180967. lajstromszámú szabadalom • Aerob/anaerob szennyvíztisztítási- és iszaprothasztási eljárás
21 180967 22 lebontási reakció megnövekedett sebessége miatt az aerob zónában gáz alakú reakciótermékként jelentős mennyiségű széndioxid keletkezik. Miután az aerob termofil rothasztásra jellemző magas hőmérséklettartományba a széndioxid oldhatósága viszonylag alacsony, jelentős mennyiségű széndioxid kerül az aerob zóna gázterébe, és ezáltal csökken a levegőztetéshez felhasznált gázban az effektiv oxigénkoncentráció. Ezenkívül a termofil hőmérséklettartományban a rothasztási zóna gázfázisában az oxigén koncentrációját tovább csökkentjük a levegőztető gáz vízgőztartalma, amely annak tulajdonítható, hogy ilyen magas hőmérsékleten a víz gőznyomása viszonylag magas. A fenti hatások lényegesen csökkentik az oxigén tömegtranszportjának hajtóerejét a gázfázisból az iszapba a +ermofil zónán belül. A folyékony iszapba irányuló oxigén tömegtranszport hajtóereje ezenkívül annak következtében is csökken, hogy a termofiltartománynak megfelelő magas hőmérsékleten az oxigén oldhatósága alacsonyabb. Az eddigiekben részletezett okok miatt az idézett Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint a termofil zónába bevezetett oxigéntartalmű gáz előnyösen legalább 80 térfogat % oxigént tartalmaz. Ilyen működési feltételek mellett a termofil zónából elvezetett levegőztető gáz előnyösen felhasználható oxidálógázként az aktivált iszap másodlagos kezelése során. A 2. ábrán a találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módját szemléltetjük, amely azt illusztrálja, hogy az idézett Amerikai Egyesült Allamok-beli szabadalmi leírás kitanítása valóban előnyösen kapcsolható a találmány szerinti eljáráshoz. A 2. ábrával szemléltetett eljárás során a BŐD tartalmú víz például csatornavíz a 101 vezetéken keresztül lép be a 102 levegőztető zónába. A legalább 40 térfogat % oxigént tartalmazó gázt a 102 zónát a 118 (szaggatott vonal) vezetéken keresztül éri el, míg a recirkulált aktivált iszap a 102 zónába a 108 vezetéken keresztül kerül bevezetésre a 109 szivattyú segítségével. A 102 fedett levegőztető zónába kerül bevezetésre a 151 sűrítő felülúszó folyadékfázisa is, mégpedig a 150 vezetéken keresztül. Az ábrán a folyadék és iszapáramokat folyamatos, míg a gázáramokat szaggatott vonalakkal jelöljük. Az egyszerűség kedvéért nem ábrázoljuk a szelepeket, de ezek megfelelő elhelyezése átlagos tudású szakember számára nem jelenthet problémát. A 102 zónába bevezetett anyagáramokat a 103 agitációs eszköz segítségével bensőségesen elkeveijük egymással. Az agitációhoz például motormeghajtású lapátkerekeket használhatunk, amelyeket a folyadék felületéhez közel vagy a folyadék felszíne alá merítve helyezhetünk el. Az oxigéngáz bevezetése a 118 vezetéken keresztül a folyadék felszíne alá vagy fölé egyaránt történhet. Az ilyen jellegű berendezések jól ismertek a terület szakemberei számára. Kiválasztásuknál általános alapelv, hogy a folyadékok között lehetőleg nagy kontakt felületeket kell biztosítani minimális munkaráfordítás mellett. Ha az oxigéngázt a folyadékba keverjük vagy diffundáljuk, a buborékoknak kisméretűeknek kell lenniök annak érdekében, hogy teljes felületük nagy és úszóképességük kicsi legyen. Az oxigén oldódását is elősegíthetjük oly módon, hogy a gáz diszpergálására szolgáló