denitrifikace. Zvýšení účinnosti denitrifikace se zajistí díky vytváření směsi odpadních vod, které postupuji z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace a obsahují nitrity a nitráty, s odpadními vodami, které nyní přitékají na čištěni do zóny denitrifikace po odstranění hrubé frakce znečištění, a obsahuje organické příměsi, které se lehce okysličují, a díky tomu, že v zóně

-3 CZ 307958 B6 denitrifikace, kam uvedená směs postupuje, se provádí jen promíchávání velkými bublinami vzduchu vycházejících z promíchávačů, umístěných např, na obvodě této zóny.

Dále uvedená směs postupuje přepadem do zóny nitrifikace, kde je okysličována provzdušůováním. Částečně očištěné odpadní vody se přečerpávají zařízením pro dopravu odpadni vody do bioreaktoru cyklické činnosti, např. reverzním mamutkovým čerpadlem.

V bioreaktoru cyklické činnosti se provádí dodatečné okysličení nečistot provzdušněním s následným usazováním a přečerpáváním očištěných odpadních vod zařízením pro odstraňování vody, například sifonovým mamutkovým čerpadlem přes filtrační jednotku, např. terciální usazovací nádrž se zabudovaným biofiltrem. Tyto očištěné odpadní vody jsou směřovány přes kapsu do spodní části terciální usazovací nádrže, kde vytlačují do odtoku odpadní vody, dočištěné díky například biofiltru a dodatečně usazené v terciální usazovací nádrži odpadní vody, odstraněné z bioreaktoru cyklické činnosti prostřednictvím zařízení pro odstranění vody přes filtrační jednotku v předchozích etapách cyklu. Při tomto dočištěné odpadní vody se vytlačují do odtoku například přes ultrafialový detoxikátor, čímž je završen plný cyklus biologického čištění a detoxikace.

Přičemž uspořádání zón denitrifikace a nitrifikace cirkulačního nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru po obvodu bioreaktoru cyklické činnosti umožňuje zvýšit účinnost hlavní fáze čištění, zejména prodloužit průběh procesů denitrifikace a nitrifikace formou prodloužení úseku k následné cirkulaci odpadní vody mezi zónou denitrifikace, kde se uskutečňuje promíchávání odpadní vody, a zónou nitrifikace, kde dochází k provzdušňování odpadní vody, a bioreaktorem cyklické činnosti, kde dochází k provzdušňování odpadní vody, a rovněž periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace.

V případě, kdy zařízeni má určitou formu, například válcový tvar betonové jímky, je bioreaktor cyklické činnosti zhotoven ve tvaru válce a je umístěn uprostřed takové jímky, a zóny cirkulačního nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru jsou umístěny na obvodě bioreaktoru cyklické činnosti mezi jeho stěnami a stěnami jímky. V tomto případě úsek cirkulace odpadní vody prochází po obvodu kolem bioreaktoru cyklické činnosti a rovněž prodloužením jeho úseku se zvyšuje účinnost procesů denitrifikace i nitrifikace v denitrifikačním a nitrifikačním bioreaktoru.

Ve výsledku, díky předloženému způsobu a zařízení pro jeho prováděni, se vytváří takové podmínky biologického čištění odpadní vody, jako kontinuálnost biologického procesu v čase a zvýšení doby jeho průběhu. Přičemž v případě umístění zařízení ve válcové jímce při dosažení prodloužení času průběhu biologického procesu se rovněž docílí kompaktnosti samotného zařízení.

Přičemž, dle první varianty realizace způsobu, prodloužení průtoku, tedy přečerpání, odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti na začátku fáze usazování, s následným ukončením toho průtoku, umožňuje získat maximálně možné naplnění bioreaktoru cyklické činnosti a snížení úrovně vody v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru. Díky tomu je dosaženo celkové naplnění bioreaktoru cyklické činnosti a ve výsledku zvýšeni účinnosti zařízení (protože odstranění vody se uskutečňuje cyklicky a účinnost zařízení přímo závisí na stupni naplnění bioreaktoru cyklické činností) a rovněž dosažení maximálního odčerpání odpadní vody ze zón nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru, což způsobuje vytvoření maximálního akumulačního objemu v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru pro příjem nových odpadních vod během fáze usazování a odstranění očištěných odpadních vod z bioreaktoru cyklické činnosti.

