CZ33889U1

CZ33889U1 - Reed-bed device for sewage sludge dewatering

Info

Publication number: CZ33889U1
Application number: CZ2019-36774U
Authority: CZ
Inventors: Michal Šereš; Miloš Rozkošný; Tereza Hnátková; Ondřej Holubík; Hana Hudcová
Original assignee: DEKONTA, a.s.; Výzkumný Ústav Vodohospodářský T.G.Masaryka, V.V.I.; Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i.
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2020-03-31

Description

Dosavadní stav technikyPrior art

Čistírenské kaly jsou jedním z vedlejších produktů čištění odpadních vod (OV), které z procesu čištění odpadních vod vystupují jako odpad, který vykazuje řadu nežádoucích vlastností. Významným problémem je pak jejich objem, který je nezanedbatelný. Složité nakládání s velkými objemy čistírenských kalů se pak významnou měrou podílejí na provozních nákladech čistíren odpadních vod (dále jen ČOV).Sewage sludge is one of the by-products of wastewater treatment (OV), which emerges from the wastewater treatment process as waste that has a number of undesirable properties. A significant problem is their volume, which is not negligible. The complex management of large volumes of sewage sludge then contributes significantly to the operating costs of wastewater treatment plants (hereinafter referred to as WWTPs).

Čistírenský kal je tvořen zejména biomasou odumřelých mikroorganismů, které se v procesu čištění OV podílely na odbourávání znečišťujících látek, a které v tomto procesu začaly být přebytečné. Tato složka se tedy pravidelně odseparuje z technologie ČOV a v tekutém stavu se jímá v kalojemech, které mají za úkol gravitačně separovat kal od odpadní vody. I přesto je takto gravitačně separovaný kal velmi bohatý na obsah volně i pevně vázané vody. Sušina představuje maximálně 4 % objemu kalu. Aby bylo možné snížit obsah této vody, je většinou nutné použití různých srážedel či flokulantů, které zlepší efektivitu mechanicky pracujících odvodňovacích zařízení, jako jsou např. odstředivky či kalolisy. Tento proces je finančně i materiálově nákladný, jelikož je pro něj zapotřebí veliké množství elektrické energie, manuální práce a materiálních vstupů. Účinnost tohoto přístupu je také velmi omezená a výstupní materiál často obsahuje maximálně 30 % sušiny. S takovýmto materiálem je stále náročné pracovat z důvodů nevhodné konzistence ajiných negativních vlastností, jako je např. vysoký obsah patogenních mikroorganismů či potenciální přítomnost látek zatěžujících životní prostředí - látky ze skupiny PPCPs (z angl. „Pharmaceutical and Personal Care Products“).The sewage sludge consists mainly of biomass of dead microorganisms, which in the process of wastewater treatment participated in the degradation of pollutants, and which began to be surplus in this process. This component is therefore regularly separated from the WWTP technology and collected in the liquid state in sludge tanks, which have the task of gravitationally separating sludge from wastewater. Even so, such gravity-separated sludge is very rich in free and tightly bound water. Dry matter represents a maximum of 4% of the sludge volume. In order to reduce the content of this water, it is usually necessary to use various precipitants or flocculants, which will improve the efficiency of mechanically operating drainage devices, such as centrifuges or presses. This process is financially and materially expensive, as it requires a large amount of electricity, manual labor and material inputs. The effectiveness of this approach is also very limited and the output material often contains a maximum of 30% dry matter. It is still difficult to work with such material due to inappropriate consistency and other negative properties, such as the high content of pathogenic microorganisms or the potential presence of substances that are harmful to the environment - substances from the PPCPs group ("Pharmaceutical and Personal Care Products").

