SK283582B6 - Reaktor na biologické čistenie odpadových vôd - Google Patents

Abstract

Podstata uvedeného reaktora spočíva v tom, že aktivačný priestor (4) je rozdelený najmenej jedným priečinkom (5, 5a) na prvú oxickú časť (4a) a druhú anoxickú časť (4b), pričom prvá oxická časť (4a) je opatrená prevzdušňovacími elementmi (16), zatiaľ čo anoxická časť (4b) je vybavená prostriedkami (16, 37) na zabezpečenie suspenzie aktivovaného kalu, pričom separačný priestor (2) je spojený s prvou oxickou časťou (4a) prostredníctvom aspoň jednej prevádzacej pasáže (10, 13, 32) prechádzajúcou cez deliacu stenu (3) separačného priestoru (2), pričom aspoň jedna z týchto pasáží ústí do jeho spodku, prvá oxická časť (4a) je spojená s druhou časťou, nasávací vstup (9) prečerpávacieho agregátu (8) je usporiadaný pri dne separačného priestoru (2) a výstup prečerpávacieho agregátu (8) je zavedený spolu s prívodom (7) odpadovej vody do druhej anoxickej časti (4b), pričom dochádza pri prevádzke k vynútenému toku v cirkulačnom okruhu postupujúcom z prvej oxickej časti (4a) cez aspoň jednu prevádzaciu časť (10, 13, 32) do separačného priestoru (2), prečerpávacím agregátom (8) do druhej anoxickej časti (4b) a vracajúci sa do prvej oxickej časti (4a). ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka reaktora na biologické aktivačné čistenie odpadových vôd, združujúceho v nádrži aktivačný priestor a hore sa rozširujúci lievikovitý separačný priestor na fluidnú filtráciu, vhodného najmä na čistenie menších a najmenších jednotlivých zdrojov splaškového znečistenia, ako sú napríklad rodinné domy, prípadne ich skupiny, ďalej hotely, motely, menšie sídliská a podobne.

Doterajší stav techniky

Na účely čistenia menších a najmenších jednotlivých zdrojov splaškových vôd sú dosiaľ používané rôzne systémy biologického čistenia typu bioflltrov a biodiskov. Účinnosť čistenia týchto čističiek nedosahuje však účinnosti systému biologického čistenia aktivovaným kalom. Použitie aktivačného čistenia i pre malé a najmenšie čističky odpadových vôd však naráža na mnohé technické prekážky. Napríklad je známe, že nerovnomemosť hydraulického zaťaženia sa zvyšuje so zmenšujúcou sa kapacitou čističky. Najväčšie hydraulické preťaženie sa vyskytuje pri malých domových čističkách pre rodinné domy, kde napríklad vypustenie vane predstavuje krátkodobé hydraulické preťaženie, ktorého intenzita prevyšuje rádovo celodenné priemerné zaťaženie.

Nerovnomemosť hydraulického i laťkového zaťaženia vyžaduje zodpovedajúce zväčšenie zariadenia na aktivačné čistenie a tým aj jeho cenu. V dôsledku toho náklady na malé aktivačné čističky vzrastajú pri doterajších typoch exponenciálne sa zmenšujúcim výkonom.

Ďalšou nevýhodou doterajších typov malých aktivačných čističiek je aj závislosť prevádzkových nákladov od veľkosti čističky. Relatívne vysoké prevádzkové náklady pri malých čističkách sú dôsledkom vyššej špecifickej spotreby elektrickej energie a nárokov na obsluhu, hlavne na odvoz prebytočného biologického kalu.

Tieto nevýhody malých čističiek vedú ku snahe združovania malých zdrojov splaškových vôd do väčších celkov, pokiaľ možno s pripojením na spoločnú kanalizáciu, pretože náklady na ich čistenie sú pri väčších čističkách výrazne nižšie.

Použitie individuálnych malých čističiek je potom vyhradené len prípadom, kde budovanie spoločnej kanalizácie nie je z ekonomických dôvodov opodstatnené.

Na čistenie malých a najmenších individuálnych zdrojov splaškových vôd je hospodárny tzv. Brown-Water-Concept, podľa ktorého vyčistená voda z prevádzkovania kuchýň, kúpelní a prevádzky domácich práčok je opakovane používaná na sanitárne účely. Podmienkou efektívneho použitia Brown-Watrer-Conceptu je mimo vysoko účinného vyčistenia odpadovej vody a jej čistenia priamo na mieste vzniku tak, aby náklady na jej distribúciu boli čo najmenšie. To vedie k potrebe malých a najmenších domových čističiek splaškových vôd s vysokými nárokmi na kvalitu vyčistenej vody, čističiek malých rozmerov, ľahko transportovateľných, s jednoduchou inštaláciou a s prijateľnými cenovými reláciami. Takéto zariadenia, ktoré by plne vyhovovali týmto podmienkam, doteraz na trhu chýbajú.

Európska patentová prihláška EP-A-0 345 669 opisuje reaktor na biologické čistenie odpadových vôd, ktorý pozostáva z aktivačnej zóny, a lievikovitého separačného priestoru na fluidnú filtráciu, tvorené deliacou stenou oddeľujúcou aktivačný a separačný priestor. Spojenie medzi aktivačným a separačným priestorom je cez priechod v deliacej stene.

Úlohou vynálezu je vytvoriť zariadenie, ktoré by účinne čistilo domové splaškové a odpadové vody a to pre malé aj veľmi malé množstvo odpadových vôd, ktoré by poskytovalo kvalitne vyčistenú vodu, bolo jednoduché a tiež cenovo prijateľné.

Podstata vynálezu

Nevýhody stavu techniky do značnej miery odstraňuje reaktor podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že aktivačný priestor je rozdelený najmenej jednou priehradkou na prvú oxickú časť a druhú anoxickú časť, pričom prvá oxická časť je vybavená prevzdušňovacími elementmi, zatiaľ čo anoxická časť je vybavená prostriedkami na zabezpečenie suspenzie aktivovaného kalu, pričom separačný priestor je spojený s prvou oxickou časťou prostredníctvom aspoň jednej prevádzacej pasáže prechádzajúcou cez deliacu stenu separačného priestoru, pričom aspoň jedna z týchto prevádzacích pasáží ústí do jeho spodku, prvá oxická časť je spojená s druhou anoxickou časťou, nasávací vstup prečerpávacieho agregátu je usporiadaný pri dne separačného priestoru, a výstup prečerpávacieho agregátu je zavedený spolu s prívodom odpadovej vody do druhej anoxickej časti, pričom dochádza pri prevádzke k vynútenému toku v cirkulačnom okruhu postupujúci z prvej oxickej časti (4a) cez aspoň jednu prevádzaciu pasáž do separačného priestoru, prečerpávacím agregátom do druhej anoxickej časti a vracajúci sa do prvej oxickej časti.

Podstatné je aj to, že prostriedky na miešanie sú umiestnené v druhej anoxickej časti.

Anoxická časť a oxická časť sú oddelené najmenej jednou časťou deliacej steny separačného priestoru.

Na vytvorenie cirkulačného okruhu v reaktore je významné, že prevádzacia pasáž má vstupný otvor, aspoň na úrovni jednej štvrtiny výšky separačného priestoru, kde táto prevádzajúca pasáž je umiestnená pred priehradkou a výstup prečerpávacieho agregátu je zavedený do aktivačného priestoru za priehradkou.

Z hľadiska prúdenia aktivačnej zmesi v reaktore a jednoduchosti konštrukcie reaktora je prínosom, že priechod je vytvorený aspoň jedným prerušením deliacej steny v konečnom úseku oxickej časti aktivačného priestoru.

Z hľadiska usporiadania jednotlivých častí v reaktore je prínosom, že priehradka v aktivačnom priestore je súčasťou lapača hrubých nečistôt, v ktorom je umiestnený prečerpávací agregát.

Pre účinný priebeh biologických procesov je podstatné, že aktivačný priestor je medzi stenou separačného priestoru a plášťom nádrže reaktoru aspoň z časti prehradený ďalšou priehradkou, oddeľujúcou od seba oxickú časť a anoxickú časť aktivačného priestoru, pričom je priehradka vybavená prcpojovacím otvorom, realizovaným pri dne nádrže.

Účinnosť biologických procesov tiež zvyšuje usporiadanie, kde separačný priestor je spojený prevádzajúcou pasážou so vstupným otvorom s oxidovou časťou aktivačného priestoru a prečerpávacím agregátom s anoxidovou časťou aktivačného priestoru, pričom nasávací vstup prečerpávacieho agregátu je usporiadaný pri dne separačného priestoru a výstup v anoxickej časti aktivačného priestoru.

Pre jednoduchosť konštrukcie, skladovacie a dopravné možnosti reaktorov a ich častí je výhodné, že separačný priestor má tvar poloihlana alebo polokužeľa usporiadaného excentrický k časti plášťa nádrže, alebo má tvar kužeľa alebo ihlana.

Na uľahčenie procesov v reaktore je výhodné, že v separačnom priestore je usporiadaný lapač flotujúceho kalu, ktorý je vybavený zdrojom stlačeného vzduchu.

Na zdokonalenie procesu denitrifikácie je prínosom, že výstup z prečerpávacieho agregátu je zaústený do lapača hrubých nečistôt, situovaného na začiatku aktivačného priestoru a výstup z lapača je zaústený do anoxickej časti aktivačného priestoru.

Na zachovanie malých rozmerov reaktora prispieva to, že v separačnom priestore je vložený lapač hrubých nečistôt. Na oddelenie priestoru denitrifikácie od ostatných pochodov je významné, že anoxická časť aktivačného priestoru je obklopená jeho oxickou časťou, ktorá je anoxickou časťou rozdelená na dva úseky. Separačný priestor je pritom v nádrži usporiadaný sústredne, pričom priehradky vymedzujúce v aktivačnom priestore jeho anoxickú časť, sú rovinné, zvislé a prechádzajú stredom separačného priestoru, alebo je separačný priestor vymedzený dvoma vzájomne rovnobežnými hore sa roztvárajúcimi oblúkovitými deliacimi stenami a dvomi rovinnými čelami, z ktorých prvé čelo je časťou plášťa nádrže a druhé čelo je s prvým čelom rovnobežné.

Z hľadiska usmernenia prúdenia aktivačnej zmesi je prínosom, že pasáže sú v deliacej stene uskutočnené v pravidelných odstupoch.

Na zabránenie prenosu vírenia z aktivačného priestoru do separačného priestoru je v oblasti pasáže k deliacej stene separačného priestoru zo strany aktivačného priestoru priradený aspoň jeden deflektor prúdu.

