SK286874B6 - Zariadenie na čistenie odpadových vôd - Google Patents

Abstract

Je opísané zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom, ktoré v jednej nádrži združuje aktivačný priestor s neprevzdušňovanými anaeróbnymi a anoxickými zónami a prevzdušňovanou oxickou zónou, dosahovací priestor a retenčný priestor, s internou recirkuláciou medzi zónami aktivačného priestoru a recirkuláciou vratného kalu medzi aktivačným priestorom a dosadzovacím priestorom, v ktorom nádrž (1) s dnom (2), vonkajším plášťom (3) a stropom (4) je rozdelená na neprevzdušňovaný aktivačný priestor (8), prevzdušňovaný aktivačný priestor (9), dosadzovací priestor (10) a retenčný priestor (25), pričom neprevzdušňovaný aktivačný priestor (8) je oddelený od prevzdušňovaného aktivačného priestoru (9) deliacou stenou (5) siahajúcou odo dna (2) až po strop (4) nádrže (1) a majúcou priepustný otvor v úrovni dna (2) nádrže (1) alebo úrovni odtokového potrubia (12) z nádrže (1), dosadzovací priestor (10) je vymedzený vnútri prevzdušňovaného aktivačného priestoru (9) plášťom (6) siahajúcim odo dna (2) až po strop (4) nádrže (1) a majúcim priepustný otvor (7) v úrovni dna (2) nádrže (1) a retenčný priestor (25) je vymedzený v nádrži (1) medzi úrovňou odtokového potrubia (12) z nádrže (1) a úrovňou prítokového potrubia (26) do nádrže (1) po celej ploche nádrže (1) nad neprevzdušňovaným aktivačným priestorom (8), prevzdušňovaným aktivačným priestorom (9) a dosadzovacím priestorom (10), neprevdzušňovaný aktivačný priestor (7) je rozdelený aspoň piatimi stenami (13) v smere postupného toku siahajúcimi odo dna (2) až po strop (4) nádrže (1), majúcimi priepustné otvory (14) striedavo v úrovni dna (2) nádrže (1) a

Description

Vynález sa týka zariadenia na kontinuálne biologické čistenie odpadových vôd z malých zdrojov znečistenia s modifikovaným aktivačným procesom, ktoré v jednej nádrži združuje aktivačný priestor s priestorovo oddelenými anaeróbnymi, anoxickými a oxickými zónami, dosadzovací priestor a retenčný priestor, s recirkuláciou medzi zónami aktivačného priestoru a medzi aktivačným a dosadzovacím priestorom.

Doterajší stav techniky

Na čistenie odpadových vôd so znečistením splaškového charakteru zo zdrojov, ktoré nie je možné pripojiť na verejnú kanalizáciu, slúžia malé čistiarne odpadových vôd. Čistenie odpadových vôd z malých zdrojov znečistenia je zložitý problém, lebo sa treba vyrovnať s problémom značnej variability prietokov odpadových vôd a variability znečistenia z týchto malých zdrojov. V relatívne krátkych úsekoch kanalizačných zberačov nedôjde k vyrovnaniu množstva a kvality odpadových vôd, a jednotlivé technologické stupne procesu čistenia odpadových vôd (vyrovnávacia nádrž, mechanický, biologický a prípadný dočisťovací stupeň čistenia) treba prispôsobiť tak, aby neboli preťažené a aby nebola prekročená potrebná doba zdržania a zaťaženie plochy v dosadzovacom priestore. Ak nie sú vytvorené podmienky na vyrovnanie kvality a kvantity prietoku odpadových vôd, treba tieto stupne významne predimenzovať. Čistiarne odpadových vôd sú dimenzované na priemerný prietok Q₂₄. Hodinovú nerovnomemosť prietoku vyjadruje ďalší dimenzovaný prietok, maximálny hodinový prietok Q_max.

V patentovom spise DE4307288 je opísané zariadenie na biologické čistenie odpadových vôd, ktoré neobsahuje žiadnu zvlášť vyčlenenú vyrovnávaciu nádrž. Vyrovnanie prietoku sa odohráva v usadzovacej nádrži, aktivačnej nádrži a dosadzovacej nádrži, prípadne aj v kalojeme, čiže v celej čistiarni odpadových vôd. Na vyrovnanie množstva odpadových vôd je odpadová voda z dosadzovacej nádrže kontinuálne odčerpávaná, až kým sa nedosiahne určitá stanovená dolná hranica hladiny vody v dosadzovacej nádrži, keď sa odčerpávanie zastaví do času, kým sa vplyvom prítoku odpadových vôd nedosiahne vyššia hladina.

Takisto ani v patentovom spise US-P 3 886 065 v opísanom zariadení na čistenie odpadových vôd sa nenachádza zvlášť vyčlenená vyrovnávacia nádrž, vyrovnanie sa dosiahne v usadzovacej, aktivačnej a dosadzovacej nádrži. Odpadová voda z dosadzovacej nádrže sa kontinuálne odčerpáva cez podhladinové odtokové potrubie do inej nádrže.

