CS276271B6 - Process for micro-biological treatment of water - Google Patents

Description

Cílem vynálezu je vytvořit efektivní způsob k mikrobiologické úpravě vody a nenákladné, kompaktní a na obsluhu nenáročné zařízení k provádění tohoto způsobu, které je vhodné pro modulovou stavbu.

Tato úloha je podle způsobu řešena tím, že se voda postupně podrobí mechanickému odlučování pevných částic, mikrobiologické denitrifikaci v pevném mikrobiologickém reaktoru, obohacení kyslíkem a mikrobiologické nitrifikaci v dalším pevném mikrobiologickém reaktoru.

Mechanickým odloučením pevných části se vodě odeberou nečistoty v nerozpustné formě a udržují se odděleně od mikrobiologického stupně úpravy vody, čímž se zlepší jeho účinnost. Mikrobiologická denitrifikace při anoxických podmínkách převádí ve vodě obsažené nitráty na plynný dusík a odpovídajícím způsobem redukuje obsah nitrátů ve vodě. Toto nastává velice účinně v zaplavovaném pevném mikrobiologickém reaktoru. Dalši obohacování vody kyslíkem vytváří předpoklad pro účinnou, za aerobních podmínek prováděnou mikťobiologickou nitrifikaci v dalším pevném mikrobiologickém reaktoru, při které oxidaci amoniaků tvořeného biologickými látkami obsahujícími dusík vznikají nitrity a následně nitráty. Celkově se tak dosáhne efektivní odbouiá ní dusíkatých sloučenin zatěžujíčích vodu. Po dosažené mikrobiologické nitrifikaci, může voda v částečném proudu recirkulovat k mikrobiologické denitrifikaci, pro dosažení výhodného zpětného vedení vody obsahující nitráty.

Zařízení k mikrobiologické úpravě vody podle vynálezu obsahuje sedimentační oddíl, do kterého je dopravována voda přetlakem přes přívod, první zaplavený pevný mikrobiologický reaktor pro mikrobiologickou denitrifikaci, který je protékán ze spodu, přepad uspořádaný nad prvním pevným mikrobiologickým reaktorem, který je ve spojení se zkrápěcím zařízením, které je uspořádáno nad druhým pevným mikrobiologickým reaktorem pro mikrobiologickou nitrifikaci, vytvořený jako zkrápěné těleso, a zachycovací vanu s odtokem pod druhým pevným mikrobiologickým reaktorem. U tohoto zařízeni předchází mikrobiologické úpravě vody velice účinné mechanické odlučování pevných látek sedimentací v sedimentačním oddíle, při nenákladné stavbě. Rozstřikováním vody zkrápěcím zařízením nad druhým pevným mikrobiologickým reaktorem se voda rozdělí do nekontinuálniho proudu, obohatí se kyslíkem a dusík, dioxid uhlíku a jiné ve vodě rozpuštěné plyny se uvolni. Ta skutečnost, že pevný mikrobiologický reaktor pro denitrifikaci je protékán zespodu nahoru a pevný mikrobiologický reaktor nitrifikačniho stupně je zkrápěn, je výhodou s ohledem na instalovaný výkon čerpadla a kompaktní stavbu zařízení.

V přívodu zařízení podle vynálezu může být kromě zmíněného sedimentačního oddílu uspořádáno další zařízení k mechanickému odlučování pevných látek a sice zvláště filtr, přednostně filtr s tenkou vrstvou, nebo mikfosito. Oddělování pevných látek slouží k tomu , že voda je zbavena hrubých pevných látek obsažených v ní dosud v koloidní formě a tyto látky jsou odloučeny a udržovány mimo mikrobiologický stupeň úpravy vody. V odvodu zařízení může být rovněž zařízení k mechanickému oddělování pevných látek. Je rovněž možné, vytvořit zachycovací vanu jako sedimentační nádrž a/nebo přiřadit k zachycovací vaně sedimentační jímku. Alternativně nelo přídavně může být v odtoku prováděna filtrace nebo* mikroprosévání upravované vody. Voda je tak zcela zbavena nečistot vzniklých během mikrobiologického stupně čištění vody, zejména bio aktivního povlaku, strženého z pevných mikrobiologických reaktorů.

