CS266153B1 - Způsob čištěni odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat - Google Patents

Abstract

Způsob čištění odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat probíhá po jejich mechanickém nebo biologickém předčištění přídavkem hydroxidu nebo oxidu vápenatého. Na odpadní vodu pocházející z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat po mechanickém nebo/a biologickém předčištění se působí oxidem vápenatým nebo hydroxidem vápenatým v kombinaci s dvouvrstvými nebo třivrstvými jíly, výhodně bentonitem v množství 12 až 14 kg na 1 m3 odpadní vody a takto vzniklá sráženina se zahustí. Oxidem vápenatým nebo hydroxidem vápenatým se působí v množství 15 až 18 kg na 1 m5 odpadní vody při teplotě )0 až 90 °C, výhodné 20 až 60 °C na pH 8 až 13, výhodně 11 až 12,5, Způsob čištění odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat je využitelný v zemědělství při čištění odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat.

Description

Vynález řeší problem čištění odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu zemědělských zvířat.

Likvidace odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu zemědělských zvířat jo vážným ekologickým problémem, který dosud nebyl uspokojivě vyřeáen. V současné době se odpadní vody převážně likvidují rozvozem na zemědělské plochy, což je však spojeno s řadou ih'UohI al ků. Hlavními n<’d<u< ( a I ky jo zljoi Πον/ιιι í v I a η I iu ut I í pudy a znoě I Γί( ován í rtpodních vod.

Nejbližší řešení je známo podle československého autorského osvědčení číslo 201 654, které se týká mimo jiné čištění vod z tekutých substrátů zbývajících po metanovém vypírání organických kalů nejprve odčpavkováním při teplotě varu a potom přídavkem vápna. Tento postup má tu nevýhodu, že odpadní voda po biologickém předtištění a separaci hrubých nečistot obsahuje značné množství koloidu, respektive rozptýlených látek, které komplikují technologické řešení odčpavkování těchto vod, například zanášejí teplovýměnný systém nebo vyžadují speciální řešení výměny tepla. Obdobné problémy vznikají v samotné odčpavkovací koloně. Vyřešení odstranění podstatné části koloidních látek z odpadních vod pocházejících z exkrementů ještě před odčpavkováním tyto nedostatky odstraňuje.

Toto i další dosud známé technologie čištění těchto vod jsou ekonomicky náročné a jsou vždy spojeny s použitím chemických látek, jejichž likvidace a využití v zemědělství je problematické. K tomuto účelu byla například používána flokulační a koagulační činidla typu trojmocných kovů, minerálních kyselin, vysokomolekulárních polyelektrolytů a podobně.

Čištění těchto vod, to je odstranění látek vytvářejících trvalé hrubé i koloidní disperze ve vodě, za použití běžných fyzikálních procesu jako jsou sedimentace, flotace, filtrace, je rovněž nereálné, nebot je nutno je provádět na technicky velmi náročném zařízení, například ultrafiltraci, což je spojeno opět s vysokými ekonomickými náklady.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob čištění odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkocho’vu hospodářských zvířat, probíhající po jejich mechanickém nebo biologickém předčištění přídavkem hydroxidu nebo oxidu vápenatého, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že na odpadní vodu, pocházející z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat po mechanickém nebo/a biologickém předčištění se působí oxidem vápenatým nebo hydroxidem vápenatým v kombinaci s dvouvrstvými nebo třívrstvými jíly, výhodně bentonitem v množství 3 až 14 kg na 1 m odpadní vody, a takto vzniklá sraženina se zahustí, přičemž oxidem vápenatým nebo hydroxidem vápenatým se působí v množství 15 až 18 kg na 1 m^J odpadní vody při teplotě 10 až 90 °C výhodně 20 až 60 °C na pH 8 až 13, výhodně 11 až 12,5.

