CZ22838U1

CZ22838U1 - Zařízení pro biologické čištění odpadních vod, zejména z domácností, penziónů a podobně

Info

Publication number: CZ22838U1
Application number: CZ201022595U
Authority: CZ
Inventors: Vašenda@Jirí
Original assignee: Vašenda@Jirí
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2011-10-27

Description

Zařízení pro biologické čištění odpadních vod, zejména z domácností, penziónů a podobně

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro biologické čištění odpadních vod zejména z domácností, penziónů a podobně, tvořeného celoplastovým kontejnerem, ve kterém je provedena technolo5 gická vestavba obsahující vstupní část, aktivační prostor, dosazovací komoru a výtok.

Dosavadní stav techniky

Z technické praxe jsou známa různá řešení biologického čištění odpadních vod. Odpadní vody jsou nejdříve mechanicky předčištěny, poté jsou podrobeny biologickému odstranění znečištění aktivovaným kalem, obvykle za aerobních podmínek. Aktivovaný kal je vrácen do čistícího proio cesu.

Uvedený způsob je aplikován v různých čistírnách odpadních vod, počínaje malými domovními čistírnami, až po čistírny větší kapacity vhodné například pro hotely, obce a podobně.

Je známo, že při aplikaci tohoto způsobu, tj. pri provozu těchto čistíren odpadních vod, dochází v průběhu sedimentace k vyplavování plovoucích nečistot a aktivovaného kalu na hladinu dosazo15 vací nádrže. Tento jev je častý zejména u menších čistíren z důvodu značné nerovnoměrnosti nátoku čištěné odpadní vody. Odstranění plovoucích nečistot a kalu je řešeno u větších čistíren často pomocí speciálního zařízení, které tyto nečistoty z hladiny stírá nebo čerpá.

U menších čistíren, kde je výskyt těchto nežádoucích efektů častý a množství plovoucích nečistot a kalu je značné, zařízení na odstraňování plovoucích nečistot a kalu z ekonomických důvodů zpravidla není, a odstranění těchto nečistot a kalu je řešeno manuálně. Pri odstraňování je nutno spolu s plovoucími nečistotami odstranit také plovoucí kal, kterého je zpravidla několikanásobně více, než plovoucích nečistot nebo je nutné mechanicky vymíchat plynnou fázi z vyplavovaného aktivovaného kalu a tak oddělit vyplavený kal ze systému čištění odpadní vody od plovoucích nečistot, čímž se podstatně sníží množství nečistot, které je nutno odstranit z hladiny dosazovací nádrže.

Tento způsob odstraňování plovoucích nečistot je časově značně náročný a pri promíchávání plovoucího aktivovaného kalu a současného nátoku čištěné odpadní vody dochází k úniku tohoto aktivovaného kalu a plovoucích nečistot do odtoku a tím ke značnému zhoršení výsledných parametrů vyčištěné vody.

U systémů čištění odpadních vod, kdy je pro sedimentaci aktivovaného kalu využita vertikální dosazovací nádrž, je také nutno ručně odstraňovat plovoucí nečistoty z vtokového válce umístěného v dosazovacím prostoru. I v tomto vtokovém válci jsou zpravidla zachyceny plovoucí nečistoty společně s vyplaveným aktivovaným kalem, což také zvyšuje množství látek, které je nutno ze systému odstranit.

Odtok vyčištěné vody z dosazovací nádrže probíhá pod úrovní provozní hladiny. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v tom, že působením míchadla v první nádrži se mohou nečistoty a plovoucí aktivovaný kal snadno dostat v průběhu odtoku vyčištěné vody do odtokové trubky vyčištěné vody a zhoršit tak její kvalitu.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro biologické čištění odpadních vod zejména z domácností, penziónů a podobně, tvořeným celoplastovým kontejnerem, ve kterém je provedena technologická vestavba obsahující vstupní část, aktivační prostor, dosazovací komoru a výtok, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že vnitřní prostor kontejneru je rozdělen na 5 komor tvořených vstupním prostorem hydro-pneumatického pred45 čištění, propojeným s denitrifikačním a nitrifíkačním prostorem, který je přes prostup napojen na

-1 CZ 22838 Ul dosazovací komoru. K dosazovací komoře je připojen aerační prostor propojený průtokem s filtrační komorou s bio filtrem, opatřenou odtokem.

Spodní stěny dosazovací komory a filtrační komory jsou od střední části celkové výšky kontejneru zkoseny ve tvaru jehlanu ke dnu kontejneru a spodní stěny aeračního prostoru jsou od střední části celkové výšky kontejneru zkoseny ke středu dna kontejneru.

Prostor hydro-pneumatického předči štění je s výhodou tvořen záchytným košem pro nerozložitelný odpad s perforovanými stěnami a dnem. U dna denitrifikačního a nitrifikačního prostoru jsou ve výhodném provedeni umístěny alespoň dva jemně-bublinkové aerační elementy.

