SK5759Y1 - Zariadenie na predčistenie odpadových vôd v čistiarňach a úpravniach vôd - Google Patents

Abstract

Zariadenie na predčistenie odpadových vôd v čistiarňach a úpravniach vôd je tvorené pozdĺžnou nádržou (1) rozdelenou na celistvú alebo pozdĺžne delenú separačnú komoru (13) a na technologické komory (12, 12') umiestnené pri čelách (101) nádrže (1), kde je separačná komora (13) vybavená aspoň prítokovým žľabom (2) a výtokovým potrubím (5). Separačná komora (13) obsahuje minimálne jednu súpravu v podstate po celej dĺžke pri dne (131) usporiadaných separačných dýz (4), ktoré sú napojené na zdroj tlakovej vody a smerované v podstate proti smeru do separačnej komory (13) pritekajúcej odpadovej vody. Zdroj tlakovej vody je tvorený dopravnými čerpadlami (41), ktoré sú osadené v druhej technologickej komore (12)', s nasávaniami zaústenými do výtokovej časti separačnej komory (13), ktorá môže byť pozdĺžnym predelom (14) rozdelená na dve zrkadlovo vytvorené samostatné funkčné časti a je v nej vybudovaný priečny predel (15) s prepadovou hranou (151). Dná (131) oboch častí separačnej komory (13) sú v pozdĺžnom smere do stredu skosené a vo svojej najnižšej časti sú vybavené dnovými dopravníkmi (3), ktorých výstupná časť je vyvedená nad pieskové záchytky (132) vybudované v oboch častiach separačnej komory (13) priľahlých pri prvej technologickej komore (12) tak, že ich dnové časti sú zvažované smerom od tejto technologickej komory (12) a sú vytvorené pod úrovňou dna (131) separačnej komory (13).

Description

Technické riešenie sa týka konštrukcie zariadenia na predčistenie odpadových vôd v čistiarňach a úpravniach vôd, ktoré je určené na separáciu a odstránenie piesku, prípadne i plávajúcich nečistôt, najmä tukov, obsiahnutých v odpadových vodách a privádzaných do nádrží. Riešenie je výhodné najmä na pozdĺžne pravouhlé nádrže a na následné technologické postupy využívajúce na čistenie odpadových vôd biologické procesy na báze denitrifikácie a nitrifikácie. Zároveň slúži na ochranu zariadení a systémov čističiek odpadových vôd, resp. úpravní vôd, pred vydierajúcimi látkami, zanášaním pieskovými sedimentmi alebo tukmi.

Doterajší stav techniky

Separácia piesku s veľkosťou zrna nad 0,2 mm a prípadne aj tukov vo fáze predčistenia je v súčasnosti vykonávaná najmä pomocou systémov separácie založenej na báze prevzdušňovaných pozdĺžnych lapačov, pričom sedimentovaný piesok je následne vyčistený, napríklad jeho odčerpávaním vo forme hydrozmesi pomocou čerpadiel, umiestnených na moste pohybujúcom sa nad nádržou lapačov. Ak je systém riešený ako lapač piesku a tuku je vyflotovaný tuk stieraný hladinovou stierkou umiestnenou na moste cez prepadovú hranu, ktorý je odvádzaný do záchytky plávajúcich nečistôt. Iný variant odstraňovania piesku je jeho vyhmovanie do pieskovej priehlbne pomocou dnového zhrabovača, odkiaľ je potom vyberaný napríklad čerpadlami. Zariadenie zvyčajne pracuje nepretržíto alebo cyklicky, most lapača sa spravidla ako nosný prvok na ďalšie komponenty pohybuje po koľajniciach. Použitý spôsob zachytávania tuku a piesku, vrátane jeho očistenia od neseného organického znečistenia a jeho vyberania, je zastaraný a neefektívny so zreteľom na spôsob ďalšej manipulácie so zachytenými odpadmi i z hľadiska straty nesených ľahko rozložiteľných organických látok dôležitých z hľadiska dnes známych a používaných procesov zvýšeného odstraňovania nutrientov. Ďalšou dôležitou nevýhodou vzduchom miešaných pozdĺžnych lapačov piesku a tukov je skutočnosť, že pri tomto procese dochádza k technologicky nežiaducemu okysličovaniu odpadovej vody, pričom je naopak žiaduce, aby po prechode týmito lapačmi bol následný proces čistenia najskôr anaeróbny, t. j. za neprítomnosti vzdušného kyslíka.

