198160. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szerves szubsztrátumok anaerob kezelésére
17 198 160 18 energianyerésre használjuk-e fel, vagy pedig a szubsztrátumból kívánjuk a szerves anyagokat tisztítás céljából eltávolítani. A berendezésnek és annak előnyeinek ismertetéséhez mégis a két előbb említett célt kell figyelembe venni. A továbbiakban tehát tisztítóberendezésekről, illetőleg metángáz kinyerésére szolgáló reaktorokról beszélünk, az alábbi leírás során a szubsztrátum minőségének a különbözőségére is kitérünk. A szubsztrátumnak több osztályba való besorolását lehetne figyelembe venni — ahol az egyes osztályok teljesen oldott részecskéket tartalmazó szubsztrátumoktól egészen túlnyomó részt szilárd anyagokat tartalmazó szubsztrátumig terjedő osztályozás szerint vannak szétosztva. A szubsztrátum jellegének ilyen részletes ismertetése ezen leírás keretén belül nem lenne célszerű, ezért a továbbiakban a különböző szubsztrátumoknak csak a jellemző, meghatározó tulajdonságait vesszük figyelembe. A fentiekben ismertetett reaktor esetén a reaktoron már egyszer átvezetett és az aktív iszappal már részben összekevert szubsztrátmnot az újonnan bevezetett szubsztrátum hatására a 14 puffertérben lassan lefelé mozgatjuk, és végül a 7 belső hengerből kiszorítjuk. Az újonnan bevezetett szubsztrátum jellegétől függően a 14 puffertérben kezdődik meg a hidrolizálás, illetőleg optimalizált hőmérséklet esetén a már korábban megkezdődött hidrolizálás folytatódik. Ezáltal azoknál a szubsztrátumoknái, amelyek könnyen bontható, illetőleg túlnyomó részt oldott anyagokat tartalmaznak, jelentős pH-értékeltolódás következhet be a savas tartomány irányába. Mivel azonban a 14 puffertérben levő aktív metánbaktériumok az újonnan bevezetett szubsztrátum következtében lassan lefelé kényszerülnek, az így keletkező savas közegben a baktériumok nem sérülnek meg, mivel a savas közeg mindig az aktív metánbaktériumok fölött képződik. Ezáltal lehetséges az is, hogy a reaktorba előzetes kezelés, például semlegesítés nélkül erősen savas közegeket vezethessünk be, feltételezve természetesen azt, hogy szerves savakról van szó. A 7 belső henger által határolt 14 puffertérre azért is van szükség, mivel ez lehetővé teszi, hogy a 19 reakciótér felső tartományából a keverés során a 49 derítőkamrába kiszorított szubszlrátumhányad a 6 elosztószárnyakon keresztül a 15 elosztótérbe jusson. Ha a találmány szerinti reaktort tisztítóberendezésként használjuk, a 7 belső henger által határolt 14 puffertér nemcsak összekötést biztosít a 15 elosztótérrel, hanem jelentős szerepe van abban is, hogy a 14 puffertérben tárolódik a 49 derítőkamrából a 15 elosztótérbe kerülő, a 42 és 43 folyadékszintek közötti szintkülönbségnek megfelelő szubsztrátumtömeg utolsó része, és ez a tömeg, amelyet az aktív biomasszától messzemenően és teljesen leválasztott víz képez, a keverési folyamat befejeztél követően anélkül, hogy a biomasszával iszap formájában összekeveredne, ismét a 49 derítőkamrába vihető, és ezáltal lehetővé válik, hogy a reaktorból a 39 elvezető vezetéken keresztül viszonylag kevés biomassza távozzon el. A 15 elosztótélben találkozik először a 14 puffertérben tárolt, és a reaktorba újonnan, bevezetett anyag az ott levő biomasszával. A bekeverés a 41 és 43 folyadékszintek maximális különbségétől, és az. ebből fakadó maximális áramlási sebességtől függően a nagy áramlási keresztmetszetek — amelyeken .1 szubsztrátum a 49 derítőknmrából a 15 elosztótérbe jut - következtében a fellépő gyorsulási, eltérítési és súrlódási veszteségek ellenére is csak rövid ideig tart. Ezáltal érjük el azt, hogy hirtelen és igen intenzíven történik a keveredés. Ez a hirtelen történő keveredés lehetővé teszi, hogy olyan szubsztrátumokat is bekeverjünk, amelyeknek szerves savtartalma messze túl van azon a tartományon, amelyekben a metánbaktériumok még életképesek lehetnek. Ezt az áramlástechnikai szempontból turbulens bekeverési folyamatot áramlástechnikai szempontból nyugalmi állapotnak tekinthető fázis követi. Ekkor következik be a nehézségi erő hatására eg}' bizonyos szétválása az anyagoknak. A 49 derilőkamniból származó, a real toron már egyszer átvezetett biomasszával összekevert szubsztrátumot az újonnan bevezetett anyag tömegének megfelelően kiszorítjuk a 14 puffertérbői. Az ennek során fellépő áramlások a 11 elosztókamrában viszonylag igen kiesik, és ezért a leülepedést folyamatot gyakorlatilag nem is zavarják. Lokális, azaz. koncentrált és kis intenzitású bekeverések következtében az iszap nem sérül meg. Ennek a bekeverésnek az az előnye, hogy az anaerob szűrőknél és iszapréteges reaktoroknál alkalmazott speciális csőrendszeren keresztül történő elosztással szemben, hogy minden esetben biztosítja a teljesen egyenletes eloszlást, nem úgy, mint az említeti ismert rendszereknél, almi a keresztmetszet mentén pontszerű belépőnyílások következtében az anyag egyenletes eloszlása nem biztosítható. Nem áll fenn továbbá a találmány szerinti berendezésnél az a veszély, hogy az anyag elosztása ellenőrizhetetlenné és egyenlőtlenné válik a kimeneti nyílásoknál fellépő dugulások miatt, amely' k a hidraulikus ellenállást megváltoztatnák. Az anaerob szűrőknél és az iszaprétegcs reaktoroknál gyakran fellépő jelenség az is, hogy közvetlenül a kimeneti tartományban a pH-értékeltolódás olyan nagymértékű, hogy az aktív biomasszát már károsítja. Ez akkor következhet be, hogy ha egy adott ponton túlságosan gyorsan vezetjük he az anyagot, és ez a pont túlterhelődik. 11a egy ilyen hibát időben nem vesznek észre, előfordulhat az, hogy az aktív iszap elhal, mégpedig közvetlenül a belépőnyílás körzetében. Ezek a holt zónák a működés során fokozatosan növekednek mindaddig, míg a teljes reaktor működésképtelenné válik. A 19 reakciótér, ahogy ezt már korábban is említettük, egy áteresztő 16 közbenső fallal van a 15 elosztótértöl elválasztva, a 19 reakciótélben részben a 19 reakcióteret kitöltő 17 töltőtestek találhatók, amelyek fölött képződik a 18 iszapágy. Az áteresztő lő közbenső fal feladala, hogy a 17 töltőtestek és az u fölött található 18 iszapágy további süllyedését megakadályozza. A 16 közbenső falat oly módon kell kialakítani, hogy a bekeverési folyamat során a fölfelé áramló szubsztrátum irányában viszonylag kis ellenállást képezzen. A 17 töltőtesteknek két jelentős feladatot kell ellátniuk, egyrészt a biomassza számára hordozóanyagként szolgálnak, továbbá a 16 közbenső fallal együtt a fölötte található 18 iszapágynak a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10