Dle druhé varianty realizace vynálezu, se zastavuje recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace před začátkem fáze usazování, to znamená ještě v průběhu provzdušňování v bioreaktoru cyklické činnosti během hlavní fáze čištění vody. V tomto případě, po vypnutí zařízení pro periodickou recirkulaci směsi

-4CZ 307958 B6 odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny denitrifikace z bioreaktoru cyklické činnosti, jsou provzdušňovače bioreaktoru cyklické činnosti i zařízení pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti nadále v činnosti, což dovoluje získat analogický výsledek, který je popsán při použití způsobu dle první varianty realizace vynálezu.

Přitom první i druhá varianta realizace způsobu jsou možné při vytvoření zařízení, ve kterém zařízení pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny denitrifikace je vytvořeno s možností autonomní činnosti ve vztahu k zařízení pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti. Například, v případě provedení zařízení pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu a zařízení pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti, mohou tyto být napojeny k samostatnému vzduchovému přívodu pro nezávislou činnost jednoho na druhém a od provzdušňovačů, které mohou být napojeny k libovolnému z uvedených vzduchových přívodů.

Objasnění výkresů

Předložený vynález je ilustrován následujícím příkladem způsobu čištění odpadní vody v souladu sjeho variantami a zařízení pro realizaci způsobu, a rovněž názornými materiály, kde je zobrazeno následující:

- na obr. 1 - schematický bokorys zařízení biologického čištění odpadní vody v řezu;

- na obr. 2 - pohled A-A z obr. 1;

- na obr. 3 - pohled B-B z obr. 1;

- na obr. 4 - technologické schéma způsobu biologického čištění odpadní vody a zařízení pro jeho uskutečnění.

Názorné materiály, které ilustrují předložený vynález, a rovněž uvedený příklad konkrétní realizace způsobu a zařízení, žádným způsobem neomezují obsah docílených výsledků, uvedených v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení pro čištění odpadních vod obsahuje postupně umístěné nitrifikační a denitrifikační bioreaktor 1 a bioreaktor 2 cyklické činnosti. V nitrifikačmm a denitrifikačním bioreaktoru 1 jsou postupně umístěné a hydraulicky propojené mezi sebou zóna. 3 denitrifikace, osazená promíchávači 4 a zóna 5 nitrifikace, osazená primárními provzdušňovači 6 i zařízením 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti. Bioreaktor 2 cyklické činnosti je osazený sekundárními provzdušňovači 8, zařízením 9 pro odstranění vody přes filtrační jednotku, například mamutkovým čerpadlem, i zařízením 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace. Nitrifikační a denitrifikační bioreaktor 1 je osazen zařízením 11 pro cirkulaci odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou 5 nitrifikace a zónou 3 denitrifikace, které je umístěno v zóně 5 nitrifikace. Zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace je provedeno s možností autonomní činnosti ve vztahu k zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti.

Zóna 3 denitrifikace i zóna 5 nitrifikace nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru 1 jsou umístěny na obvodu bioreaktoru 2 cyklické činnosti a jsou od něj plně oddělené. Na obr. 2 a 3 je znázorněn bioreaktor 2 cyklické činnosti válcového tvaru, umístěný uprostřed železobetonové jímky 12. Prostor ve tvaru kruhového segmentu mezi bioreaktorem 2 cyklické činnosti a stěnami

-5 CZ 307958 B6 železobetonové jímky 12 formuje nitrifikační a denitrifikační bioreaktor L Rozdělení tohoto kruhového segmentu vodotěsnou stěnou 13 a přepážkou 14 formuje zónu 3 denitrifikace a zónu 5 nitrifikace, které jsou hydraulicky propojeny mezi sebou prostřednictvím společné přepážky 14 opatřené průchozím otvorem 15 v její spodní části. Přitom stěna 13 je provedena jako záslepka, tj. je hermetická a nedovoluje protékat odpadním vodám přepadem.