Na udržanie aktivovaného kalu v aktivačnom priestore vo vznášaní, prípadne na uvedenie do vznášania v prípade prerušenia činnosti reaktora je podstatné, že v aktivačnom priestore je usporiadané mechanické miešacie zariadenie pozostávajúce z otočné uloženého nosného kolesa a na ňom usporiadané sústavy' kalíškov rozmiestnených po obvode nosného kolesa, pričom k jednej strane nosného kolesa je priradený prívod vzduchu pod hrdlá kalíškov a s nosným kolesom jc spriahnuté lopatkové miešadlo.

Pre jednoduchosť konštrukcie je výhodné, že nosné koleso je uložené na hriadeli, na ktorom je tiež uložené lopatkové miešadlo, pričom lopatkové miešadlo je tvorené sústavou nosičov upevnených na hriadeli a sústavou miešacích lopatiek uložených na nosičoch.

Z hľadiska efektívneho priebehu denitrifikačného procesu a možnosti prerušovania čistiaceho procesu je významné, že nosné koleso je usporiadané v oxickej časti aktivačného priestoru, zatiaľ čo lopatkové miešadlo je usporiadané v anoxickej časti aktivačného priestoru oddelené od oxickej časti.

Z hľadiska účinnosti mechanického miešacieho zariadenia je prínosom, že miešacie lopatky lopatkového miešadla ležia v podstate v rovine prechádzajúcej osou otáčania nosného kolesa a hrdlá kalíškov sú s miešacími lopatkami rovnobežné. Prispieva k tomu aj to, že anoxická časť aktivačného priestoru sa smerom ku dnu nádrže zužuje.

Na vytvorenie vnútorného cirkulačného okruhu je podstatné, že úseky oxickej časti sú vzájomne spojené priechodmi, pričom vždy v oblasti výstupu jedného priechodu a v oblasti protiľahlého výstupu druhého priechodu je usporiadaný aspoň jeden prevzdušňovači element. K tomu prispieva aj usporiadanie, kde v jednej z priehradok vymedzujúcich anoxickú časť aktivačného priestoru je realizovaný jednak prepojovací vývod spojujúci anoxickú časť s oxickou časťou aktivačného priestoru, jednak vstup prepojovacej rúrky spájajúcej anoxickú časť aktivačného priestoru s lapačom hrubých nečistôt.

Na udržanie potrebného množstva aktivovaného kalu v reaktore je do aktivačného priestoru zaústené odkalovacie potrubie na odvod prebytočného aktivovaného kalu a jeho vstup je situovaný v jednej tretine až vo dvoch tretinách výšky reaktora nad dnom nádrže.

Výhodou zariadenia podľa vynálezu sú jeho malé rozmery a kompaktnosť a uzavretosť konštrukcie, umožňujúca veľkosériovú výrobu ľahko transportovateľných reaktorov. Výhodou je tiež jednoduché umiestnenie zariadenia priamo v suteréne obytných objektov.

Investičné a prevádzkové náklady na čistenie odpadových vôd sa pritom blížia pri úspore pitnej vody v systéme Brown-Water-Concept nákladom na čistenie týchto odpadových vôd vo veľkých centralizovaných čističkách, čím odpadajú dôvody, ktoré predtým viedli ku združovaniu menších zdrojov odpadových vôd do väčších celkov s nutnosťou budovania nákladných kanalizačných sietí.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Príklady zariadenia podľa vynálezu sú opísané na základe výkresov, kde obr. 1 naznačuje schematicky znázornený zvislý osový prierez zariadenia a obr. 2 schematicky znázornený pôdorys zariadenia podľa príkladu 1, obr. 3 schematicky znázornený pôdorys, obr. 4 schematicky znázornený prierez A-A naznačený na obr. 3 a obr. 5 schematicky znázornený bočný pohľad na druhý príklad zariadenia, obr. 6 schematický rez a obr. Ί schematicky znázornený pôdorys tretieho príkladu uskutočnenia, obr. 8 schematicky znázornený pôdorys, obr. 9 schematicky znázornený prierez A-A naznačený na obr. 8 a obr. 10 schematicky znázornený bočný pohľad štvrtého príkladu uskutočnenia, obr. 11 schematický nárys a obr. 12 schematický pôdorys piateho príkladu uskutočnenia, obr. 13 schematicky nárys a obr. 14 schematický pôdorys šiesteho príkladu uskutočnenia.

Vo všetkých uskutočneniach sú zhodné časti alebo podobné časti na zhodný účel označené rovnakou vzťahovou značkou.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

V nádrži s plášťom 1 výhodne valcového tvaru je uložený koncentrický separačný priestor 2 vymedzený stenou

3, ktorej horná časť má výhodne tvar kužeľového plášťa a spodná časť tvar valcového plášťa. Plášť 1 nádrže môže mať tiež tvar mnohouholníka, napríklad štvorca. Rovnako tak môže mať horná časť separačného priestoru 2 v priereze tvar štvorca alebo iného mnohouholníka, vždy je však lievikovitá. Nadväzne na tvar hornej časti separačného priestoru 2 má zodpovedajúci valcový alebo mnohouholníkový tvar aj jeho spodná časť.

Separačný priestor 2 je určený na separáciu kalu fluidnou filtráciou. Medzi plášťom 1 nádrže a stenou 3 separačného priestoru 2 je vytvorený obvodový aktivačný priestor

4, ktorý je na jednom mieste prehradený priehradkou 5, ktorá je podľa príkladu uskutočnenia orientovaná zvisle. Priehradka 5 tvorí výhodne súčasť lapača 6 hrubých nečistôt, do ktorého j c zaústený prívod 7 surovej odpadovej vody. V lapači 6 je vložený prečerpávací agregát 8, tvorený napríklad mamutovým čerpadlom, ktorého nasávací vstup 9 je zavedený ku dnu separačného priestoru 2. Prepojenie aktivačného priestoru 4 so separačným priestorom 2 tvorí prevádzacia pasáž 10 so vstupným otvorom 11. Prevádzacia pasáž 10 je umiestnená pri priehradke 5 a v smere prúdenia aktivačnej zmesi pred touto priehradkou 5. Odvod 12 z lapača 6 hrubých nečistôt je zaústený do aktivačného priestoru 4 v smere prúdenia aktivačnej zmesi za priehradkou 5.

Pred priehradkou 5 na strane prevádzacej pasáže 10 je v stene 3 separačného priestoru 2 pri jeho dne vytvorený priechod 13, s ktorým komunikuje separačný priestor 2 s aktivačným priestorom 4. Horná časť separačného priestoru je lievikovitá (obr. 1) a na ňu naväzuje spodná, valcovitá časť. Ich rozmedzie tvorí vstupná pasáž 24. Optimálna veľkosť plochy vstupnej pasáže 24 tvorí najmenej 10 % plochy separácie v hladine. V hornej rozširujúcej sa časti separačného priestoru 2 je usporiadaný lapač 14 Hotujúceho kalu s vývodom 15 vyflotovaného kalu, ktorý je vyvedený do aktivačného priestoru 4. Do lapača 14 Hotujúceho kalu je zaústený prívod vzduchu z neznázomeného zdroja stlačeného vzduchu, lapač 14 Hotujúceho kalu je teda prevzdušňovaný. Tento zdroj stlačeného vzduchu slúži aj pre pneumatický prevzdušňovači systém v reaktore pozostávajúcom predovšetkým z prevzdušňovacích elementov 16, napojených na zmienený zdroj stlačeného vzduchu rozvodným potrubím 17. Toto rozvodné potrubie 17 je určené aj na prívod vzduchu do lapača 14 Hotujúceho kalu a do prečerpávacieho agregátu 8 vo forme mamutového čerpadla. Prevzdušňovacie elementy 16 sú v aktivačnom priestore usporiadané výhodne s rozdielnym odstupom, z čoho vyplýva, že rôzne úseky obvodového aktivačného priestoru 4 majú rôznu intenzitu prevzdušňovania.

Na hladine separačného priestoru 2 je umiestnené plavákové odberné zariadenie 18 vyčistenej vody s odvodom 19. Najnižšia poloha plavákového odberného zariadenia 18 je určená zarážkou 20 a neznázomený priepad plavákového odberného zariadenia 18 je nastavený na určitý maximálny odber neprevyšujúci dvojnásobok celodenného priemeru hydraulického zaťaženia reaktora.

Hladina 21 reaktora je za priemerného zaťaženia reaktora v najnižšej polohe a pri krátkodobom hydraulickom preťažení sa hladina v reaktore zvýši a môže dosiahnuť až úrovne najvyššej hladiny 22 (obr. 1). Kolísanie hladiny prebieha vo valcovej časti separačného priestoru 2, stena 3 separačného priestoru 2 je teda vždy pod hladinou. Do aktivačného priestoru 4 je zavedené odkalovacie potrubie 23 (obr. 1) a jeho výstup je výhodne v hornej polovici aktivačného priestoru 4.

Funkcia opísaného zariadenia na biologické čistenie odpadovej vody je táto:

Surová odpadová voda vteká prívodom 7 do lapača 6 hrubých nečistôt. Prúd aktivačnej zmesi a vzduchu v lapači 6 hrubých nečistôt z prečerpávacieho agregátu 8 vo forme mamutového čerpadla urýchľuje dezintegráciu papiera zo sanitárneho zariadenia a oddeľuje hrubé usaditeľné nečistoty v odpadovej vode do spodnej časti lapača 6. Priehradka 5 prehradzujúca obvodový aktivačný priestor 4 je výhodne využitá ako časť lapača 6. Aktivačná zmes z lapača 6 je vyvedená do obvodového aktivačného priestoru 4 odvodom 12. V obvodovom aktivačnom priestore 4 prúdi aktivačná zmes, do ktorej je primiešaná surová odpadová voda, postupným tokom. Primiešaním surovej vody do aktivačnej zmesi a malá intenzita prevzdušňovania na začiatku postupného toku v aktivačnom priestore 4 v dôsledku absencie prevzdušňovacích alebo ich veľkých odstupov v tejto časti aktivačného priestoru 4 vytvorí nedostatok kyslíka na povrchu častíc aktivovaného kalu, čo vyvolá denitrifíkačné pochody, keď mikroorganizmy biocenózy aktivovaného kalu získavajú kyslík pre svoje životné pochody z dusičnanov obsiahnutých v odpadovej vode.

Aktivačná zmes s primiešanou odpadovou vodou je potom v ďalšej časti obvodového aktivačného priestoru 4 priebežne okysličovaná pneumatickou aeráciou, ktorá súčasne zabezpečuje suspendovanie aktivovaného kalu v celom aktivačnom priestore 4.

Aktivačná zmes sa postupne okysličuje až do dosiahnutia podmienok na priebeh nitrifikačných pochodov, čo vyžaduje koncentráciu rozpusteného kyslíka v aktivačnej zmesi nad 2 mg O₂/l, na čo sa potom aktivačná zmes podrobí fluidnej filtrácii.

