TECHNOLOGIE VODY T7TVO (podklady k přednáškám)

INFORMACE K PŘEDMĚTU T7TVO

TECHNOLOGIE VODY T7TVO

POŽADAVKY K ZÁPOČTU absolvování doložení

všech laboratorních úloh (100% účast) a úspěšné odevzdání protokolů

(podklady k přednáškám) PODMÍNKY KE ZKOUŠCE zápočet

písemná

Ing. MARKÉTA JULINOVÁ, Ph.D. [email protected]

a ústní část zkoušky

NÁVAZNOST NA PŘEDMĚTY Ochrana

životního prostředí

samočištění eutrofizace vod recipient typy znečištění atd.

Ústav inženýrství ochrany životního prostředí 220/U1

Environmentální

technologie

Tyto materiály jsou určeny především pro studenty magisterského studia oboru Inženýrství ochrany životního prostředí, Fakulty technologické UTB Zlín. Některá data v nich obsažená jsou z veřejných zdrojů a z důvodu přehlednosti nejsou uvedeny všechny citace tak, jak bývá v odborné literatuře zvykem. S případnými výhradami se, prosím, obracejte na autora.

LITERATURA

Z N E Č I Š T Ě N Í

Havlínek, P a kol. Stokování a čištění odpadních vod – modul 2: čištění odpadních vod. Brno: FS, VUT Brno 2006.

Pitter, P. Hydrochemie. Praha: VŠCHT. 2009. 592 s. ISBN 978-80-7080701-9.

Kupec, Jan. Zpracování odpadních vod a čistírenských kalů. Vyd. 1. Zlín: Univerzita Tomáše Bati, Fakulta technologická, 2002, 123 s. ISBN 8073180588.

S T U P E Ň

Bindzar, J. a kol. Základy úpravy a čištění vod. Praha: VŠCHT. 2009. 251 s. ISBN 978-80-7080-729-3 http://vydavatelstvi.vscht.cz/katalog/uid_isbn-978-80-7080-729-3/

Kučerová R., Fečko P., Tyčková B. Úprava a čištění vody [elektronická skripta, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava]©2010 [cit.2013-01-03], dostupný z: http://homen.vsb.cz/hgf/546/Materialy/Radka_2010/uv.html

KRITÉRIA HODNOCENÍ KVALITY VOD A.

FYZIKÁLNÍ + ORGANOLEPTICKÉ teplota barva zákal (průhlednost) pach chuť redox potenciál (ORP) vodivost (konduktivita)

B.

RADIOLOGICKÉ celková aktivita α, β aktivita Rn

C.

BIOLOGICKÉ saprobní index trofická úroveň

D.

MIKROBIOLOGICKÉ Koliformní bakterie Fekální koliformní bakterie Enterokoky Mezofilní + psychrofilní bakterie

E.

EKOLOGICKÉ podmínky pro život ryb neporušená samočisticí schopnost

F.

CHEMICKÉ pH (hydrosféra) chemické složení viz. skupinoví ukazatelé

G.

SKUPINOVÉ BSK CHSKCr resp. CHSKMn corg. VL ~ NL, RL IRL

S T U P E Ň Z N E Č I Š T Ě N Í

S T U P E Ň

CHARAKTER LÁTEK A.

CHEMICKÉ HLEDISKO

B.

anorganické organické

FYZIKÁLNÍ HLEDISKO

PRAVÉ ROZTOKY iontově rozpuštěné – elektrolyty neiontově rozpuštěné – neelektrolyty

KOLOIDNĚ ROZPTÝLENÉ AŽ SUSPENDOVANÉ koloidní suspendované

TEPLOTA

PŘÍKLAD °C dochází podíl toxického nedisociovaného NH4 na celkové koncentraci N-NH4

Z N E Č I Š T Ě N Í FYZ

OTÁZKY: 1. k čemu slouží tento ukazatel 2. jaké procesy ovlivňuje

+ OR.L

1

S T U P E Ň

S T U P E Ň

BARVA

ZDÁNLIVÁ rozpuštěné + nerozpuštěné látky

ZÁKAL


SKUTEČNÁ rozpuštěné látky

SPECIFICKÁ BARVA / DOC

KOMPARÁTORY

JEDNOTKA obsah Pt mg/L CU = color unit TCU = True color unit (skutečná)

FYZ

OTÁZKY: 1. původ barevnosti vod 2. na čem závisí intenzita barvy 3. prahová koncentrace 4. stanovení


+ OR.L


PRAHOVÁ KONCENTRACE < PRAHOVÁ KONCENTRACE CHUTI < NEJVYŠŠÍ PŘÍPUSTNÉ KONCETRACE LÁTEK S TOXICKÝM ÚČINKEM

PRAHOVÉ ČÍSLO PACHU TON – treshold odour number

Z N E Č I Š T Ě N Í OTÁZKY: 1. zdroje 2. prahová koncentrace 3. vyhodnocení

FYZ + OR.L

S T U P E Ň Z N E Č I Š T Ě N Í FYZ + OR.L

S T U P E Ň

nerozpuštěné látky

STANOVENÍ A VYJÁDŘENÍ VÝSLEDKŮ

TURBIDIMETRICKY - útlum zářivého toku ZFT resp. FAU

FORMAZÍN

formazin attenuation unit turbidimetrické formazínové jednotky [-]

NEFELOMETRICKY – zářivý tok rozptýlený ZFN resp. FNU

FYZ

OR.L

PACH

+

S T U P E Ň

ČIROST SNÍŽENÍ PRŮHLEDNOSTI TRANSPARENCE VODY

nefelometrické formazínové jednotky [-] formazin attenuation unit

AMCO®

OTÁZKY: 1. původ zákalu 2. stanovení (semikvantitativně, kvantitativně) 3. typy standardů

STANDARD 1 mg/l SiO2 = 1 ZF

CHUŤ

PŘÍKLAD – CELKOVÁ MINERALIZACE = c(Ca) + c(Mg) + c(HCO3-) do 200 mg/l zlepšuje chuť pitných vod vyšší jak 500 mg/l negativní nad 800 mg/l chuťové závady

PRAHOVÉ ČÍSLO CHUTI TFN – treshold flavour number

OTÁZKY: 1. význam 2. vyhodnocení (kvalitativní, kvantitativní)

FYZ + OR.L

OXIDAČNĚ REDUKČNÍ POTENCIÁL

ZNAČENÍ ORPH EH

[mV] [mV]

STANOVENÍ ORPH = ORPM +ORPREF

OTÁZKY: 1. definice 2. jaké procesy ovlivňuje 3. na čem závisí 4. vyjádření výsledků 5. rozsah 6. využití

S T U P E Ň Z N E Č I Š T Ě N Í FYZ +

ELEKTROLITICKÁ KONDUKTIVITA

KONDUKTIVITA VODIVOST

ZNAČENÍ

DEFINICE

κ25

[mS/m]

- míra koncentrace ionizovatelných anorg. i org. látek ve vodě koncentrace elektrolytů ve vodě

PŘÍKLAD destilovaná voda podzemní/povrchová voda minerální / průmyslové

kojenecká voda pitná voda

0,05 – 0,5 mS/m 5 – 50 mS/m > 103 mS/m 70 mS/m max. 125 mS/m

POZOR RL105 ≠ CELKOVÉ MINERALIZACI ≠ KONDUKTIVITĚ

OTÁZKY: 1. definice 2. na čem závisí 3. vyjádření výsledků 4. využití

OR.L

2


RADIOLOGICKÉ UKAZATELE

RADIAKTIVNÍ ZNEČIŠTĚNÍ VOD – Bq/l

CELKOVÝ OBSAH RADIONUKLIDŮ celková objemová aktivita α 234U, 235U, 238U, U nat

S T U P E Ň

LIMNOSAPROBNÍ STUPENĚ klesá obsah O2 ve vodě ANOXICKÉ

ANAEROBNÍ

5. POLYSAPROBITA


celková objemová aktivita β radionuklidy s přeměnou β

STANOVENÍ JEDNOTLIVÝCH RADIONUKLIDŮ radonu 222Rn rádia trítia koncentrace uranu

EURSAPROBNÍ STUPNĚ

1. ISOSAPROBNÍ

BSK5 = 50 - 40 mg/l

4. α - MESOSAPROBITA BSK5 = 5-10 mg/l

BSK5 = 40 mg/l

2. METASAPROBNÍ

BSK5 = 200 - 700 mg/l

3. β - MESOSAPROBITA BSK5 = 5 mg/l

3. HYPERSAPROBNÍ

BSK5 = 500 - 2000 mg/l

2. OLIGOSAPROBITA

BSK5 = 2,5 mg/l

4. ULTRASAPROBNÍ

BSK5 = 150 000 mg/l

1. XENOSAPROBITA

BSK5 = 1 mg/l

AEROBNÍ

ČISTÁ VODA

1. ANTISAPROBITA

(PODZEMNÍ/PITNÁ

2. RADIOSAPROBITA 3. KRYPTOSAPROBITA

OTÁZKY: 1. rozdíl mezi přírodní a umělou radioaktivitou

S T U P E Ň

PŘÍKLAD STANOVENÍ SAPOBNÍHO INDEXU


KATAROBNÍ STUPEŇ

S T U P E Ň

TRANSAPROBNÍ STUPNĚ

pH pH = − log c

H 3O +

Z N E Č I Š T Ě N Í OTÁZKY: 1. význam 2. měření 3. vlivy na hodnotu pH


NEUTRALIZAČNÍ A TLUMIVÁ KAPACITA

TLUMIVÁ KAPACITA (β β) příklad: přírodní a užitkové vody β = 2,3 . k . KNK4.5 kde k ~ distribuční koeficient

OTÁZKY: 1. definice 2. význam 3. měření 4. hydrogen/uhličitanového systému

NEUTRALIZAČNÍ KAPACITA (NK) KNK – kyselinová neutralizační kapacita [mol/l] ZNK – zásadová neutralizační kapacita [mol/l] HYDROGEN - UHLIČITANOVÝ SYSTÉM ( HCO 3− / CO 32− )

KNK4,5 = KNK8,3, = KNK10,6 =

~ alkalita, celková alkalita ~ zjevná alkalita, uhličitanová alkalita ~ hydroxidová alkalita

ZNK4,5 = ZNK8,3, = ZNK10,6 =

~ zjevná acidita ~ CO2 acidita ~ celková acidita

S T U P E Ň

SKUPINOVÍ UKAZATELÉ VEŠKERÉ LÁTAK VL105 VL550 NEROZPUŠTĚNÉ LÁTKY NL105 NL550

~ VL

ROZPUŠTĚNÉ LÁTKY RL105 RL550 RAS

~ RL

IONTOVĚ ROZPUŠTĚNÉ LÁTKY ~ IRL [mmol/l] IRL = Σcizi(kationtů) + Σcizi(aniontů)

CELKOVÁ MINERALIZACE ~ Σ c resp. Σρ [mmol/l] Σρ = ρ(Ca) + ρ(Mg) + ρ(Na) + ρ(HCO3-) + ρ(NO3-)……


~ NL

OTÁZKY: 1. definice 2. příklad 3. stanovení

3

S T U P E Ň


S T U P E Ň

SKUPINOVÍ UKAZATELÉ

CHSK CHSKCr CHSKMg BSKn


TOC/DOC

SKUPINOVÍ UKAZATELÉ – BSKn resp. BOD c(O2) ≠ BSKn ≠ BSKMIKR. (RESPIRACE) ≠ BSKSPECIF.

c(O2) – kyslíkové poměry v systému [mg/l]

BSKSPECIF. – studium rozkladu organických látek [mg/l] procento biologického rozkladu organických látek Biodegradace [%] = BSKSUBST./ CHSKCr kde

DEFINICE míra biologicky rozložitelných látek

STANOVENÍ – ZŘEĎOVACÍ METODA

OTÁZKY: 1. definice 2. příklad 3. stanovení

S T U P E Ň

BSK 7 : BSK 5 = 1,05; 1,3 nejčejčast  → 1,15

S T U P E Ň


bez korekce na nitrifikaci

BSKSUBST = BSKSPECIF. - BSKMIKR.


SKUPINOVÍ UKAZATELÉ – corg [mg/l]

DEFINICE nepřímé stanovení organických látek ve vodách

STANOVENÍ termická oxidace např. oxidace na mokré cestě tzv. kyvetové testy (100°C)

VYJÁDŘENÍ VÝSLEDKŮ TC TOC resp. DOC VOC POC NPOC resp. NVOC

c − org .látka


SKUPINOVÍ UKAZATELÉ vztahy mezi TSK, CHSK, BSK a corg. TSK ≠ CHSK ≠ BSKn ≠ corg.

OXIDOVATELNOST TSK CHSK BSK corg.

PLATÍ

VZÁJEMNÉ POMĚRY BSK / CHSK ~ účinnost biologického čištění odpadních vod 0,5 – 0,7 0,2 – 0,5 < 0,2

680°C > CO 2 kat .Pt + O 2

OTÁZKY: CHSK vs. TOC 1. výhody 2. nevýhody jednotlivých ukazatelů

s korekcí na nitrifikaci

S T U P E Ň

OTÁZKY:stanovení 1. princip 2. měření 3. podmínky 4. rušivé vlivy

D R U H Y

DRUHY VOD - DĚLENÍ A. PODLE PŮVODU

B. PODLE POUŽITÍ

PŘÍRODNÍ VODY – podle výskytu Atmosférické Podzemní Minerální Povrchové vody, (plaveniny a dnové sedimenty)

ODPADNÍ VODY Splaškové a městské odpadní vody Průmyslové odpadní vody Průsakové vody z odkališť a skládek odpadů Odpady ze zemědělství

V O D

ZÁKLADNÍ DĚLENÍ Pitná Užitková Provozní Odpadní

ROZŠÍŘENÉ DĚLENÍ Voda v zemědělství a rybníkářství Voda pro závlahu Voda ve stavebnictví Voda chladící Voda napájecí pro chladící kotle

TSK / corg. CHSK / corg.

4

D R U H Y

PODZEMNÍ VODY

D R U H Y V O D

Ca popř . Na , Mg , HCO 3− , SO 24− , Cl −

MIJORITNÍ

K , NO 3− , N − NH 4

DEFINICE

D R U H Y

ÚTVAR PODZEMNÍ VODY

V O D

MAJORITNÍ

TVORBA PV

CHEMICKÉ SLOŽENÍ

SLOŽENÍ A VLASTNOSTI

OTÁZKY: 1. využití

Příklad: Mezné hodnoty tříd jakosti povrchový vod ČSN 75 7221

I. TŘÍDA – NEZNEČIŠTĚNÁ VODA stav povrchové vody nebyl výrazně ovlivněn lidskou činností běžné přirozené pozadí v tocích

II. TŘÍDA – MÍRNĚ ZNEČIŠTĚNÁ VODA stav povrchové vody byl ovlivněn lidskou činností existence bohatého a vyváženého ekosystému

III. TŘÍDA – ZNEČIŠTĚNÁ VODA stav povrchové vody byl ovlivněn lidskou činností nemusí být vhodné podmínky pro existenci vyváženého, bohatého, udržitelného ekos.

IV. TŘÍDA – SILNĚ ZNEČIŠTĚNÁ VODA nevyžádaný a nevyvážený ekosystém

V. TŘÍDA – VELMI SILNĚ ZNEČIŠTĚNÁ VODA nevyžádaný a nevyvážený ekosystém

V O D

D R U H Y V O D

POVRCHOVÉ VODY

DEFINICE

DĚLENÍ

CHEMICKÉ SLOŽENÍ

SLOŽENÍ A VLASTNOSTI

TVORBA PoV

OTÁZKY: 1. využití

PITNÁ VODA

DEFINICE

ZDROJE PiV

JAKOST PITNÝCH VOD

ZDRAVOTNĚ VÝZNAMNÉ ANORG. UKAZATELE ZDRAVOTNĚ VÝZNAMNÉ ORGANC. UKAZATELE UKAZATELE – NEGATIVNÍ VLIV NA KVALITU UKAZATELE – ŽÁDOUCÍ

OTÁZKY: 1. NMH 2. MH 3. DH

D R U H Y V O D

UŽITKOVÁ VODA

DEFINICE

HYGIENICKY NEZÁVADNÁ

PŘÍKLAD: VODA KOUPALIŠŤ UKAZATELE JAKOSTI

PŘÍRODNÍ KOUPALIŠTĚ UMĚLÁ KOUPALIŠTĚ

D R U H Y V O D

PROVOZNÍ VODA

DEFINICE

DĚLENÍ např.