Alternativním přístupem pro odvodnění čistírenského kalu a jeho přepracování na produkt s vhodnými vlastnostmi pro jeho další použití je využití tzv. odvodňovacích kalových polí, které se využívají i v kombinaci s využitím vegetace mokřadních rostlin, zejména rákosu obecného. V tomto uspořádání se nazývají: rákosová odvodňovací pole (lože). V zahraniční se užívá pojmenování Sludge Dewatering (Treatment) Reed Beds, zkráceně „reed-bed“. Jedná se o technologii určenou k pasivnímu odvodňování čistírenských kalů za pomoci evapotranspirace mokřadní vegetace, a to přímo v místě jejich vzniku. Principem technologie je postupné dávkování surového čistírenského kalu pocházejícího z aktivačních nádrží mechanickobiologických ČOV, případně ze septiku či usazovací nádrže kořenových ČOV, a jeho pozvolné odvodňování na základě filtrace skrze drenážní vrstvu a evapotranspirace porostu vysázených mokřadních rostlin. Kal je dávkován v určitých periodách, přičemž v období mezi dávkováním dochází ke snížení jeho vlhkosti a k jeho pozvolné mineralizaci. Po naplnění kalového pole na provozní maximum je systém odstaven, dojde k uložení pokosené biomasy a je umožněna kompletní řízená mineralizace uloženého materiálu. Směs odvodněného kalu a biomasy vegetace je přímo v místě uložení kalového pole kompostována. V této fázi dochází ke stabilizaci a výslednému snížení objemu kalu. Po skončení procesu mineralizace a kompostování se stabilizovaný materiál z prostoru kalového lože odtěží.An alternative approach for the dewatering of sewage sludge and its processing into a product with suitable properties for its further use is the use of so-called dewatering sludge fields, which are also used in combination with the use of wetland vegetation, especially reed. In this arrangement, they are called: reed drainage fields (beds). Abroad, the name Sludge Dewatering (Treatment) Reed Beds is used, abbreviated to "reed-bed". It is a technology designed for passive dewatering of sewage sludge with the help of evapotranspiration of wetland vegetation, directly at the place of their origin. The principle of the technology is the gradual dosing of raw sewage sludge coming from the activation tanks of mechanical-biological WWTPs, or from the septic tank or settling tank of root WWTPs, and its gradual dewatering based on filtration through the drainage layer and evapotranspiration of planted wetland plants. The sludge is dosed in certain periods, while in the period between dosing its humidity decreases and its mineralization gradually. After filling the sludge field to the operating maximum, the system is shut down, the mown biomass is stored and complete controlled mineralization of the stored material is enabled. The mixture of dewatered sludge and vegetation biomass is composted directly at the sludge field storage site. At this stage, the sludge volume stabilizes and results in a reduction. At the end of the mineralization and composting process, the stabilized material is extracted from the sludge bed space.

Maximální kapacita technologie, a tedy i použitelnost pro větší ČOV je dána zejména klimatickými podmínkami v místě realizace, a to z důvodu omezené doby vegetačního růstu mokřadních rostlin. Ve světě nejsou výjimkou kalová pole, která jsou provozovaná u ČOV o velikosti až 20 000 ekvivalentních obyvatel (EO). V ČR jsou čistírny těchto velikostníchThe maximum capacity of the technology, and thus also the applicability for larger WWTPs, is mainly due to the climatic conditions at the place of implementation, due to the limited time of vegetation growth of wetland plants. In the world, sludge fields, which are operated at WWTPs with a size of up to 20,000 equivalent inhabitants (EO), are no exception. In the Czech Republic, there are treatment plants of these sizes

- 1 CZ 33889 U1 vybaveny zpravidla mechanickými systémy odvodňování kalů. Uplatnitelnost vynálezu se tak předpokládá zejména u menších a středních COV, které kalovou koncovkou nedisponují a nakládání s kalem (o sušině 4 %) je pro ně příliš drahé, nebo je pro ně obtížné najít odběratele kalu.- 1 CZ 33889 U1 usually equipped with mechanical sludge dewatering systems. The applicability of the invention is thus assumed in particular for small and medium-sized COVs which do not have a sludge terminal and the treatment of sludge (with a dry matter of 4%) is too expensive for them or it is difficult for them to find sludge customers.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky a problémy s odvodněním a stabilizací přebytečného kalu odstraňuje zařízení typu „reed-bed“ pro odvodnění čistírenského kalu, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že je zahloubeno pod úroveň terénu, je opatřeno hydroizolační vrstvou, betonovými stěnami a drenážní vrstvou, která je umístěna v tělese kalového pole. Drenážní vrstva je tvořena na dno tělesa položenou sítí perforovaných trubic či nade dnem pevně uloženým perforovaným nerezovým roštem. První vrstva praného kameniva hrubší frakce 8/16 mm o mocnosti 100 až 200 mm je umístěna nad uvedeným dnem, anebo rozprostřena okolo sítě perforovaných trubic. Nad ní je umístěna druhá vrstva praného kameniva jemnější frakce 4/8 mm o mocnosti 300 až 400 mm, ve které jsou zasazeny mokřadní rostliny. Odtokové potrubí je bezprostředně napojeno na perforované trubice z jedné strany a z druhé je spojeno s výškově nastavitelným přepadem, dále je odtokové potrubí opatřeno ventilačními komíny, odtokem s ventilem a za odtokem umístěným dmychadlem. Tyto komponenty jsou umístěny do manipulační šachtice vně odvodňovacího kalové pole, aby byl k nim možný přístup. Dávkovači potrubí vede do tělesa ode dna skrz drenáž tvořenou sítí nebo roštem, kamenivem a zasahuje nad maximální úroveň odvodňovaného kalu, kde je dávkovači potrubí opatřeno rozstřikovací stříškou, před vstupem do odvodňovacího pole je s dávkovacím potrubím propojeno dávkovači čerpadlo. Kolem tělesa zařízení „reed-bed“ je alespoň částečně vytvořena zpevněná manipulační plocha.The mentioned shortcomings and problems with dewatering and stabilization of excess sludge are eliminated by a "reed-bed" device for dewatering sewage sludge, according to the technical solution, the essence of which consists in being sunk below ground level, with a waterproofing layer, concrete walls and drainage layer. which is located in the body of the sludge field. The drainage layer is formed by a network of perforated tubes laid on the bottom of the body or by a perforated stainless steel grate firmly placed above the bottom. The first layer of washed aggregate of coarser fraction 8/16 mm with a thickness of 100 to 200 mm is placed above said bottom or spread around a network of perforated tubes. Above it is a second layer of washed aggregate of finer fraction 4/8 mm with a thickness of 300 to 400 mm, in which wetland plants are planted. The drain pipe is directly connected to the perforated tubes on one side and on the other is connected to a height-adjustable overflow, the drain pipe is also equipped with ventilation chimneys, a drain with a valve and a blower located behind the drain. These components are located in a handling shaft outside the drainage sludge array for access. The dosing pipe leads to the body from the bottom through the drainage formed by a network or grate, aggregate and extends above the maximum level of the dewatered sludge, where the dosing pipe is equipped with a spray roof, before entering the dewatering field the dosing pump is connected to the dosing pipe. A reinforced handling surface is at least partially formed around the body of the reed-bed device.

