SK162198A3 - Spôsob čistenia odpadových vôd a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Abstract

Spôsob Čistenia odpadových vôd sa uskutočňuje biologickou cestou s využitím aktivačného systému so vznášajúcim sa aktivovaným kalom. Do I. aktivačného stupňa, ktorý má súčasne funkciu vyrovnávacej nádrže a kalojemu, sa privádzajú odpadové vody a následne sa prečerpávajú do II. aktivačného stupňa - reaktora s diskontinuálnym prie-tokom, kde prebieha ich dočistenie. Vlastné bio-Iogické čistenie prebieha v jednotlivých fázach, pričom aktivačná fáza nastáva súčasne v I. aj II. aktivačnom stupni - v dvoch reaktoroch s diskontinuálnym prietokom. Pretože fáza plnenia II. aktivačného stupňa nastáva až po fázach sedimentácie a vyprázdňovania reaktora, je tento čas dostatočný aj na oddelenie kalu od predčistenej vody v 1. aktivačnom stupni, ktorý tak zostáva na dne nádrže, a II. aktivačný stupeň je potom plnený predčistenou vodou bez kalu. Prebytočný aktivovaný kal z II. aktivačného stupňa sa vracia na uskladnenie a ďalšiu aeróbnu stabilizáciu do 1. aktivačného stupňa.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu čistenia odpadových vôd biologickou cestou s využitím aktivačného systému s vznášaným aktivovaným kalom a zariadenia na vykonávanie spôsobu, ktorý je vhodný hlavne pre väčšie domové čistiarne a pre priemyslové odpadové vody.

Doterajší stav techniky

Čistenie odpadových vôd biologickou cestou využíva aktivovaného kalu, čo je zmes rozličných baktérií a drobných mikroorganizmov. Tento kal potrebuje k svojmu životu organické látky obsiahnuté v odpadových vodách, ktoré rozkladá a tým odpadové vody čistí. Aktivačný proces je možný len pri nepretržitom okysličovaní, ktoré je spravidla riešené vháňaním vzduchu do aktivačnej nádrže.

Na čistenie odpadových vôd sa využívajú jednak mikroorganizmy pevne prichytené k podkladu, vo forme rôznych systémov biofiltrov a bioreaktorov, ktoré sú zmáčané odpadovými vodami, a jednak aktivačné systémy s vznášaným kalom, kde sú vločky kalu premiešávané s odpadovou vodou a vzduchom.

Doteraz známe čistiarne odpadových vôd s vznášaným kalom je možné deliť na systémy s kontinuálnym prietokom odpadových vôd aktivačnou nádržou a na systémy s diskontinuálnym prietokom (SBR).

Pri kontinuálnom systéme čistenia sú odpadové vody po hrubom predčistení vedené do aktivačnej nádrže a po technologicky nutnom čase, keď je voda vyčistená, je odvedená spolu s aktivovaným kalom do samostatnej dosadzovacej. nádrže. V tejto nádrži príde k oddeleniu kalu a čistá voda je odvedená do odtoku.

Pri systéme s diskontinuálnym prietokom sú odpadové vody po hrubom predčistení privedené do aktivačnej nádrže priamo alebo po prečerpaní z vyrovnávacej nádrže. Po vyčistení vody preruší sa aktivačný proces, to jest zastaví sa prevzdušňovanie a prípadné premiešavanie vody v aktivačnej nádrži, a po oddelení kalu sa vyčistená voda odčerpá alebo odtiahne gravitačné do odpadu.

Potom sa opäť napúšťa aktivačná nádrž a opísaný cyklus sa opakuje. V porovnaní s kontinuálnym čistením odpadá dosadzovacia nádrž a napúšťanie aktivačnej nádrže (SBR) sa cyklicky opakuje.

Nevýhodou uvedeného systému SBR je, že objem akumulačnej nádrže, ktorá je obvykle predradená reaktoru SBR nie je využitý na čistenie odpadových vôd a zároveň sa tu skladuje primárny kal, ktorý nie je aeróbne stabilizovaný a je preto po novom klasifikovaný ako nebezpečný odpad.

Podstata vynálezu

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje spôsob čistenia odpadových vôd dvojstupňovou aktiváciou podľa vynálezu, kedy sa odpadové vody privádzajú najprv do nádrže I. aktivačného stupňa, ktorá má zároveň funkciu kalojemu a vyrovnávacej nádrže. Z tejto nádrže sú odpadové vody prečerpávané do aktivačnej nádrže - reaktora SBR.

Reaktor pracuje postupne v týchto fázach:

- plnenie

- aktivácia (prevzdušňovanie)

- denitrifikácia (miešanie)

- sedimentácia

- odčerpanie čistej vody

- odčerpanie prebytočného kalu

Jednotlivé fázy čistenia sa cyklicky opakujú a dľžky jednotlivých fáz sa nastavujú na riadiacej jednotke čistiarne v závislosti od množstva a znečistenia odpadových vôd.