OBECNÉ POŽADAVKY

UKAZATELE

JAKOST SE ŘÍDÍ PODLE POŽADAVKU VÝROBNÍHO ODVĚTVÍ

OTÁZKY: 1. uveďte příklady a kritické ukazatele

5

D R U H Y

SPLAŠKOVÉ ODPADNÍ VODY (SPLAŠKY)

DEFINICE

SLOŽENÍ

V O D

D R U H Y

PRŮMYSLOVÉ ODPADNÍ VODY

DEFINICE

TVORBA PrůV

V O D

TECHNOLOGICKÉ VODY

CHLADÍCÍ VODY

SPLAŠKOVÉ VODY

SRÁŽKOVÉ VODY Z AREÁLŮ

D R U H Y

PRŮMYSLOVÉ ODPADNÍ VODY CHARAKTER resp. SLOŽENÍ – např.

PODLE TYPU PRŮMYSLOVÉHO ODVĚTVÍ

V O D

Těžba a zpracování rud Kafilérie Chov drůbeže Výroba papíru

pH, c4 – c10, NL, Fe, Zn, Pb, Cu, As pH, CHSKCr, BSK5, NL, EL, N-NH4, Ncel., Pcel. CHSKCr, BSK5, NL, N-NH4, Ncel., Pcel. CHSKCr, BSK5, NL, AOX

TYPICKÉ ZNAKY

D R U H Y V O D

SPECIFICKÉ ODPADNÍ VODY PRŮSAKOVÉ VODY ZE SKLÁDEK TUHÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU

D R U H Y

ANORGANICKY ZNEČIŠTĚNÉ V

ORGANICKY ZNEČIŠTĚNÉ V

MĚSTSKÉ ODPADNÍ VODY

DEFINICE

V O D

SPLAŠKOVÉ VODY

≠

MĚSTSKÉ VODY

PROMĚNLIVÉ SLOŽENÍ ZÁVISLÉ NA

VYSOKÉ KONCENTRACE ANORG. A ORG. LÁTEK OBTÍŽNĚ BIOROZLOŽITELNÝCH

ODPADNÍ VODY ZE ZEMĚDĚLSTVÍ ~ ŽIVOČIŠNÁ VELKOVÝROBA

DĚLENÍ PODLE ZNEČIŠTĚNÍ

PODZEMNÍ VODY Z HYDROGEOLOGICKÉ OCHRANY

MOČŮVKA

ODPADY ZE SILÁŽOVÁNÍ

Z J E D N O D U Š E N É S C H É M A

ODSTRANĚNÍ HRUBÝCH A JEMNÝCH NEČISTOT

Č O V

LŠ Č LP UN BR

– lapák štěrku – česle – lapák písku – usazovací nádrž – aktivační nádrž, biofiltr

DN TČ ZK MN OK

– dosazovací nádrž – terciální čištění – zahušťování kalu – methanizační nádrž (AN stabilizace kalů) – odvodňování anaerobně stabilizovaného kalu

6

Z J E D N O D U Š E N É

PROCESY ÚPRAVY/ČIŠTĚNÍ VOD povrchová voda podzemní voda

S E D I M E N T A C E

ČIŠTĚNÍ OVPRŮM ÚPRAVU PiV

CHEMICKÉ A FYZIKÁLNĚ – CHEMICKÉ PROCESY (ChFP)

srážení a čiření neutralizace oxidace a redukce sorpční procesy iontová výměna membránové procesy extrakce destilace a stripování

JO OH

– jímací objekt – odlučovač hrubý

OJ K A CHH

– odlučovač jemný – koagulace, flokulace – akumulace – chemické hospodářství

KH

– kalové hospodářství

DEFINICE

TYPY SUSPENZÍ

TYPY SEDIMENTACÍ

PROSTÁ RUŠENÁ ZAHUŠŤOVACÍ

F M P

FMP – USAZOVÁNÍ/SEDIMENTACE typy sedimentace - RUŠENÁ

_

DEFINICE

typické pro suspenze

v průběhu sedimentace dochází

ČIŠTĚNÍ OVPRŮM TYPICKÉ PRO

aerobní anaerobní

ÚPRAVA ProvV

TYPICKÉ PRO

ČIŠTĚNÍ OV

F M P

FMP – USAZOVÁNÍ/SEDIMENTACE typy sedimentace - PROSTÁ

_

DEFINICE

typické pro zrnité kaly

VÝPOČET REÁLNÝCH US. NÁDRŽÍ SEDIMENTAČNÍ ANALÝZU křivka usazovacích rychlostí (us) polydisperzní soustavy sedimentační křivka : Pi = f(us,i) kde P ~ relativní obsah suspendovaných látek Pi ~ relativní obsah jednotlivé SL us,i ~ usazovací rychlost jednotlivých částic

F M P

KŘIVKA ČETNOSTÍ VÝSKYTU ČÁSTIC

FMP – USAZOVÁNÍ/SEDIMENTACE typy sedimentace - ZAHUŠŤOVÁNÍ DEFINICE typické pro suspenze


SEDIMENTAČNÍ KŘIVKA

křivka četností výskytu částic : F = dP/dus = f(us)

OPAKOVÁNÍ: provedení sedimentační analýzy 1. Andreasonův přístroj 2. centrifugačně 3. sedimentační váhy

_

DALŠÍ ZVYŠOVÁNÍ OBJ. KONCENTRACE VEDE KE ZTRÁTĚ INDIV. CHARAKTERU

ÚPRAVU PiV

BIOLOGICKÉ PROCESY (BP)


2. VLOČKOVITÉ

úprava kvality vody, hygienické zabezpečení

1. ZRNITÉ

FMP – USAZOVÁNÍ/SEDIMENTACE

česle lapáky písku síta, pásové filtry

OTÁZKY: 1. Uveďte příklady jednotlivých suspenzí 2. Na čem závisí průběh sedimentace


ČIŠTĚNÍ OVM a OVS TYPICKÉ PRO

ÚPRAVA ProvV ODSTRANĚNÍ HRUBÝCH A JEMNÝCH NEČISTOT

Ú V

_

usazování - sedimentace separace částic lehčích než voda filtrace, pískové filtry (cezení – česle, síta) centrifugace (odstřeďování) flotace magnetická separace

S C H É M A

F M P

FYZIKÁLNĚ - MECHANICKÉ PROCESY (FMP)

ZRNITÝ KAL

v průběhu sedimentace dochází STANOVENÍ ZAHUŠŤOVACÍ KŘIVKY 1. OBLAST FLOKULACE/KOAGULACE/KANÁLKOVÁ 2. VOLNÁ SEDIMENTACE us 3. DEFORMAČNÍ OBLAST (tB) 4. KOMPRESNÍ OBLAST ZAHUŠŤOVACÍ KŘIVKA

ZAHUŠŤOVÁNÍ

7

F M P

FMP – USAZOVÁNÍ/SEDIMENTACE typy sedimentace - ZAHUŠŤOVÁNÍ

F M P

_

NÁVR ZAHUŠŤOVACÍCH NÁDRŽÍ

_

FMP – USAZOVÁNÍ/SEDIMENTACE technologická zařízení

DĚLENÍ – podle zařazení v technologické lince PRIMÁRNÍ / MECHANICKÉ ČIŠTĚNÍ separace suspendovaných částic z vody SEKUNDÁRNÍ / DOSAZOVÁNÍ separace biologického kalu po bio. čištění


RYCHLOST VOLNÉ SEDIMENTACE

ZAHUŠŤOVACÍ RYCHLOST [m/s]

us =

HA − HB tB − tA

závisí na mezipórovitosti suspenze (ε)

ε=

ZAHUŠŤOVACÍ KŘIVKA

VKF VKF + VPF

kde ~ KF – kapalná fáze ~ PF – pevné fáze


LAPÁK ŠTĚRKU

LAPÁKY PÍSKU s horizontálním průtokem s vertikálním průtokem s příčnou cirkulací

USAZOVACÍ A ZAHUŠŤOVACÍ NÁDRŽE usazovací/dosazovací nádrže zahušťovací nádrže dekantační průtočné

HUSTOTA HMOTNOSTNÍHO TOKU ČÁSTIC

[kg/m2h]

q i = u s .c i KŘIVKA HUSTOTY HMOTNOSTNÍHO TOKU ČÁSTIC

F M P _

F M P _

LAPÁK ŠTĚRKU PŮDORYS LAPÁKU ŠTĚRKU

S E D I M E N T A C E _

NÁRYS LAPÁKU ŠTĚRKU

OTÁZKY: 1. Typ zařízení 2. Účel zařízení 3. Umístění na ČOV 4. Princip

Z A Ř Í Z E N Í

F M P _

Z A Ř Í Z E N Í

Z A Ř Í Z E N Í

F M P _

LAPÁK PÍSKU - HP Dvoukomorový lapák písku



ZÁKON POVRCHOVÉHO ZATÍŽENÍ (HAAZENŮV ZÁKON) VÝPOČET DÉLKY LAPÁKU PÍSKU

us =

h.u h.Q Q = = L L.b.h A H


kde us Q/AH b h L Q u AH

- usazovací rychlost částic - povrchové hydraulické zatížení - šířka usazovacího prostoru - hloubka usazovacího prostoru - délka usazovacího prostoru - množství přitékající vody [m3/s] - průtočná rychlost přitékající vody - plocha hladiny nádrže

ZACHYTÍ SE TAKOVÉ ČÁSTICE JEJICHŽ us ≥ Q/AH

KONZUMPČNÍ KŘIVKY h = f(Q) pro různé h plnění žlabu je vypočítána horizontální u

OPTIMÁLNÍ PARAMETRY u ~ 0,15 – 0,45 m/s optimálně 0,3 m/s b ~ 0,4 m


PŮDORYS LAPÁKU ŠTĚRKU

OTÁZKY: 1. Konstrukce 2. Princip 3. Nevýhody

S E D I M E N T A C E _ Z A Ř Í Z E N Í

LAPÁK PÍSKU

ODSTRANĚNÍ ČÁSTIC O VELIKOSTI 0,1–0,2 mm

DĚLENÍ

S HORIZONTÁLNÍM PRŮTOKEM lapák komorový lapák s kontrolovanou rychlostí

S VERTIKÁLNÍM PRŮTOKEM lapák písku s vertikálním průtokem Bochumovský lapák písku

S PŘÍČKOUNOU CIRKULACÍ vírový/kruhový lapák písku provzdušňovaný lapák písku

PRODUKCE PÍSKU za normálních podmínek 5 – 12 l / obyv. rok 20x více za deště

OTÁZKY: 1. Typ zařízení 2. Důvod odstraňování částic o velikosti 0,1 – 0,2 mm 3. Umístění na ČOV 4. Princip

LAPÁK PÍSKU - HP Lapáky s kontrolovanou rychlostí

PROFIL ŽLABŮ

PROFIL CLONY

NEJČASTĚJŠÍ KOMBINACE

TROJÚHELNÍKOVÝ ŽLAB S PARABOLICKOU CLONOU

TVAR ŽLABU A CLONY JSOU NA SOBĚ ZÁVISLÉ

OTÁZKY: 1. Výhody

CLONA NA KONCI LAPÁKU PÍSKU – TZV. PARSHALLŮV ŽLAB

8

F M P _ S E D I M E N T A C E _ Z A Ř Í Z E N Í


F M P _

F M P _

LAPÁK PÍSKU - HP Dorrův lapák písku

NEPLATÍ KONSTANTNÍ PRŮTOČNÁ RYCHLOST 0,3 m/s

PRO VELMI MALÉ ZATÍŽENÍ

OTÁZKY: 1. Nevýhody a důsledku čeho

QMAX = 10 m3/m2h

DORRNŮV LAPÁK PÍSKU

DETAIL HRABLA


KONSTANTNÍ VZESTUPNÁ RYCHLOST NEZÁVISLÁ NA MNOŽSTVÍ VODY

NÁRYS BOCHUMSKÉHO LAPÁKU PÍSKU

OTÁZKY: 1. Princip

LAPÁK PÍSKU – PŘ.C. Provzdušňovaný lapák písku komorový

Z A Ř Í Z E N Í

OTÁZKY: 1. Konstrukce 2. Princip 3. Výhody

POJIZDNÉ RAMENO S ČERPADLY PŮDORYS PROVZDUŠŇOVANÉHO LAPÁKU PÍSKU

DVOUKOMOROVÝ PROVZDUŠŇOVANÝ LAPÁK PÍSKU

VEDLEJŠÍ NÁDRŽ S USAZOVANÝM PÍSKEM A SBĚRAČ PÍSKU

PARAMETRY

OTÁZKY: 1. Nevýhody a důsledku čeho 2. Řešení

LAPÁK PÍSKU – PŘ.C. Vírový/kruhový lapák písku (odstředivá síla)

VYUŽITÍ

PARAMETRY

OTÁZKY: 1. Konstrukce 2. Princip

Z A Ř Í Z E N Í

F M P _

USAZOVACÍ / DOSAZOVACÍ NÁDRŽE


PŮDORYS VÍROVÉHO LAPÁKU PÍSKU

NÁRYS VÍROVÉHO LAPÁKU PÍSKU


KONSTRUKCE

LAPÁK PÍSKU S VERTIKÁLNÍM PRŮTOKEM A POHYBLIVOU NORNOU STĚNOU

O D S T Ř E Ď O V Á N Í _

PODMÍNKA

Z A Ř Í Z E N Í

F M P _

LAPÁK PÍSKU - VP Bochumský lapák písku

PŮDORYS BOCHUMSKÉHO LAPÁKU PÍSKU

LAPÁK PÍSKU - VP LP s vertikálním průtokem a pohyblivou nornou stěnou

DĚLENÍ

OTÁZKY: 1. Požadavky na proudění

PODLE ZAŘAZENÍ V TECHNOLOGICKÉ LINCE usazovací / primární – mechanické čištění dosazovací / sekundární – biologické čištění zahušťovací

PODLE PROVOZU kontinuální / průtočné diskontinuální / dekantační

DLE TVARU A PRŮTOKU V NÁDRŽI pravoúhlé s horizontálním průtokem (Lipské) kruhové s horizontálním průtokem (radiální) kruhové s vertikálním průtokem štěrbinová usazovací nádrž (s kalovým prostorem)

VYBAVENÍ

9

F M P _ S E D I M E N T A C E _

KONTINUÁLNÍ/PRŮTOČNÁ Pravoúhlá horizontálně protékaná SN - LIPSKÁ

KONSTRUKCE

PARAMETRY

Z A Ř Í Z E N Í

F M P _

Usazovací prostor Odtokový žlab Stěrač kalu Kalový prostor

Pravoúhlá horizontálně protékaná SN – LIPSKÁ – odtokové žlaby

Z A Ř Í Z E N Í

Z A Ř Í Z E N Í

F M P _

KONTINUÁLNÍ/PRŮTOČNÁ Usazovací nádrž vertikálně protékaná PARAMETRY

A)

OTÁZKY: 1. Konstrukce 2. Princip 3. Výhody 4. Nevýhody

B)

PŮDORYS USAZOVACÍ NÁDRŽ VERTIKÁLNĚ PROTÉKANÁ

1. 2. 3. 4.

středový válec usazovací prostor sběrové žlaby s pilovým přepadem odrazový štít

KONTINUÁLNÍ/PRŮTOČNÁ Kruhová horizontálně protékaná SN - RADIÁLNÍ

PŮDORYS KRUHOVÁ HORIZONTÁLNĚ PROTÉKANÁ SN - RADIÁLNÍ

1. 2. 3.

