Hidrológiai Közlöny 1995 (75. évfolyam)

5. szám - Nyári Gábor–Takács János: Új típusú biológiai eljárás a szennyvíztisztításban. I. A biológiai tisztítás elve és eljárásai

.310 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1995. 75: ÉVI': C

,. SZÁM Biogáz Biogáz Tisztított szennyvíz Recirkuláció 2.5. ábra: Az anaerob biológiai szennyvíztisztítási eljárások vázlata ad a.) Zárt térben, reaktorban lejátszódó eleveniszapos eljárás, melyhez egy szintén zárt ülepítő tartály tartozik. A szennyező anyag és baktérium találkozását mechanikus keverés segíti elő. ad b.) Az iszapágy a reaktor alján nyugalomban van. A szennyvíz bevezetés a reaktor alján történik, sok helyen. A keverést ill. a lebontást a biogáz buborékok és az iszapágy kis keresztmetszetű pórusaiban történő áramlás segíti elő. A reaktorban a szennyvíz áramlási sebessége kisebb legyen, mint az iszap süllyedési sebessége. ad c.) Töltetes reaktor, amelyben a baktériumok filmszerűen telepednek meg a természetes vagy mesterséges, meghatározott porozitással rendelkező vízben nem oldódó töltet anyagon. A pórusokon átáramló szennyvíz oldott szennyező anyagát a különböző baktériumok biogáz és biomassza termelés közben lebontják. ad d.) A kis mennyiségű és kis szemcseméretű inert töltetet, melynek a felületén a baktériumok megtapadtak a szennyvíz áramlási sebessége lebegésben, állandó keverésben tartja. Ez teszi lehetővé a szennyező anyag lebontását. Az eljárás ill. a reaktor recirkulációval dolgozik a jobb hatásfok elérése érdekében, ezáltal biztosítható a rendszeren belüli ideális szuszpenzió keverés. A hatásfok javítása érdekében a fix (nyugvó) ágyas reaktor is üzemeltethető a szennyvíz recirkulációjával (2.5/e ábra). A bioreaktorok tovább fejlesztést a hatásfok növelése (kisebb tartózkodási idő mellett), a kisebb fajlagos tisztítási költségek elérése motiválja. Ezek elsősorban a bioszuszpenzió (baktérium+szennyvíz) intenzívebb keverésével, optimális áramlás viszonyok kialakításával valósíthatók meg. Ennek az irányzatnak a képviselői az ún. dugattyús és pulzációs bioreaktorok. 3 A dugattyús és pulzációs bioreaktor A modern biológiai szennyvíztisztítás egyre komolyabb követelményeket támaszt magával az eljárással és a berendezéseivel szemben. Ezért mind az aerob, mind az anaerob eljárás számára is szükséges egy-egy nagyteljesítményű bioreaktor, melyeknek tulajdonságai a következők: - csekély építési térfogat, - csekély helyigény a telepítéshez, - az aerob tisztításnál a bevezetett oxigént nagyon jól kihasználja; erősen szennyezett vizek esetén a levegőztetés normális levegő bevezetésével is történhet, - a szennyvizek anaerob tisztításánál biztosítva van a termelt biogáz elvezetése abból a célból, hogy az ebből nyert energiamennyiség még felhasználható legyen a tisztítási folyamatban, - zárt építési mód, környezetre káros hatása nincs, - a bioreaktorok térfogategységére jutó nagyon nagy biológiai lebontási teljesítmény, - a műszaki berendezések képesek legyenek beilleszkedni a komplex tisztítási folyamatba. Azt a reaktortípust, amely ezeket a követelményeket teljesíti, Brauer professzor fejlesztette ki a Berlini Műszaki Egyetem Eljárástechnikai Intézetében, majd sikeresen tesztelte is. Mindkét eljárásnak megfelelően egy dinamikus bioreaktor két változata áll rendelkezésre: - a dugattyús bioreaktor az aerob szennyvíztisztítás számára, - és a pulzációs bioreaktor az anaerob szennyvíz tisztítása számára biogáz termeléssel. 3.1 A nagyteljesítményű bioreaktorok felépítése A dinamikus bioreaktor egy karcsú hengeres tartályból áll, amiben több lyukas lemez van elhelyezve egy rúdra erősítve, ami az aerob és az anaerob üzemmódnak megfelelő mozgást függőleges irányban végzi. A magasság és az átmérő viszonya a bioreaktorra 4:1. A laboratóriumi kísérletek számára épített bioreaktorok átmérője 0,3 m, magassága 1,2 m. A bioreaktor legfontosabb része a lyukas lemezekből összetett dugattyúelem. A lyukak átmérője 12 mm, a lyukosztás 27 mm. A lyukas lemezek a dugattyús bioreaktornál 50 mm távolságra, a pulzációs bioreaktornál pedig 100 mm távolságra egy rúdra vannak erősítve. Egy dugattyúelem fényképét mutatja a 3.1. ábra. A biogázgyártással való anaerob üzem számára a lyukas lemezek közötti