SK500232011A3 - Device for biological treatment and final treatment of waste waters and a method of biological treatment and final treatment of the waste waters - Google Patents

Abstract

Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd obsahujúce biologický reaktor (1) na biologické čiste ­ nie odpadových vôd a filtračné zariadenie (2) na dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd. Filtračné zariade ­ nie (2) obsahuje čerpaciu komoru (15) a filtračnú komoru (24) , filtračná komora (24) je rozdelená priepustným dnom (34) filtračného lôžka (37) na sedimentačný priestor (33) a filtračný priestor (35) s filtračným lôžkom (37) a s akumulačným priestorom (55) dočistenej vody nachá ­ dzajúcim sa medzi hornou úrovňou filtračného lôžka (37) a odtokovým otvorom (30) z filtračnej komory (24). Príto ­ kový otvor (26) biologicky vyčistených odpadových vôd z biologického reaktora (1) a odtokový otvor (77) slúžiaci na odvod odpadových vôd a kalov zo spätného preplachu filtračnej komory (24) sú v sedimentačnom priestore (33) pod priepustným dnom (34) filtračného lôžka (37) a odtokový otvor (77) je napojený cez spojovacie potrubie (25) do čerpacej komory (15) s nasávacím otvorom (19) čerpacieho zariadenia (17,63) pri dne čerpacej komory (15) a výpustný otvor (20) výtlakového potrubia (18,70) od čer ­ pacieho zariadenia (17,63) je vedený do biologického reak ­ tora (1). Opísaný je aj spôsob biologického čistenia a dočisťovania odpadových vôd v opísanom zariadení.equipment on the biological cleaning and final purification waste waters containing biological reactor (1) on the biological purely not waste waters and filtering equipment (2) on the final purification bio cleaned waste water. filtration arrange not (2) It contains pumping chamber (15) and filter chamber (24) . filter storage room (24) is a divided permeable bottom (34) filter bed (37) on the Foots space (33) and filter space (35) with filter bed (37) and with accumulation space (55) refining waters purple ceeds coming the between top levels filter bed (37) and drain bore (30) from filter chamber (24). friend mETALS hole (26) bio cleaned waste waters from bio reactor (1) and drain hole (77) serving on the outlet waste waters and sludge from return flushing filter chamber (24) They are in sedimentation space (33) Come permeable bottom (34) filter bed (37) and drain hole (77) is a connected through connecting pipeline (25) to pumping chamber (15) with suction bore (19) pumping devices (17.63) at of the day pumping chamber (15) and drain hole (20) the discharge pipeline (18.70) from Jun Pacio devices (17.63) is a led to bio reaction tora (1). described is a and way bio cleaning and purification waste waters in described devices.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka zariadenia a spôsobu na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd, predovšetkým pre individuálne systémy čistenia odpadových vôd.The invention relates to an apparatus and method for biological treatment and purification of waste water, in particular for individual waste water treatment systems.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Systém individuálneho čistenia odpadových vôd je spôsob zneškodňovania odpadových vôd z rodinných domov, hotelov, malých závodov a iných malých, izolovaných zdrojov v mieste ich vzniku, ktorý je uplatňovaný najmä vtedy, ak z technických alebo ekonomických príčin nie je možné sa napojiť na verejnú kanalizáciu. Cieľom individuálnych systémov čistenia odpadových vôd je z hygienického a ekologického hľadiska vyhovujúce vypúšťanie vyčistených vôd do povrchových vôd alebo vsakovanie do pôdy, resp. recyklácia a spätné využitie vyčistených vôd pri ich vyhovujúcej kvalite v mieste vzniku odpadových vôd.The individual waste water treatment system is a way of disposing of waste water from family houses, hotels, small plants and other small, isolated sources at their origin, which is applied especially when it is not possible to connect to public sewerage for technical or economic reasons. The objective of individual wastewater treatment systems is to discharge purified water into surface waters or to seep into the soil, resp. recycling and re-use of purified water at a satisfactory quality at the point of origin of the waste water.

Systémy s primárnym čistením odpadových vôd pozostávajú väčšinou zo septiku, kde sa odohráva separácia usaditeľných a plávajúcich látok, zároveň prebiehajú aj anaeróbne rozkladné procesy. Odpadové vody po primárnom predčistení obsahujú nerozpustené látky - NL v koncentráciách 50-80 mg/l, BSK5 140-200 mg/l, fekálne koliformy 1.000.000 CFU/100 ml, celkový fosfor 5-15 mg/l a celkový dusík 40-100 mg/l.Systems with primary sewage treatment consist mostly of septic tank, where separation of settable and floating substances takes place, while also anaerobic decomposition processes take place. Waste water after primary pre-treatment contains suspended solids - NL in concentrations 50-80 mg / l, BOD5 140-200 mg / l, faecal coliforms 1.000.000 CFU / 100 ml, total phosphorus 5-15 mg / l and total nitrogen 40-100 mg / l.

Sekundárne, resp.biologické čistenie odpadových vôd aeróbnym biologickým procesom dokáže znížiť znečistenie odpadových vôd na hodnoty NL v koncentráciách 15-30 mg/l, BSK5 15-30 mg/l, fekálne koliformy 25.000-200.000 CFU/100 ml, celkový fosfor 5-15 mg/l a celkový dusík 40-100 mg/l.Secondary or biological wastewater treatment by aerobic biological process can reduce wastewater pollution to NL values in concentrations of 15-30 mg / l, BOD5 15-30 mg / l, faecal coliforms 25.000-200.000 CFU / 100 ml, total phosphorus 5- 15 mg / l and total nitrogen 40-100 mg / l.

Terciámy stupeň, resp.dočisťovací stupeň čistenia má za úlohu ďalej zredukovať znečistenie vyjadrené NL a BSK5, ďalej dezinfekciou fekálne koliformy a prípadne aj živiny celkový fosfor a dusík, pričom je možné dosiahnúť NL a BSK5 pod 10 mg/l, fekálne koliformy pod 200 CFU/100 ml, fosfor pod 1 mg/l a redukciu celkového dusíka 60-80%.The tertiary degree or purification degree of purification is intended to further reduce the pollution expressed by NL and BOD5, further by disinfecting the faecal coliform and possibly also nutrients total phosphorus and nitrogen, while it is possible to achieve NL and BOD5 below 10 mg / l, faecal coliforms below 200 CFU 100 ml, phosphorus below 1 mg / l and total nitrogen reduction of 60-80%.

Biologické, t.j. sekundárne čistenie odpadových vôd z malých zdrojov znečistenia je väčšinou minimálnou podmienkou súladu s legislatívnymi predpismi v mnohých krajinách. Jedným zo spôsobov biologického čistenia odpadových vôd je aktivačný proces, ktorý sa delí podľa spôsobu vypúšťania na kontinuálny a diskontinuálny. Nevýhodou diskontinuálnych systémov je, že intenzívne zaťažujú prostredie vypúšťania - podzemné alebo povrchové vody i počas krátkodobých cyklov vypúšťania, z tohto dôvodu sú často neakceptovateľné v citlivých oblastiach. Nevýhodou konvenčných kontinuálnych systémov je ich nízka odolnosť proti kolísavému zaťaženiu, ktorá sa prejavuje únikom kalu zo systému a zhoršením parametrov vyčistenej vody, unikajúci kal môže upchávať vsakovacie systémy na vypúšťanie vyčistených odpadových vôd do podzemných vôd.Biological, i. secondary wastewater treatment from small sources of pollution is mostly a minimum condition for compliance with legislation in many countries. One method of biological waste water treatment is the activation process, which is divided into continuous and discontinuous according to the discharge method. The disadvantage of discontinuous systems is that they are heavily burdening the discharge environment - groundwater or surface water, even during short-term discharge cycles, which is why they are often unacceptable in sensitive areas. A disadvantage of conventional continuous systems is their low resistance to fluctuating loads, which is manifested by leakage of sludge from the system and deterioration of purified water parameters, leaking sludge can clog up seepage systems for discharging purified wastewater into groundwater.

Individuálne systémy s biologickým stupňom čistenia sú dimenzované predovšetkým len na odstraňovanie organického znečistenia odpadových vôd, bez odstraňovania dusíka a fosforu, ktoré sú príčinou nadmerného rozšírenia vodného kvetu (eutrofizácia) a bez odstraňovania mikrobiologického znečistenia, ktoré môže byť príčinou rôznych ochorení pri recyklácii a spätnom využití vyčistených odpadových vôd. Nízka stabilita čistiacej účinnosti znemožňuje recykláciu a spätné využitie vyčistených vôd bez ďalšej, nákladnej úpravy a spôsobuje zvýšené zaťaženie povrchových a podzemných vôd a upchávanie vsakovacích systémov.Individual systems with biological treatment are designed primarily for the removal of organic waste water pollution, without removing nitrogen and phosphorus, causing excessive water bloom (eutrophication), and without removing microbiological pollution that can cause various diseases in recycling and reuse treated waste water. The low stability of the cleaning efficiency makes it impossible to recycle and reuse the purified water without further, costly treatment and causes increased loading of surface and ground water and clogging of the seepage systems.

Dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd slúži na zníženie koncentrácie BSK5 a nerozpustených látok, ďalej môže mať za úlohu aj odstránenie mikrobiologického znečistenia a zníženie koncentrácie fosforu pomocou chemických aditív do takej miery, aby bolo možné vyčistené odpadové vody vypúšťať aj v citlivých oblastiach alebo ich spätne využívať.The treatment of biologically treated waste water serves to reduce BOD5 and suspended solids, furthermore it can also remove microbiological contamination and reduce phosphorus concentration by chemical additives to the extent that the treated waste water can be discharged in sensitive areas or re-use.

Existujú dve skupiny zariadení na dočistenie odpadových vôd. Prvú skupinu tvoria zariadenia, ktoré pracujú s intenzívnymi, technickými spôsobmi pomocou rôznych typov filtrov, membrán, atď. s určitými nárokmi na elektrickú energiu, prípadne potrebou použitia chemických aditív, resp. strojného zariadenia na automatické, periodické prečistenie a odstránenie zachyteného znečistenia na povrchu a vo vnútri filtrov a membrán.There are two groups of sewage treatment plants. The first group consists of devices that work with intensive, technical methods using different types of filters, membranes, etc. with certain demands on electricity, or the need to use chemical additives, resp. machinery for the automatic, periodic cleaning and removal of trapped contamination on the surface and within the filters and membranes.

Druhú skupinu tvoria extenzívne zariadenia s nižšou alebo žiadnou energetickou náročnosťou, bez použitia chemických aditív a strojného zariadenia, u týchto zariadení nie je možné priebežne automaticky vykonávať odstránenie zachyteného znečistenia vo filtračnej vrstve, ale po určitom čase prevádzky je treba nákladným spôsom celú filtračnú vrstvu odstrániť, zneškodniť a nahradiť.The second group consists of extensive devices with low or no energy consumption, without the use of chemical additives and machinery, where it is not possible to continuously remove the trapped contamination in the filter layer, but after a certain period of operation the entire filter layer must be removed costly. dispose and replace.

Napriek nesporným výhodám extenzívnych zariadení sa čoraz viac uplatňujú aj technické zariadenia na dočistenie odpadových vôd, lebo vyžadujú menšiu plochu, lepšie možno garantovať a kontrolovať ich účinnosť, lepšie sa môžu prispôsobiť kolísavému zaťaženiu a preťaženiu, ich znečistenie možno priebežne automaticky odstraňovať a dosahujú podobné alebo lepšie výsledky kvality dočistených odpadových vôd ako extenzívne systémy, pričom sú menej citlivé napríklad na striedanie ročných období.Despite the indisputable advantages of extensive installations, technical installations for waste water treatment are increasingly being used, as they require less surface, better guarantee and control their effectiveness, better adapt to fluctuating loads and overloads, contamination can be automatically removed continually and achieve similar or better the results of the quality of treated wastewater as extensive systems are less sensitive, for example, to changing seasons.

V patente US5770081 je popísané dočisťovacie zariadenie pre individuálne čistenie odpadových vôd na zníženie množstva suspendovaných látok v odtoku z biologického stupňa čistenia a na vyrovnanie premenlivých prietokov. Zariadenie je umiestnené v dosadzovacej nádrži (môže byť umiestnené aj za dosadzovacou nádržou) aje pripojené k odtokovému potrubiu a pozostáva z cylindrického zariadenia, pričom biologicky vyčistená voda odteká z dosadzovacieho priestoru cez štyri vertikálne škáry v cylindrickom zariadení na odtoku z dosadzovacieho priestoru, so šírkou jednej škáry 1/16 palca, t.j. 1,6 mm a dĺžkou 23 cm, ktoré spôsobujú vytváranie retenčného priestoru v biologickom reaktore medzi minimálnou a maximálnou hladinou a odteká vyrovnaný prietok. Zariadenie slúži aj na dočistenie odpadovej vody lebo škáry prepúšťajú len čiastočky, ktoré sú menšie ako šírka škáry. Ďalej v škárach sa vytvára biologický nárast, ktorý tiež zadržuje nerozpustené látky. Po určitom čase prevádzky sa škáry pomalí zarastajú resp. sa zanesú plávajúcimi znečisťujúcimi látkami, vodná hladina stúpa v celom zariadení, lebo voda môže odtekať len cez vyššie položenú časť škáry. Dĺžka škár je navrhnutá z dôvodu, aby bola k dispozícii dostatočná prietočná plocha aj v prípade postupného upchávania škár medzi jednotlivými servisnými intervalmi, t.j. sa ráta s postupným zarastaním škár. Čistenie škár je čiastočne aj samovoľné, pretekajúca voda cez škáry spôsobuje „erodovanie“ zalepených miest a časť nárastu, ktorá už nie je pod vodou po určitom čase sa vysuší a opadne. Tento spôsob čistenia filtračného zariadenia je neisté, nekontrolovateľné a bezpečne môže odstrániť len čiastočky väčšie ako šírka škáry, ďalej rieši len odstránenie suspendovaných a plávajúcich látok.US5770081 discloses a purification device for individual wastewater treatment to reduce the amount of suspended matter in the effluent from the biological treatment stage and to compensate for variable flow rates. The device is located in the sedimentation tank (can also be located behind the sedimentation tank) and is connected to the drain line and consists of a cylindrical device, with biologically purified water flowing out of the sedimentation space through four vertical gaps in the cylindrical device. 1/16 inch, ie 1.6 mm and a length of 23 cm, which create a retention space in the biological reactor between the minimum and maximum levels and flow out a balanced flow. The device is also used for waste water purification, because the germs only release particles that are smaller than the width of the germ. Furthermore, in the joints a biological increase is created which also retains the undissolved substances. After a certain period of operation, the joints are slowly overgrown or overgrown. The water level rises throughout the plant, as water can only flow through the upper part of the joint. The length of the joints is designed to provide sufficient flow area even in the event of gradual clogging of joints between service intervals, i. counts with gradual overgrowth of joints. The cleaning of the joints is also partly spontaneous, the flowing water through the joints causes 'erosion' of the sealed areas and the part of the rise that is no longer under water after a certain time is dried and faded. This method of cleaning the filter device is uncertain, uncontrollable, and can safely remove only particles larger than the width of the joint, further only removing the suspended and floating substances.

