CZ6568U1

CZ6568U1 - Sewage activation sludge treatment plant

Info

Publication number: CZ6568U1
Application number: CZ19976947U
Authority: CZ
Inventors: Jan Ing. Topol
Original assignee: Jan Ing. Topol
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-09-17

Description

Technické řešení se týká aktivační čistírny odpadních vod pro čistění odpadních vod biologickou cestou s využitím aktivačního systému s aktivovaným kalem ve vznosu, které je vhodné zejména pro malé domácí čistírny.The technical solution relates to an activation wastewater treatment plant for biological wastewater treatment using an activated sludge activated sludge activation system which is particularly suitable for small domestic treatment plants.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Čištění odpadních vod biologickou cestou využívá aktivovaného kalu, což je směs rozličných bakterií a drobných mikroorganismů. Tento kal potřebuje ke svému životu organické látky obsažené v odpadních vodách, které rozkládá a tím odpadní vody čistí. Aktivační proces je možný pouze při nepřetržitém okysličování, které je zpravidla řešeno vháněním vzduchu do aktivační nádrže.Biological wastewater treatment uses activated sludge, a mixture of various bacteria and microorganisms. This sludge needs for its life organic substances contained in wastewater, which it decomposes and thus purifies wastewater. The activation process is only possible with continuous oxygenation, which is usually solved by blowing air into the activation tank.

K čištění odpadních vod se využívají jednak mikroorganismy pevně přisedlé k podkladu, ve formě různých systémů biofiltrů a bioreaktorů, které jsou smáčeny odpadními vodami, a jednak aktivační systémy s kalem ve vznosu, kde jsou vločky kalu promíchávány s odpadní vodou a vzduchem.Wastewater treatment uses microorganisms fixedly attached to the substrate, in the form of various biofilter and bioreactor systems which are wetted with wastewater, and activated sludge sludge activation systems where the sludge flakes are mixed with wastewater and air.

Dosud známé čistírny odpadních vod s kalem ve vznosu lze dělit na systémy s kontinuálním průtokem odpadních vod aktivační nádrží a na systémy s diskontinuálním průtokem.The hitherto known sewage treatment plants with suspended sludge can be divided into systems with continuous wastewater flow through the activation tank and into systems with discontinuous flow.

U kontinuálního systému čištění jsou odpadní vody po hrubém předčištění vedeny do aktivační nádrže a po technologicky nutné době, kdy je voda vyčištěna, je odvedena spolu s aktivovaným kalem do samostatné dosazovací nádrže. V této nádrži dojde k odsazení kalu a čistá voda je odvedena do odtoku.In the continuous treatment system, the waste water is after the rough pre-treatment led to the activation tank and after a technologically necessary time when the water is treated, it is drained together with the activated sludge into a separate settling tank. In this tank sludge is offset and clean water is discharged to the drain.

U systému s diskontinuálním průtokem jsou odpadní vody po hrubém předčištění přivedeny do aktivační nádrže přímo nebo po přečerpání z vyrovnávací nádrž. Po vyčištění vody se přeruší aktivační proces, to jest zastaví se provzdušňování a případné promíchávání vody v aktivační nádrži, a po odsazení kalu se vyčištěná voda odčerpá nebo gravitačně odtáhne do odpadu. Pak se opět napouští aktivační nádrž a popsaný cyklus se opakuje. Ve srovnání s kontinuelním čištěním odpadá dosazovací nádrž a napouštění aktivační nádrže se cyklicky opakuje.In a batch flow system, the waste water is fed to the activation tank directly or after pumping from the buffer tank after rough pre-treatment. After purification of the water, the activation process is interrupted, i.e. the aeration and eventual mixing of the water in the activation tank is stopped, and after the sludge has been set off, the purified water is pumped out or gravitationally withdrawn into waste. The activation tank is then refilled and the cycle is repeated. Compared to continuous cleaning, the settling tank is eliminated and the activation tank filling is repeated cyclically.