V patentovom spise DE 199 16 381 Al je opísaná malá čistiareň odpadových vôd na biologickochemické čistenie, v ktorej sa odohráva vyrovnanie kvality a kvantity tiež v usadzovacom a aktivačnom priestore, ale bez potreby odvádzania zachyteného množstva odpadovej vody do inej nádrže. Na zachytenie vyšších prítokov je využitý vlastný objem týchto nádrží. Odpadová voda z biologického čistenia je čerpaná jedným čerpadlom alebo dvojicou čerpadiel do ďalších stupňov čistenia, už so stálym prietokom. Výkon čerpadiel je zvolený tak, aby bol vyšší ako priemerný denný prietok, ale bol dostatočne nízky na to, aby čo najkratšie boli intervaly vypnutia čerpadiel.

Vo všetkých uvedených spôsoboch riešenia je vyrovnanie množstva a kvality znečistených odpadových vôd dosiahnuté priamo v aktivačnom priestore alebo v aktivačnom priestore a ostatných funkčných nádržiach alebo priestoroch čistiarne bez zvlášť vyčlenenej vyrovnávacej nádrže, ale vyrovnanie množstva sa dosahuje čerpaním, čím sú spojené zvýšené náklady a zvýšenie poruchovosti.

Alternatívnou možnosťou čistenia odpadových vôd s vysokou premenlivosťou prietoku a kvality je využitie „sequencing batch reactor“-ov (SBR). V tomto systéme sa používajú dva alebo viac reaktorov, ktoré sú prevádzkované v periodickom režime: plnenie, čistenie, usadzovanie a vypúšťanie. SBR systémy uskutočňujú všetky procesy čistenia vrátane vyrovnania kvality a kvantity v jednej nádrži. Na rozdiel od viacreaktorových kontinuálnych systémov, je zložité udržiavať podmienky v rámci tej istej nádrže pre diametrálne odlišné procesy, ako napr. nitrifikácia a denitrifíkácia. Je ťažké určiť čas prebehnutia určitého procesu (napr. nitrifikácie) pri rôznych prietokoch a znečisteniach prítoku, preto musia byť tieto reaktory dimenzované na najhorší možný scenár, čo vedie k predimenzovaniu SBR reaktorov.

Nároky sa stále zvyšujú aj na kvalitu vypúšťaných vyčistených odpadových vôd z malých zariadení na čistenie odpadových vôd. V prípadoch, keď vyčistené odpadové vody sú vypúšťané do citlivých oblastí z hľadiska eutrofizácie, alebo vyčistené odpadové vody sa vypúšťajú do podzemných vôd alebo recyklujú, treba zabezpečiť vysokú a stabilnú účinnosť čistiacich zariadení odpadových vôd aj z malých zdrojov znečistenia. V takýchto prípadoch musia malé čistiarne zabezpečiť aj odstraňovanie dusíka a fosforu z odpadových vôd. Na zabezpečenie biologického odstraňovania dusíka a fosforu z odpadových vôd vo veľkých čistiarňach odpadových vôd sa používajú modifikované aktivačné procesy, ako napr. UCT PROCES, vyvinutý na Univerzite Cápe Town, kde sa využíva vhodná sekvencia procesov v reakčných zónach anaeróbnych, anoxických a oxických. Tento proces bol ďalej modifikovaný na MUCT PROCES (modifikovaný UCT). Pri týchto procesoch je viac anoxických zón a vratný aktivovaný kal je vedený nie do anaeróbnej, ale do jednej z ano xických zón. Do anaeróbnej zóny sa recirkuluje aktivačná zmes zbavená dusičnanov takzvanou internou recirkuláciou z anoxickej zóny. Zrejmou nevýhodou týchto procesov sú veľké náklady na čerpanie strojov zariadením

- čerpadlami, pri recirkulácii vratného kalu, recirkulácii aktivačnej zmesi medzi oxickým a anoxickým priestorom a recirkulácii aktivačnej zmesi medzi anoxickým priestorom a anaeróbnym priestorom. Ďalšou nevýhodou sú náklady na miešanie neprevzdušňovaných anaeróbnych a anoxických priestorov strojov zariadením

- ponornými miešadlami. Tieto procesy zatiaľ neboli uplatňované v malých čistiamiach odpadových vôd vzhľadom na potrebu zložitého vnútorného členenia nádrží na množstvo neprevzdušňovaných a prevzdušňovaných zón a drahej miešacej techniky na mechanické premiešavame obsahu neprevzdušňovaných priestorov.