PARAMETRY rychlost stěračů 4.10-2 m/s

OTÁZKY: 1. Konstrukce 2. Princip

vtokový válec kalový prostor usazovací prostor VTOKOVÝ/UKLIDŇOVACÍ VÁLEC

Z A Ř Í Z E N Í

PRO PLOVOUCÍ LÁTKY


PRO VYČIŠTĚNOU VODU


KOMBINACE S ODSTRAŇOVÁNÍM PLOVOUCÍCH LÁTEK

Z A Ř Í Z E N Í

5. Odtah kalu 6. Žlab pro odstraněné plovoucí látky 7. Norná stěna


F M P _

KONTINUÁLNÍ/PRŮTOČNÁ Pravoúhlá horizontálně protékaná SN - LIPSKÁ


PŮDORYS PRAVOÚHLÁ HORIZONTÁLNĚ PROTÉKANÁ SN - LIPSKÁ

1. 2. 3. 4.

F M P _


KONTINUÁLNÍ/PRŮTOČNÁ Štěrbinová SN (Emšerská)

PŮDORYS ŠTĚRBINOVÉ SN (EMŠERSKÁ)

OTÁZKY: 1. Konstrukce 2. Princip 3. Výhody 4. Využití

10

F M P _

F M P _

KONTINUÁLNÍ/PRŮTOČNÁ Lamelová SN

ZAHUŠŤOVACÍ NÁDRŽE DĚLENÍ



Z A Ř Í Z E N Í

Z A Ř Í Z E N Í



NÁVRH PRIMÁRNÍCH US.N.

hydraulické povrchové zatížení (us) účinnost nádrže nezávisí na hloubce us= Q/A (m3/m2.h)

doba zdržení (t) t = V/Q (h)

kde

ts = t.η (h) η

A – plocha nádrže [m2] V – objem nádrže [m3] t – teoretická/výpočtová doba zdržení vody v nádrži [h] ts – skutečná/střední doba zdržení v nádrži [h] η – koeficient hydraulické účinnosti nádrže Q – průtokové množství [m3/h] X – koncentrace kalové sušiny [kg/m3]

kruhová ~ 0,4 – 0,5 podélná ~ 0,4 – 0,6 čtvercová s Ver. prů. ~ 0,7 – 0,8 žlaby štěr. nádrž. ~ cca 0,3

látkové zatížení povrchu (B A) BA = X.us (kg/m2.h)

VÝPOČET PRAVOÚHLÉ NÁDRŽE S HORIZONTÁLNÍM PRŮTOKEM viz. výpočet délky lapáku písku

VÝPOČET KRUHOVÉ NÁDRŽE S HORIZONTÁLNÍM PRŮTOKEM

(

A = π ⋅ r22 − r12 us =

)

_

A  r2 =  r12 +  π   Q   r2 =  r12 + π ⋅ u s  

Q A

L = −r1 + r12 +

Q π ⋅ us

us 〉

Q A

us = α ⋅

4Q d= π ⋅ ud π⋅d Q = ud ⋅ 4

A= 2

plocha potřebná pro zahuštění Akr

PŮDORYS PRŮTOČNÉ ZAHUŠŤOVACÍ NÁDRŽE

DIMENZOVÁNÍ USAZOVACÍCH NÁDRŽÍ

Zatížení nerozpuštěnými látkami NA= Q.X/A (kg/m2.h) ∼ hmotnostní množství sušiny kalu v kg přiváděné na 1 m2 plochy dosazovací nádrže

Zatížení přepadové hrany NH = Q/LH (m3/m.h) LH – délka přepadové hrany ∼

množství vody v m3 přivedené na 1 m délky přepadové hrany odtokového žlabu za hodinu

C E Z E N Í

FMP – CEZENÍ / FILTRACE

FILTRACE vs. CEZENÍ

velikost odstraňovaných částic

CEZENÍ

FILTRACE

/

VÝPOČET KRUHOVÉ NÁDRŽE S VERTIKÁLNÍM PRŮTOKEM PODMÍNKA

PRŮTOČNÉ ZAHUŠŤOVACÍ NÁDRŽE – kontinuální

Z A Ř Í Z E N Í

F M P


Z A Ř Í Z E N Í


DEKANTAČNÍ ZAHUŠŤOVACÍ NÁDRŽE - diskontinuální

F M P _


Q A

(

u d ≤ 0,1m / s

π ⋅ D2 − d 2 4

)

4A   D =  d2 +  π  

F I L T R A C E

MŘÍŽOVÍ

SÍTA (velikost ok)

FILTRY (velikost pórů)

11

F M P _

C E Z E N Í

FMP – CEZENÍ

DEFINICE

TEORETICKÉ ZÁKLADY

dle Bouchera přírůstek hydraulické ztráty (dH) vůči okamžitému odporu přepážky (H) je přímo úměrný proteklému množství kapaliny (V)

/ F I L T R A C E

dH = i ⋅ dV kde i dH Ho V

H = H o ⋅ e ( − i⋅V )

FMP – CEZENÍ ČESLE

_

ÚČEL

KONSTURKCE

DĚLENÍ

C E Z E N Í

česla síta mikrocezy mikrosíta

hrubé ~ průliny 2 – 5 cm střední ~ průliny 1 – 2 cm jemné ~ průliny 0,2 – 1 cm

(až 10 cm) (až 5 cm) (až 0,2 – 0,5 cm)

PODLE ZPŮSOBU ODSTRAŇOVÁNÍ SHRABKŮ

OTÁZKY: 1. Umístění 2. Řazení na ČOV - pro malé - pro velké

PODLE ČETNOSTI OSAZENÍ ČESLIC NA DÉLKOVOU JEDNOTKU (ČSN EN 12225-3)

/ F I L T R A C E

- index filtrovatelnosti suspenze - ∆ hydraulické ztráty - odpor přepážky pro čistou kapalinu (destil. voda) - objem proteklé kapaliny

TECHNOLOGICKÁ ZAŘÍZENÍ

F M P

po integraci

F M P

ručně stírané strojně stírané samočistící / pásové stupňové (krokovací) bubnové - nepohyblivé rotační - pohyblivé

PARAMETRY

F M P

FMP – CEZENÍ ČESLE – strojně stírané

_

_

např. fa Franklin Miller, Inc. (USA)

C E Z E N Í

C E Z E N Í

FMP – CEZENÍ ČESLE – ručně stírané

/

/

F I L T R A C E

F I L T R A C E

F M P _

HRUBÉ ČESLE/OCHRANNÉ (STÍRÁNÍ RUČNÍ)

JEMNÉ ČESLE (STÍRÁNÍ RUČNÍ)

FMP – CEZENÍ ČESLE – SS: Pásové česle/samočisticí

ČESLICE (tvar)

PRINCIP

F M P _

C E Z E N Í

C E Z E N Í

/

/

F I L T R A C E

F I L T R A C E FA CONTRA-SHEAR TECHNOLOGY (AUSTRÁLIE)

FMP – CEZENÍ ČESLE – SS: Stupňové česle (step screen)

ČESLICE

PRINCIP

STUPŇOVÉ / KROKOVÉ ČESLE - FA HUBER

12

F M P _

C E Z E N Í

F M P

FMP – CEZENÍ ČESLE – SS: Rotační česle

ČESLICE

PRINCIP

FMP – CEZENÍ DEZINTEGRÁTORY A MĚLNÍCÍ ČESLE

_

C E Z E N Í

/

/

F I L T R A C E

F I L T R A C E

JWC ENVIRONMENTAL (USA)

FRANKLIN MILLER, INC. (USA)

OTÁZKY: 1. Nevýhody

ROTAČNÍ ČESLE – FA HUBER

F M P

FMP – CEZENÍ SÍTA

_

ÚČEL

KONSTURKCE

DĚLENÍ pásová disková bubnová

C E Z E N Í

F I L T R A C E

F M P

F M P

C E Z E N Í

pohyblivá (rotační) nepohyblivá

/

spádová (oblouková) mikrosíta

F I L T R A C E

PARAMETRY

FMP – CEZENÍ SÍTA – BUBNOVÁ/ROTAČNÍ

F M P

_

_

C E Z E N Í

C E Z E N Í

/ F I L T R A C E

FMP – CEZENÍ SÍTA

_

/

OTÁZKY: 1. Umístění 2. Pro jaké typy ČOV

KONSTRUKCE TYPU A)

KONSTRUKCE TYPU B)

PÁSOVÉ SÍTO

STÍRANÉ SÍTO – fa Jihočeské vodohospodářské služby, s.r.o.

FMP – CEZENÍ SÍTA – BUBNOVÁ : mechanismus čištění BUBNOVÉ SÍTO – FA HUBER

/ F I L T R A C E

13

F M P

FMP – CEZENÍ SÍTA – OBLOUKOVÉ (SPÁDOVÉ)

_

OBLOUKOVÉ (SPÁDOVÉ) SÍTO – fa Ekona, spol. s r.o.

C E Z E N Í

F M P

FMP – CEZENÍ MIKROSÍTA

_

VELIKOST OK

KONSTURKCE

TYPY ČIŠTĚNÝCH VOD

C E Z E N Í

/

/

F I L T R A C E

F I L T R A C E

F M P

F M P

FMP – CEZENÍ poznámka

_

_

FMP – FILTRACE DEFINICE

Zachycování částic na porézní přepážce.

TYPY FILTRACE

C E Z E N Í

C E Z E N Í

/

ROTAČNÍ ŠNEK

ROTAČNÍ ČESLE

OTÁZKY: 1. Umístění

HLOUBKOVÁ / OBJEMOVÁ

NÁPLAVOVÁ FILTRACE S KALOVÝM KOLÁČEM

TECHNOLOGICKÁ ZAŘÍZENÍ podle mechanismu filtrace a tlakových poměrů

HLOUBKOVÁ / OBJEMOVÁ

KOLÁČOVÁ

KOMBINOVANÁ

/ PŘEHLED TYPŮ FILTRACE A ODSEPAROVANÝCH ČÁSTIC

F I L T R A C E

F I L T R A C E

OTÁZKY: 1. Konstrukce vs. velikost částic ROTAČNÍ SÍTO

F M P _

C E Z E N Í

FMP – FILTRACE: Teoretické základy HLOUBKOVÁ / OBJEMOVÁ F.

VYUŽITÍ

MECHANISMUS FILTRACE

F I L T R A C E

_

VÝZNAMNÉ PARAMETRY - IWASAKIHO ROVNICE

/

kde

F M P

rovnice č.1 Vyjadřuje objemovou bilanci suspenzí odstraněných z kapaliny průtokem přes elementární filtrační vrstvu a zachycení na téže elementární filtrační vrstvě.

dσ dc = −v dt dL

rovnice č.2 Úbytek objemové koncentrace suspenzí ve vodě průchodem přes elementární filtrační vrstvu je přímo úměrný její okamžité koncentraci.

dc − = λc dL

σ – objem suspenze zachycené v jednotkovém objemu nádrže c – objemová koncentrace suspenze ve vodě v – filtrační rychlost L – výška filtrační náplně σ) a je zásadní pro matem. modelování λ – koeficient účinnosti nádrže : není konstantní λ=f(σ

C E Z E N Í / F I L T R A C E

FMP – FILTRACE: Teoretické základy HLOUBKOVÁ / OBJEMOVÁ F.

ČASOVÝ PRŮBĚH FILTRACE - FAKTA

FILTRAČNÍ CYKLUS FILTRACE UKONČENÍ F. PRANÍ FILTRAČNÍ NÁPLNĚ

kde H – tlaková ztráta co – koncentrace na vstupu cf – koncentrace ve filtrátu

PŘÍKLAD FILTRAČNÍHO CYKLU

Nutno exp. ověřit: stanovit

14

F M P

F M P

FMP – FILTRACE: Teoretické základy NÁPLAVOVÁ F. (filtrační koláč)

_

MECHANISMUS F.

_

C E Z E N Í

VÝZNAMNÉ PARAMETRY

C E Z E N Í

rovnice DARCY-KOZENY-KÁRMÁN

dV ∆P.F = dt αηX(V − Vo ) 2

V T ∆P η F Vo

F I L T R A C E

α X

F M P

– objem filtrátu [m3] – čas [s] – tlakový spád [N/m2] – viskozita [N.s/m2] – filtrační plocha [m2] – objem filtrátu vytvářejícího na přepážce - filtrační koláč o stejné odporu jako filtrační přepážka sama [m3] – specifický filtrační odpor kalového koláče [m/kg] – tuhá fáze, která se zachytí na 1 m3 filtrátu [Kg]

účinná plocha filtru

F2 =

αXη 1 ⋅ 2 ∆P k

celková plocha filtru

Fc =

Q v

DĚLENÍ PODLE TLAKOVÝCH POMĚRŮ

BEZTLAKÉ ~ otevřené / atmosférické pomalé rychlofiltry evropské americké

PRINCIP

ZJEDNODUŠENÝ PRINCIP – BEZTLAKOVÉ OBJEMOVÉ FILTRACE NÁTOK SUROVÉ VODY

VRSTVA ZRNITÉHO MATERIÁLU

/ F I L T R A C E

PŘÍVOD VZDUCHU NEBO PRACÍ VODY

F M P _

DALŠÍ TYPY

vícevrstvé obráceně protékané semikontinuální a kontinuální

TLAKOVÉ ~ uzavřené

PRŮBĚH

/

C E Z E N Í /

NÁPLNĚ

F I L T R A C E

F M P

FMP – FILTRACE: OBJEMOVÁ F.

OTÁZKY: 1. Výhody / nevýhody jednotlivých typů náplní 2. Směr nátoku vody na vrstvu f. materiálu pro jednotlivé typy náplní

BEZTLAKOVÉ ATMOSFÉRICKÉ RYCHLOFILTRY

ODTOK VYČIŠTĚNÉ VODY

ODTOK PRACÍ VODY

F M P

PRINCIP

_

C E Z E N Í

KONSTRUKCE

EVROPSKÝ FILTR

C E Z E N Í

/

/

F I L T R A C E

F I L T R A C E

EVROPSKÝ FILTR

1: hladina vody při filtraci 2: hladina vody při praní 3: filtrační vrstva při filtraci 4: filtrační vrstva při praní 5: mezidno s filtračními přepážkami

FILTRACE

PRANÍ

FMP – FILTRACE: OBJEMOVÁ F. POMALÉ FILTRY BEZTLAKOVÉ

PRINCIP

KONSTRUKCE

VYUŽITÍ

FILTRAČNÍ FÁZE

PÍSKOVÝ FILTR

F I L T R A C E

_

A: přívod filtrované vody B: odtok filtrátu C: odvod prvního filtrátu D: přívod prací vody E: odvod prací vody F: přívod pracího vzduchu G: plovákový regulátor

kde Q – požadovaný výkon zvýšený o vlastní spotřebu vody v – filtrační rychlost

FMP – FILTRACE: Technologická zařízení OBJEMOVÁ F.

