168464. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyvizek biokémiai oxigénező kezelésére kis iszaprecirkuláltatási aránnyal
7 168464 8 folyadék felett legalább 380 Hgmm oxigén parciális nyomást biztosító mennyiségű tápgáz alkalmazása. Az oxigéngáz, iszap és biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz keverését 20—180 percig folytatjuk. Ha az eljárást alkalmazó rendszer célja csupán háztartási szennyvíz biokémiai úton oxidálható anyagtartalmának az iszapban lejátszódó abszorpcióval és asszimilációval történő eltávolítása és tiszta elfolyó víz biztosítása, a keverési idő viszonylag rövid, például 20 perc lehet. Ha a cél nemcsak a biokémiai úton oxidálható anyagtartalom abszorpciója és asszimilációja, hanem az iszap olyan mértékű autooxidációja is, hogy a netto iszaptermelést csökkentsük, a keverési idő lényegesen hosszabb, egészen 180 percig terjedő lehet. A találmány azonban a korábbi eljárásokhoz képest a keverési idő lényeges csökkentését teszi lehetővé. Például háztartási szennyvíz kezelésénél jelentős autooxidáció elérésére az általában használt 4—6 órát legalább 18—24 órára növelik. Nyilvánvaló, hogy hosszabb keverési idő arányosan növeli a tartály kapacitás, gáz- és energiaadagolás költségeit. Petrokémiai üzemből származó szennyvíz esetén a nagyobb biokémiai úton oxidálható anyagtartalom miatt hosszabb keverési idő szükséges, mint háztartási szennyvíznél. Mint a továbbiakban részletesen kifejtjük, a keverés egyetlen vagy több olyan zónában is végrehajtható, amelynél az oxidált folyadék zónából zónába áramlik. Az említett 20—180 perc a teljes keverési időre vonatkozik. Például, ha az oxigéngázzal a szellőztetést négy külön zónában végezzük, a keverési idő a négy zónában a gáz-folyadék érintkeztetési idők összege. Továbbá, ha a koncentrált szilárdanyagot az elfolyó víztől elválasztás után szellőztetjük (stabilizáljuk), a keverési idő a kevert folyadék és a koncentrált szilárdanyag szellőztetési idejét is magába foglalja. Az eljárás további fontos jellemzője az, hogy az oxigéngáz-folyadék keverést legalább 3 ppm oldott oxigéntartalmú oxidált folyadék képződéséig folytatjuk. Ha egynél több keverési lépést alkalmazunk, a derítő zónát közvetlenül megelőző keverési zónából eltávolított folyadék oldott oxigéntartalma legalább 3 ppm. Mint később részletesen tárgyaljuk, ez a keverési zóna az utolsó oxigénező zóna (5. ábra) vagy közbenső oxigénező zóna is lehet (6. ábra). Ez az oldott oxigénszint előnyös aerob körülmények és a biokémiai oxidációhoz megfelelő hajtóerő biztosítására, de a 4000—12 000 ppm összes szuszpendált szilárdanyag tartalmú kevert folyadékokkal dolgozó korábbi levegős szellőztető eljárásoknál elérhetetlen, mivel azt a biokémiai úton oxidálható anyag gyors asszimilációja és az iszap egyidejű oldott oxigénfelvétele korlátozta, így az oxigén nem tudott a kívánt oldott oxigénszint fenntartásához szükséges sebességgel oldódni. A derítőbe belépő oxidált folyadék krónikus oldott oxigénhiányának elkerüléséhez szükséges, hanem az üzembe lépő víz biokémiai úton oxidálható anyagtartalmának ingadozása miatt is. Továbbá az eljárással kapott iszapra jellemző nagy, viszonylag tömör pehelyrészecskék gátolják az oldott oxigén behatolását a pehelyrészecske felületéről annak belsejébe. Megfelelő diffúziósebességhez a folyadékban nagy oldott oxigénszint szükséges, ezt biztosítja a keverési zónából eltávolított oxidált folyadék legalább 3 ppm oldott oxigénkoncentrációja. Az oxidált folyadékban legalább 3 ppm oldott