168464. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyvizek biokémiai oxigénező kezelésére kis iszaprecirkuláltatási aránnyal

3 168464 4 tási szennyvíz kezelése a kevert folyadékban 2500 ppm szuszpendált szilárdanyag-tartalom esetén napi 1 000 000 liter befolyó vízre 696 000 literes szellőztető tartályt igényel. Valamely aktivált iszapos rendszer lényegében baktériumok zárt közössége. Ha a baktériumtartalom szabadon változhat, a rendszer végül a biológiailag aktív szilárdanyag olyan maximális koncentrációján kerül egyensúlyba, amelyet az oxidálható anyag és oxigénellátás fenntarthat. Egyensúly esetén a sejtszintézisből adódó aktív szilárdanyag nyereség egyenlő a sejtbomlásból, a sejtmaradék oxidációjából és a túlfolyásból adódó aktív szilárdanyag veszteséggel. Általában a rendszert nem engedik egyensúlyba jutni, mert az egyensúlynak megfelelő szilárdanyag koncentráció nagyobb annál az értéknél, amelyet különböző okokból a legkedvezőbbnek tartanak. Ezért a szilárdanyag tartalmat folyamatosan vagy periodikusan csökkentik és azt a kevert folyadékban előre meghatározott, pl. 1500—3500 ppm tartományban tartják. Azok a főokok, amelyek miatt a korábbi eljárások az aktivált iszap szilárdanyag koncentrációját korlátozták, a következők: Először is a szilárdanyag koncentráció nagy a kevert folyadék lényegében nulla oldott oxigént tartalmazó zónáiban, különösen a szennyvíz bevezetésénél vagy annak közelében. Ha az oldott oxigénszint nullára csökken, az aktivált iszapos módszernél kívánatos aerob törzsektől a sejtszintézis a kevésbé kívánatos anaerob és fakultatív aerob törzsek felé tolódik el. Másodszor az oxigén oldódási sebességének fokozására és a szellőztető zónában a teljes oldott oxigénhiány kiküszöbölésére irányuló erőfeszítések gazdaságtalanul nagy szellőztető gáz kompressziósebességet eredményeztek. Továbbá az oxigén oldódásának növelésére nagyfokú mechanikai keverés alkalmazásakor a pelyhes baktérium agglomerátumok annyira diszpergálódnak, hogy az elfolyó víz zavaros és nagymennyiségű biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmaz. Harmadszor a kevert folyadék szilárdanyag tartalmának növekedése csökkenti a derítőben az ülepedési sebességet — ennélfogva a tartózkodási idő növelésére és eltávolítás előtt az iszap megfelelő tömörödésének biztosítására nagyobb derítő szükséges. Negyedszer a derítőben elért maximális iszapsűrűség kicsi. A sűrűség fordítva arányos a Mohlmon-féle iszaptérfogat indexszel, amelynek értéke általában 100 vagy annál több a recirkuláltatott iszap 10 000 ppm vagy annál kisebb összes szilárdanyag-tartalma esetén. Ötödször az iszap kis ülepedő- és tömörödőképessége a kevert folyadékban nagy szilárdanyag-tartalom elérésére nagy recirkuláltatási arányt tesz szükségessé. A betáplált szennyvíz mennyiség 100%-át megközelítő recirkuláltatás nagyon megnöveli a szellőztető tartályok és a derítő hidraulikus terhelését, ezért az üzem méretei nagyok. Hatodszor az elfolyó víz nem leülepedett szilárdanyag tartalma nő a szellőztetésnél alkalmazott szilárdanyag koncentráció növekedésével. Ez a derítő túlterhelése és/vagy a rendszerben levő fakultatív aerob baktériumok diszperz jellege miatt lehetséges. Hetedszer a derítőben hosszabb ülepedési idő alkalmazása a recirkuláltatott iszap sűrűségének növelésére az iszap „duzzadás"-ának problémáját okozza. A jelenséget az anaerob körülmények között a derítőben a hosszabb iszaptartózkodás