Aktivačná zmes vstupuje do separačného priestoru 2 na fluidnú filtráciu vstupným otvorom 11a prevádzaciu pasáž 10. Účinnosť separácie fluidnej filtrácie závisí mimo iného od veľkosti vstupnej pasáže 24, ktorou vstupuje aktivačná zmes ďalej do hornej časti separačného priestoru 2. Vo fluidnom filtri separačného priestoru 2 dôjde fluidnou filtráciou k oddeleniu vyčistenej vody od aktivovaného kalu a vyčistená voda je odvádzaná plavákovým odberným zariadením 18, ktoré je vo svojej najnižšej polohe fixované zarážkou 20. Plavákové odberné zariadenie 18 umožňuje odber maximálne dvojnásobok priemerného celodenného prítoku odpadovej vody. Pri nárazovom krátkodobom hydraulickom preťažení, čo nastane napríklad pri vypúšťaní vane, môže stúpnuť hladina 21 v reaktore až na úroveň najvyššej hladiny 22. Rozdiel medzi minimálnou hladinou a 21 a najvyššou hladinou 22 predstavuje retenciu na zachytenie krátkodobého, hydraulického preťaženia.

Pri postupnom plnení tejto retencie stúpa pomaly hladina 21 v celom reaktore bez toho, aby sa zvyšoval prietok fluidným filtrom nad hranicu maximálneho prietoku, napríklad nad dvojnásobok priemerného celodenného prietoku, čím sa zabráni porušeniu fluidného filtra a úniku aktivovaného kalu do vyčistenej vody. Táto regulácia maximálneho odberu vyčistenej vody znižuje nároky na veľkosť separácie 4 a zaisťuje vysokú účinnosť fluidnej filtrácie aj v okamihoch krátkodobého extrémneho preťaženia.

Aktivovaný kal po odbere vyčistenej vody prepadá protiprúdne vstupnou pasážou 24 do valcovej spodnej časti separačného priestoru 2, kde je vyvedený nasávací vstup 9 prečerpávacieho agregátu 8. Spodná časť separačného priestoru 2 komunikuje pri svojom dne priechodom 13 v stene 3 umiestnenej pred priehradkou 5.

Priechod 13 umožňuje v prípade prerušenia prevzdušňovania reaktora prestup aktivovaného kalu zo separačného priestoru 2 do obvodového aktivačného priestoru 4, čím je zamedzené zanášanie separačného priestoru 2 kalom. Priechod 13 zabezpečí tiež vyrovnanie hladín v separácii a aktivácii pri napúšťaní reaktora, alebo pri jeho vypúšťaní, prípadne odkalovaní čo umožňuje beztlakové riešenie vstavieb reaktora.

Flotujúci kal vo fluidnom filtri v separačnom priestore 2 je zachytávaný v lapači 14. Zachytený vyflotovaný kal je odvádzaný z lapača 14 vývodom 15 do obvodového aktivačného priestoru 4, a to mamutkovým efektom pri privedení stlačeného vzduchu do lapača 14.

Odber prebytočného aktivovaného kalu sa uskutočňuje periodicky jeho odvozom fekálnym vozom. Na odber prebytočného aktivovaného kalu slúži odkalovacie potrubie 23, ktoré je zaústené do aktivačného priestoru, a to do hornej polovice výšky reaktora. Prebytočný kal je odoberaný počas prevádzky reaktora odsatím časti aktivačnej zmesi do fekálneho vozu.

Prečerpávacím agregátom 8 je aktivačná zmes čerpaná do lapača 6 hrubých nečistôt, odkiaľ nateká odvodom 12 do obvodového aktivačného priestoru 4 za priehradkou 5. Tým je vytvorený vnútorný cirkulačný okruh, ktorým cirkuluje aktivačná zmes postupným tokom. Do aktivačnej zmesi po odoberaní vyčistenej vody vo fluidnom filtri je v lapači 6 primiešaná surová odpadová voda, ktorá - ako bolo opísané - spôsobí nárazový pokles rozpusteného kyslíka v aktivačnej zmesi, hlavne pri povrchu častíc aktivovaného kalu, čím sa vytvoria podmienky na dynamickú denitrifikáciu. Tvar obvodového aktivačného priestoru 4 vo forme úzkeho kanálu umožňuje, že na suspendáciu aktivovaného kalu pri relatívne značnej rýchlosti prúdenia aktivačnej zmesi stačí na začiatku cirkulačného prúdenia aj malá intenzita prevzdušňovania. Tým sa nenarušuje režim denitrifikácie v tejto časti aktivačného priestoru 4, vyžadujúci nízky obsah rozpusteného kyslíka v aktivačnej zmesi.

Pri priebežnom intenzívnom prevzdušňovaní aktivačnej zmesi s pridanou surovou odpadovou vodou v ďalšej časti postupného toku dochádza k odbúravaniu znečisťujúcich látok oxidáciou a postupnému sýteniu aktivačnej zmesi kyslíkom až na hodnotu nad 2 mg O₂/l, čím sú vytvorené podmienky na nitrifikáciu dusíkatých látok.

Zvýšený obsah rozpusteného kyslíka sa súčasne prejaví priaznivo aj na účinnosti následnej separácie aktivovaného kalu fluidnou filtráciou, pretože vyšší obsah kyslíka v aktivačnej zmesi zabráni postdenitrifikačným pochodom pri fluidnej filtrácii.

Aktivačná zmes po prebehnutí oxidových čistiacich procesov je podrobená v separačnom priestore 2 separáciou suspenzie aktivovaného kalu fluidnou filtráciou. Cirkulujúca aktivačná zmes prináša do zóny cirkulačného okruhu na jeho začiatku -so zníženým obsahom rozpusteného kyslíka-dusičnany, vzniknuté v nitrifikačnej zóne s dostatkom kyslíka. V tejto zóne so zníženým obsahom kyslíka sú potom dusičnany redukované na plynný dusík.

Celková intenzita biologických čistiacich procesov závisí od koncentrácie aktivovaného kalu v čistiacom systéme, ktorá je priamo závislá od účinnosti separácie. Integrálne zaradenie fluidnej filtrácie do cirkulačného obehu aktivačnej zmesi s využitím plochy aktivácie na separáciu zaisťuje vysokú koncentráciu aktivovaného kalu, ktorá potom spôsobí nízke zaťaženie kalu nutné na priebeh nitrifikácie ako hlavnej podmienky pre vysokú účinnosť čistiacich procesov.

Opísaným procesom čistenia prebehnú počas jediného obehu v cirkulačnom okruhu všetky postupy komplexného biologického procesu čistenia s odstránením organických aj dusíkatých látok a rovnako s vysokou účinnosťou odstránenie fosfátov z odpadovej vody. Kvalita vyčistenej vody umožňuje potom jej nové použitie napríklad v systéme Brown-Water-Concept na sanitárne účely a alebo jej priame vypúšťanie prostredníctvom trativodov do pôdy, bez nebezpečia ohrozenia kvality podzemných vôd.

Príklad 2

V nádrži s plášťom 1, ktorá má pôdorys napríklad v tvare mnohouholníka, je excentrický uložený separačný priestor 2 na separáciu fluidnej filtrácie, ktorý je priradený k časti plášťa 1 nádrže (obr. 3 až 5). Separačný priestor 2 je vymedzený jednak zvislou stenou plášťa 1 a jednak šikmými deliacimi stenami 3, ktoré vytvárajú lievikovitý, dole sa zužujúci separačný priestor 2.

Separačný priestor 2, má výhodne tvar poloihlana alebo polokužeľa priradeného excentrický k časti plášťa 1 nádrže. V separačnom priestore 2 je k plášťu 1 priradený lapač 6 hrubých nečistôt, do ktorého je zaústený prívod Ί odpadovej vody.

V lapači 6 je vložený prečerpávací agregát 8 (obr. 4), tvorený napríklad mamutovým čerpadlom, ktorého nasávací vstup 9 je zavedený ku dnu separačného priestoru 2. Medzi plášťom 1 nádrže a stenou 3 separačného priestoru 2 je vytvorený aktivačný priestor 4, ktorý je prehradený priehradkou 5 (obr. 3) oddeľujúci v súčinnosti s deliacou stenou 3 separačného priestoru 2 aspoň z časti oxickú časť 4a aktivačného priestoru 4 od anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4. Oxická časť 4a a anoxická časť 4b sú vzájomne prepojené, napríklad tak, že v priehradke 5 je pri dne nádrže uskutočnený prepojovací otvor 26 (obr. 3, 5). Prepojenie aktivačného priestoru 4 so separačným priestorom 2 tvorí prevádzacia pasáž 10, so vstupným otvorom 11 (obr. 3). Na strane prevádzacej pasáže 10 je v deliacej stene 3 separačného priestoru 2 pri jeho dne vytvorený priechod 13 (obr. 4), ktorým komunikuje separačný priestor 2 s oxickou časťou 4a aktivačného priestoru 4.

V hornej, rozširujúcej sa časti separačného priestoru 2 je usporiadaný lapač 14 Hotujúceho kalu s vývodom 15 vyflotovaného kalu, ktorý je vyvedený do anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4.

Do lapača 14 Hotujúceho kalu je zaústený prívod vzduchu z neznázomeného zdroja stlačeného vzduchu. Tento zdroj stlačeného vzduchu je výhodne určený aj pre pneumatický prevzdušňovači systém v reaktore, pozostávajúci z prevzdušňovacích elementov 16 napojených na neznázornený zdroj stlačeného vzduchu tiež neznázomeným rozvodným potrubím. Stlačený vzduch z rovnakého zdroja sa môže použiť aj pre prečerpávací agregát 8 vo forme mamutkového čerpadla.

Suspendácia aktivovaného kalu v anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 je zaistená opísaným usporiadaním na prítok odpadovej vody do aktivačného priestoru 4 a odtok z neho a prevzdušňovaním malým množstvom vzduchu zo spoločného neznázomeného zdroja vzduchu. Množstvo vzduchu je pritom volené tak, že postačuje na suspendáciu aktivovaného kalu, ale nenarušuje podstatne anoxické podmienky v anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4, nutné na priebeh denitrifikačných procesov. Na tento účel je táto časť aktivácie vybavená jedným alebo viacerými ncznázomenými bodovými prevzdušňovacimi elementárni. Na hladine separačného priestoru 2 je umiestnené plavákové odberové zariadenie 18 vyčistenej vody s odvodom 19 (obr. 3, 5). Najnižšia poloha plavákového odberného zariadenia 18 je určená neznázornenou zarážkou a neznázomený priepad plavákového odberného zariadenia 18 je nastavený na určitý maximálny odber neprevyšujúci dvojnásobok celodenného priemeru hydraulického zaťaženia reaktora.

