164264. lajstromszámú szabadalom • Berendezés szubsztrátumok aerob fermentációjára
3 164264 4 c) a reaktorban minden gázbevezető szint célszerűen terelőlemezzel és áramlásterelő berendezéssel van ellátva. Nyilvánvalóvá vált, hogy az eddig alkalmazott 5 megoldásokat mint pl. nagymennyiségű oxigéntartalmú gáznak a szubsztrátumba történő bevitelével, az oxigéntartalmú gáznak a szubsztrátumba való finom bevitelével és finom eloszlatásával, a gázzal kezelt szubsztrátum erőteljes keverésével vagy a JQ gázbuborékok és a szubsztrátum között hosszú érintkezési idő fenntartásával a mikroorganizmusok átalakító működését megszabó oxigénellátás csak kis mértékben javítható. A mikroorganizmusok átalakító tevékenységének i5 jelentős fokozása csupán a találmány szerinti megoldásával vált lehetségessé, amikoris a nagyobb fajlagos biológiai átalakítóképesség elérése céljából kedvezőbb mikrobiológiai élet- és szaporodási feltételeket biztosítunk az oxigén folyadékfázisba 2 n történő beviteli sebességének növelésével úgy, hogy a biológiai reakciótérbe bevitt oxigéntartalmú gázt a folyadékfázison kérészül megtett útja során többször is átalakítjuk felületileg újraképződő gázbuborékokká, és ezáltal az állandóan jelenlévő 2 5 gázbuborékok és a folyadékfázis érintkezési idejét kis értéken tartjuk. A gázbuborék-felület állandó újraképződése azért előnyös, mert különben egy, az oxigénátvitelt gátló stacioner határréteg alakul ki a gázbuborékok és a 30 folyadékfázis között, amely a nagy specifikus biológiai aerob átalakulás előfeltételét, a mikroorganizmusok kielégítő oxigénellátását gátolja. A folyadékfázis fokozott oxigénfelvétele mellett az is követelmény, hogy az oxigén a folyadék- 35 fázison belül gyorsan jusson el az élő mikroorganizmus-sejtekhez, amelyet úgy érünk el, hogy a folyadékfázis és az oxigéntartalmú gáz keverékét egy sor nyíró szakaszon préseljük át, ami által a folyadékfázis intenziven összekeveredik, és egyúttal 40 a gázbuborék-felületek is folyamatosan újraképződnek. Az energiafelhasználás minimumra csökkentése céljából a gázbuborékok felületének a lehető legrövidebb időközökben történő újraképzése és a 45 folyadékfázis intenzív keverése érdekében az oxigéntartalmú gáz és a folyadékfázis keverékét többször meghatározott helyzetű kényszeráramba vezetjük. A szubsztrátumok aerob fermentációjánál eddig 50 alkalmazott tartályméretekkel, különösen a szennyvizek tisztításánál szokásos nagy alapterületű medencékkel ellentétben az eljárás megvalósítására alkalmas gázbevezető berendezés viszonylag kis térfogatú reaktorból áll. Emellett az energiafelhasz- 55 nálás csökkentése érdekében célszerűen kis átmérőjű keverőművet használunk, míg a keverőmű fordulatszámát az ekvivalens kerületi sebesség elérése céljából emeljük. A mellékelt rajz a talámány szerinti megoldás gn végrehajtására alkalmas példakénti berendezés sematikus ábráját mutatja be hosszmetszetben. Hangsúlyozzuk, hogy az oltalmi kört nem kívánjuk az ábrázolt kiviteli módra korlátozni, sőt a találmány keretén belül sok változat lehetséges. 55 Az 1 gázbevezető reaktorban (amelynek csak a körkörös részét ábrázoltuk) található a 2 gázbevezető cső, valamint középen a 3 hajtótengely, amelyre szintenként egymás fölé a 4 keverő van erősítve. Keverőmű alkalmazása esetén a 4 berendezés karokat jelöl, szivattyús keverőműnél pedig szivattyú-futókerekeket. A 4 keverők az 5 lyukkoszorúba futnak. Keverőmű alkalmazása esetén az 5 szerkezeti elem egy hengert jelöl, szivattyús keverőberendezés esetében pedig a szivattyútok átlyukasztott körkerületét. Az 5 lyukkoszorúra a 3 hajtótengellyel ellentétes oldalon jobbra hajló 6 terelőlemez van erősítve. A 7 reaktorfalon minden gázbevezető szinten meghatározott elrendezésben 8 áramlásterelő berendezés található, amelyen keresztül a vonalkázott, nyilakkal ellátott vonalak irányában vezetjük a folyadékfázist. A találmány szerinti berendezés előnyeinek szemléltetésére az alábbi példákat adjuk meg. 1. példa (a technika állásának megfelelő megoldás) Szerves vegyipari üzemekből származó, 3900 mg/l BSBS értékű szennyvizet tápanyag-sók hozzáadásával és a szubsztrátumspecifikus pH-érték pontos betartása mellett egy tartályban folyamatosan levegőztetünk és keverünk. A fenti megoldással a tényleges tartálytérfogat 1 m3 -ére számítva napi 7,5 kg BSB 5 értéknek megfelelő anyag specifikus biológiai lebontása érhető el. A lebontási hányados 87%. 2. példa (a találmány szerinti megoldás) Szerves vegyipari üzemekből származó, 8000 és 12000 mg/l BSBS értékű, jelentős részben nehezen lebomló anyagot tartalmazó szennyvizeket tápanyag-sók hozzáadásával és a szubsztrátumspecifikus pH-érték pontos betartása mellett a találmány szerinti gázbevezető reaktorban folyamatosan levegőztetünk és keverünk. A fenti megoldással a tényleges tartálytérfogat 1 m3 -ére számítva naponta legalább 70 kg BSB 5 értéknek megfelelő anyag specifikus biológiai átalakítása érhető el. A lebontás foka 96%-nál nagyobb érték. A fajlagos energiaszükséglet kb. 1,1 kWó/kg lebontott BSB5 (azaz 1,1 kWó/kg bevezetett oxigén). A bevezetett levegő oxigéntartalmát 50 %-nál nagyobb mértékben hasznosítjuk. Szabadalmi igénypontok: 1. Berendezés szubsztrátumok aerob fermentációjára, azzal jellemezve, hogy gázbevezető csővel (2) ellátott reaktora (1) van, amely egy többfokozatú keverővel és a keverőmű (4) 2
