CZ310203B6 - Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ310203B6
CZ310203B6 CZ2023-359A CZ2023359A CZ310203B6 CZ 310203 B6 CZ310203 B6 CZ 310203B6 CZ 2023359 A CZ2023359 A CZ 2023359A CZ 310203 B6 CZ310203 B6 CZ 310203B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
bioreactor
filtrate
wastewater
storage tank
treatment plant
Prior art date
Application number
CZ2023-359A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2023359A3 (cs
Inventor
Jan Topol
Jan Ing. Topol
Original Assignee
Jan Ing. Topol
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Ing. Topol filed Critical Jan Ing. Topol
Priority to CZ2023-359A priority Critical patent/CZ2023359A3/cs
Publication of CZ310203B6 publication Critical patent/CZ310203B6/cs
Publication of CZ2023359A3 publication Critical patent/CZ2023359A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1263Sequencing batch reactors [SBR]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268Membrane bioreactor systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268Membrane bioreactor systems
    • C02F3/1273Submerged membrane bioreactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/20Activated sludge processes using diffusers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/301Aerobic and anaerobic treatment in the same reactor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Způsob čištění odpadních vod aktivovaným kalem ve vznosu na diskontinuálním principu s využitím jejich mikrofiltrace polopropustnými membránami spočívá v tom, že odpadní vody jsou přiváděny do aktivační nádrže, kde se plní z minimální na maximální hladinu. V průběhu plnění akumulační nádrže dochází k provzdušňování bioreaktoru a k mikrofiltraci odpadních vod v membránové jednotce, uložené v bioreaktoru. Filtrát je odčerpáván z vnitřního prostoru jednotlivých membrán do zásobní nádrže filtrátu a z ní odtéká přepadem do odtoku z čistírny. Po naplnění akumulační nádrže na maximální hladinu se ukončí provzdušňování bioreaktoru a odčerpávání filtrátu do zásobní nádrže filtrátu. Po následné sedimentaci aktivovaného kalu u dna aktivační nádrže se zahájí přečerpávání předčištěných odpadních vod z akumulační nádrže do bioreaktoru a současně odčerpávání filtrátu ze zásobní nádrže zpět do vnitřního prostoru jednotlivých membrán pro čištění jejich vnějšího povrchu. Po snížení hladiny odpadních vod v akumulační nádrži na minimální hladinu se obnoví plnění akumulační nádrže, provzdušňování bioreaktoru a zahájí se odčerpávání filtrátu z čistírny. Řešení se dále týká domovní čistírny odpadních vod k provádění uvedeného způsobu čištění odpadních vod.