Podstata vynálezu spočíva v tom, že sa splašky priamo privádzajú do vyrovnávacej nádrže pred reaktorom SBR a do tejto nádrže sa tiež privádza prebytočný aktivovaný kal z reaktora. Vo fáze prevzdušňovania reaktora, keď neprebieha jeho plnenie, sa súčasne prevzdušňuje aj vyrovnávacia nádrž, kde sa tak odpadové vody predčisťujú prebytočným kalom z reaktora, kal sa ďalej aerobne stabilizuje a zároveň sa aerobne stabilizuje aj primárny kal odsedimentovaný vo vyrovnávacej nádrži z odpadových vôd. Vo všetkých ďaľších fázach čistenia v reaktore SBR je objem vyrovnávacej nádrže v kľude, kal sa usadzuje pri dne vyrovnávacej nádrže a vo fáze plnenia sa potom do reaktora načerpáva už predčistená voda bez kalu, ktorý zostáva pri dne vyrovnávacej nádrže. Fakticky tak spodný objem vyrovnávacej nádrže má funkciu kalojemu a horný objem slúži na akumuláciu splaškov počas doby, keď nie je možné plniť reaktor. Vo fáze prevzdušňovania sa obidva objemy premiešajú a funkčne tak vzniká I. aktivačný stupeň.

Hlavnou výhodou uvedeného spôsobu dvojstupňového aktivačného čistenia v systéme SBR je to, že je možné celkovo zmenšiť objemy nádrží čistiarne, pretože v I. aktivačnom stupni dochádza až k 50% zníženiu organického zaťaženia a zároveň odpadajú hygienické problémy spojené s likvidáciou primárneho kalu, ktorý nie je aerobne stabilizovaný.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priložených výkresoch je znázornené jedno z možných vyhotovení dvojstupňovej aktivačnej čistiarne podľa vynálezu. Na obr. 1 je znázornený pôdorys čistiarne, na obr. 2 zvislý rez a principiálna schéma.

Príklady vyhotovenia vynálezu

Aktivačná čistiareň podľa obr. 1 a 2 je tvorená dvomi vodotesné oddelenými aktivačnými nádržami. I. aktivačný stupeň tvorí vyrovnávacia nádrž 1 a II. aktivačný stupeň reaktor SBR 2 . Vyrovnávacia nádrž 1 slúži na akumuláciu a vyrovnanie nerovnomerného prítoku a zároveň tu dochádza k zachyteniu hrubých nečistôt a k akumulácii prebytočného kalu z reaktora. Je tu teda skladovaná a prerušovane prevzdušňovaná zmes primárneho a prebytočného aktivovaného kalu so zmesou surovej a predčistenej odpadovej vody. Vo vyrovnávacej nádrži 1. je umiestnený prevzdušňovači systém 4, čerpadlo surovej vody 7 a hladinový snímač 16. Reaktor SBR 2 obsahuje čerpadlo prebytočného kalu 10, čerpadlo čistej vody 9, prevzdušňovači systém 8, spínač hladiny vody 15. Odpadové vody sú privádzané do vyrovnávacej nádrže 1, a odtiaľ sú vo fáze plnenia reaktora 2 prečerpávané čerpadlom surovej vody 7 do reaktora 2.

Po naplnení reaktora na maximálnu hladinu 13 ie ukončená fáza plnenia reaktora 2 a začína fáza aktivácie, pri ktorej je objem reaktora prevzdušňovaný. Súčasne je prevzdušňovaná aj vyrovnávacia nádrž 1 otvorením elektroventila 19, respektíve spustením samostatného neznázorneného dúchadla. Ukončením nastavenej doby fázy aktivácie, nastáva fáza denitrifikácie, pri ktorej je objem reaktora premiešávaný, lebo nastáva priamo fáza dosadzovania. Po skončení dosadzovania sa najprv odčerpá do odtoku vyčistená voda s objemom medzi hladinou max. 13 a vypínacou hladinou čerpadla čistej vody 12 a potom sa odčerpá prebytočný kal s časťou vyčistenej vody do vyrovnávacej nádrže χ Čerpanie kalu sa ukončí po dosiahnutí vypínacej hladiny kalového čerpadla 20. Čerpadlo kalu má nátok vo výške požadovanej hladiny kalu po dosadení a tak je automaticky udržiavané kontaktné množstvo kalu v reaktore 2. Po dosiahnutí vypínacej hladiny čerpadla kalu 2 je ukončené vyprázdňovanie reaktora _2 a tým je daný pokyn riadiacej jednotke k ďaľšej fáze plnenia reaktora.