Hladina 21 reaktora je za priemerného zaťaženia reaktora v najnižšej polohe a pri krátkodobom hydraulickom preťažení sa hladina zvýši a môže dosiahnuť úrovne najvyššej hladiny 22 (obr. 4, 5). Pre odvod nadbytočného aktivovaného kalu je zariadenie vybavené odkalovacím potrubím 23 (obr. 4), ktoré je výhodne zaústené do hornej polovice aktivačného priestoru 4.

Oxická časť 4a a anoxická časť 4b, aktivačného priestoru 4 sú vzájomne spojené prepojovacím otvorom 26 v priehradkou 5 výhodne umiestneným pri dne nádrže.

Opísaný reaktor pozostáva výhodne z dvoch sektorových častí (obr. 3). V jednej časti - podľa obr. 3 v ľavej časti - sú sústredené technologické vstavby vytvárajúce jednotlivé funkčné prvky. K nej je priradená ďalšia časť slúžiaca ako aktivačný priestor 4. Toto uskutočnenie umožňuje vzájomne vsadenie obidvoch častí do seba, čo je výhodné, hlavne na skladovanie a dopravu.

Funkcia opísaného zariadenia na biologické čistenie odpadovej vody prebieha podobne ako v príklade 1, preto nie je opisovaná tak podrobne:

Odpadová voda vteká prívodom 7 do lapača 6 hrubých nečistôt. Aktivačná zmes z lapača 6 je vyvedená z anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 odvodom 25. V anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 je suspendácia aktivačného kalu udržovaná malou intenzitou prevzdušňovania. Pri malej intenzite prevzdušňovania v anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 vzniká nedostatok rozpusteného kyslíka, čo vyvolá denitrifíkačné pochody.

Aktivačná zmes po denitrifikácii prechádza prepoj ovacím otvorom 26 (obr. 3), uskutočneným v priehradke 5 pri dne nádrže, do oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4, kde intenzívne prevzdušňovanie prevzdušňovacími elementmi 16 vytvára oxické prostredie, v ktorom potom prebiehajú aeróbne procesy čistenia vody vrátane nitrifikácie amoniakálneho a organického dusíka. Po priebehu aeróbneho aktivačného čistenia je aktivačná zmes následne podrobená fluidnej filtrácii.

Aktivačná zmes vstupuje do separačného priestoru 2 na fluidnú filtráciu vstupným otvorom 11a prevádzacou pasážou 10 (obr. 3.), kde vo fluidnom filtre v separačnom priestore 2 príde fluidnou filtráciou k oddeleniu aktivovaného kalu od vyčistenej vody.

Priechod 13 umožňuje v prípade prerušenia prevzdušňovania reaktora postup aktivovaného kalu zo separačného priestoru 2 do aktivačného priestoru 4. Prechod 13 zabezpečuje tiež vyrovnanie hladín v separácii a aktivácii pri napúšťaní reaktora alebo pri jeho vypúšťaní, prípadne tiež odkalovaní. Zároveň umožňuje prisávanie aktivačnej zmesi priamo z oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4.

Odber prebytočného aktivovaného kalu sa uskutočňuje periodicky jeho odvozom fekálnym vozom, do ktorého sa odoberá odkalovacím potrubím 23.

Príklad 3

V nádrži s plášťom 1 výhodne valcového tvaru je uložený separačný priestor 2 vymedzený stenou 3, ktorý má tvar kužeľového plášťa alebo ihlanu (obr. 6, 7). Separačný priestor 2 je v podstate sústredný s nádržou, ale je možné ho usporiadať aj výstredne. Nadväzne na tento lievikový tvar hornej časti separačného priestoru 2 má jeho spodná časť zodpovedajúci valcový alebo hranolový tvar.

Separačný priestor 2 je určený na separáciu kalu fluidnou filtráciou. Medzi plášťom 1 nádrže a stenou 3 separačného priestoru 2 je vytvorený obvodový aktivačný priestor 4, ktorý je na jednom mieste prehradený priehradkou 5, ktorá je podľa príkladu uskutočnenia orientovaná zvisle. Priehradka 5 tvorí výhodne súčasť lapača 6 hrubých nečistôt, do ktorého je zaústený prívod 7 surovej odpadovej vody. V lapači 6 je vložený prečerpávací agregát 8, tvorený napríklad mamutkovým čerpadlom, ktorého nasávací vstup 9 je zavedený ku dnu separačného priestoru 2. Prepojenie aktivačného priestoru 4 so separačným priestorom 2 tvorí prevádzacia pasáž 10 so vstupným otvorom 11. Prevádzacia pasáž 10 je umiestnená pri priehradke 5 v smere prúdenia aktivačnej zmesi pred touto priehradkou 5. Odvod 12 z lapača 6 hrubých nečistôt je zaústený do aktivačného priestoru 4 v smere prúdenia aktivačnej zmesi za priehradku 5. Pred priehradkou 5 na strane prevádzacej pasáže 10 v stene 3 separačného priestoru 2 pri jeho dne vytvorený priechod 13, ktorým komunikuje separačný priestor 2 s aktivačným priestorom 4. Rozmedzie hornej časti a spodnej časti separačného priestoru 2 tvorí vstupná pasáž 27. V hornej rozširujúcej sa časti separačného priestoru 2 je usporiadaný la pač 14 flotujúceho kalu s vývodom 15 vyflotovaného kalu, ktorý je vyvedený do aktivačného priestoru 4. Do lapača 14 flotujúceho kalu je zaústený prívod vzduchu z neznázomeného zdroja stlačeného vzduchu, lapač 14 flotujúceho kalu je teda prevzdušňovaný. Tento zdroj stlačeného vzduchu slúži aj pre pneumatický prevzdušňovači systém v reaktore pozostávajúci predovšetkým z prevzdušňovacích elementov 16, napojených na zmienený zdroj stlačeného vzduchu rozvodným potrubím 28. Toto rozvodné potrubie 28 je určené aj na prívod vzduchu do lapača 14 flotujúceho kalu a do prečerpávacieho agregátu 8 vo forme mamutkového čerpadla. Prevzdušňovacie elementy 16 sú v aktivačnom priestore usporiadané výhodne s rozdielnym odstupom, z čoho plynie, že rôzne úseky obvodového aktivačného priestoru 4 majú rôznu intenzitu prevzdušňovania.

Výhodné je aj zaradenie ďalšieho oddeľovacieho prvku, napríklad deliacej steny 5a, ktorá prehradzuje priestor aktivácie a spolu s priehradkou 5 ho jednoznačne delí na oxickú časť 4a aktivačného priestoru 4 a anoxickú časť 4b aktivačného priestoru 4. V anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 sú umiestnené neznázomené bodové zdroje prevzdušňovania, pričom prítok do tohto priestoru je uskutočnený odvodom 12 z lapača 6 do horného úseku anoxickej časti 4b a odtok je uskutočnený prepojovacím otvorom 29 v deliacej stene 5a pri dne nádrže.

Na hladine separačného priestoru 2 je umiestnené plavákové odberné zariadenie 18 vyčistenej vody s odvodom 19. Najnižšia poloha plavákového odberného zariadenia 18 je určená zarážkou 20 a neznázomený priepad plavákového odberného zariadenia 18 je nastavený na určitý maximálny odber neprevyšujúci podobne ako podľa príkladu 1 dvojnásobok celodenného priemeru hydraulického zaťaženia reaktora.

Hladina 21 reaktora je za priemerného zaťaženia reaktora v najnižšej polohe a pri krátkodobom hydraulickom preťažení sa hladina v reaktore zvýši a môže dosiahnuť až úrovne najvyššej hladiny 22 (obr. 6). Kolísanie hladiny prebieha v najvyššej, výhodne valcovej časti separačného priestoru 2, stena 3 separačného priestoru 2 jc teda vždy pod hladinou. Do aktivačného priestoru 4 je zavedené odkalovacie potrubie 23 (obr. 6) a jeho vstup sa výhodne nachádza v hornej polovici aktivačného priestoru 4.

Z opisu usporiadania doterajších príkladov uskutočnenia vyplývajú najmä nasledujúce spoločné podstatné znaky.

V reaktore je vytvorený cirkulačný okruh medzi aktivačným priestorom 4 a separačným priestorom 2. Separačný priestor 2 pritom komunikuje s aktivačným priestorom 4 jednak prevádzacou pasážou 10 so vstupným otvorom 11a priechodom 13, jednak prečerpávacím agregátom 8, ktorého nasávací vstup 9 je zavedený ku dnu separačného priestoru 2 a výstup do aktivačného priestoru 4. Aktivačný priestor 4 je medzi stenou 3 separačného priestoru 2, na fluidnú filtráciu a plášťom 1, nádrže reaktora aspoň sčasti prehradený priehradkou 5. Táto priehradka 5 v podstate oddeľuje od seba oxickú časť 4a a anoxickú časť 4b aktivačného priestoru 4. Separačný priestor 2 na fluidnú filtráciu je vybavený plavákovým odberným zariadením 18 vyčistenej vody. Lapač 14 flotujúceho kalu v separačnom priestore 2 na fluidnú filtráciu je vybavený zdrojom stlačeného vzduchu. Do aktivačného priestoru 4 je zaústené odkalovacie potrubie 23 na odvod prebytočného aktivovaného kalu a jeho vstup je situovaný v jednej tretine až vo dvoch tretinách výšky reaktora nad dnom nádrže.

Funkcia zariadenia podľa príkladu 2 je analogická opísanej funkcii podľa príkladu 1:

Surová odpadová voda vteká prívodom 7 obdobne ako podľa predchádzajúcich príkladov do lapača 6 hrubých ne čistôt. Priehradka 5 prehradzujúca obvodový aktivačný priestor 4 je výhodne využitá ako časť lapača 6. Aktivačná zmes z lapača 6 je vyvedená do obvodového aktivačného priestoru 4 odvodom 12.

V obvodovom aktivačnom priestore 4 prúdi aktivačná zmes, do ktorej je primiešaná surová odpadová voda postupným tokom. Primiešaním surovej vody do aktivačnej zmesi a malá intenzita prevzdušňovania na začiatku postupného toku v aktivačnom priestore 4 v dôsledku absencie prevzdušňovacích elementov alebo ich veľkých odstupov v tejto časti aktivačného priestoru 4 vytvorí nedostatok kyslíka na povrchu častíc aktivovaného kalu, čo vyvolá denitrifikačné pochody. Táto časť aktivačného priestoru 4 funguje teda analogicky ako anoxická časť 4b aktivačného priestoru 4 podľa príkladu 2.

Aktivačná zmes s prímesou odpadovej vody je potom v ďalšej časti obvodového aktivačného priestoru 4 priebežne okysličovaná pneumatickou aeráciou, ktorá súčasne zabezpečuje suspendáciu aktivovaného kalu v celom aktivačnom priestore 4.