eredményeként jelentkező denitrifikálásnak tulajdonítják. Ha „iszapduzzadás" előfordul, a derítőben fejlődő gázok az iszapréteget keresztülnyomják a felülúszó folyadékon és a túlfolyó gátja 5 felett. A derítőben fellépő duzzadást a Sphaerotilus mikroorganizmusnak is tulajdonítják, amelynek gyors szaporodását a sejtszintézis zónájában kis oldott oxigénszint elősegíti. Ez nemcsak az eljáráshoz szükséges szilárdanyagot fogyasztja el, hanem a befogadót is 10 erősen szennyezi. Még azokban az üzemekben is, ahol az iszap veszendőbe menését csökkentik vagy kiküszöbölik, a szellőztető zónában az éghető szilárdanyag koncentráció viszonylag kicsi, például 3000—4000 ppm. Az ilyen 15 üzemekben ismételten „iszapduzzadás"-t tapasztalnak, és legalább részben ez a jelenség felelős a szilárdanyag veszteségekért. A találmány célja olyan eljárás kidolgozása biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz, például ház-20 tartási szennyvíz kezelésére, amelynél a szellőztető zónában jelentős oldott oxigéntartalom mellett a szilárdanyag-tartalom nagy, a derítő zónában az ülepedési sebesség és iszapsűrűség nagy, az iszaprecirkuláltatási arány pedig kicsi. 25 A találmány tárgya eljárás biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz kezelésére legalább 0,55 éghető (szerves) szilárdanyag/összes szilárdanyag arányú baktériumtartalmú aktív iszappal érintkeztetve történő szellőztetéssel, mimellett a szellőztetés után a szilárd 30 anyagot koncentráljuk, és a koncentrált szilárdanyagot aktív iszapként a szellőztető zónába recirkuláltatjuk. Az eljárásra az jellemző, hogy a biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó szennyvizet, a 12 000—50 000 ppm összes szilárdanyag tartalmú iszapot és a legalább 35 50 tf% oxigént tartalmazó tápgázt valamely oxigénező zónában összekeverjük 4000—12 000 ppm összes szilárdanyag tartalmú kevert folyadék és felette legalább 300 Hgmm oxigén parciális nyomású gáz keletkezése közben, a keverést a folyadék legalább 0,15 kg BOI5

/kg 40 szervesanyag, nap átlagos oxidálható anyag/biomassza aránya mellett 20—180 percig folytatjuk legalább 3 ppm oldott oxigéntartalmú oxidált folyadék keletkezése közben, az oxidált folyadékot iszapra és derített elfolyó vízre választjuk szét, és az iszapnak legalább 45 egy részét az oxigénező zónába recirkuláltatjuk 0,1—0,5 iszap/biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó szennyvíz relatív áramlási arány mellett. Az oxigén gázt és a biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó vizet tehát 12 000—50 000 ppm összes 50 szuszpendált szilárdanyag tartalmú iszappal keverjük össze. 50 000 ppm-nél nagyobb koncentráció esetén a derítőben túl hosszú tartózkodási idő szükséges ahhoz, hogy az elválasztás mellett a leülepedett iszap elég tömör legyen. Az ilyen nagy recirkuláltatott iszap-55 koncentráció túl hosszú időre anaerob körülmények kialakulását is lehetővé teszi, ezáltal csökkenti a kezelési eljárás teljes hatásfokát. Másrészt viszont 12 000 ppmnél kisebb koncentráció 0,5-nél kisebb iszap/biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz térfogatarány 60 esetén nem biztosít elegendő szilárdanyagot a kevert folyadékban, mint az az 1. ábrából kitűnik. Például 12 000 ppm recirkuláltatott iszap szuszpendált szilárdanyag tartalom és 0,5 recirkuláltatott iszap/betáplált anyag térfogatáram (R/F) esetén a kevert folyadék 65 szuszpendált szilárdanyag tartalma 4000 ppm, ez a talál-2