CZ279609B6 - Reaktor pro biologické aktivační čištění odpadní vody - Google Patents

Abstract

Reaktor pro biologické čistění odpadní vody sdružující v nádrži aktivační prostor (5) a vzhůru se rozlišující trychtýřovitý separační prostor (2) pro fluidní filtraci pro čistění menších a nejmenších individuálních zdrojů spalškových vod. V reaktoru je vytvořen cirkulační okruh mezi aktivačním prostorem (5) přičemž separační prostor (2) komunikuje s aktivačním prostorem (5) jednak převáděcí pasáží (11) se vstupním otvorem (12) a průchodem, jednak přečerpacím agregátem (9). Sací vstup (10) přečerpacího agregátu (9) je zaveden ke dnu separačního prostoru (2) a výstup do aktivačního prostoru (5).ŕ

Description

(57) Anotace:

Zařízení sdružující v nádrži aktivační prostor (5) a vzhůru se rozšiřující trychtýřovitý separační prostor (2) pro fluidní filtraci pro čistění menších a nejmenších individuálních zdrojů splaškových vod. V reaktoru je vytvořen cirkulační okruh mezi aktivačním prostorem (5) a separačním prostorem (2), přičemž separační prostor (2) komunikuje s aktivačním prostorem (5) jednak převáděcí pasáží (11) se vstupním otvorem (12) a průchodem, jednak přečerpacím agregátem (9). Sací vstup (10) přečerpacího agregátu (9) je zaveden ke dnu separačního prostoru (2) a výstup do aktivačního prostoru (5).

Reaktor pro biologické aktivační čistění odpadní vody

Oblast techniky

Vynález se týká reaktoru pro biologické aktivační čištění odpadní vody sdružujícího v nádrži aktivační prostor a vzhůru se rozšiřující trychtýřovitý separační prostor pro fluidní filtraci, vhodného zejména pro čistění menších a nejmenších individuálních zdrojů splaškových vod, jako jsou například rodinné domky, popřípadě jejich kolonie, hotely, motely a podobně.

Dosavadní stav techniky

Pro účely čistění menších a nejmenších individuálních zdrojů splaškových vod jsou doposud používány různé systémy biologického čistění typu biofiltrů a biodisků. Účinnost čistění těchto čistíren však nedosahuje účinnosti systémů biologického čistění aktivovaným kalem. Použití aktivačního čistění i pro malé a nejmenší čistírny odpadních vod však naráží na mnohé technické překážky. Je například známo, že nerovnoměrnost hydraulického zatížení se zvyšuje se zmenšující se kapacitou čistírny. Největší hydraulické přetížení se vyskytuje u malých domovních čistíren pro rodinné domky, kde například vypuštění vany představuje krátkodobé hydraulické přetížení, jehož intenzita převyšuje řádově celodenní průměrné zatížení.

Nerovnoměrnost hydraulického i látkového zatížení vyžaduje odpovídající zvětšení zařízení pro aktivační čistění, popřípadě předřazení vyrovnávací nádrže, a tím i jeho cenu. V důsledku toho náklady pro malé aktivační čistírny vzrůstají u dosavadních typů exponenciálně se zmenšujícím se výkonem.

Další nevýhodou dosavadních typů malých aktivačních čistíren je i závislost provozních nákladů na velikosti čistírny. Relativně vysoké provozní náklady u malých čistíren jsou důsledkem vyšší specifické spotřeby elektrické energie a nároků na obsluhu, zejména na odvoz přebytečného biologického kalu.

Tyto nevýhody malých čistíren vedou ke snaze ke sdružování malých zdrojů splaškových vod do větších celků, pokud možno s připojením na společnou kanalizaci, protože náklady na jejich čistění jsou u větších čistíren výrazně nižší.

Použití individuálních malých čistíren je potom vyhrazeno pouze případům, kde budování společné kanalizace není z ekonomických důvodů opodstatněné.

Pro čistění malých a nejmenších individuálních zdrojů splaškových vod je hospodárný tzv. Brown-Water-Concept, podle nějž vyčištěná voda z provozů kuchyní, koupelen a provozu domácích praček je opakovaně používána pro sanitární účely. Podmínkou efektivního použití Brown-Water-Conceptu je mimo vysoce účinného vyčištění odpadní vody i její čistění přímo na místě vzniku tak, aby náklady na její distribuci byly co nejmenší. To vede k potřebě malých a nejmenších domovních čistíren splaškových vod s vysokými nároky na kvalitu vyčištěné vody, čistíren malých rozměrů, snadno transportovatelných, s jednoduchou instalací a s přijatel

-1CZ 279609 B6 nými cenovými relacemi. Takové zařízení, které by plně vyhovovalo těmto podmínkám doposud na trhu chybí.