C E Z E N Í

t αη X αηX =V + Vo V ∆PF 2 2∆PF 2

kde

/

_

/ P =konst . int egrace  →

FMP – FILTRACE: OBJEMOVÁ F. - BEZTLAKOVÁ

BIOFILTRY

FMP – FILTRACE: OBJEMOVÁ F. BEZTLAKOVÉ ATMOSFÉRICKÉ RYCHLOFILTRY

AMERICKÝ FILTR

PROVOZNÍ PARAMETRY ATMOSFÉRICKÝCH FILTRŮ

15

F M P

FMP – FILTRACE: OBJEMOVÁ F. TLAKOVÉ FILTRY / UZAVŘENÉ

F M P

FMP – FILTRACE: NÁPLAVOVÁ filtrace přes filtrační přepážku

_

PRINCIP

_

PRINCIP

C E Z E N Í

KONSTRUKCE / PARAMETRY

FILTRAČNÍ KOLÁČ

VÝHODY

VYUŽITÍ

NEVÝHODY

C E Z E N Í

DĚLENÍ

TLAKOVÝ FILTR

/ F I L T R A C E

F M P _

/

DĚLENÍ

F I L T R A C E

FMP – FILTRACE: NÁPLAVOVÁ Vakuový bubnový filtr

F M P _

KONSTRUKCE

OTÁZKY: 1. Kde na ÚV a ČOV lze využít tohoto typu filtrace.

FMP – FILTRACE: NÁPLAVOVÁ KALOLIS

DĚLENÍ

C E Z E N Í

C E Z E N Í

PARAMETRY

RÁMOVÉ KOMOROVÉ MEMBRÁNOVÉ

VÝHODY

NEVÝHODY

OPAKOVÁNÍ: 1. Procesní inženýrství II

VAKUOVÝ BUBNOVÝ FILTR

/

/ SCHÉMA VAKUOVÉHO BUBNOVÉHO FILTRU

F I L T R A C E

1: filtrační buben s plachetkou 2: pásmo nasávání 3: pásmo odvodňování 4: tlakové pásmo 5: filtrovaná suspenze 6: filtrační koláč 7: oddělený filtrační koláč

F M P _

FMP – FILTRACE: NÁPLAVOVÁ SÍTOPÁSOVÝ LIS

PRINCIP

PROVOZ

F I L T R A C E

F M P _

C E Z E N Í

C E Z E N Í

/

/

F I L T R A C E

SCHÉMA SÍTOPÁSOVÉHO FILTRU ODVODNĚNÝ KAL

PŘÍVOD KALU

KALOLIS

FMP – FILTRACE: KOMBINOVANÁ

PRINCIP

POUŽITÍ

REALIZACE

TYPY POMOCNÝCH F. MATERIÁLŮ

DĚLENÍ

vakuové tlakové

F I L T R A C E

16

F M P _ S E P.

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA

PRINCIP

PODMÍNKA

N L

F M P _ S E P.

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ÚČINNOST

TECHNOLOGICKÁ ZAŘÍZENÍ

ÚČEL: odstranění

N L

TEORETICKÉ ZÁKLADY – Stokesův zákon

vzestupná rychlost (v) pro kulovou částici ~ např. kapky ropné látky

L E H Č Í C H

v= kde v d ρ η g

N E Ž

d .(ρ voda − ρs ).g 18η

– vzestupná rychlost kulové částice – průměr částice – hustota – dynamická viskozita – gravitační zrychlení

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA Odlučovač ropných látek typu LAPOL

KONSTRUKCE

ÚČEL

PRINCIP

N L

ÚDRŽBA

L E H Č Í C H

SCHÉMA ODLUČOVAČE TYPU LAPOL

L E H Č Í C H

kombinované : lapák písku + odlučovač Skinerový sběrač ropných látek

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA Horizontálně protékaný odlučovač

KONSTRUKCE SCHÉMA HORIZONTÁLNĚ PROTÉKANÉHO ODLUČOVAČE

N L

SCHÉMA KOMBINOVANÉHO ODLUČOVAČE

L E H Č Í C H

ODLUČOVAČ API (American Petroleum Institute) – STROJNÍ STÍRÁNÍ

N E Ž 1: přítok 2: odtok 3: norné stěny 4: kalová jímka

V O D A

N L

F M P _ S E P.

N E Ž

S E P.

V O D A

S E P.

F M P _

odlučovač typu LAPOL horizontálně protékaný odlučovač lamelové odlučovače lamelový odlučovač ALFA GOOL odlučovače s předřazeným koalescenčním filtrem

N E Ž

V O D A

F M P _

L E H Č Í C H

2

OTÁZKY: 1. Vysvětlete jak jednotlivé faktory ovlivní účinnost procesu

V O D A

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA Lamelový odlučovač

KONSTRUKCE

VÝHODY LAMEL

MATERIÁL LAMEL

ROZMĚRY

OTÁZKY: 1. podmínka pro správnou funkci odlučovače

F M P _ S E P.

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA Lamelový odlučovač Alfa Gool

KONSTRUKCE

PODMÍNKA

N L

SCHÉMA LAMELOVÉHO ODLUČOVAČE

L E H Č Í C H

N E Ž

N E Ž

V O D A

V O D A

SCHÉMA ODLUČOVAČE ALFA GOOL

1: přítok 2: odtok 3: odloučené látky 4: talířové lamely

17

F M P _ S E P.

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA Odlučovače s předřazeným koalescenčním filtrem

KOALESCENČNÍ JEV

MATERIÁL KOALESCENČNÍHO FILTRU

OTÁZKY: 1. výhody

SCHÉMA ODLUČOVAČE S PŘEDŘAZENÝM KOALESCENČNÍM FILTREM

N L L E H Č Í C H

N E Ž

N E Ž

V O D A

V O D A

F M P _ S E P.

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA Skimmer Ropák – fa Ekona s. r.o.

MATERIÁL NEKONEČNÉ SMYČKY - PE

VÝHODY

SKIMMER ROPÁK – fa Ekona s. r.o. SANACE – IN SITU

KOMBINOVANÁ JEDNOTKA – PROVZDUŠŇOVANÝ LAPÁK PÍSKU S LAPÁKEM TUKŮ

F M P _ F L O T A C E

N L L E H Č Í C H

FMP – SEPARACE ČÁSTIC LEHČÍCH NEŽ VODA Kombinovaná jednotka

S E P.

N L L E H Č Í C H

F M P _

FMP – FLOTACE

DEFINICE

POMOCNÉ FLOTAČNÍ PROSTŘEDKY

PRODUKT

VYUŽITÍ

TYPY FLOTACE A) flotace s dispergovaným plynem - mechanická B) flotace rozpuštěným plynem B.1) vakuová: nasycení vody vzduchem za atm. tlaku uvolnění plynu za vakua B.2) tlaková: nasycení vody vzduchem za přetlaku uvolnění plynu za atm. podmínek C) elektroflotace D) chemicky E) biologicky

DETAIL STÍRACÍHO ZAŘÍZENÍ

N E Ž V O D A

F M P _

FMP – FLOTACE Teoretické základy flotace

F L O T A C E

HNACÍ SÍLA: A [kp] Flotující SL jsou unášeny k povrchu kapaliny vystupujícími bublinkami vzduchu, které vyvíjejí hnací sílu A [kp] (vztlak)

A = VB .g .(γ K − γ V )

ODPOR KAPALINY: W [kp]

u2 W = λ w .FB .γ V . 2


FMP – FLOTACE TYPY FLOTACE - MECHANICKÁ

FLOTACE S DISPERGOVANÝM PLYNEM – MECHANICKÁ

TVORBA BUBLINEK

ÚČEL

VÝHODA

TYPY ZAŘÍZENÍ

RYCHLOST VÝSTUPU PLYNOVÝCH BUBLINEK: u [m/s] podmínka A ≥ W

u=

2g VB γ K − γ V ⋅ ⋅ W FB γV

MECHANICKÁ/INDUKOVANÁ FLOTACE

kde A W VB g γ λW FB

– vztlaková síla – odpor kapaliny (vztlak) – objem plynových bublin – gravitační zrychlení – hmotnost kapaliny resp. vzduchu – Newtonův odporový koeficient – účinná plocha (povrch) bublin

18


FMP – FLOTACE TYPY FLOTACE - TLAKOVÁ

PRINCIP

VÝHODA

TECHNOLOGICKÉ PARAMETRY TLAKOVÉ ČERPADLO

MĚRNÉ MNOŽSTVÍ VYUŽITELNÉHO VZDUCHU: A/S – Air to Solid ration [Kg/Kg] potřeba tlakového vzduchu na 1 kg vyflotované sušiny SL

F M P _

FMP – FLOTACE TYPY FLOTACE - TLAKOVÁ

TFLO. S BEZ RECIRKULACE S ÚPLNÝM SYCENÍM

TFLO. S RECIRKULACÍ s využitím vyčištěné vody

F L O T A C E

TYPY TALKOVÉ FLOTACE

FLOTAČNÍ NÁDRŽ


TLAKOVÁ FLOTACE BEZ RECIRKULACE (S ÚPLNÝM SYCENÍM )

FMP – FLOTACE TYPY FLOTACE - ELEKTROFLOTACE

PRINCIP

VÝHODA

TYPY ELEKTROFLOTACE

El. FLO s „OBĚTOVANOU“ ELEKTRODOU

El. FLO se STÁLOU ELEKTRODOU

ELEKTROFLOTACE S OBĚTOVANOU ELEKTRODOU


TLAKOVÁ FLOTACE S RECIRKULACÍ (S ČÁSTEČNÝM SYCENÍM)

VARIANTY USPOŘÁDÁNÍ REC + OV → míchání → sycení VZ REC → sycení VZ → míchání s OV

VÝHODY

FMP – FLOTACE TYPY FLOTACE - ELEKTROFLOTACE

ÚČINNOST ELEKTROFLOTACE

USPOŘÁDÁNÍ ELEKTROD

PROUDOVÁ HUSTOTA

DALŠÍ VLIVY

OTÁZKY: 1. Pro jaké typy vod je tato metoda vhodná ?

F M P

FMP – ODSTŘEĎOVÁNÍ / CENTRIFUGACE

_

PRINCIP

TEORETICKÉ ZÁKLADY

O D S T Ř E Ď O V Á N Í

u=

dR 2 R ⋅ ω2r 2 .(ρs − ρ voda ) = dt 9 η

kde u – usazovací rychlost R – poloměr rotace r – poloměr částic ρ – hustota η – dynamická viskozita ω – úhlová rychlost

TECHNOLOGICKÁ ZAŘÍZENÍ dělení podle otáčení bubnu kolem osy horizontální šnekové odstředivky hydrocyklony

OTÁZKY: 1. Využití + příklad

F M P

FMP – ODSTŘEĎOVÁNÍ / CENTRIFUGACE Horizontální šnekové odstředivky

_

KONSTRUKCE

PARAMETRY

MATERIÁL


ODSTŘEDIVKA – FA. ALFA-LAVAL

19

F M P _


F M P

FMP – ODSTŘEĎOVÁNÍ / CENTRIFUGACE Hydrocyklon

PRINCIP

PARAMETRY

KONSTRUKCE

OTÁZKY: 1. Materiál hydrocykl. 2. Využití HYDROCYKLON



ČIŠTĚNÍ OVPRŮM ÚPRAVU PiV ÚPRAVA ProvV



PRINCIP

TECHNOLOGIE MAG. SEPARACE → PODLE MAG. VLASTNOSTÍ LÁTEK

MATRICOVÝ MAG. SEPARÁTOR

VYSOKOGRADIENTNÍ MAG. SEPARACE

S VYUŽITÍM MAG. NOSIČE

OTÁZKY: 1. Využití MAG. S.

aerobní anaerobní

TYPICKÉ PRO

ČIŠTĚNÍ OV

+

ODPADNÍ VODA

SMĚŠOVACÍ STUPEŇ

A

VYSRÁŽENÍ

FLOKULAČNÍ STUPEŇ (VYVLO ČKOVÁNÍ)

SEPRACE ~ sedimentace ~ flotace ~ filtrace

MÍCHÁNÍ

mechanicky pneumaticky

VLIVY

ChFP –SRÁŽENÍ

PRINCIP

CHEMISMUS

_ S R Á Ž E N Í

ZNEČIŠŤUJÍCÍ LÁTKY

A

+ ČINIDLO + H O 2

~ pravé Í ~ koloidní Í


ČINIDLO

Č I Ř E N Í

ČINIDLO

+


~ neprobíhá chemická reakce mezi činidlem a zneč. látkami

SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČÍNKEM = KOAGULACE A ČIŘENÍ

ChFP –SRÁŽENÍ S PRIMÁRNÍM ÚČINKEM

VYUŽITÍ ~ ODSTRANĚNÍ

_

S R Á Ž E N Í

všech forem CO2

NH4+

Č I Ř E N Í

okyselování vod ~ úprava podzemních vod

srážedlo ~ Ca(OH)2 srážení vápnem

CO 2 + Ca(OH ) 2 ↔ CaCO3 + H 2 O 1 424 3 2HCO −3 + 2Ca(OH ) 2 ↔ 2CaCO3 + 2H 2O 1424 3 MgCO 3 + 2Ca(OH ) 2 ↔ CaCO3 + Mg(OH )2 1 424 3 14243

A OTÁZKY: 1. Proč je nutná optimální rychlost míchání? 2. Jaké nežádoucí komplexy mohou vznikat?



~ probíhá chemická reakce mezi činidlem a zneč. látkami SRÁŽENÍ S PRIMÁRNÍM ÚČINKEM

A

C h F P

SEPARAČNÍ STUPEŇ

REALIZACE SRÁŽECÍ ČINIDLO

1: přítok 2: odtok 3: prací voda 4: elektromagnety 5: matrice 6: ventily

B

ÚPRAVA ProvV

ÚČEL

MÍCHÁNÍ

S E P A R A C E

ÚPRAVU PiV


Č I Ř E N Í



S R Á Ž E N Í

C h F P


_

_ M A G N E T I C K Á

MATRICOVÝ MAG. S.

HYDROCYKLONY – zapojení do tzv. baterií

PROCESY ÚPRAVY/ČIŠTĚNÍ VOD

C h F P

FMP – MAGNETICKÁ SEPARACE

srážedlo PO 34− a Mg 2+

NH 4+ + PO34− + Mg 2+  → MgNH4 PO 4

(STRUVIT)

těžkých kovů Ni, Co, Zn, Cr, Cd, Cu, Hg kov + srážedlo → hydroxid kovu málo rozpustný

srážedla ~ Na2CO3 uhličitanové srážení ~ OH hydroxidové srážení sulfidové srážení ~ Na2S ~ organické sl. obsahující síru např. diethyldithiokarbaminan sodný (CH3CH2)2NC-S-S-Na) trimerkapto-s-triazin ~ TMP-15 (C3N3S3Na)

20

C h F P


_

S R Á Ž E N Í

(

fluoridy a fluorokřemičitany F srážedlo ~ Ca(OH)2

−

, SiF62−

)

srážedlo ~ Ca(OH)2 CaSO4 vysokou rozpustnost nízká účinnost ~ Ba2+

~ polyaluminiumchlorid [Al(OH)xCly]n ~ NaAlO2

CN

Č I Ř E N Í

srážedla ~ Fe2+ FeSO4 reakční podmínky ~ koncentrace CN~ koncentrace Fe2+ ~ pH

PO 34−

srážedlo

~ Ca(OH)2

5Ca

2+

[

Fe 2 + : CN − = 1 : 3  → Fe 2II Fe II (CN )6 2+

−

[

Fe : CN = 1 : 1  → Fe (CN )6

+ 3PO 34−

−

II

]

+

]

pH 〉 10 ,5

+ OH   →Ca5 ( PO 4 )3 OH 1442443

Ca2+ + CO32−  → CaCO3 ~ Fe3+ a Al3+

4 −8 Fe3+ + PO 34− pH = →FePO 4 123

ANOX a AN

Fe3+ + OH −  →Fe(OH )3 + H + 1424 3

AER srážení se sek. úč.

ChFP –SRÁŽENÍ S PRIMÁRNÍM ÚČINKEM zařazení v technologické lince – odst. fosforu

_

ZA AKTIVACÍ ~ SRÁŽENÍ PO BIOLOGICKÉM ČIŠTĚNÍ (TERCIÁLNÍ SRÁŽENÍ)

S R Á Ž E N Í

účinnost výhody nevýhody

C h F P

S R Á Ž E N Í

Č I Ř E N Í

OTÁZKY: 1. Jaké množství CHK je aplikováno do US?