Nevýhodou výše popsaných aktivačních čistících systémů odpadních vod je to, že je lze obtížně využít pro malé domovní čistírny, a to zejména s ohledem na nároky spojené s řízením provozu čistírny.A disadvantage of the above-described activation wastewater treatment systems is that they are difficult to use for small domestic treatment plants, especially with respect to the requirements associated with the management of the treatment plant operation.

U aktivačních čistíren s kontinuálním průtokem je nutno kal z dosazovací nádrže trvale čerpat zpět k přítoku odpadních vod do aktivační nádrže. Pokud v této nádrži koncentrace kalu stoupne nad povolenou hodnotu, přebytečný kal je nutno z čistírny odčerpat. Pravidelná měření koncentrace kalu v aktivační nádrži a odčerpávání kalu vyžadují kvalifikovanou obsluhu. Kromě toho při nárazovém přítoku odpadních vod by byla aktivační nádrž zatěžována nerovnoměrně. To by mělo za následek zhoršenou kvalituIn continuous-flow activation sewage plants, the sludge from the secondary settling tank must be permanently pumped back to the wastewater inflow into the activation tank. If the sludge concentration in this tank rises above the permissible value, the excess sludge must be pumped from the treatment plant. Regular measurements of sludge concentration in the activation tank and sludge pumping require qualified personnel. In addition, in the case of a sewage inflow, the activation tank would be unevenly loaded. This would result in poor quality

-1CZ 6568 Ul vody na odtoku, nebo při požadované kvalitě vody by bylo nutno předimenzovat aktivační a dosazovací nádrž.The water in the drain or at the required water quality would have to be oversized by the activation and settling tank.

Dosud známé malé kontinuální čistírny s aktivovaným kalem ve vznosu jsou s ohledem na hromadící se kal v aktivační nádrži konstruovány buď na velkou hustotu kalu, který je nezbytné udržovat energeticky náročným způsobem ve vznosu bez přerušení činnosti čistírny až 200 dní do odkalení, nebo vyžadují kvalifikovanou obsluhu, která pravidelné zajišťuje odkalování aktivační nádrže. Oba tyto systémy nemohou fungovat delší dobu bez přítoku splašků, protože po spotřebování organických látek v aktivační nádrži dochází postupně k autolýze kalu a jeho vymizení z aktivace. Tím je zásadním způsobem narušena činnost čistírny. Aktivační čistírny s diskontinuálním průtokem aktivační nádrže se vyznačují poměrně složitým řídícím systémem s několika čerpadly a pro malé zdroje odpadních vod jsou proto příliš nákladné.Previously known small continuous sludge activated sludge treatment plants, due to the accumulating sludge in the activation tank, are designed either to a large sludge density, which is necessary to keep in an energy-intensive manner soaring without interrupting the operation of the treatment plant up to 200 days until sludge. , which regularly provides sludge activation tank. Both of these systems cannot function for a long time without the inflow of sewage, because after the consumption of organic substances in the activation tank, the sludge is gradually autolysed and disappears from the activation. This fundamentally disrupts the operation of the treatment plant. Activation plants with an intermittent flow of the activation tank are characterized by a relatively complex control system with several pumps and are therefore too expensive for small wastewater sources.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky odstraňuje aktivační čistírna odpadních vod pro čistění odpadních vod biologickou cestou s aktivovaným kalem ve vznosu, tvořená vyrovnávací nádrží s přítokem odpadních vod, aktivační nádrží s provzdušňovacím zařízením, čerpadlem surové vodu pro čerpání z vyrovnávací nádrže do aktivační nádrže, čerpadlem kalu z aktivační nádrže do vyrovnávací nádrže a hladinovým přepínačem vyrovnávací nádrže. Podstata technického řešení spočívá v tom, že aktivační nádrž s odtokem čisté vody je opatřena hladinovým přepínačem spojeným s časovačem pracovního režimu pro ovládání čerpadla čisté vody, čerpadla kalu a centrálního kompresoru resp. kompresorků. Hladinový přepínač ve vyrovnávací nádrži je připojen přes vypínač čerpadla čisté vody k časovači pracovního režimu.The above-mentioned deficiencies are eliminated by the activation wastewater treatment plant for biological wastewater treatment with activated sludge in the buoyancy, consisting of a buffer tank with waste water inflow, activation tank with aeration device, raw water pump for pumping from buffer tank to activation tank, sludge pump tank to the buffer tank and the level switch of the buffer tank. The essence of the technical solution is that the activation tank with clean water outlet is equipped with a level switch connected to the operating mode timer for controlling the clean water pump, sludge pump and central compressor respectively. compressors. The level switch in the buffer tank is connected to the operating mode timer via the clear water pump switch.

