Hidrológiai Közlöny 1995 (75. évfolyam)

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

IIIDROU'XilAI M")/I.ÖNV 1995. 75.1-VK. 5. SZÁM A folyadékban lévő örvénymozgás az elem minden egyes irányváltásánál megfordul. Az elem felfelé mozgásakor a szennyvízre lefelé, lefelé mozgásakor pedig egy felfelé irányuló mozgást kényszerítenek. A váltakozóan lefelé ill. felfelé rendezett folyadékmozgás a szennyvíz folyamatos átfolyását megváltoztatja. Ezért az örvénymozgás minden egyes megújulásakor az. elemi cellából kivonja a folyadékot, majd visszavezeti azt. Ebből adódik a folyadék nagyon erős keverése, ami azt eredményezi, hogy minden egyes elemi cellában ugyanaz. a kémiai, biológiai folyamat zajlik le. A folyadckmozgás az. anaerob szennyvíztisztítás számára kifejlesztett pulzációs biorcaktorban az. egész polimer szivacsblokkban azonos mértékű, elosztott. lokális visszaáramlást kényszerít. Ennél a visszaáramlásnál a baktériumfilmről leszakadnak az anaerob folyamaiban keletkező biogáz buborékok, amelyek a polimerszivacsok felületén képződtek. 3.2.3 Az áramlás hatása az acrob folyamatra A dugattyús biorcaktor acrob üzeme számára a dugattyúdéin által a folyadékban előidézett örvényáramlások és az azzal összekötött nagy. lokális nyírófcszültségck lesznek mértékadók a következő folyamatok számára: - a folyadék radiális és axiális irányú igen erős keverése, - nagyon kicsi levegőbuborékok keletkezése cs azok periodikus megújulása a dugattyúdéin minden egyes irányváltásakor, - igen kicsi mikroorganizmus agglomerátumok keletkezése, úgy hogy a biomasszának nagy fajlagos felülete adódjon, - a biokémiai átalakítás hatásfokának növelése, ami összefüggésben van a mikroorganizmusok mechanikai aktivitásával, - a dugattyús bioreaktort elhagyó, és az ülepítőbe került mikroorganizmusok pelyhesedési (flokkuláció) sebességének növekedése. 3.4. ábra: Az oxigéntranszport folyamata A szennyvízben szerves anyag, oxigén és széndioxid található oldod állapotban. A szennyvíz a Icvcgőbuborékokkal és a mikroorganizmusokkal együtt képezi a bioszuszpenziót. Az. oxigént és a szerves anyagokat a mikroorganizmus sejtanyaggá, széndioxiddá és vízzé alakítja át. Ennek a biokémiai folyamatnak a fenntartására az. oxigént folyamatosan kell bc- ill. a széndioxidot cl kell vezetni. A bioszuszpenzióban lezajló oxigéntranszportot most az élesztők példáján mutatjuk be. A mechanikailag aktivált élesztőknél az oxigén-bevezetés mértékét meg kell növelni a biokémiai anyagátalakulás megerősödésének megfelelően. A szennyvízben lévő oxigéntranszportot a 3.4. ábrán láthatjuk. Az. oxigéntranszportot a következő lépésekre lehet felbontani: 1 transzport a levegőbuborékon belül a fázishatárfelülctig 2. átmenet a fázishatárfclületcn 3. transzport a szennyvízben a levegőbuborék fázishatár-felületétől az. élesztőbuborék felületéig 4. az élesztőpclleten belüli transzport Az első lépcső gázfázisban következik bc. A viszonylag erős, konvektív áramlás miatt az oxigéntranszporttal szembeni ellenállás elhanyagolható. A második lépésben a fázishatáron keresztül zajló oxigéntranszporttal szemben egy jelentős ellenállás várható, a fázisfelületen aktív anyagok koncentrálódnak és a diffúziót gátolják. A szokott 3.2.4 Oxigéntranszport a bioszuszpenzióban élozlópcllrt * ige n truiwpoft 2 Itpafl^ 3.5. ábra: Buboréké/oszlás a biorcaktorban különböző frekvenciájú dugattyúmozgás esetén