V prípade uplatnenia deliacej steny 5a ako ďalšieho rozdeľovacieho prvku sa umocňuje vytvorenie anoxického prostredia v anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4. Suspendácia aktivovaného kalu je v anoxickej časti 4b zaistená vertikálnym prúdením a čiastočným prevzdušňovaním bodovými zdrojmi prevzdušňovania.

Aktivačná zmes sa postupne okysličuje až do dosiahnutia podmienok na priebeh nitrifikačných pochodov, čo vyžaduje koncentráciu rozpusteného kyslíka v aktivačnej zmesi nad 2 mg O₂/l, na čo sa potom aktivačná zmes podrobí fluidnej filtrácii.

Aktivačná zmes vstupuje do separačného priestoru 2 na fluidnú filtráciu vstupným otvorom 11a prevádzacou pasážou 10. Účinnosť separácie fluidnej filtrácie závisí mimo iného od veľkosti vstupnej pasáže 27, ktorou vstupuje aktivačná zmes ďalej do hornej časti separačného priestoru 2. Vo fluidnom filtri separačného priestoru 2 dochádza fluidnou filtráciou k oddeleniu vyčistenej vody od aktivovaného kalu a vyčistená voda je odvádzaná plavákovým odberným zariadením 18, ktorého funkcia je analogická s funkciou plavákového zariadenia 18 podľa predchádzajúcich príkladov.

Aktivovaný kal po odbere vyčistenej vody prepadá protiprúdne vstupnou pasážou 27 do spodnej časti separačného priestoru 2, kde je vytvorený nasávací vstup 9 prečerpávacieho agregátu 8. Spodná časť separačného priestoru 2 komunikuje pri svojom dne priechodom 13 v stene 3 umiestnenej pred priehradkou 5.

Priechod 13 umožňuje v prípade prerušenia prevzdušňovania reaktora prestup aktivovaného kalu zo separačného priestoru 2 do obvodového aktivačného priestoru 4, čím je zamedzené zanášaniu separačného priestoru 2 kalom. Priechod 13 zabezpečí tiež vyrovnanie hladín v separácii a aktivácii pri napúšťaní reaktora, alebo pri jeho vypúšťaní, prípadne odkalovaní, čo umožňuje beztlakové riešenie vstavieb reaktora.

Fiotujúci kal vo fluidnom filtri v separačnom priestore 2 je zachytávaný v lapači 14. Zachytený vyflotovaný kal je odvádzaný z lapača 14 vývodom 15 do obvodového aktivačného priestoru 4, a to mamutkovým efektom pri privedení stlačeného vzduchu do lapača 14. Prebytočný kal je odoberaný za prevádzky reaktora odsatím časti aktivačnej zmesi do fekálneho voza.

Prečerpávacím agregátom 8 je aktivačná zmes čerpaná do lapača 6 hrubých nečistôt, odkiaľ nateká odvodom 12 do obvodového aktivačného priestoru 4 za priehradkou 5. Tým je vytvorený vnútorný cirkulačný okruh, ktorým cirkuluje aktivačná zmes postupným tokom. Do aktivačnej zmesi po odobratí vyčistenej vody vo fluidnom filtri je v lapači 6 primiešaná surová odpadová voda, ktorá - ako bolo vyššie opísané - spôsobí nárazový pokles rozpusteného kyslíka v aktivačnej zmesi, hlavne na povrchu častíc aktivovaného kalu, čím vytvorí podmienky na dynamickú denitrifikáciu. Tvar obvodového aktivačného priestoru 4 vo forme úzkeho kanálu umožňuje, že na suspendáciu aktivovaného kalu pri relatívne značnej rýchlosti prúdenia, aktivačnej zmesi stačí na začiatku cirkulačného prúdenia aj malá intenzita prevzdušňovania. Tým sa nenarušuje režim denitrifíkácie v tejto časti aktivačného priestoru 4, vyžadujúci nízky obsah rozpusteného kyslíka v aktivačnej zmesi.

Pri priebežnom intenzívnom prevzdušňovaní aktivačnej zmesi s pridanou surovou odpadovou vodou v ďalšej časti postupného toku dochádza k odbúravaniu znečisťujúcich látok oxidáciou. V prípade úplného rozdelenia aktivačného priestoru 4 deliacou stenou 5a dochádza k tomuto odbúravaniu v oxickcj časti 4a aktivačného priestoru 4.

Zvýšený obsah rozpusteného kyslíka sa súčasne prejaví priaznivo aj na účinnosti následnej separácie aktivovaného kalu fluidnou filtráciou, pretože vyšší obsah kyslíka v aktivačnej zmesi zabráni postdenitrifikačným pochodom pri fluidnej filtrácii.

Aktivačná zmes po prebehnutí oxických čistiacich procesov je podrobená v separačnom priestore 4 separácii suspenzie aktivovaného kalu fluidnou filtráciou. Cirkulujúca aktivačná zmes prináša do zóny cirkulačného okruhu na jeho začiatku - so zníženým obsahom rozpusteného kyslíka dusičnany, vzniknuté v nitrifikačnej zóne s dostatkom kyslíka. V tejto zóne so zníženým obsahom kyslíka sú potom dusičnany redukované na plynný dusík.

Príklad 4

Nádrž zariadenia je tvorená plášťom 1 a dnom. Podľa príkladu uskutočnenia má plášť 1 tvar mnohouholníka, ale môže byť vhodný aj iný tvar, napríklad valcový. V nádrži je excentrický usporiadaný separačný priestor 2 na separáciu fluidnou filtráciou, ktorý’ je priradený k časti plášťa 1 (obr. 9), takže jednu stenu separačného priestoru 2 tvorí priamo plášť 1 nádrže. Separačný priestor 2 je teda vymedzený jednak zvislým plášťom 1, jednak šikmo usporiadanými deliacimi stenami 3, ktoré tým vytvárajú lievikovitý, dole sa zužujúci separačný priestor 2.

Separačný priestor 2 má výhodne tvar poloihlanu alebo polokužeľa, priradeného excentrický k časti plášťa 1 nádrže. V separačnom priestore 2 je k plášťu 1 priradený lapač 6 hrubých nečistôt, do ktorého je zaústený prívod 7 odpadovej vody.

V lapači 6 je uložený prečerpávací agregát 8 tvorený napríklad mamutovým čerpadlom, ktorého nasávací vstup 9 (obr. 9) je situovaný pri dne separačného priestoru 2 a vývod z prečerpávacieho agregátu 8 je zavedený do lapača 6. Medzi separačným priestorom 2 a plášťom 1, alebo presnejšie medzi stenou 3 separačného priestoru 2 a plášťom 1 nádrže je vytvorený aktivačný priestor 4. Aktivačný priestor 4 je rozdelený na oxickú časť 4a a anoxickú časť 4b. Je to uskutočnené napríklad tak, že anoxická časť 4b je vložená do aktivačného priestoru 4 (obr. 8, 9). Anoxická časť 4b má pritom vlastnú samostatnú konštrukciu tvorenú stenou 36 a čelami, predstavovanými priehradkami 5, 5a. Spodná časť anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 sa zužuje (obr. 10) a je vybavená mechanickým miešacím zariadením podľa príkladu uskutočnenia lopatkovým miešadlom 37.

To pozostáva jednak z nosného kolesa 39 z obvyklého materiálu, napríklad kovu alebo plastu, na ktorom je po ob vode usporiadaná sústava kalíškov 40, jednak z lopatkového kolesa 45 vybaveného miešacími lopatkami 46. Nosné koleso 39 i lopatkové koleso 45 sú uložené otočné prostredníctvom vodorovne usporiadaného hriadeľa 38, ktorý je uložený na jednej strane na jednej priehradke 5a a na druhej strane v druhej priehradke 5. Hriadeľ 38 touto druhou priehradkou 5 prechádza do oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4. Toto uloženie môže byť zvisle posuvné na prispôsobenie na rôzne podmienky čistenia vody, napríklad na rôznu výšku aktivačnej zmesi. Nosné koleso 3 s kalíškami 40 je usporiadané v oxickej časti 4a a je uložené na letmo na časti hriadeľa 38 zasahujúcej do oxidovej časti 4a aktivačného priestoru 4. Lopatkové koleso 45 je uložené vnútri anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4.

Rovina hrdla každého kalíška 40 je výhodne rovnobežná s hriadeľom 38. Miešacie lopatky 46 sú usporiadané v radiálnom smere vzhľadom na hriadeľ 38 a výhodne sú na svojich nosičoch 47 uložené posuvne v radiálnom smere.

K nosnému kolesu 39 je priradený prívod vzduchu, napríklad jeden z prevzdušňovacích elementov 16 (obr. 8), ktorý je umiestnený na tej strane nosného kolesa 39, kde sú kalíšky 40 otočené hrdlom dole.

Anoxická časť 4b aktivačného priestoru 4 je jednak prepojená so spodnou časťou lapača 6 prepojovacou rúrkou 34 jednak s oxickou časťou 4a prepojovacím vývodom 41. Prepojovacia rúrka 34 je napojená do anoxickej časti 4b a jej dna. Prepojovací vývod 41 spojuje oxidovú časť 4a s anoxickou časťou 4b aktivačného priestoru 4 v blízkosti hriadeľa 38 lopatkového miešadla 37.

Oxická časť 4a aktivačného priestoru 4 je rozdelená vloženou anoxickou časťou 4b na dva úseky (obr. 8, 9), ktoré sú vzájomne spojené priechodmi 43 (obr. 10), ktoré sú vytvorené medzi plášťom 1 a dnom nádrže a šikmo usporiadanou stenou 36. V oxickej časti 4a sú usporiadané ďalšie prevzdušňovacie elementy 16 podľa potreby. Vždy v oblasti výstupu jedného priechodu 43 a v oblasti protiľahlého výstupu druhého priechodu 43 je usporiadaný aspoň jeden prevzdušňovači element 16 (obr. 8).

Prepojenie oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 so separačným priestorom 2 je vytvorené priechodom 32 (obr. 9) uskutočneným v stene 3 pri dne nádrže.

Na hladine separačného priestoru 2 je umiestnené plavákové odberné zariadenie 18 vyčistenej vody s odvodom 19 (obr. 10). Najnižšia poloha plavákového odberného zariadenia 18 je určená neznázomenou zarážkou a neznázornený priepad plavákového odberného zariadenia 18 je nastavený na určitý maximálny odber neprevyšujúci napríklad dvojnásobok celodenného priemeru hydraulického zaťaženia reaktora.

Hladina 21 reaktora je za priemerného zaťaženia reaktora v najnižšej polohe a pri krátkodobom hydraulickom preťažení sa hladina zvýši a môže dosiahnuť úrovne najvyššej hladiny 22. Najvyššia úroveň hladiny 22 je daná polohou havarijného prepadu 31 (obr. 9). Na odvod nadbytočného aktivovaného kalu je zariadenie vybavené odkalovacím potrubím 23 (obr. 8, 9), ktoré je výhodne zaústené do hornej polovice aktivačného priestoru 4.