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Typy koagulační činidel

S R Á Ž E N Í

ANORGANICKÉ KOAGULANTY

A Č I Ř E N Í

POLYETHYLENOXID

na bázi Fe3+ (pH 4 – 11) obchodní název Perfloc či Feripres FeCl3 Fe2(SO4)3 FeSO4 POLYAKRYLAMID na bázi Al3+ v kyselém prostředí – Al(OH)3 více rozpustný jak Fe(OH)3 v alkalickém prostředí – hlinitany Al2(SO4)3 [Al(OH)xCly]n (obchodní název - PAX či PAC) NaAlO2

polyethylenoxid polyakrylamid nebo hydrolyzovaný polyakrylamid kys. polyakrylová sulfonovaný polystyren polydiallylmethylamonium DMAEM dimethyl-aminoethyl-metakrylát DMAEA dimethyl-aminoethyl-akrylát

C h F P

KYS. POLYAKRYLOVÁ

účinnost

výhody nevýhody

ZJEDNODUŠENÉ SCHÉMA ŘAŽENÍ TECH. PROCESŮ – ODSTRAŇOVÁNÍ P – PŘEDSRÁŽENÍM

ZJEDNODUŠENÉ SCHÉMA ŘAŽENÍ TECH. PROCESŮ – ODSTRAŇOVÁNÍ P – SIMULTÁRLNÍ SRÁŽENÍ

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM

ÚČEL

DĚLENÍ KOLOIDNÍCH DISPERZÍ ~ PODLE AFINITY

PRINCIP

REALIZACE

OTÁZKY: 1. Uveďte příklady rozptýlených nesedimentujících nečistot?

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Teoretické základy

_

HYDROLYZOVANÝ POLYAKRYLAMID

SULFONOVANÝ POLYSTYREN

ORGANICKÉ KOAGULANTY

V AKTIVACI ~ SIMULTÁLNÍ SRÁŽENÍ

Č I Ř E N Í

Č I Ř E N Í

A

PŘED AKTIVACÍ ~ PŘEDSRÁŽENÍ (PRIMÁRNÍ SRÁŽENÍ) účinnost OTÁZKY: výhody 1. Jaký má důsledek odstranění org. nevýhody znečištění na průběh denitrifikace? 2. Proč je nutná zbytková koncentrace P? 3. Jaké typy kalů vznikají u jednotlivých technologických řešení?

_

ZJEDNODUŠENÉ SCHÉMA ŘAŽENÍ TECH. PROCESŮ – ODSTRAŇOVÁNÍ P – SRÁŽENÍ PO BIOLOGICKÉM ČIŠTĚNÍ

_

A

A

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ S PRIMÁRNÍM ÚČINKEM zařazení v technologické lince – odst. fosforu

_ S R Á Ž E N Í

SiF62− + 3Ca(OH) 2  →3CaF2 + SiO 2 + 2H 2 O + 2OH − 123

SO 24 −

A

C h F P

OTÁZKA: 1. Jaký má nežádoucí efekt tvorba CaCO3 při odstraňování fosforečnanů?

VYUŽITÍ ~ ODSTRANĚNÍ

C h F P

POLYDIALLYLMETHYLAMONIUM

S R Á Ž E N Í

PRŮBĚH KOAGULACE

1. STÁDIUM ~ PERIKINETICKÁ KOAGULACE 2. STÁDIUM ~ ORTOKINETICKÁ (PROUDOVÁ) KOAGULACE FLOKULACE

PRO SPRÁVNÝ PRŮBĚH JE NUTNÉ DODRŽET OPTIMÁLNÍ PODMÍNKY

PODMÍNKY

TYPY ČIŘENÍ

kyselé neutrální zásadité

A Č I Ř E N Í

21

KOAGULANT

PRŮBĚH KOAGULAČNÍHO POKUSU V KYS. PROSTŘEDÍ

_

CHEMICKÉ REAKCE Fe3+ + 3H 2O ← →Fe(OH )3 + 3H + 1424 3 Al 3+ + 3H 2O ← →Al(OH )3 + 3H + 1424 3 H + + HCO3− ← → H 2O + CO 2

PODMÍNKY (láhvový test)

8

1 0.8

6

0.6 4 0.4 2

0.2

0

A

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Neutrální čiření

_

DKOA se vztahuje na Al2(SO4)3.18H2O; SV: KNK4,5 = 0,6 mmol/l; CHSKMn = 7 mg/l; pH vody při koagulaci 6,2). Dopt. ~ 65 až 70 mg/l Al2(SO4)3.18H2O. Zby tková CHSK(Mn) (mg /l)

S R Á Ž E N Í

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Kyselé čiření

Zbytková konc. Al (mg/l)

C h F P

S R Á Ž E N Í

0 30

40

50

60

70

80

90

A

100

Dávka síranu hlinitého (mg/l)

Č I Ř E N Í

OTÁZKA: 1. Výhody a nevýhody alkalizace SV?

C h F P

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Zásadité čiření

S R Á Ž E N Í

optimální dávka DKOA = CHSKCr DKOA = A.CHSKMn DCaO = (KNK4,5 + 3DKOA + 2cCO2).28 kde cCO2 – koncentrace uvolněného CO2 A – empirický faktor (4 – 20) PRŮBĚH KOAGULAČNÍHO POKUSU V ALKAL. PROSTŘEDÍ DKOA se vztahuje na FeCl3.6H2O; KNK4,5 SV 2,5 mmol/l; CHSK SV 8 mg/l; pH vody při koagulaci 8,5

A Č I Ř E N Í

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Koagulační pokus – láhvový test

PODMÍNKY TESTU

PLÁNOVANÝ EXPERIMENT

_

Zby tko vá C HSK (mg /l)

10

2

8

1.6

6

CHSK

4

1.2 0.8

Fe 2

0.4

0

Zb ytk ová k on c. Fe (m g/l )

_

Č I Ř E N Í

S R Á Ž E N Í

zvolíme vhodný počet pokusů 1. krok: nejprve za konstantní DKOA (stanovené výpočtem) optimalizujeme hodnotu pH 2. krok: za konstantní hodnoty pH optimalizujeme DKOA

POSTUP

HODNOTÍCÍ KRITÉRIA ÚČINNOSTI KOAGULACE

A Č I Ř E N Í

OTÁZKY: 1. U jakého typu míchání dochází k perikinetické resp. ortokinetické koagulaci? 2. Jaké postupy lze využít k oddělení vloček? 3. Vyjmenujte hodnotící kritéria pro stanovení účinnosti koagulace.

0 40

60

80

100

Dávka chloridu železitého (mg/l)

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Pomocné koagulační prostředky / zatěžkávadla

ÚČEL

ZATĚŽKÁVADLA

PŘÍRODNÍ ORG. POLYMERY

SYNTETICKÉ ORG. POLYMERY

_ S R Á Ž E N Í

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM Technologická zařízení

TYPY A) systém průtočných nádrží B) kompaktní zařízení zahrnující všechny fáze procesu

SOUČÁSTI ZAŘÍZENÍ míchadlo ~ precipitátor čerpadlo ~ akcelerátor (turbína) vývěva ~ pulzátor

TECHNOLOGICKÁ REALIZACE

DĚLENÍ Čřiče s rovnoměrným průtokem s dokonalým vznášením vločkového mraku s nedokonalým vznášením vločkového mraku s intenzivní recirkulací kalu s vnitřní recirkulací kalu – Akcelerátor s vnější recirkulací kalu s kombinovanou recirkulací kalu Čiřiče s nerovnoměrným průtokem Čiřiče s tvorbou kalu na nosiči

_ KOMERČNÍ PŘÍPRAVKY SMĚS ANORG. A ORG. KOAGULANTŮ

S R Á Ž E N Í

A

A

Č I Ř E N Í

Č I Ř E N Í

OTÁZKA: 1. Jakými způsoby lze ještě vyvolat koagulaci a lze je využít ve vodohospodářství?

KONSTRUKCE pravoúhlé / kruhové kontinuální / průtokové s cirkulací kalu

22

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM TZ – Čiřiče s rovnoměrným průtokem

S DOKONALÝM VZNÁŠENÍM VLOČKOVÉHO KALU

_ S R Á Ž E N Í

schéma - ČIŘIČ TYPU ČSAV

ZÁSTUPCI čiřič typu ČSAV čiřič typu KURGAJEV Galeriový čiřič CANDY

schéma - ČIŘIČ TYPU KUGARJEV

A 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

přítok vody s nadávkovaným koagulantem do centrálního zvonu centrální zvon zaústěný tangenciálně odtokové hrany přepadové hrany pro přebytečný kal tlumící zarážky zahušťovací prostor pro kal potrubí s tlakovou vodou sběrný žlab a odběr vody z Č odtah vody ze SP

3. 4. 5. 6. 7. 8.

přítok V do rychlomísiče tangenciální zaústění V do dna čiřiče děrované přepážky děrovaný válec překrytý souosým vá lcem pro odběr přebytečného kalu odběr upravené vody zahušťovací prostor odběr V ze zahušťovacího prostoru spojený s odběrem V koagulačního prostoru odkalovací potrubí


S INTENZIVNÍ CIRKULACÍ KALU S VNITŘNÍ REC KALU ~ AKCELERÁTORY

_ S R Á Ž E N Í

_


S NEDOKONALÝM VZNÁŠENÍM VLOČKOVÉHO KALU

ZÁSTUPCI čiřič typu BINAR - BĚLSKÝ

S R Á Ž E N Í

ČIŘIČ TYPU BINAR-BĚLSKÝ

A 1.

Č I Ř E N Í

C h F P

C h F P

1.

Č I Ř E N Í

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

C h F P

Přívod V s koagulantem do centrálního prostoru Centrální prostor s míchadlem Přepad V do mezikruží a centrálního zvonu Centrální zvon Prostor vločkového mraku Odběr V z čiřiče systémem sběrných žlabů Shrabovadla vířící vločkový mrak a shrabující usazený kal do jímek Potrubí pro kal Potrubí pro kal

schéma - ČIŘIČ TYPU BINAR-BĚLSKÝ


S INTENZIVNÍ CIRKULACÍ KALU S VNĚJŠÍ REC KALU

RECIRKULACE

VÝHODY

_

RECIRKULACE

VÝHODY

NEVÝHODY

S R Á Ž E N Í

A

ČIŘIČ S VNĚJŠÍ RECIRKULACÍ KALU

A AKCELERÁTOR

Č I Ř E N Í

C h F P

Č I Ř E N Í


S INTENZIVNÍ CIRKULACÍ KALU S KOMBINOVANOU REC KALU

_ S R Á Ž E N Í

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM TZ – Čiřiče s nerovnoměrným průtokem

PULZÁTOR

PRINCIP

VÝHODY

_

KONSTRUKCE

NEVÝHODY

S R Á Ž E N Í

OTÁZKA: 1. U kterých typů čiřičů je problém s ucpáváním odtokových štěrbin? ČIŘIČ - PULZÁTOR

ČIŘIČ S KOMBINOVANOU RECIRKULACÍ KALU

A Č I Ř E N Í

(čiřič DENSADEG)

A Č I Ř E N Í

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Přívod vody s nadávkovanými chemikáliemi Centrální zvon opatřený vývěvou a zavzdušňovacím ventilem Vývěva Zavzdušňovací ventil Snímače výšky hladiny Vločkový mrak Odběr vyčiřené vody Zahušťovací prostor, jehož hrana určuje výšku hladiny vločkového mraku

23

C h F P

ChFP –SRÁŽENÍ SE SEKUNDÁRNÍM ÚČINKEM TZ – s tvorbou kalu na nosiči

PRINCIP

_

ChFP – NEUTRALIZACE

ÚČEL

ZDROJE OV

_

RECYKLACE PÍSKU

S R Á Ž E N Í ČIŘIČ S TVORBOU KALU NA NOSIČI

A Č I Ř E N Í

C h F P

C h F P

ChFP – NEUTRALIZACE Vypouštění OV do toku resp. kanalizace

PRINCIP

N E U T R A L I Z A C E

C h F P

_

_



POSTUPY

Vypouštění odpadních vod do toku/kanalizace Mícháním kyselých a zásaditých odpadních vod Přídavkem dalších chemikálií neutralizace kyselých OV na vrstvě sypného materiálu (CaCO3, CaCO3.MgCO3, MgCO3) dávkováním pevného činidla dávkováním činidla neutralizace zásaditých OV dávkováním činidel neutralizace CO2 neutralizace kouřovými plyny

ChFP – NEUTRALIZACE Míchání kys. a zás. OV

TECHNICKÉ ZAŘÍZENÍ

NEVÝHODY

POSTUPY Vypouštění odpadních vod do toku/kanalizace Mícháním kyselých a zásaditých odpadních vod Přídavkem dalších chemikálií neutralizace kyselých OV na vrstvě sypného materiálu dávkováním pevného činidla dávkováním činidla neutralizace zásaditých OV dávkováním činidel neutralizace CO2 neutralizace kouřovými plyny

C h F P

ChFP – NEUTRALIZACE Přídavkem dalších chemikálií

TECHNICKÉ ZAŘÍZENÍ

_ N E U T R A L I Z A C E


C h F P _

NEVÝHODY

N E U T R A L I Z A C E POSTUPY Vypouštění odpadních vod do toku/kanalizace Mícháním kyselých a zásaditých odpadních vod Přídavkem dalších chemikálií neutralizace kyselých OV na vrstvě sypného materiálu dávkováním pevného činidla dávkováním činidla neutralizace zásaditých OV dávkováním činidel neutralizace CO2 neutralizace kouřovými plyny

ChFP – NEUTRALIZACE - Přídavkem dalších chemikálií N-Kyselých vod NEUTRALIZACE NA VRSTVĚ SYPNÉHO MATERIÁLU

PRINCIP

ZRNITÝ MATERIÁL

VHODNÝ

NEVÝHODY

FLUIDNÍ KOLONY

Schéma neutralizační jednotky (kombinace s fluidní kolonou)


24

C h F P

ChFP – NEUTRALIZACE - Přídavkem dalších chemikálií N-Kyselých vod DÁVKOVÁNÍ PEVNÉHO ČINIDLA


C h F P

ChFP – NEUTRALIZACE - Přídavkem dalších chemikálií N-Kyselých vod DÁVKOVÁNÍ Í ČINIDLA

_

PRINCIP

ČINIDLA CaO Ca(OH)2 resp. vodná suspenze tzv. vápenné mléko jemně mletý vápenec + dolomit


ČINIDLA

VÝHODY

NEVÝHODY



C h F P

ChFP – NEUTRALIZACE - Přídavkem dalších chemikálií N-Zásaditých vod DÁVKOVÁNÍ Í ČINIDLA


C h F P _ N E U T R A L I Z A C E

ČINIDLA

VÝHODY

NEVÝHODY


OXIDEM UHLIČITÝM

PRINCIP

VÝHODY

ChFP – NEUTRALIZACE příklad – OV pivovarnictví ZDROJ OV regenerace varné V

V z mytí sudů

C h F P

~ obsah 2 % NaOH + aditiva (kys. detergenty)

ZJEDNODUŠNÉ SCHÉMA PŘINCIPU N OV z pivovarnictví

KOUŘOVÝMI PLYNY


C h F P _

~ obsah HCl

fermentačních a kvasných tanků potrubí + filtrační stanice

ChFP – NEUTRALIZACE - Přídavkem dalších chemikálií N-Zásaditých vod

C H E M

O X I D A C E A R E D U K C E

PRINCIP

PROCESY

NEVÝHODY


ZJEDNODUŠNÉ SCHÉMA PŘINCIPU N-Zásaditých vod

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE A REDUKCE PODMÍNKA PRO EFEKTIVNÍ PROCES

ČINIDLO

Přehled oxidačních činidel používaných pro úpravu vody a jejich standardních oxidačně-redukční potenciálů Eo (25 °C)

UPLATNĚNÍ PROCESY CHEMICKÁ OXIDACE Cl2 a jeho sloučeninami ClO2 O3 H2O2 KMnO4 O2 AOP – pokročilé oxidační procesy K2Cr2O7 nebo Na2S2O8 OH⋅ F2

CHEMICKÁ REDUKCE Feo, FeII SO2 a jeho sloučeniny Aktivní uhlí

25

C h F P _ C H E M


C h F P _ C H E M

O X I D A C E

C h F P _

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE Oxidace Cl2 VYUŽITÍ CHEMISMUS Cl 2 + H 2O  → H + + Cl − + HClO

HClO  → ClO− + H + vliv pH na poměr zastoupení jednotlivých forem (Cl2 : HClO : ClO-) − → 2Cl − pH < 2 převažuje Cl 2 + 2e  E°= 1,36 V pH = 3 - 6 převažuje HClO + H + + 2e −  → Cl − + H 2O E°= 1,49 V − pH > 7,5 převažuje ClO + 2H + + 2e−  E°= 0,94 V → Cl − + H 2O vliv teploty na rychlost reakce vyšší T pozitivní vliv pouze při nízkém pH − negativní v alkalickém prostředí deaktivace Cl2 za vzniku málo aktivního ClO3

poměr cCl / cORG 2

NEVÝHODY

oxidace CN- za vysoké cCl

2

NaCN + Ca(OH )2 + Cl 2  → NaOCN + CaCl2 + H 2O 2NaOCN + 2Ca(OH ) 2 + 3Cl 2  → 2CO 2 + 2CaCl 2 + 2NaCl

pozor !! reakce musí probíhat v silně alkalickém prostředí Ca(OH)2 jinak vznik a únik chlorkyanu (ClCN)

C h F P _ C H E M


R E D U K C E

C h F P _

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE Oxidace O3 VYUŽITÍ

VYUŽITÍ VLASTNOSTI

CHEMISMUS ve dvou krocích ClO 2 + e −  → ClO −2

VLASTNOSTI

O X I D A C E

ZJEDNODUŠENÝ CHEMISMUS

O3 (g ) + 2H + + 2e−  → O2 + H 2O O3 + H 2O + 2e −  → O 2 + 2OH − VÝROBA

OTÁZKA: 1. Jak lze zvýšit účinnost oxidace?