oxigéntartalom fenntartásának további fontos oka annak biztosítása, hogy a derítő zónából elfolyó vizet nagyobb befogadóba, pl. folyóba is be tudjuk vezetni oxigéntartalmának kimerülése nélkül, így a módszer nagyobb oldott oxigéntartalmú elfolyó víz révén olyan előnyt biztosít, amely a korábbi 5 levegős szennyvízkezelő eljárásokkal nem volt elérhető. Nagy ülepedőképességű biológiailag aktív iszap elérése megköveteli a keverési lépés paramétereinek szabályozását, pl. legalább 0,15 kg BOI5 /kg szervesanyag, nap terhelési szint fenntartását. Ezt szemlélteti az a kí-10 sérletsorozat, amelynek során folyamatosan 99,5%-os oxigént kevertünk össze háztartási szennyvízzel és recirkuláltatott iszappal. A kevert folyadékot négy egymást követő lépésben azonos áramú oxigéntartalmú gázzal oxidáltuk. A szennyvíz sebessége és biokémiai 15 úton oxidálható anyagtartalma (így az oxidálandó anyag/biomassza arány) nappal és éjszaka között nagymértékben ingadozott. Ez az ingadozás az iszap kezdeti ülepedési sebességének és az iszaptérfogat index nagyon nagy ciklikus változását eredményezte (1. 1. táblázat). 20 Valamennyi vizsgálatot szabványos módon végeztük: Standard Methods for Examination of Water and Wastewater Including Bottom Sediments and Sludges, American Public Health Association, 11. kiadás (1962). 0,55-nél nagyobb oxidálandó anyag/biomassza arány 25 esetén a viszonylag nagy ülepedési sebesség és tömör aktív biomassza kialakulása azzal magyarázható, hogy a biomassza a baktériumok által termelt olyan bőséges anyagmennyiséggel rendelkezik, amely elősegíti a részecskék agglomerálódását és pelyhesedését. 0,55-nél 30 kisebb arány mellett ezt az anyagot a mikroorganizmusok fenntartására úgy használjuk fel, hogy a pehelyrészecskék szerkezetileg gyengék és diszpergáltak. Másik lehetséges magyarázat szerint a sejtbomlás gyorsabb kis oxidálható anyagtartalom mellett, és ez a pehely-35 részecskék szerkezetének gyengülését eredményezi. Meg kell említeni, hogy több zóna alkalmazása esetén a legalább 0,15 kg BOI5 /kg szervesanyag, nap érték valamennyi zóna éghető szuszpendált szilárdanyagtartalmának összegére vonatkozik. Azoknál a kiviteli válto-40 zatoknál, amelyeknél a folyadék több zónán áramlik keresztül, az arány az átlag környezetében széles tartományon belül változik, az első kezelési zónában az átlagnál sokkal nagyobb, az utolsó zónában pedig jóval kevesebb. Például a 4. ábra szerinti négy zóna esetében 45 azonos folyadék áramlási sebesség és éghető szuszpendált szilárdanyag-tartalom mellett, de különböző T1( T 2 , T 3 és T 4 tartózkodási idővel és a megfelelő 0,4, 0,3, 0,2 és 0,1 oxidálható anyag/biomassza aránnyal az átlagos arány (0,4^ +0,3T2 +0,2T 3 +0,lT 4 )/(Ti + 50 +T2 +T 3 +T 4 ). A 2. ábra bemerülő keverővel és perforált gázbevezető csővel rendelkező szellőztető kamrát és derítőt tartalmazó berendezés vázlatos keresztmetszeti rajza. A biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz, 55 például háztartási szennyvíz all vezetéken lép be a 10 kamrába. Egy forrásból legalább 50%-os oxigént adagolunk, a gáz a 13 szabályozó csappal ellátott 12 vezetéken áramlik a 10 kamrába. A kamra a folyadék felett oxigénben dúsított szellőztető gáz fenntartására g0 gázzáró 14 tetővel rendelkezik. A 12 000—50 000 ppm összes szuszpendált szilárdanyag-tartalmú recirkuláltatott iszap a 15 vezetéken lép be a 10 kamrába, bár kívánt esetben a biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz és az iszap a kamrába bevezetést megelőzően össze-65 keverhető. 4