Pri navrhovaní a realizovaní malých čistiarní odpadových vôd je potrebné, aby malé čistiarne boli ľahko transportovateľné hotové výrobky alebo montovatelné na mieste osadenia s minimom stavebných prác, vonkajšími tvarmi sa prispôsobovali danostiam aplikácie alebo terénu, aby boli moduláme a sa dali rozširovať paralelne s rastom množstva produkovaných odpadových vôd. Malé čistiarne odpadových vôd s integrovaným retenčným priestorom podľa súčasného stavu techniky neumožňujú splnenie všetkých týchto požiadaviek súčasne.

Úlohou vynálezu je vytvoriť takú konštrukciu zariadenia na čistenie odpadových vôd pre malé zdroje odpadových vôd, ktorú možno vyhotoviť v jednom kompaktnom celku s možnosťou variácie tvaru a modulárnosti s použitím jednoduchých betónových nosných konštrukcií a ľahkých termoplastových stenových alebo konštrukčných prvkov a pritom aby umožnila v jednom funkčnom celku splniť úlohu vyrovnávania premenlivých prietokov a dosahovať najvyššiu možnú účinnosť biologického čistenia s odstraňovaním dusíka a fosforu pri nízkych nárokoch na čerpaciu a miešaciu techniku.

Podstata vynálezu

Uvedenú úlohu rieši a nedostatky známych zariadení v podstatnej miere odstraňuje zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom, ktoré v jednej nádrži združuje aktivačný priestor s neprevzdušňovanými anaeróbnymi a anoxickými zónami a s prevzdušňovanou oxickou zónou, dosadzovací priestor a retenčný priestor, s internou recirkuláciou medzí zónami aktivačného priestoru a recirkuláciou vratného kalu medzi aktivačným a dosadzovacím priestorom podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že nádrž pozostávajúca z dna, vonkajšieho plášťa a stropu je rozdelená na neprevzdušňovaný aktivačný priestor, prevzdušňovaný aktivačný priestor, dosadzovací priestor a retenčný priestor tak, že neprevzdušňovaný aktivačný priestor je oddelený od prevzdušňovaného aktivačného priestoru deliacou stenou siahajúcou od dna až po strop nádrže a majúcou priepustný otvor v úrovni dna nádrže alebo v úrovni odtokového potrubia z nádrže, dosadzovací priestor je vymedzený vnútri prevzdušňovaného aktivačného priestoru plášťom siahajúcim od dna až po strop nádrže a majúcim priepustný otvor v úrovni dna nádrže a retenčný priestor je vymedzený v nádrži medzi úrovňou odtokového potrubia z nádrže a úrovňou prítokového potrubia do nádrže po celej ploche nádrže nad neprevzdušňovaným aktivačným priestorom, prevzdušňovaným aktivačným priestorom a dosadzovacím priestorom, neprevzdušňovaný aktivačný priestor je rozdelený aspoň piatimi deliacimi stenami v smere postupného toku siahajúcimi od dna až po strop nádrže, majúcimi priepustné otvory striedavo v úrovni dna nádrže a v úrovni odtokového potrubia z nádrže, pričom v dosadzovacom priestore je usporiadaný na odtokovom potrubí z nádrže regulátor prietoku.

Z dôvodu vytvorenia anaeróbnych a anoxických podmienok v neprevzdušňovanom aktivačnom priestore je podstatné, že počet vnútorných deliacich stien je aspoň päť, ktoré takto vymedzujú v neprevzdušňovanom aktivačnom priestore jednu anaeróbnu zónu a dve anoxické zóny podľa smeru internej recirkulácie medzi zónami aktivačného priestoru a recirkulácie vratného kalu medzi aktivačným a dosadzovacím priestorom.

Z hľadiska vyriešenia miešania obsahu neprevzdušňovaného aktivačného priestoru je podstatné, že striedavé usporiadanie priepustných otvorov na za sebou nasledujúcich vnútorných deliacich stenách v smere postupného toku cez neprevzdušňovaný aktivačný priestor vytvára podmienky na ideálne premiešavame obsahu neprevzdušňovaného priestoru bez použitia mechanických miešadiel.

Na účinné vyrovanie kolísavého prietoku surových odpadových vôd do zariadenia na čistenie odpadových vôd je podstatné, že vplyvom škrtiaceho efektu regulátora prietoku na odtoku zo zariadenia podľa tohto vynálezu dôjde v prípade vyššieho prietoku ako priemerný dimenzovaný prietoku Q₂₄ k zvýšeniu hladiny vody v celej nádrži z úrovne hladiny vody zodpovedajúcej úrovni odtokového potrubia až do úrovne hladiny vody zodpovedajúcej úrovni prítokového potrubia, resp. úrovni bezpečnostného priepadu, pričom vnútorné deliace steny v neprevzdušňovanom aktivačnom priestore, deliaca stena medzi prevzdušňovaným aktivačným priestorom a neprevzdušňovaným aktivačným priestorom a plášť dosadzovacieho priestoru nedovolia neobmedzené vzájomné premiešavame obsahu jednotlivých priestorov a zón z dôvodu, že siahajú nad najvyššiu možnú úroveň hladiny vody v nádrži, a preto sa môžu odohrávať všetky procesy čistenia odpadových vôd nerušene aj v retenčnom priestore. Kvôli umožneniu modulárnosti a prispôsobeniu sa postupnému nárastu produkcie odpadových vôd je výhodné, že zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom podľa vynálezu môže pozostávať z nádrže štvoruholníkového pôdorysu s dnom, vonkajším plášťom a stropom, pričom v ncprevzdušňovanom aktivačnom priestore sú umiestnené vnútorne deliace steny siahajúce od dna nádrže až po strop nádrže s priepustnými otvormi striedavo pri dne nádrže a pri úrovni odtokového potrubia v smere postupného toku, ktoré sú usporiadané v jednom rade alebo v dvoch a viacerých radoch, pričom rady sú oddelené vodiacou stenou.

Zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom, podľa vynálezu možno účelne realizovať v nádrži kruhového pôdorysu s dnom, vonkajším plášťom a stropom. Nádrž zariadenia podľa vynálezu môže mať aj mnohouholníkový tvar, napríklad štvorec alebo šesťuholník, pričom nádrž je rozdelená jednou koncentricky usporiadanou deliacou stenou kruhového alebo mnohouholníkového pôdorysu na neprevzdušňovaný aktivačný priestor a prevzdušňovaný aktivačný priestor s priepustným otvorom v úrovni odtokového potrubia z nádrže alebo v úrovni dna nádrže. V neprevzdušňovanom priestore sú radiálne usporiadané vnútorné deliace steny siahajúce od dna až po strop nádrže s priepustnými otvormi striedavo pri dne nádrže a pri úrovni odtokového potrubia v smere postupného toku.

Zariadenie podľa vynálezu je výhodne realizované do monolitických alebo prefabrikovaných betónových nádrží z vodostavebného betónu s kruhovým, štvor- a viacuholníkovým pôdorysom, kde sú dno, vonkajší plášť, deliaca stena medzi neprevzdušňovaným aktivačným priestorom a prevzdušňovacím aktivačným priestorom a deflektor vyhotovené z vodostavebného betónu a vnútorné deliace steny a plášť dosadzovacieho priestoru vyhotovené z termoplastových konštrukčných prvkov na báze polyetylénu, polypropylénu alebo polykarbonátu. Zariadenie podľa vynálezu je výhodne realizované aj do nádrží s kruhovým, štvor-a viacuholníkovým pôdorysom, kde sú dno, vonkajší plášť, deliaca stena medzi neprevzdušňovaným aktivačným priestorom a prevzdušňovacím aktivačným priestorom a deflektor vyhotovené z termoplastových konštrukčných prvkov na báze polyetylénu, polypropylénu alebo polykarbonátu.

Pre jednoduchú prevádzku regulátora prietoku bez nutnosti údržby je významné, že škrtiaci otvor a prepúšťacie potrubie vnútri regulátora prietoku sú chránené proti zanášaniu nečistotami a vločkami aktivovaného kalu ochranným sitom, ktoré je periodicky preplachované vyčistenou odpadovou vodou, pričom mechanizmus preplachovania je taký, že periodicky sa vháňa tlakový vzduch, prípadne tlaková voda cez otvor do dutého telesa regulátora prietoku pod výtokovou clonou a tlakový vzduch alebo tlaková voda vytláča vyčistenú vodu, ktorá sa nachádza v regulátore prietoku v priestore medzi plášťom regulátora prietoku a prepúšťacím potrubím vnútri regulátora prietoku, najprv cez ochranné sito a až po dosiahnutí úrovne vtokového otvoru prepúšťacieho potrubia začne unikať natlakovaná voda, resp. vzduch cez škrtiaci otvor, pričom takto vytvorený krátkodobý spätný náraz tlakovej vody alebo zmesi tlakového vzduchu a tlakovej vody postačuje na dokonalé čistenie ochranného sita.

Riešením nedostatkov súčasného stavu techniky pre malé čistiarne odpadových vôd podľa tohto vynálezu sa vytvorila taká konštrukcia zariadenia na čistenie odpadových vôd pre malé zdroje odpadových vôd, ktorú možno vyhotoviť v jednom kompaktnom celku s možnosťou variácie tvaru a modulárnosti s použitím jednoduchých betónových nosných konštrukcií a ľahkých termoplastových stenových alebo konštrukčných prvkov, pričom umožňuje v jednom funkčnom celku splniť úlohu vyrovnávania premenlivých prietokov a dosahovania najvyššej možnej účinnosti biologického čistenia s odstraňovaním dusíka a fosfoiu pri nízkych nárokoch na miešaciu techniku.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Podstata vynálezu je ďalej objasnená v príkladoch jeho uskutočnenia, ktoré sú opísané na základe pripojených výkresov, ktoré znázorňujú:

- obr. 1 a, b, zariadenie na čistenie odpadových vôd podľa vynálezu,

- obr. 2 a, b, c zariadenie na čistenie odpadových vôd so štvoruholníkovým pôdorysom,

- obr. 3 a, b, c zariadenie na čistenie odpadových vôd s kruhovým, štvorcovým alebo mnohouholníkovým pôdorysom,

- obr. 4 regulátor prietoku.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad č. 1

Zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom, podľa vynálezu, obr. 1 a, b, pozostáva z nádrže 1 s dnom 2, vonkajším plášťom 3 a stropom 4. Nádrž 1 je rozdelená deliacou stenou 5 na neprevzdušňovaný aktivačný priestor 8 a prevzdušňovaný aktivačný priestor 9. Pomer ne prevzdušňovaného priestoru 8 k prevzdušňovaciemu priestoru je približne 1:1, ako vyplýva zo súčasného stavu techniky pre systémy so odstraňovaním dusíka a fosforu z odpadových vôd s vysokým podielom nefermentovaného organického uhlíka. Dosadzovaci priestor 10 je vyčlenený vnútri prevzdušňovaného aktivačného priestoru 9 plášťom 6 dosadzovacieho priestoru. V súlade so zaužívanými princípmi konštrukcie dosadzovacích priestorov pre aktivovaný kal má plášť 6 dosadzovacieho priestoru 10 tvar úplného obráteného a zrezaného kužeľa alebo hranola (obr. la), či časti obráteného a zrezaného kužela, hranola (obr. 1 b), pričom plášť 6 dosadzovacieho priestoru 10 uzaviera s dnom 2 nádrže 1 minimálny sklon 60°. Deliaca stena 5 a plášť 6 dosadzovacieho priestoru 10 siahajú od dna 2 až po strop 4 nádrže 1. V deliacej stene 5 je priepustný otvor 11 v úrovni odtokového potrubia 12 alebo v úrovni dna 2 nádrže 1. V plášti 6 dosadzovacieho priestoru 10 je priepustný otvor 7 v úrovni dna 2 nádrže 1. Neprevzdušňovaný aktivačný priestor 8 je ďalej rozdelený sériou vnútorných deliacich stien 13, ktoré siahajú od dna 2 až po strop 4 nádrže 1. Jednotlivé, za sebou nasledujúce deliace steny 13 majú priepustné otvory 14 striedavo pri dne 2 nádrže 1 a pri úrovni odtokového potrubia 12 z nádrže. V dosadzovacom priestore 10 je pod hladinou vyčistenej vody usporiadaný regulátor prietoku 15, obr. 4. Regulátor prietoku 15 je duté teleso, ktoré sa skladá z plášťa 16, vtokového otvoru 17 a výtokovej clony 18, pričom vtokový otvor 17 je chránený ochranným sitom 19. Vo výtokovej clone 18 je škrtiaci otvor 20 s dimenzovanou priepustnosťou na prietok odpadových vôd tak, že sa rovná priemernému dimenzovanému prietoku zariadenia na čistenie odpadových vôd Q₂₄. Vnútri regulátora prietoku 15 je prepúšťacie potrubie 21, ktorého vtokový otvor 22 je tesne za vtokovým otvorom 17 regulátora prietoku 15 a výtokový otvor 23 je spojený so škrtiacim otvorom 20. V priestore medzi prepúšťacím potrubím 21 a plášťom 16 regulátora prietoku 15 sa nachádza vyčistená voda. Pod výtokovou clonou 18 je v plášti 16 regulátora prietoku 15 realizovaný otvor 24 na prívod fluidného tlakového média, napr. tlakového vzduchu alebo tlakovej vody. V dosadzovacom priestore 10 je realizovaný bezpečnostný priepad 30, ktorý slúži na odvádzanie odpadových vôd s väčším prietokom ako maximálny prietok Q_max.

Z bezpečnostného priepadu 30 odteká vyčistená voda do odtoku, obtoku alebo inej nádrže, ktoré nie sú znázornené na obrázkoch.

Retenčný priestor 25 je vymedzený v nádrži 1 medzi úrovňou odtokového potrubia 12 z nádrže 1 a úrovňou prítokového potrubia 26 do nádrže 1 po celej ploche nádrže 1, teda nad neprevzdušňovaným aktivačným priestorom 8, prevzdušňovaným aktivačným priestorom 9 a dosadzovacim priestorom 10, pričom deliaca stena 5, vnútorné deliace steny 13 a plášť 6 dosadzovacieho priestoru 10 vymedzujú v retenčnom priestore 25 anaeróbne, anoxické, oxické a separačné podmienky pre aktivovaný kal. Spôsob prevzdušňovania obsahu prevzdušňovaného aktivačného priestoru 9 je z doterajšieho stavu techniky dostatočne známy. Zdroj tlakového vzduchu neznázornený na obrázkoch je zdrojom tlakového vzduchu aj pre mamutkové čerpadlá 27, 28, 29, ktoré vykonávajú recirkuláciu vratného kalu z dosadzovacieho priestoru 10 do neprevzdušňovaného aktivačného priestoru 8, recirkuláciu z prevzdušňovaného aktivačného priestoru 9 do neprevzdušňovaného aktivačného priestoru 8 a internú recirkuláciu v rámci neprevzdušňovaného aktivačného priestoru 8.