Podstata technického řešení spočívá vtom, že odvodňovací kalové pole kombinuje proces pasivního odvodnění skrze drenážní vrstvu včetně dosoušení evapotranspirací rostlinami a intenzifikované mineralizace kalu působením rostlin, kdy přebytečná biomasa rostlin je posekána a promíchána s kalem a pomocí provzdušňovacího potrubí je zahájen proces mineralizace a řízeného kompostování. V případě betonového dna je na dně uloženo drenážní potrubí, které slouží v první fázi procesu jako drenáž pro odvod filtrátu z napouštěného čistírenského kalu a v druhé fázi jako rozvod vzduchu pro aeraci kompostu. Napojení drenážního, resp. aeračního potrubí, je provedeno přes výškově nastavitelné potrubí, které umožňuje manipulovat s výškou filtrátu nade dnem. Úprava výšky filtrátu slouží v době sázení mladých mokřadních rostlin k jejich úspěšnému zakořenění. Dále je na toto potrubí umístěn ventilační komín, který ve fázi napouštění slouží k pasivnímu provzdušnění odvodňované směsi. Ventilační komín je neprodyšně uzavíratelný. Potrubí je zakončeno dvěma odbočkami. První vyvýšená odbočka slouží pro napojení dmychadla, které ve fázi kompostování zajišťuje dostatečné provzdušňování kompostu, čímž je urychlena hygienizace a mineralizace kalu. Druhá odbočka je ve spádu směřována buď do čistírny odpadních vod, nebo do nádrže jímající filtrát pro jeho další použití. Ktéto větvi je napojen ventil, ke kterému je možné napojit zdroj tlakové vody, která slouží k případnému vypláchnutí ucpaného drenážního potrubí. Drenážní část kalového pole dále tvoří dvě vrstvy praného kameniva odlišných zmitostních frakcí. Hrubší frakce je umístěna bezprostředně nade dnem a tvoří obsyp drenážního potrubí, resp. perforovaného dna. Nad spodní vrstvou je umístěna vrstva jemnější frakce praného kameniva, která slouží k zadržení tekutého čistírenského kalu a také k propuštění přebytečné vody, která se na filtrační vrstvě nezadrží. V horní vrstvě jemnějšího kameniva jsou dále zasázeny mokřadní rostliny. Potrubí pro dávkování čistírenského kalu je napojeno na dávkovači čerpadlo, které má sání kalu umístěné do kalojemu či jiné části kalového hospodářství čistírny odpadních vod. Dávkovači potrubí je do odvodňovacího kalového pole přivedeno ode dna a je směřováno ve vertikálním směru nahoru nad maximální výšku kalového pole aje opatřeno stříškou, která zajistí lepší rozstřik kalu do prostoru. Dle potřeby jedno či více dávkovačích potrubí je opatřeno odvodem přebytečného kalu zpět ke zdroji kalu, aby nedocházelo k ucpávání potrubí. Hladké propojení dávkovacího potrubíThe essence of the technical solution lies in the fact that the dewatering sludge field combines the process of passive dewatering through the drainage layer, including drying by evapotranspiration by plants and intensified sludge mineralization by plants, where excess plant biomass is cut and mixed with sludge and aeration piping In the case of a concrete bottom, a drainage pipe is placed on the bottom, which serves in the first phase of the process as drainage for the removal of filtrate from the impregnated sewage sludge and in the second phase as air distribution for aeration of compost. Drainage connection, resp. aeration pipe, is made through a height-adjustable pipe, which allows to manipulate the height of the filtrate above the bottom. Adjusting the height of the filtrate is used at the time of planting young wetland plants for their successful rooting. Furthermore, a ventilation chimney is placed on this pipe, which in the filling phase serves for passive aeration of the dewatered mixture. The ventilation chimney is airtight. The pipeline ends with two branches. The first elevated branch serves to connect the blower, which in the composting phase ensures sufficient aeration of the compost, which speeds up the sanitization and mineralization of the sludge. The second branch in the slope is directed either to the wastewater treatment plant or to the tank collecting the filtrate for its further use. A valve is connected to this branch, to which it is possible to connect a source of pressurized water, which serves for possible flushing of a clogged drainage pipe. The drainage part of the sludge field further consists of two layers of washed aggregate of different bridging fractions. The coarser fraction is located immediately above the bottom and forms a backfill of the drainage pipe, resp. perforated bottom. Above the lower layer is a layer of finer fraction of washed aggregate, which serves to retain the liquid sewage sludge and also to release excess water, which is not retained on the filter layer. Wetland plants are also planted in the upper layer of finer aggregate. The pipeline for dosing sewage sludge is connected to a dosing pump, which has a sludge suction located in the sludge tank or other part of the sludge management of the wastewater treatment plant. The dosing pipe is fed into the dewatering sludge field from the bottom and is directed in the vertical direction upwards above the maximum height of the sludge field and is provided with a roof which ensures a better spraying of sludge into the space. If necessary, one or more dosing pipes are provided with the removal of excess sludge back to the sludge source to prevent clogging of the pipes. Smooth connection of the dosing pipe