Ďalej sú známe lapače piesku pracujúce na princípe vertikálneho sedimentačného procesu, ktorých príkladom je riešenie podľa spisu CZ 2001-2812 Al. Opísaná konštrukcia kruhovej nádrže so stredovým kužeľovým vzdutím dna a použitím lievikovitého zhrabovača umožňuje znížiť veľkú stavebnú hĺbku obvyklých vertikálnych lapačov. Riešení podľa spisu CZ 1993-2574 Al využíva na nátok do pozdĺžnych plochých lapačov napúšťacie zariadenia s regulovanou výstupnou štrbinou a riadeným tokom vody, čo má za následok zmenšenie stavebných rozmerov lapačov. Známe je i zariadenie podľa spisu CZ 1993-267 Al, v ktorom sú integrované vlastnosti hrablíc a lapačov, ktoré vykonáva vynášanie zhrabkov a piesku z dna nádrže pomocou triediaceho dopravného zariadenia. Ďalej je známe aj kontajnerové riešenie lapačov piesku pozdĺžne pretekaného miešané vzduchom, ktoré je opísané v spise US 2005/0045546 Al a ktorého nedostatkom je okysličovanie čistené vody, čo je nevýhodné pre ďalšie fázy čistiaceho procesu.

Podstata technického riešenia

Uvedené nevýhody známych riešení do značnej miery odstraňuje zariadenie na predčistenie odpadových vôd v čistiarňach a úpravniach vôd tvorené pozdĺžnou nádržou rozdelenou na celistvú alebo pozdĺžne delenú separačnú komoru a na technologické komory umiestnené pri čelách nádrže, kde je separačná komora vybavená aspoň prítokovým žľabom a výtokovým potrubím, pričom podstata riešenia je v tom, že zaradenie obsahuje v separacnej komore minimálne jednu súpravu v podstate po celej dĺžke pri dne usporiadaných separačných dýz, ktoré sú napojené na zdroj tlakovej vody a smerované v podstate proti smeru do separacnej komory pritekajúcej odpadovej vody.

Vo výhodnom uskutočnení je zdroj tlakovej vody tvorený dopravnými čerpadlami, ktoré sú osadené v druhej technologickej komore a ktorých nasávania sú zaústené do výtokovej časti separacnej komory, pričom separačná komora je pozdĺžnym predelom rozdelená na dve zrkadlovo vytvorené samostatné funkčné časti a je v nej vybudovaný priečny predel s prepadovou hranou.

Taktiež je výhodné, ak sú dna oboch častí separačnej komory v pozdĺžnom smere do stredu skosené a sú vo svojej najnižšej časti vybavené dnovými dopravníkmi, ktorých výstupná časť je vyvedená nad pieskové záchytky vybudované v separačnej komore priľahlo pri prvej technologickej komore tak, že ich dnové časti sú zvažované smerom od tejto technologickej komory a sú vytvorené pod úrovňou dna separačnej komory.

Rovnako je výhodné, keď je každá z častí separačnej komory vybavená tukovým odlučovačom vybudovaným pozdĺž bočných stien nádrže s hladinovým dopravníkom prepojeným so zásobníkom tukov.

SK 5759 Υ1

V optimálnom prípade sú tukové odlučovače vytvorené vložením nomých stien prepojených so separačnými komorami pomocou lamiel, vytvárajúcich v nomých stenách priechodné štrbiny, pričom koncové časti tukových odlučovačov sú prepúšťacím potrubím prepojené s odsávacími čerpadlami umiestnenými v druhej technologickej komore a prepojenými výtlakmi so zásobníkom tukov, ktorý je umiestnený mimo vlastnú čistiarenskú nádrž a je upravený na odčerpávanie alebo vyváženie nazhromaždených separovaných tukov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Konkrétny príklad uskutočnenia technického riešenia je schematicky znázornený na pripojenom výkrese, kde:

obr. 1 je vertikálny rez zariadením a obr. 2 je pôdorysný pohľad na zariadenie z obr. 1.

Obrázky, ktoré znázorňujú technické riešenie a následne opísaný príklad jeho konkrétneho uskutočnenia v žiadnom prípade neobmedzujú rozsah ochrany uvedený v definícii, ale len objasňujú podstatu technického riešenia.

