Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)

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

Dr. Benedek P.: Tervezési irányelvek Hidrológiai Közlöny 1971. 4. sz. 159 leti viszonyok között is, a turbinákat fűteni kell, ugyanúgy, mint a mammutrotorokat oxidációs árkoknál. Ipari szennyvíztisztításnál előfordulhat, hogy a szennyvíznek nincs tározott hője, ezért ma sem időszerűtlen a légbefúvásos levegőztetési rendszer tervezési irányelveit rögzíteni. Rincke és Möller nyomán a 8. ábrán rögzítettük a légbefúvásos 0

2-bevitel legfontosabb tervezési adatait [52], Érdemes talán még a légbefúvásos rendszerekkel kapcsolatban azt megjegyezni, hogy milyen oxigénkihasználás és oxigénbeviteli teljesítmény várható a buborékátmérő függvényében. Ézt állítottuk össze a 3. táblázatban. 4. .Módosított tervezési irányelvek Az elméleti háttér felvázolása és a kísérleti úton szerzett tapasztalatok alapján kívánjuk a következőkben összeállítani azokat az irányelveket, amelyek kiegészítik és néhol újraértékelik a 10 éve írásba foglalt tervezési előírásokat. Tartózkodási idő A biokémiai reakciók irányított végbemenetelének legfontosabb paramétere a/, idő. A tervezés azt szeretné először is tudni, hogy mekkora levegőztető medencére (reaktorra) lesz szükség, tehát, hogy mennyi ideig tartózkodjék abban a szennyvíz? Az érkező víz összetétele, szervesanyagtartalma ismert, az elérni kívánt konverzió (hatásfok) ismert, hiszen hatósági előírás alapján kell az elfolyó víz szervesanyagtartalmát, BOI-ját, vagy KOI-ját biztosítani, tehát csak az időbeli lezajlás, a reakció sebessége probléma. Ez utóbbi azonban már nemcsak az időnek, hanem az elegykoncentráeiónak, az A'

rnek is függvénye, ahogy az az (5) egyenletből kitűnik. A 2. fejezetben eltekintettünk a levezetéstől, de ma máiismert, hogy az r-t — konstans és a t • X

l = konstans kritériumok megtartása elméletileg igen tág határt biztosít t számára, azonos reakciósebesség mellett is [6]. Gyakorlatilag a helyzet az, hogy az oxigénfogyasztás, r, jobban mondva, az ennek kielégítését biztosító oxigénbevitel OC (illetve A'ia), de ugyanúgy .V, megvalósítható értéke igen korlátozott, sőt optimummal rendelkező tényezők, ahogy az a 3. fejezetből egyértelműen kitűnt. Mindezek alapján az (5) egyenlet átrendezésével és Vjq=t helyettesítéssel kapjuk: t = [nap], (5b) A1 Vs ahol tehát t egyedül v, függvénye. A v, viszont a Xj-től függ a szennyvíztisztítás gyakorlati eseteiben [I. (2) és (2b) egyenletet]: v»=ki(S

e-XT

n), [nap

1] (2c) A tervezéshez tehát v

s, illetve /r, és »S'™

i

n értékeit kell meghatároznunk. A legtöbb gyakorlati célra elegendő v, ismerete, melyet folyamatos kísérletek alapján számíthatunk ki. A v

s valószínű határaira vonatkozó értékeket a választott tisztítási rendszer függvényében a 4. táblázatból nyerjük. Ugyanitt látunk irányértékeket X

rre is. FCz utóbbinál célszerű az alsó határon maradni, hogy X, növelésével szükség szerint (ideiglenesen vagy tartósan) emelhessük üzemelő rendszerünk tisztítókapacitását. A levegőztetőmedence kubaturája tehát t ismeretében : V=tq [nap xm

3/nap=m

3] (20) Megjegyezzük, hogy a jelenlegi irányelvek az 1 /í = 2'/, térfogati és S

0-Th= Tb BOI

5-terhelést többször említik. Míg előbbit, tehát a Th térfogati terhelést (célszerűbben kimosási sebességet) használjuk, a Tb szervesanyag terhelést szeretnénk kiküszöbölni a méretezésből. Ezt abból a logikai megfontolásból tennénk, hogy az eleveniszap viselkedése a terhelésre (ipari szennyvizeknél) elvileg kiszámíthatatlan. Csak a lebontott BOI

5 (t)Tb= Nb), tehát a t!»X, alapján tudjuk a tisztító rendszert jellemezni. Különösen figyelemreméltó ez, ha a 3. fejezet hőmérséklet függését is számításba vesszük, ami kísérleti alapon egyedileg értékelhető. Oxigénfogyasztás és oxigénbevitel A régi G

0f helyett bevezetve az OF (kg/m

3 X nap) jelölést a (4a) egyenlet felhasználásával, most is az eddigi módon kapnánk meg az oxigénfogyasztást. Figyelembe véve azonban a 3. fejezetben a nitrifikációról mondottakat, tehát, hogy a jövőben a legtöbb biológiai tisztítóművet a teljes nitrifikációs O

2-fogyasztásra kell méretezni, a (8a) egyenlet beiktatásával így festene az OF—OF' (széntartalmú tápanyag oxidációja) + OF" (nitrifikáció) teljes ()

2-fogyasztás: OF = (krV,+ 2k

er)Xi + 3 • 4T

h(SA„-SAe), (kg/m 3 X nap) (21) ahol a k"

T azért kap 2-es szorzót, hogy a szükség szerint kétszeresre emelt elegy koncentráció oxigénigénye (endogén légzése) is kielégíthető legyen, továbbá a T/,(SA

0 — SA

e) tag az eltávolítani kívánt ammoniahozam, melynek 3,4-szerese az 0

2-fogvasztás. Megismételjük, hogy hozzávetőleg 1,45 (1 — */)-al és k"

r kb. 1,45 £

P-vel egyenlő, de a kísérleti eredmények adják a szervesanyag oxigénegyenérték tényleges mérőszámát. Átlagos városi szennyvízre, az 1. táblázat szerint a következő irányértékek vehetők: y e=< 0,6, k"

r c^ 0,55 k

e 0,06, kl í 0,00 Az oxigénbevitel, tehát az 0C„ (kg/m

3 Xnap) számítása megegyezik az eddigi módszerrel, de tekintettel a nitrifikációra és a különböző levegőztető szerkezeteknek a szennyvízösszetételre különböző mértékben jelentkező érzékenységére, érdemes azt részletesen és nem átfogóan számítani az OF-bői: OC

n = — —• O F (kg/m

3 X nap) (18a) a r

s — c

x ahol a a tisztavíz-szennyvíz átszámítási tényező, függőleges tengelyű levegőztetőnél 0,95-re vehető és c

x, a nitrifikációra tekintettel, legalább 2 mg/l legyen. A 4. táblázat tartalmaz néhány jellemző OC

n és a függőleges tengelyű rotorra számított fajlagos energia (watt/m

3) értéket, mellyel körülbelül a felettük álló v„ és Aj értékekkel számolt oxigénfogyasztást elégítik ki.