V patente US6200472B1 je popísaný systém na trojstupňové čistenie odpadových vôd (primáme, sekundárne a terciárne) z malých zdrojov v jednom kompaktnom zariadení. Prvým stupňom je nádrž na predčistenie, kde sa necháva odpadová voda odsedimentovať až do začatia anaeróbnych procesov, ďalej aktivačná nádrž so separáciou aktivovaného kalu aterciámym stupňom je filtrácia a chlorácia v tretej nádrži. Všetky tieto nádrže sú spojené do jedného celku a vytvárajú tak jedno kompaktné zariadenie. Na odtoku z biologického do terciámeho stupňa je osadená prepážka, ktorá je tvorená dvomi kanalizačnými T-kusmi tak, aby prípadné plávajúce nečistoty z hladiny separačnej časti neodtekali do terciámeho stupňa. Na odstránenie prípadných nečistôt slúži integrovaný filter s chlorátorom. Princíp filtra je v tom, že biologicky vyčistená voda odteká cez nomú stenu z T-kusov do rúrového vertikálneho filtra, na ktorom sú vytvorené otvory na veľkej časti povrchu. Filter slúži na zachytenie plávajúcich nečistôt, ktoré môžu unikať z biologického stupňa. V hornej časti rúrkového filtra sa nachádza aj priestor pre chlórovú tabletku, ktorou sa dezinfikuje vyčistená odpadová voda. Nevýhodou tohto spôsobu je, že filter treba pravidelne manuálne čistiť aspoň 2x ročne.US6200472B1 discloses a system for three-stage wastewater treatment (primary, secondary and tertiary) from small sources in one compact plant. The first stage is a pre-treatment tank, where the waste water is allowed to settle until anaerobic processes are started, and the activation tank with activated sludge separation and atherial stage is filtration and chlorination in the third tank. All these tanks are combined in one unit to form one compact device. At the outflow from the biological to the tertiary stage, a partition is fitted, which consists of two sewer T-pieces so that any floating impurities from the level of the separation section do not flow to the tertiary stage. An integrated chlorine filter is used to remove any impurities. The principle of the filter is that the biologically purified water flows through the wall from the T-pieces into a pipe vertical filter on which holes are formed on a large part of the surface. The filter is used to trap floating impurities that may escape from the biological stage. In the upper part of the tube filter there is also a space for the chlorine tablet, which disinfects the purified waste water. The disadvantage of this method is that the filter must be manually cleaned regularly at least twice a year.

V patente US4608157A je popísané zariadenie na čistenie odpadových vôd pre individuálne domy, ktoré využíva systém aktivovaného kalu, súčasťou systému je aktivačný priestor a dosadzovací priestor, ďalej filtračné zariadenie na odtoku z dosadzovacieho priestoru a hladina vody môže byť na normálnej úrovni a zvýšenej úrovni, v závislosti od toho, či filtračné zariadenie je upchaté alebo nie. Dosadzovací priestor je spojený cez spojovacie potrubie s priepadovou komorou, ktorá je zároveň komorou pre spätný preplach. V priepadovej komore je osadené čerpadlo, ktoré čerpá preplachovú vodu cez filtračnú tkaninu, pričom zapnutie čerpadla je závislé na definovanej výške hladiny vody v priepadovej komore. V dosadzovacom priestore je realizovaný havarijný otvor, cez ktorý preteká odpadová voda, ak sa filtračné zariadenie upchá. Tubulámy filtračný systém pracuje s filtráciou cez filtračnú tkaninu, pričom tubulámy filter je položený horizontálne v úrovni normálnej hladiny vody, takže v prípade stúpania hladiny pri väčšom prietoku pritekajúcich vôd sa postupne viac a viac sa ponorí do vody a tým sa zväčšuje filtračná plocha. Pri upchatí filtra sa hladina zdvíha na úroveň, keď začne pretekať cez havarijný odtok a obtokuje filter. Nevýhodou tohto zariadenia je, že filtračný materiál nie je neustále ponorený vo vode a nemôžu sa vytvárať vhodné podmienky na aeróbny biologický nárast. Účinok filtra je obmedzený len na dočistenie vôd od hrubých nečistôt a kalových vločiek. Ďalšou nevýhodou je, že kalové vločky môžu zalepiť filtračnú tkaninu, lebo nie je vytvorený priestor pre vysedimentovanie unikajúcich vločiek kalu a nie je vyrovnaný prietok na filtračnú tkaninu.US4608157A discloses a sewage treatment plant for individual homes that employs an activated sludge system, includes an activation space and a settling space, a filtering device for leaving the settling space, and a water level at normal and elevated levels. depending on whether the filter device is clogged or not. The settling space is connected via a connecting pipe to a through chamber, which is also a backwash chamber. A pump is provided in the overflow chamber, which pumps the flushing water through the filter fabric, the start of the pump being dependent on the defined water level in the overflow chamber. An emergency opening is provided in the settling space through which the waste water flows if the filter device becomes clogged. The tubular filter system operates through filtration through a filter fabric, the tubular filter being laid horizontally at normal water level, so that if the level rises at a higher flow of flowing water, it gradually sinks into the water and thus increases the filtration area. When the filter becomes clogged, the level rises to the level as it starts to flow through the emergency drain and bypasses the filter. The disadvantage of this device is that the filter material is not constantly immersed in water and that suitable conditions for aerobic biological growth cannot be created. The effect of the filter is limited to purifying water from coarse dirt and sludge. A further disadvantage is that the sludge flakes can stick to the filter fabric, since there is no space to sediment the escaping sludge flakes and the flow to the filter fabric is not balanced.

V patente číslo US4021347A je popísané zariadenie, ktoré obsahuje predčistenie, biologické čistenie a terciáme čistenie na čistenie splaškových odpadových vôd z malých zdrojov znečistenia, pričom terciáme čistenie pozostáva z diekovaného roštu a z vrstvy netkanej textílie z umelej hmoty. Spôsob spätného preplachu filtra je pomocou tlakovej vody, tento spôsob čistenia filtra odstráni biologický nárast a preto účinnosť filtra je malá.US4021347A discloses an apparatus comprising pretreatment, biological treatment and tertiary treatment for the treatment of sewage from small sources of pollution, wherein the tertiary cleaning consists of a dental grate and a non-woven plastic layer. The method of backwashing the filter is by means of pressurized water, this method of filter cleaning removes biological growth and therefore the efficiency of the filter is low.

Jedným zo známych spôsobov dočisťovania odpadových vôd je filtrácia cez zrnitý materiál, najčastejšie piesok ale sú známe aj iné sypké aj vláknité filtračné materiály (napr. zeolit, minerálne vlákna, atď. Pieskové filtre sú dobre známe filtračné zariadenia na filtráciu vôd a odpadových vôd. Niekoľko konfigurácií pieskových filtrov sú dobre známe, ako napr. gravitačné a tlakové, pomalé, rýchlofiltre a podľa smeru prietoku pieskový filter pretekaný zdola nahor a zhora nadol. Najjednoduchšie pieskové filtre sú gravitačné filtre pretekané zhora nadol, ktoré pozostávajú z nádrže s filtračným médiom ako napr.piesok a majú vstup tlakovej vody na vrchu nádrže a výstup prefiltrovanej vody v spodnej časti nádrže. Na odstránenie zachytených nečistôt je privedená zospodu do filtračného lôžka tlaková voda s dostatočnou rýchlosťou na to, aby dokázala fluidizovať vrstvu piesku, aby sa čiastočky piesku začali rotovať a zbavili sa zachytených mechanických nečistôt. Po dokončení prania sa vrstva piesku usadí tak, že väčšie čiastočky vplyvom gravitácie sa hromadia v spodnej časti a menšie čiastočky vo vrchnej časti stĺpca filtračného média. V hornej časti filtra, kde sú najmenšie čiastočky piesku sa zachytí najviac znečisťujúcich látok. Tento filtračný systém nie je vhodný pre malé individuálne systémy čistenia odpadových vôd, lebo unikajúce kalové vločky ho môžu ľahko upchať, naviac je potrebné zariadenie na intenzívne pranie piesku.One of the known methods of wastewater treatment is filtration through granular material, but most commonly sand is also known as other loose and fibrous filtration materials (eg zeolite, mineral fibers, etc.) Sand filters are well known filtration devices for water and wastewater filtration. Sand filter configurations are well known, such as gravity and pressure, slow, quick filters and flow direction sand filter flowing from bottom to top and bottom. The simplest sand filters are gravity filters flowing from top to bottom, which consist of a tank with filter media such as. sand and have a pressurized water inlet at the top of the tank and a filtered water outlet at the bottom of the tank To remove trapped impurities, pressurized water is introduced from below into the filter bed with sufficient speed to fluidize the sand layer to start the sand particles to rotate and rid the captured mechanical impurities. After the wash, the sand layer deposited by gravity, larger particles will accumulate at the bottom and the small particles at the top of the column of the filter medium. At the top of the filter, where the smallest particles of sand are trapped, the most pollutants are collected. This filter system is not suitable for small individual sewage treatment systems, as leaked sludge flakes can easily clog it, and an intensive sand washing device is required.

Podľa prietoku sa delia pieskové filtre na nasledovné skupiny:According to the flow, sand filters are divided into the following groups:

• Štandardný pieskový filter s prietokom zhora nadol: rýchlosť filtrácie cca 1-4 m/h • Štandardný pieskový rýchlofilter s prietokom zdola nahor: rýchlosť filtrácie cca 20-29 m/h • Pomalý konvenčný pieskový filter s rýchlosťou filtrácie pod cca 0,4 m/h nestratifikovaný piesok, inaktívny, • Rýchly tlakový pieskový filter - rýchlosť filtrácie max.9 m/h, piesok 0,6-1,2 mm• Standard sand filter with top-down flow: filtration speed approx. 1-4 m / h • Standard sand filter with bottom-up flow: filtration speed approx. 20-29 m / h • Slow conventional sand filter with filtration speed below approx. 0,4 m / h non-stratified sand, inactive, • Fast pressure sand filter - filtration speed max.9 m / h, sand 0.6-1.2 mm

Pre individuálne systémy čistenia sú vhodné systémy, ktoré sa neupchávajú rýchlo, nepotrebujú intenzívne pranie filtračnej vrstvy a sú pomalé, lebo tak možno zabezpečiť potrebnú účinnosť. U týchto zariadení treba riešiť zanášanie - kolmatáciu filtračnej vrstvy, čo spôsobuje znižovanie porozity a priepustnosť systému, ako aj znižuje prestup kyslíka. Tieto skutočnosti majú za následok zníženie účinnosti čistenia až znefunkčnenie (upchatie) systému na dočisťovanie.For individual cleaning systems, systems that do not clog quickly, do not need intensive washing of the filter layer and are slow, are suitable, as this can provide the necessary efficiency. Clogging - perpendicularity of the filter layer has to be addressed with these devices, which reduces porosity and permeability of the system, as well as decreases oxygen transfer. This results in a reduction in the cleaning efficiency and a blockage of the purification system.

V patente číslo US3870633A je popísané zariadenie na terciáme dočistenie biologicky (sekundárne) prečistených odpadových vôd. Zariadenie obsahuje vyrovnávaciu komoru, ktorá vyrovnáva premenlivý prietok z biologického stupňa čistenia, pieskový filter pretekaný zhora smerom dole a potrubný systém na preplachovanie filtra. Nevýhodou je, že vyrovnanie prietokov je dosiahnuté pomocou plavákových spínačov a solenoidových ventilov, čo znamená zvýšené investičné aj prevádzkové náklady a pieskový filter je pretekaný zhora smerom nadol, čím sa vytvára nebezpečenstvo upchávania filtra usadzovaním čiastočiek kalu priamo na vrstvu filtračného lôžka.US3870633A discloses a device for tertiary purification of biologically (secondary) purified waste water. The device comprises a buffer chamber that compensates for the variable flow rate from the biological purification stage, a sand filter flowing from top to bottom and a piping system for flushing the filter. The disadvantage is that the flow compensation is achieved by float switches and solenoid valves, which means increased investment and operating costs, and the sand filter is flowed from top to bottom, creating a risk of filter clogging by settling sludge particles directly onto the filter bed layer.

V oblasti úpravy dažďových odpadových vôd sú známe riešenia upflow filtrov (napr. US2007289908A1 alebo US6406218B1), kde v dolnej časti nádrže filtra pod roštom filtračného média sa nachádzajú zvislé steny, ktoré zabraňujú rozvíreniu usadeného kalu. Filter obsahuje tiež samočistiaci mechanizmus spätného preplachu po skončaní dažďa, a to cez malý otvor v dolnej časti, kde samovoľne môže vytekať časť obsahu nádrže. Ďalším známym riešením upflow filtra (filtra pretekaného zdola hore) je známe riešenie v US4141824 vo vodárenstve pri úprave surovej vody na pitnú vodu, kde riečna voda na úpravu preteká cez filter zdola nahor s rýchlosťou 6 palcov za minútu, t.j. cca 9 m/h. Voda na čistenie sa privádza do filtra cez otvor v dolnej časti nádrže pod nosným, priepustným dnom filtračného lôžka. Dolná časť nádrže pod dnom filtračného lôžka slúži na odstránenie hrubších nečistôt. Ďalej v dolnej časti nádrže je otvor na nárazové vypúšťanie vôd z filtra, ktorý slúži na periodické spätné preplachovanie. Dažďové vody a surové vody z úpravne vody však majú iných charakter, ako splaškové odpadové vody, takže aj riešenie spätného preplachovania a čistenia filtrov vyžaduje iný prístup v prípade splaškových odpadových vôd.Upflow filter solutions (e.g. US2007289908A1 or US6406218B1) are known in the field of rainwater treatment where vertical walls are located at the bottom of the filter tank below the filter media grate to prevent settling of sludge. The filter also includes a self-cleaning backwash mechanism after rain has ended, through a small opening in the lower section where it can spontaneously leak part of the tank contents. Another known upflow filter solution is the known solution in US4141824 in the water supply for treating raw water for drinking water, where the river treatment water flows through a bottom-up filter at a rate of 6 inches per minute, i. approx. 9 m / h. The cleaning water is fed to the filter through an opening in the lower part of the tank below the permeable, permeable bottom of the filter bed. The lower part of the tank below the bottom of the filter bed serves to remove thicker dirt. Furthermore, in the lower part of the tank there is an opening for impinging discharge of water from the filter, which serves for periodic backwashing. However, rainwater and raw water from the water treatment plant are of a different nature than sewage waste water, so that the solution of backwashing and filter cleaning requires a different approach in the case of sewage waste water.

