Sedimentační nádrže

EKOPROGRES HRANICE^®, a.s. vyrábí pod souhrnným názvem sedimentační nádrže celou řadu různých typů nádrží používaných pro čištění vody na čistírnách odpadních vod. Konstrukce nádrží vychází z konstrukčních uzlů společných pro všechna tato vodohospodářská zařízení jako jsou nosné konstrukce, pohony a pod. Tyto sjednocující prvky jsou doplněny speciálním zařízením, které umožňuje požadovanou funkci. Pod společný název sedimentační nádrže EP jsou zahrnuty tyto nádrže:

Vertikální čtvercové dosazovací nádrže EP-V

Na čistírnách odpadních vod se používají jako:

dešťové zdrže EP-VDZ
usazovací nádrže EP-VUN
dosazovací nádrže EP-VDN

Jejich provedení je podobné až shodné. Jedná se o klasické provedení nádrží, ověřené na nespočtu aplikací v celém světě.
Vyrábějí se v typových velikostech od A = 3 000 mm do A = 6 000 mm v následujících rozměrech:

Velikost	rozměr	EP-V 3	EP-V 3,6	EP-V 4,2	EP-V4,8	EP-V 5,4	EP-V 6
délka strany A	mm	3 000	3 600	4 200	4 800	5 400	6 000
hloubka vody H_v	mm	3 000	3 600	4 200	4 800	5 400	6 000
přítok D₁	mm	200	200	200	300	300	300
odtok D₂	mm	150	150	200	200	200	200
kal D₃	mm	150	150	150	150	150	150

Znečistěná voda přitéká potrubím DN1 do uklidňovacího válce a klesá ke dnu. Při změně směru proudění dochází k intenzívnímu oddělování kalu, který sedimentuje na dně a vyčistěná voda odtéká přes sběrný žlab potrubím D₂ pryč. Kal se odebírá šikmo uloženým potrubím D₃. Uklidňovací válec a odtokový žlab jsou zavěšeny na obslužné lávce, která je opatřena zábradlím. Natočení hrdel může být libovolné. Nádrž může být i mírně obdélníková a vyloučeny nejsou ani atypické rozměry a úpravy.

Z atypických úprav používáme často tangenciální nátok do uklidňovacího válce, deflektory na uklidňovacím válci a umístění odtokového žlabu po obvodě nádrže a pod. Umístěním žlabů po obvodě se vlastně vracíme k původnímu tzv. dortmundskému provedení těchto nádrž. V tomto provedení je možno zvažovat účelnost obslužné lávky. Mezi atypické úpravy je možno považovat provedení vertikální nádrže s kruhovým půdorysem, které je vhodné použít např. jako ocelová vestavná nádrž do aktivační nádrže.

Hlavní předností těchto dosazovacích nádrží je, že nemají žádné pohyblivé zařízení ani žádný pohon.

Vertikální stírané dosazovací nádrže EP-VS

Na čistírnách odpadních vod se používají jako:

dešťové zdrže EP-VSDZ
usazovací nádrže EP-VSUN
dosazovací nádrže EP-VSDN

Jejich provedení je podobné až shodné. Konstrukce vychází z osvědčené konstrukce vertikálních dosazovacích nádrží dortmundského typu. Na rozdíl od klasické nádrže má toto provedení zkrácenou hloubku. U dna nádrže je vytvořen přechod ze čtvercového půdorysu na kruhový. Takto vytvořené kruhové dno je potom stíráno stíracím zařízení se středovým náhonem umístěným na průběžné lávce.

Nádrže se vyrábějí v typových velikostech v následujících rozměrech:

Velikost	rozměr	EP-VS 4,8	EP-VS 5,4	EP-VS 6	EP-VS 7,2	EP-VS 8,4	EP-VS 9,6
délka strany A	mm	4 800	5 400	6 000	7 200	8 400	9 600
hloubka vody H_v min.	mm	3 000	3 000	3 000	4 000	4 000	4 000
přítok D₁	mm	300	300	300	300	400	400
odtok D₂	mm	200	200	200	200	300	300
kal D₃	mm	150	150	150	150	200	200

Doporučená hloubka vody podle ČSN 73 6707 je min. 3 000 mm.