Je možno shrnout, že malá kapacita domovních čistíren splaškových vod vytváří z těchto zařízení náročný a zcela specifický typ zařízení. Dlouhodobý vývoj domovních čistíren prokázal, že z hlediska kvality vody je nejúčinější použití technologie velmi nízko zatíženého aktivačního čistění s biomasou ve vznosu a se separací aktivovaného kalu fluidní filtrací.Technické řešení reaktorů tohoto typu pro nejmenší kapacity však doposud naráželo na značné obtíže v důsledku minimalizace kapacity těchto reaktorů.

Doposud vyvinuté integrované reaktory pro aktivační čistění tohoto typu vykazují stále ještě mnohé nedostatky.

Jednou, z výrazných provozních nedostatků současných integrovaných reaktorů pro aktivační čistění splaškových vod, používající pro separaci aktivovaného kalu fluidní filtraci, je flotace kalu v separaci v důsledku postdenitrifikačních pochodů ve vrstvě fluidního filtru. To je způsobeno nedostatečným odstraněním dusičnanové formy znečištění v průběhu aktivačního čistění. I když tato závada neznemožňuje provoz domácích čistíren, přece jen flotace zhoršuje provoz čistírny a působí neesteticky.

Další nevýhody dosavadního řešení integrovaných reaktorů s fluidní filtrací pro malé domácí čistírny vyplývají z používané geometrické konfigurace reaktoru se značnou výškou zařízení, která neumožňuje použití nízkotlakých ventilátorů jako zdroje vzduchu pro provzdušňováni aktivace. Nutnost používání kompresorů s vyšší výtlačnou výškou potom neúměrně zvyšuje investiční i provozní náklady celého zařízení.

s fluidní a j eho tvar reaktorů zařízení uspořádání integrovaných

Rozměry do sklepních prostorů na více konstrukčních dosavadních typů zaříje i výrobně všech těchto nevýhod konfigurace že pořizovací náklady

Dosavadní filtrací vykazuje i další nevýhody, neumožňují dopravu a uložení reaktoru rodinných domků bez předchozího rozložení dílů. Jejich montáž na místě použití je u zení náročná, a tím i cena vyplývájících s fluidní filtrací zvyšují cenu nad únosnou míru.

Konstrukce těchto reaktorů zařízení je vysoká. Souhrn z nevhodné geometrické je potom příčinou, složitá, reaktoru

Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení, které by účinně čistilo domovní splaškové odpadní vody, a to i pro malá a velmi malá množství odpadních vod, které by poskytovalo kvalitně vyčištěnou vodu, bylo jednoduché a také cenově přijatelné.

Dále je úkolem vynálezu vytvořit zařízení, které by umožňovalo plné využití výhod reaktorů s fluidní filtrací i pro nejmenší domovní biologické čistírny a přitom by odstranilo nedostatky dosavadního řešení. To znamená zejména dosažení výrobní jednoduchosti, dále snadné transportovatelnosti v rozloženém stavu se snadnou montáží na místě použití a navíc možnosti uplatnění spolehlivého a cenově dostupného zdroje stlačeného vzduchu.

-2CZ 279609 B6

Podstata vynálezu

Nevýhody stavu techniky do značné míry odstraňuje reaktor podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v reaktoru je vytvořen cirkulační okruh mezi aktivačním prostorem a separačním prostorem, přičemž separační prostor komunikuje s aktivačním prostorem jednak převáděcí pasáží se vstupním otvorem a průchodem, jednak přečerpacím agregátem, jehož sací vstup je zaveden ke dnu separačního prostoru a výstup do aktivačního prostoru.

Pro účinný průběh biologických procesů je podstatné, že aktivační prostor . je mezi stěnou separačního prostoru pro fluidní filtraci a pláštěm nádrže reaktoru alespoň zčásti přehrazen přepážkou, oddělující od sebe oxidní část a anoxidni část aktivačního prostoru.

Pro vytvoření cirkulačního okruhu je významné, že separační prostor je spojen přiváděči pasáží se vstupním otvorem a průchodem s oxidní částí aktivačního prostoru a přečerpacím agregátem s anoxidni částí aktivačního prostoru, přičemž sací vstup přečerpacího agregátu je zaveden ke dnu separačního prostoru a výstup do anoxidni části aktivačního prostoru.

Pro umožnění cirkulačního oběhu je přepážka opatřena propojovacím otvorem.

Z hlediska výrobního a dopravního je přínosem, že separační prostor má tvar půljehlanu nebo půlkužele přiřazeného excentricky k části pláště nádrže.

Pro využití stávajících zařízení je účelné vytvořit separační prostor ve tvaru kužele nebo jehlanu.

Z hlediska jednoduchosti konstrukce je významné, že přepážka v aktivačním prostoru je součástí lapače hrubých nečistot, ve kterém je umístěn přečerpací agregát.