Při dosažení maximální hladiny v aktivační nádrži se aktivační proces přeruší v důsledku aktivace hladinového spínače. Plnění aktivační nádrže reaktoru je tak pomalé, že před jejím naplněním na maximální hladinu je již celý její obsah dostatečně vyčištěn. Po usazení aktivovaného kalu u dna aktivační nádrže se z aktivační nádrže odčerpá přebytečný kal do vyrovnávací nádrže a vyčištěná voda do odtoku, dokud v aktivační nádrži nedojde k poklesu vody na minimální hladinu. Po dosažení minimální hladiny hladinový spínač vypne čerpadlo čisté vody a čerpadlo kalu. Současně je obnovena aktivace a aktivační nádrž je opět plněna odpadními vodami z vyrovnávací nádrže.When the maximum level in the activation tank is reached, the activation process is interrupted due to the activation of the level switch. The filling of the reactor activation tank is so slow that before its filling to the maximum level, its entire contents are already sufficiently cleaned. After the activated sludge has settled at the bottom of the activation tank, excess sludge is pumped from the activation tank to the buffer tank and the purified water to the drain until the water in the activation tank has reached the minimum level. When the minimum level is reached, the level switch switches off the clean water pump and the sludge pump. At the same time, activation is restored and the activation tank is again filled with waste water from the buffer tank.

V případě, že ve vyrovnávací nádrži poklesne hladina odpadních vod na minimální hladinu, v důsledku aktivace hladinového spínače ve vyrovnávací nádrži dojde k blokování odtoku vyčištěné vody z čistírny. Tento stav trvá tak dlouho, dokud ve vyrovnávací nádrži nevystoupí splašky na provozní hladinu.In the event that the waste water level in the buffer tank reaches the minimum level, the outflow of the treated water from the wastewater treatment plant will be blocked due to the activation of the level switch in the buffer tank. This condition lasts until the sewage tank reaches the operating level.

Výše popsaná čistírna využívá výhod diskontinuálního aktivačního systému, kdy odpadá provozně i konstrukčně náročná dosazovací nádrž a zároveň maximálně zjednodušuje řízení tohoto systému. Tím, že celý systém je řízen jedním resp. dvěma hladinovými spínači obvykle provedených jako plovákové přepínače a jednoduchými časovači, je tento systém velmi levný a je možné jej použít i u nejmenších zdrojů znečištění.The above-described treatment plant takes advantage of the discontinuous activation system, which eliminates the operational and construction-intensive final settling tank and at the same time simplifies the control of the system as much as possible. The whole system is controlled by one resp. With two level switches usually designed as float switches and simple timers, this system is very inexpensive and can be used even with the smallest pollution sources.

-2CZ 6568 Ul-2GB 6568 Ul

Nejvýhodnější aplikací tohoto systému je rekonstrukce již postavených žump a septiků na čistírny odpadních vod. V tomto případě stávající žumpa má funkci vyrovnávací nádrže a kalojemu.The most advantageous application of this system is the reconstruction of already constructed cesspools and septic tanks to waste water treatment plants. In this case, the existing cesspool functions as a buffer tank and sludge tank.