Pevný mikrobiologický reaktor uspořádaný v denitrifikačni zóně je přednostně blok, tvořený segmenty tvořícími mezi sebou uzavřené vzestupné průtokové cesty a pevný mikroCS 276271 Bd biologický reaktor uspořádaný v nitrifikační zóně je naproti tomu přednostně sestaven ze segmentů, které mezi sebou vytvářejí propojené a vzájemně se křižující průtokové cesty.

Mohou však být použity jiné segmenty. Segmenty sestávají přednostně z tažené fólie z plastické hmoty. Tyto mají veliké povrchové plochy ohraničující průtokové cesty, které jsou vhodné k osídleni mikroorganismy.

Alternativně je jeden nebo oba mikrobiologické reaktory sestaveny jako reaktory s vířivou vrstvou.

Přívod vedoucí k zařízení podle vynálezu může být napojen na rozvaděč uspořádaný v sedimentačním oddíle. Tím se dosáhne dobré rozdělení vody a efektivní využití prvního pevného mikrobiologického reaktoru, uspořádaného v denitrifikační zóně.

Ze dna sedimentačního oddílu vychází s výhodou odvod kalů, kterým můžou být při potřebě nenákladného způsobu odvedeny usazené pevné látky, k nimž patří zvláště bio-povlaky uvolněné z prvního pevného mikrobiologického reaktoru. Při vytvoření zachycovací vany jako sedimentační nádrže, se doporučuje tuto na dně opatřit rovněž takovým odvodem kalu.

Na spodním konci druhého pevného mikrobiologického reaktoru je uspořádán nad zachycovací vanou přívod vzduchu. Tim je zaručen přívod vzduchu komínovým efektem k druhému pevnému mikrobiologickému reaktoru, ležícímu v nitrifikační zóně, rlvněž nenákladným způsobem bez ventilátoru.

Zařízení podle vynálezu je s výhodou kompaktní modul obsahující veškeré přípoje na jedné straně. Může se tak bez problémů zařadit do jedné řady více paralelně zařazefných modulů v závislosti na požadované kapacitě.

Vynález je blíže popsán na přiloženém výkrese, který znázorňuje schematicky zařízeni pro mikrobiologickou úpravu vody.

Na vstupu do zařízení je uspořádán filtr 10, např. v podobě filtru s tenkou vrstvou ve kterém se z vody odluěují hrubé pevné částice podle použitého jemného síta filtračních vrstev. Místo filtru 10 se může použít i jiný odlučovač zvláště mikrosíto 1£. Voda přicházející k filtru 10 nebo k mikrositu 10 je dopravována čerpadlem 12 přetlakem do modulu 14 úpravy vody, přes jeho přívod 16 se dostává do rozvaděče £8, který je uspořádán v sedimentačním oddíle 20. Nad rozvaděčem £8 je uspořádán pevný mikrobiologický reaktor 22, ve kterém nastává mikrobiologická denitrifikace vpdy. Pevný mikrobiologický reaktor 22 sestává ze segmentů 24, které jsou zhotoveny z tažené folie z plastické hmoty a vytvářejí mezi sebou uzavřené vzestupné průtokové cesty 26. Rozvaděč 18 je uspořádán v určité vzdálenosti od spodní strany 28 pevného mikrobiologického reaktoru 22. Rozvaděč £8, slouží k rovnoměrnému rozdělení vody v sedimentačním oddíle 20.Přitom existují poměrně klidné poměry próudění,_;takže látky srážející se ještě ve vodě a bio-povlaky oddělené od pevného mikrobiologického reaktoru 22 mají možnost sedimentace proti směru vznosného proudění vody.

Sedimentační oddíl 20 se zužuje prostřednictvím alespoň jedné šikmé stěny 30 směrem dolů. Klínovitý nebo kuželovitý sedimentační oddíl 20 podporuje vznik vířivého proudění, které podporuje tvoření a aglomeraci vloěek pevných látek.