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE Oxidace KMnO4 VYUŽITÍ

ZJEDNODUŠENÝ CHEMISMUS

silně kyselé prostředí E°= 1,52 V MnO −4

E°= 0,76 V

VÝROBA 1. 5NaClO 2 + 4 HCl  → 4ClO 2 + 5NaCl + 2H 2O → 2ClO 2 + 2NaCl 2. 2NaClO 2 + Cl 2 

3. 2NaClO3 + 4HCl  → 2ClO 2 + 2 NaCl + Cl 2 + 2H 2O 4. nová technologie ClO 2 lze skladovat jako 0,3% Í

5NaClO2 + 4NaHSO4  → 4ClO2 + NaCl + 4 Na2SO 4 + 2H 2O

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE Oxidace H2O2 VYUŽITÍ

VLASTNOSTI

ZJEDNODUŠENÝ CHEMISMUS H 2O 2 + 2H + + 2e −  → 2H 2O PŘÍKLAD oxidace sulfidů S 2− + H 2O 2  → S + OH −

S2− + H 2O 2 alkalické   prostredi  → SO24− + 4H 2O

A VLIVY NA ÚČINNOST OXIDACE

E°= 1,15 V

ClO 2− + 4H + + 4e −  → Cl − + 2H 2O

C H E M

A R E D U K C E

O X I D A C E A

VYUŽITÍ oxidace aromátů obsahujících: -OH-, -NH2, -N=N-

C H E M

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE Oxidace ClO2

+

−

+ 8H + 5e  → Mn

při pH = 3 – 12

2+

+ 4 H 2O

E°= 1,68 V

MnO−4 + 4H + + 3e −  →MnO2 + 2H 2O 123 PŘÍKLAD oxidace CN-

3CN − + 2MnO4− + H 2O  → 3OCN− + 2MnO2 + 2OH− TECHNICKÉ ŘEŠENÍ

R E D U K C E

C h F P _ C H E M

O X I D A C E

oxidace CNCN − + H 2O 2 + HCOH  → HO − CH 2 − COOH + NH 2 2O → HO − CH − CONH H 2O → HO − CH − COOH + NH HO − CH 2 − CN H    2 2 2 2

ZVÝŠENÍ ÚČINNOSTI

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE Oxidace O2 ZA NORMÁLNÍCH PODMÍNEK VELMI POMALÉ ZJEDNODUŠENÝ CHEMISMUS

O 2 (g ) + 4H + + 4e −  → 2H 2O

E°= 1,52 V

O2 (g ) + 2H + + 2e −  → H 2O2

E°= 1,68 V

MODIFIKACE

A) KATALYZOVANÁ OXIDACE O2

katalyzátory forma katalyzátoru vliv na účinnost provedení

A R E D U K C E

B) OXIDACE O2 ZA ZVÝŠENÉHO TLAKU A TEPLOTY

26

C h F P _ C H E M

O X I D A C E

VYUŽITÍ

dělení nízkotlaká vysokotlaká účinnost nevýhoda

A

reakční systém H2O2 / Fe2+ / UV400nm H2O2 / Fe3+ / UV550nm H2O2 / [FeIII(C2O4)3]- / UV200-400nm

[Fe

(C2O 4 )3

[

C2O 24−

]

3−

• +O 2  → O 2−

3−

]

2−

+ C 2O 24− •

 → FeII (C2O 4 )2

]

2−

+ C2O24− + 2CO2

• +2CO2

PROCESY VYUŽÍVAJÍCÍ O3

reakční systém

O3 / UV

chemismus O3 + hνλ<310nm  → O 2 + O *

O * + H 2O  → 2OH • O3 / H2O2 / UV

H 2O 2 ← → HO 2− + H + HO −2 + O 3  → HO •2 + O3− •

O3− • + H +  → HO3 •  → OH • +O 2 OH • +O 3  → HO 2 + O 2

O−2 • +O3  → O3− • +O 2 HO 2−  → O 2− • + H +

O X I D A C E

R E D U K C E

[

PROCESY Fentonova oxidace Modifikovaná Fentonova oxidace Foto-Fentonova oxidace

C h F P _

Fotokatalytická oxidace

Fotolýza Procesy využívající O3

ChFP – POKROČILÉ OXIDAČNÍ PROCESY - AOP (Advanced Oxidation Proces) FOTOKATALYTICKÁ OXIDACE

Fe(OH )2+ + hν  → Fe 2+ + OH • Fe3+ + H 2O 2  → Fe2+ + HO•2 + H +

[

NEVÝHODY

C H E M

A

+ hν  → FeII (C 2O 4 ) 2

]

C h F P _

chemismus Fe 2+ + H 2O 2  → Fe3+ + OH − + OH •

ChFP – POKROČILÉ OXIDAČNÍ PROCESY - AOP (Advanced Oxidation Proces)

A

III

C2O 24− • + FeIII (C2O4 )3

O X I D A C E

R E D U K C E

chemismus Fe3+ + H 2O 2  → Fe 2+ + HO•2 + H + Feo + H 2O 2  → Fe2+ + 2OH −

reakční systém H2O2 / Fe3+ H2O2 / Fe°

chemismus Fe 2+ + H 2O 2  → Fe3+ + OH − + OH •

FOTO – FENTONOVA OXIDACE intenzifikace UV zářením

C H E M

reakční systém H2O2 / Fe2+

MODIFIKOVANÁ FENTONOVA OXIDACE

R E D U K C E

C h F P _

A

FENTONOVA OXIDACE (objevena v roce 1890)

CHARAKTERISTIKA

R E D U K C E


C H E M

O X I D A C E

p < 2 MPa, T < 200°C, t = 0,5-3 h p = 2 – 20 MPa, T = 200 – 350 °C, t = 0,5 – 3 h

OXIDACE V NADKRITICKÉM STAVU nad kritickým bodem vody tzv. nadkritická voda ~ ve fluidním stavu podmínky p = 25 – 35 MPa, T = 450 – 650 °C, t = 0,1-2 min) účinnost vhodné

R E D U K C E

C h F P _

O X I D A C E

C, p ORG .LÁTKY + O 2 ° → MEZIPRODUK TY  → CO 2 + H 2O


C H E M

DĚLENÍ MOKRÁ OXIDACE pod kritickým bodem vody tj. při teplotách a tlacích kdy je voda ještě „Í“ zjednodušený chemismus

A

C h F P _

ChFP – CHEMICKÁ OXIDACE Oxidace O2 za zvýšeného tlaku a teploty

reakční systém

chemismus TiO 2 + hν  → e − + TiO 2 * TiO 2 * +OH −  → TiO 2 + OH •

e− + O 2  → O 2− • +2H 2O  → 2OH • +OH − + O 2

TiO2 / UV / O2

TiO2 / UV / H2O 2

H 2O2 + e −  → OH • +OH−

TiO2 / UV / S 2O82−

S 2O82− + e−  → SO 24− + SO 24− •

TiO 2 * + H 2O  → TiO 2 + OH • + H +

FOTOLÝZA

reakční systém H2O2 / UV-C

chemismus

H 2O2 + hν  → 2OH • 2H 2O 2 + 2OH •  → H 2O + HO •2 2OH •2  → H 2O + O 2

OTÁZKA: 1. K čemu slouží uvolněné elektrony?

ChFP – POKROČILÉ OXIDAČNÍ PROCESY - AOP (Advanced Oxidation Proces) VLIVY NA ÚČINNOST

C H E M

O X I D A C E A

O3 / (COOH)2 / UV

Mn III (COO )2− n + O 3 + H +  → Mn II (COO )2(n−−1) + 2CO 2 + HO•2 + O 2

R E D U K C E

27

C h F P _ C H E M

ChFP – CHEMICKÁ REDUKCE

PROCESY ÚPRAVY/ČIŠTĚNÍ VOD

MÉNĚ ČASTÁ OV obsahují jen velmi zřídka látky s vyšším oxidačním stupněm


REDUKCE NITROSLOUČENIN (- NO2 → - NH2)

O X I D A C E

Cr 6+ RČ → Cr 3+ zvyseni   pH →Cr (OH )3  → SEDIMENTAC E 1424 3

ODSTRANĚNÍ PŘEBYTKU Cl2 PO CHLORACI (DECHLORACE)

R E D U K C E

P R O C E S Y

ÚPRAVU PiV

OPAKOVÁNÍ – vzájemné souvislosti

VÝSKYT A VLASTNOSTI POLUTANTŮ (T4PL)

OBECNÁ MIKROBIOLOGIE, BIOTECHNOLOGIE A TECHNICKÁ MIKROBIOLOGIE

klasifikace látek podle biologické rozložitelnosti

pojmy substrát nutrienty rozdělení organismů podle zdroje energie a uhlíku růst a množení mikroorganismů (bakterií) aktivovaný kal a jeho typy

BIOCHEMIE A ORGANICKÁ CHEMIE II

kinetika odstraňování org. látek (substrátu) enzymovými systémy (rovnice Michaelis-Mentenova)

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Zjednodušený chemismus - IDEÁLNÍ STAV 1. AEROBNÍ a) MIKROORGANISMY

ORG. LÁTKA + O2

CO2 + H2O + NOVÁ BIOMASA N, P

b) AMONIFIKACE MIKROORGANISMY

ORG. LÁTKA–N + O2

CO2 + H2O + NH3 + NOVÁ BIOMASA N, P

MIKROORGANISMY

NO2−  →NO3−

2. ANOXICKÉ ~ DENITRIFIKACE MIKROORGANISMY

N2O při pH < 7,3 + NOVÁ BIOMASA N2 při pH > 7,3 + NOVÁ BIOMASA

NO −2 / NO 3− 3. ANAEROBNÍ MIKROORGANISMY

ORG. LÁTKA

P R O C E S Y

B I O L O G I C K É P R O C E S Y


ÚPRAVU PiV ÚPRAVA ProvV

aerobní anaerobní

TYPICKÉ PRO

ČIŠTĚNÍ OV

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY PRINCIP

VÝHODY

ROZDĚLENÍ BP

AEROBNÍ ~ OXICKÉ

ANOXICKÉ ~ BEZKYSLÍKATÉ

ANAEROBNÍ ~ BEZKYSLÍKATÉ

Schéma oblastí čistírenských procesů dle hladiny ORPH

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Aerobní biologické čištění OV DĚLENÍ PODMÍNKY AER. Č. OV

AKTIVACE biomasa ve vznosu a kapalině

TYPY TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

Aktivace

Biofilmové reaktory Zkrápěné biologické kolony Rotační biofilmové reaktory Biofilmové reaktory s expandovaným ložem Biofilmové reaktory s fluidizovaným ložem

Kombinace BF s aktivačním procesem BF oddělen od AK BF součástí AK

Oxidační rybníky

Kořenové čistírny

NH3 + H 2O  → NH4+ + OH−

c) NITRIFIKACE

NH4+ + O2

B I O L O G I C K É




ČIŠTĚNÍ OVPRŮM


ODSTRANĚNÍ ZBYTKOVÉHO O3

P R O C E S Y


ÚPRAVA ProvV REDUKCE Cr6+ (Cr6+ → Cr3+)

A



BIOFILMOVÉ REAKTORY biomasa je imobilizovaná na pevném nosiči

CH4 + CO2 + malé množství H2S + N2 + H2 nutrienty

OTÁZKA: 1. Ze kterých kroků se skládá čistírenský proces? 2. Co si v reálném procesu představíte pod označením org. látka?

28

B I O L O G I C K É P R O C E S Y A E R O



BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – aktivační procesy PRINCIP

ZÁKLADNÍ (OBECNÉ) USPOŘÁDÁNÍ

P R O C E S Y

AKTIVOVANÝ KAL (C118H170O51N 17P)

ČISTÉ KULTURY • volné bakterie

≠ AKTIVOVANÝ KAL

• ve formě zoogleí agregáty – vločky • má schopnost se oddělit od kapalné fáze prostou sedimentací

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – TYPY AK z pohledu ČP FLOKULUJÍCÍ ~ NORMÁLNÍ DISPERZNÍ

OTÁZKA: 1. KI 2. Klasifikace AK podle KI

ZBYTNĚLÝ

LEHKÝ VZPLÝVAVÝ

P R O C E S Y

AKF

TYPY AK AKDI AKZB

AKLV

A E R O


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – VLASTNOSTI AK důležité pro ČP RESPIRACE RESPIRAČNÍ RYCHLOST (r)

rychlost spotřeby O2 AK vlivem jeho životní činnosti

OTÁZKA: 1. Graficky znázorněte závislost změny rs na koncentraci substrátu a jeho typu.

celková r [mg O2 / l h] specifická r [mg O2 / g h] endogenní (r ) e exogenní (r) substrátová (r ) s

SORPČNÍ SCHOPNOSTI PUFRAČNÍ VLASTNOSTI

A E R O


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Příčiny a způsoby potlačení VB PŘÍČINY

SLOŽENÍ OV AKTUÁLNÍ Co 2 AKTUÁLNÍ CS TECHNOLOGICKÉ PARAMETRY PROCESU

OTÁZKA: 1. Proč nelze udržovat vysokou cS přímo v aktivaci?

