Hidrológiai Közlöny 1985 (65. évfolyam)

5. szám - Lesenyei Gábor–dr. Vajna Zoltán: MÉLYÉPTERV rendszerű flotáló berendezések üzemi tapasztalatai

283 Hidrológiai Közlöny 1985. 4. sz. MÉLYÉPTERV rendszerű flotáló berendezések üzemi tapasztalatai LESENYEI GÁBO It*—DK. VÁJNA ZOLTÁN** Flotáció a gravitációs, sűrűségkülönbség elvén működő tisztítóberendezések intenzifikált, korszerűsített változata. E fázisszétválasztási eljárás lényege, hogy a tisztítandó folyadékban apró levegő buborékokat hozunk létre, amelyek felúszásuk közben a lebegő szenynyeződésekbe ütköznek, felületükre tapadnak és felhajtóerejük hatására felúsztatják azokat, a felúsztatott babot eltávolítjuk. A tisztítás hatékonysága egyenesen arányos a buborékok számával és fordítottan a buborékok méretével. Flotáció a felületaktivitás jelenségét használja fel. Feltétele a kiválasztandó szennyezőanyagnak a gáz— folyadék határfelületen való feldúsulása, így a relatív sűrűsége csökken és az anyagszemcse-gázbuborék komplex a folyadék felszínre úszik. Pelyhes, nagy fajlagos felületű anyagok képesek a mikrobuborékok „mechanikai begyűjtésére" illetve „pehely—buborék zárványok" képzésére, míg szemcsés, kis felületű anyag esetén inkább a mikrobuborékok fiziko-kémiai erőkön alapuló adhéziója a meghatározó. Flotáció alkalmazásával kiválaszthatók olyan szemcsék, illetve pelyhek is, amelyek sűrűségük vagy méretük miatt csak igen lassan, vagy egyáltalán nem ülepednének le, úsznának fel. A hagyományos ülepítő, felúsztató berendezésekkel szemben a flotáció előnyei: — jelentősen nagyobb tisztítási hatásfok érhető el (a kiválasztható szennyezőanyagnak egyrészt a mérete legalább egy nagyságrenddel kisebb, másrészt lényegesen kisebb sűrűség-különbség esetén is jobb eredmény biztosítható), — lényegesen rövidebb reakcióidőt kell biztosítani (50—100%-kal kisebb reaktortérfogat elegendő), — iparszerűen előregyártott elemekből kivitelezhető (egységesítettt technológiai műveletek, tipizált gépláncok kifejlesztésével), — kisebb műtárgytérfogat és helyszükséglet kisebb beruházási költséget okoz. A flotáció kulcskérdése a felúsztatáshoz szükséges buborékok előállítása; kizárólag a túlnyomásos rendszerek biztosítják a 10—50 mikron méretű, egyenletes mikrobuborékok keletkezését. A MÉLYÉPTERV szolgálati találmánya — amely 175.791 lajstromszámon kapott szabadalmi oltalmat —- alkalmazásával valósítottuk meg különböző szennyvizek tisztítását: folyadékokban lévő olajok, rostanyagok, zsírok és más, finom eloszlású vagy kolloid anyagok kiválasztását, valamint iszapok besűrítését. Az eljárást és berendezést több félüzemű méretű modellkísérlet, valamint megtervezett és megvalósított berendezés üzemi tapasztalatai igazolták. A teljesség igénye nélkül, inkább a lehetőségek sokféleségének érzékeltetésére felsoroljuk flotációs módszerünk kommunális, ipari és mezőgazdasági alkalmazásának példáit. * Mélyépítési Tervező Vállalat, Budapest. ** BME Áramlástani Tanszék, Budapest. Különösen ipari szennyvíztisztítási feladatokra dolgoztunk ki méretezési alapadatokat, illetve tervezte meg vállalatunk a flotáló berendezéseket. Például az élelmiszeriparban (tej- és hús-, baromfi-, konzerv- és hűtőipar), a könnyűiparban (textil-, bőr- papíripari szennyvizek tisztítására), építő- és építőanyagiparban (cement- és betontartalmú szennyvizek tisztítására), vegyiparban (ásványolaj-feldolgozás és gyógyszergyártás), kohászatés gépiparban (kohógáz tisztítói vízrendszer és lemezhengerművek hűtővizei tisztítására), közlekedésiparban (gépkocsimosók és üzemanyagtelepek szennyvizeinek tisztítására), stb. Kommunális szennyvíztisztítással kapcsolatban városi biológiai szennyvíztisztító telepeken a fölös- és kevertiszap sűrítésére, míg a mezőgazdaságban a szakosított állattartó telepen sertés hígtrágya fázisbontásra vizsgáltuk. Méretezési alapelvek Az eljárás lényege, hogy folyadékban, célszerűen a tisztított víz egy részében nyomás alatt elnyeletjiik a levegőt, majd a nyomáscsökkentéssel felszabadított mikrobuborékokkal flotálunk. Módszerünk a nyomás- és térfogatáram időben együttes, külön eszközökkel, egymástól független szabályozását biztosítja. Flotáló berendezésünket a hidraulikus terhelésre méretezzük, amikor a szennyvízben lévő kis, vagy közepes koncentrációjú szennyezőanyag jelentős része kolloidális-emulzionális állapotú pl. baromfifeldolgozó üzem szennyvizei 300-600 mg/l szerves oldószerextrakt, vagy szénmosói ülepített víz átlag 300 mg/1 finom eloszlású lebegőanyag tartalmú. Nagy szennyezőanyag koncentráció mellett berendezésünket a felületi szennyezőanyag terhelésre méretezzük, pl. gyapjúmosói szennyvíz szerves oldó szerextrakt átlag 20.000 mg/l, vagy városi biológiai tisztítás fölös iszapja szárazanyagtartalom 6.00010.000 mg/l. A flotáló berendezés paramétereit a szennyezőanyag jellege mellett a tisztítással biztosítandó teljesítmény igény határozza meg. A flotálástól elvárt hatásfokot, a tisztított víz maradék szennyezőanyagainak megengedhető mennyiségét az újrafelhasználás, vagy a befogadók rendeletileg pontosan meghatározott igényei írják elő. A tisztítási technológia paramétereit, vegyszeres flokkuláció alkalmazását, illetve dózisát, a recirkuláció arányát, a hidraulikus ós szennyezőanyag felületi terhelést, a tartózkodási időt stb. általában csak félüzemi modellvizsgálatok eredményei alapján határozhatjuk meg biztonságosan. A méretezés vonatkozásában is alapvetően fontos különbség, hogy az elfolyó tisztított víz lebegőanyag tartalmának csökkentése-e a fő cél, vagy biztosítani kell a flotátum (hab) minél nagyobb szárazanyagtartalmát is. Utóbbi esetben, tehát a flotáló sűrítőkópességét elsősorban a felületi szilárdanyagterhelés határozza meg; ezzel fordítottan arányos a hab szilárdanyagtartalma. Tapasztalataink szerint a flotátum szárazanyagtartalma vegyszer