168462. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz többfokozatú oxigénezésére
14 A nap Bnap Cnap 13. nap átlaga Oldott oxigénszint (ppm)* 1. fokozat 2. fokozat 3. fokozat Oxigén betáplálási sebesség az 1. fokozatban (liter/óra) (kg 02 /óra) Oxigén elszívási sebesség a 4. fokozatból (kg/óra) Átlagos oxigén abszorpció (%)* Oxigénező gáz elemzés (%) 1. fokozat 02 2. fokozat 02 3. fokozat 02 Áramlási térfogatarány az 1. fokozatban (02 /nyersvíz + recirkuláltatott iszap) Teljes energiafelhasználás (kW) Terhelési szint (kg 02 /kWó) 1,3 2,2 6,1 430 0,53 0,20 0,19 0,085 0,6 1,0 1,6 445 0,55 0,092 83,1 90,4 83,4 75,3 0,21 0,19 0,091 0,7 1,0 4,2 512 0,64 0,066 89,7 90,3 83,5 74,3 0,26 0,20 0,097 0,6 1,2 4,0 . 454 0,56 85 90,0 83,5 74,2 0,22 0,19 0,091 * Ezek az értékek nappal (reggel 9-től este 9-ig) vett mintákra jellemzőek. A többi biokémiai úton oxidálható anyagtartalom 24 órás időszakra vonatkozik. * * Délelőtt 11-től délután 4-ig terjedő kis oldott oxigéntartalmú periódusban mért értékek. Mint korábban említettük, előnyös az oxidált folyadék-szilárdanyag keveréket a felhasználatlan oxigéntartalmú gázzal egyenáramban áramoltatni fokozatról fokozatra. Ez azért meglepő, mert a legtöbb anyagátadó rendszer ellenáramú. Az egyenáramú áramlás előnyeit az 5—8. ábrák szemléltetik, amelyek adatait számítottuk, de azok a ténylegesen elvégzett kísérletekben kapott értékek extrapolálásán alapulnak. A rendszer hat gázzal oxigénező fokozatot tartalmaz különböző tisztaságú tápgázok és oldott oxigénszintek mellett. Az oxidált folyadék-szilárdanyag keveréket a 4. ábrával analóg módon az oxigéntartalmú gázzal vagy egyen- vagy ellenárammal áramoltattuk. Feltéve, hogy a rendszerrel naponta 13,6 X106 liter 250 ppm biokémiai úton oxidálható anyagtartalmú háztartási szennyvizet kezelünk az első kevert folyadékban (tápvíz + recirkuláltatott iszap) 4000 ppm illékony szuszpendált szilárdanyagtartalom és a hat fokozatban 120 perc teljes érintkeztetési idő mellett, a következő eredményeket kapjuk. Az 5—7. ábrákon az A görbe az előnyös egyenáramú áramlásnak, B görbe az ellenáramú áramlásnak megfelelő adatokat képviseli. Az ábrák az oxigénbetáplálás sebességének függvényében a baloldali ordinátán a százalékos oxigén abszorpciót (2 ppm oldott oxigén szint mellett), a jobboldali ordinátán a teljes évi szellőztetési (üzemeltetési és beruházási) költségeket szemléltetik, az utóbbi értékeket egy elég nagy összegre vonatkozó 100 költségegységre normalizáltuk. Az 5—7. ábrákon a C görbék a baloldali ordinátán az oxigénfelhasználást szemléltetik az oxigénbetáplálási sebesség függvényében. Ehhez az összehasonlításhoz az oxigénfelhasználást azonosnak tekintjük egyenáramú és ellenáramú működés esetén, és az ennek a felhasználásnak az eléréséhez szükséges energiát számítjuk. Az 5—7. ábrák az egyenáramú áramlás lényeges előnyét mutatják az ellenáramú áramlással összehasonlítva nagy oxigénbetáplálási sebességtartományban és a talál-7 168462 mány szerinti tápgáz tisztaság teljes tartományában. A 2. táblázat mennyiségileg szemlélteti ezt az előnyt 2,48 kmol 02 /óra jellemző betáplálási sebesség esetén. 2. táblázat Tápgáz és oldott oxigén Normalizált teljes évi szellőztetési költség egyenáram ellenáram 99,5% 02 , 2 ppm (5. ábra) 60% 02 , 2 ppm (6. ábra) 80% 02 , 8 ppm (7. ábra) 64 69,5 67,5 66 78 77,5 A 8. ábra a 3. táblázatban összefoglalt feltételek mellett a teljes évi szellőztetési költségek normalizált értékeit hasonlítja össze a találmány szerinti oxigén tápgáz tisztasági tartományban annak függvényében. 5Q 3. táblázat D görbe egyenáram és 2 ppm oldott oxigén E görbe ellenáram és 2 ppm oldott oxigén F görbe egyenáram és 8 ppm oldott oxigén ce G görbe ellenáram és 8 ppm oldott oxigén A görbék használatának példakénti magyarázatául az 5. ábrából leolvasható, hogy 99,5%-os oxigén tápgáz, 2 ppm oldott oxigén szint és egyenáramú rendszer esetén 60 az optimumnak megfelelő értékek: 2,18 kmol/óra oxigén betáplálási sebesség, 95%-os oxigénfelhasználás és a megfelelő normalizált teljes szellőztetési költség 58. A 8. ábrán összefoglalt egyenáramú és ellenáramú áramlás optimális értékeit számszerűleg a 4. táblázatban 65 szemléltetjük.