Prítok surových odpadových vôd je zaústený cez prítokové potrubie 26 do neprevzdušňovaného aktivačného priestoru 8. Aktivačná zmes, ktorá sa vytvorí miešaním surových odpadových vôd a recirkulovaného aktivovaného kalu, preteká cez sériu vnútorných deliacich stien 13, ktoré majú striedavo priepustný otvor 14 pri dne 2 nádrže 1 a pri úrovni odtokového potrubia 12. Striedavé usporiadanie priepustných otvorov 14 v rôznych výškach na deliacich stenách 13 v smere prietoku vytvára podmienky na ideálne a šetrné premiešavame obsahu neprevzdušňovaného priestoru 8 bez použitia mechanických miešadiel, v ktorom sa vytvárajú anaeróbne a anoxické podmienky pre aktivovaný kal. Z neprevzdušňovaného priestoru 8 odteká aktivačná zmes cez priepustný otvor 11 v deliacej stene 5 do prevzdušňovaného aktivačného priestoru 9. V prevzdušňovanom priestore 9 sú udržiavané oxické podmienky pre aktivovaný kal pomocou prevzdušňovania. Z prevzdušňovač ieho priestoru 9 odteká aktivačná zmes do dosadzovacieho priestoru 10 cez priepustný otvor 7 v plášti 6 dosadzovacieho priestoru 10. V dosadzovacom priestore 10 prebieha odseparovanie aktivovaného kalu vplyvom gravitácie od vyčistenej vody, pričom aktivovaný kal sa odsáva z dosadzovacieho priestoru 10 vo forme vratného kalu mamutkovým čerpadlom 28 do neprevzdušňovaného aktivačného priestoru 8 a vyčistená voda odteká cez regulátor prietoku 15 a odtokové potrubie 12 z nádrže 1 zariadenia na čistenie odpadových vôd. Vyčistená voda vstupuje do regulátora prietoku 15 cez ochranné sito 19 na vtokovom otvore 17 regulátora prietoku 15. Vnútri regulátora prietoku 15 za ochranným sitom 19 je vtokový otvor 22 prepúšťacieho potrubia 21, ktoré na druhom konci vyúsťuje v škrtiacom otvore 20 výtokovej clony 18. Za výtokovou clonou 18 odteká vyčistená odpadová voda voľne cez odtokové potrubie 12 z nádrže 1. Funkcia regulátora prietoku 15 je taká, že cez kalibrovaný škrtiaci otvor 20 môže odtekať vyčistená voda len takým prietokom, ktorý sa rovná alebo menší ako priemerný prietok Q₂₄, na ktorý sú dimenzované plocha a objem dosadzovacieho priestoru 10. V prípade vyššieho prietoku dôjde k zvýšeniu hladiny vody v celej nádrži 1 z úrovne hladiny vody A až do úrovne B vplyvom škrtiaceho efektu regulátora prietoku 15. Vnútorné deliace steny 13, deliaca stena 5 a plášť 6 dosadzovacieho priestoru 10 nedovolia neobmedzené vzájomné premiešavame obsahu jednotlivých priestorov, a preto sa môžu odohrávať všetky procesy čistenia odpadových vôd nerušene aj v retenčnom priestore 25. Škrtiaci otvor 20 a prepúšťacie potrubie 21 sú chránené proti zanášaniu nečistotami a vločkami aktivovaného kalu ochranným sitom 19, ktoré je periodicky preplachované vyčistenou odpadovou vodou. Mechanizmus preplachovania je taký, že periodicky sa vháňa tlakový vzduch, pripadne tlaková voda cez otvor 24 do dutého telesa regulátora prietoku 15 pod výtokovou clonou 18. Tlakový vzduch alebo tlaková voda vytláča vyčistenú vodu, ktorá sa nachádza v regulátore prietoku 15 najprv cez ochranné sito 19 a až po dosiahnutí úrovne vtokového otvoru 22 prepúšťacieho potrubia 21 začne unikať natlakovaná voda cez škrtiaci otvor 20. Takto vytvorený krátkodobý spätný náraz tlakovej vody alebo zmesi tlakového vzduchu a tlakovej vody postačuje na dokonalé čistenie ochranného sita 19, ktoré nikdy netreba manuálne čistiť. Materiál vonkajšieho plášťa 3, dna 2 nádrže 1, deliaca stena 5 a vnútorné deliace steny 13 nádrže 1 a plášť 6 dosadzovacieho priestoru 10 je možné vyhotoviť z termoplastových stenových alebo konštrukčných prvkov z polyetylénu, polypropylénu alebo polykarbonátu alebo kombináciou týchto materiálov. Nádrž 1 môže mať štandardné vonkajšie kontajnerové rozmery na uľahčenie prepravy. Nádrže 1 sa môžu spájať na mieste osadenia do väčších celkov naraz alebo postupne, ako sa zvyšuje množstvo produkovaných odpadových vôd.

