CS248048B2 - Cleaning method of waste waters - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu čištění odpadních vod několikastupňovým, zvláště dvoustupňovým způsobem za použití aktivovaného kalu, přičemž se první stupeň aktivace kalu provádí jako adsorpční stupeň s množstvím kalu alespoň 2 kg BSKs na 1 kg suché látky a den aerobně, nebo popřípadě anaerobně a biozonozy prvního stupně aktivace kalu a dalších stupňů aktivace kalu jsou odděleny. Takový způsob čištění odpadních vod se přirozeně může provádět kontinuálně.

V odborném světě se adsorpční stupeň označuje krátce jako „A-stupeň“. Oddělení biozonoz se provádí mezioperačním čeřením a tím, že se žádný kal ze druhého nebo z dalších aktivačních stupňů nevrací zpět do prvního, vysoce zatěžovaného stupně aktivace kalu. V adsorpčním stupni se kal udržuje vhodným odváděním kalu přes mezioperační čeření ve fázi zapracování; dochází к dýchání substrátu. К udržení kalu v prvním stupni v tomto stavu je zapotřebí nízkého stáří kalu a tedy odpovídajícího řízeného odvádění kalu z mezioperačního čeření. Spolu s vytěžováním prostoru přibližně 10 kg BSKs na m³ a den v prvním stupni aktivace kalu se dosahuje toho, že se v prvním stupni hlavně štěpí, krakují, adsorbují a popřípadě vločkují výšemolekulární sloučeniny a tyto sloučeniny jsou prostřednictvím mezioperačního čeření ze systému odstraňovány spolu s nadbytečným kalem. Tím se šetří energie nutná u jiných postupů к odbourání těchto výšemolekulárních sloučenin.

V dalších stupních aktivace kalu se mohou nízkomolekulární látky a snadněji odbouratelné látky mimořádně snadno a rychle biologicky odbourávat. To je možné různými způsoby (viz například německou zveřejněnou přihlášku vynálezu DOS č. 26 40 875 pro tak zvaný AB-způsob a DOS č. 29 08 134 pro tak zvaný ATB-způsob]; takové způsoby se osvědčily, avšak chování čističek s adsorpčním stupněm, jakožto prvním stupněm aktivace kalu by se mohlo zlepšit se zřetelem na nárazové změny hodnoty pH, koncentrace solí a koncentrace toxických látek к dosažení lepší stálosti.

Úkolem vynálezu je vyvinout způsob, který by se v příslušným způsobem zařízených čistírnách odpadní vody s adsorpčním stupněm vyznačoval obzvláště velkou a zlepšenou stálostí při náhlých změnách hodnoty pH, koncentrace solí a koncentrace toxických látek.

Pro řešení tohoto úkolu podle vynálezu se adsorpční stupeň provádí s prokaryonty, jakožto biologickou hmotou, přičemž se do adsorpčního stupně s přitékající surovou odpadní vodou stále zavádí určité množství prokaryontů, jakožto doplňková biologická hmota hmotnostně v množství alespoň 1 %, se zřetelem na biologickou hmotu v objemové jednotce adsorpčního stupně. S výhodou se podle shora popsaného způsobu při vádí hmotnostně alespoň 2 % pracující biologické hmoty. Prokaryonty se míní zvláště protocyty a tím střevní bakterie (viz: Hans G. Schlegel „Allgemeine Mikrobiologie“ rok 1981, odstavce 3., 3.1 až 3.16). Podle vynálezu se využívá skutečnosti, že takové prokaryonty jsou obsaženy v dostatečném množství v každé surové odpadní vodě upravovatelné několikastupňovým způsobem s aktivovaným kalem, takže se ze surové odpadní vody mohou odnímat jakožto doplňující biologická hmota; popřípadě se se surovou odpadní vodou může biologická hmota zavádět do systému. Výhodný způsob provádění vynálezu je založen na tom, že se surová odpadní voda bez předběžného čeření (nebo popřípadě částečně předčištěná) zavádí do adsorpčního stupně a tím se nastavuje množství doplňující biologické hmoty.