Z US2004026317A1 je známe, že mikroorganizmy sú zachytávané hlavne v tenkej vrstve filtračnej vrstvy, kde sa vytvorí tenký biologický film. Vo vnútri vrstvy sú mikroorganizmy usmrtené inými baktériami alebo sú zachytené medzi čiastočkami piesku až kým prestanú žiť. Surová voda musí obsahovať dostatočné množstvo kyslíka, aby sa mohli odohrávať tieto procesy. Z aktivačného procesu vznikajúca vyčistená odpadová voda môže obsahovať ešte vločky aktivovaného kalu, menšie alebo väčšie, ktoré môžu upchávať póry v infiltračnej zemine alebo upchávať otvory závlahových systémov. Konvečné technológie v takom prípade používajú pridávanie chemikálií na koaguláciu a flokuláciu pred filtráciou. Chemické látky vytvárajú z malých čiastočiek veľké, ktoré sa ľahko zachytávajú vo vrstve filtračného materiálu. Chemické látky vytvárajú chemický kal, ktorý môže upchávať póry filtra a spôsobujú predraženie dočisťovania a sú potrebné časté cykly premývania. Preto v US2004026317A1 sa používa terciáme dočistenie filtráciou po biologickom čistení aktivačným procesom bez potreby dávkovania chemikálií, kde sa využíva schopnosť vločiek aktivovaného kalu v malom množstve vyvolať flokuláciu nerozpustených látok prítomných vo vyčistenej vode pred filtráciou, zlepšiť účinnosť filtrácie a znížiť množstvo nerozpustených látok vo vyčistenej vode za dočisťovacím stupňom. Naviac malé množstvo aktivovaného kalu pred filtrom vytvára na povrchu filtra aktívnu vrstvu, ktorá zlepšuje charakteristiky prefiltrovanej vody biologickými procesmi, ktoré sa odohrávajú v takejto vrstve.It is known from US2004026317A1 that microorganisms are mainly captured in a thin layer of the filter layer where a thin biological film is formed. Inside the layer, microorganisms are killed by other bacteria or trapped between sand particles until they stop living. The raw water must contain sufficient oxygen for these processes to take place. The effluent generated from the activation process may also contain activated sludge flakes, smaller or larger, which may clog pores in the infiltration soil or clog holes in irrigation systems. Conventional technologies in this case use the addition of chemicals for coagulation and flocculation prior to filtration. Chemicals form small particles that are easily trapped in the filter material layer. Chemicals create a chemical sludge that can clog the filter pores and make the purification more expensive and frequent washing cycles are required. Therefore, US2004026317A1 uses tertiary filtration purification after biological purification by an activation process without the need for chemical dosing, utilizing the ability of activated sludge flocs in small quantities to flocculate the suspended solids present in the purified water prior to filtration, improve filtration efficiency and reduce suspended solids. after the finishing stage. In addition, a small amount of activated sludge upstream of the filter forms an active layer on the filter surface which improves the characteristics of the filtered water by the biological processes taking place in such a layer.

Všeobecné poznatky zo stavu techniky a potreba vylepšenia existujúceho stavu:General knowledge of the state of the art and the need to improve the existing situation:

Na terciáme dočistenie odpadových vôd pre domové čistiarne odpadových vôd a malé čistiarne odpadových vôd sa najčastejšie používajú buď technické zariadenia, ako napríklad pieskové, zeolitové filtre tlakové alebo pomalé, membránová filtrácia, s dávkovaním chemických aditív alebo bez dávkovania, alebo pasívne zariadenia ako rôzne zemné filtre, vertikálne pieskové filtre, vegetačné dočisťovacie čistiarne, atď. Konvenčné pieskové filtre a iné filtre so zrnitým alebo vláknitým filtračným materiálom sú náchylné na upchávanie pri používaní v oblasti domových čistiarní odpadových vôd, lebo nie je možné použiť s finančných dôvodov bežne používané preplachovacie techniky, ktoré sú náročné na technické vybavenie a sú poruchové, vyžadujú pomerne často údržbu, ďalej problémom sú veľké výkyvy v produkcii odpadových vôd, z tohto dôvodu musia byť predimenzované a v praxi sa bežne nepoužívajú. Membránové filtračné zariadenia sú výhodné z toho hľadiska, že môžu odstrániť mikrobiologické znečistenie bez prídavku chemikálií, tieto zariadenia vo forme tzv. membránovej aktivácie sa používajú aj v oblasti domových čistiarní odpadových vôd v súčasnosti, ale sú relatívne drahé a ich prevádzka a údržba je tiež zložitejšia a drahšia. Najčastejšie sa používajú na dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd pasívne, extenzívne systémy, ktoré na jednej strane nie sú náročné na technické vybavenie a údržbu, dobre zapadajú do prírodného prostredia, ale sú náročné na plochu, najmä ak majú znášať aj výkyvy v zaťažení.For tertiary waste water treatment for domestic and small wastewater treatment plants, either technical equipment such as sand, pressure or slow zeolite filters, membrane filtration, with or without chemical additive dosing, or passive equipment such as various ground filters are most commonly used. , vertical sand filters, vegetation treatment plants, etc. Conventional sand filters and other filters with granular or fibrous filter material are susceptible to clogging when used in domestic sewage treatment plants, because it is not possible to use commonly used flushing techniques that are technically demanding and difficult to use, require relatively often maintenance, the problem is the large fluctuations in the production of waste water, so they must be oversized and are not commonly used in practice. Membrane filtration devices are advantageous in that they can remove microbiological contamination without the addition of chemicals. Membrane activation is also used in the field of domestic wastewater treatment plants at present, but is relatively expensive and their operation and maintenance is also more complex and expensive. Most often, passive, extensive systems are used for the purification of biologically treated wastewater, which on the one hand are not demanding in terms of equipment and maintenance, fit well with the natural environment, but are demanding in terms of area, especially if they are to withstand load fluctuations.

Úlohou vynálezu je vylepšiť pieskovú filtráciu pre aplikáciu v individuálnych systémoch tak, aby sa filter stal prakticky bezúdržbový, s automatickým preplachovaním, aby sa eliminovalo upchávanie filtra, a aby sa účinok filtra blížil alebo prekročil účinok membránových filtračných zariadení. Tým by boli dosiahnuté výsledky vyčistených odpadových vôd porovnateľné s membránovými zariadeniami ale s podstatne menšími nákladmi na zaobstaranie, prevádzku a údržbu.It is an object of the invention to improve sand filtration for application in individual systems so that the filter becomes virtually maintenance-free, with automatic flushing, to eliminate filter clogging, and to keep the filter effect close to or exceed the membrane filter devices. In this way, the results of the treated wastewater would be comparable to membrane installations but with considerably lower procurement, operation and maintenance costs.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedenú úlohu rieši a nedostatky známych zariadení na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd a spôsobu biologického čistenia a dočisťovania odpadových vôd v podstatnej miere odstraňuje zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie biologicky vyčistených odpadových vôd a spôsobu biologického čistenia a dočisťovania odpadových vôd podľa tohto vynálezu. Zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie biologicky vyčistených odpadových vôd obsahuje biologický reaktor na biologické čistenie odpadových vôd pomocou systému s aktivovaným kalom a filtračné zariadenie na dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd. Podstata vynálezu spočíva v tom, že filtračné zariadenie obsahuje čerpaciu komoru a filtračnú komoru. Filtračná komora je rozdelená priepustným dnom filtračného lôžka na sedimentačný priestor a filtračný priestor s filtračným lôžkom a s akumulačným priestorom dočistenej vody nachádzajúcou sa medzi hornou úrovňou filtračného lôžka a odtokovým otvorom z filtračnej komory. Prítokový otvor biologicky vyčistených odpadových vôd z biologického reaktora je v sedimentačnom priestore pod priepustným dnom filtračného lôžka, ktorý otvor môže vo výhodnom uskutočnení slúžiť aj na odvod odpadových vôd a kalov zo spätného preplachu filtračnej komory. Tento otvor je napojený cez spojovacie potrubie do čerpacej komory so sacím otvorom čerpacieho zariadenia pri dne čerpacej komory a výpustný otvor výtlakového potrubia od čerpacieho zariadenia je vedený do biologického reaktora.This problem is solved and the deficiencies of the known biological wastewater treatment and purification plants and the biological wastewater treatment and purification process are substantially eliminated by the biological wastewater treatment and purification plant and the biological wastewater treatment and purification method of the present invention. The biological wastewater treatment and purification plant comprises a biological reactor for biological wastewater treatment using an activated sludge system and a filter device for the purification of biologically purified wastewater. The principle of the invention is that the filter device comprises a pump chamber and a filter chamber. The filter chamber is divided by a permeable bottom of the filter bed into a sedimentation space and a filter space with a filter bed and a purification water storage space located between the upper level of the filter bed and the outflow opening from the filter chamber. The inlet opening of the biologically purified waste water from the biological reactor is in the sedimentation space below the permeable bottom of the filter bed, which opening may also advantageously serve to drain wastewater and sludge from the backwash of the filter chamber. This orifice is connected via a connecting line to the pumping chamber with the suction opening of the pumping device at the bottom of the pumping chamber and the discharge port of the discharge line from the pumping device is routed to the biological reactor.

Z hľadiska účinnosti vyplachovania sedimentačného priestoru je podstatné, že vo filtračnej komore je zásobný priestor vody, ktorý je spojený so sedimentačným priestorom otvorom, pričom sedimentačný priestor a zásobný priestor sú určené pre biologicky vyčistenú odpadovú vodu a filtračný priestor je určený pre dočistenú odpadovú vodu.From the point of view of the effluent efficiency of the sedimentation space, it is essential that there is a water storage space in the filter chamber which is connected to the sedimentation space through an opening, the sedimentation space and the storage space being for biologically treated waste water and the filtering space intended for purified wastewater.

Z hľadiska prevádzkových nákladov na údržbu a minimalizáciu poruchovosti zariadenia je podstatné, že biologicky vyčistená odpadová vody z biologického reaktora je privedená do priestoru filtračnej komory filtračného zariadenia pod filtračným lôžkom, kde je vytvorený sedimentačný priestor pod plochou filtračného lôžka tak, aby pri pomalom stúpaní vody smerom zdola nahor cez veľkú plochu filtračného lôžka mali veľké vločky aktivovaného kalu možnosť na vysedimentovanie v priestore pod filtračným lôžkom za vytvorených priaznivých podmienok, keď unášacia rýchlosť stúpania vody je menšia ako rýchlosť sedimentácie veľkých vločiek kalu a malé čiastočky aktivovaného kalu sa môžu spájať do väčších a sedimentovať na dne filtračnej komory podobne ako veľké vločky buď pôsobením aktivovaného kalu ako prirodzeného koagulačného činidla alebo za pomoci dávkovaných chemických činidiel pred vstupom do filtračnej komory.In terms of operating costs for maintenance and minimizing plant failure, it is essential that biologically purified waste water from the biological reactor is fed to the filter chamber of the filter device below the filter bed, where a sedimentation space is created below the filter bed surface so that from bottom to top over a large area of the filter bed, large activated sludge flakes had the possibility to settle in the space below the filter bed under favorable conditions when the drift rate of water rise is less than the sedimentation rate of large sludge flakes and small activated sludge particles can combine into larger and sediment at the bottom of the filter chamber, similar to large flakes, either by acting of activated sludge as a natural coagulation agent or with the aid of dosed chemical agents before entering the filter co pestilences.

Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd vo výhodnom uskutočnení má v biologickom reaktore vytvorený integrovaný retenčný priestor na vyrovnanie aretenciu premenlivých prietokov pomocou škrtiaceho otvoru regulátora prietoku na odtokovom potrubí z biologického reaktora.Preferably, the biological wastewater treatment and purification plant has an integrated retention space in the biological reactor to compensate for variable flow arresting through the flow regulator throttle orifice on the biological reactor effluent.

Z hľadiska účinnosti filtrácie a veľkosti plochy filtračného lôžka je podstatné, že pomocou škrtenia odtoku biologického reaktora a využívania integrovaného retenčného priestoru na eliminovanie krátkodobých maximálnych prietokov odpadových vôd, ako aj na akumuláciu nárazovo vznikajúcich odpadových vôd zo spätného preplachu filtračného zariadenia v retenčnom priestore biologického reaktora je docielený pomalý, vyrovnaný prietok biologicky vyčistených odpadových vôd do filtračného zariadenia, čo znamená úsporu filtračnej plochy pri zachovaní maximálneho zaťaženia filtračnej vrstvy v oblasti pomalej filtrácie 0,2-0,4 m/h a zníženie dávok a spotreby koagulačných činidiel, pričom vyrovnaný prietok biologicky vyčistených vôd nerozvíri usadený kal na dne čerpacej komory a sedimentačného priestoru filtračného zariadenia.In terms of filtration efficiency and filter bed size, it is essential that by throttling the biological reactor effluent and using the integrated retention space to eliminate short-term maximum effluent flows, as well as to accumulate collecting effluents from the backflow of the filtering device in the retention space of the biological reactor. achieved a slow, balanced flow of biologically treated waste water into the filter device, which means saving the filtration area while maintaining the maximum filter layer loading in the area of slow filtration 0.2-0.4 m / h and reducing the dosages and consumption of coagulants, of water does not disturb the settled sludge at the bottom of the pumping chamber and the sedimentation area of the filtration equipment.

Je výhodné, ak prítokový otvor a otvor na odvedenie odpadových vôd a kalov zo spätného preplachu filtračnej komory je spoločný.Advantageously, the inlet port and the outlet port for discharging wastewater and sludge from the backwash of the filter chamber are common.

Z hľadiska ochrany filtračného lôžka pred zanášaním zo strany sedimentačného priestoru pod filtračným lôžkom je výhodné, ak priepustné dno filtračného lôžka je vyhotovené z tenkého nerezového plechu perforovaného po celej ploche s veľkosťou ok 0,3-0,6 mm, ktorý má hladký povrch, ktorý zadrží plávajúce vločky aktivovaného kalu v sedimentačnom priestore a nedovolí upchatie filtračného lôžka, pričom prípadne vytvorené biologické nárasty okolo otvorov v nerezovom plechu sa ľahko uvoľnia pri spätnom preplachovaní filtračného lôžka.In order to protect the filter bed from clogging on the side of the sedimentation space below the filter bed, it is advantageous if the permeable bottom of the filter bed is made of a thin stainless steel sheet perforated over the entire area of 0.3-0.6 mm mesh having a smooth surface which it retains floating flakes of activated sludge in the sedimentation space and does not allow the filter bed to clog, whereby any possible biological build-ups around the openings in the stainless steel sheet are easily released when the filter bed is backwashed.

Vo výhodnom uskutočnení je výška sedimentačného priestoru medzi dnom filtračnej komory a priepustným dnom filtračného lôžka v rozmedzí 10-15 cm.In a preferred embodiment, the height of the sedimentation space between the bottom of the filter chamber and the permeable bottom of the filter bed is in the range of 10-15 cm.

Z hľadiska účinného preplachovania sedimentačného priestoru filtračnej komory je výhodná malá výška sedimentačného priestoru napr. 10-15 cm pre lepšie preplachovanie usadeného kalu, kde možnosť častého zapnutia preplachovania počas dňa umožňuje dimenzovať tento priestor na menší objem, lebo nie je nutné počítať s akumuláciou kalu na dne sedimentačného priestoru. Keďže sa kal nezdrží v sedimentačnom priestore dlho, nedôjde k anaeróbnym procesom, vrstva usadeného kalu nestvrdne na dne a je ľahko vymývateľný zo dna počas spätného preplachovania.From the viewpoint of efficient flushing of the sedimentation space of the filter chamber, a small height of the sedimentation space, e.g. 10-15 cm for better flushing of settled sludge, where the possibility of frequent flushing during the day allows to dimension this space to a smaller volume, because it is not necessary to count the accumulation of sludge at the bottom of the sedimentation area. Since the sludge does not remain in the sedimentation area for a long time, no anaerobic processes occur, the sediment sludge layer does not harden at the bottom and is easily washable from the bottom during backwashing.