Materiál nosných stien - vonkajšieho plášťa 3, dna 2 nádrže 1 a deliacej steny 5 je možné vyhotoviť z vodostavebného betónu a vnútorné deliace steny 13 a plášť 6 dosadzovacieho priestoru 10 je možné vyhotoviť z termoplastových stenových alebo konštrukčných prvkov z polyetylénu, polypropylénu alebo polykarbonátu alebo kombináciou týchto materiálov.

Príklad č. 2

Zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom, podľa vynálezu, obr. 2 a, b, c, pozostáva z nádrže 1 štvoruholníkového pôdorysu s dnom 2 vonkajším plášťom 3 a stropom 4. Nádrž 1 je rozdelená jednou deliacou stenou 5 na neprevzdušňovaný 8 a prevzdušňovaný priestor 9 s priepustným otvorom 11 v úrovni odtokového potrubia 12 z nádrže 1 alebo v úrovni dna 2 nádrže 1. V neprcvzdušňovanom aktivačnom priestore 8 je séria vnútorných deliacich stien 13 siahajúcich od dna 2 nádrže až po strop 4 nádrže s priepustnými otvormi 13 striedavo pri dne 2 nádrže 1 a pri úrovni odtokového potrubia 12 v smere postupného toku, ktoré sú usporiadané v jednom rade (obr. 2a) alebo v dvoch a viacerých radoch (obr. 2b). V prípade, že sú usporiadané vnútorné deliace steny 13 vo viacerých radoch, sú oddelené vodiacou stenou 31, pričom smer postupného toku je opačný na ľavej a pravej strane vodiacej steny 31 tak, aby bola dodržaná zásada, že odpadová voda preteká postupne cez všetky vnútorné deliace steny 13 a napokon odteká cez priepustný otvor 14 do prevzdušňovaného aktivačného priestoru 9. Možno viac nádrží 1 podľa tohto vynálezu zapojiť paralelne do väčších celkov (obr. 2c), a takto umožniť postupné zvyšovanie kapacity čistiarne odpadových vôd podľa zvyšovania produkcie surových odpadových vôd.

Príklad č. 3

Zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom, podľa vynálezu, obr. 3 a, b, c, pozostáva z nádrže 1 kruhového pôdorysu s dnom 2 vonkajším plášťom 3 a stropom 4. Nádrž 1 môže mať aj pravidelný mnohouholníkový tvar, napríklad štvorec alebo šesťuholník. Nádrž 1 je rozdelená jednou koncentricky usporiadanou deliacou stenou 5 kruhového alebo pravidelného mnohouholníkového pôdorysu na neprevzdušňovaný aktivačný priestor 8 a prevzdušňovaný aktivačný priestor 9 s priepustným otvorom 11 v úrovni odtokového potrubia 12 z nádrže 1 alebo v úrovni dna 2 nádrže 1. V neprevzdušňovanom aktivačnom priestore 8 sú radiálne usporiadané vnútorné deliace steny 13 siahajúce od dna 2 až po strop 4 nádrže 1 s priepustnými otvormi striedavo pri dne 2 nádrže 1 a pri úrovni odtokového potrubia 12 v smere postupného toku.

Priemyselná využiteľnosť

Zariadenie podľa tohto vynálezu je možné použiť na čistenie odpadových vôd z rôznych, najmä malých zdrojov, tak komunálnych, ako aj priemyselných s biologicky odbúrateľným znečistením. Zariadenie vďaka svojej flexibilite je zvlášť vhodné na decentrálne riešenia čistenia odpadových vôd pre malé obce, školy, reštaurácie, hotely, penzióny, priemyselné parky stavané na zelenej lúke a pod. Zariadenie je moduláme, možno postupne spájať do väčších celkov podľa nárastu produkcie odpadových vôd. Výhodou sú nízke stavebné náklady, keďže technické riešenie umožňuje dodávať hotové, „balené“ čistiarne odpadových vôd, ktoré vyžadujú len minimálne montážne a stavebné práce na mieste osadenia, pričom kvalita vyčistenej vody spĺňa aj zvýšené požiadavky z hľadiska kvality odpadových vôd, preto tieto čistiarne je možné použiť aj na vypúšťanie vyčistených odpadových vôd do povrchových vôd v citlivých oblastiach, kde hrozí eutrofizácia povrchových vôd alebo na vypúšťanie do podzemných vôd, ako aj na recykláciu vyčistených odpadových vôd.