Description

Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu čištění odpadních vod aktivovaným kalem ve vznosu na diskontinuálním principu s využitím jejich mikrofiltrace polopropustnými membránami.
Dosavadní stav techniky
Membrány, dosud používané při čištění odpadních užitkových a pitných vod, jsou polopropustné materiály, které propouští vodu, ale zadržují nerozpuštěné látky. Pro tento účel se obvykle používají membrány o velikosti pórů 0,2 nm, v nichž jsou zadržovány částice do velikosti bakterií a procházející voda je tak zajištěna hygienicky. Membrány se běžně vyrábějí buď jako duté desky, kdy z vnitřního prostoru, který je vytvořen těmito deskami se odvádí přefitrováná voda - filtrát, nebo jako dutá tenká vlákna a filtrát se pak odvádí z vnitřního prostoru těchto vláken. Membrány jsou ponořeny v kapalině a pro vlastní filtraci je třeba vyvinout přetlak mezi vnějším a vnitřním povrchem polopropustné membrány. To se obvykle řeší vytvořením podtlaku ve vnitřním prostoru membrány. Membrány používané pro filtraci odpadních vod se obvykle provozují při rozdílu tlaku na stěnu od 10 do 50 kPa,. Platí, že při vyšším podtlaku se zvyšuje hydraulický výkon systému, ale obvykle se zvyšují i nároky na četnost čištění. Podtlak na vnitřní stranu membrány je možné vytvořit prakticky dvěma způsoby. Sáním čerpadel, nebo instalací vývěvy. V praxi se používají oba způsoby. Nejobvyklejší u menších systémů je odsávání čerpadly, kdy čerpadlo vytvoří sáním podtlak a zároveň filtrát přečerpá na potřebnou dopravní výšku, potřebnou pro zajištění technologického procesu.
Problémem při provozování membránové filtrace je udržování dlouhodobé průtočnosti. Povrch membrán se postupně zanáší, a proto je součástí technologie i čištění membrán od usazených nečistot. Střídají se tedy fáze odsávání a čištění, kdy se do filtrátu přidávají chemické čisticí prostředky pro lepší účinnost čištění povrchu membrán. Systém je řízen programovatelnou řídicí jednotkou, kde se nastavují časy filtrace, zpětného praní a dávkování chemických čisticích prostředků. I přes takto ošetřené membránové systémy je nezbytné nejméně jednou ročně membránové bloky vyjmout a ve speciálních lázních obnovit jejich průtočnost.
Tento dosud známý systém membránové filtrace je však nepoužitelný pro malé domovní čistírny do velikosti 2 m3 pro neúměrně vysokou cenu a vysoké provozní náklady.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob čištění odpadních vod podle vynálezu, kde jsou odpadní vody přiváděny do akumulační nádrže, která se plní z minimální hladiny na maximální hladinu. V průběhu plnění akumulační nádrže dochází k provzdušňování bioreaktoru ak mikrofiltraci odpadních vod v membránové jednotce, uložené v bioreaktoru. Filtrát je z vnitřního prostoru jednotlivých membrán odčerpáván do zásobní nádrže filtrátu a z ní odtéká přepadem do odtoku z čistírny. Po naplnění akumulační nádrže na maximální hladinu se ukončí provzdušňování bioreaktoru a odčerpávání filtrátu do zásobní nádrže. Po následné sedimentaci aktivovaného kalu u dna bioreaktoru se zahájí přečerpávání odpadních vod z akumulační nádrže do bioreaktoru a současně odčerpávání filtrátu ze zásobní nádrže zpět do vnitřního prostoru jednotlivých membrán za účelem čištění jejich vnějšího povrchu od usazených částic, které brání řádné filtraci vody. Po snížení hladiny odpadních vod v akumulační nádrži na minimální hladinu se obnoví plnění akumulační nádrže, provzdušňování bioreaktoru a zahájí se odčerpávání filtrátu z čistírny.
- 1 CZ 310203 B6
V době, kdy se akumulační nádrž plní z minimální na maximální hladinu, v bioreaktoru „SBR“ (Sequencing Batch Reactor) probíhá biologické čištění aktivovaným kalem, kdy směs biologicky vyčištěné vody a aktivovaného kalu omývá povrch dutých filtračních membrán. Ty jsou odsávány ponořeným průtokovým čerpadlem filtrátu, které dopravuje filtrát, průtokem přes průtokové čerpadlo pro čištění membrán do zásobní nádrže filtrátu a z ní ven z čistírny, čímž se v bioreaktoru vytváří prostor pro odpadní vody přečerpávané z akumulační nádrže. Konstrukční uspořádání obou čerpadel umožňuje jejich průtočnost v opačném směru v případě jejich vypnutí. Při filtrační fázi je tak průtokové čerpadlo filtrátu aktivní a průtokové čerpadlo pro čistění membrán, které je vypnuto umožňuje průtok čerpaného filtrátu do zásobní nádrže filtrátu. Při fázi čištění membrán je průtokové čerpadlo pro čištění membrán aktivní a vypnuté průtokové čerpadlo filtrátu umožňuje průtok filtrátu zpět do vnitřního prostoru polopropustných membrán, kde vytváří přetlak pro průnik filtrátu do bioreaktoru, čímž dochází k čištění vnějšího povrchu membrán od kalu.
Řídicí jednotka čistírny pracuje s informacemi o množství přitékajících odpadních vod a optimalizuje dobu provzdušňování v obou nádržích, a tím i dodávku kyslíku potřebného pro biologické čištění odpadních vod. Odčerpávání a přítok filtrátu z a do membrán je rovněž řízen touto řídicí jednotkou.
Domovní čistírna odpadních vod je tvořená akumulační nádrží s přítokem, filtrem hrubých nečistot a vzduchovým čerpadlem odpadních vod ústícím do bioreaktoru a dále bioreaktorem s aeračním zařízením. V bioreaktoru je uložena membránová jednotka pro mikrofiltraci vyčištěných vod, jejíž výstup je spojen přes obě čerpadla se zásobní nádrží filtrátu s přepadem do odtoku z čistírny.
Pro odsávání a následné zpětné praní membrán jsou s výhodou vyžita malá čerpadla, využitelná například i v akvaristice a podobně. Tato čerpadla jsou konstruována pro malou dopravní výšku a trvalý provoz, při současně nízké ceně. Jejich výhoda spočívá v tom, že umožňují průtok oběma směry. Čerpadla jsou schopna vyvinout podtlak na sání do cca 20 kPa a stejné hodnoty platí i pro výtlak. Když je čerpadlo vypnuto, umožňuje průtok opačným směrem s minimálními tlakovými ztrátami. Této vlastnosti je využito jak pro čerpadlo filtrátu, tak i pro čerpadlo pro čištění membrán, kdy je možné obě čerpadla připojit na stejné potrubí či hadici za sebou. Pro zvýšení účinnosti praní je vhodné do zásobní nádobky filtrátu vložit chlorovací bazénovou tabletu, nebo u větších systémů dávkovat chlornan sodný dávkovacím čerpadlem.
Výraznou výhodou uvedeného technického řešení je to, že k řízení celého filtračního systému je možné využít řídicí jednotku čistírny, kdy střídání fází filtrace a zpětného praní je navázáno na řízení procesu používaného v tomto typu čistíren a nevyžaduje tak samostatnou řídicí jednotku jen pro membránovou technologii. Hlavní předností uvedeného zařízení je tedy jeho jednoduchost, z toho plynoucí vysoká spolehlivost a v neposlední řadě nízká cena.
Objasnění výkresů
Na připojených obrázcích je znázorněno jedno z možných konstrukčních řešení domovní čistírny s membránovou filtrací, přičemž na obr. 1 je znázorněna domovní čistírna ve fázi filtrace; a na obr. 2 ve fázi zpětného čištění vnějšího povrchu membrán.
Příklady uskutečnění vynálezu
Při filtrační fázi odpadní vody natékají přítokem 1 do přítokové akumulační nádrže 2. V ní hladina odpadních vod stoupá z hladiny minimální na hladinu maximální a po dobu přítoku se odpadní vody zpravidla provzdušňují provzdušňovacím zařízením 15 a míchají s aktivovaným kalem. Současně v bioreaktoru 3 probíhá provzdušňování a tím i biologické čištění odpadních
-2 CZ 310203 B6 vod aktivovaným kalem. Provzdušňovací zařízení 4 v bioreaktoru 3 dodává pro biologické procesy, probíhající v bioreaktoru 3, kyslík a zároveň zajišťuje omývání povrchu membrán v membránové jednotce 5 směsí bublinek vzduchu s aktivovaným kalem. V této době průtokové čerpadlo 6 filtrátu čerpá filtrát 7 z vnitřního prostoru dutých membrán do zásobní nádržky 8 5 filtrátu. Z nádržky 8 filtrátu pak filtrát 7 odtéká gravitačně přepadem 9 do odtoku 10. Hladina vody v bioreaktoru 3 postupně klesá.
Po dosažení maximální hladiny v akumulační nádrži 2 se předčištěné odpadní vody přečerpávají přes filtr 11 hrubých nečistot vzduchovým čerpadlem 12 odpadních vod do bioreaktoru 3, kde ίο hladina vody v důsledku toho stoupá. Současně se zapíná průtokové čerpadlo 13 pro čistění vnějšího povrchu membrán, které zpětně přečerpává filtrát 7, vypnutým průtokovým čerpadlem 6 filtrátu, ze zásobní nádržky 8 filtrátu přes membránovou jednotku 5 do bioreaktoru 3. Zároveň pracuje odkalovací vzduchové čerpadlo 14. které odčerpává přebytečný kal z bioreaktoru 3 například do akumulační nádrže 2.
Po snížení hladiny odpadních vod v akumulační nádrži 2 na minimální hladinu se obnoví proces provzdušňování bioreaktoru 3, spojený s fází filtrace a odtoku vyčištěné vody - filtrátu 7 do odtoku 10.