-2 CZ 33889 U1 s dávkovacím čerpadlem a potrubním vedením netvoří žádné překážky, ve kterých by se mohl kal dlouhodobě usazovat.-2 GB 33889 U1 with dosing pump and piping do not create any obstacles in which sludge could settle for a long time.

Ve výhodném provedení má kalové pole dno z nerezového roštu, který je perforován kulatými výřezy. Ty jsou umístěny v takovém počtu, že umožňují jednak bezproblémový odtok filtrátu, ale v případě ucpání štěrkové drenážní vrstvy umožní i prostup tlakové vody, která tuto vrstvu propláchne.In a preferred embodiment, the sludge field has a bottom of stainless steel grate, which is perforated by round cut-outs. These are placed in such a number that they allow a smooth outflow of the filtrate, but in case of clogging of the gravel drainage layer, they will also allow the passage of pressurized water, which flushes this layer.

Drenážní potrubí je vedeno skrze výškově nastavitelný přepad, který je tvořen výškově nastavitelným potrubím, které je manuálně ovládáno vnějším táhlem. V závislosti na nastavené výšce je udržována hladina vody v drenážní a filtrační vrstvě.The drainage pipe is led through a height-adjustable overflow, which is formed by a height-adjustable pipe, which is manually controlled by an external rod. Depending on the set height, the water level in the drainage and filtration layer is maintained.

Stěny tělesa kalového pole jsou betonové, a to z důvodu bezpečnějšího míchání zakládky kalu ve fázi zrání (konečné mineralizace) a následném odtěžování mineralizovaného materiálu s pomocí těžké mechanizace.The walls of the sludge field body are made of concrete, due to safer mixing of the sludge bed in the maturation phase (final mineralization) and subsequent extraction of the mineralized material with the help of heavy mechanization.

V průběhu odvodňování kalu je možné kontrolovat množství dávkovaného kalu pomocí průtokoměrů umístěných na hlavním dávkovacím potrubí. Stejným způsobem je možné měřit množství filtrátu. S výhodou je pak možné celý proces dávkování čistírenského kalu automatizovat, a to systémem automatického řízení dávkovacího čerpadla.During sludge dewatering, it is possible to control the amount of sludge to be dosed using flow meters located on the main dosing line. It is possible to measure the amount of filtrate in the same way. Advantageously, it is then possible to automate the entire sewage sludge dosing process by means of an automatic dosing pump control system.