Príklady uskutočnenia

Podľa technického riešenia je zariadenie tvorené pozdĺžnou nádržou I obdĺžnikového prierezu, výhodne vyrobenou z betónu a zabudovanou v zemi. Vnútorný priestor nádrže I je dvoma priečkami 11, 11' vybudovanými v blízkosti obidvoch čelných stien 101, rozdelený na krajnej suché technologické komory 12.12'a stredovú separačnú komoru 13, ktorá je pozdĺžnym predelom 14 rozdelená na dve samostatné funkčné časti a je v nej vybudovaný priečny predel 15 s prepadovou hranou 154. Nad jednou z čelných stien 101 nádrže I je vytvorený prítokový žľab 2 vyvedený nad separačnú komoru 13 s dvoma stavidlami 21. vytvorenými kolmo na smer nátoku odpadovej vody. Dna 131 oboch častí separačnej komory 13 sú v pozdĺžnom smere do stredu skosené a vo svojej najnižšej časti sú vybavené dnovými dopravníkmi 3, výhodne tvorenými bezhriadeľovými vretenovými dopravníkmi, vyvedenými cez prvú priečku Π do prvej technologickej komory 12, kde sú umiestnené ich pohony 3T Z dna 131 oboch separačných komôr 13 je vyvedená súprava pozdĺžne rozmiestnených dýz 4 napojených na miešacie dopravné čerpadlá 41, ktoré sú umiestnené v druhej technologickej komore 12' a ktorých nasávanie je zaústené do priestorov separačných komôr 13 za priečkou lľ. Neoddeliteľnou súčasťou separačných komôr 13 sú pieskové záchytky 132 vybudované priľahlo pri prvej priečke H. tak, že ich dnové časti sú zvažované smerom od tejto priečky H a sú vytvorené pod úrovňou dna 131 separačnej komory 13. Ďalšou súčasťou separačných komôr 13 sú tukové odlučovače 16 vybudované pozdĺž bočných stien 102 nádrže i vložením nomých stien 161 prepojených so separačnými komorami 13 lamelami 162 vytvárajúcimi priechodné štrbiny. Nad tukovým odlučovačom 16 je umiestnený hladinový dopravník 163, výhodne tvorený reťazovým lopatkovým zhrabovačom. Koncová časť tukového odlučovača 16 je prepúšťacím potrubím 164 prepojená s odsávacími čerpadlami 165 umiestnenými v druhej technologickej komore 12'. Výtlak odsávacích čerpadiel 165 je prepojený so zásobníkom 166 tukov umiestneným mimo vlastnej čistiarenskej nádrže I a je upravený na odčerpávanie alebo vyváženie nazhromaždených separovaných tukov. Zariadenie je ďalej vybavené bežnými štandardnými konštrukčnými a technologickými prvkami, ako výtokovými potrubiami 5, pochôdzflami lávky 6 so zábradlím 7, pieskovými čerpadlami 8, výhodne mamutími, radom neznázomených alebo neoznačených armatúr a riadiacich, ovládacích alebo bezpečnostných členov alebo komponentov.

Pri čistiacom procese je predčistená odpadová voda privádzaná prítokovým žľabom 2 a podľa jej množstva je otvorením jedného alebo oboch stavidiel 21 napúšťaná v smere kolmom na jej vtok do jednej alebo oboch častí separačnej komory 13. Tu je podrobovaná pôsobeniu tlakovej vody vháňanej do separačnej komory 13 pod tlakom prostredníctvom dopravných čerpadiel 41 sústavou dýz 4 smerovaných v podstate proti pohybu pritekanej vody. Tým dochádza k premiešavaniu vody a jej rotácií v smere valca, čo spôsobuje separáciu piesku a jeho padanie smerom k dnu 131. Tu je zhrabovaný dnovými dopravníkmi 3 do pieskových záchytiek 132, odkiaľ je podľa potreby odsávaný pieskovými čerpadlami 8 alebo vyvážený iným spôsobom. Odpadová voda zbavená piesku je potom cez prepadovú hranu 151 odvádzaná do druhej časti separačnej komory 13, z ktorej je buď vypúšťaná výtokovým potrubím 5 na ďalšie denitrifikačné alebo nitrifikačné čistenie a alebo je čerpaná dopravnými čerpadlami 41 do systému dýz 4. V prípade, že čistená voda obsahuje i tuky tieto účinkom vodného valca prestupujú štrbinami medzi lamelami 162 zo separačnej komory 13 do tukového odlučovača J_6, kde vyflotujú na hladinu a sú hladinovým dopravníkom 163 zhrňované do koncovej Časti tukového odlučovača 16 priľahlej druhej technologickej komory 12' odkiaľ sú odsávacími čerpadlami 165 v pravidelných intervaloch odčerpávané do zásobníka 166.