ŘEŠENÍ

P R O C E S Y A E R O

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Technologické parametry PRODUKCE SMĚSNÉ KULTURY V REÁLNÉM KONTINUÁLNÍM SYSTÉMU ( ∆ X ~ kg/m3d)

denní produkce celkové nebo organické (ztráta žíháním) sušiny kalu

∆X = Y.Lr − k d .X − f . Xp - odstranění BSK [kg/m3d] - koeficient produkce kalu, tj. podíl odstraněné BSK převedený na celkovou nebo organickou SK [kg suš. kg ∆BSK ] - průměrná koncentrace celkové nebo organické SK [kg/m3] - rychlostní konstanta rozkladu (autooxidace) kalu [l/d] - denní množství všech SL přivedených do 1 m3 systému OV [kg/m3d] - podíl neodbouratelných SL v OV vtékající do systému

kde Lr Y X kd Xp f

DOBA ZDRŽENÍ ( θ ~ h resp. d)

poměr objemu nádrže V k přítoku OV Qo Θ=

V Qo

DOBA ZDRŽENÍ S RECIRKULACÍ ( θs )

Θs =

V V Θ = = QS QO (1 + R ) 1 + R

kde Qs - přítok směsi OV a rec. kalu R - recirkulační poměr

QS = QR + Qo R = QR / Qo


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Technologické parametry OBJEMOVÉ ZATÍŽENÍ ( BV ~ kg/m3d)

hmotnostní množství substrátu přivedeného do 1 m3 nádrže za den BV =

24.Qo .S o 24.So = V Θ

kde So - koncentrace substrátu v OV (BSK5, CHSKCr) VÝKONNOST AKTIVAČNÍ NÁDRŽE ( ∆ BV ~ kg/m3d)

hmotnostní množství organických látek odstraněné v 1 m3 aktivační nádrže za den


24.∆S ∆B V = Θ ∆SS = So – S1 ZATÍŽENÍ KALU ( BX ~ kg/kgd)

hmotnostní množství substrátu na 1 kg celkové nebo organické sušiny kalu za den

kde

BX =

24.Qo .S o 24.So B V = = V .X X.Θ X

BX =

BV X.fo

X fo

- koncentrace sušiny kalu v aktivační nádrži - organický podíl v sušině kalu

29


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Technologické parametry VÝKONNOST KALU ( ∆BX ~ kd/kgd)

hmotnostní podíl množství organických látek odstraněných 1 kg celkové (nebo organické) sušiny za den Q .(S − S1 ) ∆B V ∆B X = o o = V .X X STÁŘÍ KALU ( θX ~ d )

podíl hmotnosti sušiny kalu v aktivační nádrži a hmotnosti sušiny kalu odebrané denně jako přebytečný kal včetně suspendovaných látek unikajících odtokem ΘX =

X. V 24.[X W .Q W + X 2 .(QO − Q W )]

kde Xw - koncentrace sušiny přebytečného kalu Qw - objem přebytečného kalu odebraný za 1 hodinu X2 - koncentrace suspendovaných látek v odtoku z dosazovací nádrže

A E R O

ÚČINNOST AKTIVACE ( E ~ % )


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Faktory ovlivňující účinnost aktivace

E=


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Faktory ovlivňující účinnost aktivace

P R O C E S Y

DOBA ZDRŽENÍ

NUTRIČNÍ PRVKY

pH

TEPLOTA

KVALITA A KVANTITA SUBSTRÁTU

KVALITA A KVANTITA AKTIVOVANÉHO KALU

KYSLÍKOVÉ POMĚRY V AKTIVAČNÍ NÁDRŽI

A E R O

SO − S1 .100 SO

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ÚČINNOST AKTIVACE kvalita a kvantita substrátu kvalita a kvantita aktivovaného kalu


P R O C E S Y

P R O C E S Y

A E R O

A E R O

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Kyslíkové poměry v nádrži

ZJEDNODUŠENÝ CHEMISMUS AKTIVAČNÍHO PROCES

oxidaci organických látek (oxidaci exogenního substrátu) CxHyOz + (x + ¼ y - ½ z) O 2 → x CO2 + ½ y H 2O

syntéza buněčného materiálu n(CxHyOz) + nNH3 + (x + ¼ y - ½ z-5)O 2→ n(C5H7NO2) + n(x - 5)CO2 + ½ n(y - 4)H 2O

autooxidace buněčného materiálu n(C5H7NO2) + 5nO2 → 5nCO2 + 2nH2O + nNH3

nitrifikační pochody NH4+ + O2 → NO3- + 2H+ + H2O

PLATÍ

vox.org. + vsyn.buň >> vautoox (10 – 20x)


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Kyslíkové poměry v nádrži PŘESTUP O2 V H2O ~ IDEÁLNÍ STAV

c(O2) ve vodě je dána Henryho zákonem (O2 nereaguje s H2O). Rozpustnost je za stálé teploty přímo úměrná parciálnímu tlaku plynu nad rozpouštědlem (vodou) a jeho koncentrace je dána jako:

c = B. pi p i = H i .x i

P R O C E S Y

kde c B pi Hi xi

A E R O

čistá voda čistý O2

- koncentrace O2 - konstanta úměrnosti - parciální tlak plynu nad rozpouštědlem [Torr] - Henryho konstanta (pro danou teplotu a danou soustavu voda/O2) - molární zlomek složky i v Í


cr

A E R O

ZDROJ O2 VE VODĚ

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Kyslíkové poměry v nádrži PŘESTUP O2 V H2O ~ REÁLNÉ PODMÍNKY

znečištěná voda (OV) aerace vzduchem spotřeba O2 na biologické a chemické pochody c(O2) v OV < cr

PARAMETRY ~ REÁLNÉ PODMÍNKY

MÍRA NASYCENÍ OV O2 PRO DANOU TEPLOTU (N ~ %)

c N =  .100  cr 

MÍRA NENASYCENÍ ~ DEFICIT (D ~ mg/l)

MNOŽSTVÍ O2, KTERÉ PŘESTOUPÍ ZA ČASOVOU JEDNOTKU FÁZOVÝM ROZHRANÍM O PLOŠE F (G ~ g/h)

D = cr − c

G = β.∆c.F kde cr ∆c β F

– rovnovážná koncentrace O2 – hnací potenciál přestupu kyslíku [g/m3] – součinitel přestupu hmoty [m/h] – plocha [m2]

30


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Kyslíkové poměry v nádrži

OBJEMOVÁ RYCHLOST SPOTŘEBY O2 V NÁDRŽI (r ~ kg/m3d) Spotřeba O2 za den v objemové jednotce aktivační nádrže.

POZOROVANÁ SPOTŘEBA O2 NA 1 Kg ODSTRANĚNÝCH ORG. LÁTEK

r = Y'⋅∆B v + k r Xorg

Y'obs = Y'+ kde

P R O C E S Y

P R O C E S Y

Y'obs =

r ∆B v

Y‘

- koef. udávající min. hmotnost O2 potřebnou na oxidaci 1 kg odstraněného org. znečištění [kg/kg] OVMĚS ~ 0,5 kg/kg ∆Bv - výkonnost aktivační nádrže [kg/m3d] - rychlostní koef. end. respirace sušiny kalu [kg/kg.d] OVMĚS ~ 0,1 kg/kg.d kr Xorg - organická sušina kalu [kg/m3]

CELKOVÁ SPOTŘEBA O2

USTÁLENÝ STAV dc/dt = 0 a c=c*

REÁLNÉ PODMÍNKY

dc = K La ⋅ (cs − c) dt

A E R O


kr ∆B x

kde c cs KLa r c‘s KLa‘

r = K L a'⋅(c's −c *)

dc = K L a'⋅(c's −c ) − r dt

- aktuální koncentrace [kg/m3] - tabelární rozpustnost za daných podmínek [kg/m3] - celkový objemový koeficient přestupu O2 [d-1] - rychlost spotřeby O2 (respirační rychlost) [kg/m3d] - rozpustnost kyslíku v OV či aktivační směsi [kg/l] - celkový objemový koeficient přestupu O2 do OV či aktivační směsi [d-1]

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Aerační zařízení / dělení PNEUMATICÁ

hrubobublinná středobublinná jednobublinná

MECHANICKÁ

horizontální vertikální

KOMBINOVANÉ (PNEUMATICKY + MECHANICKY) HYDROPNEUMATICKÁ přisávání vzduchu do místa proudění kapaliny s pod tlakem

nepoužívá se (drahý provoz) ejektory injektory HRUBOBUBLINKOVÁ AERACE

JEMNOBUBLINKOVÁ AERACE A MÍCHÁNÍ AKTIVAČNÍ NÁDRŽE JEMNOBUBLINKOVÁ AERACE

A E R O



BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – Aerace aktivačních nádrží / zařízení PODMÍNKY DOBRÉ AERACE

2

ZDROJ O2

α=

k L a' k La

β=

cs ' cs

ÚČINNOST AERAČNÍHO ZAŘÍZENÍ

množství O2, které je dané aerační zařízení schopno dodat do aktivační nádrže

OXYGENAČNÍ KAPACITA (OC ~ kg/m3h) Množství O2 dodané za jednotku času do jednotkového objemu při nulové počáteční koncentraci. kde c‘s – rozpustnost O2 v OV či aktivační směsi KLa‘ – stanovíme experimentálně

OC' = K La' .c's

A E R O


POZNÁMKA / OTÁZKA OCH O < OC‘OV 2 KLaH2O < KLa‘OV EH O < E‘OV

OBJEMOVÁ INTENZITA AERACE (Iv ~ m3/m3h) Množství vzduchu přepočtené na standardní podmínky (0°C; 0,1 MPa), které se p řivádí na 1 m3 nádrže za 1 h.

VÝTĚŽEK (E ~ kg/kwh)

Iv =

OC' 3E

E+ =

OC W

kde W – specifická spotřeba el. energie [kWh/m3d]

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – PNEUMATICKÁ AERACE PRINCIP DĚLENÍ podle velikosti ∅ vzduchových bublinek (pórovitost a velikost otvorů aer. zařízení)

HRUBOBUBLINNÁ

STŘEDOBUBLINNÁ


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – PNEUMATICKÁ AERACE DISKOVÝ AERAČNÍ ELEMENT

JEDNOBUBLINKOVÁ výhody

AERAČNÍ ELEMENT

aerátory s keramickými nebo plastovými deskami

aerátory s pružnými membránami


P R O C E S Y

P R O C E S Y

A E R O

A E R O

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – PNEUMATICKÁ AERACE ÚČINNOST PNEUMATICKÉ AERACE OC závisí na

intenzita aerace

zatížení aeračního zařízení

obsah org. látek ve vodě vliv PAL

31


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY AKTIVACE – MECHANICKÁ AERACE AERAČNÍ KARTÁČ/VÁLEC

PRINCIP DĚLENÍ na aerátory s osou NEVÝHODY FAKTORY ÚČINNOSTI

P R O C E S Y

AERAČNÍ TURBÍNA

A E R O


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Technologické modifikace aktivačních procesů

DĚLENÍ klasická jednostupňová aktivace (s postupným tokem) postupně zatěžovaná aktivace / odstupňovaná aktivace (tapered aeration) rozložení aerátorů v celé délce směšovací aktivace směšovací aktivace s oddělenou regenerací kalu (contact Stabilization) dvoustupňová aktivace šachtová aktivace oxidační příkop oběhová resp. karuselová aktivace selektorové systémy

A E R O


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY ZÁKLADNÍ PRINCIPY AKTIVACE KULTIVACE MIKROORGANISMŮ NA VÍCESLOŽKOVÉM SUBSTRÁTU (OV) JEDNORÁZOVÝ SYSTÉM (VSÁDKOVÝ, DISKONTINUÁLNÍ)

SEMIKONTINUÁLNÍ (SBR- Sequential Batch Reactor)

P R O C E S Y

KONTAKTNÍ S POSTUPNÝM TOKEM

A E R O

P R O C E S Y




KONTINUÁLNÍ S IDEÁLNÍM MÍSENÍM (Směšovací)

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Technologická realizace aktivačních procesů

KLASICKÁ JEDNOSTUPŇOVÁ AKTIVACE (S POSTUPNÝM TOKEM) princip SCHÉMA AKTIVACE S POSTUPNÝM TOKEM parametry modifikace postupně zatěžovaná aktivace účinnost

P R O C E S Y

PARAMETRY AKc V ZÁVISLOSTI NA DÉLCE NÁDRŽE

A E R O


SMĚŠOVACÍ princip parametry konstrukce výhody nevýhody

SCHÉMA SMĚŠOVACÍ AKTIVACE

PARAMETRY AKc V ZÁVISLOSTI NA DÉLCE NÁDRŽE



SMĚŠOVACÍ AKTIVACE S ODDĚLENOU REGENERACÍ KALU princip regenerace kalu výhody

SCHÉMA SMĚŠOVACÍ AKTIVACE S ODDĚLENOU REGENERACÍ KALU

A E R O

32



DVOUSTUPŇOVÁ AKTIVACE (AB-PROCES) princip konstrukce výhody

nevýhody

P R O C E S Y

SCHÉMA DVOUSTUPŇOVÉ AKTIVACE

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Technologická realizace aktivačních procesů OXIDAČNÍ PŘÍKOP

princip konstrukce výhody

nevýhody

SCHÉMA OXIDAČNÍHO PŘÍKOPU

OXIDAČNÍ PŘÍKOP

A E R O


SCHÉMA ŠACHTOVÉ AKTIVACE

ŠACHTOVÁ AKTIVACE

konstrukce

aerace

výhody nevýhoda

účinnost

ŠACHTOVÁ AKTIVACE

A E R O

P R O C E S Y



P R O C E S Y

A E R O




BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Technologická realizace aktivačních procesů OBJEHOVÁ AKTIVACE / KARUSELOVÁ AKTIVACE

konstrukce výhody

P R O C E S Y

OBJEHOVÁ AKTIVACE

A E R O

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Technologická realizace aktivačních procesů SELEKTOROVÉ SYSTÉMY

zařazení slektoru do systému předřazený


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BIOFILMOVÉ REAKTORY BIOMASA JE IMOBILIZOVANÁ NA PEVNÉM NOSIČI DĚLENÍ

Zkrápěné biologické kolony Rotační biofilmové reaktory Biofilmové reaktory s expandovaným ložem Biofilmové reaktory s fluidizovaným ložem

P R O C E S Y

zasazený do AKc

TYPY SELEKTORŮ

OTÁZKY: 1. Proč potlačují anoxické a anaerobní podmínky růst MIVL

A E R O

33


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Zkrápěné biologické kolony

ZKRÁPĚNÁ BIOLOGICKÁ KOLONA

KONSTRUKCE

PRINCIP



BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Zkrápěné biologické kolony TECHNOLOGICKÉ A KONSTRUKČNÍ PRVKY

ventilace BF

přívod OV SEGNEROVO KOLO

dno biofiltru

SEGNEROVO SKRÁPĚCÍ KOLO

P R O C E S Y A. B. C. D. E. F.

Středový sloup Segnerovo skrápěcí kolo Obvodový plášť Roštové dno Náplň Skutečné dno s odtokovým objektem

1. 2. 3. 4. 5.

Přítok OV OV rozstřikovaná po povrchu náplně Přívod vzduchu větracími otvory Stékající OV a stržená biomasa Odtok do dosazovací nádrže

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Zkrápěné biologické kolony NÁPLŇ BIOFILTRU

klasická kamenná (minerální)

OTÁZKY: Na čem závisí hodnota specifického povrchu? Definujte pojem mezipórovitost. Jak se projevuje zabahňování a jak tento problém vyřešíte?