Je výhodné, ak filtračné lôžko je tvorené kremičitým pieskom s veľkosťou zŕn v rozmedzí 0,3-0,8 mm, výška filtračného lôžka je maximálne 30 cm a veľkosť plochy filtračného lôžka je odvodená od filtračnej rýchlosti pieskového filtra v rozmedzí 0,2-0,4 m/h.It is preferred that the filter bed is made of silica sand having a grain size in the range of 0.3-0.8 mm, a filter bed height of at most 30 cm, and a filter bed surface area derived from a filter speed of the sand filter in the range of 0.2-0 4 m / h.

Z hľadiska účinnosti zariadenia na dočistenie odpadových vôd je dôležité, že vrstva filtračného materiálu nie je vyššia ako cca 30 cm, optimálne 15 cm, čo znamená, že priaznivo nízkej vrstve piesku a pomocou zvyšného rozpusteného kyslíka v biologicky vyčistenej odpadovej vode a zvyškového obsahu dusičnanov, ako chemického zdroja kyslíka sú zachované oxické podmienky v celom priereze vrstvy filtračného materiálu, čím sú vytvorené priaznivé podmienky na vytvorenie biologického nárastu z aeróbnych baktérií, ktoré preferujú prítomnosť kyslíka na svoj rast, a sú nepriaznivé podmienky na rast anaeróbnych biologických nárastov, ktoré by mohli upchať filtračnú vrstvu. Aktivovaný kal zachytený medzi zrnkami piesku sa postupne skonzumuje pomocou aeróbnych mikroorganizmov, ktoré v prípade vyššieho prísunu organických látok sa rozmnožujú rýchlejšie, pričom nedôjde k anaeróbnym procesom, ktoré by viedli k upchatiu filtračného lôžka, lebo častý spätný preplach a nízka výška vrstvy filtračného materiálu nedovolia vytvorenie takýchto procesov, pričom nárast aeróbnych mikroorganizmov je efektívny aj v odstraňovaní choroboplodných mikroorganizmov, čo umožňuje recykláciu vôd bez prídavku chemikálií.From the point of view of the efficacy of the wastewater treatment plant, it is important that the filter material layer is not higher than about 30 cm, preferably 15 cm, which means that a favorable low sand layer and residual dissolved oxygen in biologically treated waste water and residual nitrate content, As a chemical source of oxygen, oxic conditions are maintained throughout the cross-section of the filter material layer, thereby creating favorable conditions for biological growth from aerobic bacteria that prefer oxygen to grow, and adverse conditions for anaerobic biological growth that could clog. filter layer. Activated sludge trapped between grains of sand is gradually consumed by aerobic microorganisms, which in the case of higher intake of organic substances reproduce more quickly, without anaerobic processes leading to clogging of the filter bed, because frequent backwashing and low height of the filter material layer such processes, whereby the growth of aerobic microorganisms is also effective in the removal of pathogenic microorganisms, allowing the recycling of water without the addition of chemicals.

Výhodné je použitie piesku ako filtračného média pri dezinfekcii biologicky vyčistených vôd pomocou činidla s obsahom chlóru, keď nadbytočný obsah chlóru v upravenej biologicky vyčistenej vode počas stúpania cez filtračné lôžko tvorené jemným pieskom sa odstráni vo zvýšenej miere na povrchu pieskových zrniek, kde sa vylučujú bublinky plynného chlóru a tým sa zníži obsah chlóru v dočistenej vode nad filtračným lôžkom, čo je priaznivé pri použití takto dezinfikovanej vody na závlahu okrasnej zelene pri recyklácii vôd.Preferred is the use of sand as a filter medium in the disinfection of biologically purified water with a chlorine-containing reagent when excess chlorine content in the treated biologically purified water during the ascent through a fine sand filter bed is removed to an increased extent on the surface of the sand grains This reduces the chlorine content of the purified water above the filter bed, which is beneficial when using such disinfected water for irrigation of ornamental greens in water recycling.

Výhodne je používaný ako filtračný materiál kremičitý piesok s veľkosťou zŕn 0,3-0,8 mm, ktorý je trvácny, lacný, vzhľadom na spôsob preplachovania spätným preplachom neubúda jeho množstvo počas preplachovania a je jednoducho premývateľný prúdom vody.Preferably, silica sand having a grain size of 0.3-0.8 mm is used as a filter material, which is durable, inexpensive, due to the backwashing method, it does not lose its amount during the rinsing and is simply washable with a stream of water.

Filtračné zariadenie môže byť usporiadané vo vnútri biologického reaktora alebo môže byť umiestnené v samostatnej nádrži, ktorá je zapojená za biologickým reaktorom a to napr.spôsobmi podľa príkladov uskutočnenia.The filter device may be arranged inside the biological reactor or it may be located in a separate tank, which is connected downstream of the biological reactor, for example by means of the embodiments.

Výhodné usporiadanie filtračnej komory filtračného zariadenia podľa príkladu č.l je také, že podporná konštrukcia filtračného lôžka, ktorá sa nachádza v sedimentačnom priestore filtračnej komory súčasne vytvára aj labyrint v smere spätného preplachu sedimentačného priestoru tak, aby voda zo zásobného priestoru filtračnej komory mohla efektívne vypláchnuť dno filtračnej komory a sedimentačný priestor meandrovitým pohybom vody v separačnom priestore a piestovým tokom cez celý sedimentačný priestor smerom k odtokovému otvoru na odvod vôd a kalov zo spätného preplachu z filtračnej komory.An advantageous arrangement of the filter chamber of the filter device according to Example 1 is that the support structure of the filter bed located in the sedimentation space of the filter chamber also creates a labyrinth in the backwash direction of the sedimentation space so that water from the filter chamber storage space can efficiently rinse the bottom of the filter chamber and the sedimentation space by the meandering movement of water in the separation space and the piston flow through the entire sedimentation space towards the outflow opening for the removal of water and sludge from the backwash from the filtration chamber.

Z hľadiska prevádzkových nákladov na údržbu a minimalizáciu poruchovosti zariadenia je podstatné, že spätný preplach filtračného zariadenia sa opakuje automaticky viackrát počas dňa v krátkodobom trvaní a preto filtračné zariadenie má vďaka svojej konštrukcii a viacnásobnému automatickému preplachovaniu veľkú samočistiacu schopnosť a prakticky nevyžaduje údržbu a výmenu filtračného materiálu. Filtračné zariadenie je schopné sa postupne samovoľne vyčistiť aj v prípade úniku veľkého množstva kalu z biologického stupňa v prípade enormného hydraulického zaťaženia biologického reaktora, lebo viacnásobným opakovaním spätného preplachu sa postupne vyčistí filtračné zariadenie od nadmerného množstva kalu usadeného v sedimentačnom priestore filtračného zariadenia pod filtračným lôžkom.In terms of operating costs for maintenance and minimization of equipment failure, it is essential that the filter backwash is repeated automatically several times during the day in the short term and therefore due to its design and multiple automatic flushing the filtering device has high self-cleaning capability and virtually maintenance-free . The filter device is able to gradually clean spontaneously even in case of large sludge leakage from the biological stage in case of enormous hydraulic load of the biological reactor, because by repeated repetition of repeated flushing the filter device gradually cleans the excessive amount of sludge settled in the sedimentation space of the filter device.

Z hľadiska účinnosti zariadenia na dočistenie odpadových vôd je podstatné, že spätný preplach filtračného lôžka je vykonaný spôsobom pomalého spätného toku dočistených odpadových vôd cez vrstvu filtračného materiálu smerom zhora nadol gravitačné tak, že v nižšie položenej čerpacej komore, ktorá je hydraulicky spojená s filtračnou komorou tak, že vytvárajú spojené nádoby, poklesne hladina pomocou sania čerpacieho zariadenia, čo vyvolá klesanie hladiny aj vo filtračnej komore, pričom tento preplach sa spustí viackrát denne s krátkodobým trvaním, čo je šetrný spôsob k biologickému oživeniu filtračného lôžka, ktoré vykonáva podstatnú časť procesov dočistenia odpadových vôd, atak tento spätný preplach pomáha vytvárať rovnováhu medzi užitočnými živými organizmami zachytenými vo filtračnom lôžku a nadmerným nárastom biologického oživenia, ktorý by mohol upchať filtračnú vrstvu.From the point of view of the efficiency of the wastewater treatment plant, it is essential that the backwash of the filter bed is effected by a slow backflow of the treated waste water through a layer of filter material from top to bottom gravity so that in a lower pumping chamber which is hydraulically connected to the filter chamber. By forming the connected containers, the level drops by suction of the pumping device, which also causes the level to fall in the filter chamber, and this flushing is triggered several times a day with a short duration, a gentle way to biologically revitalize the filter bed. of water, so this backwash helps to strike a balance between useful living organisms trapped in the filter bed and an excessive increase in biological recovery that could clog the filter layer.

Z hľadiska účinnosti spätného preplachu je podstatné, že biologicky vyčistená voda z biologického reaktora priteká do sedimentačného priestoru filtračnej komory vyrovnaným prietokom, ktorý je menší ako prietok čerpania odpadových vôd zo spätného preplachu čerpacím zariadením, lebo takto počas krátkodobého cyklu spätného preplachu sa hromadí prečerpané množstvo vody a kalu zo spätného preplachu v retenčnom priestore biologického reaktora a len pomaly odteká do čerpacej komory cez škrtiaci otvor v regulátore prietoku, takže voda a kal zo spätného preplachu môžu volne gravitačné vytekať zo sedimentačného priestoru, filtračného priestoru a zásobného priestoru filtra do čerpacej komory.From the point of view of backwash efficiency, it is essential that biologically purified water from the biological reactor flows into the sedimentation chamber of the filter chamber at a balanced flow rate that is less than the backwash pumping flow rate through the pumping device, as this pumped water accumulates during the short backwash cycle. and backwash sludge in the retention chamber of the biological reactor and only slowly flows into the pumping chamber through the throttle orifice in the flow controller so that the backwash water and sludge can freely gravitate from the sedimentation chamber, filter chamber and filter chamber to the pump chamber.

Výhodný je spôsob dezinfekcie biologicky vyčistených vôd pomocou pomaly rozpúšťajúcich tabliet s obsahom dezinfekčného činidla na báze chlóru pred vstupom do sedimentačného priestoru filtračnej komory, ktorým sa odstránia choroboplodné mikroorganizmy vo zvýšenej miere, čo umožňuje bezpečnú recykláciu vody.Preferred is a method of disinfecting biologically purified water using slow dissolving tablets containing a chlorine-based disinfectant prior to entering the sedimentation chamber of the filter chamber, which removes pathogenic microorganisms to an increased extent, allowing safe water recycling.

Výhodne je nad filtračnou vrstvou piesku vždy vrstva vyčistenej vody v akumulačnom priestore dočistených vôd, ktorej výška je daná spodkom odtokového otvoru z filtračnej komory, ktorý nedovolí vysychaniu a popraskaniu povrchu filtra ani počas nulového prietoku. Výška vrstvy môže byť rôzna, napr. môže umožniť osadenie sania čerpadla terciárne vyčistenej vody na čerpanie na ďalšie využitie vyčistenej vody. Akumulačný priestor dočistených vôd môže slúžiť ako zásoba v prípade recyklácie vôd napr. na splachovanie toalety. V prípade dostatočnej výšky akumulačného priestoru zostáva dočistená voda aj v prípade spätného preplachovania filtračného zariadenia, čo je dané výškou otvoru spojovacieho potrubia medzi čerpacou komorou a filtračnou komorou v čerpacej komore, čo dovolí odčerpanie dočistenej vody z priestoru filtračnej komory len do určitej hladiny.Preferably, above the sand filter layer, there is always a layer of purified water in the purification water storage space, the height of which is given by the bottom of the outflow opening from the filter chamber, which does not allow drying and cracking of the filter surface even during zero flow. The layer height may vary, e.g. may enable the suction of the tertiary purified water pump to be pumped for further use of the purified water. The accumulation area of purified water can serve as a reserve in case of water recycling eg. to flush the toilet. If the accumulation space is sufficient, the purified water remains in the case of backflushing of the filtering device, which is given by the height of the connecting pipe opening between the pumping chamber and the filtering chamber in the pumping chamber, allowing the purified water to be pumped from the filtering chamber only to a certain level.

Týmto vynálezom sa dosiahne vylepšenie pieskovej filtrácie pre aplikáciu v individuálnych systémoch čistenia odpadových vôd tak, že pieskový filter sa stane prakticky bezúdržbový, s automatickým preplachovaním, eliminuje sa upchávanie filtra a účinok filtra sa blíži alebo prekročí účinok membránových filtračných zariadení. Tým sa dosiahnú výsledky vyčistených odpadových vôd porovnateľné s membránovými zariadeniami ale s podstatne menšími nákladmi na zaobstaranie, prevádzku a údržbu.The present invention achieves an improvement in sand filtration for application in individual wastewater treatment systems such that the sand filter becomes virtually maintenance-free, with automatic flushing, eliminates filter clogging and the filter effect approaches or exceeds the effect of membrane filtration devices. This results in purified wastewater results comparable to membrane installations but with significantly lower procurement, operation and maintenance costs.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Podstata vynálezu je ďalej objasnená v príkladoch jeho uskutočnenia, ktoré sú opísané na základe pripojených výkresov, ktoré znázorňujú:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is further illustrated by the following examples, which are described with reference to the accompanying drawings, in which:

- obr. 1 a,b,c Biologický reaktor a filtračné zariadenie integrované do zariadenia na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd (príklad 1).FIG. 1 a, b, c Biological reactor and filtering device integrated into a biological wastewater treatment and purification plant (Example 1).

- obr.2 Zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd, kde filtračné zariadenie je usporiadané v samostatnej nádrži za biologickým reaktorom (príklad 2)·- Fig. 2 Biological treatment and waste water treatment plant, where the filtering device is arranged in a separate tank downstream of the biological reactor (example 2) ·

- obr.3 Zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd, kde filtračné zariadenie je usporiadané v samostatnej nádrži, ktoráje pripevnená k biologickému reaktoru (príklad 3).FIG. 3 A biological wastewater treatment and purification plant wherein the filtering device is arranged in a separate tank which is attached to the biological reactor (Example 3).

Príklady uskutočnenia vvnálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1:Example 1:

Na obr.1 a,b,c je znázornené zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd 75 pre rodinný dom pozostávajúci z biologického reaktora 1 na biologické čistenie odpadových vôd pomocou systému s aktivovaným kalom a filtračného zariadenia 2 na dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd, pričom biologický reaktor I a filtračné zariadenie 2 sú integrované do zariadenia na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd 75.Figures 1 a, b, c show a biological treatment and purification plant for a detached house 75 comprising a biological reactor 1 for biological treatment of sewage by means of an activated sludge system and a filter apparatus 2 for the purification of biologically treated waste water, the biological reactor I and the filtering device 2 are integrated into a biological wastewater treatment and purification plant 75.

Zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd 75 má prítok 3, odtok 4, dno 5, plášť 6 a odnímateľný kryt 7. Prítok 3 do zariadenia 75 je súčasne aj prítokom do biologického reaktora i. Biologický reaktor 1 obsahuje aktivačný priestor 8 a dosadzovací priestor 9. Aktivačný priestor 8 a dosadzovací priestor 9 sú hydraulicky prepojené otvorom 53.The biological wastewater treatment and purification plant 75 has an inlet 3, an outlet 4, a bottom 5, a casing 6 and a removable cover 7. The inlet 3 to the device 75 is also an inlet to the biological reactor 1. The biological reactor 1 comprises an activation chamber 8 and a settling chamber 9. The activation chamber 8 and the settling chamber 9 are hydraulically connected through an opening 53.

