Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)

4. szám - Dr. Benedek Pál: Tervezési irányelvek módosítása az eleveniszapos szennyvíztisztításnál (II. rész)

84: Hidrológiai Közlöny 1971. 2. sz. SZENNYVÍZTISZTÍTÁS Tervezési irányelvek módosítása az eleveniszapos szennyvíztisztításnál II. rész Dr. BENEDEK P A L » a műszaki tudományok kandidátusa A tanulmánynak az előző számban megjelent első része foglalkozott az elméleti alapokkal, tehát a baktérium-szaporodás kinetikai elméletével, a folytonos fermentáció anyagmérleg egyenleteivel. Ezt követték a kísérletek, kutatási és műszaki fejlesztési eredmények, melyek megalapozzák és egyben indokolják a tervezési irányelvek fejlesztését. Ezen belül foglalkoztunk a szennyvízösszetétellel, nitrifikációval, hőmérsékletfüggéssel és az eleveniszap állapotjellemzőivel, különös tekintettel az utóiilepítésre. Tanulmányunk második részében folytatjuk beszámolónkat az utóbbi évtized kutatási eredményeiről. Hidraulika: tartózkodási idő és reaktor típus, oxigénbevitel Már sokan és sokat említettük a hidraulikai és biokémiai jelenségek fonódását az eleveniszapos tisztításnál. Ez a fonódás elsősorban az anyagtranszport területén válik teljessé. A hidraulika tudománya szorosan véve csak az impulzus transzporttal (turbulens keveredés) foglalkozik, bár az analóg (hő-, anyag- stb. átadás) folyamatokra is céloz [54]. Az eleveniszapos szennyvíztisztításnál a hidraulika szélesebb körű, nemcsak fizikai, de fizikai-kémiai értelmezéséről van szó, mely az egymástól elválaszthatatlan impulzus-, hő- és anyagátadási, valamint energiatranszport folyamatokat komplexen felöleli. A reakciósebesség és a reaktor egymástól elválaszthatatlan fogalmak. Mégis a gyakorlatban a szakaszosan töltött keverős tartályban lezajló reakció sebességét kiemelten kezeljük. Ez annyiban jogosult, hogy — konvenció alapján — ezt fogadta el a kémia az ún. reakciómechanizmus vizsgálatára. Mi is erre a reakciósebességre utaltunk előzőleg is, amikor az elméleti alapokat kezdtük tárgyalni. A folyamatos üzemben igen sok reaktortípus lehetséges, de mindegyik visszavezethető két alaptípus, az ideális keverős tartály (completely mixed) és az ideális csőreaktor (dugattyús átfolyású, plug flow) valamilyen kombinációjára, illetve közbenső esetére. A reaktorokban végbemenő reakciósebesség a reaktor hidraulikai tulajdonságától függ, tehát attól, hogy — esetünkben szennyvízről lévén szó — a rajta áthaladó folyadékrészecskék, eloszlásfüggvénye miképp alakul [6]. Természetesen az ideális tartály- és csőreaktor a gyakorlatban megvalósíthatatlan, mégis, igyekszünk valamelyiket megközelíteni. Technológiai megfontolások alapján igencsak minden esetben a keverős tartály típust választjuk. Amig a gyakorlati tapasztalatok alapján ennél kötött ki a szennyvíztisztító szakma, addig igen sok változat, módosítás volt ismert (Gould-rendszer, tapered aeration, kétszakaszos, iszap regenerációs, stb. stb.), melyek több-kevesebb előnyt biztosítottak a legősibb dugattyús átfolyású típushoz képest. Utóbbinál a szennyvíz és a visszatérő iszap a hosszan elnyúló (kígyózó) levegőztető medence elejére érkezik és az elegy a végén folyik ki, míg a többi válto* Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. zatnál a szennyvíz és az iszap bevezetése, valamilyen elvi megfontolás alapján szakaszosan, megosztva történik. A keverős tartály típus vagy egyetlen négyzet (esetleg nagy átmérőjű kör) alaprajzú medencéből áll (illetve több ilyen párhuzamos alkalmazását látjuk), vagy hosszan elnyúlt medencealakot találunk, melynek egyik hosszanti peremén egyenletesen elosztva érkezik a szennyvíz és ugyanígy, de elkülönítve a visszatérő iszap, majd a másik hoszszanti peremén megosztva távozik az elegy. A 6. ábrán függőleges tengelyű rotorok (turbinák) esetén vázoltunk néhány medencealaprajzot és a hozzá rendelhető víz be- és kivezetést. Mivel lehetetlen a keverős tartály „ideális" kialakítása, az összes eddigi számításoknál figyelembe vett t átfolyási (tartózkodási) idő a valóságban kisebb érték a számítottnál. Az eltérés az eloszlásfüggvény (átfolyási görbe) kísérleti meghatározásával lehetséges. Egy új medencetípus kialakításánál ezt véghezvinni feltétlenül célszerű. Amikor mi laboratóriumi és félüzemi kísérletekkel meghatározzuk a reakciósebességet és ezzel együtt átfolyási idő értékeket adunk meg, utóbbi a kísérleti reaktor hasonló hibáját tartalmazza. Nincs is semmi baj, amíg a kísérleti és a főkiviteli reaktor eloszlás függvényei közel azonosak, de kellemetlen meglepetések érhetnek bennünket, ha az eltérés jelentős, pl. a geometriai méretekből számított átfolyási időhöz viszonyítva, az eloszlásfüggvényekből számítható átlagos átfolyási idő a kísérleti reaktorban 80%-os, a főkivitelben viszont csak 60%-os (utóbbiban több a holttér). Szerencsére ilyen nagy eltérések ritkák, de hogy a meglepetéseket elkerüljük, a hidraulikai méréseket kívánatos elvégezni és ezek alapján alakítsuk ki a medencéket [7, 10, 20], Mint a (7) egyenletnél láttuk, az iszap tartózkodási ideje, az iszapkor, arányos a víz tartózkodási 6. Turbinás levegőztető berendezés vízbevezetésének és vízelvezetésének kialakítása Fig. 6. The design of inflow and outflow for turbine aeration system