Prokaryonty jsou přítomny zvláště v komunální odpadní vodě. Při propracování způsobu podle vynálezu pro čištění komunálních surových odpadních vod dochází к obzvláště stálým provozním poměrům v případech, kdy se doplňková biologická hmota zavádí v množství hmotnostně 5 až 15 %. Při provádění způsobu podle vynálezu v případě průmyslových surových odpadních vod obsahujících však prokaryonty se doporučuje, aby doplňková biologická hmota byla přiváděna ve hmotnostním množství 1 až 5 %. Je samozřejmě možné toto doporučované množství překračovat. Ve všech případech se dosahuje udivující provozní stability při náhlých změnách hodnoty pH, koncentrace solí a koncentrace toxických látek a při podobných změnách. Jestliže se s takovými náhlými změnami počítá a jestliže jsou tyto náhlé změny z kvantitativního hlediska známy, je možno v rámci vynálezu snadnými zkouškami zjistit vždy optimální množství dodávané doplňkové biologické hmoty.

Obecně se způsob podle vynálezu provádí tak, že se v adsorpčním stupni udržuje střední hustota populace prokaryontů alespoň 500 miliónů prokaryontů v cm³. Pak je zajištěno, že adsorpční stupeň pracuje spolehlivě se zřetelem na štěpení, krakování, adsorpci a vločkování výšemolekulárních sloučenin. To platí především tehdy, jestliže se pracuje se 700 milióny prokaryontů, popřípadě s jejich ještě větším množství na cm³. Při odpovídajícím zvýšení koncentrace surové odpadní vody spadají do rámce způsobu podle vynálezu zvýšení při stejném zatížení kalu na 50 až 80 kg BSKs na m³ a den.

Vynález je založen na překvapivé skutečnosti, že při provozování adsorpčního stupně s prokaryonty, a to zvláště s protocyty ve formě střevních bakterií, zpracuje se v odpadní vodě obsažený surový kal plně na bakteriální kal, takže zanikne jakákoliv podobnost к čerstvému kalu.

V adsorpčním stupni produkovaný kal rovnoměrného vzhledu vytváří hrubé, hnědočerné vločky, které se rychle usazují a vy248048 kazují index kalu přibližně 50 až 70 ml/g. Vločky kalu jsou vytvářeny z rovnoměrně utvářených shluků bakterií a z kolonií bakterií. To platí také se zřetelem na koloidně rozpuštěné látky a na nesedimentující látky. Tak dochází к výrazně lepšímu vylučování těžko odbouratelných látek. Nejsou zjistitelné žádné eukaryonty nebo protozony. Aktivovaný kal má sklon ke kumulaci. Přitom pracuje adsorpční zóna stabilně i při náhlých změnách hodnoty pH, koncentrace solí a koncentrace toxických látek a koncentrace podobných látek, jestliže se uvedeným způsobem stále zavádí doplňová biologická hmota. Jev je pravděpodobně založen na vysokém stupni pomnožování prokaryontů. To je také důvodem, proč aktivovaný kal v adsorpčním stupni při způsobu podle vynálezu má vyšší organický podíl než v případě běžného aktivovaného kalu.

Celkem je možno konstatovat, že bakteriální kal podle vynálezu má vyšší fyziologickou aktivitu. Proto se surová odpadní voda v adsorpčním stupni při kratší době zpracování zpracovává na takový zvláštní substrát, že v následujících biologických čisticích stupních dochází к výrazně lepšímu biologickému vyčištění. Prováděné zkoušky ukázaly, že při způsobu podle vynálezu je několikanásobně větší počet mikroorganismů na gram sušiny aktivovaného kalu, a to při menší četnosti druhů bakterií. Z toho lze odvodit, že prokaryonty, kterých se při způsobu podle vynálezu používá, mohou bez problémů existovat v oblasti hodnoty pH 4, čímž se již dosahuje značného zlepšení stability při náhlých změnách hodnoty pH jak v kyselém, tak v alkalickém oboru. Kromě toho existují mezi prokaryonty pravděpodobně druhy nebo mutanty, které mohou tento obor hodnot pH rozšiřovat, nebo které jsou schopny přizpůsobovat se extrémním okrajovým podmínkám, a to s velkou variabilitou v rámci čisté populace a smíšené populace.