Dosazovací komora je s výhodou opatřena uklidňovacím nátokem, spodní mamutkou a homí ío mamutkou pro odčerpání kalů zpět do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru, přičemž odtok z dosazovací komory do aeračního prostoru je opatřen nomou stěnou s hřebenovým přelivem.

Na stěně aeračního prostoru je s výhodou umístěn další jemně-bublinkový aerační element a odtok z aeračního prostoru do filtrační komory je proveden prostupem u dna kontejneru pod filtrační vrstvy.

Filtrační komora je ve výhodném provedení opatřena biologickým filtrem tvořeným nad sebou ve vodorovném směru umístěnými alespoň dvěma filtračními vrstvami ve tvaru desek z materiálu se specifickým povrchem 150 až 650 m²/m³ a odtok z filtrační komory je umístěn nad filtračními vrstvami. Filtrační vrstvy mohou být zhotoveny z desek z vytlačovaného thermopropylénu. Filtrační komora může být ve spodní části opatřena další mamutkou pro odvod kalů zpět do denitri20 fikačního a nitrifikačního prostoru.

Jemně-bublinkové aerační elementy a další jemně-bublinkový aerační element jsou s výhodou připojeny k membránovému lineárnímu kompresoru.

Velikostně je kontejner proveden objemově tak aby na počet EO bylo zdržení splaškových vod v jeho prostorech po dobu dvou dnů.

Navrhovaná biologická čistička odpadních vod integruje do jednoho celku jak klasické biologické čištění odpadních vod tak i biologický filtr. Svoje uplatnění najde v případech instalace u staveb ve vodárenských pásmech, v oblastech CHKO a zejména pň navrhovaném řešení utrácení přečištěných odpadních vod do vsaku.

Navrhovaná biologická čistička odpadních splaškových vod BIO-ΜΑΤ je tvořena celoplastovou nádrží, do které je zabudována vestavba tak, aby tvořila jednotlivé technologické prostory, ve kterých dochází k biologickému čištění odpadních vod. Vestavba je provedena tak, aby účelově oddělovala jednotlivé technologické prostory a zároveň maximálně zvyšovala mechanickou odolnost celé konstrukce ČOV.

Jediná mechanická část ČOV je membránový lineární kompresor s výkonem 100 až 120 1/min.

Tento je umístěn vně ČOV na chráněném místě do vzdálenosti od ČOV cca 10 m.

Biologický filtr se zcela neuzavře - nezanese a udrží si tak svoji propustnost. Vyčištěná voda má Beta-mezasorpční charakter, což je čistota vody zajištěná přírodními procesy pomocí biomasy a odpovídá pstruhovým vodám. Obsah organických látek ve vyčištěné vodě vyjádřený BSK₅ je pod hranicí 5 mg/1. Experimentálně je ověřena na dvou pokusných lokalitách úroveň BSK₅ < 3 mg/1.

Přehled obrázků na výkresech

Zařízení pro biologické čištění odpadních vod podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsáno na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů. Na obr. 1 je schematicky znázorněno řešení v půdorysu. Na obr. 2 je schematicky znázorněno v částečném řezu v nárysu a na obr. 3. v bokorysu.

-2CZ 22838 Ul

Příklady provedení technického řešení

Zařízení pro biologické čištění odpadních vod z domácností je tvořené celoplastovým kontejnerem A, jehož vnitřní prostor je rozdělen na pět komor tvořených vstupním prostorem i hydropneumatického předčištění, propojeným s denitrifikačním a nitrifikačním prostorem 2, který je přes prostup napojen na dosazovací komoru 3. K dosazovací komoře 3 je připojen aerační prostor 4 propojený průtokem s filtrační komorou 5 s bio filtrem, opatřenou odtokem 12· Spodní stěny dosazovací komory 3 a filtrační komory 5 jsou od střední části celkové výšky kontejneru A zkoseny ve tvaru jehlanu ke dnu kontejneru A a spodní stěny aeračního prostoru 4 jsou od střední části celkové výšky kontejneru A zkoseny ke středu dna kontejneru A.

io Prostor 1 hydro-pneumatického předčištění je tvořen záchytným košem pro nerozložitelný odpad s perforovanými stěnami a dnem. U dna denitrifikačního a nitrifikačního prostoru 2 jsou umístěny dva jemně-bublinkové aerační elementy 14. Dosazovací komora 3 je opatřena uklidňovacím nátokem 6, spodní mamutkou 8 a homí mamutkou 9 pro odčerpání kalů zpět do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru 2. Odtok z dosazovací komory 3 do aeračního prostoru 4 je opatřen nomou stěnou 7 s hřebenovým přelivem.

