168462. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz többfokozatú oxigénezésére

5 168462 6 kalmazva. A két funkciót ugyanaz az eszköz is betöltheti, de mindenképpen olyan típusú eszközt kell alkalmazni, amely a létrehozott gáz-folyadék határfelületen nagy oxigén parciális nyomáskülönbséget tart fenn. A legtöbb fokozatban a gáz-folyadék érintkeztetéshez szükséges energia lényegesen kisebb, mint a szilárdanyag szuszpenzióban tartásához szükséges energia. Mindazonáltal a gáz-folyadék érintkeztetéséhez szükséges energia is jelentős, és amennyiben az érintkeztetés módszerét nem választjuk megfelelően, az erre fordított energiafogyasztás jelentőssé válhat. Olyan eszközt kell választani, amely a gáz és folyadék között nagy határfelületet eredményez, ugyanakkor a gázban nem hoz létre finom folyadékdiszperziót. Finom folyadékdiszperzió képzéséhez jelentős energia szükséges, ugyanakkor az ilyen diszperziók viszonylag hatástalanok a rendszer anyagátvitele szempontjából. Az alkalmas keverőeszközök a folyadék nagy részében nagy érintkezési felületet biztosítanak úgy, hogy a határfelületi réteggel szomszédos folyadékrészek nem közelítik meg a telítési állapotot. Ennek következtében a gyors oldódáshoz megfelelő oxigén parciális nyomáskülönbséget tartunk fenn, és a keverési veszteségeket csökkentjük. Kielégítő keverőeszközök pl. a perforált gázbevezető csövek, amelyek a folyadékban finom buborékokat hoznak létre, és a felületi szellőztetők, amelyek viszonylag tömör folyadéksugarat vagy -lemezt szórnak a gázba. A szokásos berendezéseket általában az ún. „standard levegőátviteli hatásfok"-kal jellemzik. Ez a teljesítményparaméter az egységnyi energiára vonatkoztatott oxigén oldódási sebességet adja meg atmoszferikus nyomású levegőből nulla oldott oxigént tartalmazó csapvízbe 20 C° hőmérsékleten. A szokásos berendezések standard levegőátviteli hatásfoka legalább 0,9 kg 02

/kWó. Ebben az összefüggésben az eszköz jellemzésére használt energia a folyadék keverésére és a gáz-folyadék érintkeztetéshez szükséges teljes energia mennyiséget jelenti. A 12 oxigéntartály és a 13a első oxigénező kamra között a 21 szabályozószeleppel rendelkező 20 vezeték helyezkedik el, amelyen keresztül a legalább 50% oxigént tartalmazó gáz a 13a kamrába áramlik a szennyvízzel történő összekeverésre az első oxidált folyadék-szilárdanyag keverék képződése mellett. Ebben a kiviteli változatban a lagúnában az aktivált iszapot a természetes áramlás és a 18 keverő cirkuláltatja. Az iszap egy része a gravitáció következtében leülepszik a lagúna aljára és onnan valamilyen kotró eszközzel időszakonként eltávolítható. A szennyvízbevezető 11 vezeték és a 13a első oxigénező relatív helyzetétől függően a szennyvíz és az aktivált iszap összekeveredése gyakran az első oxigénező fokozatban az oxigéntartalmú gázzal történő érintkezést megelőzően bekövetkezik. Az első 13a kamra gázterét és a második 13b kamra gázterét a 22 szűkített összekötő eszköz kapcsolja össze, amely elősegíti a felhasználatlan oxigéntartalmú gáznak az előbbiből az utóbbiba történő áramlását. Ebben a kiviteli alakban a 22 eszköz pl. úszócső lehet. A 13b második kamrába belépő (a 13a első kamrába belépő gáznál kisebb oxigéntisztaságú) felhasználatlan oxigéntartalmú gázt a szennyvízzel a 13a első kamrában történttel analóg módon keverjük össze második oxidált folyadék-szilárdanyag keletkezése közben. Megjegyezzük, hogy az 1. ábra szerinti változatnál a szennyvíz és az