Funkcia opísaného zariadenia na biologické čistenie odpadovej vody prebieha nasledovne:

Odpadová voda vteká prívodom 7 do lapača 6 hrubých nečistôt. Aktivačná zmes z lapača 6 je vyvedená do anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 prepojovacou rúrkou 34. V anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 je vznášanie aktivovaného kalu udržované pohybom lopatkového miešadla 37, ktorého otáčanie je vyvolané pôsobením hydraulických síl na sústavu kalíškov 40 na nosnom kolese 39. Kalíšky 40 zachytávajú bublinky vzduchu vychádzajúce z prevzdušňovacieho elementu 16 umiestneného pod nimi, tento vzduch z nich vytláča vodu, kalíšky 40 sú potom hydrostatickými silami nadľahčované a vytvárajú tak hnaciu silu na pohyb lopatkového miešadla 37. Smerom dolu sa zužujúci tvar anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 vytvára spolu s fúnkciou lopatkového miešadla 37 veľmi dobré podmienky na udržanie aktivovaného kalu vo vznášaní alebo na uvedenie aktivovaného kalu do vznášania, t. j. podmienky na jeho dokonalú suspendáciu. Je možné kombinovať toto mechanické miešanie s miešaním pomocou privádzaného vzduchu - potom by však bolo nutné usporiadať prívod vzduchu aj v anoxickej časti 4b - a je možné prívod vzduchu alebo aj celý čistiaci proces prerušovať, pretože miešacie lopatky 46 môžu opätovne rozvíriť aj úplne usadenú aktivačnú zmes.

Surová odpadová voda sa privádza prívodom 7 do lapača 6 hrubých nečistôt, z neho sa potom zbavená hrubých nečistôt vedie prepojovacou rúrkou 34 do anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4. Prepojovacia rúrka 34 prechádza pritom oxickou časťou 4a (obr. 9) nijako s ňou však nekomunikuje. Aktivačná zmes prúdi z anoxickej časti 4b do oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 prepojovacím vývodom 41. Tým je dosiahnuté špirálovité prúdenie aktivačnej zmesi od miesta vstupu do anoxickej časti 4b k jej stredu v blízkosti hriadeľa 38 lopatkového miešadla 37. Týmto optimálnym prúdením je dobre využitý anoxický priestor 4b pre denitrifikačné pochody s dostatočne dlhou dobou zdržania čistenej vody v anoxickej časti 4b pri úplnej suspendácii aktivovaného kalu.

Oxidové podmienky sú v oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 vytvárané prevzdušňovaním pomocou prevzdušňovacích elementov 16. Opísané usporiadanie prevzdušňovacích elementov 16 vytvára cirkulačné prúdenie medzi obidvomi úsekmi oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4, ktorá je prehradená vsunutou anoxickou časťou. Toto cirkulačné prúdenie je umožnené priechodmi 43 a je vyvolané prevzdušňovacími elementmi 16 vždy na výstupe z priechodov 43. Prúdenie aktivačnej zmesi na výstupe z priechodov, vyvolané výstupom vzduchu z prevzdušňovacích elementov, vytvára v priechodoch nasávací účinok, čím sa aktivačná zmes v oxickom priestore 4a uvedie do cirkulačného prúdenia. Prostredníctvom ďalších prevzdušňovacích elementov 16 sa privádza vzduch jednak na dokonalú suspendáciu aktivovaného kalu v oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4, jednak sa dodáva kyslík na biologické čistiace pochody. Pomocou prevzdušňovacích elementov 16 je možné uviesť do vznášania aj úplne usadený aktivovaný kal.

Opísaná dokonalá suspendácia aktivovaného kalu tak v oxickej časti 4a, ako aj v anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 umožňuje uplatnenie prerušovaného prevzdušňovania, z čoho vyplýva úspora energie a zvýšenie účinnosti denitrifikácie.

Separačný priestor 2 komunikuje s prevzdušňovanou oxickou časťou 4a aktivačného priestoru 4 priechodom 32, ktorým je odoberaná aktivačná zmes z oblasti aktivácie do oblasti separácie. Toto jednoduché riešenie vstupu aktivačnej zmesi do separačného priestoru 2 je umožnené intenzívnou recirkuláciou aktivačnej zmesi v cirkulačnom okruhu s jej odberom pri dne separačného priestoru 2 nasávacím vstupom 9 prečerpávacieho agregátu 8.

V separačnom priestore 2 sa z aktivačnej zmesi oddeľuje fluidnou filtráciou suspendovaný aktivovaný kal. Suspenzia aktivovaného kalu zachytená vo vrstve fluidného filtra klesá do spodnej časti separačného priestoru 2, odkiaľ je prečerpávacím agregátom 8 odčerpávaná a dopravovaná cez lapač 6 späť do anoxickej časti 4b aktivačného priesto ru 4. Tým je vytvorený v reaktore vnútorný cirkulačný okruh, v ktorom prebiehajú všetky na seba naväzujúce procesy biologického čistenia odpadovej vody, t. j. biodegradácia, nitrifikácia, denitrifikácia a defosfatizácia s následnou separáciou aktivovaného kalu a jeho návratom späť do procesu biologického čistenia odpadovej vody.

Po oddelení aktívneho kalu fluidnou filtráciou je vyčistená voda odvádzaná plavákovým odberným zariadením

18.

Odber prebytočného aktivovaného kalu sa uskutočňuje periodicky jeho odvozom fekálnym vozom. Prebytočný aktivovaný kal sa odsáva za prevádzky reaktora odsatím časti aktivačnej zmesi do fekálneho voza.

Opísaný systém suspendácie aktivovaného kalu v anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 s použitím lopatkového miešadla 37 a prevzdušňovaním oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 umožňuje činnosť zariadenia s vysokou koncentráciou aktívneho kalu. To umožňuje mimo iného zmenšenie rozmerov reaktora, čo znižuje jeho cenu aj priestorové nároky pri jeho inštalácii.

Opísaným čistiacim procesom prebehnú v reaktore všetky postupy komplexného biologického čistenia. Odstránia sa ním organické a dusíkaté látky a v značnej miere aj fosfáty z odpadovej vody a súčasne sa dosiahne vysokého stupňa stabilizácie produkovaného aktívneho kalu.

Príklad 5

Ďalší variant reaktora, určeného najmä pre domové čističky odpadovej vody, je znázornený na obr. 11, 12. V nádrži s plášťom 1, výhodne valcovitého tvaru je deliacou stenou vytvorený separačný priestor 2 v tvare kolmého kužeľa alebo ihlanu. Vo svojej hornej časti prechádza separačný priestor 2 do valcovitého alebo hranolovitého tvaru. Deliace steny 3 separačného priestoru 2 dosadajú buď priamo alebo prostredníctvom svojich neznázomených nosných častí na dno nádrže. Uloženie separačného priestoru 2 v nádrži je sústredné, ako je tomu v príkladovom uskutočnení (obr. 11, 12), alebo môže byť aj excentrické, napríklad môže byť separačný priestor 2 priradený aj dotykovo k plášťu 1 nádrže. Deliace steny 3 môžu byť realizované z hladkého materiálu alebo z profilovaného materiálu. Je výhodné uskutočniť profilovanie v smere zhora dole, čím sa na povrchu deliacich stien 3 vytvoria nízke rebrá.

Medzi deliacou stenou 3 a plášťom 1 je vytvorený aktivačný priestor 4, ktorý je rozdelený na oxickú časť 4a a anoxickú časť 4b (obr. 12). Anoxická časť 4b je od oxickej časti 4a, ktorá je spravidla väčšia, oddelená priehradkami 5, 5a. Spodná časť anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 je vybavená mechanickým miešacím zariadením, ktoré je tvorené napríklad mechanickým miešadlom 37 (obr. 12). Lopatkové miešadlo 37 je uložené otočné prostredníctvom vodorovne usporiadaného hriadeľa 38 (obr. 12), ktorý je uložený na neznázomenej konštrukcii. Na rozdiel od príkladu uskutočnenia podľa obr. 8 až 11 je tak nosné koleso 39 s kalíškami 40, ako i lopatkové miešadlo 37 umiestnené v anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4, prípadne tvorí lopatkové miešadlo 37 s nosným kolesom 39 jeden celok. Vzduch, ktorý' sprostredkováva otáčavý pohyb lopatkového miešadla 37, nijako nenarušuje anoxické prostredie anoxickej časti 4b, pretože prevažná väčšina vzduchu sa v kalíškoch 40 dostane až ku hladine a tam unikne do ovzdušia.

K nosnému kolesu 39 je priradený neznázomený prívod vzduchu, ktorý je umiestnený na tej strane nosného kolesa 39, kde sú kalíšky otočené hrdlom dole.

V anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 je k plášťu 1 reaktora a k priehradke 5 priradený lapač 6 (obr. 12) hru bých nečistôt, do ktorého je zaústený prívod 7 odpadovej vody. V lapači 6 je uložený prečerpávací agregát 8, tvorený napríklad mamutovým čerpadlom, ktorého nasávací vstup 9 je umiestený pri dne separačného priestoru 2.

Anoxická časť 4b aktivačného priestoru je jednak prepojená s lapačom 6 prepojovacím otvorom 35, jednak s oxickou časťou 4a prepojovacím otvorom 42 realizovaným v priehradke 5a pri dne nádrži (obr. 12).

V oxickej časti 4a sú usporiadané podobne ako pri prvom uskutočnení prevzdušňovacie elementy 16. Prepojenie oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 so separačným priestorom 2 je vytvorené priechodom 32 realizovaným v stene 3 pri dne nádrže pred priehradkou 5 (obr. 12). Nad priechodom 32 je usporiadaný deflektor 30 prúdenia (obr. 11), ktorý je výhodne pripevnený k stene 3. Tiež je však možné tento deflektor 30 úplne vypustiť. Nasávací vstup 9 prečerpávacieho agregátu 8 je zavedený pri dne separačného priestoru 2 a vývod z prečerpávacieho agregátu 8 je zavedený do lapača 6.

V oxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 v blízkosti dna nádrže a v blízkosti steny je v tvare oblúka usporiadané prevzdušňovacie potrubie 33, ktorého začiatok je umiestnený pri priehradke 5a a koniec pred priechodom 32 (obr. 11). Na odber prebytočného aktivovaného kalu je z aktivačného priestoru vyvedené odkalovacie potrubie 23.

V hornej časti separačného priestoru 2 je umiestnené plavákové odberné zariadenia 18 vyčistenej vody s odvodom 19. Usporiadanie plavákoveho odberného zariadenia 18, ktorého poloha tiež určuje výšku hladiny v separačnom priestore 2, je úplne zhodná ako v predchádzajúcom príklade uskutočnenia. Pri väčších reaktoroch môže byť plavákové odberné zariadenie 18, zamenené za neznázomené fixné odberné zariadenie.