Claims (6)

1. Způsob čištění odpadních vod aktivovaným kalem ve vznosu v domovních čistírně, v níž jsou odpadní vody přiváděny do akumulační nádrže, kde se plní z minimální na maximální hladinu, zatímco v průběhu plnění akumulační nádrže dochází k provzdušňování bioreaktoru, vyznačující se tím, že v průběhu plnění akumulační nádrže dochází k mikrofiltraci odpadních vod v membránové jednotce, uložené v bioreaktoru, přičemž filtrát z vnitřního prostoru jednotlivých membrán je odčerpáván do zásobní nádrže filtrátu a z ní odtéká přepadem do odtoku z čistírny, přičemž po naplnění akumulační nádrže na maximální hladinu se ukončí provzdušňování bioreaktoru a odčerpávání filtrátu do zásobní nádrže filtrátu a po následné sedimentaci aktivovaného kalu u dna bioreaktoru se zahájí přečerpávání předčištěných odpadních vod z akumulační nádrže do bioreaktoru a současně odčerpávání filtrátu ze zásobní nádrže zpět do vnitřního prostoru jednotlivých membrán pro čištění jejich vnějšího povrchu, přičemž po snížení hladiny odpadních vod v akumulační nádrži na minimální hladinu se obnoví plnění akumulační nádrže, provzdušňování bioreaktoru a zahájí se odčerpávání filtrátu z čistírny.
2. Způsob čištění odpadních vod podle nároku 1, vyznačující se tím, že po dobu provzdušňování bioreaktoru jsou provzdušňovány i odpadní vody v akumulační nádrži.
3. Způsob čištění odpadních vod podle nároku 1, vyznačující se tím, že z bioreaktoru se po dobu jeho plnění odčerpává přebytečný kal.
4. Domovní čistírna odpadních vod k provádění způsobu čištění podle nároků 1 až 3, tvořená akumulační nádrží (2) s přítokem (1) odpadních vod, vzduchovým čerpadlem (12) odpadních vod do bioreaktoru (3), a bioreaktorem (3) s aeračním zařízením (4), vyznačující se tím, že v bioreaktoru (3) je uložena membránová jednotka (5) pro mikrofiltraci vyčištěných vod, jejíž výstup je spojen průtokovým čerpadlem (6) filtrátu a dále průtokovým čerpadlem (13) pro čištění vnějšího povrchu membrán v membránové jednotce (5) se zásobní nádrží (8) filtrátu, opatřené přepadem (9) pro odtok (10) z čistírny.
5. Domovní čistírna odpadních vod podle nároku 4, vyznačující se tím, že bioreaktor (3) je opatřen odkalovacím vzduchovým čerpadlem (14) pro odčerpání přebytečného kalu.
6. Domovní čistírna odpadních vod podle nároku 4, vyznačující se tím, že akumulační nádrž (2) je opatřena provzdušňovacím zařízením (15).
CZ2023-359A 2023-09-18 2023-09-18 Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ2023359A3 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-359A CZ2023359A3 (cs) 2023-09-18 2023-09-18 Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2023-359A CZ2023359A3 (cs) 2023-09-18 2023-09-18 Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ310203B6 true CZ310203B6 (cs) 2024-11-13
CZ2023359A3 CZ2023359A3 (cs) 2024-11-13