Z hlediska odběru vyčištěné vody je přínosem uspořádání, kde je separační prostor pro fluidní filtraci na trychtýřovité části opatřen nadstavbou, opatřenou plovákovým odběrným ústrojím vyčištěné vody.

Pro nepřetržitý provoz reaktoru je významné, že lapač flotujícího kalu v separačním prostoru pro fluidní filtraci je opatřen zdrojem stlačeného vzduchu a také to, že do aktivačního prostoru je zaústěno odkalovací potrubí pro odvod přebytečného aktivovaného kalu a jeho vstup je situován v jedné třetině až ve dvou třetinách výšky reaktoru nade dnem nádrže.

Výhodou zařízení podle vynálezu jsou jeho malé rozměry spolu s kompaktností a uzavřeností konstrukce, umožňující velkosériovou výrobu snadno transportovatelných reaktorů. Výhodou je také snadná umístitelnost zařízení přímo v suterénu obytných objektů.

Výhodou zařízení podle vynálezu je zejména umožnění i excentrické geometrické konfigurace s malou výškou reaktoru, umožňující použití jako zdroje stlačeného vzduchu jednoduchých nízkotlakých ventilátorů. Další výhodou je možnost sektorové konstrukce

-3CZ 279609 B6 reaktoru, umožňující snadný a hospodárný transport s jednoduchou montáží při uložení domovní čistírny ve sklepních místnostech rodinných domků. Použitá geometrická konfigurace reaktoru přitom umožňuje jednoduchou konstrukci celého zařízení s minimalizací výrobní náročnosti, a tím dosaženi přijatelné ceny.

Přehled obrázků na výkresech

Příklad zařízení podle vynálezu je popsán na základě připojených výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněný půdorys zařízení, na obr. 2 je schematicky znázorněný řez A-A naznačený na obr. 1, na obr. 3 je schematicky znázorněný boční pohled na zařízení, na obr. 4 je schematický nárysný řez válcovou variantou zařízení na obr. 5 je schematicky znázorněný půdorys válcové varianty zařízení.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

V nádrži s pláštěm 1, která má půdorys například ve tvaru mnohoúhelníka, je excentricky uložen separační prostor 2 pro separaci fluidní filtrací, který je přiřazen k části pláště 1 nádrže. Separační prostor 2 je vymezený jednak svislou stěnou části pláště 1 a jednak šikmými dělicími stěnami 3_, které vytvářejí trychtýřovitý, dolů se zužující separační prostor 2.

Separační prostor 2 má s výhodou tvar půljehlanu, nebo půlkužele přiřazeného excentricky k části pláště 1 nádrže. V separačním prostoru 2 je k plášti 1 přiřazen lapač 1_ hrubých nečistot, do kterého je zaústěn přívod 8 odpadní vody.

V lapači 7 je vložen přečerpací agregát 9., tvořený například mamutkovým čerpadlem, jehož sací vstup 10 je zaveden ke dnu separačníhó. .prostoru 2. Mezi pláštěm 1 nádrže a dělící stěnou 3. separačního prostoru 2 je vytvořen aktivační prostor 5., který je přehrazen přepážkou 6 oddělující v součinnosti s dělicí stěnou X separačního prostoru 2 alespoň zčásti oxidní část 5a aktivačního prostoru 5 od arioxidní části 5b aktivačního prostoru 5. Oxidní část 5a a anoxidní část 5b jsou vzájemně propojeny, například tak, že v přepážce 6 je u dna nádrže proveden propojovací otvor

24. Propojení aktivačního prostoru 5 se separačním prostorem 2 tvoří převáděcí pasáž 11 se vstupním otvorem 12.. Na straně převáděcí pasáže 11 je v dělicí stěně 3 separačního prostoru 2 u jeho dna vytvořen průchod 13, kterým komunikuje separační prostor 2. s oxidní částí 5a aktivačního prostoru 5. Odvod 17 z lapače Ί_ hrubých nečistot je vyveden do anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5.

V horní, rozšiřující se části separačního prostoru 2. je uspořádán lapač 14 flotujícího kalu s vývodem 15 vyflotovaného kalu, který je vyveden do anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5.

Do lapače 14 flotujícího kalu je zaústěn přívod vzduchu z neznázorněného zdroje stlačeného vzduchu. Tento zdroj stlačeného vzduchu je s výhodou určen i pro pneumatický provzdušňovací

-4CZ 279609 B6 systém v reaktoru, sestávající z provzdušňovacích elementů 16 napojených na neznázorněný zdroj stlačeného vzduchu také neznázorněným rozvodným potrubím. Stlačeného vzduchu ze stejného zdroje může být použito i pro přečerpací agregát 9 ve formě mamutkového čerpadla.

