USPOŘÁDÁNÍ TECHNOLOGICKÉ LINKY ČOV
Znečištění vody taková změna fyzikálních, chemických a biologických vlastností vody, která omezuje nebo i znemožňuje její využití k danému účelu. Splaškové vody Průmyslové OV Městské OV
SUROVÁ ODPADNÍ VODA KOMUNÁLNÍ OV kuchyňské OV vody z praní toalety PRŮMYSLOVÉ OV lehký těžký průmysl BALASTNÍ VODY dešťové vody průsaky
Produkce odpadních vod Specifické množství OV množství OV připadající na jednoho obyvatele (nebo jednotku výrobního procesu) za jednotku času Populační ekvivalent míra znečištění (CHSK, N, P, NL atp.) vyprodukovaná 1 obyvatelem za 1 den Nejčastěji se používá populační ekvivalent 60 g BSK 5 na 1 obyvatele za 1 den definice Ekvivalentního obyvatele (EO)
Složení surové a mechanicky předčištěné komunální odpadní vody UKAZATEL (mg/l) SUROVÁ OV PŘEDČIŠTĚNÁ OV CHSK Cr 300-600 200-500 BSK5 200-400 150-300 NL 250-500 100-200 TKN 40-60 40-50 NH4+ - N 25-45 25-40 PCELK 8-14 6-12
Formy znečištění: rozpuštěné - nerozpuštěné organické - anorganické biologicky rozložitelné inertní usaditelné neusaditelné (plovoucí, ve vznosu) Z chemického hlediska: organické látky CHSK, BSK 5, NL dusíkaté látky NH 4+, NO 3-, NO 2-, N org. sloučeniny fosforu PO 3-4, P org. (teplota) (ph) (barva)
Znečištění organickými látkami INERT SNADNO ROZLOŽ. RYCHLE HYDROLYZOV. ROZPUŠ- TĚNÉ INERT SNADNO ROZLOŽ. snadno rozložitelné CHSK Cr : nízkomolekulární organické látky, které mohou být přímo využity v buňkách mikroorganismů (jednoduché cukry, kyseliny, alkoholy). Jejich podíl na celkovém CHSK Cr obvykle nepřesahuje 20%. pomalu rozložitelné CHSK Cr : vysokomolekulární organické látky, rozpuštěné, koloidní i nerozpuštěné. Rychlost jejich využití mikroorganismy je limitována extracelulární hydrolýzou. Teprve produkty hydrolýzy mohou vstupovat do metabolismu uvnitř buněk. POMALU HYDROLYZOV. ORGANOTROF AUTOTROF NEROZPUŠ- TĚNÉ POMALU ROZLOŽ. nerozložitelné CHSK Cr : rozpuštěné i nerozpuštěné organické látky, které z mnoha příčin nemohou být mikroorganismy využity. Rozpuštěné inertní látky procházejí čistírnou a přispívají ke zbytkovému znečištění finálního odtoku. Nerozpuštěné inertní organické látky jsou většinou odstraněny ze systému spolu s přebytečnou biomasou. INERT INERT A B C
Znečištění organickými látkami Nerozpuštěné látky (NL) oddělitelné filtrací přes mikrofiltr 0,4 μm CHSK chemicky oxidovatelné organické látky (výsledky se přepočítávají na kyslíkové ekvivalenty), k oxidaci se používá K2Cr2O7 nebo KMnO4 BSK 5 organické látky oxidovatelné biochemickými procesy (během 5denní inkubace) Dále lze stanovovat např. parametry TOC, DOC, BDOC nebo užší skupiny látek (huminové látky, fenoly, halogenderiváty, tenzidy, pesticidy.)