Pri dne dosadzovacieho priestoru 9 je sacie ústie 72 mamutkového čerpadla 56 na čerpanie usadeného aktivovaného kalu cez ústie výtlaku 57 mamutkového čerpadla 56 do aktivačného priestoru 8. V biologickom reaktore i je vytvorený integrovaný retenčný priestor 10 na akumuláciu nárazovo pritekajúcich odpadových vôd z rodinného domu a odpadových vôd zo spätného preplachu filtračného zariadenia 2 medzi normálnou a maximálnou prevádzkovou hladinou vody v biologickom reaktore i . V dosadzovacom priestore 9 biologického reaktora i sa nachádza regulátor prietoku 11 so škrtiacim otvorom 12 pri normálnej prevádzkovej hladine vody na odtokovom potrubí 13 z dosadzovacieho priestoru 9 . V regulátore prietoku 11 je otvor 14 na havarijný odtok biologicky vyčistených odpadových vôd pri úrovni maximálnej prevádzkovej hladiny vody v biologickom reaktore 1. Odtokové potrubie 13 z dosadzovacieho priestoru 9 je zaústené do čerpacej komory 15 filtračného zariadenia 2 .At the bottom of the settling space 9, the suction mouth 72 of the mammoth pump 56 is used to pump settled activated sludge through the discharge mouth 57 of the mammoth pump 56 into the activation chamber 8. In the biological reactor 1 an integrated retention space 10 is created. water from the backwash of the filtering device 2 between the normal and maximum operating water level in the biological reactor i. In the feed chamber 9 of the biological reactor 1, there is a flow regulator 11 with a choke 12 at a normal operating water level on the outlet pipe 13 from the feed chamber 9. In the flow controller 11 there is an orifice 14 for the emergency discharge of biologically treated waste water at the level of the maximum operating water level in the biological reactor 1. The discharge line 13 from the settling space 9 is connected to the pumping chamber 15 of the filtering device 2.

Filtračné zariadenie 2 má prítok 52, odtok 68 a obsahuje čerpaciu komoru 15 a filtračnú komoru 24. Čerpacia komora 15 je zabudovaná v aktivačnom priestore 8 biologického reaktora 1 v podobe zvislej rúry 16 pripojenej pevne ku dnu 5 biologického reaktora 1, takže kruhová plocha vymedzená dotykom rúry 16 a dna 5 biologického reaktora 1 je súčasne dnom čerpacej komory 15. Hladina vody v čerpacej komore 15 je rovnaká ako hladina vody v biologickom reaktore 1 počas priebehu čistiaceho porcesu. Vo vnútri čerpacej komory 15 sa nachádza mamutkové čerpadlo 17, ktorého sací otvor 19 je pri dne čerpacej komory 15 a výusť 20 potrubia 16 mamutkového čerpadla 17 je nad úrovňou maximálnej prevádzkovej hladiny v aktivačnom priestore 8 biologického reaktora 1. Rúra mamutkového čerpadla 17 je ukončená odvzdušňovacím otvorom 21. Rúra 16 čerpacej komory 15 je opatrená otvorom 22, ktorý je napojený na spojovacie potrubie 25 medzi čerpacou komorou 15 a filtračnou komorou 24. Spojovacie potrubie 25 sa napája na prítok 26 do filtračnej komory cez jej dno 23 a vyúsťuje pod priepustným dnom 34 filtračného lôžka 37. Prítok 26 biologicky vyčistených odpadových vôd je súčasne aj odtokom 77 vody a kalu zo spätného preplachu filtračného zariadenia 2. Do spojovacieho potrubia 25 medzi čerpacou komorou 15 a filtračnou komorou 24 ústí cez otvor 27 obtokové potrubie 28, ktorého výstupný otvor 29 je nad úrovňou maximálnej prevádzkovej hladiny vody v biologickom reaktore 1 a je zaústený do vzorkovacieho priestoru 54. Filtračná komora 24 s prítokom 26 biologicky vyčistených vôd, odtokom 30 terciáme dočistených vôd, odtokom 77 vody a kalu zo spätného preplachu, dnom 23, bočnými stenami 31 a odnímateľným krytom 32 má nepravidelný pôdorys prispôsobený na vloženie do aktivačného priestoru 8 medzi plášťou 51 dosadzovacieho priestoru 9 a plášťou 6 zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd. Vo filtračnej komore 24 sa nachádza sedimentačný priestor 33 pod priepustným dnom 34, filtračný priestor 35 nad priepustným dnom 34 a zásobný priestor biologicky vyčistenej vody 36 . Vo filtračnom priestore 35 nad priepustným dnom 34 sa nachádza filtračné lôžko 37, ktoré je tvorené voľne sypanou vrstvou kremičitého piesku s veľkosťou zŕn 0,6 - 0,8 mm, výška filtračného lôžka 37 je 15 cm. Veľkosť plochy filtračného lôžka 37 je dimenzovaná podľa návrhovej filtračnej rýchlosti 0,2-0,4 m/h pre pomalú filtráciu. Priepustné dno 34 je tvorené perforovaným nerezovým plechom s veľkosťou dierok 0,4 - 0,5 mm. Výška sedimentačného priestoru 33 medzi dnom 23 filtračnej komory 24 a priepustným dnom 34 je 10 cm. V sedimentačnom priestore 33 sa nachádzajú zvislé podporné steny 38 pod priepustným dnom 34 filtračného lôžka 37, ktoré majú striedavo otvor 39 pri ľavej a pravej strane bočnej steny 31 filtračnej komory 24 pri dne 23 filtračnej komory 24, takže vytvárajú labyrint v smere prietoku odpadových vôd zo spätného preplachu. Zvislé podporné steny 38 vo vnútri sedimentačného priestoru 33 tvoria zároveň podpornú konštrukciu pre priepustné dno 34 filtračného lôžka 37. Zásobný priestor 36 biologicky vyčistenej vody je oddelený od filtračného priestoru 35 deliacou stenou 40 a v spodnej časti je hydraulicky spojený so sedimentačným priestorom 33 cez otvor 67 pri dne 23 filtračnej komory 24. Hladina vody v zásobnom priestore 36 biologicky vyčistenej vody je rovnaká ako hladina vody v biologickom reaktore 1 počas priebehu čistiaceho procesu. Medzi úrovňou normálnej prevádzkovej hladiny dočistenej vody vo filtračnom priestore 35 a hornou úrovňou filtračného lôžka 37 sa nachádza akumulačný priestor dočistenej vody 55. Úroveň hladiny dočistenej vody vo akumulačnom priestore dočistenej vody 55 je daný spodnou hranou odtoku 30 z filtračnej komory 24 počas priebehu čistiaceho procesu. Medzi úrovňou normálnej prevádzkovej hladiny dočistenej vody vo akumulačnom priestore dočistených vôd 55 a úrovňou normálnej prevádzkovej hladiny vody v biologickom reaktore i je výškový rozdiel cca 10 cm, ktorý je dostatočný na vytváranie hydrostatického tlaku na gravitačný prietok vody cez filtračné lôžko 37. Na otvor 30 odtokového potrubia 41 z filtračnej komory 24 je napojené sacie ústie 42 mamutkového čerpadla dočistených odpadových vôd 43, ktorého výusť 44 je zaústený do vzorkovacieho priestoru 54. Na odtokovom potrubí 4 zo zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd sa nachádza vzorkovací priestor 54 so vzorkovacím otvorom 45 na odber vzoriek vypúšťaných odpadových vôd. Na prívodnom potrubí tlakového vzduchu 46 do mamutkového čerpadla 17 v čerpacej komore 15 sa nachádza magnetický ventil 47, ktorý je riadený pomocou časového spínača 48 s nastaviteľným časovým intervalom zatvoreného stavu a otvoreného stavu. Zdrojom tlakového vzduchu na poháňanie mamutkových čerpadiel 17,43,56 ako aj prevzdušňovania aktivačného priestoru 8 je dúchadlo 49. Filtračná komora 24 je položená na nosnú konzolu 50 v aktivačnom priestore 8 tak, že dno 23 filtračnej komory 24 je voľne položené na nosnú konzolu 50, pričom nosná konzola 50 je pripevnená k plášti 6 zariadenia 75 na biologické čistenie odpadových vôd a dočisťovanie biologicky vyčistených odpadových vôd a bočná stena 31 filtračnej komory 24, ktorá sa opiera o plášť 51 dosadzovacieho priestoru 9 je pripevnená pomocou skrutiek 69 k plášti 51 dosadzovacieho priestoru 9 tak, že po odpojení spojovacieho potrubia 25, a odtokového potrubia 41 filtračnej komory 24 a uvoľnením skrutiek 69 je možné vybrať filtračnú komoru 24 zo zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd resp. namontovať späť za účelom kontroly a vyčistenia. Po otvorení odnímateľného krytu 7 zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd a následne krytu 32 filtračnej komory 24 je možné vymeniť resp. premyť filtračné lôžko 37 aj bez vybratia filtračnej komory 24 zo zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd .The filtering device 2 has an inlet 52, an outflow 68 and comprises a pumping chamber 15 and a filter chamber 24. The pumping chamber 15 is incorporated in the activation space 8 of the biological reactor 1 in the form of a vertical tube 16 fixedly connected to the bottom 5 of the biological reactor 1. The pipe 16 and the bottom 5 of the biological reactor 1 are at the same time the bottom of the pumping chamber 15. The water level in the pumping chamber 15 is the same as the water level in the biological reactor 1 during the cleaning process. Inside the pump chamber 15 there is a mammoth pump 17 whose suction opening 19 is at the bottom of the pump chamber 15 and the outlet 20 of the pipeline 16 of the mammoth pump 17 is above the maximum operating level in the activation space 8 of the biological reactor 1. The opening 16 of the pump chamber 15 is provided with an opening 22 which is connected to the connecting line 25 between the pump chamber 15 and the filter chamber 24. The connecting line 25 is fed to the inlet 26 into the filter chamber through its bottom 23 and terminates below the permeable bottom 34 At the same time, the inlet 26 of the biologically purified waste water is also a drain of water and sludge 77 from the backwash of the filtering device 2. A bypass pipe 28, whose outlet opening 29 is, flows into the connecting line 25 between the pumping chamber 15 and the filtering chamber 24. above the maximum operating hunger level The filter chamber 24 with the inlet 26 of the biologically treated water, the outlet 30 of the tertiary treated water, the outlet 77 of the water and the backwash sludge, the bottom 23, the side walls 31 and the removable cover 32 has an irregular plan adapted to be inserted into the activation space 8 between the housing 51 of the seating space 9 and the housing 6 of the biological treatment and purification plant. In the filter chamber 24 there is a sedimentation space 33 below the permeable bottom 34, a filter space 35 above the permeable bottom 34 and a reservoir of biologically purified water 36. In the filter space 35 above the permeable bottom 34 there is a filter bed 37, which is formed by a loose layer of silica sand with a grain size of 0.6-0.8 mm, the height of the filter bed 37 being 15 cm. The size of the filter bed area 37 is sized to a design filtration rate of 0.2-0.4 m / h for slow filtration. The permeable bottom 34 is a perforated stainless steel sheet having a hole size of 0.4-0.5 mm. The height of the sedimentation space 33 between the bottom 23 of the filter chamber 24 and the permeable bottom 34 is 10 cm. In the sedimentation space 33 there are vertical support walls 38 beneath the permeable bottom 34 of the filter bed 37, which alternately have an opening 39 at the left and right sides of the side wall 31 of the filter chamber 24 at the bottom 23 of the filter chamber 24 so forming a labyrinth. backwash. The vertical support walls 38 within the sedimentation space 33 also form a support structure for the permeable bottom 34 of the filter bed 37. The biologically purified water storage space 36 is separated from the filtration space 35 by a partition wall 40 and hydraulically connected to the sedimentation space 33 through the opening 67 at the bottom. The water level in the biologically purified water storage space 36 is the same as the water level in the biological reactor 1 during the purification process. Between the normal operating level of the purified water in the filter chamber 35 and the upper level of the filter bed 37 is the purified water storage space 55. The level of the purified water in the purified water storage space 55 is determined by the lower edge of the outlet 30 from the filter chamber 24 during the cleaning process. There is a height difference of about 10 cm between the level of the normal operating level of the purified water in the storage area of the purified water 55 and the level of the normal operating water level in the biological reactor i, sufficient to generate hydrostatic pressure for gravity flow through the filter bed 37. Inlet pipe 41 from filter chamber 24 is connected to a suction mouth 42 of a mammoth pump of purified waste water 43 whose outlet 44 is connected to sampling chamber 54. On the outlet pipe 4 from the biological treatment and purification plant 75 there is a sampling chamber 54 with sampling hole. 45 for the sampling of discharges. On the compressed air supply line 46 to the mammoth pump 17 in the pumping chamber 15 there is a solenoid valve 47, which is controlled by a timer 48 with an adjustable closed and open time interval. The source of compressed air for driving the mammoth pumps 17,43,56 as well as the aeration of the activation space 8 is the blower 49. The filter chamber 24 is placed on the support bracket 50 in the activation space 8 so that the bottom 23 of the filter chamber 24 is loosely placed on the support bracket 50 wherein the support bracket 50 is attached to the housing 6 of the biological wastewater treatment and purification plant and the side wall 31 of the filter chamber 24, which is supported by the housing 51 of the seating space 9, is fastened by screws 69 to the housing 51 of the seating space 9 so that after the connection line 25 and the outlet line 41 of the filter chamber 24 have been disconnected and the screws 69 have been loosened, the filter chamber 24 can be removed from the wastewater treatment and purification plant 75 and the wastewater treatment plant. Refit for inspection and cleaning. After opening the removable cover 7 of the wastewater treatment plant 75 and subsequently the cover 32 of the filter chamber 24, it is possible to replace or replace the filter chamber 24. rinse the filter bed 37 without removing the filter chamber 24 from the biological wastewater treatment and purification plant 75.