Ventilační komín je vyveden nad maximální výšku odvodňovaného kalu tak, aby nedošlo k jeho zaplavení.The ventilation chimney is led above the maximum height of the dewatered sludge so that it is not flooded.

Zařízení podle technického řešení typu „reed-bed“ je možné dimenzovat od mobilního kontajnerového uspořádání až po vybudování hydrologicky zabezpečeného kalového pole. Pro zařízení podle technického řešení (odvodňovací kalové pole) je však nezbytné, aby zahrnovalo alespoň jedno dávkovači potrubí tekutého čistírenského kalu, alespoň jeden výstup filtrátu z drenážní vrstvy a alespoň jeden vstup pro přívod čerstvého vzduchu a ventilaci drenážní vrstvy.The device according to the technical solution of the "reed-bed" type can be dimensioned from a mobile container arrangement to the construction of a hydrologically secured sludge field. However, for the device according to the technical solution (dewatering sludge field), it is necessary to comprise at least one dosing line of liquid sewage sludge, at least one outlet of the filtrate from the drainage layer and at least one inlet for fresh air supply and ventilation of the drainage layer.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Na Obr. 1. je znázorněn schematický řez zapuštěným zařízení podle technického řešení s variantou perforovaného dna.In FIG. 1 shows a schematic section of a recessed device according to a technical solution with a variant of the perforated bottom.

Na Obr. 2 je schematicky znázorněn řez zapuštěným zařízení podle technického řešení s variantou drenážního trubního systému.In FIG. 2 is a schematic sectional view of a recessed device according to a technical solution with a variant of a drainage pipe system.

Na Obr. 3 je fotografie kontejnerového uspořádání zařízení typu reed-bed pro odvodnění čistírenského kalu podle technického řešení.In FIG. 3 is a photograph of a container arrangement of a reed-bed device for dewatering sewage sludge according to the technical solution.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution

Příklad 1Example 1

Těleso 0 odvodňovací kalové pole pro zpracování tekutého kalu z čistíren odpadních vod je způsobem pasivního odvodňování podle technického řešení vytvořeno jako plně provozní zařízení umístěné v modelovaném řešení tak, aby konstrukce kapacitou odpovídala 150 EO na dobu cca 10 let. Zařízení jev tomto modelovém případě umístěno ve výkopu o velikosti 5 m x 5 m x 1,5 m (d x š x v), který je opatřený hydroizolační vrstvou (folií) 2 či jiným technologicky vhodným způsobem a betonovými stěnami E Zařízení podle technického řešení je tvořeno čtyřmi samostatnými prvky, a to samotným tělesem 0 kalového pole s betonovými stěnami 1 a hydroizolační vrstvou 2, drenážní částí tvořené drenážním potrubím 3Λ či případně drenážnímBody 0 dewatering sludge field for the treatment of liquid sludge from wastewater treatment plants is passively dewatered according to the technical solution as a fully operational device located in the modeled solution so that the construction capacity corresponds to 150 EO for about 10 years. In this model case, the device is placed in an excavation measuring 5 mx 5 mx 1.5 m (lxwxh), which is provided with a waterproofing layer (foil) 2 or other technologically suitable method and concrete walls. E The device according to the technical solution consists of four separate elements, namely the body 0 of the sludge field with concrete walls 1 and the waterproofing layer 2, the drainage part formed by the drainage pipe 3Λ or possibly the drainage

-3 CZ 33889 U1 roštem 3B ana něm nasypané drenážní vrstvy z praného kameniva 4 a 5 různých frakcí, odtokového potrubí 8 s navazujícími prvky a dávkovacího potrubí 13 s dávkovacím čerpadlem 16.-3 CZ 33889 U1 grate 3B and drainage layers of washed aggregate 4 and 5 of different fractions, a drain pipe 8 with adjoining elements and a dosing pipe 13 with a dosing pump 16.