Na stěně aeračního prostoru 4 je umístěn další jemně-bublinkový aerační element 15 a odtok z aeračního prostoru 4 do filtrační komory 5 je proveden prostupem 11 u dna kontejneru A pod filtrační vrstvy. Filtrační komora 5 je opatřena biologickým filtrem tvořeným nad sebou ve vodorovném směru umístěnými třemi filtračními vrstvami ve tvaru desek z materiálu se specifickým

2(í povrchem 500 m²/m³ a odtok 12 z filtrační komory 5 je umístěn nad filtračními vrstvami. Filtrační vrstvy jsou zhotoveny z desek z vytlačovaného thermopropylénu.

Filtrační komora 5 je ve spodní části opatřena další mamutkou 10 pro odvod kalů zpět do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru 2. Jemně-bublinkové aerační elementy 14 a další jemně-bublinkový aerační element 15 jsou připojeny k membránovému lineárnímu kompresoru.

Prostor 1 hydro-pneumatického předčištění je tvořen ve dnu a stěnách perforovaným košem ve kterém pomocí přiváděného vzduchu pod koš jsou rozmělněné hrubé nečistoty splaškových vod, které stěnami prostupují do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru 2. V koši zůstávají hrubé nerozložitelné nečistoty. Tyto je nutno v doporučených lhůtách ručně odstranit a uložit do komunálního odpadu.

Denitrifikační a nitrifikační prostor 2 je propočten tak, aby zdržení splaškových vod bylo cca dvoudenní. Na dno nádrže jsou upevněné dva aerační jemné-bublinkové elementy 14, které slouží k udržování biomasy ve vznosu a zároveň k přívodu potřebného množství kyslíku pro výživu bio-procesu čištění splaškové vody. Tyto vody pak prostupem natékají do dosazovací komory 3, do které je instalován uklidňovací nátok 6 a spodní a homí hydro-pneumatické odčerpávání kalů. Nátok 6 do dosazovací komory 3 je veden přes uklidňovací prostor se spodním výtokem. Nátok 6 je do dosazovací komory 3 proveden tak aby maximální část kalů ve vznosu byla odsátá spodním hydro-pneumatickým čerpadlem - spodní mamutkou 8 zpět do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru 2. Plovoucí nečistoty a nestabilizované kaly jsou odvedené z hladiny homí mamutkou 9 rovněž do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru 2. V dosazovací komoře 3 do40 jde k oddělení přečištěné vody od nízko zatížené biomasy - kalů, které mají tendenci klesat. Odtok oddělené vody do aeračního prostoru 4 je přes hřebenový průliv za nomou stěnou, která minimalizuje únik plovoucích nečistot a udržuje napětí hladiny vody potřebné k odvodu nečistot do homí mamutky 9.

Aerační prostor 4 slouží k zásobení přečištěných vod kyslíkem potřebného k rozvoji aerobních bakterií. Další jemně-bublinkový aerační člen 15 je v nádrži umístěn na stěnu aeračního prostoru 4 nad průtokem do bio-filtru, aby nebyla únikem vzduchu narušována a strhávaná biomasa přisedlá na filtračních deskách. Průliv do filtrační komory 5 je řešen při dnu konicky se zužujícího aeračního prostoru 4.

-3CZ 22838 Ul

U dna filtrační komory 5 je instalováno hydro-pneumatické čerpání - další mamutka 10 na odvod kalů zpět do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru 2. Na úrovni kolmých stěn filtrační komory 5 jsou směrem vzhůru nainstalované filtrační vrstvy. Bio-filtr má filtrační lože tvořené třemi až čtyřmi vrstvami TPPM matracemi - jemný vytlačovaný thermo-propylen lisovaný do desek, síla 50 mm s různou průchodností uložených na sobě. Při skladbě filtru jsou použité TPPM desky kdy specifický tj. celkový povrch desky na 1 m³ výrobce uvádí u použité podkladní desky TPPM 190/ až 200 m²/m³ a další vrstvy pak, TPPM 360/ až 400 m²/m³, TPPM 460/ až 500 m7m³. Uložené desky slouží nejen jako fyzikální filtr. Samo-regulační schopnost přisedlé biomasy ve filtru závislé na přísunu pro bakterie stravitelných látek což jsou amoniakální sloučeniny a dusičnany, ío Pokud tyto složky ubývají, dojde ke zpomalení rozvoje biomasy a opačně. Tím se biologický filtr zcela neuzavře - nezanese a udrží si tak svoji propustnost. Vyčištěná voda má Beta-mezasorpční charakter, což je čistota vody zajištěná přírodními procesy pomocí biomasy a odpovídá pstruhovým vodám. Obsah organických látek ve vyčištěné vodě vyjádřený BSK5 je pod hranicí 5 mg/1. Experimentálně je ověřena na dvou pokusných lokalitách úroveň BSK₅ < 3 mg/1. Jistota labo15 ratoře zpravidla neumožňuje uvést nižší hodnoty.