NUTRIENTY VE VODÁCH: - anorganické sloučeniny dusíku a fosforu Formy výskytu: Dusík: - amoniakální dusík (NH 4 + a NH 3 ) - organický dusík N ORG (-NH 2 ) - dusičnanový (NO 3- -N) a dusitanový (NO 2- -N) Fosfor: - orthofosforečnany (PO 4 3-, HPO 4 2-, H 2 PO 4- ) - organicky vázaný fosfor P ORG - polyfosforečnany PP (lineární, cyklické)
(Eu)trofizace Zvýšený růst zelených řas a sinic: - dopad na život vodních organismů - zhoršení upravitelnosti na pitnou vodu - znemožňuje rekreační využití vodních ploch Oligo- Eu- Meso- Hyper-
LAPÁK ŠTĚRKU Nejhrubší formy znečištění štěrk, kusy cihel atp., materiál sunutý po dně stoky vyklízení diskontinuálně, obvykle po silnějším dešti (v případně jednotné kanalizace) produkce se těžko odhaduje vyklízecí zařízení: bagr nebo vyjímatelný koš většinou anorganický materiál, ale hygienicky závadný likvidace zachyceného materiálu skládkováním
ODLEHČENÍ, ZDVIH OV Odlehčení na přítoku zabránění hydraulickému přetížení systému využití dešťových zdrží nebo přímo do recipientu
ODLEHČENÍ, ZDVIH OV
ODLEHČENÍ, ZDVIH OV Dešťové zdrže
ODLEHČENÍ, ZDVIH OV Šneková čerpadla zajištění gravitačního průtoku čistírnou
LŠ ČESLE A SÍTA TYPY ČESLÍ hrubé, (střední) jemné většinou plovoucí nebo ve vznosu odstranění na česlích zastoupení rozmanité: větve, kuchyňský odpad, papíry, hadry, kusy plastu, atp. 50% hadry, 20-30% papír, 5-10% plasty, 2% guma a gumové výrobky, 2-3% zbytky zeleniny a ovoce a 2-3% nerozpadlé fekálie likvidace shrabků: odvodnění (lisování), skládkování, spalování, výjimečně kompostování hygienicky závadný materiál
HRUBÉ ČESLE šířka průliny 80 100 mm STŘEDNÍ ČESLE šířka průliny 20 25 mm zachycení nejhrubších nečistot, ochrana jemných česlí
JEMNÉ ČESLE šířka průliny do 10 mm ochrana čerpadel nebo proti přetížení UN
Materiál zachycený na hrubých česlích Materiál zachycený na jemných česlích
Produkce shrabků: 2 3 l/eo a rok pro hrubé česle 5 10 l/eo a rok pro jemné česle
Pro menší sídla: síta mělnící česle a dezintegrátory
LŠ Č LAPÁK PÍSKU (TUKU) Komorový provzdušňovaný LP Vírový LP
odstranění písku a jemných minerálních suspenzí (v systémech s jednotnou kanalizací) snižování efektivních objemů nádrží, ochrana čerpadel před abrazivními jevy princip: oddělení minerální suspenze od organické suspenze technické řešení: komorové nebo vírové LP komorové obvykle provzdušňované - kombinace s lapákem tuků likvidace produktu: pračky písku, odvodnění, skládkování hygienicky závadný materiál specifická produkce písku 5 12 l/eo za rok vyklízení obvykle na principu mamutky, u menších ČOV ručně vyklízené
Provzdušňované komorové lapáky písku
Vírové lapáky písku
Eliminace zápachu zakrytím Pračka písku
Mamutka v činnosti Zachycený tuk
LŠ Č LPT OCHRANNÁ ČÁST ČOV
LŠ Č LPT Z USAZOVACÍ NÁDRŽ
USAZOVACÍ NÁDRŽE odstranění většiny NL a plovoucích nečistot princip: prostá gravitační sedimentace produkt: primární kal, likvidace v kalovém hospodářství nejvyšší stupeň separace NL se vyžaduje před zkrápěnými biofilmovými reaktory a před systémy s nitrifikací naopak jiné systémy jsou schopny pracovat zcela bez primární sedimentace stírání dna i hladiny konstrukční řešení: pravoúhlé s horizontálním průtokem, kruhové (radiální) s horizontálním průtokem, nádrže s vertikálním průtokem (menší ČOV)
Návrhové parametry UN Základními návrhovými parametru usazovacích nádrží jsou střední doba zdržení a hydraulické zatížení plochy povrchu vztažené na výpočtový průtok Q v. Θ = V S η/q [h] v A = Q/A h [m 3 m 2 h -1 ] V S objem usazovacího prostoru, η hydraulická účinnost nádrže, A h plocha hladiny Zařazení usazovací nádrže Střední doba zdržení, h Hydraulické zatížení plochy, m/h před biofiltry 2,0-4,0 0,7-1,4 před aktivací 1,0-3,0 1,0-2,8
Pravoúhlé usazovací nádrže s horizontálním průtokem Kruhové usazovací nádrže s horizontálním průtokem vtoková oblast (1) odtoková oblast (2) kalový prostor (3) vtokový válec (1) kalový prostor (2) usazovací prostor (3) usazovací prostor (4)
Pravoúhlé UN s horizontálním průtokem šířka 5 10 m délka do 40 m hloubka 2 2,5 m
Pravoúhlé UN s horizontálním průtokem Rychlost pohybu mostu je 0,01 až 0,03 m/s. Odpadní voda protéká usazovacím prostorem (1) po délce nádrže směrem k odtokovému žlabu (2). Usazené látky se hromadí u dna, odkud jsou stírány stěračem upevněným na pojízdném mostě (3) do kaliště (4). Z kaliště se kal vypouští hydrostatickým tlakem do kalové jímky (5). Plovoucí látky jsou stírány buď zvláštním stěračem hladiny, upevněným na pojízdném mostě do žlabu na plovoucí látky, nebo se ke stírání hladiny používá stěrače dna. V takovém případě při pohybu stěracího zařízení směrem ke kališti shrnuje stěrač usazené látky, načež při zpětném pohybu mostu ve směru průtoku vody se stěrač zvedne na hladinu a shrabuje plovoucí látky do žlabu (6), umístěného na norné stěně (7) před odtokovým žlabem.