Popsaný systém umožňuje řízenou denitrifikaci i u těchto velmi malých čistíren. Při plnění a biologickém čištění probíhá v reaktoru zároveň nitrifikace, to jest biologická oxidace čpavku na dusičnany. Po zpětném přečerpání vyčištěné vody do vyrovnávací nádrže s anoxickým prostředím, se z vyčištěné vody biologicky uvolňuje plynný dusík. Směs surové a vyčištěné vody, která je následně načerpávána do reaktoru již obsahuje podstatně méně dusíku. Účinnost denitrifikace je dána poměrem vyčištěné vody, která je z reaktoru v jednom cyklu přečerpávána do vyrovnávací nádrže k objemu vody, která je odčerpávána do odtoku. Tento poměr se určí nastavením doby chodu čerpadla kalu. Je zřejmé, že nastavením delší doby chodu čerpadla kalu se zvětší množství přečerpaného kalu zpět do vyrovnávací nádrže a zároveň se zvětší účinnost denitrifikace, ale současně se zmenší kapacitní výkon celé čistírny.The described system allows controlled denitrification even in these very small treatment plants. Nitrification, i.e. the biological oxidation of ammonia to nitrates, takes place simultaneously in the reactor during filling and biological purification. After re-pumping the purified water into a buffer tank with anoxic environment, nitrogen gas is biologically released from the purified water. The mixture of raw and purified water which is subsequently pumped into the reactor already contains substantially less nitrogen. The efficiency of denitrification is given by the ratio of purified water that is pumped from the reactor into a buffer tank to the volume of water that is pumped to the effluent in one cycle. This ratio is determined by adjusting the run time of the sludge pump. Obviously, setting a longer run time of the sludge pump will increase the amount of sludge pumped back into the buffer tank and at the same time increase the denitrification efficiency, but at the same time reduce the capacity of the entire treatment plant.

Pro zdroje odpadních vod, kde není zajištěn pravidelný přítok splašků, jako jsou například rekreační objekty, je ve vyrovnávací nádrži umístěn hladinový spínač například plovákový, který po dosažení minimální nastavené hladiny prostřednictvím vypínače čerpadla čisté vody způsobí zablokování tohoto čerpadla. To znamená, že v tomto režimu není z čistírny odváděna vyčištěná voda a na místo toho je přečerpávána do vyrovnávací nádrže.For waste water sources where no regular inflow of sewage, such as recreational facilities, is provided, a level switch, for example a float switch, is located in the buffer tank, which causes the pump to block when the minimum set level is reached via the clean water pump switch. This means that in this mode the purified water is not drained from the treatment plant and is instead pumped to the buffer tank.

S ohledem na jednoduchost technického řešení a cenovou dostupnost, představuje hromadná aplikace čistíren podle vynálezu výrazné zlepšení životního prostředí.In view of the simplicity of the technical solution and the affordability, the mass application of the treatment plants according to the invention represents a significant improvement of the environment.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na přiložených výkresech jsou uvedena dvě z možných provedení aktivační čistírny podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněn půdorys a na obr. 2 svislý řez a principiální schéma čistírny pro velikost do 5ti obyvatel, zatímco na obr. 3 je znázorněn půdorys a na obr. 4 svislý řez a principiální schéma čistírny určené pro více než 5 obyvatel.The accompanying drawings show two of the possible embodiments of the activation treatment plant according to the invention. Fig. 1 shows a plan view and Fig. 2 shows a vertical section and a schematic diagram of a treatment plant up to 5 inhabitants, while Fig. 3 shows a plan view and Fig. 4 shows a vertical section and a schematic diagram of a treatment plant intended for more than 5 inhabitants.

Příklad provedeníExemplary embodiment

Aktivační čistírna podle obr. 1 až 4 je tvořena dvěmi funkčně samostatnými nádržemi. Jsou to vyrovnávací nádrž 1 s přítokem 4, obvykle stávající septik, a aktivační nádrž 2. Vyrovnávací nádrž 1 slouží k akumulaci a vyrovnávání nerovnoměrného přítoku odpadních vod a zároveň zde dochází k zachycení hrubých nečistot. Obsah vyrovnávací nádrže i je mírně provzdušňován přívodem vzduchu 9 z centrálního rozvaděče 17 vzduchu s regulačními prvky 18, aby se na hladině nevytvářel zahnívající povlak. Zároveň, se vzduchem čistí vtokové otvory filtru 24 hrubých nečistot, který chrání nátok čerpadla 10 surové vody. Odpadní vody jsou po hrubém předčištění načerpávány čerpadlem 10 surové vody z vyrovnávací nádrže 1 do aktivační nádrže 2. Současně s čerpadlem 10 surové vody je v provozu centrální kompresor 19./ který dodává vzduch do vyrovnávací nádrže 1, obvykle i do vzduchového čerpadla 10 surovéThe activation treatment plant according to FIGS. 1 to 4 consists of two functionally separate tanks. They are a buffer tank 1 with an inlet 4, usually an existing septic tank, and an activation tank 2. The buffer tank 1 serves to accumulate and equalize the uneven flow of waste water and at the same time to collect coarse impurities. The contents of the buffer tank 1 are slightly aerated by the air supply 9 from the central air distributor 17 with control elements 18 so as not to form a rotting coating on the surface. At the same time, the inlets of the coarse dirt filter 24, which protects the inlet of the raw water pump 10, are cleaned with air. The waste water is pumped from the buffer tank 1 to the activation tank 2 after rough pre-treatment. At the same time as the raw water pump 10, a central compressor 19 / is operated which supplies air to the buffer tank 1, usually to the raw air pump 10.