Jako zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti, zařízení 9 pro odstranění vody přes filtrační jednotku, zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace a zařízení 11 pro cirkulaci odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou 5 nitrifikace a zónou 3 denitrifikace jsou použita mamutková čerpadla, z nichž každé je napojeno na zvláštní zdroj vzduchu.

Zařízení pro čištění odpadních vod může dodatečně obsahovat takové elementy jako síťku 16 pro zachycení hrubých nečistot, umístěnou na vstupu do zařízení, např. v zóně 3 denitrifikace, snímače 17 hladiny vody, terciální usazovací nádrž 18 se zabudovaným biofiltrem, zařízení 19 pro odstranění přebytečného aktivního kalu a zařízení 20 pro odstranění usazenin z terciální usazovací nádrže 18 se zabudovaným biofiltrem, namísto kterých mohou být použita mamutková čerpadla, ultrafialový detoxikátor 21, provedený např. jako ultrafialová výbojka, kalový měch 22, umístěný na ploše 23 a blok 24 rekuperace.

Popsané zařízení se používá dle vynálezu následujícím způsobem:

Odpadní vody, např. z bytových nebo nebytových jednotek, postupují přes nerezovou síťku 16, která zachycuje hrubé nečistoty, dále se směšují s odpadními vodami dopravovanými způsobem periodické recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace z bioreaktoru 2 cyklické činnosti. Díky tomu, že odpadní vody z bioreaktoru 2 cyklické činnosti obsahují nitrity a nitráty, a odpadní vody, které právě přitekly na čištění, obsahují velké množství organických sloučenin, a rovněž díky tomu, že v zóně 3 denitrifikace, kam postupuje uvedená směs, se provádí jen promíchávání pomocí promíchávačů 4, se v této zóně 3 denitrifikace uskutečňuje efektivní denitrifikace. Díky tomu úroveň kyslíku v zóně 3 denitrifikace nepřekračuje 0,5 ml/litr, což je podmínkou efektivní denitrifikace. Dále směs postupuje průtokem přes průchozí otvor 15 v dolní části přepážky 14 do zóny 5 nitrifikace, kde dochází k okysličení způsobem provzdušňování pomocí primárního provzdušňovače 6, potom se zařízením 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti přečerpávají částečně očištěné odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti, kde dochází k dodatečnému okysličení nečistot způsobem provzdušnění sekundárním provzdušňovačem 8, s dalším usazováním a přečerpáváním očištěných odpadních vod čerpacím zařízením 9 pro odstranění vody přes filtrační jednotku, s výhodou realizovaným mamutkovým čerpadlem, do terciální usazovací nádrže 18, opatřené s výhodou vestavěným biofiltrem. Takto očištěné odpadní vody jsou dále dopravovány přes kapsu do dolní části terciální usazovací nádrže 18 s vestaveným biofiltrem, kde vytěsňují na biofiltru dočištěné a dodatečně usazené v terciální usazovací nádrži 18 odpadní vody, odstraněné z bioreaktoru 2 cyklické činnosti do terciální usazovací nádrže 18 s vestaveným v ní biofiltrem v předcházejících cyklech čištění vody. Přitom dodatečně očištěné odpadní vody jsou vytlačovány do výtoku přes ultrafialový detoxikátor 21 a takovým způsobem se ukončuje plný cyklus biologického čištění vody a její detoxikace.

V základní fázi čištění se provádí provzdušňování v zóně 5 nitrifikace nitrifikačního a děni tri fikačního bioreaktoru 1 a v bioreak toru 2 cyklické činnosti, a rovněž promíchávání v zóně 3 denitrifikace a cirkulace odpadní vody mezi zónou 3 denitrifikace, kde se uskutečňuje promíchávání odpadních vod a zónou 5 nitrifikace, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a bioreaktorem 2 cyklické činnosti pomocí zařízení 7 pro dopravu odpadní vody ze zóny 5 nitrifikace do bioreaktoru 2 cyklické činnosti i periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru 2 cyklické činnosti do nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru 1 pomocí zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace. Cirkulace odpadní vody mezi zónou 3 denitrifikace a zónou 5

-6CZ 307958 B6 nitrifikace je přes otvor 15 ve spodní části přepážky 14. Zařízení 11 je v běhu jak ve fázi čištění, tak ve fázi odstranění odpadní vody.