Pravoúhlé UN s horizontálním průtokem Nátoková galerie
Pravoúhlé UN s horizontálním průtokem Vyklízení kalu a plovoucích nečistot
Pravoúhlé UN s horizontálním průtokem
Pravoúhlé UN s horizontálním průtokem Řetězový shrabovák
Pravoúhlé UN s horizontálním průtokem Čerpání primárního kalu Po délce nádrže pojíždí mostová konstrukce (1), na které je instalováno čerpadlo (2), které dopravuje kal ze dna nádrže do žlabu (3), umístěného podle nádrže. Aby se nepřisávalo příliš mnoho čiré kapaliny shora, bývá na sacím potrubí odrazový štít. Protože by příčné sběrné žlaby vadily při odsávání kalu, používají se v poslední třetině nádrže žlaby podélné
Kruhové UN s horizontálním průtokem Odpadní voda je přiváděna potrubím (1) do středu nádrže. Vtoková rychlost je kolem 0,2 m/s. Ve středu nádrže je umístěn uklidňující válec (2), zároveň slouží jako norná stěna. U nádrží větších průměrů je uklidňující válec tvořen věncem rozdělovacích česlí. Voda protéká nádrží od středu k obvodu, kde pilovým přepadem přepadá do kruhového sběrného žlabu (3). Stěrací zařízení pro usazené látky (5) i plovoucí nečistoty (6) jsou zavěšena na mostní konstrukci, která se na gumových kolech pohybuje po obvodové zdi nádrže. Pojezdová rychlost je kolem 0,035 m/s. Plovoucí látky jsou během otáčení stěracího zařízení postupně dopravovány k obvodu stěracího ramene, které končí kyvným plechem opatřeným gumovým stěradlem (7). Při přechodu přes jímku (8) jsou nečistoty shrnuty do šachty pro plovoucí nečistoty.
Kruhové UN s horizontálním průtokem průměr až 50 m hloubka 2,5 3 m
Kruhové UN s horizontálním průtokem Odtoková hrana UN Jímka na plovoucí nečistoty
SFT filtr tkanina s otvory od 0,1 mm do 1 mm výkon od 10 do 180 l/s zachycení až 80 % NL čištění stlačeným horkým vzduchem prostorové, investiční a provozní úspory
MECHANICKÉ (PRIMÁRNÍ) ČIŠTĚNÍ Uspořádání technologické linky ČOV LŠ Č LPT Z U N
LŠ Č LPT Z U N BIOLOGICKÝ REAKTOR
aktivační nádrž s biomasou ve formě suspenze (aktivovaný kal) nebo biofilmový reaktor s biomasou na pevném nosiči (nárostová kultura) probíhá zde odstraňování znečišťujících látek zbylých v OV po mechanickém předčištění (především rozpuštěných) odstraňování uhlíkatého znečištění (organické látky), sloučenin dusíku a fosforu (nutrienty) široká škála možností technického provedení BR
DOSAZOVACÍ NÁDRŽ Uspořádání technologické linky ČOV LŠ Č LPT Z U N ODTAH PŘEBYTEČNÉH O KALU BR RECIRKULACE VRATNÉHO KALU
DN PK BR VK BIOLOGICKÁ (AKTIVAČNÍ) ČÁST ČOV
Technologické modifikace aktivačních systémů Konvenční aktivační systémy Klasická aktivace P AS AN VK DN PK O P přítok, O odtok, AS - aktivační směs, VK - vratný aktivovaný kal, PK - přebytečný AK, AN- aktivační nádrž, DN - dosazovací nádrž
Technologické modifikace aktivačních systémů Konvenční aktivační systémy Aktivace s regenerací P AS AN DN O R VK PK R regenerace
Technologické modifikace aktivačních systémů Konvenční aktivační systémy Dvoustupňová aktivace (AB Proces) P A DN1 O1 B DN2 O2 VK1 VK2 PK1 PK2 pro vyšší obsah organického znečištění vysoce zatížený 1. stupeň, dostatečná oxygenační kapacita
Technologické modifikace aktivačních systémů Konvenční aktivační systémy Oxidační příkop AR AS AR DN O VK P PK nízká výška vodního sloupce pouze mechanická aerace