SK 5759 Υ1

Opísané uskutočnenie nie je jedinou možnou konštrukciou zariadenia podľa technického riešenia, lebo dnový dopravník 3 nemusí byť riešený vretenovým dopravníkom, hladinový dopravník 163 nemusí byť tvorený reťazovým lopatkovým zhrabovačom, zásobník 166 môže byť umiestnený podľa závislosti stavebnej dispozície čističky alebo úpravne vôd aj vo väčšej vzdialenosti od nádrže j_, ak bude zabezpečený proti zamŕzaniu. Nakoniec nádrž 1 nemusí mať obdĺžnikový prierez, ale môže mať prierez obráteného lichobežníka a pre odpadové vody neobsahujúce tuky nemusia byť nádrže I vybavené tukovými odlučovačmi 16.

Priemyselná využiteľnosť

Zariadenie navrhnuté podľa technického riešenia môže byť využívané v čistiarenských prevádzkach alebo úpravniach vôd, kde je nutné na ďalšie procesy zabezpečiť z privádzaných odpadových vôd odseparovanie piesku a tukov.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zariadenie na predčistenie odpadových vôd v čistiarňach a úpravniach vôd tvorené pozdĺžnou nádržou (1) rozdelenou na celistvú alebo pozdĺžne delenú separačnú komoru (13) a na technologické komory (12, 12') umiestnené pri čelách (101) nádrže (1), kde je separačná komora (13) vybavená aspoň prítokovým žľabom (2) a výtokovým potrubím (5), vyznačujúce sa tým, že separačná komora (13) obsahuje minimálne jednu súpravu v podstate po celej dĺžke pri dne (131) usporiadaných separačných dýz (4), ktoré sú napojené na zdroj tlakovej vody a smerované v podstate proti smeru do separačnej komory (13) pritekajúcej odpadovej vody.
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že zdroj tlakovej vody je tvorený dopravnými čerpadlami (41), ktoré sú osadené v druhej technologickej komore (12') a ktorých nasávania sú zaústené do výtokovej časti separačnej komory (13).
3. 3. Zariadenie podľa nárokov la 2, vyznačujúce sa tým, že separačná komora (13) je pozdĺžnym predelom (14) rozdelená na dve zrkadlovo vytvorené samostatné funkčné časti a je v nej vybudovaný priečny predel (15) s prepadovou hranou (151).
4. 4. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že dna (131) oboch častí separačnej komory (13) sú v pozdĺžnom smere do stredu skosené a vo svojej najnižšej časti sú vybavené dnovými dopravníkmi (3), ktorých výstupná časť je vyvedená nad pieskové záchytky (132) vybudované v oboch častiach separačnej komory (13) priľahlých pri prvej technologickej komore (12) tak, že ich dnové časti sú zvažované smerom od tejto technologickej komory (12) a sú vytvorené pod úrovňou dna (131) separačnej komory (13).
5. 5. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že každá z častí separačnej komory (13) je vybavená tukovým odlučovačom (16) vybudovaným pozdĺž bočných stien (102) nádrže (1) s hladinovým dopravníkom (163) prepojeným so zásobníkom (166) tukov.
6. 6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že tukové odlučovače (16) vytvorené vložením nomých stien (161) sú prepojené so separačnými komorami (13) pomocou lamiel (162), vytvárajúcich v nomých stenách (161) priechodné štrbiny, pričom koncové časti tukových odlučovačov (16) sú prepúšťacím potrubím (164) prepojené s odsávacími čerpadlami (165) umiestnenými v druhej technologickej komore (12') a prepojenými výtlakmi so zásobníkom (166) tukov, ktorý je umiestnený mimo vlastnú čistiarenskú nádrž (1) aje upravený na odčerpávanie alebo vyváženie nazhromaždených separovaných tukov.