Suspendace aktivovaného kalu v anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5 je zajištěna popsaným uspořádáním pro nátok odpadní vody do aktivačního prostoru 5 a odtok z něj a provzdušňováním malým množství vzduchu ze společného neznázorněného zdroje vzduchu. Množství vzduchu je přitom voleno tak, že postačuje pro suspendaci aktivovaného kalu, ale nenarušuje podstatně anoxidní podmíky v anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5, nutné pro průběh denitrifikačních procesů. K tomu účelu je tato část aktivace vybavena jedním nebo více neznázorněnými bodovými provzdušňovacimi elementy. Na hladině separačního prostoru 2 je umístěno plovákové odběrné ústrojí 18 vyčištěné vody s odvodem 19. Nejnižší poloha plovákového odběrného ústrojí 18 je určena neznázorněnou zarážkou a neznázorněný přeliv plovákového odběrného ústrojí 18 je nastaven na určitý maximální odběr nepřevyšující dvojnásobek celodenního průměru hydraulického zatížení reaktoru.

Hladina 21 reaktoru je za průměrného zatížení reaktoru v nejnižší poloze a při krátkodobém hydraulickém přetížení se hladina zvýší a může dosáhnout úrovně nejvyšší hladiny 22. Pro odvod nadbytečného aktivovaného kalu je zařízení opatřeno odkalovacím potrubím 23., které je s výhodou zaústěno do horní poloviny aktivačního prostoru 5.

Oxidní část 5a a anoxidní část 5b aktivačního prostoru 5 jsou vzájemně spojeny propojovacím otvorem 24 v přepážce 6., s výhodou umístěným u dna nádrže.

Popsaný reaktor sestává s výhodou ze dvou sektorových částí. V jedné části - podle obr. 1 v levé části - jsou soustředěny technologické vestavby vytvářející jednotlivé funkční prvky. K ní je přiřazena další část sloužící jako aktivační prostor 5. Toto provedení umožňuje vzájemné vsazení obou částí do sebe, což je výhodně zejména pro skladování a dopravu.

Funkce popsaného zařízení k biologickému čistění odpadní vody probíhá takto:

Odpadní voda vtéká přívodem 8. do lapače 7. hrubých nečistot. Proud aktivační směsi a vzduchu, který vystupuje z přečerpacího agregátu 9_, urychluje v lapači 7 hrubých nečistot desintegraci papíru ze sanitárního zařízení a napomáhá oddělování hrubých usaditelných nečistot v odpadní vodě do spodní části lapače 7. Aktivační směs z lapače 7 je vyvedena do anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5 odvodem 17. V anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5 je suspendace aktivovaného kalu udržována malou intenzitou provzdušňování, která nenaruší anoxidní podmínky nutné pro průběh denitrifikačních pochodů. Přimíšením surové vody do aktivační směsi při malé intenzitě provzdušňování v anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5 vzniká nedostatek rozpuštěného kyslíku, což vyvolá denitrifikační pochody. Při těchto denitrifikačních pochodech získávají mikroorganismy biocenózy aktivovaného kalu kyslík pro svoje životní pochody z dusičnanů obsažených v odpadní vodě.

-5CZ 279609 B6

Aktivační směs po denitrifikaci přechází propojovacím otvorem 24 provedeným v přepážce 6 u dna nádrže, do oxidní části 5a aktivačního prostoru 5, kde intenzivní provzdušňování provzdušňovacími elementy 16 vytváří oxidní prostředí, v němž potom probíhají aerobní procesy čistění vody, včetně nitrifikace amoniakálního a organického dusíku. Po průběhu aerobního aktivačního čištění je potom aktivační směs podrobena fluidní filtraci.

Aktivační směs vstupuje do separačního prostoru 2. pro fluidní filtraci vstupním otvorem 12 a převáděcí pasáží 11, kde ve fluidním filtru v separačním prostoru 2. dojde fluidní filtrací k oddělení aktivovaného kalu od vyčištěné vody a vyčištěná voda je odváděna plovákovým odběrným ústrojím 18. Plovákové odběrné ústrojí 18 limituje odběr vyčištěné vody maximálně na dvojnásobek průměrného celodenního průtoku odpadní vody. Při nárazovém, krátkodobém hydraulickém přetížení, což nastane například při vypuštění vany, může stoupnout hladina 21 v reaktoru až na úroveň nejvyšší hladiny 22. Rozdíl mezi minimální hladinou 21 a nejvyšší hladinou 22 představuje retenci zachycení krátkodobého hydraulického přetížení.

Při postupném plnění této retence stoupá hladina 21 v celém reaktoru, aniž by se zvyšoval odběr vyčištěné vody nad hodnotu nastaveného maximálního odběru Qmax. = 2Q₂₄, čímž se zabrání porušení fluidního filtru, a tím úniku aktivovaného kalu do vyčištěné vody. Tato regulace maximálního odběru vyčištěné vody umožňuje funkci čistírny bez vyrovnávací nádrže s nátokem odpadní vody přímo do reaktoru a snižuje současně nároky na velikosti separačního prostoru 2. Je tak zajištěna vysoká účinnost fluidní filtrace i v okamžicích krátkodobého hydraulického přetížení.