Funkcia tohto príkladu uskutočnenia je obdobná funkcii predchádzajúceho uskutočnenia.

Odpadová voda vteká prívodom 7 do lapača 6 hrubých nečistôt. Z lapača 6 je aktivačná zmes vyvedená do anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 prepojovacím otvorom 35. V anoxickej časti 4b je vznášanie aktivovaného kalu udržiavané otáčavým pohybom lopatkového miešadla 37. Otáčanie je vyvolané pôsobením hydraulických síl na sústavu kalíškov 40 nosného kolesa 39. V kalíškoch 40 sa zachytávajú bublinky vzduchu vychádzajúce z neznázomeného prívodu vzduchu, ktorý je umiestnený pod nimi. Tento prívod vzduchu je výhodne napojený na neznázomený zdroj stlačeného vzduchu určeného tiež na prevzdušňovanie oxickej časti aktivačného priestoru 4. Privádzaný vzduch vytlačuje kvapalinu z kalíškov 40, ktoré sú tým nadľahčované a vytvárajú hnaciu silu na otáčavý pohyb lopatkového miešadla 37. To vytvára dobré podmienky na udržanie aktivovaného kalu vo vznášaní alebo na opätovné uvedenie aktivovaného kalu do vznášania po časovom úseku, keď bolo prerušené prevzdušňovanie a tým aj miešanie lopatkovým miešadlom 37 v anoxickej časti 4b. Možnosť prerušovania prevzdušňovania počas čistiaceho procesu prináša jednak úsporu energie, jednak zvyšuje účinnosť denitrifikačného procesu vytvorením prechodným nedostatkom kyslíka v celom objeme aktivačnej zmesi v nádrži.

Z anoxickej časti 4b prúdi aktivačná zmes do oxickej časti 4a prepojovacím otvorom 42. Oxidové podmienky sú v oxidovej časti 4a aktivačného priestoru 4 vytvárané prevzdušňovaním pomocou prevzdušňovacích elementov 16.

Tým sa súčasne vytvárajú podmienky na dokonalú suspendáciu aktivovaného kalu počas prevzdušňovania a na opätovné uvedenie usadeného aktivovaného kalu do vznášania po dočasnom prerušení prevzdušňovania alebo zníženia jeho intenzity. Prevzdušňovacie potrubie 33 je určené pre dovšetkým na zvýšenie účinnosti prevzdušňovania pri znovuuvedení usadeného aktivovaného kalu do vznášania.

Separačný priestor 2 komunikuje s prevzdušňovanou oxickou časťou 4a priechodom 32, ktorým je odoberaná aktivačná zmes z oblasti aktivácie do oblasti separácie.

V separačnom priestore 2 sa z aktivačnej zmesi oddeľuje fluidnou filtráciou suspendovaný aktivovaný kal. Suspenzia aktivovaného kalu zachytená vo vrstve fluidného filtra klesá do spodnej časti separačného priestoru 2, odkiaľ je prečerpávacím agregátom 8 odčerpávaná spolu s aktivačnou zmesou z oxickej časti 4a cez lapač 6 späť do anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4. Tým je vytvorený v reaktore vnútorný cirkulačný okruh, v ktorom prebiehajú všetky na seba naväzujúce procesy biologického čistenia odpadovej vody, t. j. biodegradácia, nitrifikácia, denitrifikácia a defosfatácia s následnou separáciou aktivovaného kalu ajeho vracaním späť do procesu biologického čistenia odpadovej vody. Vzhľadom na to, že v uvedenom systéme biologického čistenia s denitrifikáciou predradenou pred nitrifikáciou je účinnosť denitrifikácie určená intenzitou prúdenia aktivačnej zmesi v cirkulačnom okruhu, je daná výrazom (íoo - τ [%]) · —----- > ioo, n +1 alebo vyjadrené inak n

τ [%j ---------* íoo, n+ 1 kde τ označuje účinnosť denitrifikácie v percentách a n - pomer prietoku v cirkulačnom okruhu k množstvu privádzanej surovej vody za rovnaký časový úsek.

Na odstránenie napríklad 75 % dusičnanov je potrebná trojnásobná intenzita prúdenia v cirkulačnom okruhu, ako je intenzita prítoku čistenej vody. Intenzita čerpania prečerpávacím agregátom 8 zo spodnej časti separačného priestoru 2 sa preto obyčajne volí väčšia ako trojnásobná vzhľadom na privádzané množstvo čistenej vody. Cirkulácia aktivačnej zmesi v tomto množstve zaisťuje nielen potrebnú účinnosť denitrifikačných pochodov, ale aj priaznivé hydraulické podmienky separácie vo fluidnom filtri v separačnom priestore 2, pretože táto cirkulácia prispieva k zamedzeniu prenosu rušivých prúdov z prevzdušňovanej oxickej časti 4a priechodom 32 do separačného priestoru 2.

Prúdenie aktivačnej zmesi v oxickej časti 4 aktivačného priestoru 4 od prepojovacieho otvoru 42 až po priechod 32 je spoločne s horizontálnou zložkou postupného toku špirálovité, čím sú vytvorené podmienky na priebeh biodegradačných a oxidových biologických pochodov čistenia.

Po oddelení aktivovaného kalu fluidnou filtráciou je vyčistená voda odvádzaná plavákovým zariadením rovnako ako v predchádzajúcom príklade uskutočnením podľa obr. 8 až 11. To umožňuje kompenzovať krátkodobé hydraulické preťaženie, ktoré pri najmenších zdrojoch splaškových vôd dosahuje značných hodnôt.

Odber prebytočného aktivovaného kalu sa uskutočňuje periodicky odkalovacím potrubím 23 a jeho odvozom fekálnym vozom.

Celková intenzita biologických čistiacich procesov závisí od koncentrácie aktivovaného kalu v čistiacom systéme a tá je závislá od účinnosti separácie. Integrálne zaradenie fluidnej filtrácie do cirkulačného obehu aktivačnej zmesi zaisťuje vysokú koncentráciu aktivovaného kalu 6 až 10 kg/m³. Pri takej koncentrácii je zaistené veľmi nízke zaťaženie kalu, ktoré je nutné pre vysokú účinnosť čistenia a potrebnú biodegradáciu kalu. Vysoký stupeň biodegradácie sa prejaví v malej produkcii prebytočného kalu, čo výrazne prispieva k hospodárnosti celého procesu.

Okrem toho umožňuje priebeh procesov s vysokou koncentráciou aktivovaného kalu zmenšenie rozmerov reaktora a tým zníženie jeho ceny a nárokov na priestor pri jeho inštalácii.

Príklad 6

Ďalší príklad usporiadania reaktora podľa vynálezu pri zachovaní všetkých podstatných znakov je znázornený na obr. 13 a 14.

Pri pravouhlej nádrži s obvodovým plášťom 1 je vytvorený separačný priestor 2 na fluidnú filtráciu deliacimi stenami 3 v tvare oblúka. Separačný priestor 2 je jedným svojím čelom priradený bezprostredne k plášťu 1, jedno čelo separačného priestoru 2 je teda totožné s plášťom 1. Na protiľahlej strane je separačný priestor 2 oddelený od aktivačného priestoru 4 čelom 48 (obr. 14) Deliaca stena 3 môže byť realizovaná z hladkého materiálu alebo z profilovaného materiálu. Je výhodné realizovať profilovanie v smere zhora dole, čím sa na povrchu deliacich stien 3 vytvoria nízke rebrá.

Plášťom 1, deliacimi stenami 3 a čelom 48 je vymedzený aktivačný priestor 4, ktorý je prriehradkou 5a rozdelený na dve časti, a to anoxickú časť 4b a prevzdušňovanú oxickú časť 4a. Do anoxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 je možné umiestniť lapač 6 hrubých nečistôt, do ktorého je zaústený prívod 7 odpadovej vody. V lapači 6 je uložený prečerpávací agregát 8 tvorený napríklad mamutovým čerpadlom. Prečerpávací agregát 8 je napojený na dierované zberné potrubie 31 uložené na dne separačného priestoru 2. Anoxická časť 4b aktivačného priestoru 4 je vybavená mechanickým miešacím zariadením, podľa príkladu uskutočnenia lopatkovým miešadlom 37 (obr. 13, 14), ktoré je realizované zhodne s prvým príkladom uskutočnenia podľa obr. 8 až 11.

Anoxická časť 4b je jednak prepojená prepojovacím otvorom 35 s lapačom 6, jednak s oxickou časťou 4a prepojovacím otvorom 42 realizovaným v priehradke 5a (obr. 14) pri dne nádrže. Prepojenie anoxickej časti 4a aktivačného priestoru 4 so separačným priestorom 2 je vytvorené priechodom 32 v deliacej stene 3, výhodne po celej dĺžke separačného priestoru 2. Je tiež možné uskutočniť po dĺžke separačného priestoru sústavu priechodov 32. Oblúkové deliace steny 3 sú pripevnené ku dnu a k plášťu 1 nádrže. V oblasti priechodov 32 je k deliacej stene 3 zo strany aktivačného priestoru 4, a to zo strany súvislej s oxickou časťou 4a, priradený aspoň jeden deflektor 30 prúdu. Je určený na odtienenie prúdenia aktivačnej zmesi v aktivačnom priestore od prúdenia v separačnom priestore 2. Deflektor 30 je výhodne pripevnený k deliacej stene 3, je orientovaný zvisle a rozprestiera sa v podstate po celej dĺžke deliacej steny 3. Je tiež možné usporiadať po dĺžke deliacej steny 3 niekoľko na seba naväzujúcich deflektorov 30. Deflektor 30 je umiestnený v spodnej časti deliacej steny 3, jeho spodný okraj je situovaný nad spodným okrajom deliacej steny 3, najvyššie dosahuje do úrovne spodného okraja deliacej steny 3. Je však tiež možné tento deflektor 30 úplne vypustiť. Pokiaľ je deflektor 30 uplatnený, obmedzuje prenos vírenia z oblasti aktivácie do oblasti separácie.

Priechod 32 alebo priechody 32 spojujú len jednu stranu separačného priestoru 2 len s oxickou časťou 4a, ktorá je koncovou časťou aktivačného priestoru 4 na strane odvrátenej od prívodu 7 surovej odpadovej vody. Na úrovni hladiny separačného priestoru 2 je umiestnené plavákové odberné zariadenie alebo fixné odberné zariadenie 18 vyčistenej vody s jej odvodom 19. V prípade uplatnenia plavákového odberného zariadenia je jeho realizovanie zhodné s uskutočnením podľa príkladu 1 z obr. 8 až 11.

Na odvod nadbytočného aktivovaného kalu je reaktor vybavený odkalovacím potrubím 23.