Čištěním odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu zemědělských zvířat podle vynálezu jsou z vod odstraňovány nežádoucí látky, to je koloidní a dispergované částice, na základě jejich chování a změn jejich fyzikálních vlastností v přítomnosti třetí látky v pevné fázi. Při způsobu podle vynálezu všechny pevné produkty vznikající v průběhu čisticího procesu jsou pro zemědělství využitelné, potřebné pro přípravu kompostů, přímé hnojení nebo jiné běžné postupy s cílem zlepšení kvality půdy. Pro čištění vod odpadajících při velkochovu zemědělských zvířat se podle vynálezu používá kombinace čištění za použití uhličitanu vápenatého v amorfní formě a jílových suspenzí, tak zvaných dvouvrstvých a třívrstvých jílů. Amorfní uhličitan vápenatý vzniká v průběhu čisticího procesu reakcí vápenatých iontů, výhodně za použití vápna nebo vápenné vodní suspenze s uhličitanovými ionty, které jsou přítomny v čištěných vodách za současné úpravy pH vody na požadovanou hodnotu 8 až 13, s výhodou 11,5 až 12,5. Tím se dosáhne snížení rozpustnosti znečišťujících látek a snížení pohyblivosti dispergovaných látek a dochází k agregaci. U podstatné části disperzního podílu dochází k přechodu koloidní disperze na hrubou disperzi, která se společně s přítomným amorfním uhličitanem vápenatým oddělí na základě jejich rozdílných fyzikálních vlastností.

V tomto stupni čištění dochází k odstranění disperzí převážně hydrofobního charakteru a zbytků mikroorganismů vzniklých v průběhu předcházejících pochodů.

CS 266 153 Bl

Nezkoagulované podíly, převážně koloidní disperze hydrofilního charakteru se podle vynálezu mohou v dalším stupni čištění odstranit přídavkem dvouvrstvých nebo třívrstvých jílů například typu bentonitu, kaolinu, které jsou schopny vytvářet ve vodném prostředí koloidní disperzi. Oba disperzní koloidy, to je nečistoty a jíly na sebe vzájemně působí, co·/, vodo ko I; o, i < μι I. i < · I .i I ΙοΚιιΙ.ίοΙ k o 1 o I <1 ti í cli lůtck n vzniku In ubč dl upnrzního nyntčmu, který se od vody nebo vodných roztoků oddělí na základě rozdílných fyzikálních vlastností.

V průběhu procesu se příznivě projeví i čiřící účinky obou zkoagulovaných disperzí. Oba stupně čištění, to je čištění amorfním uhličitanem vápenatým a jílovou disperzí, je výhodné podle vynálezu provádět současně a sediment CaCO^ a například bentonit oddělovat společně. Zahuštění získaného sedimentu před kompostováním se výhodně provádí na odstředivce, používané k izolaci kalu po biologickém rozkladu exkrementu při výrobě bioplynu.

Vynález a jeho účinky jsou blíže objasněny v příkladech provádění způsobu Čištění od- * padních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat podle vynálezu.

Příklad 1

Směs prasečích a hovězích exkrementů, po oddělení sedimentujících podílů, byla načerpána do flokulačního reaktoru objemu 20 Flokulační reaktor měl tvar válcové nádoby v horní a spodní části ukončené konickými dny. Spodní konické dno bylo upraveno pro homogenizaci · celého objemu reaktoru pomocí vzduchu přiváděného do rozdělovacího věnce a cirkulačním čerpadlem a směšovací tryskou. Horní víko reaktoru bylo opatřeno násypkou pro dávkování pevných látek. Vyčištěná voda byla vypouštěna pohyblivou násoskou. Zahuštěný kal byl vypouštěn do nejnižšího místa konické části reaktoru.

Po naplnění reaktoru směsnými exkrementy bylo za stálého míchání směsi dávkováno do reaktoru vápno a byla upravena alkalita čištěné vody na pH 12 až 12,5. Směs vysráženého uhličitanu vápenatého a zkoagulovaných koloidú byla míchána ještě po dobu 10 minut. Sedimentace hrubě dispergovaných podílů byla prováděna po dobu dvou hodin. Zahuštěný kal byl odpuštěn. K předčištěné vodě, za stálého míchání, byl nadávkován aktivovaný bentonit a směs míchána ještě po dobu 10 minut. Po čtyřech hodinách sedimentace byla vyčištěná voda z reaktoru odtažena. Kal byl po čiření s bentonitem ponechán v reaktoru a oddělil se společně s kalem po vápnění v dalším cyklu čištění.

