168462. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz többfokozatú oxigénezésére

9 168462 10 elfolyó víz áramlását általában nem szabályozzuk, és az széles határok között ingadozik a nagy nappali és kis éjszakai értékek között. Az oxigén tápgáz sebessége könnyen szabályozható a 21 szabályozószeleppel. Azokban a kiviteli változatokban, amelyekben az aktivált iszapot az első gázzal oxigénező fokozatba recirkuláltatjuk, a recirkuláltatási arány szabályozható a szennyvíz mennyiségének megfelelően. Ez a szabályozás az aktivált iszapot recirkuláltató szivattyú, pl. a 4. ábra szerinti 43 szivattyú sebességének a változtatásával jár együtt. A szellőztető gáz keverési sebessége a keverő eszközzel, pl. az 1. ábra szerinti 18 keverővel, a 3. ábra szerinti 31 sugárirányú tüskékkel és a 4. ábra szerinti recirkuláltató 34 szivattyúval közölt energiával szabályozható. Ha a fluidum áramlások további szabályozása szükséges, a felhasználatlan oxigéntartalmú gáz útjában, pl. az 1. ábra szerinti 22 és 23 vezetékekben szabályozószelepek alkalmazhatók. Hasonlóképpen szabályozószelepek alkalmazhatók a fokozatok között az oxidált folyadék-szilárdanyag keverék áramlási útjában. Előrelátható azonban, hogy a legtöbb találmány szerinti kiviteli változatnál megfelelő áramlásszabályozást fognak biztosítani az adott méretű nyílások, és az áramlás a fluidum nyomásának függvénye lesz. A 4. ábra szerinti változatnál a gázt és a folyadék-szilárdanyag keveréket is valamennyi fokozatban visszatartjuk, és a fluidumok egyikét a másikkal szemben áramoltatjuk. így a fokozatok közötti átviteli idővel összehasonlítva a fokozatokban a fluidumok tartózkodási ideje hosszú. A találmány szerinti többfokozatú folyadék-szilárdanyag keverék áramlási változatnál, amelynél az oxigén előnyösen a 4. ábra szerinti módon egyenáramban, vagy ellenáramban áramlik, a folyadék-szilárdanyag keverék teljes érintkeztetési vagy tartózkodási ideje 20—180 perc. A legtöbb esetben ez az érintkeztetési idő a biomasszára vonatkozik, mivel ez az az anyag, amely a teljes többfokozatú oxigénezőrendszeren keresztül halad, tekintet nélkül arra, hogy az elfolyó vizet hol vesszük el. Annál a kiviteli változatnál, amelynél valamennyi oxigénező fokozat a derítő előtt van, az érintkeztetési időt az oxigénező kamrák teljes folyadéktérfogata alapján számítjuk. Ha a biokémiai úton oxidálható anyagban kimerült felülúszó folyadékot az oxidált folyadékszilárdanyag keveréktől közbenső fokozatban, pl. érintkeztető-stabilizáló fokozatban választjuk el, adott mennyiségű biokémiai úton oxidálható anyag és biomassza összegének a teljes érintkeztetési idő a közbenső derítő előtti és utáni érintkeztetési idők összegével egyenlő. A derítő előtti érintkeztetési időt úgy számítjuk ki, hogy a derítő előtti oxigénező kamrák folyadéktérfogatát a biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó belépő víz és a recirkuláltatott aktivált iszap együttes térfogatáramával osztjuk. A derítő utáni érintkeztetési időt úgy számítjuk ki, hogy a derítő utáni oxigénező kamrák folyadéktérfogatát a derítőből a következő oxigénező kamrába áramló iszap térfogatáramával osztjuk. Adott többfokozatú kiviteli változatnál a teljes érintkeztetési idő attól függ, hogy az autooxidáció (endogén légzés) növelendő-e. Ha az eljárás egyetlen célja a biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó belépő víz oxidálható anyagtartalmának asszimilálása és oxidálása, viszonylag rövid érintkeztetési idő elegendő. Kísérleteinkben a biokémiai úton oxidálható anyag csaknem tökéletes