Odpadová voda z rodinného domu priteká cez prítok 3 surových odpadových vôd do zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd a zároveň do biologického reaktora χ. V biologickom reaktore X sa odohráva biologické čistenie pomocou systému s aktivovaným kalom v aktivačnom priestore 8, zmes aktivovaného kalu a odpadovej vody priteká cez otvor 53 v plášti 51 do dosadzovacieho prietoru 9, v dosadzovacom priestore 9 sa oddelí biologicky vyčistená voda od aktivovaného kalu, ktorý klesá ku dnu aje potom recirkulovaný do čistiaceho procesu pomocou mamutkového čerpadla 56. V dosadzovacom priestore 9 je osadený regulátor prietoku 11 , ktorý pomocou škrtiaceho otvoru 12 na odtokovom potrubí 13 z dosadzovacieho priestoru 9 zamedzuje odtoku biologicky vyčistených odpadových vôd takým prietokom, akým pritekajú odpadové vody z rodinného domu a odpadové vody a kalu zo spätného preplachu filtračného zariadenia 2 do biologického reaktora X, naakumulované množstvo odpadových vôd ostáva v retenčnom priestore 10 biologického reaktora X, ktorý je vytvorený medzi normálnou a maximálnou prevádzkovou hladinou v biologickom reaktore X. Biologicky vyčistená odpadová voda s vyrovnaným prietokom odteká z dosadzovacieho priestoru 9 gravitačné cez prítokový otvor 52 filtračného zariadenia 2 do čerpacej komory 15, kde veľké, ťažšie čiastočky suspendovaných látok klesajú ku dnu a biologicky vyčistená odpadová voda spolu s malými čiastočkami suspendovaných látok stúpa vplyvom hydrostatického tlaku rozdielu hladiny vody v biologickom reaktore X a hladiny vody vo filtračnej komore 24 filtračného zariadenia 2 cez spojovacie potrubie 25 do sedimentačného priestoru 33 pod priepustným dnom 34 filtračného lôžka 37. V sedimentačnom priestore 33 sa malé čiastočky suspendovaných látok spoja do väčších a klesajú ku dnu 23 filtračnej komory 24, pričom biologicky vyčistená odpadová voda zbavená sedimentujúcich častíc stúpa pomalí vplyvom hydrostatického tlaku cez priepustné dno 34 smerom zdola nahor cez filtračné lôžko 37. Po určitom čase prevádzky zariadenia na biologické čistenie odpadových vôd a dočisťovanie biologicky vyčistených odpadových vôd 75 sa na povrchu a vo vnútri filtračného lôžka 37 vytvorí biologický film, nárast, ktorý je tvorený baktériami, ktoré požierajú organické látky zachytené vo filtračnom lôžku 37 a ničia aj choroboplodné zárodky, resp. mikrobiologické znečistenie biologicky vyčistenej odpadovej vody. Vo filtračnom lôžku 37 sú vytvorené ideálne podmienky pre rast týchto baktérií, lebo filtračný materiál je stále ponorený vo vode, nevysychá a nepopraská jeho povrch vďaka zachovaniu vrstvy dočistenej vody v akumulačnom priestore dočistených vôd 55 nad filtračným lôžkom 37, v biologicky vyčistenej vode je zvyšný rozpustený kyslík z aktivačného procesu čistenia alebo zvyškové množstvo dusičnanov, ktoré sú chemickým zdrojom kyslíka, takže nedôjde k anaeróbnym procesom vo filtračnom lôžku 37 a rozmnoženiu anaeróbnych baktérií, čím by sa mohlo filtračné lôžko 37 upchávať. Zároveň biologické osídlenie filtračného lôžka 37 je udržované v rovnováhe častím, krátkodobým periodickým spätným preplachom. Dočistená odpadová voda sa hromadí nad filtračným lôžkom 37 v akumulačnom priestore dočistenej vody 55 medzi normálnou prevádzkovou hladinou dočistenej vody danou ústím 30 odtokového potrubia 41 a hornou úrovňou filtračného lôžka 37, pričom dočistená odpadová voda sa odčerpáva z filtračnej komory 24 pomocou mamutkového čerpadla dočistených odpadových vôd 43 cez výusť 29 mamutkového čerpadla 43 do odtokového potrubia 4, cez vzorkovací priestor 54 do odtoku zo zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd.The waste water from the family house flows through the raw wastewater inlet 3 to the plant 75 for biological treatment and purification of the waste water and at the same time to the biological reactor χ. In the biological reactor X, biological treatment takes place by means of an activated sludge system in the activation space 8, a mixture of activated sludge and wastewater flows through an opening 53 in the housing 51 into the settling space 9, in the settling space 9 biologically purified water separates from activated sludge. It sinks to the bottom and is then recirculated to the purification process by means of a mammoth pump 56. A flow regulator 11 is provided in the settling chamber 9, which by means of a throttle opening 12 on the outlet pipe 13 from the settling chamber 9 prevents the biologically purified waste water from flowing as the waste water flows. from the house and waste water and sludge from the backwash of the filtering device 2 to the biological reactor X, the accumulated amount of waste water remains in the retention space 10 of the biological reactor X, which is formed between the normal and maximum operating level in the biological Biologically treated, balanced flow effluent flows from the settling space 9 gravitationally through the inlet opening 52 of the filtering device 2 into the pumping chamber 15 where large, heavier suspended particulate matter sinks to the bottom and biologically purified wastewater along with small suspended particulate matter increases due to the hydrostatic pressure of the difference in the water level in the biological reactor X and the water level in the filter chamber 24 of the filter device 2 via the connecting line 25 into the sedimentation space 33 below the permeable bottom 34 of the filter bed 37. In the sedimentation space 33 small particles of suspended matter are combined into larger sink to the bottom 23 of the filter chamber 24, whereby the biologically treated waste water free of sedimentation particles rises slowly due to hydrostatic pressure through the permeable bottom 34 downwardly through the filter bed 37. After a certain period of operation, Biological wastewater treatment and purification of biologically treated wastewater 75 will produce a biological film on the surface and inside the filter bed 37, an increase that is formed by bacteria that ingest the organic matter trapped in the filter bed 37 and also destroy germs or germs. microbiological contamination of biologically treated waste water. In the filter bed 37 ideal conditions for the growth of these bacteria are created because the filter material is still immersed in water, does not dry out and does not crack its surface by maintaining a layer of purified water in the accumulation space of purified water 55 above the filter bed 37; oxygen from the activating purification process or residual amount of nitrates, which are the chemical source of oxygen, so that anaerobic processes in the filter bed 37 and the proliferation of anaerobic bacteria will not occur, thereby clogging the filter bed 37. At the same time, the biological settlement of the filter bed 37 is maintained in equilibrium by portions, a brief periodic backwash. Purified wastewater accumulates above the filter bed 37 in the purification water storage space 55 between the normal purification water level given by the outlet 30 of the outlet pipe 41 and the upper level of the filter bed 37, wherein the purified wastewater is pumped from the filter chamber 24 by 43 through the outlet 29 of the mammoth pump 43 into the outlet pipe 4, through the sampling space 54 into the outlet of the plant 75 for biological treatment and waste water treatment.

V prípade, ak akumulačný priestor 10 medzi normálnou a maximálnou prevádzkovou hladinou v biologickom reaktore i nestačí na dočasné zadržanie pritekajúcich odpadových vôd, odteká biologicky vyčistená odpadová voda cez otvor 14 havarijného odtoku v regulátore prietoku 11 cez čerpaciu komoru 15 do filtračnej komory 24. V prípade havarijného upchatia filtračného lôžka 37 stúpa biologicky vyčistená voda vo zvislom obtokovom potrubí 28 a odteká do odtoku 4 zo zariadenia 75 na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd cez vzorkovací priestor 54.In the event that the storage space 10 between the normal and maximum operating level in the biological reactor i is not sufficient to temporarily contain the incoming effluents, the biologically purified effluent flows through the emergency outflow opening 14 in the flow controller 11 through the pumping chamber 15 to the filter chamber 24. In the event of a clogging of the filter bed 37, the biologically purified water rises in the vertical bypass pipe 28 and flows into the outlet 4 from the biological treatment and waste water treatment plant 75 through the sampling space 54.

Na zabránenie upchatia filtračného lôžka 37 slúži opakovaný spätný preplach filtračného zariadenia 2, ktorý je vyvolaný riadeným ovládaním magnetického ventilu 47 na vzduchovom potrubí 46 k mamutkovému čerpadlu Γ7 v čerpacej komore 15. V časovom spínači 48 je nastavený časový interval zatvoreného stavu a časový interval otvoreného stavu magnetického ventilu 47, napr. interval zatvoreného stavuje 1,5 hodiny, interval otvoreného stavu 10 sekúnd, tieto časové sekvencie sa striedajú počas celého dňa.To prevent clogging of the filter bed 37, a repeated backwash of the filtering device 2 is initiated by the controlled control of the solenoid valve 47 on the air line 46 to the mammoth pump Γ7 in the pumping chamber 15. The timer 48 is set to closed time and open time a solenoid valve 47, e.g. the closed state is 1.5 hours, the open state is 10 seconds, these time sequences alternate throughout the day.

Spätný preplach slúži aj na vyčistenie sedimentačného priestoru 33 od usadeného kalu. Mechanizmus spätného preplachu je taký, že pomocou časového spínača 48 sa otvorí magnetický ventil 47, čím sa uvedie do chodu mamutkové čerpadlo 17 v čerpacej komore 15, pomocou sacieho efektu mamutkového čerpadla 17 začne klesať hladina vody vo čerpacej komore 15 na úroveň hladiny pod otvorom 22, ktorý je cez spojovacie potrubie 25 napojený na odtokový otvor 77 v sedimentačnom priestore 33 filtračnej komory 24, dôsledkom čoho gravitačné začne odtekať voda z filtračného priestoru 35 a zásobného priestoru 36 smerom zhora dole, pričom pomalšie klesá vo filtračnom priestore 35 cez vrstvu filtračného materiálu a rýchlejšie klesá v zásobnom priestore biologicky vyčistenej vody 36. Pomali klesajúca voda vo vrstve piesku vytvára šetrný spätný preplach, čím sa vymývajú z filtračného lôžka 37 len odumreté zvyšky baktérií a nadmerné množstvo biologického nárastu a zachytené znečistenie medzi zrnkami piesku cez priepustné dno 34 filtračného lôžka 37 do sedimentačného priestoru 33. Rýchlo klesajúca hladina vody v zásobnom priestore 36 spôsobuje rýchli výplach celého sedimentačného priestoru 33 a tým odstránenie usadeného kalu a kalu zo spätného preplachu filtračnej komory 35, odpadová voda a kal zo spätného preplachu preteká meandrovito v labyrinte zvislých podporných stien 38 a odteká cez odtok 77 vo filtračnej komore 24 cez spojovacie potrubie 25 do čerpacej komory 15, odkiaľ je odpadová voda a kal zo spätného preplachu odčerpávaná do aktivačného priestoru 8 biologického reaktora i pomocou mamutkového čerpadla 17. Spätný preplach filtračného zariadenia 2 trvá len desať sekúnd, ale sa zopakuje počas dňa viackrát. Týmto spôsobom sa docieli to, že filtračné lôžko 37 je automaticky neustále preplachované dočistenou odpadovou vodou a sedimentačný priestor 33 biologicky vyčistenou odpadovou vodou. Odpadová voda zo spätného preplachu je odčerpávaná do aktivačného priestoru 8 biologického reaktora 1, kde sa to prejaví ako prítok do dosadzovacieho priestoru 9 cez otvor 53. Regulátor prietoku H v dosadzovacom priestore 9 zabraňuje rýchlemu odtoku vody z dosadzovacieho priestoru 9 do čerpacej komory 15 a do filtračnej komory 24 a tým je docielený účinný spätný preplach, lebo prietok odpadovej vody zo spätného preplachu odčerpávanej z čerpacej komory 15 do aktivačného priestoru 8 a následne do dosadzovacieho priestoru 9 je väčší, ako prietok biologicky vyčistených odpadových vôd z dosadzovacieho priestoru 9 do čerpacej komory 15..The backwash also serves to clean the sedimentation space 33 from the sedimented sludge. The backwash mechanism is such that by means of the timer 48 the solenoid valve 47 is opened to actuate the mammoth pump 17 in the pump chamber 15, by means of the suction effect of the mammoth pump 17 the water level in the pump chamber 15 drops to the level below the opening 22. which is connected via a connection line 25 to a drain opening 77 in the sedimentation space 33 of the filter chamber 24, causing gravity to start to drain water from the filter space 35 and the storage space 36 from top to bottom, dropping more slowly in the filter space 35 through the filter material layer; it sinks more rapidly in the reservoir of biologically purified water 36. The slowly sinking water in the sand layer generates a gentle backwash, leaving only dead bacteria and excess biological buildup from the filter bed 37 and trapped contamination between the sand grains through the permeable d 34 of the filter bed 37 into the sedimentation space 33. The rapidly decreasing water level in the storage space 36 causes rapid rinsing of the entire sedimentation space 33 and thereby removing settled sludge and sludge from the backwash of the filter chamber 35, the wastewater and backwash flows through meandering in the labyrinth. of the vertical support walls 38 and flows through the outlet 77 in the filter chamber 24 via the connecting line 25 to the pumping chamber 15, from which the waste water and backwash sludge is pumped to the activation space 8 of the biological reactor i by a mammoth pump 17. only ten seconds, but repeats several times during the day. In this way, it is achieved that the filter bed 37 is automatically rinsed continuously with purified waste water and the sedimentation space 33 with biologically purified waste water. The backwash waste water is pumped into the activation space 8 of the biological reactor 1, where this is reflected as an inflow into the settling space 9 through the opening 53. The flow regulator H in the settling space 9 prevents rapid flow of water from the settling space 9 into the pumping chamber 15. and thus an effective backwash is achieved, since the waste water flow from the backwash pumped from the pumping chamber 15 to the activation space 8 and subsequently to the settling space 9 is greater than the flow of biologically purified waste water from the settling space 9 to the pumping chamber 15. ..

Príklad 2Example 2

Na obr.2 je znázornené zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd 75 pre rodinný dom pozostávajúci z biologického reaktora i na biologické čistenie odpadových vôd pomocou systému s aktivovaným kalom a filtračného zariadenia 2 na dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd, pričom filtračné zariadenie 2 je usporiadané v samostatnej nádrži 58 za biologickým reaktorom i.Fig. 2 shows a biological treatment and purification plant for a single-family house consisting of a biological reactor as well as a biological treatment of sewage using an activated sludge system and a filtering device 2 for the purification of biologically purified wastewater, the filtering device 2 being arranged in a separate tank 58 downstream of the biological reactor i.

Odtokové potrubie 13 z dosadzovacieho priestoru 9 je zaústené do čerpacej komory 15 nádrže 58 filtračného zariadenia 2.The drain line 13 from the settling space 9 is connected to the pumping chamber 15 of the tank 58 of the filter device 2.