/Aktivovaný kal po odběru vyčištěné vody propadá protiproudně do spodní části separačního prostoru χ, kam je zaveden sací vstup 10 přečerpacího agregátu 9,. Spodní část separačního prostoru 2 komunikuje ze svého dna průchodem 13 v dělicí stěně 3. s aktivačním prostorem 5.Průchod 13 umožňuje v případě přerušení provzdušňování reaktoru prostup aktivovaného kalu ze separaračního prostoru 2 do aktivačního prostoru 5, čímž je zamezeno zanášení separačního prostoru 2 kalem. Průchod 13 zabezpečuje také vyrovnání hladin v separaci a aktivaci při napouštění reaktoru nebo při jeho vypouštění, popřípadě také odkalování, což umožňuje beztlakové řešení vestaveb reaktoru. Zároveň umožňuje přisávání aktivační směsi přímo z oxidní části 5a aktivačního prostoru 5.

K zamezení flotace kalu ve fluidním filtru v důsledku nitrifikačních pochodů slouží dostatečně účinná denitrifikace odpadní vody v anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5. Pro odstranění flotovaného kalu, flotujícího v důsledku uvolňování bublinek vzduchu z provzdušňované aktivační směsi, je určen lapač 14 flotujícího kalu. Zachycený vyflotovaný kal je odváděn z lapače 14 vývodem 15 do aktivačního prostoru 5, přičemž je rovnocenné jeho vyvedení do oxidní části 5a aktivačního prostoru 5 s vyvedením do anoxidní části 5b aktivačního prostoru 5. Vývod vyflotovaného kalu se děje mamutkovým efektem při občasném přivádění stlačeného vzduchu do lapače 14.

Odběr přebytečného aktivovaného kalu se děje periodicky jeho odvozem fekálním vozem. Pro odběr přebytečného aktivovaného kalu

-6CZ 279609 B6 slouží odkalovací potrubí 23 , které je zaústěno do aktivačního prostoru 5, a to do horní poloviny výšky reaktoru. Přebytečný kal je odebírán za provozu reaktoru odsáním části aktivační směsi do fekálního vozu.

Celková intenzita biologických čisticích procesů závisí na koncentraci aktivovaného kalu v čisticím systému, která je přímo závislá na účinnosti separace. Integrální vřazení fluidní filtrace do cirkulačního oběhu aktivační směsi zajišťuje vysokou koncentraci aktivovaného kalu, která zabezpečuje velmi nízké zatížení kalu nutné pro vysokou účinnost čistění a vysokou mineralizaci kalu. Vysoký stupeň mineralizace kalu se potom projeví v malé produkci přebytečného kalu, což výrazně přispívá k hospodárnosti celého provozu.

Popsaným procesem čistění proběhnou v reaktoru všechny postupy komplexního biologického procesu čistění s odstraněním organických i dusíkatých látek a také s vysokou účinností odstranění fosfátů z odpadní vody. Kvalita vyčištěné vody potom umožňuje její nové použití, například v systému Brown-Water-Concept pro sanitární účely nebo její použití pro postřik zahrádek, nebo připouštění prostřednictvím trativodů do půdy bez nebezpečí ohrožení kvality podzemních vod.

Příklad 2

V nádrži s pláštěm 26 výhodně válcového tvaru je uložen separačni prostor 27 vymezený stěnou 28, který má tvar kuželového pláště nebo jehlanu. Separačni prostor 27 je v podstatě soustředný s nádrží, ale je možné ho uspořádat i výstředně. Návazně na tento trychtýřovitý tvar horní části separačniho prostoru 27 má jeho spodní části odpovídající válcový nebo hranolový tvar.

Separačni prostor 27 je určen k separaci kalu fluidní filtraci·: Mezi pláštěm 26 nádrže a stěnou 28 separačniho prostoru 27 je vytvořen obvodový aktivační prostor 29, který je na jednom místě přehrazen přepážkou 30, která je podle příkladu provedení orientována svisle. .'Přepážka 30 tvoří s výhodou součást lapače 31 hrubých nečistot, do kterého je zaústěn přívod 32 surové odpadní vody. V lapači 31 je vložen přečerpací agregát 33 , tvořený například mamutkovým čerpadlem, jehož sací vstup 34 je zaveden ke dnu separačniho prostoru 27. Propojení aktivačního prostoru 29 se separačním prostorem 27 tvoří převáděcí pasáž 35 se vstupním otvorem 36. Převáděcí pasáž 35 je umístěna u přepážky 30 a ve směru proudění aktivační směsi před touto přepážkou 30. Odvod 37 z lapače 31 hrubých nečistot je zaústěn do aktivačního prostoru 29 ve směru proudění aktivační směsi za přepážku 30.