-3CZ 6568 Ul vody a pomocí provzdušňovacího elementu 12 do aktivační nádrže 2.- 6565 µl of water and by means of aeration element 12 to the activation tank 2.

Odpadní vody se v aktivační nádrži 2 čistí po dobu jejího plnění z minimální hladiny 15 na maximální hladinu 16. Po naplnění aktivační nádrže 2 na maximální hladinu 16 vypne hladinový přepínač 22 centrální kompresor 19 a čerpadlo 10 surové vody a zároveň zapne časovač 21 pracovního režimu. Po nastavené době, v rozmezí od 20 minut do 1 hodiny, která je nutná pro usazení aktivovaného kalu u dna aktivační nádrže 2, zapne časovač 21 pracovního režimu čerpadlo 2 čisté vody, které odčerpává vyčištěnou vodu do odtoku 5. Odčerpávání probíhá do té doby, než se dosáhne hladiny 25 čisté vody, kdy je čerpadlo 2 čisté vody vypnuto samostatným hladinovým vypínačem 26. Do odtoku 5 se tak odčerpává v jednom čistícím cyklu vždy přesně stanovené množství vody v rozmezí hladin 16 a 25. Časovač 21 pracovního režimu pak se zpožděním, které je nezbytné k odčerpání vyčištěné vody do odtoku 5, zapne čerpadlo 13 kalu, které přečerpá přebytečný kal a zbytek vyčištěné vody z aktivační nádrže 2 do vyrovnávací nádrže 2. Úroveň ústí čerpadla 13 kalu koresponduje s hladinou 11 kalu v aktivační nádrži 2 P° dosazení. Dosažením minimální hladiny 15 sepne plovákový spínač 22, který odpoj í časovač 21 pracovního režimu, a tím se odpojí čerpadlo 2 čisté vody a čerpadlo 13 kalu. Současně se aktivuje kompresor 19 a čerpadlo 10 surové vody. Tím je ukončen jeden čistící cyklus a začíná další.The waste water in the activation tank 2 is cleaned from the minimum level 15 to the maximum level 16 for the duration of its filling. After the activation tank 2 is filled to the maximum level 16, the level switch 22 switches off the central compressor 19 and the raw water pump 10. After a preset time of 20 minutes to 1 hour, which is required to settle the activated sludge at the bottom of the activation tank 2, the operating mode timer 21 switches on the pure water pump 2, which drains the purified water to drain 5. until the pure water level 25 is reached, with the pure water pump 2 being switched off by a separate level switch 26. Thus, a precisely determined amount of water between the levels 16 and 25 is always pumped into the drain 5 in one cleaning cycle. which is necessary to pump the purified water to drain 5, starts the sludge pump 13, which pumps excess sludge and the remainder of the purified water from the activation tank 2 to the buffer tank 2. The level of the sludge pump mouth 13 corresponds to the sludge level 11 in the activation tank 2 . By reaching the minimum level 15, the float switch 22 switches on, which disengages the operating mode timer 21, thereby disconnecting the clean water pump 2 and the sludge pump 13. At the same time, the compressor 19 and the raw water pump 10 are activated. This completes one cleaning cycle and starts the next.