Nádrž 58 filtračného zariadenia 2 má prítok 52, odtok 30, dno 60 , plášť 61 a odnímateľný kryt 62. Tvar nádrže 58 filtračného zariadenia 2 je valcový. Nádrž 58 filtračného zariadenia 2 je predelená zvislou deliacou stenou 59 na čerpaciu komoru 15 a filtračnú komoru 24, pričom dno 60 nádrže 58 filtračného zariadenia 2 je súčasne dnom filtračnej komory 24 a čerpacej komoryThe tank 58 of the filter device 2 has a inlet 52, an outlet 30, a bottom 60, a housing 61 and a removable cover 62. The shape of the tank 58 of the filter device 2 is cylindrical. The tank 58 of the filter device 2 is divided by a vertical partition wall 59 into the pump chamber 15 and the filter chamber 24, wherein the bottom 60 of the tank 58 of the filter device 2 is simultaneously the bottom of the filter chamber 24 and the pump chamber

15. Vo vnútri čerpacej komory 15 sa nachádza ponorné kalové čerpadlo 63, ktorého sací otvor 19 je pri dne čerpacej komory 15 a výusť 20 tlakového potrubia 70 ponorného kalového čerpadla 63 je nad úrovňou maximálnej prevádzkovej hladiny v aktivačnom priestore 8 biologického reaktora i. Čerpacia komora 15 a filtračná komora 24 sú hydraulicky prepojené pomocou spojovacieho potrubia 25. Ústie 22 spojovacieho potrubia 25 v čerpacej komore 15 sa nachádza pri minimálnej prevádzkovej hladine „A“ dočistenej vody vo filtračnom priestore 35 filtračnej komory 24. Spojovacie potrubie 25 sa napája na prítok 26 do filtračnej komory 24 cez deliacu stenu 59 pri dne 60 nádrže 58 filtračného zariadenia 2 pod priepustným dnom 34 filtračného lôžka 37. Prítok 26 biologicky vyčistených odpadových vôd je súčasne aj odtokom 77 vôd a kalov zo spätného preplachu filtračného zariadenia 2. Do čerpacej komory 15 ústí cez vstupný otvor 27 obtokové potrubie 28, ktorého výstupný otvor 29 je zaústený do odtokového potrubia 41 z nádrže 58 filtračného zariadenia 2. Nad filtračným lôžkom 37 je akumulačný priestor dočistenej vody 55. ktorý slúži súčasne aj ako zásoba dočistenej vody medzi minimálnou prevádzkovou hladinou „A“ a minimálnou prevádzkovou hladinou „B“ pre recirkulačné čerpadlo neznázomené na obr.č.2, ktorého sacie ústie 64 sacieho potrubia 71 sa nachádza v akumulačnom priestore 55 dočistených vôd. Chod čerpadla 63 je riadený pomocou časového spínača 48 s nastaviteľným časovým intervalom zapnutia a vypnutia. Po otvorení odnímateľného krytu 62 nádrže 58 filtračného zariadenia 2 je možné vymeniť resp. premyť filtračné lôžko 37. Nádrž 58 filtračného zariadenia 2 je možné dodatočne namontovať za biologickým reaktorom 1.Inside the pump chamber 15 there is a submersible sewage pump 63, whose suction opening 19 is at the bottom of the pump chamber 15 and the outlet 20 of the pressure line 70 of the submersible sewage pump 63 is above the maximum operating level in the activation space 8 of the biological reactor 1. The pump chamber 15 and the filter chamber 24 are hydraulically connected via a connecting line 25. The orifice 22 of the connecting line 25 in the pump chamber 15 is located at the minimum operating level "A" of purified water in the filter chamber 35 of the filter chamber 24. 26 into the filter chamber 24 via the partition wall 59 at the bottom 60 of the tank 58 of the filter device 2 below the permeable bottom 34 of the filter bed 37. The inlet 26 of the biologically treated waste water is simultaneously an outflow 77 of water and sludge from the backwash of the filter device 2. an inlet opening 27 flows through the inlet opening 27, the outlet opening 29 of which flows into the outlet pipe 41 from the tank 58 of the filter device 2. Above the filter bed 37 there is an accumulation space of purified water 55 which serves simultaneously as a supply of purified water between the minimum operating level. And “am 2, whose suction mouth 64 of suction line 71 is located in the accumulation space 55 of the purified water. The operation of the pump 63 is controlled by a timer 48 with an adjustable on-off time. After opening the removable cover 62 of the tank 58 of the filtering device 2, it is possible to replace or replace the filter cover 2 with the filter cover. The tank 58 of the filter device 2 can be retrofitted after the biological reactor 1.

V čerpacej komore 15 môže byť umiestnené dávkovacie zariadenie chemického činidla 73 v tvare zvislého potrubia s vekom 76 a otvormi 74 v dolnej časti. V dávkovacom zariadení 73 sú umiestnené pomalí rozpustné tabletky s obsahom chlóru ako dezinfekčného činidla.In the pumping chamber 15, a chemical reagent dispensing device 73 can be disposed in the form of a vertical pipe with a lid 76 and apertures 74 at the bottom. In the dispensing device 73, slow-soluble, chlorine-containing tablets are placed as a disinfectant.

Dočistená odpadová voda sa hromadí nad filtračným lôžkom 37. Normálna prevádzková hladina vody vo filtračnom priestore 35 je daná ústím 30 odtokového potrubia 41 z filtračnej komory 24, cez ktoré odteká dočistená odpadová voda gravitačné z nádrže 58 filtračného zariadenia 2. Minimálna prevádzková hladina „A“ vo filtračnom priestore 35 je daná ústím 22 spojovacieho potrubia 25 v čerpacej komore 15, cez ktoré odteká odpadová voda zo spätného preplachu. Vo filtračnom priestore 35 ostane v akumulačnom priestore dočistených vôd 55 medzi minimálnymi prevádzkovými hladinami „A“ a „B“ voda na recykláciu v dostatočnom objeme napr. na splachovanie WC aj po prebehnutí spätného preplachu filtračného zariadenia 2.The purified waste water accumulates above the filter bed 37. The normal operating water level in the filter space 35 is given by the outlet 30 of the outlet pipe 41 from the filter chamber 24 through which the purified gravity waste water flows out of the tank 58 of the filter device 2. in the filter space 35 is provided by the orifice 22 of the connecting line 25 in the pump chamber 15, through which the waste water from the backwash flows. In the filtration space 35, there will be enough water for recycling in the storage space of the purified water 55 between the minimum operating levels "A" and "B" for a sufficient volume of e.g. for flushing the toilet even after the backwashing of the filtering device 2.

Na zabránenie upchatia filtračného lôžka 37 slúži opakovaný spätný preplach filtračného zariadenia 2, ktorý je vyvolaný riadeným ovládaním čerpadla 63 v čerpacej komore 15. V časovom spínači 48 je nastavený časový interval zapnutia a časový interval vypnutia čerpadla 63, napr. interval vypnutia je v trvaní 1,5 hodín, interval zapnutia 10 sekúnd, tieto časové sekvencie sa striedajú počas dňa.To prevent clogging of the filter bed 37, a repeated backwashing of the filter device 2 is initiated by the controlled control of the pump 63 in the pump chamber 15. In the timer 48, the switch-on time and the switch-off time of the pump 63, e.g. the power-off interval is 1.5 hours, the power-on interval is 10 seconds, these time sequences alternate during the day.

Spätný preplach slúži aj na vyčistenie sedimentačného priestoru 33 od usadeného kalu. Mechanizmus spätného preplachu je taký, že pomocou časového spínača 48 sa uvedie do chodu čerpadlo 63 v čerpacej komore 15, pomocou sacieho efektu čerpadla 63 začne klesať hladina vody vo čerpacej komore 15, ktoré je cez spojovacie potrubie 25 napojené na odtokový otvor 77 v sedimentačnom priestore 33 filtračnej komory 24. Pri poklese hladiny vody v čerpacej komore 15 pod úroveň otvoru 22 začne vplyvom výškového rozdielu hladín v čerpacej komore 15 a filtračnom priestore 35 resp. zásobnom priestore 36 biologicky vyčistenej vody gravitačné odtekať voda z filtračného priestoru 35 a zásobného priestoru 36 smerom zhora dole, pričom pomalšie klesá vo filtračnom priestore 35 cez vrstvu filtračného materiálu a rýchlejšie klesá v zásobnom priestore biologicky vyčistenej vody 36. Odpadová voda zo spätného preplachu preteká meandrovito v labyrinte zvislých podporných stien 38 a odteká cez odtokový otvor 77 v filtračnej komore 24 a cez spojovacie potrubie 25 do čerpacej komory 15, odkiaľ je odčerpávaná do aktivačného priestoru 8 biologického reaktora 1 pomocou čerpadla 63 .The backwash also serves to clean the sedimentation space 33 from the sedimented sludge. The backwash mechanism is such that the pump 63 in the pumping chamber 15 is started by means of the timer 48, the water level in the pumping chamber 15, which is connected via a connecting line 25 to the outlet opening 77 in the sedimentation space, 33 of the filter chamber 24. When the water level in the pump chamber 15 drops below the level of the aperture 22, the level difference in the pump chamber 15 and the filter chamber 35 and the filter chamber 35 begins respectively due to the height difference. the bio-purified water storage space 36 gravitationally drains water from the filter space 35 and the storage space 36 from the top down, while slowly sinking in the filter space 35 through the filter material layer and decreases more rapidly in the bio-purified water storage space 36. Wastewater from the backwash flows through meanderingly in the labyrinth of vertical support walls 38 and flows through the outlet opening 77 in the filter chamber 24 and via the connecting line 25 into the pumping chamber 15, from where it is pumped into the activation space 8 of the biological reactor 1 by means of a pump 63.

Príklad 3Example 3

Na obr.č.3 je znázornené zariadenie na biologické čistenie a dočisťovanie odpadových vôd 75 pre rodinný dom pozostávajúci z biologického reaktora 1 na biologické čistenie odpadových vôd pomocou systému s aktivovaným kalom a filtračného zariadenia 2 na dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd, pričom filtračné zariadenie 2 je usporiadané v samostatnej nádrži 58, ktorá je priprevnená k nádrži biologického reaktora 1 a tvoria takto jeden celok.Fig. 3 shows a biological treatment and purification plant for a detached house 75 comprising a biological reactor 1 for biological treatment of sewage by means of an activated sludge system and a filter device 2 for the purification of biologically treated waste water, wherein the filtering device 2 It is arranged in a separate tank 58 which is attached to the tank of the biological reactor 1 and thus forms a single unit.

Odtokové potrubie 13 z dosadzovacieho priestoru 9 je zaústené do čerpacej komory 15 filtračného zariadenia 2 .The drain line 13 from the settling space 9 is connected to the pumping chamber 15 of the filter device 2.

Filtračné zariadenie 2 má prítok 52, odtok 68 a obsahuje čerpaciu komoru 15 a filtračnú komoru 24. Čerpacia komora 15 je zabudovaná v aktivačnom priestore 8 biologického reaktora i v podobe zvislej rúry 16 pripojenej pevne ku dnu 5 biologického reaktora L. Vo vnútri čerpacej komory 15 sa nachádza mamutkové čerpadlo 17, ktorého sací otvor 19 je pri dne čerpacej komory 15 a výusť 20 mamutkového čerpadla 17 je nad úrovňou maximálnej prevádzkovej hladiny vaktivačnom priestore 8 biologického reaktora 1 aje ukončená odvzdušňovacím otvorom 21 . Rúra 16 čerpacej komory 15 je opatrená otvorom 22, ktorý je napojený na spojovacie potrubie 25 medzi čerpacou komorou 15 a filtračnou komorou 24. Spojovacie potrubie 25 sa napája na prítok 26 do filtračnej komory cez bočnú stenu 31 filtračnej komory 24 pod priepustným dnom 34 filtračného lôžka 37. Prítok 26 biologicky vyčistených vôd je súčasne aj odtokom 77 vôd a kalov zo spätného preplachu filtračného zariadenia 2. Do spojovacieho potrubia 25 je zaústené dávkovanie roztoku chemického činidla napr. na odstránenie fosforu cez vstupný otvor 65 dávkovacieho potrubia 66 chemického činidla. Dávkovanie kvapalného chemického činidla sa môže riešiť aj zaústením dávkovacieho potrubia 66 do čerpacej komory 15 alebo do dosadzovacieho priestoru 9.The filter device 2 has an inlet 52, an outlet 68 and comprises a pumping chamber 15 and a filter chamber 24. The pumping chamber 15 is embedded in the activation space 8 of the biological reactor and in the form of a vertical tube 16 fixedly connected to the bottom 5 of the biological reactor L. It has a mammoth pump 17 whose suction opening 19 is at the bottom of the pumping chamber 15 and the outlet 20 of the mammoth pump 17 is above the maximum operating level in the inactivation space 8 of the biological reactor 1 and is terminated by a vent port 21. The pipe 16 of the pump chamber 15 is provided with an opening 22 which is connected to the connecting line 25 between the pump chamber 15 and the filter chamber 24. The connecting line 25 is fed to the inlet 26 into the filter chamber through the side wall 31 of the filter chamber 24 under the filter bed 34 37. The inflow 26 of the biologically purified water is at the same time an outlet of 77 water and sludge from the backwashing of the filtering device 2. The dosing solution 25 of the chemical agent solution, e.g. to remove phosphorus through the inlet opening 65 of the chemical reagent dosing line 66. The dosing of the liquid chemical agent can also be solved by opening the dosing line 66 into the pumping chamber 15 or into the settling space 9.

Do spojovacieho potrubia 25 medzi čerpacou komorou 15 a filtračnou komorou 24 ústí cez otvor 27 obtokové potrubie 28, ktorého vodorovná časť je nad úrovňou maximálnej prevádzkovej hladiny vody v biologickom reaktore i. Filtračná komora 24 s prítokom 26 biologicky vyčistených vôd, odtokom 77 vôd a kalov zo spätného preplachu a odtokom 30 dočistených vôd, dnom 23, bočnými stenami 31 a odnímateľným krytom 32 má nepravidelný pôdorys prispôsobený na primontovanie k bočnému plášťu 6 biologického reaktora 1 z vonkajšej strany pomocou skrutiek 69, pričom je nádrž filtračnej komory 24 podopretá konzolou 50 privarenou k vonkajšej strane plášťa 6 reaktora I. Vo filtračnej komore 24 sa nachádza sedimentačný priestor 33 pod priepustným dnom 34, filtračný priestor 35 nad priepustným dnom 34 a zásobný priestor biologicky vyčistenej vody 36. Vo filtračnom priestore 35 nad priepustným dnom 34 sa nachádza filtračné lôžko 37, ktoré je tvorené voľne sypanou vrstvou kremičitého piesku s veľkosťou zŕn 0,6 - 0,8 mm, výška filtračného lôžka 37 je 15 cm. Veľkosť plochy filtračného lôžka 37 je dimenzovaná podľa návrhovej filtračnej rýchlosti 0,2-0,4 m/h pre pomalú filtráciu. Priepustné dno 34 je tvorené perforovaným nerezovým plechom s veľkosťou dierok 0,4 - 0,5 mm. Výška sedimentačného priestoru 33 medzi dnom 23 filtračnej komory 24 a priepustným dnom 34 je 10 cm. Zásobný priestor 36 biologicky vyčistenej vody je oddelený od filtračného priestoru 35 deliacou stenou 40 a v spodnej časti je hydraulicky spojený so sedimentačným priestorom 33 cez otvor 67 pri dne 23 filtračnej komory 24. Hladina vody v zásobnom priestore 36 biologicky vyčistenej vody je rovnaká ako hladina vody v biologickom reaktore i počas priebehu čistiaceho procesu. Úroveň hladiny dočistenej vody vo filtračnom priestore 35 je daný spodnou hranou odtoku 30 z filtračnej komory 24 počas priebehu čistiaceho procesu a vytvára nad filtračným lôžkom 37 akumulačný priestor dočistenej vody 55. Medzi normálnou prevádzkovou hladinou dočistenej vody vo akumulačnom priestore 55 a úrovňou normálnej hladiny vody v biologickom reaktore 1. je výškový rozdiel cca 10 cm, ktorý je dostatočný na vytváranie hydrostatického tlaku na gravitačný prietok vody cez filtračné lôžko 37.Bypass pipe 28, the horizontal part of which is above the maximum operating water level in the biological reactor 1, flows into the connecting line 25 between the pumping chamber 15 and the filter chamber 24 through the opening 27. The filter chamber 24 with the inlet of bio-purified water 26, the outflow of 77 water and sludge from the backwash and the outlet 30 of the purified water, the bottom 23, the side walls 31 and the removable cover 32 has an irregular plan adapted to be mounted to the side jacket 6 of the biological reactor 1 from the outside by means of screws 69, wherein the tank of the filter chamber 24 is supported by a bracket 50 welded to the outside of the reactor jacket 6. In the filter chamber 24 there is a sedimentation space 33 below the permeable bottom 34, a filter space 35 above the permeable bottom 34 and a storage space of biologically purified water 36 In the filter space 35 above the permeable bottom 34 there is a filter bed 37 consisting of a loose layer of silica sand with a grain size of 0.6-0.8 mm, the height of the filter bed 37 being 15 cm. The size of the filter bed area 37 is sized to a design filtration rate of 0.2-0.4 m / h for slow filtration. The permeable bottom 34 is a perforated stainless steel sheet having a hole size of 0.4-0.5 mm. The height of the sedimentation space 33 between the bottom 23 of the filter chamber 24 and the permeable bottom 34 is 10 cm. The biologically purified water storage space 36 is separated from the filter space 35 by a partition 40 and is hydraulically connected to the sedimentation space 33 via an opening 67 at the bottom 23 of the filter chamber 24 at the bottom. The water level in the biologically purified water storage space 36 is the same as biological reactor even during the purification process. The level of purified water in the filter space 35 is given by the lower edge of the outflow 30 from the filter chamber 24 during the purification process and creates a purification water storage space 55 above the filter bed 37. Between the normal operating purified water level in the storage space 55 and the normal water level 10 cm, which is sufficient to generate hydrostatic pressure to the gravitational flow of water through the filter bed 37.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Zariadenie a spôsob biologického čistenia a dočisťovania odpadových vôd podľa tohto vynálezu je možné použiť na čistenie odpadových vôd a ich recykláciu z malých, izolovaných zdrojov znečistenia, najmä na decentrálne riešenie čistenia odpadových vôd. Kvalita vyčistenej vody splňuje aj zvýšené požiadavky z hľadiska odstránenia dusíka a fosforu z odpadových vôd, hygienizáciu odpadových vôd vrátane odstránenia vírusov, preto je možné tieto čistiarne použiť aj na vypúšťanie do povrchových vôd v citlivých oblastiach, kde hrozí eutrofizácia povrchových vôd, na vypúšťanie do povrchových vôd vhodných na rekreáciu a kúpanie, na vypúšťanie do podzemných vôd ako aj využívanie vyčistených vôd na splachovanie toaletov, alebo ako úžitkovú vodu na polievanie, pranie, umývanie automobilov, atď.The biological wastewater treatment and purification apparatus and method of the present invention can be used for wastewater treatment and recycling from small, isolated sources of pollution, in particular for a decentralized wastewater treatment solution. The quality of purified water also meets the increased requirements in terms of nitrogen and phosphorus removal from wastewater, sanitation of wastewater, including virus removal, so they can also be used for discharges into surface waters in sensitive areas where there is a risk of eutrophication of surface waters, discharges into surface waters. waters suitable for recreation and bathing, for discharging into groundwater as well as for the use of purified water for flushing toilets, or as service water for watering, washing, washing cars, etc.