Pokiaľ sa nezaistí dostatočný prítok splaškov a načerpávanie reaktora 2 trvá príliš dlho, riadiaca jednotka krátkodobo v nastavených intervaloch spúšťa dúchadlo 17 na prevzdušnenie reaktora 2, aby sa tu udržalo aeróbne prostredie. Aby v týchto prípadoch nedochádzalo k premiešaniu objemu vyrovnávacej nádrže 1 a následne potom načerpaním zvíreného kalu do reaktora 2, je vo všetkých fázach s výnimkou fázy aktivačnej elektroventil 19 uzavretý, prípadne je vypnuté samostatné neznázornené dúchadlo vyrovnávacej nádrže χ Pretože k fáze plnenia dochádza vždy až po ukončení fázy sedimentácie a vyprázdňovania reaktora 2, má kal vo vyrovnávacej nádrži J. vždy dostatok času na riadne usadenie pri dne vyrovnávacej nádrže 1 a hladina kalu 5 je tak vždy dostatočne hlboko pod nátokom čerpadla surovej vody 7.

Systém je obvykle doplnený snímaním maximálnej hladiny vody vo vyrovnávacej nádrži 6. Pri jej dosiahnutí sú automaticky krátené časy jednotlivých fáz na nastavené minimálne hodnoty, aby sa zvýšila hydraulická kapacita čistiarne.

Legenda:

-1. aktivačný stupeň - vyrovnávacia nádrž

- II. aktivačný stupeň - reaktor SBR

- prítok odpadových vôd

- prevzdušňovacie zariadenie

- hladina kalu po usadení

- maximálna hladina vo vyrovnávacej nádrži

- čerpadlo surovej vody

- prevzdušňovacie zariadenie

- čerpadlo čistej vody

- čerpadlo prebytočného kalu

- hladina kalu v reaktore po dosadení

- vypínacia hladina čerpadla čistej vody

- maximálna hladina v reaktore

- riadiaca jednotka

- tlakový snímač hladiny

- tlakový snímač hladiny

- dúchadlo - kompresor

- rozvod vzduchu

- elektroventil

- vypínacia hladina čerpadla kalu /y /62/-7/

Claims (5)

1. Spôsob dvojstupňového čistenia odpadových vôd biologickou cestou s vznášaným aktivovaným kalom, pri ktorom sa do I. aktivačného stupňa, ktorý má zároveň funkciu vyrovnávacej nádrže aj kalojemu a obsahuje prevzdušňovacie zariadenie, hladinový spínač zrýchleného režimu a čerpadlo surovej vody, privádzajú odpadové vody a následne sa prečerpávajú čerpadlom surovej vody na dočistenie v reaktore, ktorý obsahuje prevzdušňovacie zariadenie, čerpadlo čistej vody, čerpadlo prebytočného kalu a hladinový snímač, vyznačujúci sa tým, že aktivačná fáza v I. a II. aktivačnom stupni prebieha súčasne a to až po naplnení reaktora na maximálnu hladinu, pričom ďaľšie plnenie reaktora nastáva až po čase technologicky potrebnom na usadenie kalu pri dne reaktora a jeho vyprázdnení, pričom tento čas zároveň postačuje aj na usadenie kalu pri dne vyrovnávacej nádrže a tak následnému plneniu reaktora predčistenou vodou bez kalu z I. aktivačného stupňa.

2. Spôsob čistenia odpadových vôd podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že stála koncentrácia ak ti vo vaného kalu v reaktore je udržiavaná automaticky výškou nátoku čerpadla kalu nad dnom reaktora a tak v reaktore vždy po ukončení každého cyklu zostane optimálny objem kalu.

3. Spôsob čistenia odpadových vôd podľa bodu 1, vyznačujúci sa tým, že pri vystúpení hladiny vody vo vyrovnávacej nádrži na maximálnu hladinu príde automaticky ku skráteniu nastavených časov jednotlivých fáz čistenia na technologické minimum a tým k maximálnemu zvýšeniu hydraulickej kapacity čistiarne.

4. Dvojstupňová diskontinuálna aktivačná čistiareň odpadových vôd biologickou cestou s vznášaným aktivovaným kalom pri súčasnom prevzdušňovaní I. a II. aktivačného stupňa, kde I. aktivačný stupeň tvorí vyrovnávacia nádrž s prítokom odpadových vôd, prevzdušňovacím zariadením, čerpadlom surovej vody na čerpanie z vyrovnávacej nádrže do II. aktivačného stupňa - reaktora SBR, ktorý obsahuje čerpadlo čistej vody, čerpadlo prebytočného kalu, prevzdušňovači e zariadenie a s nímač hladiny, vyznačujúci sa tým, že čas technologicky nutný na sedimentáciu kalu v reaktore (2) a na jeho vyprázdnenie pred ďaľším plnením je dostatočný aj na oddelenie kalu od predčistenej vody vo vyrovnávacej nádrži (1) - I. aktivačnom stupni - pred zahájením ďaľšej fázy plnenia reaktora (2) touto predčistenou vodou.

5. Dvojstupňová diskontinuálna aktivačná čistiareň odpadových vôd biologickou cestou s vznášaným aktivovaným kalom pri súčasnom prevzdušňovaní I. a II. aktivačného stupňa, vyznačujúci sa tým, že optimálne množstvo aktivovaného kalu v reaktore (2) je určené výškou nátoku čerpadla prebytočného kalu (10) nad dnom reaktora.