200433. lajstromszámú szabadalom • Merülőtest, különösen biológiai szennyvíztisztítási műveletek végrehajtásához
1 HU 200433 A 2 A találmány merülőtestre vonatkozik, amely elsősorban biológiai szennyviztisztitási műveletek, valamint fermentációs folyamat végrehajtásához alkalmazható. A merülótestes szennyviztisztitó berendezések a merülótárcsás berendezések továbbfejlesztett változatainak tekinthetők, amelyekre nagyobb fajlagos felület - és ezáltal nagyobb fajlagos teljesítmény, vagy tisztítási hatásfok -, valamint kisebb fajlagos anyagigény - és ezáltal olcsóbb konstrukció - jellemző. Ugyanakkor közös jellemzőjük, hogy a többi biológiai szennyviztisztitási eljárásnál lényegesen kisebb a fajlagos energiaigényük, annak köszönhetően, hogy a merülótárcsás, vagy merülőtestes szennyvíztisztításban nem a tisztítandó szennyvizet, hanem csak a biofilm-hordozó merülötárcsákat, vagy merülótesteket mozgatják a szennyező anyagok és a mikroorganizmusok érintkeztetése és a mikroorganizmusok lélegeztetése céljából. A kis fajlagos energiaigény miatt a merülótárcsás vagy merülótestes szennyviztisztitási technológia - az energiaárak állandó növekedése miatt - egyre nagyobb mértékben terjed, már csak azért is, mert a technológiának egyéb előnyei is vannak, nevezetesen a cseppelhordás nélküli üzemeltetés, a szag- és zajmentesség, valamint az érzéketlenség a terhelés ingadozására. A technológia rohamos terjedése világszerte felvetette a konstrukció továbbfejlesztésének az igényét. A félig vízbe merülő forgó tárcsák viszonylag kis fajlagos felületűek, és alaktartó kivitelezésük meglehetősen nagy fajlagos anyagfelhasználást igényel. A fejlesztés egyik első fázisában a merülötárcsákat nemcsak forgó tengellyel kötötték össze, hanem számos helyen, a tárcsák teljes felületén is. így a tárcsák vastagsága csökkenthető, és ugyanakkor megnövekszik az egységnyi térfogatba beépített biofilm-hordozó felület. így már merülótestek jönnek létre, amelyeket egybefüggő, félig a vízbe merülő, forgó, henger alakú testek alkotnak, amelyek a mikroorganizmusok megtelepedésére alkalmas belső üregrendszert tartalmaznak, amelyeket a tisztítandó szennyvíz és a levegő jól át tud járni. Az ilyen merülőtestekre néhány tizedmilliméteres műanyaglemez-falvastagságok, és néhány centiméteres csatornaátmérők vagy -átlók jellemzők. Az üregeknek ugyanis a merülótest belsejében csatornákat kell alkotniok, különben az elöregedett, leváló mikroorganizmusok eltávozása a merülőtestból nem biztosítható. A csatornáknak a merülótest sugarával lehetőleg minél nagyobb szöget kell bezárniok a forgás közben fellépő hidraulikai ellenállás csökkentése és a jó átöblítés céljából. Amint erre fent utaltunk, a merülótesteket általában műanyag profillemezekből gyártják, mégpedig vagy úgy, hogy a profillemezeket a forgó tengelyre feltekercselik, ami speciális gyártástechnológiát, illetve szerszámot kiván; vagy pedig a profillemezeket tortaszelet alakú testekké ragasztják össze, és e testeket egy dobkeretbe befogják. A 4 692 241. számú USA szabadalmi leírás szerinti merülótest lamellákból álló betétt'estjei úgy vannak kialakítva, hogy a lamellák rudakra vannak felfűzve, és a szomszédos lamellák között távtartó elemek vannak. így a lamellák között labirint-rendszert alkotó rések alakulnak ki. E megoldásoknak több hátránya van. Nevezetesen: a rudak megnövelik az áramlási ellenállást; esetleges sérülések miatt a javítás vagy csere céljából a szegmenseket szét kell szedni, és újra össze kell rakni; a rudak átvezetésére szolgáló lyukak az üzemelés során - minthogy a szegmens imbolyog a forgástengelyen elóbb-utóbb kitágulnak, ami végülis a merülőtest tönkremeneteléhez vezet; végül hátrányt jelent a merülőtest szerkezeti bonyolultsága is. A dobkeretbe befogott merülőtest-tömbök - bár egyszerű szerkezetek, könnyen és olcsón gyárthatók - általában meghibásodásra hajlamosak. A tortaszelet alakú merülötest-tömbök és a dobkeret a gyakorlatban soha nem illeszhetök tökéletesen egymáshoz, aminek következtében a merülótest-tömbök forgás közben - hacsak tizedmillimétereket is - mozognak a dobkeretben. Ez a minimális mozgás meglehetősen gyakran - a merülótest évi egy-két millió fordulata alatt - a tömbök tönkremenetelét eredményezi. További problémát jelent a merülótest sugarára merőleges átömlőcsatornákba a viz és a levegő bevezetése, és onnan történő kivezetése. E célból a dobkereten általában távtartó elemeket helyeznek el, amelyek lehetővé teszik, hogy a tortaszelet alakú merülőtest-tömbök között a tisztítandó szennyvíz és a levegő szabadon áramoljék. A dobkeret azonban az egész merülótestet szerkezetileg bonyolultabbá teszi, ami azzal a további hátránnyal is jár, hogy megnövekszik a merülótest idő előtti tönkremenetelét okozó illesztéseknek a száma. A találmány feladata, hogy olyan, alapvetően a biológiai szennyvíztisztításban használható, forgatható merülótestet szolgáltasson, amely a jelenleg ismert hasonló célú megoldásoknál olcsóbban és egyszerűbben állítható elő, ugyanakkor élettartama hosszabb, megbízhatósága nagyobb, és kifogástalanul lehetővé teszi a folyadék és levegő rajta keresztül történő átáramlását. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a belső csatornákkal rendelkező, műanyag tömbökből felépített merülótestek fent részletezett hiányosságai kiküszöbölhetők, ha a tömböket nem dobkeretbe fogva csatlakoztatjuk a forgatótengelyhez, hanem mint önmagukban merev szerkezeteket köz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
