198160. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szerves szubsztrátumok anaerob kezelésére
I 198 160 2 belső henger (7) felső pereme nyitott, amely a közbenső fal (8) és a reaktor zárófedele (3) közötti térbe benyúlóan van kiképezve, továbbá a belső henger (7) belső tere, célszerűen puffertér (14), alsó re'sze a reaktor fenéklemeze (2) fölötti részével van összekapcsolva, a fenéklemez (2) fölött levő térben áteresztő közbenső fal (16) van elrendezve, továbbá a reaktorban egy célszerűen túlfolyó csatornaként (35) kiképzett elvezetés van elrendezve, amelyre az elvezető vezeték (39) van csatlakozta1;va, továbbá a közbenső fal (8) alatti tér a közbenső fal (8) fölötti térrel legalább egy. célszerűen a közbenső falon (8)átvezetett 5 összekötő vezetéken (21) keresztül van összekapcsolva, ahol a közbenső fal (8) fölötti térben célszerűen egy hengeres elosztókamra (11) van elrendezve, amelybe az összekötő vezeték (21) torkollik. A találmány tárgya eljárás szerves szubsztrátumok anaerob kezelésére, amely szerves szubsztrátumok szilárd és oldott formában állnak rendelkezésre, ahol a reakció végtermékeit — pl. CH4, C02 biomassza -• összegyűjtjük és azután elvezetjük. A találmány tárgya továbbá berendezés az eljárás megvalósítására. Szerves szubsztrátumok anaerob kezelésére többféle berendezés ismert. Ezek a berendezések alapvetően két célt szolgálnak, vagy energia kinyerésére alkalmazzák őket, ahol is a szerves s/.ubszirátumből metángázt nyernek ki, vagy pedig a szerves anyagokat eltávolítják a szubsztrátum tisztításával. Jóllehet mindkét esetben közel azonos vegyi-biológiai reakciók zajlanak le, végső soron a gazdasági szempontok azok, amelyeknek alapján a berendezésben az eljárást lefuttatják a különböző követelményeknek megfelelően, mivel a cél alapján a berendezésnek a felépítése és működése valamelyest különbözhet. Szennyvizek anaerob tisztításának egy igen lényeges vonása az, hogy az oldott szerves szennyeződések nagy része nem kerül eltávolításra, mint ahogy egyébként az aerob szennyvíztisztításnál ez megtörténik, ahol is új sejtanyagok képződnek. Az anaerob tisztítás során az oldott szervesanyagnak csak igen csekély része használódik fel új sejtanyag képződéséhez, képzéséhez, és a maradék aktív szénvegyületek energiagazdag gázzá, metángázzá és széndioxiddá alakulnak át. Az anaerob eljárások során az energia nyeréséhez tehát oxigénbeviteire nincsen szükség, míg az aerob eljárásoknál az eljárás fenntartásúhoz oxigén bevitele szükséges. Az anaerob eljárás során a keletkező iszaptömeg lényegesen kevesebb és teljesen stabilizált. További nagy előnye az anerob eljárásnak, különösen évszakos üzem esetén az, hogy az anaerob iszap sok hónap során - még akkor is, hogyha nem vezetünk további szubsztráíumot hozzá - aktívan tartható, és újólag bevitt szubsztrátum esetén igen rövid időn beiül ismét igen nagy aktivitású lesz. Ennek az eljárásnak azonban hátránya is van, mégpedig az, hogy igen kevés a biomassza képződés, amely különösen a berendezésnek az üzembe helyezésekor és az iszap biológiai aktivitásánál jelent problémát. Ez azonban bizonyos fokig az eljárás megfelelő szabályozásával és megfelelő konstrukciós eleinek kialakításával kompenzálható. Ahogy a korábbiakban ezt már megemlítettük, az anaerob fermentáció során túlnyomórészt metánfcrinentációt értünk. Melléktermékként, például kénhidrogén és ammónlum majdnem mindig keletkezik, azonban ezeknek a mennyisége igen változó, és nem lehet nagy biztonsággal számítani. Ezeknek csak akkor tulajdonítunk jelentőséget, amikor különböző szubsztrátumoknái a felhalmozódásuk magára a 15 folyamatra negatív hatással van, vagy pedig a gáznak az elszennyeződésénél okoz. zavart. A metán-erjedés a mai technika állása szerint legkedvezőbben az lin. három fokozatú Bryant-féle modellben valósítható 2q meg, ahol az első fokozatban, az ún. hidrolízis-fermentáció során, a szénhidrátok, zsírok és fehérjék illékony zsírsavvá és alkohollá alakulnák át A következő fokozat a iiídrogénkép/.ő aectogén -fázis. valamint az ccctsav erjedési fázis, amelynek során a metánbaktériumok aktiválódnak. Ha azonban a savszint túlságosan magas, ez a baktériumok elhalását eredményezi, így a savképzést mindenképpen igen pontosan keli vezérelni és ellenőrizni. Az előbb említett három fokozatú eljárás harmadik fokozatában 0q az ecetsavbomlás következik be, illetőleg a redukciós metánképzés. A természetben előforduló metán-erjedés során, ilyen fordul elő a zsompokban, mocsarakban, kérődzők gyomrában, az előbb említett folyamatok egymás 35 mellett egymással gyakorlatilag egyidejűleg zajlanak le. Ahhoz, hogy ezen folyamatot gazdaságosan hasznosítható'/;') tegyék, szükség volt azonban arra, hogy a természetben lassan végbemenő metánfermentációt meggyorsítsák. A megfelelő kedvező peremfeltételek 40 megteremtése érdekében egy sor különböző, ún. anaerob reaktor került kifejlesztésre, amelyeknek segítségéve! a folyamat lezajlását próbálták optimalizálni. Kezdetben a legfontosabb paraméternek az opti- 45 malis és kedvező hőmérséklet betartását, valamint az új szubsztrátumnak a baktériumra való rávezetését tartották a legfontosabbnak. Igen hamar felismerték azonban azt, hogy a folyamat lezajlásának a sebessége nem növelhető tetszőlegesen. Eredetileg úgy 50 gondolták, hogy egy ún. „tiszta kultúra” nevezetesen „Bacillus methagenis” a bevitele a folyamat igen kedvező lezajlását eredményezi. Igen hamar felismerték azonban azt, hogy a megfelelő folyamat lezajlásához nem elegendő a methagenis Bacillus számára kedvező feltételeknek a biztosítása, hanem az ezen kívüli további reakciófolyamatokat is messzemenően figyelembe kell venni, mégpedig azokat, amelyek a végső inetánképzésnél jelentősek- Ez a felismerés vezetett az ún. kétfokozatú modell kialakításához, ahol az egyik fokozat a savképzés, a másik pedig a metánképzés. A két fokozat két különböző sebességgel zajlik le. Azonban n savkép/és és a savképzéskor fellépő pll-érték eltolódás a metánképzésre kedvezőt- 05 lenül hat, mégpedig fékezi azt, további nem ellen-2