Znečistěná voda přitéká potrubím DN₁ do uklidňovacího válce a klesá ke dnu. Při změně směru proudění dochází k intenzívnímu oddělování kalu, který sedimentuje na dně a vyčistěná voda odtéká přes sběrný žlab potrubím D₂ pryč. Kal se odebírá ve dně uloženým potrubím D₃. Uklidňovací válec a odtokový žlab jsou zavěšeny na obslužné lávce, která je opatřena zábradlím a nese pohon stíracího zařízení. Natočení hrdel může být libovolné. Nádrž může být i mírně obdélníková a vyloučeny nejsou ani atypické rozměry a úpravy.

Z atypických úprav používáme často tangenciální nátok do uklidňovacího válce, deflektory na uklidňovacím válci a umístění odtokového žlabu po odvodě nádrže a pod.

Hlavní předností těchto dosazovacích nádrží je malá stavební hloubka, takže nádrže mohou být založeny na jedné základové desce s ostatními objekty čistírny. Přitom je zachována vysoká účinnost vertikálních dosazovacích nádrží.

Kruhové sedimentační nádrže

Na čistírnách odpadních vod se používají jako:

dešťové zdrže EP-KSDZ
usazovací nádrže EP-KSUN
dosazovací nádrže EP-KSDN
zahušťovací nádrže EP-KSZN
homogenizační nádrže EP-KSHN

Vlastní nádrže jsou obvykle betonové, dno nádrže může být vodorovné nebo kuželové podle typu strojního zařízení. Uprostřed nádrže je středový sloup, okolo kterého může být prohlubeň pro kal shrnovaný ze dna nádrže. Přívod vody je do středového sloupu, odběr kalu z prohlubně okolo středového sloupu a vyčištěná odpadní voda odtéká žlabem a potrubím přes obvodovou zeď. Rovněž případné plovoucí nečistoty jsou odváděny přes obvodovou zeď.

Strojní vybavení se dodává v několika variantách z nichž základní jsou:

s mechanickým stíráním kuželového dna do prohlubně u středního sloupu, kde dochází k částečnému zahuštění kalu - provedení MS.
s odsávacím zařízením s ponornými čerpadly s rovným dnem - prov. C.
obdobné řešení s násoskami místo čerpadel - provedení N.

Všechna provedení mohou být doplněna stíráním hladiny, které se doporučuje u primární sedimentace a při použití aktivačního procesu s denitrifikací - provedení SH.

Doporučené průměry sedimentačních nádrží jsou uvedeny v následující tabulce. Hloubky vody mohou být prakticky libovolné. Nejprve uvádíme nádrže se středovým náhonem stíracího zařízení:

Velikost	roz.	EP-KS 6	EP-KS 7,2	EP-KS 8,4	EP-KS 9,6	EP-KS 10,8	EP-KS 12	EP-KS 15
průměr D	mm	6 000	7 200	8 400	9 600	10 800	12 000	15 000
přítok D₁	mm	300	300	400	400	400	400	500
odtok D₂	mm	200	200	300	300	300	300	400
kal D₃	mm	150	150	200	200	200	200	200

Dále jsou uvedeny nádrže s obvodovým pohonem:

Označení	roz.	EP - KS xx D - xxx
průměr D	m	9	12	15	18	21	24	27	30	33	36	40	45
přítok D₁	mm	400	400	500	500	600	600	600	800	800	800	1000	1000
odtok D₂	mm	300	300	400	500	500	600	600	800	800	1000	1000	1200
kal D₃	mm	200	200	200	200	200	300	300	300	400	400	400	500