V oblasti dna sedimentačního oddílu 20 je vytvořen odvod 3_2, který je nahromaděný kal periodicky odváděn.

Vrchní plocha segmentů 24, která ohraničuje průtokové cesty 26 tvoři oblast osidlování pro sesilní mikroorganismy, které přebírají při anoxických podmínkách mikrobiologické čištění vody včetně denitrifikace. Přitom dochází k převedenídusičnanů rozpuštěných ve vodě na plynný dusík. V principu vydýchají mikroorganismy chemicky vázaný kyslík dusičnanu, kdy ve vodě není obsažen rozpuštěný kyslík, čímž se redukují dusičnany a přemění se na plynný dusík. Současně se zpracuji organické uhlohydráty rozpuštěné xie vodě.

Nad prvním pevným mikrobiologickým reaktorem 22 je uspořádán přepad 34, který přivádí vodu přes zkrápěcí zařízení 36 do následného nitrifikačního stupně. Při rozstřikování, které se např. dosáhne sprchovitým rozprašováním s nahoru směrovanými tryskami, pádem kapek (skapávaním) na nárazový talíř nebo kaskádu nárazových talířů,se voda rozdělí do nekontinuálniho proudu. Přitom se ve vodě rozpuštěné plyny, zvláště dusík a dioxid uhlíku uvolní, a současně se obohacuje voda vzdušným kyslíkem. Vedle prvního pevného mikrobiologického reaktoru 22 je od něj odděleně uspořádán druhý pevný mikrobiologický reaktor 38, na který voda stéká. Druhý pevný mikrobiologický reaktoť 38 je zkrápěné těleso, které je rovněž sestaveno ze segmentů 40, které jsou zhotoveny z tažené fólie z plastické hmoty. Na rozdíl od prvního pevného mikrobiologického reaktoru 22 obsahujícího uzavřené vzestupné průtokové cesty, křižující se mnohonásobně průtokové cesty 41! vytvořené mezi segmenty 40 druhého pevného mikrobiologického reaktoru 38, takže je zaručeno příčné rozděleni a dlouhá prodleva skapávající vody.

Pod druhým pevným mikrobiologickým ceaktorem 38 se nalézá zachycovací vana 44, která je tak konstruována, že mezi vodou, která se v ni nashromáždí a spodní stranou 46 druhého pevného mikrobiologického reaktoru 38 zůstává vzduchový spára 48, k níž je možný zvenku přístup vzduchu, jak je toto označeno šipkou 501 Druhý pevný mikrobiologický reaktor 38 je tak zásobován v důsledku komínového efektu vzestupným proudem vzdušného kyslíku. V druhém pevném mikrobiologickém reaktoru 38 dochází za aerobních podmínek, pomocí mikroorganismů usazených na vrchní ploše segmentů 40, k nitrifikaci vody, při které se vytváří z amoniaku přes nitrit nitrát.

Zachycovací vana 44 má směrem dolů skloněné dno 52, z jehož nejužšího místa vychází odtok 54 modulu 14 úpravy vody. Odtok 54 může vést do sedimentační nádrže, nebo k dalšímu filtru, nebo mikrosítu (neznázorněno). Je rovněž možné vytvořit samotnou zachycovací vanu 44 jako sedimentační nádrž.

Pevné mikrobiologické reaktory 22, 38 denitrifikační a/nebo nitrifikačni zóny mohou být sestaveny také z jinak vytvořených segmentů, případně nosných materiálů, nebo jako reaktory s vířivou vrstvou (neznázorněno). Modul 14 úpravy vody má veškeré přípoje na jedné straně, takže se může uspořádat v řadě více paralelně zařazených modulů 14 úpravy vody podle požadované kapacity.

Následně je popsán přiklad použiti zařízení k mikrobiologická úpravě pitné vody.