Prokaryonty, zvláště protocyty a střevní bakterie, rostou velmi rychle. Při optimálních životních podmínkách dosahovaných množstvím doplňující biologické hmoty, vykazují v adsorpčním stupni sled generací již v průběhu jedné hodiny. Proto mohou být vystaveny velmi silnému selekčnímu tlaku, přičemž se přizpůsobují v krátké době měnícím se podmínkám okolí. К přizpůsobení dochází v průběhu několika hodin. Přizpůsobivost je založena na malém rozměru buněk, jejichž struktura je nespecifická a také na krátké době dělení buněk. Jelikož veškerá genetická informace prokaryontů je obsažena v jediném chromosomovém vláknu a na druhé straně je hmota jednotlivých prokaryontů mimořádně malá, je při binárním štěpení možné rychlé dělení bakteriálních buněk. Obzvláštní předností je skuteč nost, že pro nepatrnou velikost povrchu je stejně těžká hmota prokaryontů o faktor alespoň 10 větší než eukaryontů. Protože к látkové výměně dochází na povrchu, je možná také odpovídající vysoká reaktivita a kapacita ukládání živin ukládáním do odpovídající většinou slizovité látky.

Vynález využívá skutečnosti, že střevní flóra střevního traktu teplokrevných sestává kromě dalších bakterií z prokaryontů, které činí velký podíl z rodu Euterobacteriaceae. Tyto euterobakterie jsou fakultativně anaerobní a mohou tak získávat energii prostřednictvím dýchání (aerobně) á prostřednictvím kvašení (anaerobně). Surová odpadní voda, přitékající do čeřicí jednotky podle vynálezu, obsahuje vždy takové prokaryonty. Asi třetina fekálií sestává z takové bakteriální hmoty (přibližně 10¹¹ protocytů/g). Při způsobu podle vynálezu se stále zavádějí do adsorpčního stupně к dosažení vysoké provozní stálosti, jakožto doplňková biologická hmota. Přitom je přibližně jedna třetina do adsorpčního stupně zaváděné bakteriální hmoty ještě plně aktivní, jestliže se podle vynálezu do adsorpčního stupně zavádí bez předběžného čeření nebo bez částečného předběžného vyčištění. Dosažení zlepšení provozní stálosti je důsledkem velké variability prokaryontů ze střevních bakterií nebo prokaryontů v adsorpčním stupni a tak důsledkem nutnosti přizpůsobovat se a selekce a stále probíhajících mutací. Ze statistických výzkumů vyplývá, že při změnách hodnot pH, při náhlých změnách koncentrace solí a koncentrace toxických látek a při podobných náhlých změnách dochází při čištění odpadních vod způsobem podle vynálezu к vypěstovávání v krátké době stále opět životaschopných a odolných protocytů, které přejímají čisticí funkci. Vynález využívá této vlastnosti ke stabilizaci jednotek pro čištění odpadních vod pracujících adsorpčním způsobem.

V případě jednotek pro čištění odpadní vody, které pracují klasickým způsobem s pískovým provětrávaným zachycovačem, spadá zvláště u nových jednotek do rámce vynálezu provozovat čištění odpadní vody se zachycováním provzdušněného písku způsobem podle vynálezu. A—Stupeň se také může provozovat za použití kyslíku nebo kyslíkem obohaceného vzduchu jak pro případ otevřených, tak uzavřených vyhnívacích nádob.

V rámci vynálezu může být druhý stupeň aktivace libovolně proveden. Může to být například stupeň s aktivační kádí nebo jednotka se skrápěcími tělesy. V rámvi vynálezu je také možno za druhý aktivační stupeň zařazovat další aktivační stupně.

Claims (3)

1, Způsob čištění odpadních vod několikastupňovým, zvláště dvoustupňovým procesem za použití aktivovaného kalu, přičemž se první stupeň aktivace kalu provádí jako adsorpční stupeň s množstvím kalu odpovídajícím alespoň 2 kg BSKs na kg sušiny odpadní vody a den aerobně nebo popřípadě anaerobně s prokaryonty, jakožto pracující biologickou hmotou, přičemž biozonozy prvního stupně aktivace kalu a dalších stupňů aktivace kalu jsou odděleny, vyznačený tím, že se do adsorpčního stupně stále zavádějí se surovou odpadní vodou jako doplňková biologická hmota prokaryonty v množství, které na objemovou jednotku od vynAlezu povídá hmotnostně 1 až 15 % biologické hmoty pracující v objemové jednotce tohoto stupně, a to v případě komunálních vod s výhodou v množství hmotnostně 5 až 15 procent, v případě průmyslových vod s výhodou v množství hmotnostně 1 až 5 %.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se potřebné množství biologické hmoty doplňuje zaváděním nečeřené surové odpadní vody do adsorpčního stupně.

3. Způsob podle bodů 1 až 2, vyznačený tím, že se v adsorpčním stupni udržuje střední hustota populace prokaryontů alespoň 500 miliónů prokaryontů na cm³.