Znečištění odpadních vod

Počet obyvatel: 4 EO

Orientační hodnoty specifické produkce znečištění (populační ekvivalent):

BSK₅ = 60 g/os/den = 0,153 t/rok

CHSKcr = 120 g/os/den = 0,306 t/rok

NL = 55 g/os/den = 0,140 t/rok.

Návrhové látkové parametry ČQV pri Q₂₄ = 0,60 m³/den:

BSK.5 - 0,240 kg/den - 400 mg/1

CHSKo - 0,480 kg/den - 800 mg/1

NL - 0,165 kg/den = 367 mg/1.

Parametry na odtoku:

Pri předpokládané průměrné účinnosti ČOV 98 % - viz certifikát a protokol ze zkoušek čistírny, budou parametry vypouštěných odpadních vod následující:

Průměrné Maximální

BSK₅ 9,3 mg/1 12 mg/1

CHSKcr 63 mg/1 82 mg/1

NL 24 mg/1 34 mg/1.

Bilance znečištění odpadních vod (tuna/rok):

Přítok

BSK₅ 0,153 t/rok

CHSKc_r 0,306 t/rok

NL 0,140 t/rok

Odtok 0,0107 t/rok 0,0214 t/rok 0,0099 t/rok.

Poměrná koncentrace znečištění odpadních vod (mg/1) za ČOV s filtrem:

Přítok

BSK₅ 400 mg/1

CHSKcr 800 mg/1

NL 367 mg/1

OdtokzCOV

9,3 mg/1 mg/1 24 mg/1

Odtok z filtru

2,5 mg/1

16,5 mg/1

6,9 mg/1.

Průmyslová využitelnost

Zařízení pro biologické Čištění odpadních vod podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění 45 především jako domovní čistírna, ale lze ji využít i u menších provozoven a podobně.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Zařízení pro biologické čištění odpadních vod zejména z domácností, penziónů a podobně, tvořené celoplastovým kontejnerem ve kterém je provedena technologická vestavba obsahující vstupní část, aktivační prostor, dosazovací komoru a výtok, vyznačující se tím, že

5 vnitřní prostor kontejneru (A) je rozdělen na pět komor tvořených vstupním prostorem (1) hydropneumatického predčištění, propojeným s denitrifikačním a nitrifikaěním prostorem (2), který je přes prostup napojen na dosazovací komoru (3), ke které je připojen aerační prostor (4) propojený průtokem s filtrační komorou (5) s bio filtrem, opatřenou odtokem (12).
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní stěny dosazovací koío mory (3) a filtrační komory (5) jsou od střední části celkové výšky kontejneru (A) zkoseny ve tvaru jehlanu ke dnu kontejneru (A) a spodní stěny aeraěního prostoru (4) jsou od střední části celkové výšky kontejneru (A) zkoseny ke středu dna kontejneru (A).
3. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že prostor (1) hydro-pneumatického predčištění je tvořen záchytným košem pro nerozložitelný odpad s

15 perforovanými stěnami a dnem.
4. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, žeu dna denitrifikaěního a nitrifikačního prostoru (2) jsou umístěny alespoň dva jemně-bublinkové aerační elementy (14).
5. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že dosa20 zovací komora (3) je opatřena uklidňovacím nátokem (6), spodní mamutkou (8) a homí mamutkou (9) pro odčerpání kalů zpět do denitrifikaěního a nitrifikačního prostoru (2), přičemž odtok z dosazovací komory (3) do aeraěního prostoru (4) je opatřen nomou stěnou (7) s hřebenovým přelivem.
6. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na

25 stěně aeračního prostoru (4) je umístěn další jemně-bublinkový aerační element (15) a odtok z aeraěního prostoru (4) do filtrační komory (5) je proveden prostupem (11) u dna kontejneru (A) pod filtrační vrstvy.
7. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že filtrační komora (5) je opatřena biologickým filtrem tvořeným nad sebou ve vodorovném směru

30 umístěnými alespoň dvěma filtračními vrstvami ve tvaru desek z materiálu se specifickým povrchem 150 až 650 m²/m³ a odtok (12) z filtrační komory (5) je umístěn nad filtračními vrstvami,
8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že filtrační vrstvy jsou zhotoveny z desek z vytlačovaného thermopropylénu.
9. Zařízení podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že

35 filtrační komora (5) je ve spodní části opatřena další mamutkou (10) pro odvod kalů zpět do denitrifikačního a nitrifikačního prostoru (2).
10. Zařízení podle kteréhokoli z výše uvedených nároků, vyznačující se tím, že jemně-bublinkové aerační elementy (14) a další jemně-bublinkový aerační element (15) jsou připojeny k membránovému lineárnímu kompresoru.