Cirkulace odpadní vody, dle výše popsaného způsobu, je prováděna, dokud se neukončí doba základní fáze čištěni. V této fázi čištění v zóně 3 denitrifikace dochází k denitrifikaci, v zóně 5 nitrifikace se okysličují organické sloučeniny, které se snadno okysličují, a. v bioreaktoru 2 cyklické činnosti se okysličuji organické sloučeniny, které se okysličuji nesnadno, a v terciální usazovací nádrži 18 opatřené vestaveným biofiltrem a v ultrafialovém detoxikátoru 21 dochází k dodatečnému očištění a detoxikaci odpadních vod, odstraněných z bioreaktoru 2 cyklické činnosti, po jejich usazení v předcházejících cyklech čištění odpadních vod.

Po dokončení základní fáze čištění nastupuje fáze usazování, během které se přerušuje provzdušňování v bioreaktoru 2 cyklické činnosti i periodická recirkulace, a dle první varianty provedení způsobu, je odpojeno zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace, přičemž zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti, které je připojené přes samostatný přívod vzduchu, například elektrický ventil, pokračuje v činnosti dle předběžně stanovené doby (např. několik minut), tím je zabezpečeno maximálně možné naplnění bioreaktoru 2 cyklické činnosti a maximální snížení hladiny odpadní vody v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru 1, pro přijetí nových odpadních vod, které postoupily k čištění, během usazování bioreaktoru 2 cyklické činnosti. Následně se zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti odpojuje, ale fáze usazování pokračuje. V této fázi platí pravidlo, že se část zařízení nachází ve stavu klidu.

Po fázi usazování začíná fáze odstranění odpadní vody, během které se odstraňují očištěné a odstáté odpadní vody z bioreaktoru 2 cyklické činnosti do terciální usazovací nádrže 18 s vestaveným v něm biofiltrem k dodatečnému očištění. Přičemž se uvádí do činnosti zařízení 11 pro cirkulaci odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou 5 nitrifikace a zónou 3 denitrifikace, což zabezpečuje cirkulaci čisticích se odpadních vod v cirkulačním nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru 1, dle technologického okruhu. Během takového pohybu odpadní voda vícekrát postupně prochází zónou 5 nitrifikace a zónou 3 denitrifikace, čímž je zabezpečeno kvalitní předčištění odpadních vod a jejich denitrifikace v době, kdy je základní bioreaktor 2 cyklické činnosti odpojen od provzdušňování. Jelikož stěna 13 je provedena jako hermetická a přepážka 14 má průchozí otvor 15 pro odpadní vody, tyto odpadní vody, míjejí bioreaktor 2 cyklické činnosti a procházejí v pořadí zónou 3 denitrifikace a zónou 5 nitrifikace. Tímto způsobem se biologické čištění odpadních vod uskutečňuje tak i v době, kdy se bioreaktor 2 cyklické činnosti nachází ve fázi usazování a ve fázi odstranění odpadní vody.

V řešení dle prototypového vynálezu se vyrovnávalo provzdušnění v zóně 5 nitrifikace a v bioreaktoru 2 cyklické činnosti, poněvadž hladiny odpadní vody v zóně 5 nitrifikace a v bioreaktoru 2 cyklické činnosti se v procesu základní fáze čištění, během provzdušňování, zvedaly přibližně stejně. Proto bylo potřeba regulovat zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti na vyšší intenzitu, než zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace kvůli tomu, aby se hladina v bioreaktoru 2 cyklické činnosti zvyšovala rychleji, než v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru .1, jako u prototypu. Proto v navrhovaném řešení mamutková čerpadla, která plní roli zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti a zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace a mohou být seřízena na stejnou intenzitu.