Zařízení bylo použito gako předřadný stupeň při úpravě pitné vody ze studny znečištěné infiltrací odpadní vody. Zařízení pracovalo s výkonem 22 m⁵/hod. s následujícími parametry vody nh přítoku a odtoku.

CS 276271 Βδ

Parametr	Přitok	Odtok	Účinnost
NH4-N	4,0 mg/1	0,3 - 0,5 mg/1	88 - 92 %
BSK5	30 - 50 mg/1	nn - 1,0 mg/1	cca 98 %
Fe /2 + , 3+)	1,9 mg/1	nn	do 100 %
pH	7,4	8,2
Způsobem a	zařízením podle vynálezu	je možné čistit pitné,	užitkové a odpadní

vody biologicky znečištěné.

Claims (12)

1. Způsob mikrobiologické úpravy vody, vyznačený tím, že se voda postupně podrobí mechanickému odloučení pevných látek, denitrifikaci v pevném mikrobiologickém reaktoru obohacení kyslíkem a nitrifikaci v dalším pevném mikrobiologickém reaktoru.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tim, že voda po dosažené mikrobiologické nitrifikaci ' recirkuluje v částečném proudu k mikrobiologické denitrifikaci.

3. Zařízeni k mikrobiologické úpravě vody způsobem podle bodu 1, zvláště k vyloučení du siku, s prvním zaplaveným pevným mikrobiologickým reaktorem zespodu přetékaným pro mikrobiologickou denitrifikaci, s přepadem uspořádaným nad prvním mikrobiologickým reaktorem, který je spojen s druhým pevným mikrobiologickým reaktorem pro mikrobiologickou nitrifikaci a s odtokovou částí pod druhým pevným mikrobiologickým reaktorem, vyznačené tím, že první pevný mikrobiologický reaktor (22) je blok sestavený ze segmentů (24) uzavírajících mezi sebou jednotlivé vzestupní průtokové cesty (26) uspořádaný nad sedimentačním oddílem (20), do kterého ústí přívod (16) vody, který je v odstupu od spodní strany (28) prvního pevného mikrobiologického reaktoru (22), kde přepad (34) je spojen se zkrápěcím zařízením (36), které je uspořádáno nad druhým pevným mikrobiologickým reaktorem (38) vytvořeným jako zkrápěné· těleso, přičemž odtok (54) je vytvořen pod druhým pevným mikrobiologickým reaktorem (38) jako zachycovací vana (44),

4. Zařízeni podle bodu 3, vyznačené tim, že v přívodu (16) a/nebo odtoku (54) zachycovací vany (44) je uspořádáno zařízení k mechanickému odlučováni pevných látek, zvláš tě filtr (40), přednostně filtr s tenkou vrstvou, nebo mikrosito.

5. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že druhý pevný mikrobiologický reaktor (38) je blok sestavený ze segmentů (40) tvořících mezi sebou propojené a vzájemně se křižu-. jící průtokové cesty (42).

6. Zařízení podle bodů 3 a 5, vyznačené tim, že segmenty (24, 40) sestávají z tažené fólie z plastické hmoty.

CS 276271 BÓ

7. Zařízení podle bodů 3 a 5, vyznačené tím, že alespoň jeden pevný mikrobiologický teaktor (22, 38) je vytvořen jako reaktor s vířivou vrstvou.

8. Zařízení podle bodů 3 a 4, vyznačené tím, že přívod (16) je nápojen na rozvaděč (18) uspořádaný v sedimentačním oddíle (20).

9. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že u dna sedimentačního oddílu (20) je odvod (32) sedimentačního kalu.

10. Zařízení podle bodů 3 a 5, vyznačené tím, že na spodní straně (46) druhého pevného mikrobiologického reaktoru (38) je nad zachycovaci vanou (44) uspořádán přívod (48) vzduchu.

11. Zařízení podle bodů 3 a 4, vyznačené tím, že zachycovaci vana (44) je vytvořena jako sedimentační nádrž.

12. Zařízeni podle bodů 3 a 4, vyznačené tím, že za zachycovaci vanou (44) je uspořádána sedimentační jímka.