P R O C E S Y

KAMENNÁ NÁPLŇ V BF

A E R O



DNO BIOFILTRU

A E R O


1. OTÁZKA: 2. V důsledku jakého procesu

dochází k proudění vzduchu


sypaná z plastu

RŮZNÉ TVARY SYPNÉ NÁPŇĚ

ULOŽENÍ SYPNÉ Z PLASTU V BF

A E R O


BLOK S VERTIKÁLNÍM PRŮTOKEM

bloková náplň z plastu lamelové s vertikálním průtokem s křížovým průtokem


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Zkrápěné biologické kolony ZÁKLADNÍ TECHNOLOGICKÉ PARAMETRY

kde Q AF

P R O C E S Y

A E R O

A E R O

– průtok odpadní vody kolonou – průtočná plocha

objemové zatížení ~ BV = Q S1/V (kg/m3 d) ~ nespecifická, neříká nic o tom, jak rychle funguje biomas kde S1 V

BLOK S KŘÍŽOVÝM PRŮTOKEM

P R O C E S Y

povrchové hydraulické zatížení ~ ν = Q/AF (m3/m2 h)

– vstupní koncentrace složky – objem náplně

plošné látkové zatížení ~ BA = Q S1/A → BV/a (g/m2 d) ~ A = V a ve skutečnosti Af < V a ~ je třeba zavést korekční konstantu f, která má empirické hodnoty kde A – kontaktní plocha povrchu náplně a – specifický povrch náplně

doba zdrženi ~ Θ = V/Q = H/ν = konst H/νm V = H AF ~ nutno zavést korekční konstantu (konst.), m koriguje vliv tvaru naplně na Θ kde H – výška náplně

ULOŽENÍ BLOKOVÉ NÁPLNĚ V BF

minimální smáčecí rychlost ~ R = Qr/Q ~ hydraulické zatíženi, při kterém bude naplň rovnoměrně smáčena a bude využit cely její povrch ~ není konstantní, reguluje se podle povlaku ve vyrovnávací jímce ~ pokud výpočtem vyjde malá smáčecí rychlost, je třeba zavést REC kde Qr – průtok na REC

34



BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Zkrápěné biologické kolony VELIČINY OVLIVŇUJÍCÍ ÚČINNOST

P R O C E S Y

P R O C E S Y

A E R O

A E R O


OTÁZKY: 1. Jakým způsobem jednotlivé veličiny ovlivňují účinnost ZBK?

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Biofilmové reaktory s expandovaným ložem PRINCIP MATERIÁL VÝHODY REGENERACE

P R O C E S Y

DENITRIFIKAČNÍ BIOFILTR

A E R O



BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Rotační biofilmové reaktory VYUŽITÍ

ROTAČNÍ DISKOVÉ REAKTORY

VÝHODY

(RDR)

ROTAČNÍ DISKOVÉ REAKTORY (RDK)

princip parametry

ROTAČNÍ KLECOVÉ REAKTORY

ROTAČNÍ KLECOVÉ REAKTORY (RKR)

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY BF – Biofilmové reaktory s fluidizovaným ložem PRINCIP MATERIÁL


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY KOMBINACE BF S AKTIVAČNÍM PROCESEM BF ODĚLEN OD AKC

schéma

výhody

BF SOUČÁSTÍ AKC

princip výhody

MODEL AKTIVACE S VESTAVĚNOU BLOKOVOU NÁPLNÍ


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY OXIDAČNÍ RYBNÍKY / LAGUNY KONSTRUKCE

LAGUNY – STABILIZAČNÍ RYBNÍKY

PROBÍHAJÍCÍ DĚJE ZDROJ O2

DĚLENÍ

Aerobní Fakultativní Aerované Anaerobní

~ dodávku O2 zajišťují zelené rostliny fotosyntézou ~ povrchová zóna oxická, spodní zóny anoxické nebo anaerobní ~ povrchová aerace zajišťuje AER prostředí v horní vrstvě nebo v celém objemu nádrže ~ téměř celý objem ANA

A E R O

35


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY VEGETAČNÍ ČISTÍRNY - dělení PŘECHOD MEZI TERESTICKOU A HLUBOKOVODNÍ ZÓNOU MOKŘAD POUŽITÍ MECHANISMUS SUBMERZNÍMI ROSTLINAMI

DĚLENÍ UMĚLÝCH

P R O C E S Y

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY VEGETAČNÍ KOŘENOVÉ ČISTÍRNY DĚLENÍ PODLE VELIKOSTI ZDROJE OV

velké zdroje štěrbinová US

malé zdroje

TECHNICKÁ REALIZACE


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY VEGETAČNÍ ČISTÍRNY - dělení DĚLENÍ PODLE TECHNOLOGICKÉ REALIZACE

nízko- a vysokozatěžované půdní filtry s vegetací vegetační „kořenové” čistírny s makrofyty s horizontálním prouděním OV s vertikálním prouděním OV s radiálním prouděním OV přeronové plochy na čištění OV s vegetací průtočné kanály a žlaby s makrofyty průtočné nádrže s plovoucími či vzplývavými vodními rostlinami průtočné žlabové bioeliminátory s řasovými nárosty

A E R O

SYSTÉM S PLOVOUCÍMI ROSTLINAMI

zdroj O2 makrofyta PODLOŽÍ VKČ S NEPROPUSTNOU VRSTVOU

A E R O


P R O C E S Y

MOKŘADŮ PRO OV

A E R O


SYSTÉM S EMERZNÍMI ROSTLINAMI



BP – BIOLOGICKÉ PROCESY VKČ –Typy zemního lože MAKROFYTA ROSTOU VE VRSTVĚ ŠTĚRKU NEBO PÍSKU

mechanismus čištění

makrofyta

použití

nevýhody

účinnost

A E R O

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY VKČ –Typy zemního lože RÁKOS ROSTOUCÍ V KOHEZNÍ (SOUDRŽNÉ) VRSTVĚ ZEMINY

mechanismus čištění

makrofyta

použití

nevýhody

účinnost


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY VKČ –Schéma VKČ 1. S VERTIKÁLNÍM PROUDĚNÍM VODY

OTÁZKY: 1. Využití VKČ

2. S HORIZONTÁLNÍM PROUDĚNÍM VODY

A E R O

36


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Odstraňování N OTÁZKY: 1. Jaké další formy výskytu dusíku ve vodě znáte?

POUŽITÍ v případě kdy selhávají předcházející technologie

FORMY VÝSKYTU N VE VODĚ amoniakální ~ nedisociovaný NH / disociovaný NH + 3 4

PROCESY nitrifikace NI → 2NO − + 2H + + 2H O ~ 1. stupeň 2NH 3 + 2O 2 MI  2 2 NI → 2 NO − ~ 2. stupeň 2NO − + O MI SROVNÁNÍ HLAVNÍCH ÚDAJŮ O NITRIFIKACI A DENITRIFIKACI  2 2 3

P R O C E S Y

denitrifikace NO −3

NO −2

při pH < 7,3 MI DE →

N 2O

N2

při pH > 7,3

/ N

chemické listy Diáková, 2010

a P


BP – Odstraňování N v aktivačních systémech Technologické systémy

TŘÍKALOVÝ SYSTÉM (POSTDENITRIFIKACE)

DVOUKALOVÝ SYSTÉM

postdenitrifikace s externím substrátem

postdenitrifikace s interním substrátem

predenitrifikace (D-N)

JEDNOKALOVÝ SYSTÉM

P R O C E S Y /

Wuhrmannův proces (predenitrifikace)

Ludzack-Ettingerův proces (predenitrifikace)

Modifikovaný Ludzack-Ettingerův proces (predenitrifikace)

Bardenpho proces

Alfa proces

SBR reaktor

Simultální denitrifikace

DISKONTINUÁLNÍ PROVOZ NÁDRŽÍ

PREDENITRIFIKACE S REGENERACÍ VRATNÉHO KALU

DENITRIFIKAČNÍ FILTRY

N a

Bio-Denitro proces

P


P R O C E S Y

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Odstraňování N - 3 kalový systém (postdenitrifikace)

PRINCIP

VÝHODY

NEVÝHODY

TECHNOLOGICKÁ LINKA

/ N a P

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Odstraňování N - 2 kalový systém

PRINCIP

NEVÝHODY

TECHNOLOGICKÁ LINKA POSTDENITRIFIKACE s externím substrátem

s interním substrátem

/ N




PRINCIP

TECHNOLOGICKÁ LINKA WUHRMANNŮV PROCES (PREDENITRIFIKACE)

LUDZACK-ETTINGERRŮ PROCES (PREDENITRIFIKACE)

/

PREDENITRIFIKACE (D-N systém)

N

a

a

P

P

37




P R O C E S Y /

TECHNOLOGICKÁ LINKA MODIFIKOVANÝ LUDZACK-ETTINGERRŮ PROCES

BARDHEMPHO PROCES

ALFA PROCES

a

a

P

P


P R O C E S Y

OXIDAČNÍ PŘÍKOP

TECHNOLOGICKÁ LINKA SIMULTÁNNÍ DENITRIFIKACE

OBĚHOVÁ AKTIVACE

OBĚHOVÁ AKTIVACE S KONTAKTNÍ ZÓNOU


BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Odstraňování N – Diskontinuální provoz nádrží

/

/ N

a

a

P

P

P R O C E S Y

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Odstraňování N – další způsoby

PREDENITRIFIKACE S REGENERACÍ VRATNÉHO KALU

DENITRIFIKAČNÍ FILTRY

ČOV NYMBURK

BIO-DENITRO PROCES

P R O C E S Y

N


TECHNOLOGICKÁ LINKA SBR REAKTOR

/ N

P R O C E S Y

N




nádrž č.1 redukce dusičnanů využitím OC v OV jako zdroje energie nádrž č.2 oxidace neodstraněných OC a N na dusičnany

nádrž č.1 odstaveny, oxidace OC a N nádrž č.2 oxidace OC a N

BP – BIOLOGICKÉ PROCESY Odstraňování N – alternativní způsoby

ANAMMOX

CANON

SHARON (Single reactor system for High activity Ammonia Removal Over Nitrite)

P R O C E S Y

/

/

N

N

a

a

P

P

NITRITACE ⇒ NH 3 +

1 O 5 2

 → NO −2 + H + + H 2O

NITRIFIKAC E ⇒ NH 3 + 2O 2  → NO3− + H + + H 2O

38


BP – Odstraňování P v aktivačních systémech Technologické systémy PRINCIP

ANAEROBNÍ

AEROBNÍ

činitel ~ Poly-P-bakterie

OTÁZKY: 1. Formy výskytu P ve vodách?

ODSTRAŇOVÁNÍ P V HLAVNÍM PROUDU (Proces A/O – Anaerobic/Oxic Proces)

ODSTRAŇOVÁNÍ P VE VEDLEJŠÍM PROUDU (systém PHOSTRIP)


/

/

N

N

a P


OTÁZKY: 1. Jaké srážedlo se používá? 2. Co obsahuje CHK?

BP – Společné odstraňování P a N v aktivačních systémech Technologické systémy proces PHOREDOX

~ základní schéma s predenitrifikací

PĚTISTUPŇOVÝ BARDENPHO proces

UTC proces (University of Cape Towen)

OXIDAČNÍ PŘÍKOPY S AN SELEKTOREM

OBĚHOVÁ AKTIVACE S AN SELEKTOREM

SBR REAKTOR

proces BIO-DENIPHO

ODSTRAŇOVÁNÍ N a P VE VEDLEJŠÍM PROUDU

P


UTC proces (University of Cape Towen)

P R O C E S Y

/

/ N

a

a

P

P

P R O C E S Y

proces PHOREDOX

a

N


BP – Společné odstraňování P a N v aktivačních systémech Technologické systémy

OXIDAČNÍ PŘÍKOPY S AN SELEKTOREM

OBĚHOVÁ AKTIVACE S AN SELEKTOREM

PĚTISTUPŇOVÝ BARDENPHO proces

P R O C E S Y

BP – Společné odstraňování P a N v aktivačních systémech Technologické systémy

BP – Společné odstraňování P a N v aktivačních systémech Technologické systémy SBR REAKTOR

ODSTRAŇOVÁNÍ N a P VE VEDLEJŠÍM PROUDU

PRN ~ předřazená rozpouštěcí nádrž


/

/

N

N

a

a

P

P

BP – Společné odstraňování P a N v aktivačních systémech Technologické systémy proces BIO-DENIPHO

nádrž č.1 redukce dusičnanů využitím OC v OV jako zdroje energie nádrž č.2 oxidace neodstraněných OC a N na dusičnany

nádrž č.1 odstaveny, oxidace OC a N nádrž č.2 oxidace OC a N

39

Ú P R A V A P I T N É

TECHNOLOGICKÉ PROCESY ÚPRAVY PITNÉ VODY MECHANICKÉ PŘEDČIŠTĚNÍ VODY PRO VODÁRENSKÉ ÚČELY používané zařízení česle síta pásové filtry lapáky písku

TECHNOLOGICKÉ POSTUPY ÚPRAVY z hlediska upravitelnosti lze vodní zdroje podzemní a povrchové V rozdělit do kategorií

V O D Y

P I T N É

A2 ~ V vyžadující složitější úpravu fyzikální, chemická úprava a dezinfekce koagulační filtrace, infiltrace, pomalá biologická filtrace, flokulace, usazování, filtrace, dezinfekce, jednostupňové či dvoustupňové odželezování a odmanganování (viz. praktika T7TVO)

A3 ~ V méně vhodné či nevhodné pro zásobování obyvatelstva, které lze upravit intenzivní fyzikální, chemická a rozšířená úprava a dezinfekce chlorování do bodu zlomu koagulace, flokulace, usazování, filtrace, adsorpce, dezinfekce ozonem,

TECHNOLOGICKÉ PROCESY ÚPRAVY PITNÉ VODY – Povrchové vody

V O D Y

Ú P R A V A

A1 ~ V, které jsou upravitelné pouze fyzikální úpravou a dezinfekcí rychlá filtrace a dezinfekce prostá písková filtrace, chemické / mechanické odkyselení, odstranění plynných složek

ODBĚR VODY Z ÚDOLNÍ NÁDRŽE jednostupňová koagulace se separací vloček na pískovém filtru, hygienické zabezpečení chlorací rekarbonizace

ODBĚR Z TOKU koagulace s dvoustupňovou separací kalu v sedimentační nádrži a na pískovém filtru hygienické zabezpečení chlorací rekarbonizace

POSTUP A)

P I T N É

V O D Y

Odželezňování chlorací chemické odkyselení separace kalů na pískovém filtru hygienické zabezpečení chlorací

POSTUP B)

Mechanické odplynění dvoustupňovou separací kalu v sedimentační nádrži a na pískovém filtru hygienické zabezpečení chlorací

POSTUP C) chemické odkyselení a odželezňování separace kalu na pískovém filtru následné odmanganování na pískovém filtru pomocí KMNO4 hygienické zabezpečení chlorací.

Ú P R A V A

TECHNOLOGICKÉ PROCESY ÚPRAVY PITNÉ VODY - Příklad

P I T N É V O D Y

ODBĚR VODY Z TOKU koagulace s dvoustupňovou separací kalu v čiřiči a na pískovém filtru, hygienické zabezpečení chlorací rekarbonizace.

TECHNOLOGICKÉ PROCESY ÚPRAVY PITNÉ VODY - Odkyselování ODKYSELOVÁNÍ SYSTÉM INKA

P I T N É V O D Y

TECHNOLOGICKÉ PROCESY ÚPRAVY PITNÉ VODY – Podzemní vody

HYGIENICKÉ ZABEZPEČENÍ

Ú P R A V A

Ú P R A V A

Ú P R A V A

TECHNOLOGICKÉ PROCESY ÚPRAVY PITNÉ VODY – Oxidace a dezinfekce vody

P I T N É PROVZDUŠŇOVACÍ ZAŘÍZENÍ – SYSTÉM KESSENER

V O D Y

40

D O P L Ň U J Í C Í


I N F O M R A M C E

I N F O M R A M C E UV BEDŘICHOV


ZDVIH VODY

I N F O M R A M C E

D O P L Ň U J Í C Í I N F O M R A M C E

ČISTÍRNA ODPADNÍCH VOD


ODPADOVÉ HOSTPODÁŘSTVÍ Separace a praní písku – fa Huber

I N F O M R A M C E

ODPADOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ Shrabky – praní a lisování

PRACÍ LIS NA SHRABKY (fa Huber)

41

TECHNOLOGIE VODY T7TVO (podklady k přednáškám)

Recommend Documents