Claims (6)

1. Zariadenie na kontinuálne čistenie odpadových vôd modifikovaným aktivačným procesom, ktoré v jednej nádrži združuje aktivačný priestor s neprevzdušňovanými anaeróbnymi a anoxickými zónami a prevzdušňovanou oxickou zónou, dosadzovaci priestor a retenčný priestor, s internou recirkuláciou medzi zónami aktivačného priestoru a recirkuláciou vratného kalu medzi aktivačným priestorom a dosadzovacím priestorom, vyznačujúce sa tým, že nádrž (1) s dnom (2), vonkajším plášťom (3) a stropom (4) je rozdelená na neprevzdušňovaný aktivačný priestor (8), prevzdušňovaný aktivačný priestor (9), dosadzovaci priestor (10) a retenčný priestor (25), pričom neprevzdušňovaný aktivačný priestor (8) je oddelený od prevzdušňovaného aktivačného priestoru (9) deliacou stenou (5) siahajúcou od dna (2) až po strop (4) nádrže (1) a majúcou priepustný otvor (11) v úrovni dna (2) nádrže (1) alebo úrovni odtokového potrubia (12) z nádrže (1), dosadzovaci priestor (10) je vymedzený vnútri prevzdušňovaného aktivačného priestoru (9) plášťom (6) siahajúcim od dna (2) až po strop (4) nádrže (1) a majúcim priepustný otvor (7) v úrovni dna (2) nádrže (1) a retenčný priestor (25) je vymedzený v nádrži (1) medzi úrovňou odtokového potrubia (12) z nádrže (1) a úrovňou prítokového potrubia (26) do nádrže (1) po celej ploche nádrže (1) nad neprevzdušňovaným aktivačným priestorom (8), prevzdušňovaným aktivačným priestorom (9) a dosadzovacím priestorom (10), neprevzdušňovaný aktivačný priestor (8) je rozdelený aspoň piatimi deliacimi stenami (13) v smere postupného toku siahajúcimi od dna (2) až po strop (4) nádrže (1), majúcimi priepustné otvory (14) striedavo v úrovni dna (2) nádrže (1) a v úrovni odtokového potrubia (12) z nádrže (1), pričom v dosadzovacom priestore (10) j e usporiadaný na odtokovom potrubí (12) z nádrže (1) regulátor prietoku (15).

2. Zariadenie na čistenie odpadových vôd podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že nádrž (1) má vonkajší plášť (3) kruhového alebo mnohouholníkového pôdorysu s aspoň štyrmi uhlami a deliaca stena (5) medzi neprevzdušňovaným aktivačným priestorom (8) a prevzdušňovaným aktivačným priestorom (9) je koncentricky usporiadaná s kruhovým alebo mnohouholníkovým pôdorysom s aspoň štyrmi uhlami, pričom neprevzdušňovaný aktivačný priestor (8) je rozdelený aspoň šiestimi, radiálne usporiadanými vnútornými deliacimi stenami (13) v smere postupného toku.

3. Zariadenie na čistenie odpadových vôd podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že nádrž (1) má vonkajší plášť (3) obdĺžnikového pôdorysu a v neprevzdušňovanom aktivačnom priestore (8) sú aspoň dva rady vnútorných deliacich stien (13) oddelených vodiacou stenou (31), s vnútornými deliacimi stenami (13) siahajúcimi od dna (2) nádrže až po strop (4) nádrže s priepustnými otvormi (13) striedavo pri dne (2) nádrže (1) a pri úrovni odtokového potrubia (12) v smere postupného toku, s vodiacou stenou (31) siahajúcou od dna (2) nádrže až po strop (4) nádrže.

4. Zariadenie na čistenie odpadových vôd podľa nároku 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že materiál dna (2), vonkajšieho plášťa (3) a deliacej steny (5) medzi neprevzdušňovaným aktivačným priestorom (8) a prevzdušňovaným aktivačným priestorom (9) a vodiacej steny (31) je vodostavebný betón a/alebo termoplast, ako napríklad polyetylén, polypropylén alebo polykarbonát a materiál vnútorných deliacich stien (13) a plášťa (6) je termoplast, ako napríklad polyetylén, polypropylén alebo polykarbonát.

5. Zariadenie na čistenie odpadových vôd podľa nároku 1 až 4, vyznačujúce sa t ý m, že regulátor prietoku (15) obsahuje/zahŕňa škrtiaci otvor (20), sito (19) na hrubé nečistoty na vstupnom hrdle (17), plášť (16) regulátora prietoku (15), prepúšťacie potrubie (21) a vstupný otvor (24) tlakového fluidného média do vnútra regulátora prietoku (15).

6. Zariadenie na čistenie odpadových vôd podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že tlakové fluidné médium je tlakový vzduch alebo tlaková voda.