Hladiny odpadní vody v uvedených bioreaktorech v základní fázi čištění, během provzdušňování, se vyrovnávají na úkor toho, že účinnost mamutkových čerpadel roste při zvýšení jejich ponoření a klesá při snížení jejich ponoření. Proto obdržíme vyrovnáváni hladin v uvedených bioreaktorech během základní fáze čištění při provzdušňování, kdy pracují současně mamutková čerpadla, která plní roli zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru 2 cyklické činnosti a zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3

-7 CZ 307958 B6 denitrifikace. Když např. byl nadměrný přítok odpadní vody do čisticího zařízení, tak se hladina v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktorů 1 zvedá a bude po určitou dobu vyšší, než v bioreaktorů 2 cyklické činnosti. V tomto případě mamutkové čerpadlo, které plní roli zařízení 7 pro dopravu odpadni vody do bioreaktorů 2 cyklické činnosti, bude ponořeno pod hladinu vody více než mamutkové čerpadlo, které plní roli zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace, a proto bude přečerpávat vodu do bioreaktorů 2 cyklické činnosti intenzivněji. Tedy hladiny vody v uvedených bioreaktorech se rychle vyrovnají a budou se zvyšovat zhruba stejně. Přitom rozdělení vzduchu mezi uvedenými bioreaktory bude rovnoměrné.

Dle druhé varianty způsobu, po odpojení zařízení 10 pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny 3 denitrifikace, pokračují v činnosti sekundární provzdušňovač 8 bioreaktorů 2 cyklické činností a zařízení 7 pro dopravu odpadní vody do bioreaktorů 2 cyklické činnosti, což také zajišťuje maximálně možné naplnění bioreaktorů 2 cyklické činnosti a maximální snížení hladiny odpadní vody v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktorů .1, jak platí i v první variantě realizace způsobu.

Pro obě varianty způsobu lze měnit postupnost a dobu průběhu fází čištění vody v závislostí na rychlosti dopravy odpadní vody do zóny 3 denitrifikace nebo do bioreaktorů 2 cyklické činnosti.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (13)

1. Způsob čištění odpadních vod, zahrnující přívod odpadní vody do zařízení pro čištění odpadní vody, které obsahuje postupně umístěné bioreaktory, v nichž se provádí pravidelné provzdušňování, promíchávání, usazování odpadních vod a odstraňování přebytečného kalu i vyčištěné vody, vyznačující se tím, že zahrnuje hlavní fázi čištění, v průběhu které se provádí postupná cirkulace odpadní vody mezi zónou denitrifikace, kde se provádí promíchávání odpadní vody, a zónou nitrifikace, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a bioreaktorem cyklické činnosti, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a rovněž periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktorů cyklické činnosti do zóny denitrifikace; a fázi usazování, během níž se zastaví provzdušňování v bioreaktorů cyklické činnosti a periodická recirkulace; a fázi odstranění odpadní vody z bioreaktorů cyklické činnosti, při které je současně zajištěna cirkulace odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou nitrifikace a zónou denitrifikace v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktorů, přičemž na začátku fáze usazování pokračuje čerpání odpadní vody do bioreaktorů cyklické činnosti s následným zastavením takového čerpání pro maximálně možné naplnění bioreaktorů cyklické činnosti a maximální snížení hladiny odpadní vody v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktorů.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod odpadní vody do zařízení pro čištění odpadní vody se uskutečňuje přes zónu denitrifikace.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že postupná cirkulace odpadní vody zahrnuje dopravu odpadní vody ze zóny nitrifikace do bioreaktorů cyklické činnosti mamutkovým čerpadlem.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktorů cyklické činnosti do zóny denitrifikace se provádí mamutkovým čerpadlem.