Odtokové žlaby mohou být osazeny po obvodě - provedení ZO nebo od stěny odsazeny - provedení SO. Při větších průtocích je možné instalovat odtokové žlaby v obou místech. Pohon shrabovacího zařízení může být do průměru asi 15 m středový, při větších průměrech na obvodu. Při obvodovém pohonu pojíždí kola po kolejnici - provedení K nebo mohou být pogumovaná a pojíždí po betonovém okraji nádrže - provedení G. Při pojezdu po kolejnici - provedení K - může být pohon mostu přímo jedním pojezdovým kolem - provedení KPP nebo nepřímo pastorkem a ozubeným hřebenem umístěným vedle kolejnice po obvodu nádrže - provedení KOH. - viz poslední odstavec.

Podélné sedimentační nádrže

Na čistírnách odpadních vod se používají jako:

4.1. dešťové zdrže EP-PSDZ
4.2. usazovací nádrže EP-PSUN
4.3. dosazovací nádrže EP-PSDN
4.4. egalizační nádrže EP-PSEN

Vlastní nádrže jsou obvykle betonové, dno nádrže může být vodorovné nebo vyspádované do jehlancových prohlubní u jednoho okraje nádrže, obvykle na straně přítoku odpadní vody.
Strojní vybavení se dodává ve třech variantách:

s mechanickým stíráním spádovaného dna do jehlancových prohlubní na straně přítoku, kde dochází k částečnému zahuštění kalu - provedení MS.
s odsávacím zařízením s ponorným čerpadlem s rovným dnem - provedení C.
obdobné řešení s násoskami místo čerpadel - provedení N.

Všechna provedení mohou být doplněna stíráním hladiny, které se doporučuje u primární sedimentace a při použití aktivačního procesu s denitrifikací - provedení SH. Na stírání hladiny navazuje zařízení pro odběr plovoucích nečistot, které může být řešeno jako naklápěcí roura - provedení NR nebo jako řetězový shrabovák - provedení RS, který shrabuje nečistoty z hladiny do žlabu šířky do 1 m.
Zvláštní provedení podélné nádrže může být vybaveno jako podélný provzdušňovaný dvoukomorový lapák písku - provedení LP, viz samostatný prospekt.
Doporučené šířky podélných nádrží jsou uvedeny v následující tabulce s orientačním údajem o hmotnosti pro délku nádrže l = 30 m, hmotnostní přirážce na další 1 m a o příkonu hnacího mechanismu. Hloubky vody mohou být prakticky libovolné.

Šířka nádrže B (mm)	5.150 (LP)	6.000	6.500 (LP)	7.850 (LP)	9.000	12.000	15.000
Hmotnost (kg)	5.400	4.500	6.000	6.600	5.500	7.000	9.000
Přídavek hmotnosti	180	100	220	250	120	150	200
Příkon (kW)	1 x 0,55					1 x 0,75

Odtokové žlaby mohou být umístěny na konci nádrže - provedení ZK nebo protaženy podél boční stěny nádrže - provedení ZP, a to s ohledem na hydraulické zatížení nádrže. Kola mostu pojíždí po kolejnicích na okraji nádrže. Vlastní pohon může být přímo jedním pojezdovým kolem na každé straně mostu - provedení K, nebo nepřímo pastorkem a ozubenými hřebeny umístěnými vedle kolejnic podél nádrže - provedení KOH. - viz poslední odstavec.