Před přepážkou 30 na straně převáděcí pasáže 35 je ve stěně 28 separačniho prostoru 27 u jeho dna vytvořen průchod 38 , kterým komunikuje separačni prostor 27 s aktivačním prostorem 29,. Rozmezí horní části á spodní části separačniho prostoru 27 tvoří vstupní pasáž 39. V horní, rozšiřující se části separačniho prostoru 27 je uspořádán lapač 40 flotujícího kalu s vývodem 41 vyflotovaného kalu, který je vyveden do aktivačního prostoru 29. Do lapače 40 flotujícího kalu je zaústěn přívod vzduchu z neznázorněného zdroje stlačeného vzduchu, lapač 40 flotujícího kalu je

-7CZ 279609 B6 tedy provzdušňovaný. tento zdroj stlačeného vzduchu slouží i pro pneumatický provzdušňovací systém v reaktoru sestávající především z provdzušňovacích elementů 42, napojených na zmíněný zdroj stlačeného vzduchu rozvodným potrubím 43,. Toto rozvodné potrubí 43 je určeno i pro přívod vzduchu do lapače 40 flotujícího kalu a do přečerpacího agregátu 33 ve formě mamutkového čerpadla. Provzdušňovací elementy 42 jsou v aktivačním prostoru uspořádány s výhodou s rozdílným odstupem, z čehož plyne, že různé úseky obvodového aktivačního prostoru 29 mají různou intenzitu provzdušňování.

Výhodné je i zařazení dalšího oddělovacího prvku, například dělicí stěny 50, která přehrazuje prostor aktivace, a spolu s přepážkou 30 ho jednoznačně děli na oxidní části 29a aktivačního prostoru 29 a anoxidní část 29b aktivačního prostoru 29. V anoxidní části 29b aktivačního prostoru 29 jsou umístěny neznázorněné bodové zdroje provzdušňování, přičemž nátok do tohoto prostoru je proveden odvodem 37 z lapače 31 do horního úseku anoxidní části 29b a odtok je proveden propojovacím otvorem 51 v dělicí stěně 50 u dna nádrže.

Na hladině separačního prostoru 27 je umístěno plovákové odběrné ústrojí 44 vyčištěné vody s odvodem 45. Nejnižší poloha plovákového odběrného ústrojí 44 je určena zarážkou 46 a neznázorněný přeliv plovákového odběrného ústrojí 44 je nastaven na určitý maximální odběr nepřevyšující obdobně jako podle příkladu 1 dvojnásobek celodenního průměru hydraulického zatížení reaktoru.

Hladina 47 reaktoru je za průměrného zatížení reaktoru v nejnižší poloze a při krátkodobém hydraulickém přetížení se hladina v reaktoru zvýší a může dosáhnout až úrovně nejvyšší hladiny 48. Kolísání hladiny probíhá v nejvyšší, s výhodou válcové části separačního prostoru 27., stěna 28 separačního prostoru 27 je tedy vždy pod hladinou. Do aktivačního prostoru 29 je zavedeno odkalovací. potrubí 49 a jeho vstup se s výhodou nachází v horní polovině aktivačního prostoru 29.

Z popisu uspořádání obou příkladů provedení vyplývají zejména následující společné podstatné znaky:

V reaktoru je vytvořen cirkulační okruh mezi aktivačním prostorem 5, 29 a separačním prostorem 2, 27.· Separační prostor 2, 27 přitom komunikuje s aktivačním prostorem 5. 29 jednak převáděcí pasáží 11, 35 se vstupním otvorem 12., 36 a průchodem 13 , 38, jednak přečerpacím agregátem 9, 33 , jehož sací vstup 10, 34 je zaveden ke dnu separačního prostoru 2, 27 a výstup do aktivačního prostoru 5, 29. Aktivační prostor 5, 29 je mezi stěnou 3., 28 separačního prostoru 2, 27 pro fluidní filtraci a pláštěm 1, 26 nádrže reaktoru alespoň zčásti přehrazen přepážkou 6, 30. Tato přepážka 6., 30 od sebe v podstatě odděluje oxidní část 5a, 29a a anoxidní část 5b, 29b aktivačního prostoru 5, 29. Separační prostor 2, 27 pro fluidní filtraci je opatřen plovákovým odběrným ústrojím 18, 44 vyčištěné vody. Lapač 14., 40 flotujícího kalu v separačním prostoru 2, 27 pro fluidní filtraci je opatřen zdrojem stlačeného vzduchu. Do aktivačního prostoru 5, 29 je zaústěno odkalovací potrubí 23., 49 pro odvod přebytečného aktivovaného ka

-8CZ 279609 B6 lu a jeho vstup je situován v jedné třetině až ve dvou třetinách výšky reaktoru nade dnem nádrže.