oxidált folyadék-szilárdanyag keverék mindegyik oxigénező fokozatban szabadon összekeveredhet. Más szóval a fokozatok között a folyadék nem előre meghatározott irányban áramlik. Az oxigéntartalmú gáz azonban az elsőtől a harmadik oxigénező kamráig fokozatosan csökkenő oxigéntisztasággal kamráról 5 kamrára áramlik. Ennek megfelelően a második oxidált folyadék-szilárdanyag keverékből a 13b kamrában felszabaduló felhasználatlan oxigént tartalmazó gáz a 23 szűkített összekötő eszközön áramlik a 13c harmadik kamrába. A harmadik kamra gázteréből a 21 tf% oxi-10 génnél még több oxigént tartalmazó gázt a 25 szabályozószeleppel rendelkező 24 vezetéken vesszük el. Ez a gáz kiereszthető az atmoszférába, vagy kívánt esetben tovább felhasználható. A tisztított folyadékot a 27 vezetékkel összeköttetésben levő 26 túlfolyó gát felett vezet-15 jükel. A 13a első kamrába belépő tápgázban levő oxigén legalább 60 tf%-át felhasználjuk, így a 24 vezetéken elvett gázt a belépő oxigén 40%-ánál nem tartalmaz többet. A tápgáz legalább 50 tf% oxigént tartalmaz. 20 Az adott tápgáz oxigéntartalmának és az üzem százalékos oxigénfelhasználásának megválasztása különböző tényezőktől, pl. a szennyvíz természetétől, az alkalmazott fokozatok számától, a geográfiai elhelyezkedéstől és a szellőztető gáz értékétől függ. A tápgázban levő oxigén 25 ára nagymértékben változik annak tisztaságával. A csökkent tisztaság által megtakarított oxigénköltség kiegyenlítődik a kisebb oxigén parciális nyomás révén, amely nagyobb oxigénező kamrákat és/vagy több energiafelhasználást igényel. 30 A 2. ábra szerinti változatnál a tartályként ábrázolt 10 edényben a 13a, 13b, 13c és 13d négy elkülönített kamrát alkalmazzuk a szennyvíz többfokozatú oxigénezésére. A 13a és 13b első és második kamrák gázterét a 17 tetőtől a szennyvíz szintje alá nyúló 28a—b közös 35 válaszfalak különítik el. Hasonlóképpen a 28b—c közös válaszfal különíti el a második és harmadik kamra gázterét, és a 28c—d közös válaszfal a harmadik és negyedik kamra gázterét. Valamennyi kamra mechanikailag meghajtott felületi típusú 18 keverőket tartalmaz a szennyvíz 40 oxigénezésére a felület közelében, amelyek így bensőséges összekeveredést biztosítanak. Mivel a közös válaszfalak csupán kis távolságban nyúlnak be a folyadékba, jelentős keveredés zajlik le a négy oxigénező fokozatból a folyadékok között. 45 A 28a—b, 28b—c és 28c—d közös válaszfalakban szűkített összekötő eszközök vannak, amelyek pl. a 29 kis nyílások lehetnek. Ennek megfelelően az oxigéngáz visszakeveredése valamelyik oxigénező kamrából az azt megelőző kamrába elkerülhető, ha kis nyomáskülönb-50 séget tartunk fenn. A 3. ábra szerinti kivitelnél a 31 keverő a 30 vízszintes tengellyel rendelkező kefetípusú konstrukció, a tengely a kapcsolódó oxigénező kamrák hosszában és a szennyvíztároló tartály falain is keresztül nyúlik. A tengely 55 mentén axiálisan elhelyezett több sugárirányú tüske van felszerelve, amelyek részben a folyadékba merülnek. A 30 tengely forgásakor azok folyadékot visznek a kamrák gázterébe, ugyanakkor a 10 tartályon belül a folyadékot cirkuláltatják. így hatásos érintkeztetési felüle-60 tek jönnek létre, és a fluidumok bensőségesen összekeverednek. A 2. ábra szerinti változathoz hasonlóan a folyadék szabadon áramlik fokozatról fokozatra. A felhasználatlan oxigéntartalmú gáz a 13a első tartályból a 22 szűkített vezetéken áramlik a 13b második kamrá-65 ba, majd onnan a 23 szűkített vezetéken át a 13c harma-3