5. Způsob čištění odpadních vod, zahrnující přívod odpadní vody do zařízení pro čištění odpadní vody, které obsahuje postupně umístěné bioreaktory, v nichž se provádí periodické provzdušňování, promíchávání, usazování odpadních vod a odstraňování přebytečného kalu i vyčištěné vody, vyznačující se tím, že zahrnuje hlavní fázi čištění, v průběhu které se provádí

-8CZ 307958 B6 postupná cirkulace odpadní vody mezi zónou denitrifikace, kde se provádí promíchávání odpadní vody, a zónou nitrifikace, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a bioreaktorem cyklické činnosti, kde se provádí provzdušňování odpadní vody, a rovněž periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace; a fázi usazování, během níž se zastaví provzdušňování v bioreaktoru cyklické činnosti a doprava odpadní vody do bioreaktoru cyklické činnosti; a fázi odstranění odpadní vody z bioreaktoru cyklické činnosti, při které je současně zajištěna cirkulace odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou nitrifikace a zónou denitrifikace v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru, přičemž se před začátkem fáze usazování zastaví recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace pro maximálně možné naplnění bioreaktoru cyklické činnosti a maximální snížení hladiny odpadní vody v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že přívod odpadní vody do zařízení pro čištění odpadní vody se provádí přes zónu denitrifikace.

7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že postupná cirkulace odpadní vody zahrnuje dopravu odpadní vody ze zóny denitrifikace do zóny nitrifikace přepadem.

8. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že postupná cirkulace odpadní vody zahrnuje dopravu odpadní vody ze zóny nitrifikace do bioreaktoru cyklické činnosti mamutkovým čerpadlem.

9. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že periodická recirkulace směsi odpadní vody a aktivovaného kalu z bioreaktoru cyklické činnosti do zóny denitrifikace se uskutečňuje mamutkovým čerpadlem.

10. Zařízení pro čištění odpadní vody k provádění způsobu dle nároku 1 nebo 5, které obsahuje postupně umístěné čisticí prostory, osazené provzdušňovači, promíchávači a zařízením k odstranění přebytečného kalu a očištěné vody, vyznačující se tím, že postupně umístěné čisticí prostory jsou tvořeny nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktorem (1) a bioreaktorem (2) cyklické činnosti, přičemž v nitrifikačním a denitrifikačním bioreaktoru (1) se nachází postupně umístěné a mezi sebou hydraulicky propojené minimálně jedna, zóna (3) denitrifikace, vybavená minimálně jedním promíchávačem (4), a. zóna (5) nitrifikace, vybavená, minimálně jedním primárním provzdušňovačem (6) a zařízením (7) pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru (2) cyklické činnosti, který obsahuje minimálně jeden sekundární provzdušňovač (8), zařízení (9) pro odstranění vody přes filtrační jednotku a zařízení (10) pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny denitrifikace, přičemž nitrifikační a denitrifikační bioreaktor (1) je vybaven zařízením (11) pro cirkulaci odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou (5) nitrifikace a zónou (3) denitrifikace, umístěným v zóně (5) nitrifikace, a přičemž zařízení (10) pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny (3) denitrifikace je provedeno s možností autonomní činnosti ve vztahu k zařízení (7) pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru (2) cyklické činnosti.

11. Zařízení dle nároku 10, vyznačující se tím, že zóna (3) denitrifikace a zóna (5) nitrifikace nitrifikačního a denitrifikačního bioreaktoru (1) jsou umístěny po obvodu bioreaktoru (2) cyklické činnosti a jsou plně od něj oddělené.

12. Zařízení dle nároku 10, vyznačující se tím, že jako zařízeni (7) pro dopravu odpadní vody do bioreaktoru (2) cyklické činnosti, zařízení (9) pro odstranění vody přes filtrační jednotku, zařízení (10) pro periodickou recirkulaci směsi odpadní vody a aktivovaného kalu do zóny (3) denitrifikace a zařízení (11) pro cirkulaci odpadní vody a aktivovaného kalu mezi zónou (5) nitrifikace a zónou (3) denitrifikace jsou použita mamutková čerpadla, přičemž každé z nich je připojeno do zvláštního zdroje vzduchu.

-9CZ 307958 B6

13. Zařízení dle nároku 10, vyznačující se tím, že zóna (3) denitrifikace i zóna (5) nitrifikace jsou hydraulicky propojené mezi sebou prostřednictvím společné stěny (14) s průchozím otvorem (15) v její spodní části.