Těleso 0 odvodňovacího kalového pole je zahloubeno pod okolní terén a je opatřeno hydroizolační vrstvou 2, aby nedocházelo jak k průsakům spodní vody do tělesa 0 kalového pole, tak nedocházelo k průsakům filtrátu z kalu 6 do okolního prostředí. Dno tělesa Oje umístěno minimálně 1,5 m pod úrovní terénu a včetně stěn je tvořeno betonovou vrstvou 1. Těleso 0 kalového pole může být z jedné až 3 stran obehnáno zpevněnou manipulační plochou 17. která slouží pro pohyb obslužné mechanizace. Drenážní část je tvořena na dno položenou sítí perforovaných trubic 3Λ či nade dnem pevně uloženým nerezovým roštem 3B s perforacemi. Dále drenážní část tvoří první vrstva praného kameniva 4 hrubší frakce 8/16 mm o mocnosti 200 mm, která chrání perforace potrubí 3Λ či roštu 3B před průnikem mechanických nečistot. Výše je pak uložena filtrační vrstva tvořená kamenivem 5 jemnější frakce 4/8 mm o mocnosti 300 až 400 mm, která slouží jednak k zakořenění mokřadních rostlin 7 a jednak k zachycení mechanických částic kalu a průsaku vody. Nad těmito vrstvami již je zachytáván a odvodňován čistírenský kal 6.The body 0 of the dewatering sludge field is recessed below the surrounding terrain and is provided with a waterproofing layer 2 in order to prevent both groundwater seepage into the sludge field body 0 and leakage of filtrate from the sludge 6 into the surrounding environment. The bottom of the drawbar body is located at least 1.5 m below ground level and including the walls is formed by a concrete layer 1. The body 0 of the sludge field can be surrounded on one to 3 sides by a reinforced handling surface 17, which serves for movement of service mechanization. The drainage part is formed by a network of perforated tubes 3Λ placed on the bottom or by a stainless steel grate 3B with perforations firmly placed above the bottom. Furthermore, the drainage part consists of the first layer of washed aggregate 4 of a coarser fraction 8/16 mm with a thickness of 200 mm, which protects the perforations of the pipe 3Λ or the grate 3B from the penetration of mechanical impurities. Above is then placed a filter layer formed by aggregate 5 of a finer fraction 4/8 mm with a thickness of 300 to 400 mm, which serves both to root the wetland plants 7 and to capture mechanical particles of sludge and water seepage. Sewage sludge 6 is already collected and drained above these layers.

Odtokové potrubí 8 je bezprostředně napojeno na drenážní síť perforovaných trubic 3A z jedné strany a z druhé je spojeno s výškově nastavitelným přepadem 14, tvořeným buď flexibilní plastovou hadicí umístěnou v šachtě, či systémem teleskopicky nastavitelných potrubí. Dále odtokové potrubí 8 pokračuje ventilačním komínem 9, který v případě přepadu 14 uloženého do spodní polohy fimguje jako pasivní provzdušnění odvodňované zakládky kalu 6. Na odtokové potrubí 8 je dále napojeno dmychadlo 10, které v průběhu kom posto vací fáze zajišťuje dostatečný přísun vzduchu, čímž je urychlena hygienizace a mineralizace kalu 6. Dmychadlo 10 je v systému umístěno výše, aby nedošlo kjeho zaplavení. Níže je pak umístěn odtok 11 s ventilem 15. Odtokem 11 odtéká přebytečný filtrát do čistírny odpadních vod, případně do bezodtoké jímky na filtrát. Ventil 15 pak zajišťuje uzavření odtokového potrubí 8 v případě běhu dmychadla 10, či napojení zdroje tlakové vody určené pro proplach drenážního systému. Tento regulační a odvodní systém je umístěn v manipulační šachtici 18.The drain pipe 8 is directly connected to the drainage network of perforated pipes 3A on one side and on the other is connected to a height-adjustable overflow 14, formed either by a flexible plastic hose located in the shaft or by a system of telescopically adjustable pipes. Furthermore, the drain line 8 continues through a ventilation chimney 9, which in the case of an overflow 14 placed in the lower position functions as a passive aeration of the dewatered sludge bed 6. A blower 10 is further connected to the drain line 8, which ensures sufficient air supply during the assembly phase. the sanitization and mineralization of the sludge 6 is accelerated. The blower 10 is located higher in the system to prevent it from flooding. Below, a drain 11 with a valve 15 is located. Through the drain 11, the excess filtrate flows into a wastewater treatment plant or into a non-drained filtrate sump. The valve 15 then ensures the closure of the drain pipe 8 in the event of the blower 10 running, or the connection of a source of pressurized water intended for flushing the drainage system. This control and drainage system is located in the handling shaft 18.