Technologické podmíny:

o spotřeba vápna 15 kg/m čištěné vody spotřeba aktivovaného bentonitu 12 kg/m

Analytické hodnocení:

surová voda vyčištěná voda

CHSK mgo₂/l 8 700 960

Příklad 2

Prasečí exkrementy byly podrobeny anerobnímu rozkladu za vzniku bioplynu. Pevné podíly byly separovány na odstředivce. Voda zbavená pevných podílů byla kontinuálně čerpána do srážecího míchaného reaktoru, do kterého byla kontinuálně dávkována i vodná suspenze hydroxidu vápenatého. Nastřikované množství Ca/0II/₂ bylo řízeno v závislosti na pH vody na výstupu z reaktoru. Přitom pH bylo udržováno v rozmezí 11,5 až 12,5. Vzniklé hrubé disperze se oddělily v průtočném lamelovém odlučovači s kontinuálním odčerpáváním kalu. Předčištěná voda se zbavovala čpavku na desorpční koloně. Dočištění vody se provádělo v průtočném reaktoru za použití bentonitu. K čištění bylo použito bentonitu z mostecké lokality. Doba zdržení v reaktoru byla 15 min. Oddělení hrubých disperzí bylo prováděno v průtočné sedimentační

CS 266 153 Bl nádobě s plovoucí filtrační náplní tvořenou drobnými polystyrénovými kuličkami. Vyčištěná voda byla upravována C0₂ obsaženým v bioplynu na požadovanou hodnotu pH. Vyčištěná voda byla používána k technologickým účelům v lokalitě velkochovu. Odpadající kaly v průběhu procesu čištění byly zahušťovány na odstředivce a použity k přípravě kompostů.

Trrhnn ) (iq J rké pothiifnky ΝΛίΑηί,ΐ spotřeba vápna 17 kg/m spotřeba bentonitu 13 kg/m^ *

Analytické hodnocení: · surová voda

CHSK mgO₂/l

300 vyčištěná voda

030

Příklad 3

Směs prasečích a hovězích exkrementů byla podrobena anerobnímu rozkladu za vzniku bioplynu. Produkt biologického rozkladu byl oddělen na odstředivce na kal a fugát byl shromážděn v zásobníku, odkud byl kontinuálně čerpán odstředivým čerpadlem do míchaného reaktoru. Na sání čerpadla byla dávkována vodní suspenze hydroxidu vápenatého k vysrážení přítomných uhličitanů a úpravě pH na 10,5 až 12. Směs byla dále vedena do reaktoru, válcové nádoby opatřené ve spodní části tangenciálním vstupním hrdlem, které bylo ukončeno tryskou. K míchání reaktoru bylo využito kinetické energie vstupní směsi, která byla přiváděna do reaktoru tangenciálním hrdlem se směšovací tryskou. V důsledku této úpravy reaktoru docházelo postupně po výšce reaktoru ke snižování intenzity míchání, to znamená, že docházelo k plynulému přechodu z perikinetické do ortokinetické koagulace. Doba zdržení v reaktoru byla 10 minut. Vzniklá směs byla vedena do flokulaČního reaktoru, kam byla kontinuálně dávkována vodní disperze bentonitu. Doba zdržení v reaktoru byla 10 minut. Oddělení vzniklých hrubých disperzí bylo prováděno v usazovací nádrži s vertikálním průtokem. Vyčištěná voda byla v letních měsících používána k závlahám, v zimních měsících po odčpavkování jako technologická voda se využívala v místní lokalitě velkochovu.

Technologické podmínky:

spotřeba vápna 16 kg/m spotřeba bentonitu 12,5 kg/m^

Analytické hodnocení:

surová voda

CHSK mgO₂/l

400 vyčištěná voda

790

Způsob čištění odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat podle vynálezu je využitelný v zemědělství při čištění odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob čištční odpadních vod pocházejících z exkrementů z velkochovu hospodářských zvířat, probíhající po jejich mechanickém nebo biologickém předčištřní přídavkem hydroxidu ιη'Ιό o?: l<ln v/t । i úlu >, vy zn.iún ) í< í t I m, že nn odpad til vodu pocházející z exkrementů 7. velkochovu hospodářských zvířat po mechanickém nebo/a biologickém předčiStění se působí oxidem vápenatým nebo hydroxidem vápenatým v kombinaci s dvouvrstvými nebo třívrstvými jíly, 3 výhodně bentonitem v množství 12 až 14 kg na 1 m odpadní vody, a takto vzniklá sraženina se zahustí, přičemž oxidem vápenatým nebo hydroxidem vápenatým se působí v množství 15 až 18 kg na 1 odpadní vody při teplotě 10 až 90 °C, výhodně 20 až 60 °C na pH 0 až 13, výhodně 11 až 12 , 5. ,