Claims (12)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd obsahujúce biologický reaktor (1) na biologické čistenie odpadových vôd a filtračné zariadenie (2) na dočistenie biologicky vyčistených odpadových vôd vyznačujúce sa tým, že filtračné zariadenie (2) obsahuje čerpaciu komoru (15) a filtračnú komoru (24), filtračná komora (24) je rozdelená priepustným dnom (34) filtračného lôžka (37) na sedimentačný priestor (33) a filtračný priestor (35) s filtračným lôžkom (37) a s akumulačným priestorom (55) dočistenej vody nachádzajúcim sa medzi hornou úrovňou filtračného lôžka (37) a odtokovým otvorom (30) z filtračnej komory (24), prítokový otvor (26) biologicky vyčistených odpadových vôd z biologického reaktora (1) a odtokový otvor (77) slúžiaci na odvod odpadových vôd a kalov zo spätného preplachu filtračnej komory (24) sú v sedimentačnom priestore (33) pod priepustným dnom (34) filtračného lôžka (37) a odtokový otvor (77) je napojený cez spojovacie potrubie (25) do čerpacej komory (15) so sacím otvorom (19) čerpacieho zariadenia (17,63) pri dne čerpacej komory (15) a výpustný otvor (20) výtlakového potrubia (18,70) od čerpacieho zariadenia (17,63) je vedený do biologického reaktora (1).A biological wastewater treatment and purification plant comprising a biological reactor (1) for biological wastewater purification and a filtering device (2) for the purification of biologically purified wastewater, characterized in that the filtration device (2) comprises a pumping chamber (15) and filter chamber (24), the filter chamber (24) is divided by a permeable bottom (34) of the filter bed (37) into a sedimentation space (33) and a filter space (35) with a filter bed (37) and a storage space (55) of purified water between the upper level of the filter bed (37) and the outflow opening (30) from the filter chamber (24), the inlet opening (26) of the biologically treated waste water from the biological reactor (1) and the outlet opening (77) for wastewater and sludge from the backwash of the filter chamber (24) in the sedimentation space (33) below the permeable bottom (34) of the filter bed (37) and from the flow orifice (77) is connected via a connecting line (25) to the pumping chamber (15) with the suction opening (19) of the pumping device (17,63) at the bottom of the pumping chamber (15) and the discharge opening (20) of the discharge pipe (18); 70) from the pumping device (17,63) is fed to the biological reactor (1). 2. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že vo filtračnej komore (24) je zásobný priestor (36) vody, ktorý je spojený so sedimentačným priestorom (33) otvorom (67), pričom sedimentačný priestor (33) a zásobný priestor (36) sú určené pre biologicky vyčistenú odpadovú vodu a filtračný priestor (35) je určený pre dočistenú odpadovú vodu.Biological and waste water treatment plant according to claim 1, characterized in that in the filter chamber (24) there is a water storage space (36) which is connected to the sedimentation space (33) through an opening (67), wherein the sedimentation space (33) and the storage space (36) are intended for biologically purified waste water and the filter space (35) is intended for purified waste water. 3. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že v biologickom reaktore (1) je vytvorený integrovaný retenčný priestor (10) na vyrovnanie aretenciu premenlivých prietokov pomocou škrtiaceho otvoru (12) regulátora prietoku (11) na odtokovom potrubí (13) z biologického reaktora (1).Biological and waste water purification plant according to claim 1, characterized in that an integrated retention space (10) is provided in the biological reactor (1) to compensate for the arrest of variable flows by means of a throttling orifice (12) of the flow regulator (11). a discharge pipe (13) from the biological reactor (1). 4. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd podľa nárokov 1 až 3 vyznačujúce sa tým, že prítokový otvor (26) a odtokový otvor (77) na odvedenie odpadových vôd a kalov zo spätného preplachu filtračnej komory (24) je spoločný.A biological wastewater treatment and purification plant according to claims 1 to 3, characterized in that the inlet port (26) and the outlet port (77) for draining the waste water and sludge from the backwash of the filter chamber (24) are common. 5. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd podľa nárokov 1 až 4 vyznačujúce sa tým, že priepustné dno filtračnej komory (34) je tvorené perforovaným nerezovým plechom s veľkosťou otvorov v rozmedzí 0,3-0,8 mm.Biological and waste water treatment plant according to claims 1 to 4, characterized in that the permeable bottom of the filter chamber (34) is formed by a perforated stainless steel sheet having an aperture size in the range of 0.3-0.8 mm. 6. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd podľa nárokov 1 až 5 vyznačujúce sa tým, že výška sedimentačného priestoru (33) medzi dnom (60, 23) filtračnej komory ( 24) a priepustným dnom (34) filtračného lôžka (37) je v rozmedzí 10-15 cm.Biological and waste water treatment plant according to claims 1 to 5, characterized in that the height of the sedimentation space (33) between the bottom (60, 23) of the filter chamber (24) and the permeable bottom (34) of the filter bed (37) is in the range of 10-15 cm. 7. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd podľa nárokov 1 až 6 vyznačujúce sa tým, že, filtračné lôžko (37) je tvorené pieskom s veľkosťou zŕn v rozmedzí 0,3-0,8 mm, výška filtračného lôžka (37) je maximálne 30 cm a veľkosť plochy filtračného lôžka (37) je odvodená od filtračnej rýchlosti pieskového filtra v rozmedzí 0,2-0,4 m/h.Biological and waste water treatment plant according to claims 1 to 6, characterized in that the filter bed (37) is formed by sand with a grain size in the range of 0.3-0.8 mm, the height of the filter bed (37) being maximum 30 cm and the size of the filter bed area (37) is derived from a filter speed of the sand filter in the range of 0.2-0.4 m / h. 8. Zariadenie na biologické čistenie a dočistenie odpadových vôd podľa nárokov 1 až 7 vyznačujúce sa tým, že filtračné zariadenie (2) je usporiadané vo vnútri biologického reaktora (1) alebo filtračné zariadenie (2) je umiestnené v samostatnej nádrži (58), ktorá je zapojená za biologickým reaktorom (1)..Biological and waste water treatment plant according to claims 1 to 7, characterized in that the filter device (2) is arranged inside the biological reactor (1) or the filter device (2) is located in a separate tank (58) which it is connected downstream of the biological reactor (1). 9. Spôsob biologického čistenia a dočisťovania odpadových vôd v zariadení podľa nárokov 1 až 9 týkajúci sa individuálnych systémov čistenia odpadových vôd tak, že surová odpadová voda priteká do sekundárneho biologického stupňa čistenia - biologického reaktora (1), v ktorom prebieha biologické čistenie pomocou systému s aktivovaným kalom, kde v dosadzovacej časti (9) biologického reaktora (1) dôjde k rozdeleniu biologicky vyčistenej odpadovej vody od aktivovaného kalu a biologicky vyčistená odpadová voda je následne dočisťovaná v terciámom, dočisťovacom stupni čistenia - filtračnom zariadení (2) vyznačujúci sa tým, že biologicky vyčistená voda z biologického reaktora (1) priteká do sedimentačného priestoru (33) filtračnej komory (24) filtračného zariadenia (2) pod priepustné dno (34) filtračného lôžka (37), v sedimentačnom priestore (33) filtračnej komory (24) sa malé čiastočky suspendovaných látok spoja do väčších a sedimentujú, pričom voda zbavená sedimentujúcich častíc stúpa pomaly vplyvom hydrostatického tlaku rozdielu hladiny vody v biologickom reaktore (1) a hladiny vody vo filtračnej komore (24) cez priepustné dno (34) filtračného lôžka (37) smerom zdola nahor cez filtračné lôžko (37) s filtračným materiálom a dočistená odpadová voda odteká cez odtokový otvor (30) vo filtračnej komore (24) z filtračného zariadenia (2) tak, že nad filtračným lôžkom (37) je akumulačný priestor dočistených vôd (55) a čistenie filtračného lôžka (37) pri súčasnom udržovaní biologického osídlenia filtračného lôžka (37) v rovnováhe sa uskutočňuje opakovaným spätným preplachom a mechanizmus spätného preplachuje taký, že opakovane sa uvedie do chodu čerpacie zariadenie (17, 63), ktoré je napojené na otvor (26) v sedimentačnom priestore (33) a pomocou efektu hydrostatického tlaku začne klesať hladina vody vo filtračnej komore (24) cez filtračné lôžko (37), pomaly klesajúca voda vo filtračnom lôžku (37) vymýva odumreté zvyšky baktérií a zachytené znečistenie z filtračného lôžka (37) cez priepustné dno (34) filtračného lôžka (37) do sedimentačného priestoru (33) a následne do čerpacej komory (15), odkiaľ sú voda a kal zo spätného preplachu odčerpávané do biologického reaktora (1).Method for biological treatment and purification of waste water in an installation according to claims 1 to 9 relating to individual wastewater treatment systems such that raw wastewater flows into a secondary biological treatment stage - a biological reactor (1) in which biological treatment is carried out by means of a activated sludge, in which the biologically treated wastewater is separated from the activated sludge in the feed part (9) of the biological reactor (1) and the biologically purified wastewater is subsequently treated in a tertiary, purification stage - filtering device (2) biologically purified water from the biological reactor (1) flows into the sedimentation space (33) of the filtration chamber (24) of the filtration device (2) below the permeable bottom (34) of the filtration bed (37); the small particles of suspended matter are combined into larger particles and sedimentation, wherein the water free of sedimentation particles rises slowly due to the hydrostatic pressure of the water level difference in the biological reactor (1) and the water level in the filter chamber (24) through the permeable bottom (34) of the filter bed (37). 37) with the filter material and the purified waste water flows through the outlet opening (30) in the filter chamber (24) from the filter device (2) so that above the filter bed (37) there is an accumulation space of treated water (55) and filter bed cleaning ( 37) while maintaining the biological settlement of the filter bed (37) in equilibrium, it is performed by repeated backwashing and the backwash mechanism is such that the pumping device (17, 63) is connected repeatedly to the opening (26) in the sedimentation space (33) and, by the hydrostatic pressure effect, the water level in the filter chamber (24) begins to drop through the filter a trailing bed (37), slowly sinking water in the filter bed (37) washes out dead bacteria and trapped contamination from the filter bed (37) through the permeable bottom (34) of the filter bed (37) to the sedimentation space (33) and subsequently to the pumping chamber (15), where the water and sludge from the backwash are pumped to the biological reactor (1). 10. Spôsob biologického čistenia a dočisťovania odpadových vôd podľa nároku 2 vyznačujúci sa tým, že hladina vody pri spätnom preplachu pomalšie klesá cez filtračné lôžko (37) a rýchlejšie klesá v zásobnom priestore (36), pomaly klesajúca voda vo filtračnom lôžku (37) vytvára šetrný spätný preplach filtračného lôžka (37) a rýchlo klesajúca hladina vody v zásobnom priestore (36) spôsobuje rýchly výplach sedimentačného priestoru (33) a tým odstránenie usadeného kalu a kalu zo spätného preplachu do čerpacej komory (15).Method for biological treatment and waste water treatment according to claim 2, characterized in that the water level at the backwash decreases more slowly through the filter bed (37) and decreases more rapidly in the storage space (36), the slowly falling water in the filter bed (37) gentle backwashing of the filter bed (37) and rapidly decreasing water level in the storage space (36) causes rapid sedimentation of the sedimentation space (33), thereby removing settled sludge and sludge from the backwash into the pumping chamber (15). 11. Spôsob biologického čistenia a dočisťovania odpadových vôd podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že biologicky vyčistená voda z biologického reaktora (1) priteká do sedimentačného priestoru (33) filtračnej komory (24) vyrovnaným prietokom, ktorý je menší ako prietok čerpania odpadových vôd a kalu zo spätného preplachu filtračného zariadenia (2) čerpacím zariadením (17,63).The biological wastewater treatment and purification process according to claim 1, characterized in that the biologically purified water from the biological reactor (1) flows into the sedimentation space (33) of the filter chamber (24) at a balanced flow rate that is less than the wastewater pumping flow rate. backwash sludge of the filtering device (2) by the pumping device (17,63). 12. Spôsob biologického čistenia a dočisťovania biologicky vyčistených odpadových vôd podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že pred dočistením biologicky vyčistených odpadových vôd je biologicky vyčistená odpadová vodá pritekajúca do filtračnej komory (24) upravená fyzikálno-chemicky alebo chemicky.The method of biological treatment and purification of biologically treated waste water according to claim 1, characterized in that before the treatment of biologically purified waste water, the biologically purified waste water flowing into the filter chamber (24) is treated by physicochemical or chemical treatment.