U nejmenších domovních čistíren, na které je napojeno nejvýše 5 obyvatel, je čerpadlo 3 čisté vody tvořeno mamutkou s akvaristickým kompresorkem 14 a čerpadlo kalu 13 je tvořeno mamutkou s akvaristickým kompresorkem 20.· Odčerpávání čisté vody a kalu je pak upraveno tak, že časovač 21 pracovního režimu po nastaveném zpoždění, v rozmezí od 20 do 60 minut spíná současně čerpadlo 2 čisté vody a čerpadlo 13 kalu. Poměr vyčištěné vody odčerpané do odtoku, k vodě vrácené do vyrovnávací nádrže 2 je pak určen pouze výkonem čerpadla 2 čisté vody k výkonu čerpadla 13 kalu.In the smallest domestic wastewater treatment plant, with a maximum of 5 inhabitants, the clean water pump 3 is made up of a mammoth with an aquarium compressor 14 and the sludge pump 13 is made up of a mammoth with an aquarium compressor 20. · In the operating mode after a set delay, between 20 and 60 minutes, the clean water pump 2 and the sludge pump 13 simultaneously switch on. The ratio of the purified water pumped to the outlet to the water returned to the buffer tank 2 is then determined only by the output of the clean water pump 2 to the output of the sludge pump 13.

Systém je obvykle doplněn plovákovým přepínačem 8 udržovacího režimu, který po odčerpání vyrovnávací nádrže 2 na minimální hladinu 6. udržovacího režimu pomocí vypínače 23 čerpadla 2 čisté vody zablokuje toto čerpadlo 2· Po uplynutí nastaveného času, nutného k usazení aktivovaného kalu, časovač 21 pracovního režimu dá pokyn ke spuštění čerpadla 2 čisté vody. To je však stále blokováno plovákovým přepínačem 8 udržovacího režimu, a proto nemůže být spuštěno. Posléze časovač 21 pracovního režimu dá pokyn k sepnutí čerpadla 13 kalu. To pak odčerpá do vyrovnávací nádrže i objem vyčištěné vody, který je v běžném režimu odčerpán čerpadlem 2 čisté vody do odtoku. Po přítoku splašků do vyrovnávací nádrže 2 a vystoupení jejich hladiny na pracovní hladinu 7, vypne se blokování čerpadla 2 čisté vody. Čistírna se tak vrátí do normálního režimu.The system is usually supplemented with a float switch 8 of the maintenance mode which, after pumping the buffer tank 2 to the minimum level 6. the maintenance mode with the clear water pump switch 23 locks the pump 2 · After the set time required for settling activated sludge instructs the pump 2 to run clean water. However, this is still blocked by the float switch 8 of the hold mode and therefore cannot be triggered. Thereafter, the operating mode timer 21 instructs the sludge pump 13 to be switched on. This then also drains the volume of purified water into the buffer tank, which in normal mode is pumped by the pure water pump 2 into the drain. After the sewage inlet into the buffer tank 2 and the level of the sewage to the working level 7, the blockage of the clean water pump 2 is switched off. This will return the plant to normal mode.

Při nedostatečném přítoku splašků do čistírny tak nedochází k odtoku z čistírny, aktivační proces je zásoben živinami z vyrovnávací nádrže a systém tak zůstává po dlouhou dobu funkční i bez přítoků čerstvých splašků.If the sewage inflow to the sewage plant is insufficient, there is no sewage outflow, the activation process is supplied with nutrients from the buffer tank and the system remains functional for a long time even without fresh sewage inflows.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

Activated wastewater treatment plant for biological wastewater treatment with activated sludge in float, consisting of buffer tank with wastewater inflow and level switch and activation tank with aeration device, raw water pump for pumping from buffer tank to activation tank and sludge pump from activation tank into a buffer tank, characterized in that the activation tank (2) with the clean water outlet (5) is provided with a level switch (22) connected to an operating mode timer (21) for controlling the clean water pump (3), sludge pump (13) and a central compressor (19) or compressors (14, 20), the level switch (8) in the buffer tank (1) being connected via a switch (23) of the clean water pump (3) to the operating mode timer (21).