Technologické modifikace aktivačních systémů Konvenční aktivační systémy Karuselová/oběhová aktivace vyšší výška vodního sloupce (3 5 m) lze i jiný typ aerace než mechanický i větší zdroje znečištění
Technologické modifikace aktivačních systémů Konvenční aktivační systémy Šachtová aktivace Ø 2 10 m, h = 60 120 m
Technologické modifikace aktivačních systémů Konvenční aktivační systémy Šachtová aktivace cirkulace aktivační směsi dle schématu (1 2 m/s) hnací síla: rozdíl spec. hmotností ve vnitřní a vnější sekci nad přívodem provozního vzduchu (18 40 m) odplyňovací prostor (doba zdržení cca 20 30 min.) Výhody: malý prostor, vysoké využití kyslíku ze vzduchu (85 95 %) Nevýhody: příp. rozrušování vloček, tvorba pěny, průnik vzduchu i do DN
Technologické modifikace aktivačních systémů Aktivace SBR ODP. VODA ODTAH A B C D E VZDUCH menší zdroje znečištění časové oddělení procesů bez dosazovací nádrže, oddělená fáze sedimentace ve vlastní nádrži
Technologické modifikace aktivačních systémů Balené ČOV vestavěná dosazovací nádrž malé (izolované) zdroje znečištění kontejnerový typ, často mobilní plast, plech, beton
Technologické modifikace aktivačních systémů Balené ČOV Např. ČOV pro 20 500 EO
Technologické modifikace aktivačních systémů Domovní ČOV (nejmenší zdroje, 4 15 EO) plast (příp. beton. jímka) nad i pod terénem nízké zatížení, nízká produkce kalu
Zkrápěné biologické kolony
Rotační biofilmové reaktory - diskové
Rotační biofilmové reaktory - klecové
Dosazovací nádrže Základní konstrukce dosazovacích nádrží - kruhové radiálně protékané ( Dorr ) - obdélníkové příčně x podélně protékané - s vertikálním průtokem (obvykle čtvercové)
Kruhové dosazovací nádrže
Pravoúhlé dosazovací nádrže vstupní zóna - disipace energie flokulační zóna - mechanické nebo hydraulické míchání usazovací zóna s pojízdným mostem a shrabovacím zařízením odtokový žlábek - podélně
Odtok Přítok Odtok
DN s vertikálním průtokem
Odtok z DN Odtok z ČOV
LŠ Č LPT Z DN U N P K VK BR TERCIÁRNÍ DOČIŠTĚNÍ
Používané způsoby terciárního dočištění biologické dočišťovací nádrže (rybníky) filtrace sorpce hygienické zabezpečení odtoku
LŠ Č LPT Z DN U N TD P K VK BR KALOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ
Cíl: zpracování kalů tak, aby byly při minimálních nákladech respektovány požadavky na ochranu životního prostředí a zdravotního zabezpečení. Nejvýhodnější metodou využití kalů se jeví zemědělské využití (hnojivé vlastnosti, přirozené recyklace užitečných látek získaných z odpadní vody) nebo energetické využití. Potenciální přítomnost nebezpečných látek jako jsou těžké kovy, toxické chemikálie a přítomnost patogenních mikroorganismů. Hygienicky nebezpečné patogenní mikroorganismy musí být před vlastním využíváním kalu zničeny nebo alespoň sníženo jejich množství na přijatelnou hodnotu.
Dvoustupňová anaerobní stabilizace
Jednostupňová anaerobní stabilizace
Futuristický design methanizačních nádrží Uspořádání technologické linky ČOV
Sítopásový lis
Kalolisy
Odstředivky/centrifugy
Stabilizovaný odvodněný kal
Spalovna odvodněných kalů na ČOV Skládka solidifikovaných zbytků po spalování kalů
Plynojemy mokrý plynojem membránový plynojem
Kogenerační jednotky
Hořáky zbytkového plynu
Aerobní termofilní stabilizace kalu Uspořádání technologické linky ČOV