CZ42494A3 - Process for reducing content of phosphorus in waste water - Google Patents

Description

Způsob snižování obsahu fosforu v odpadní voda

C 3)

Γ“ 33 > O od 2 G

Ξ 0 >

o L. o -j £ ho r^· σ

o c/x i—

O

-J cn ;2S3f

Oblast techniky

Vynález se vztahuje na způsob snižování obsahu fosforu v odpadní vodě,která je vedena čistícím oběhem jednotlivými ošetřovacími nádržemi,jako je nádrž pro předčíš taní,aktivační nádrž,dočišťovací nádrž a podobně.

Dosavadní stav techniky

Obsah fosforu a dusíku v odpadní vodě vytváří základ výživy pro často nekontrolovatelný růst řas,takže při každém ošetřování odpadních vod se musí věnovat značná pozornost snižování obsahu fosforu,protože se vysrážením fosforu z odpadní vody vytváří praktická možnost ovlivňovat tvoření řas v přírodních tocích.Dosud se fosfor a fosfáty vysrážejí z odpadní vody v chemickém stupni ošetření dávkováním chemických srážecích prostředků,například solí železa nebo vápna,následkem čeho pak jednak vznikají vysoké náklady na chemikálie a jednak je voda přídavně zatěžována chemikáliemi.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu proto je odstranit tyto nedostatky a určit způsob v úvodu uvedeného druhu,který dovoluje hospodárným a především také zvláště účinným způsobem rozhodné snížení obsahu fosforu v odpadní vodě a dalekosáhle činí dávkování chemikálií pro srážení fosforu zbytečné.

Vynález řeší úkol tím,že odpadní voda je podrobena v ošetřovací nádrži,přednostně v aktivační nádrži,prostřednictvím kovových elektrod a elektrického stejnosměrného napětí elektrolýze. Vytvoří-li se v odpadní vodě elektrické pole,dochází reakcí elektrod a putováním iontů k chemickým změnám,které způsobují překvapivě silné vysrážení fosforu,přičemž se fosfor shromážSuje v usazeném kalu a je odváděn s přebytečným kalem z čistícího oběhu.Zbytková část fosforu se přednostně rozkládá biologicky mikroorganismy v aktivační nádrži,takže může býti ekologicky vhodným způsobem bez přidání chemikálií zaručeno z snížení obsahu fosfátů v odpadní vodě v požadovaném rozsahu.

Tak byla například v čistírně pro cca 10.000 EGVI /ekvivalenty obyvatel/ provedena elektrolýza v aktivační nádrži pomocí dvou na stejnosměrný zdroj s napětím 24 V napojených trubkovitých elektrod z nerezavějící oceli /V4A/,které mají délku asi 130 cm,průměr asi 15 cm a jsou ponořené v odpadní vodě ve vzájemné vzdálenosti asi 50 cm,která bez srážecích přísad přinesla snížení obsahu fosforu o asi 90 - 95% a to jasně pod zákonem předepsanou mezní hodnotu,přičemž se elektrody po životnosti několika týdnů musely vyměnit.

Přehled obrázků na výkrese

Na výkrese je předmět vynálezu blíže vysvětlen jako příklad a to pomocí schématu zařízení.

Příklady provedení vynálezu

V čistírně odpadních vod 1 je odpadní voda podrobena čistícímu oběhu,přičemž je vedena přítokem 2^,dešťovou nádrží 3yodstředivým čerpadlem na přítoku 4^česlicovým a pískovým záchytným zařízením 5_,nádrží pro předčištění aktivační nádrží ]_ a dočišťovací nádrží 8^.Kalové odstředivé čerpadlo na zpětném toku _9 dopravuje kal z dočišťovací nádrže 8. částečně před a částečně za nádrž pro předčištění £ zpět do čistícího oběhu a ošetřená voda se dostává z dočišťovací nádrže J8 přes odtok 10 do recipientu 11.V aktivační nádrži 2 jsou ponořené do odpadní vody kovové elektrody 12,které jsou připojené na zdroj stejnosměrného proudu 13 a umožňují vytvoření elektrického pole.

Odpadní voda přitékající do čistírny 1 se dostává po mechanickém čištění hrabicovým a pískovým záchytným zařízením 5 do nádrže na předčištění,kde probíhá denitrifikace a usazuje se většina suspendovaných látek.Tento primární kal je odebírán z nádrže pro předčištění spolu s přebytečným kalem z dočišťovací nádrže 2 ^a dále ošetřován v neznázorněných usazovacích nádržích a vyhnívacích věžích.Mechanicky ošetřená a denitrifikovaná odpadní voda teče z nádrže pro předčištění _S do aktivační nádrže T_,7.de je podrobena elektrolýze,která způsobí racionální a účinné vysrážení fosfátů kovovými elektrodami 12,které jsou pod stejnosměrným napětím.Zbytkový podíl fosforu a ještě obsažené organické substance se zde v aktivační nádrži Ί_ dále rozkládají,přičemž se speciální provzdusovací zařízení 14 starají o odpovídající přívod kyslíku.Z aktivační nádrže 7_ odtékající směs kalu a vody je vedena do dočišřovací nádrže jí,ve které se usazuje zbytkový kal,a odpadní voda nyní i biologicky čištěná se dostává z dočišřovací nádrže 3. odpadem 10 do recipientu 11.Kal z dočišřovací nádrže 8. se kalovým odstředivým čerpadlem £ na zpětném toku dostává z poloviny zpět do nádrže na předčištění j5 a z poloviny do aktivační nádrže T_, čímž se uzavírá oběh kalu a je dosažen požadovaný stupeň čištění.Přebytečný kal se,jak bylo úvodem uvedeno,odvádí spolu s primárním kalem z nádrže pro předčištění 6,

Elektrolýza způsobem podle vynálezu vyžaduje pouze jednostupňové provedení.Přes jednostupňový způsob jsou dosažitelné odlučovací možnosti nad 90%.