Řetězové shrabováky

Na čistírnách odpadních vod se používají jako:

dešťové zdrže EP-RSDZ
usazovací nádrže EP-RSUN
dosazovací nádrže EP-RSDN
egalizační nádrže EP-RSEN

Řetězové shrabováky se používají pro shrabování usazených a plovoucích látek. Nečistoty se odstraňují plynule stíracími lištami, které jsou upevněny na dvou nekonečných řetězech a střídavě se pohybují po hladině nebo dně nádrže.
Řetězy jsou vedeny a poháněny na hnacích a vodících kladkách. Kladky jsou uloženy na hřídelích. Hnací hřídel je uložena na stěnách nádrže ve dvou ložiskových tělesech. Jsou na ní pevně připojeny dvě kladky hnací a jedna kladka převodová. Převodová kladka je poháněna hnacím řetězem a převodovkou s elektromotorem. V převodu je bezpečnostní pojistka.
Na dalších místech, zpravidla třech, jsou opět na hřídelích vodící kladky. Ty však jsou na hřídelích uloženy otočně v kluzných ložiscích. Vodící kladky umožňují přiměřené napnutí řetězů a zajišťují správnou polohu řetězů v místech změny jeho směru.

Přesné vedení řetězů je provedeno vodícími lištami.

Pro snadnou montáž a demontáž jsou plastové kladky provedeny jako dělené. Spojení se provádí speciálními objímkami. Hřídele proto není nutno nikdy demontovat.

Vlastní řetěz je rovněž plastový a spojovací čepy jsou nerezové. Články mají rozteč 152 mm. Vždy po asi 3 m je jeden článek s přírubou pro připevnění stírací lišty. Stírací lišty jsou nejčastěji duralové a v místě styků s vodícími lištami jsou opatřeny plastovými podložkami.

Další vybavení nádrže záleží na účelu jejího použití. Na nátokové straně se obvykle umisťují jímky na zachycení kalu stíraného ze dna. Standardní provedení jsou jímky o půdorysném rozměru 3 x 3 m se dnem vyspádovaným k odběrnému kalovému potrubí. Na odtokové straně bývá umístěna naklápěcí roura pro odběr plovoucích nečistot a odtokový žlab vyčištěné vody. Nejčastější je použití jako usazovací a dosazovací nádrže na čistírnách odpadních vod nebo jako usazovací nádrže na úpravnách vody. Pro speciální použití mohou být nádrže vybaveny dalšími doplňky podle přání zákazníka.

Pohon mostů ozubeným hřebenem

Téměř všechna výše uvedená zařízení vyžadují pohon. U kruhových nádrží bývá pohon středový nebo obvodový, u podélných nádrží je po obou stranách mostů. Problémy s těmito pohony jsou všeobecně známy. Pohon s pojezdem po kolejnici vykazuje obecně malý součinitel tření, takže most občas prokluzuje. Pojezd po obvodovém betonu s gumovým kolem má na sněhu součinitel tření mnohdy ještě menší a po celý rok ničí betonový okraj nádrže. Případné odstraňování námrazy solí narušuje beton i chemicky. Středové náhony jsou příliš robustní a ani jejich robustnost mnohdy provoznímu zatížení neodolá. V nevýhodách by bylo možno pokračovat.

Uvedené nevýhody a řadu dalších odstraňuje naší firmou na trh uvedený pohon podle čs. patentu č. 283767. Jeho podstatou, je oddělení zařízení pro pojezd od zařízení pro pohon. Pojezd zajišťuje náprava obvykle se dvěmi koly, z nichž ani jedno není hnací. Tato kola mohou bez problému pojíždět po jednoduché kolejnici, čímž se chrání betonový okraj nádrže. Vlastní pohon zajišťuje zvlášť uložený ozubený pastorek poháněný elektromotorem přes převodovku. Pastorek zabírá do ozubeného hřebenu uloženého okolo kolejnice. Hnací síla je potom omezena pouze vlastnostmi elektromotoru. Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně malé výkony, je příkon potřebný pro pohon asi 50% jmenovitého příkonu. Tento jmenovitý příkon může být překročen až 6 násobně při nahodilých provozních stavech. Proti většímu překročení je celý systém jednoduše chráněn bezpečnostním převodem.