Funkce zařízení podle příkladu 2 je analogická shora popsané funkci podle příkladu 1:

Surová odpadní voda vtéká přívodem 32 obdobně jako podle příkladu 1 do lapače 31 hrubých nečistot. Přepážka 30 přehrazujicí obvodový aktivační prostor 29 je s výhodou využita jako část lapače 31. Aktivační směs z lapače 31 je vyvedena do obvodového aktivačního prostoř.ů 29 odvodem 37. V obvodovém aktivačním prostoru 29 proudí aktivační směs, do které je přimíšena surová odpadní voda, postupným tokem. Přimíšením surové vody do aktivační směsi a malá intenzita provzdušňování na počátku postupného toku v aktivačním prostoru 29 v důsledku absence provzdušňovacích elementů nebo jejich velkých odstupů v této části aktivačního prostoru 29 vytvoří nedostatek kyslíku u povrchu částic aktivovaného kalu, což vyvolá denitrifikační pochody. Tato část aktivačního prostoru 29 funguje tedy analogicky jako anoxidní část 5b aktivačního prostoru 5 podle příkladu 1.

Aktivační směs přimíšenou odpadní vodou je potom v další části obvodového aktivačního prostoru 29 průběžně okysličována pneumatickou aerací, která současně zabezpečuje suspendaci aktivovaného kalu v celém aktivačním prostoru 29.

V případě uplatnění dělicí stěny 50 jako dalšího rozdělovacího prvku se umocňuje vytvoření anoxidního prostředí v anoxidní části 29b aktivačního prostoru 29.· Suspendace aktivovaného kalu je v anoxidní části 29b zajištěna vertikálním prouděním a částečným provzdušňováním bodovými zdroji provzdušňování.

Aktivační směs se postupně okysličuje až do dosažení podmínek pro průběh nitrifikačních pochodů, což vyžaduje koncentraci rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi nad 2 mg O₂/l, potom se aktivační směs podrobí fluidní filtraci.

Aktivační směs vstupuje do separačního prostoru 27 pro fluidní filtraci vstupním otvorem 36 a převáděcí pasáží 35.· Účinnost separace fluidní filtrací závisí mimo jiné na velikosti vstupní pasáže 39, kterou vstupuje aktivační směs dále do horní části separačního prostoru .27· Ve fluidním filtru v separačním prostoru 27 dojde fluidní filtrací k oddělení vyčištěné vody od aktivovaného kalu a vyčištěná voda je odváděna plovákovým odběrným ústrojím 44, jehož funkce je analogická funkci plovákového ústrojí 18 podle příkladu 1.

Aktivovaný kal po odběru vyčištěné vody propadá protiproudně vstupní pasáží 39 do spodní části separačního prostoru 27, kam je vyveden sací vstup 34 přečerpacího agregátu 32· Spodní část separačního prostoru 27 komunikuje u svého dna průchodem 38 ve stěně 28 umístěné před přepážkou 30.

Průchod 38 umožňuje v případě přerušení provzdušňování reaktoru prostup aktivovaného kalu obvodového aktivačního prostoru také vyrovnání hladin v separaci ze separačního prostoru 27 do 27 kalem. Průchod 38 zabezpečí a aktivaci při napouštění reak-9CZ 279609 B6 toru nebo při jeho vypouštění, popřípadě odkalování, což umožňuje beztlakové řešení vestaveb reaktoru.

Flotující kal ve fluidním filtru v separačním prostoru 27 je zachycován v lapači 40. Zachycený vyflotovaný kal je odváděn z lapače 40 vývodem 41 do obvodového aktivačního prostoru 29, a to mamutkovým efektem při přivedeni stlačeného vzduchu do lapače 40.

Pro odběr přebytečného aktivovaného kalu slouží odkalovací potrubí 49., které je zaústěno do aktivačního prostoru, a to do horní poloviny výšky . reaktoru. Přebytečný kal je odebírán za provozu reaktoru odsáním části aktivační směsi do fekálního vozu.

Přečerpacím agregátem 33 je aktivační směs čerpána do lapače 31 hrubých nečistot, odkud natéká odvodem 37 do obvodového aktivačního prostoru 29 za přepážku 30. Tím je vytvořen vnitřní cirkulační okruh, kterým cirkuluje aktivační směs postupným tokem. Do aktivační směsi po odebírání vyčištěné vody ve fluidním filtru je v lapači 31 přimíšena surová odpadní voda, která - jako bylo shora popsáno - způsobí nárazový pokles rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi, zejména u povrchu části aktivovaného kalu, čímž vytvoří podmínky pro dynamickou denitrifikaci. Tvar obvodového aktivačního prostoru 29 ve formě úzkého kanálu umožňuje, že pro suspendaci aktivovaného kalu při relativně značné rychlosti proudění aktivační směs stačí na počátku cirkulačního proudění i malá intenzita provzdušňování. Tím se nenarušuje režim denitrifikace v této části aktivačního prostoru 29., vyžadující nízký obsah rozpuštěného kyslíku v aktivační směsi.