Jedno či více dávkovačích potrubí 13 je do tělesa 0 kalového pole přivedeno ode dna skrze drenážní síť z perforovaných trubic 3A nebo perforovaného roštu 3B, kameniva 4 a 5 a zasahuje nad maximální úroveň odvodňovaného kalu 6. Dávkovači potrubí 13 je opatřeno stříškou, která zajistí lepší rozstřik kalu 6 do prostoru. Dávkovači potrubí 13 je napojeno na dávkovači čerpadlo 16. které je umístěno v prostoru kalojemu či jinde v kalovém hospodářství čistírny odpadních vod a které zajišťuje pravidelné dávkování kalu 6 do odvodňovacího kalového pole. Propojení dávkovacího potrubí 13 a dávkovacího čerpadla 16 je provedeno potrubním vedením 12, jež netvoří žádné překážky, ve kterých by se mohl kal 6 dlouhodobě usazovat.One or more dosing pipes 13 are fed into the sludge field body 0 from the bottom through a drainage network of perforated tubes 3A or perforated grate 3B, aggregates 4 and 5 and extend above the maximum level of the dewatered sludge 6. The dosing pipe 13 is provided with a roof to ensure better sludge spray 6 into the space. The dosing line 13 is connected to a dosing pump 16, which is located in the sludge tank space or elsewhere in the sludge management of the wastewater treatment plant and which ensures regular dosing of the sludge 6 into the sludge dewatering field. The connection of the dosing line 13 and the dosing pump 16 is made by a line 12 which does not form any obstacles in which the sludge 6 could settle for a long time.

Pozn.: Perforovaný rošt 3B je alternativním způsobem drenážního systému odvodňovacího kalového pole dle příkladu 1, který zajišťuje bezproblémový odtok filtrátu z odvodňovaného kalu 6. Rošt 3B je vyroben z nerezové oceli o tloušťce min. 1,5 mm a je opatřen pravidelnými perforacemi okruhovém průměru minimálně 4 mm a maximálně 10 mm. Vzdálenost perforací mezi sebou je minimálně 50 a maximálně 100 mm od sebe, a to v rovině X i Y. Perforovaný rošt 3B je ze spodní strany opatřen nerezovými výztuhami T navařenými přímo na těleso roštu 3B. Výztuhy tvoří pravidelnou síť o rozměrech 1 000 x 1 000 mm, které tvoří samostatné celky. Tímto jsou také definovány minimální rozměry roštu. Pro uspořádání kalového pole dle příkladu 1 jsou tedy rozměry roštu 10 000 x 10 000 mm.Note: Perforated grate 3B is an alternative method of drainage system of dewatering sludge field according to example 1, which ensures trouble-free outflow of filtrate from dewatered sludge 6. Grate 3B is made of stainless steel with a thickness of min. 1.5 mm and is provided with regular perforations with a circumferential diameter of at least 4 mm and at most 10 mm. The distance between the perforations is a minimum of 50 and a maximum of 100 mm from each other, in the X and Y planes. The perforated grate 3B is provided on the underside with stainless steel reinforcements T welded directly to the grate body 3B. The reinforcements form a regular network measuring 1,000 x 1,000 mm, which form separate units. This also defines the minimum dimensions of the grate. Thus, for the arrangement of the sludge field according to Example 1, the dimensions of the grate are 10,000 x 10,000 mm.

Příklad 2Example 2

Mobilní zařízení je tvořeno mobilním suťovým kontejnerem, který tvoří těleso 0 kalového pole a svou stavbou plní roh stěn ]_ a hydroizolace 2. Užitný objem pro akumulaci a odvodňování kalu 6 je 8,9 m³, vnější rozměry tělesa 0 jsou 4,3 x 2,3 x 1,2 (d x š x v) m. Užitná výška tělesa 0 jeThe mobile device consists of a mobile rubble container, which forms the body 0 of the sludge field and with its construction fills the corner of the walls 1 and waterproofing 2. The usable volume for accumulation and dewatering of sludge 6 is 8.9 m ³ , external dimensions of the body 0 are 4.3 x 2.3 x 1.2 (lxwxh) m. The usable height of the body is 0