Funkcia reaktora je analogická funkcii predchádzajúcich príkladov uskutočnenia:

Surová voda sa privádza prívodom 7 do lapača 6, kde sa surová voda mieša s aktivačnou zmesou privádzanou prečerpávacím agregátom 8. Z lapača 6 vystupuje táto zmes prepojovacím otvorom 35 do anoxickej časti 4b aktivačného priestoru, v ktorom prebieha bez prístupu vzduchu denitrifikácia. Aktivovaný kal je udržiavaný vo vznášaní činnosťou lopatkového miešadla 37, ktorého činnosť je zhodná ako v predchádzajúcich uskutočneniach

Z anoxickej časti 4b sa aktivačná zmes dostáva prepojovacím otvorom 29a, realizovaným v priehradke 6, pri dne nádrže, do oxickej časti 5a aktivačného priestoru 5, kde prebieha prevzdušňovanie pôsobením prevzdušňovacích elementov 16. Aktivačná zmes postupuje ďalej k protiľahlému plášťu 1 nádrže, potom pozdĺž čela 48 a dostáva sa do úseku oxickej časti 5a, z ktorej prestupuje priechodom alebo priechodmi 32 do separačného priestoru 2. Vo fluidnom filtre v separačnom priestore 2 sa oddeľuje aktivovaný kal, vyčistená voda je odvádzaná odberným zariadením 18 a aktivovaný kal klesá ku dnu separačného priestoru 2. Tam je nasávaný do zberného potrubia 31 prečerpávacieho agregátu 8 a odvádzaný do lapača 6. Tým je uzavretý vnútorný cirkulačný okruh reaktora. Pohonom aktivačnej zmesi v cirkulačnom okruhu je činnosť prečerpávacieho agregátu a prívod surovej odpadovej vody do lapača 6.

Geometrické usporiadanie reaktora podľa vynálezu nie je obmedzené na uvedené príklady. Je rad rôznych možných usporiadaní v súlade s uvedenými princípmi vynálezu a výber môže byť uskutočnený hlavne podľa použitého materiálu a výrobnej technológie. Napríklad pri uplatnení technológie lisovania z plastov môže tvar plášťa 1 nádrže byť kotlovitého tvaru alebo môže mať aj iný staticky výhodný tvar, ktorý neobsahuje rovinné alebo valcovité časti. Podobne môžu byť prispôsobené tvary separačného priestoru 2 a anoxickej časti 4b aktivačného priestoru 4 tvaru plášťa 1.

Priemyslová využiteľnosť

Zariadenie podľa vynálezu je vhodné pre malé a najmenšie biologické čističky odpadových vôd, hlavne na čistenie lokálnych, izolovaných zdrojov splaškových vôd. Vysokú kvalitu vyčistenej vody možno výhodne využiť pre systémy Brown-Water-Concept s použitím vyčistenej vody z prevádzky kuchýň, kúpeľní a práčovní na sanitárne účely s dosiahnutím vysokej úspory pitnej vody. Je však možné zariadenie rozmerovo prispôsobiť aj na čistenie odpadových vôd zo stredných zdrojov znečistenia, napríklad hotelov alebo sídlisk.

Claims (26)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Reaktor na biologické čistenie odpadových vôd procesom s aktivovaným kalom v suspendovanom stave, obsahujúci prívod odpadovej vody, aktivačný priestor a hore sa rozširujúci separačný priestor na fluidnú filtráciu v nádrži, pričom separačný priestor je vybavený odberným zariadením na odber vyčistenej vody, vyznačujúci sa t ý m , že aktivačný priestor (4) je rozdelený najmenej jednou priehradkou (5, 5a) na prvú oxickú časť (4a) a druhú anoxickú časť (4b), pričom prvá oxická časť (4a) je vybavená prevzdušňovacími elementmi (16), zatiaľ čo anoxická časť (4b) je vybavená prostriedkami (16, 37) na zabezpečenie suspenzie aktivovaného kalu, pričom separačný priestor (2) je spojený s prvou oxickou časťou (4a) prostredníctvom aspoň jednej prevádzacej pasáže (10, 13, 32) prechádzajúcou cez deliacu stenu (3) separačného priestoru (2), pričom aspoň jedna z týchto prevádzacích pasáží ústí do jeho spodku, prvá oxická časť (4a) je spojená s druhou anoxickou časťou, nasávací vstup (9) prečerpávacieho agregátu (8) je usporiadaný pri dne separačného priestoru (2), a výstup prečerpávacieho agregátu (8) je zavedený spolu s prívodom (7) odpadovej vody do druhej anoxickej časti (4b), pričom dochádza pri prevádzke k vynútenému toku v cirkulačnom okruhu postupujúci z prvej oxickej časti (4a) cez aspoň jednu prevádzaciu pasáž (10, 13, 32) do separačného priestoru (2), prečerpávacím agregátom (8) do druhej anoxickej časti (4b) a vracajúci sa do prvej oxickej časti (4a).
2. 2. Reaktor podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že prostriedky na miešanie (16, 37) sú umiestnené v druhej anoxickej časti.
3. 3. Reaktor podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že druhá anoxická časť a prvá oxická časť sú oddelené aspoň jednou časťou deliacej steny (3) separačného priestoru (2)
4. 4. Reaktor podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že prevádzacia pasáž (10) má vstupný otvor (11) aspoň v úrovni jednej štvrtiny výšky separačného priestoru (2).
5. 5. Reaktor podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že priehradka (5) v aktivačnom priestore (4) je súčasťou lapača (6) hrubých nečistôt, v ktorom je umiestnený prečerpávací agregát (8).
6. 6. Reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že výstup z prečerpávacieho agregátu (8) a otvory prívodu odpadovej vody (7) do lapača (6) hrubých nečistôt sú zavedené cez pasáže (25 alebo 34) do anoxickej časti (4b) aktivačného priestoru (4).
7. 7. Reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že separačný priestor (2) má tvar poloihlanu alebo polokužeľa usporiadaného excentrický k časti plášťa (1) nádrže.
8. 8. Reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že separačný priestor (2) má tvar kužeľa alebo ihlanu.
9. 9. Reaktor podľa nároku 4 alebo 5, vyznačujúci sa t ý m , že priehradka (5a) je vybavená prepojovacím otvorom (26), realizovaným pri dne nádrže.
10. 10. Reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že v separačnom priestore (2) je usporiadaný lapač (14) dotujúceho kalu, ktorý je vybavený zdrojom stlačeného vzduchu.
11. 11. Reaktor podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že odberné zariadenie (18) je vybavené prostriedkami na prietokový odber podľa úrovne hladiny vody v nádrži, pričom nádrž pracuje tiež ako vyrovnávacia nádrž.
12. 12. Reaktor podľa nároku la 2, vyznačujúci sa t ý m , že anoxická časť (4b) aktivačného priestoru (4) je obklopená jeho oxickou časťou (4a), ktorá je anoxickou časťou (4b) rozdelená na dva úseky.
13. 13. Reaktor podľa nároku la 2, vyznačujúci sa t ý m , že separačný priestor (2) je v nádrži usporiadaný sústredne, pričom priehradky (5, 5a) vymedzujúce v aktivačnom priestore (4) jeho anoxickú časť (4b), sú rovinné, zvislé a prechádzajú stredom separačného priestoru (2).
14. 14. Reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že separačný priestor (2) je vymedzený dvomi vzájomne rovnobežnými, hore sa roztvárajúcimi oblúkovitými deliacimi stenami (3) a dvoma rovinnými čelami.
15. 15. Reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že pasáže (13) sú v deliacej stene (3) realizované v pravidelných odstupoch.
16. 16. Reaktor podľa nároku 9 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že v oblasti pasáže (13) je k deliacej stene (3) separačného priestoru (2) zo strany aktivačného priestoru (4) priradený aspoň jeden deflektor (30) prúdu.
17. 17. Reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že v aktivačnom priestore (4) je usporiadané mechanické miešacie zariadenie, pozostávajúce z otočné uloženého nosného kolesa (39) a na ňom usporiadané sústavy kalíškov (40) rozmiestnených po obvode nosného kolesa (39), pričom k jednej strane nosného kolesa (39) je priradený prívod vzduchu pod hrdlá kalíškov (40) a lopatkové miešadlo je spriahnuté s nosným kolesom (39).
18. 18. Reaktor podľa nároku 17, vyznačujúci sa t ý m , že nosné koleso (39) je uložené na hriadeli (38), na ktorom je tiež uložené lopatkové miešadlo (37).
19. 19. Reaktor podľa nároku 18, vyznačujúci sa t ý m , že lopatkové miešadlo (37) je tvorené sústavou nosičov (47) upevnených na hriadeli (38) a sústavou miešacích lopatiek (46) usporiadaných na nosičoch (47).
20. 20. Reaktor podľa nároku 17, 18 alebo ^vyznačujúci sa tým, že nosné koleso (39) je usporiadané v oxidovej časti (4a) aktivačného priestoru (4), zatiaľ čo lopatkové miešadlo (37) je usporiadané v anoxickej časti (4b) aktivačného priestoru (4), oddelené od oxickej časti (4a).
21. 21. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z nárokov 17 až 20, vyznačujúci sa tým, že miešacie lopatky (46) lopatkového miešadla (37) ležia v podstate v rovine prechádzajúcej osou otáčania nosného kolesa (39) a hrdlá kalíškov (40) sú s miešacími lopatkami (46) rovnobežné.
22. 22. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z nárokov 17 až 20, vyznačujúci sa tým, že anoxická časť (4b) aktivačného priestoru (4) sa smerom ku dnu nádrže zužuje.
23. 23. Reaktor podľa nároku 12, vyznačujúci sa t ý m , že úseky oxidovej časti (4a) sú vzájomne spojené priechodmi (43), pričom vždy v oblasti výstupu jedného priechodu (43) a v oblasti protiľahlého výstupu druhého priechodu (43) je usporiadaný aspoň jeden prevzdušňovači element (16).
24. 24. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 23, vyznačujúci sa tým, že v jednej z priehradok (5, 5a) vymedzujúcich anoxickú časť (4b) aktivačného priestoru (4) je uskutočnený jednak prepojovací vývod (41) spojujúci anoxickú časť (4b) s oxidovou časťou (4a) aktivačného priestoru (4), jednak vstup prepojovacej rúrky (34) spájajúcej anoxickú časť (4b) aktivačného priestoru (4) s lapačom (6) hrubých nečistôt.
25. 25. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že do aktivačného priestoru (4) je zaústené odkalovacie potrubie (23) na odvod prebytočného aktivovaného kalu a jeho vstup je situovaný v jednej tretine až vo dvoch tretinách výšky reaktora nad dnom nádrže.
26. 26. Reaktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že deliaca stena (3) separačného priestoru (2) dosahuje ku dnu nádrže.

    12 výkresov