Toto řešení umožní bezstarostný provoz zařízení pro obsluhu usazovacích, dosazovacích, zahušťovacích a dalších čistírenských nádrží za všech povětrnostních i provozních podmínek. Návrh pohonu u nových zařízení je bez problému. Výhodou celého systému je, že pohon je možno instalovat i na stávajících zařízeních bez nutnosti jejich celkové výměny. Po jednoduchém vyspravení okraje nádrže je nutno okraj opařit podkladovým plechem, na který se upevní kolejnice a ozubený hřeben. Na pojezdový most se v libovolném místě upevní hnací pastorek s elektromotorem a převodovkou. Praktickému provedení zakázky se bude individuálně věnovat náš konstruktér, který tak bude moci reagovat na všechna specifika dané akce. Tato péče je samozřejmá i u zakázek nových, kde konstrukční řešení vychází vždy z projektu a náš konstruktér realizuje vždy záměr Vašeho projektanta se všemi individuálními požadavky.

Při přechodu na nový hnací systém můžeme samozřejmě provést i celkovou rekonstrukci strojního zařízení včetně navazujících strojů a rozvodů a to v libovolném rozsahu podle potřeb. Výměně budeme věnovat potřebnou pozornost a můžeme ji zajistit od vypracování studie přes realizační projekt, výrobní dokumentaci přesně podle požadavků až po vlastní výrobu a montáž na čistírně a opětovné uvedení do provozu.

Zdvojený kruhový most

Základním prvkem kruhových sedimentačních nádrží je pojezdový most, který nese stírací zařízení kalů usazených v nádrži nebo plovoucích po hladině. Most je uložen ve středu nádrže na ložisku, okolo kterého se otáčí. U menších nádrží se most dělá dvouramenný a je zcela uložen na středovém ložisku, kde je i pohon. Se zvětšujícím se průměrem nádrže vychází celá konstrukce příliš robusní a je proto výhodnější dělat most jednoramenný s tím, že most je uložen na jedné straně na středovém ložisku uprostřed nádrže a na druhé straně na pojezdové dráze na obvodě nádrže, po které most pojíždí a otáčí se tak okolo středu nádrže. Vzhledem k tomu, že odvodová rychlost pojezdu mostu na obvodě je více méně konstantní, prodlužuje se se zvětšujícím průměrem doba potřebná k objetí celé nádrže a tím se prodlužuje i doba potřebná na odklizení kalů ze dna či hladiny. Toto prodlužování způsobuje u větších nádrží problémy v čistícím procesu. Problém se řeší tak, že se most prodlužuje na opačnou stranu, v krajním případě až k obvodu, kde se pak dělá druhý pohon nádrže. V ideálních podmínkách, kdy je dráha po obvodě nádrže provedena zcela rovná, je to řešení zcela vyhovující. Praktické provedení okraje betonové nádrže, který je využíván jako pojezdová dráha pro most, se však od ideálních podmínek méně nebo více liší. Most a středové ložisko jsou potom nepředvídatelně namáhány, což může vést až k destrukci konstrukce. Případná oprava pojezdové dráhy přináší většinou jen krátkodobé kladné výsledky, neboť tlakem pojezdových kol dochází k rychlému poškození opravené pojezdové dráhy.

Nově navrhované stírací zařízení sestává ze dvou samostatně uložených pojezdových mostů se samostatnými pohony. Středové ložisko je společné pro oba mosty, avšak je řešeno tak, že mosty se mohou otáčet okolo ložiska zcela nezávisle na sobě. Rovněž pohony mostů umístěné na vnější straně mostů u pojezdové dráhy jsou zcela samostatné, takže mosty jsou poháněny zcela nezávisle na sobě. Vzájemná poloha mostů vyplývající z technologického procesu je řízena čidly vzájemné polohy. Toto uspořádání zajistí potřebnou četnost a rovnoměrnost vyklízení kalů z nádrží. Na toto řešení byla podána PV.
Pro pohon mostů lze výhodně použít pohonu od ozubeného hřebenu, který je popsán v předchozí kapitole.