Prokázalo se jako výhodné provádět elektrolýzu v aktivační nádrži.V této nádrži probíhají současně biologické procesy,které rovněž podporují oddělování fosfátů.Toto provedení způsobu podle vynálezu se opírá o poznatek,že se elektrolytické a biologické procesy pro oddělení fosfátů ovlivňují synergicky a že vedou k zesílenému oddělování fosfátů.Přirozeně by při elektrolýze v aktivační nádrži neměla býti teplota aktivovaného kalu příliš vysoká,aby se neumrtvily existující bakterie.Ukázalo se,že způsob podle vynálezu umožňuje i při nižších okolních teplotách vysrážení fosfátů nad 90%.U této varianty způsobu podle vynálezu je možné provádět elektrolytu s hustotou proudu menší než 0,05 A/dm povrchu elektrody,při napětí asi 24 voltů.Způsob podle vynálezu tedy vyžaduje velmi málo elektrické energie.

Teplota aktivovaného kalu /směs z odtoku z nádrže pro předčištění £ a kalu ze zpětného toku z dočišřovací nádrže 8/ v aktivační nádrži 7. by měla býti nižší než 45°C.Externí ohřev aktivovaného kalu v aktivační nádrži 7. na teploty nad 40°C není nutný.Obvykle přitéká aktivovaný kal z nádrže pro předčištění j3 s teplotou v rozmezí asi 4°C /v zimě/ až do

25^UC /v létě/.

Ukázalo s2,že vysrážení fosfátů podle vynálezu probíhá zvláště dobře,když fosfát v odpadní vodě je orthofosfát.

Podle dalšího provozního způsobu srážecího zařízení podle vynálezu se dno a/nebo stěny aktivační nádrže provedou elektricky vodivé a zapojí se jako katoda a jako anoda se použije jediná elektroda v aktivovaném kalu.

Následujícím příkladem bude vynález ještě blížeji popsán. Příklad :

Pracovalo se s čistírnou odpadních vod provedenou podle způsobu,který je znázorněn na obrázku.

Přítok tekutiny,která má býti čištěna,k nádrži pro před3 čištění 6 činil 33 m odpadní vody za hodinu.Odpadní voda

3_ měla pH 7,5,chemickou potřebu kyslíku 600 a 8 mg PO^ -fosforu na litr.V nádrži na předčištění 5_ docházelo k denitrifikaci a vznikající primární kal byl spolu se zpětně přivedeným přebytečným kalem odveden z oběhu.Z nádrže pro předčištění £ tekla kalová voda,promísena s kalem ze zpětného toku z dočišťovací nádrže 8^ jako aktivovaný kal,s obsahem pevných látek 5,5 g na litr a s 10 mg PO^ -fosforu na litr,do aktivační nádrže 8_.Do tohoto aktivovaného kalu /25°C/ byly ponořeny železná katoda a železná anoda s plochou elektrody vždy 0,5 m . Elektrolýza byla provedena napětím 24 V a intenzitou proudu 1,3A. Získaná směs vody a kalu /elektrolyticky zpracovaný aktivovaný kal/ byla odvedena z aktivační nádrže a zavedena pro sedimentaci do dočišťovací nádrže.V dočišCovací nádrži se oddělil kal s obsahem fosfátů a byl následně odstředivým čerpadlem z asi 50% zaveden do nádrže pro předčištění a zbývající část byla přimíšena k směsi vody a kalu z nádrže na předčištění,která tekla do aktivační nádrže.

Vyčištěná odpadní voda byla odvedena do recipientu.Měla

3_

0,5 mg P0₄ -fosforu v litru,chemická potřeba kyslíku byla 37.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ N Á R O K Y ?V <-i2^t~^cT

   1. Způsob pro snížení obsahu fosfátů v odpadní vodě,která je vedena v čistícím oběhu jednotlivými ošetřovacími nádržemi, jako jsou nádrž pro předčištaní,aktivační nádrž,dočištovací nádrž,v yznačující se tím, že odpadní voda je podrobena v ošetřovací nádrži kovovými elektrodami /12/ a elektrickým stejnosměrným napětím elektrolýze.
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že elektrolýza se provádí jednostupňově.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2,vyznačuj ící se t í m , že elektrolýza se provádí v aktivační nádrži.
4. 4. Způsob podle nároku 3,v yznačující se tím, že elektrolýza se provádí při teplotách nižších než 40°C.
5. 5. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 4,vyznačující se tím, že elektrolýza se provádí s hustotou proudu menší než 0,05 A/dm povrchu elektrody.
6. 6. Způsob podle jednoho nebo více z nároků 1 až 5,vy z n a čující se tím, že dno a/nebo stěny aktivační nádrže jsou provedené jako katoda.