Hidrológiai Közlöny 1987 (67. évfolyam)
2-3. szám - Czakó Lajos–Miháltz Pál–Üveges Gábor: Nitráteltávolítás ivóvízből biológiai eljárással
CZAKÓ L . —MIH ALTZ P.—ÜVEGES G.: Nitráteltávolítás 117 utótisztító szűrőkből (homok és aktív szenes szűrő) ésa/ertőí/enítóből, ill. ezek megfelelő kiegészítő berendezéseiből áll (3. ábra). A rendszer vezérlését körmembrán szelepek segítik. 2. táblázat Nyersvíz-jellemzők Átlag (mg/dm*) NO~ koncentráció (mg/dm 3) 130 NO- koncentráció (mg/dm 3) 0,01 NH 4 4- koncentráció (mg/dm 3) 0,17 KOIps (mg/dm 3) 2,0 TOC (uv) (mg/dm 3) 3,9 pH (—) 7,09 összes P0 4 3~ (mg/dili 3) 0,25 S<V" (mg/dm 3) 326 Cl- (mg/dm 3) 74 Lúgosság (mmol/dm 3) 6,2 összes keménység (mgCaO/dm 3) 360 Faji. vezetőképesség (/tS/cm) 1390 Hőmérséklet (C°) 9—11 Oldott oxigén (mg/dm 3) 5,4 Coliformszám (100 cm 3) 0 Pseudomonas aeruginosa száma (100 cm 3) 0 Büktórlumszám 20 C°/cin 3 41 Baktériumszám 37 C°/cm 3 10 A nitrátos tápvíz (összetételét ld. az 2. táblázatban) a Boldvai I/C Vízmű 5. sz. kútjából külön vezetéken jut a zárt térben telepített készülékegyütteshez. Egy közbenső puffertartályból szivattyúval (I. sz.) történik a víz feladása — alulról fölfelé — a fluidágyas reaktorra. A reaktorba való belépés előtt keverjük a vízhez a szükséges szerves anyagot és foszfátot. A fölfelé áramló víz Iebegésbe hozza a 0,8—1,0 mm-es mérettel jellemezhető homokszemcséket, amelyeknek a felületén megfelelő előkészítés után a denitrifikáló baktériumok biofilmet képezve szaporodnak. A fluidizációhoz szükséges hidraulikus terhelés és a reaktor nitrátlebontó kapacitása közötti egyensúlytalanság esetén — a bedolgozás fázisában — recirkulációs vízkör alkalmazásával állítható helyre az egyensúly. A hordozó homokszemcsék felületén fokozatosan vastagodó biofihn hatására a töltet fokozatosan kiterjed. Bizonyos idő után a biomassza (sejttömeg) elvételére van szükség (regenerálási fázis). Az erdetileg összetömörödésre hajlamos homok biofilmesedve könnyen szivattyúzható anyaggá válik, így a rendszerből centrifugáiszivattyúval (V. sz.) elvehető és a regeneráló egységbe szállítható. A regenerálás szállítás közbeni „static mixer" elemes mechanikus kezelést követő biomassza-homok elválasztásból és homok tiszta vizes mosásából áll. A bioreaktorból egy szinttartó edényen keresztül elfolyó nitrátmentes vizet a II. sz. szivattyú segítségével hajtjuk át az utótisztító egységeken. Az utótisztítás első lépése a töltött oszlopos rendszerű levegőztető, amelynek célja a víz oxigéntartalmának beállítása, ill. az oldott N 2 gáz egy részének eltávolítása. A levegőztetőből a víz egy egyrétegű homok — majd egy granulált aktív szenes szűrőre kerül. A kísérletek későbbi szakaszában a levegőztetőt és a homokszűrőt felcseréltük, vagyis közvetlenül az aktívszén-szűrő előtt levegőzettiik fel a vizet, javítva ezzel az aktívszén-szűrő kapacitását. A szűrőfokozatot elhagyó víz fertőtlenítőbe kerül, ahol hypooldatot adagolunk hozzá. A rendszer működtetéséhez szükséges levegőt (szűrők mosása, levegőztető, körmembrán szelepek szabályozása) a VI. sz. kompresszor biztosítja, míg a IV. sz. vákuumszivattyú a regeneráláshoz tartozó szűrőegység megszívására szolgál. A rendszer működtetése központi vezérlőtábláról pneumatikus és elektronikus úton kézi kapcsolással történik. 3. 2. A bioreaktor indításával kapcsolatos tapasztalatok A fluidreaktor beüzemelése két elkülöníthető fázisra bontható. Az első, szaporítási fázisban a primer biofilm kialakítása a cél. Ekkor az eredetileg liofilezett formában tárolt, majd laboratóriumi méretben elszaporított (kémcső, lombik, laboratóriumi fluidreaktor) baktériumtenyészettel az új reaktor homoktöltetét „beoltjuk", és állóágyas formában az üzemi hidraulikai terhelésnél jóval kisebb (10—12%) vízáramot kezdünk rávezetni. Az „oltás" előtt a mikrobatapadás elősegítésére a homok felületi tulajdonságait polielektrolitos kezeléssel változtatjuk meg. A szaporítási fázis időtartamát az adott nyersvízjellemzők közül leginkább a hőmérséklet határozza meg. 7 °C-on már jelentősen csökkent a primer baktériumréteg kialakulásának sebessége, ami a víz hőmérsékletének 9—10 °C-ra való emelésével teljes mértékben kiküszöbölhető. 9—10 °C-on a szaporítási fázis időtartama 5—7 napban adható meg. A szaporítási fázist a felfutási szakasz követi, amikor is már fluidizációs üzemmódban, de még recirkulációs üzemmenet mellett történik a makroszkopikus biofilm réteg kialakítása. Időtartama szintén hőmérsékletfüggő, jellemzően 7 °C-on 14 nap, 13 °C-on pedig 6—7 nap. A bioreaktor beüzemelésénél különös jelentősége van az egyenletes fluidizációs áramképnek. A reaktor alján kialakított folyadékbevezető elem helytelen beállítása, ill. kialakítása esetén helyi turbulenciák megakadályozhatják az egyenletes biofilmképződést, lehetetlenné téve a reaktor stabil működését. A fluidizáció adott geometriájú bevezetőelem mellett egyenletesebbé tehető azzal, ha növeljük a homoktöltet mennyiségét. 3.3.-4 bioreaktor üzemszerű működtetése A beüzemelési szakasz végét a biofilmesedett reaktortöltet teljes oszlophossz menti kiterjedése jelzi. Ezzel kezdetét veszi az oszlop üzemszerű működtetése, amely rövidebb idejű regenerálási lépéssel befejezett működési ciklusok sorozata. A beüzemelés során a nitrátlebontó kapacitás felfutásával összhangban a recirkulációs vízáramot nullára csökkentjük. A reaktortöltet fluidizációjához szükséges 2000—2600 dm 3/h vízmennyiséggel — a lineáris vízsebesség 30,3—37,9 m/h — betáplált 200—500 g NO,"/h terhelés megfelelt a berendezései távolítási kapacitás tartományának. Kísérleteink során az alábbi kérdésekre kerestük a választ, ill. igyekeztünk üzemviteli tapasztalatokat nyerni. A regenerálás gyakorisága és ezzel összefüggésben a reaktorban tartott sejttömeg mennyiségének szabályozása Két lehetőséget vizsgáltunk meg, az expandált ágymagasság által vezérelt részregenerálást és a