Při průběžném intenzivním provzdušňování aktivační směsi s přidanou surovou odpadní vodou v další části postupného toku dochází k odbourávání znečisťujících látek oxidací. V případě úplného rozdělení aktivačního prostoru 29 dělicí stěnou 50 dochází k tomuto odbourávání v oxidní části 29a aktivačního prostoru 29.

Zvýšený příznivě i fluidní filtraci obsah rozpuštěného kyslíku se na účinnosti následné separace protože vyšší obsah kyslíku současně projeví aktivovaného kalu A. A_ U.J.XA1 AA. A. A_ A_ CAk^A. , jUA. XA A-XA A. V % O ΰ A_ AAAAOCAAA V ciktivclčni směsí zabrání postdenitrifikačním pochodům při fluidní filtraci.

Aktivační směs po proběhnutí oxidačních čisticích procesů je podrobena v separačním prostoru 27 separaci suspenze aktivovaného kalu fluidní filtrací. Cirkulující aktivační směs přináší do zóny cirkulačního okruhu na jeho počátku - se sníženým obsahem rozpuštěného kyslíku - dusičnany, vzniklé v nitrifikační zóně s dostatkem kyslíku. V této zóně se sníženým obsahem kyslíku jsou potom dusičnany redukovány na plynný dusík.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle vynálezu je vhodné pro malé a nejmenší biologické čistírny odpadních vod, zejména pro čistění lokálních izolovaných zdrojů splaškových vod. Vysokou kvalitu vyčištěné vody lze s výhodou využít pro systémy Brown-Water-Concept s použitím vyčištěné vody z provozů kuchyní, koupelen a prádelen pro sanitární účely s dosažením vysoké úspory pitné vody.

Claims (11)

1. Reaktor pro biologické aktivační čistění odpadní vody sdružující v nádrži aktivační prostor a vzhůru se rozšiřující trychtýřovitý separační prostor pro fluidní filtraci , vyznačující setím, že v reaktoru je vytvořen cirkulační okruh mezi aktivačním prostorem (5,29) a separačnim prostorem (2,27), přičemž separační prostor (2,27) komunikuje s aktivačním prostorem (5,29) jednak převáděcí pasáží (11,35) se vstupním otvorem (12,36) a průchodem (13,38), jednak přečerpacim agregátem (9,33), jehož sací vstup (10,34) je zaveden ke dnu separačního prostoru (2,27) a výstup do aktivačního prostoru (5,29).

2. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že aktivační prostor (5,29) je mezi dělící stěnou (3,28) separačního prostoru (2,27) pro fluidní filtraci a pláštěm (1,26) nádrže reaktoru alespoň zčásti přehrazen přepážkou (6,30), oddělující od sebe oxidní část (5a) a anoxidní část (5b) aktivačního prostoru (5).

3. Reaktor podle nároku 2, vyznačující se tím, že separační prostor (2) je spojen přiváděči pasáží (11) se vstupním otvorem (12) a průchodem (13) s oxidní částí (5a) aktivačního prostoru (5) a přečerpacím agregátem (9) s anoxidní části (5b) aktivačního prostoru (5), přičemž sací vstup (10) přečerpacího agregátu (9) je zaveden ke dnu separačního prostoru (2) a výstup do anoxidní části (5b) aktivačního prostoru (5) .

4. Reaktor podle nároku 2, vyznačující se tím, že přepážka (6) je opatřena propojovacím otvorem (24).

5. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že separační prostor (2) má tvar půljehlanu nebo půlkužele přiřazeného excentricky k části pláště (1) nádrže.

6. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že separační prostor (27) má tvar kužele nebo jehlanu.

7. Reaktor podle nároku 2, vyznačující se tím, že přepážka (30) v aktivačním prostoru (29) je součástí lapače (31) hrubých nečistot, ve kterém je umístěn přečerpací agregát (33).

8. Reaktor podle nároků 1, 2, 3, 5 a 6, vyznačující se tím, že' separační prostor (2, 27) pro fluidní filtraci je opatřen plovákovým odběrným ústrojím (18, 44) vyčištěné vody.

9. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že lapač (14, 40) flotujícího kalu v separačnim prostoru (2, 27) pro fluidní filtraci je opatřen zdrojem stlačeného vzduchu.

-11CZ 279609 B6

10. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že do aktivačního prostoru (5, 29) je zaústěno odkalovací potrubí (23, 49) pro odvod přebytečného aktivovaného kalu a jeho vstup je situován v jedné třetině až ve dvou třetinách výšky reaktoru nade dnem nádrže.

11. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že přečerpacím agregátem (9,33) je mamutkové čerpadlo.