eszközt a vízbe merítjük olyan mélységig, ahol már jelentős hidrosztatikus hatás mutatkozik. A gyakorlatban legelőnyösebbnek talált eszközöket úgy alakítják ki, hogy a 102 levegőztető zónában az egyik folyadék folyamatosan recirkuláljon a többi folyadékkal szemben. így például a levegőztető zóna gázteréhez egy kompresszort csatlakoztathatunk (az ábrán nincs feltüntetve) alkalmas vezeték segítségével, és így a levegőztető gázt a zóna alsó részébe recirkuláltatjuk és egy szokásos porlasztó eszköz segítségével kis gázbuborékokat juttatunk a folyadékba. Egy alternatív eljárás szerint a fent említett keverőeszközöket felületi levegőztető lapátkerekekkel összekapcsolva is felhasználhatjuk. A levegőztető eszközök osztályozása szokásosan az úgynevezett „standard levegőszállító hatékonysággal” történik, amely megadja, hogy az eszköz 20 °C-on 1 atm nyomáson mennyi oxigént képes feloldani levegőből oldott oxigént nem tartalmazó csapvízben. Azok az eszközök megfelelőek, amelyek hatékonysága legalább 1,51b. oxigén/óra előnyösen 1,4 lb. oxigén/óra. Ebben az esetben az eszköz osztályozásához felhasznált teljesítményérték magában foglalja a folyadék keverésére és a gáz és folyadékfázis érintkeztetésére felhasznált teljes teljesítményt. A kevert folyadékkal érintkeztetett oxigén menynyiségét és az érintkeztetés idejét úgy választjuk meg, hogy a kevert folyadék oldott oxigéntartalmát (DO) legalább 0,5 mg/liter értéken tartsuk. Ugyanakkor a folyadék hőmérsékletét legalább 15 °C-on tartjuk, ami azt jelenti, hogy hideg időben szükség van valami eszközre, amely megakadályozza a 102 levegőztető zóna lehűlését. Erre a célra megfelel például a 101 vezetéken belépő szennyvíz felmelegítése. A 102 levegőztető zóna felépítése és működése leírásra kerül például a 3 547 811, 3 547 812 és a 3 547 815 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban. A kevert és oxigénezett folyadékot elvezetjük a 102 levegőztető zónából. A 104 vezetéken keresztülvezetett folyadékot a 105 tisztítóban egy tisztított felülúszó folyadékfázisra és egy aktivált iszapfázisra különítjük. A fel nem használt oxigéntartalmú gázt a 102 levegőztető zónából a 119 vezetéken keresztül vezetjük el és például közvetlenül kiengedhetjük a környező légtérbe. A kiengedés sebességét úgy állítjuk be, hogy az elvezetett gáz oxigéntartalma ne haladja meg a fedett aerob zónába bevezetett teljes oxigénmennyiség 40%-át. Visszatérve a 105 tisztítóra, a felülúszó tisztított folyadék elvezetése a 106 útvonalon, míg az aktivált iszap lecsapolása a 107 útvonalon történik, amely körülbelül 10 000-40 000 mg mikroorganizmust tartalmaz a teljes szuszpendált szilárdanyag-tartalom (MLSS) 1 literére számítva. Az aktivált iszap túlnyomó részét, azaz legalább 85%-át a 108 vezetéken keresztül a 109 szivattyú segítségével visszavezetjük a levegőztető zónába olyan sebességgel, hogy a recirkuláltatott iszap sebességének a tisztítandó szennyvíz sebességéhez viszonyított aránya (térfogati sebesség) 0,1 és 0,5 között legyen. A 102 levegőztető zónába történő beáramoltatás sebessége előnyösen olyan, hogy a zónában a teljes szuszpendált szilárdanyag-tartalom (MLSS) 4000 és 12 000 mg/liter és az illékony szuszpendált szilárdanyag-tartalom (MLVSS) 3000 és 10 000 mg/liter között legyen. A 102 levegőztető 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