-4 CZ 33889 U1-4 CZ 33889 U1

0,9 m. Rozvodné dávkovači potrubí 13 pro kal 6 je umístěno u horní hrany tělesa 0 a je celkem opatřeno šesti vyústěními pro rovnoměrné dávkování kalu 6. Mobilní zařízení je u dna opatřeno sběrným drenážním perforovaným potrubím 3 A, které je tvořeno perforovaným PVC potrubím o průměru 110 mm umístěným po obvodu celého tělesa 0. Ventil odtoku 11 je proveden v čele kontejneru aje zakončen rychlospojkou pro napojení odtokového potrubí 8. Pro zajištění bezproblémového odtoku vody je dno kontejneru svahováno ve sklonu 1,7°. Drenážní potrubí je zakryto štěrkovou drenážní vrstvou hrubšího praného kameniva 4 frakce 8/16 mm o výšce 100 mm nad potrubí a nad něj umístěnou vrstvou praného kameniva 5 frakce 4/8 mm o výšce 200 mm. Do horní vrstvy kameniva je zasazena mokřadní vegetace 7.0.9 m. The distribution dosing pipe 13 for sludge 6 is located at the upper edge of the body 0 and is provided with a total of six outlets for uniform dosing of sludge 6. The mobile device is equipped at the bottom with a collecting drainage perforated pipe 3 A, which consists of perforated PVC pipes with a diameter of 110 mm located around the circumference of the whole body 0. The drain valve 11 is made at the front of the container and is terminated by a quick coupling for connecting the drain pipe 8. To ensure a smooth water drain, the bottom of the container is sloping 1.7 °. The drainage pipe is covered with a gravel drainage layer of coarse washed aggregate 4 fraction 8/16 mm with a height of 100 mm above the pipe and a layer of washed aggregate 5 fraction 4/8 mm with a height of 200 mm placed above it. Wetland vegetation is planted in the upper layer of aggregate 7.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Nové zařízení typu „reed-bed“ pro odvodnění čistírenského kalu ať už ve stacionární, či mobilní verzi, řeší komplexně rostoucí problém s nadměrnou produkcí čistírenských kalů. Způsob gravitačního oddělení a odvodnění čistírenského kalu na tomto zařízení představuje alternativu pro nakládání s čistírenskými kaly, kdy čistírna odpadních vod nedisponuje vhodným technickým zázemím pro mechanické odvodnění kalů.The new "reed-bed" device for the dewatering of sewage sludge, whether in stationary or mobile versions, solves a complex problem of excessive production of sewage sludge. The method of gravity separation and dewatering of sewage sludge on this device represents an alternative for the treatment of sewage sludge, where the wastewater treatment plant does not have a suitable technical background for mechanical dewatering of sludge.

Nové zařízení nabízí technologicky jednoduché způsoby odvodnění a finálního zpracování čistírenských kalů bez nutnosti vysokých finančních, energetických či materiálových vstupů. Takové zařízení lze instalovat na malých a středních čistírnách odpadních vod jako poslední stupeň zpracování kalu.The new facility offers technologically simple methods of dewatering and final treatment of sewage sludge without the need for high financial, energy or material inputs. Such equipment can be installed in small and medium-sized wastewater treatment plants as the last stage of sludge treatment.

Konečným produktem technologie využití kalového pole („reed-bed“ systému) k odvodnění kalu je získání odpadního materiálu s přidanou hodnotou, který je možný využít v zemědělství. Ovšem tento samotný krok neřeší otázku skutečného uplatnění získaného odpadního materiálu ať už v obci samotné, nebo na zemědělské půdě. K tomuto účelu je nutné získanou organickou matrici dosušit a připravit k aplikaci na zemědělskou půdu.The end product of the technology of using the sludge field ("reed-bed" system) to dewater the sludge is to obtain waste material with added value, which can be used in agriculture. However, this step alone does not solve the question of the actual application of the obtained waste material, either in the municipality itself or on agricultural land. For this purpose, it is necessary to dry the obtained organic matrix and prepare it for application to agricultural land.

Claims

CLAIMS FOR PROTECTION

A reed-bed device for the dewatering of sewage sludge, characterized in that it is recessed below ground level, is provided with a waterproofing layer (2) and concrete walls (1) and consists of a drainage part which is located in the body (0). ) of the sludge field a is formed on the bottom of the body (0) by a network of perforated tubes (3A) or a perforated stainless steel grate (3B) fixed above the bottom, on which a first layer of washed aggregate (4) of 8/16 mm thickness 100 up to 200 mm and on it is placed a second layer of washed aggregate (5) of finer fraction 4/8 mm with a thickness of 300 to 400 mm, in which wetland plants (7) are planted, while the drain pipe (8) is directly connected to perforated tubes on one side and on the other side it is connected to a height-adjustable overflow (14), further the drain pipe (8) is provided with a ventilation chimney (9), a drain (11) with a valve (15) and behind the drain (11) um through a blower (10), the dosing line (13) with a flow meter leading to the body (0) from the bottom through a drainage formed by a network of perforated tubes (3A) or a grate (3B), aggregates (4) and (5) and extending above the maximum level dewatered sludge (6), where the dosing line (13) is provided with a spray canopy, after which the dosing pump (16) is connected to the dosing line (13) via a line line (12) and a reinforced handling surface (at least partially) is formed around the body (0). 17).

Device according to claim 1, characterized in that the adjustable overflow (14) is formed either by a flexible plastic hose located in the shaft or by a system of telescopically adjustable pipes.

-5 CZ 33889 U1

Device according to claims 1 and 2, characterized in that it is mobile in a container arrangement.

2 drawings