oxidációját értük el két fokozatban 99,5 %-os oxigéntartalmú tápgázzal, egyenáramú folyadék-szilárdanyag áramlás és az egyes fokozatokban 37,5 perc érintkeztetési idő alkalmazásával. A második fokozatból távozó víz biokémiai úton oxidálható anyag-5 tartalma kicsi (20—25 ppm) volt, az iszap stabilizált és jól ülepedett. Autooxidációt is alkalmazó másik kísérletben a három fokozatban a teljes tartózkodási idő 2,5 óra volt (50 perc/fokozat), egyenáramú áramlást és a harmadik fokozat után (lásd: 4. ábra és 1. táblázat) derítőt 10 alkalmazva. Autooxidációt, egyenáramú négy fokozatot és a negyedik fokozat után derítőt alkalmazó további kísérletsorozatban a teljes érintkeztetési idő 2,7 óra volt (40,5 perc/fokozat). Az is nyilvánvaló, hogy az azonos jellemzőkkel rendelkező hatfokozatú rendszer 15 teljes érintkeztetési ideje 1,5 óra lehet (15 perc/fokozat). Az oxigén abszorpcióhoz és a biokémiai úton oxidálható anyag asszimilációjához legalább 20 perc teljes érintkeztetési idő szükséges. 180 percnél kisebb teljes érintkeztetési idő jelentősen csökkenti az iszaptermelést, 20 ülepedési problémák nem jelentkeznek, ugyanakkor még jelentősen csökkenti a szellőztető kamrák kapacitását a korábbi eljárásokkal összehasonlítva. A jelenleg levegős szellőztetéssel működő aktivált iszapos üzemeknél a teljes érintkeztetési idő 180—360 perc. 25 Az említett érintkeztetési idők alkalmazása kielégítő legfeljebb 300 ppm biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó viszonylag kis koncentrációjú háztartási szennyvizek esetén. Kémiai üzemekből származó nagyobb koncentrációjú szennyvizek esetében hasonló 30 tisztaságú elfolyó víz eléréséhez hosszabb érintkeztetési idők szükségesek. Előnyös a' folyadék-szilárdanyag keverék oldott oxigéntartalmának legalább 0,5 ppm értéken tartása is a többfokozatú kiviteli változat első gázzal oxigénező 35 fokozatában. Az első fokozatban a biomassza az oldott oxigént gyorsan felhasználja, így az oldott oxigénszint még akkor is kis értékű, ha az oxigén nagy sebességgel oldódik. A fent említett háromfokozatú kísérletnél megfigyeltük, hogy az első fokozat oldott oxigén szintje 40 esetenként 0,5 és 1,0 ppm között volt. Az oldott oxigén szint azonban az egymást követő fokozatokban gyorsan növekszik. Az első gázzal oxigénező fokozatban legalább 3000 ppm éghető (szerves) szuszpendált szilárdanyagtartalom és 0,5 ppm kis oldott oxigén szint még nem 45 jelenti szükségszerűen azt, hogy oxigénben szegény (közel anaerob) körülmények uralkodnak. Ez csupán azt jelzi, hogy az oxigénkezelés sebességét az anyagátvitel korlátozza, és még nagyobb oxigénezési sebességek érhetők el, ha hatásosabb szellőztető áll rendelkezésre. 50 A korlátozott anyagátviteli körülmények elkerülésére az első gázzal oxigénező fokozatban 2 ppm vagy annál nagyobb oldott oxigén szint fenntartása előnyös. Ennek a fokozatnak az oldott oxigén szintje előnyösen 5 ppm alatt legyen a gazdaságosság érdekében a felesleges 55 energiafelhasziálás elkerülésére és az ülepedőképesség előmozdítására. A túlzott mértékű keverés révén a pelyhek nagymértékű kopása rontja azok ülepedőképességét, bár az egymást követő gázzal oxigénező fokozatokban a derítést megelőzően bizonyos mértékig a baktériumok 60 újra agglomerizációja is előfordulhat. A találmány szerinti eljárás előnyeit a 4. ábra szerintihez hasonló rendszer és szennyvízként háztartási szennyvíz alkalmazásával végzett kísérletsorozatban szemléltetjük. A kísérletben három oxigénező fokozatot alkalmaz-65 tunk, és a harmadik oxidált folyadék-szilárdanyag keve-5