Family

ID=93377630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2023-359A CZ2023359A3 (cs) 2023-09-18 2023-09-18 Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2023359A3 (cs)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020117444A1 (en) * 2000-03-15 2002-08-29 Mikkelson Kenneth A. Process and apparatus for the treatment of waste water
CN102107986A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 Ja建设株式会社 具备膜分离槽的内部循环型序批式反应装置及水处理方法
KR20110111635A (ko) * 2010-04-05 2011-10-12 (주) 영동엔지니어링 변형된 m-sbr 하폐수 처리장치
CN107973400A (zh) * 2016-10-25 2018-05-01 国立韩国交通大学校产学协力团 利用序批式反应器工艺的污水高度处理装置
US20220315466A1 (en) * 2018-02-14 2022-10-06 Alfa Laval Corporate Ab Wastewater treatment system and process

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020117444A1 (en) * 2000-03-15 2002-08-29 Mikkelson Kenneth A. Process and apparatus for the treatment of waste water
CN102107986A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 Ja建设株式会社 具备膜分离槽的内部循环型序批式反应装置及水处理方法
KR20110111635A (ko) * 2010-04-05 2011-10-12 (주) 영동엔지니어링 변형된 m-sbr 하폐수 처리장치
CN107973400A (zh) * 2016-10-25 2018-05-01 国立韩国交通大学校产学协力团 利用序批式反应器工艺的污水高度处理装置
US20220315466A1 (en) * 2018-02-14 2022-10-06 Alfa Laval Corporate Ab Wastewater treatment system and process

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2023359A3 (cs) 2024-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7585411B2 (en) Low pressure filtration
US20060065596A1 (en) Membrane filter cleansing process
RU2614287C2 (ru) Система очистки жидкости
JP4635666B2 (ja) 水処理方法
JP2009101349A (ja) 浸漬型膜モジュールの洗浄方法
CN101108760B (zh) 再生水连续微滤处理工艺
JP5801249B2 (ja) 淡水化装置及び淡水化方法
CZ310203B6 (cs) Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění tohoto způsobu
RU123337U1 (ru) Мембранный биореактор для очистки сточных вод
JP2007209949A (ja) 固液混合処理液のろ過液回収装置
JP2014172014A (ja) 膜分離装置および膜分離方法
JP5423184B2 (ja) 濾過膜モジュール洗浄方法および洗浄装置
JP5248979B2 (ja) 人工透析排水の処理装置
KR100236921B1 (ko) 침지형 중공사막 모듈 및 이를 사용하는 폐수처리방법
JP2015231591A (ja) 遠隔監視制御システム
JP7083271B2 (ja) 可搬型浄水処理装置
RU2547498C1 (ru) Физико-химический мембранный биореактор
JP7284545B1 (ja) 膜ろ過装置及びそれを用いた浄水システム
JPH10314712A (ja) 厨芥処理装置
JP4087318B2 (ja) 水浄化システムの運転方法
CZ309840B6 (cs) Způsob čištění odpadních vod a zařízení k provádění způsobu
KR102151055B1 (ko) 침지식분리막모듈을 이용한 복합형 수처리장치
CN213446372U (zh) 一种大型浸没式超滤净水系统
JP4335193B2 (ja) 有機性廃水の処理方法及び装置
JPH11165182A (ja) 膜処理浄化槽