168465. lajstromszámú szabadalom • Eljárás biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó víz kezelésére

5 168465 6 pendált szilárdanyag-koncentrációjával van kapcsolatban. Az iszapszintézis és iszapfelhasználás egyensúlyba hozása 3000 ppm-nél kisebb illékony szuszpendált szilárdanyag-koncentráció esetén is lehetséges lenne, az egyensúly elérésének a sebessége azonban nagyon kicsi, ez a hosszú ideig szellőztető korábbi eljárásokhoz hasonlóan különösen hosszú szellőztetési időt igényelne. A szellőztető és iszapstabilizáló zónában nagy szilárdanyag-koncentrációt a találmány szerinti eljárás más jellemzőivel kombinálva az iszapszintézis és iszapfelhasználás hamarabb egyensúlyba hozható viszonylag rövid érintkeztetési idővel és ugyanakkor kis szellőztető kamrák alkalmazásával. Ennek megfelelően a három zónára vonatkozó teljes érintkeztetési idő 5 óránál nem több, míg a konvencionális hosszú ideig szellőztető szennyvíz kezelő üzemeknél ez legalább 18—24 óra. Ennek megfelelően a beruházási és üzemeltetési költségek lényegesen kisebbek, mint a korábbi aktivált iszapos eljárásoknál. Magától értetődik, hogy az autooxidációs zónán keresztülhaladó iszapnak csak egy kis részét használjuk fel az iszapszintézis sebességének egyensúlyban tartására. Például az érintkeztető-szellőztető zónába belépő biológiailag aktív szilárdanyag 4000 ppm mennyiségére vonatkoztatva csak 200 ppm mennyiségű új sejt termelődhet az iszapszintézis zónában, így az autooxidációs zónába 4200 ppm aktív szilárdanyag jut. Ezért autooxidációval csupán 200 ppm (5%) aktív szilárdanyagot kell elemészteni a rendszerben állandó aktív szilárdanyagkoncentráció fenntartására. A találmány szerinti eljárás további jellemzője az oxigénoldódás nagy sebessége, és a jelentős oldott oxigén szint az érintkeztető-szellőztető, iszapstabilizáló és autooxidációs zónákban. Bár a biomassza az oxigént a gázfázisból közvetlenül is adszorbeálhatja, úgy tűnik, hogy az oxigén legnagyobb része az oldatból használódik el. Ennek következtében a szellőztető zónában az oxigén vízbe történő oldódásának sebessége nagyon fontos, és az levegő esetén sajnos nagyon kis értékű, 20 C° hőmérsékletű vízben 1 atmoszféra (760 Hgmm) légnyomás mellett a telítési oxigénkoncentráció csak 9 ppm. A rendszerben a legnagyobb oxigénigény az érintkeztető-szellőztető és iszapstabilizáló zónákban van, és mivel az autooxidációs zónából a biokémiai úton oxidálható anyagban kimerült aktivált iszap visszakeveredését megakadályozzuk, ezekben a zónákban viszonylag nagy biokémiai úton oxidálható anyagtartalom áll rendelkezésre. A nagymennyiségű biokémiai úton oxidálható anyagtartalom és a nagy biomassza koncentráció együttesen kedvező feltételeket teremt a biokémiai úton oxidálható anyag gyors asszimilációjához és a gyors iszaptermeléshez. így az oxigént gyorsan felhasználjuk, és a szokásos levegős szellőztető módszereknél az iszapszintézis zónában az oldott oxigén szintje gyorsan nullára csökken. Ez nemcsak a rekciósebességet korlátozza, hanem együtt jár a nem kívánatos fakultatív aerob mikroorganizmusok kifejlődésének veszélyével is. Ezért a szellőztető és iszapstabilizáló zónákban az oldott oxigén szintet 0,5 ppm-nél nagyobb értéken, előnyösen 2—5 ppm tartományban kell tartani. Ez az oldott oxigénszint a szokásos levegős szellőztető eljárásokkal nem tartható fenn. Legalább 50 tf % és előnyösen legalább 90 tf% oxigént tartalmazó szellőztető gázt kell alkalmazni, és azt a recirkuláltatott iszappal és a biokémiai úton oxidálható anyagot tartalmazó vízzel olyan hatásos módon kell összekeverni, hogy minimális energiabefektetéssel a fluidumok között nagy határfelületek keletkezzenek. Az érintkeztető-szellőztető zónában a gáz és folyadék fluidumok legalább egyikét 5 folyamatosan recirkuláltatjuk és a másik fluidummal érintkezésbe hozzuk, mimellett az oxigén tápgáz menynyiségét és az érintkeztetés sebességét és időtartamát a kívánt oldott oxigénszint fenntartását biztosító értéken tartjuk. Az érintkeztető-szellőztető és iszapstabilizáló 10 zónákban levő keverékek oldott oxigéntartalma előnyösen nem lépheti túl az 5—10 ppm értéket, mivel a nagyobb oldott oxigén koncentráció elérésére fordított energia a baktérium pelyhek felesleges kopását okozhatja, ezáltal csökkenti az agglomerátumok méretét és 15 rontja azok ülepedési tulajdonságait. Másszóval a pehely részecskék olyan kicsikké válnak, hogy az elfolyó víz zavaros lesz és nem alkalmas a befogadóba való engedésre. Továbbá a recirkuláltatott iszap szilárdanyagtartalma gyorsan csökken, és ennek következtében a kívánt 20 nagy illékony szuszpendált szilárdanyagszint nem tartható fenn. Az érintkeztető-szellőztető és iszapstabilizáló zónákban együttesen 20—90 perc érintkeztetési idő elegendő a folyadékban és az iszapban levő biokémiai úton oxidálható anyag asszimilálásához, legalább 5 perc 25 szellőztetés esetén. Az érintkeztető-szellőztető és iszapstabilizáló zónákból várhatóan az autooxidációs zónába lépő víz biokémiai úton oxidálható anyagtartalma viszonylag kicsi. Bár az autooxidációs zónában az oxigén asszimiláció 30 sebessége kisebb, az oldott oxigén szintjét mégis 5 ppm feletti, előnyösen 10—15 ppm értéken kell tartani. A viszonylag nagy oldott oxigénkoncentrációk azért előnyösek, mert a baktériumtartalmú agglomerátumok a szellőztető, iszapstabilizáló és autooxidációs zónákon 35 keresztül a folyadék-szilárdanyag keverék áramlásának irányában fokozatosan nagyobbak, és így az oldott oxigénnek a pehelyrészecskékbe való átvitelét a diffúzió korlátozza. A folyadék-szilárdanyag keverékben legalább 5 ppm oldott oxigénszint kiküszöböli ezt az akadályt 40 és elegendő mennyiségű oxigént biztosít a biokémiai úton oxidálható anyag számára. 15 ppm feletti oldott oxigénszintek csak a pelyhek túlzott mértékű kopásával egyidejűleg érhetők el, az agglomerátumok méretének csökkenésével azonban azok ülepedési tulajdonságai is 45 romlanak. Ez viszont a derítőben hosszabb tartózkodási időt igényel az autooxidált iszap és a tisztított víz kívánt mértékű elválasztásához. Az autooxidációs zónában az oxigén asszimiláció kisebb sebessége csökkenti az 5 ppm oldott oxigén 50 szintnél nagyobb koncentráció fenntartásához szükséges oxigéngáz mennyiségét. A pelyhek kopásának minimálisra csökkentésére és az autooxidált iszap ülepedésének gyorsítására azonban a szellőztető gáznak legalább 35 tf % oxigént kell tartalmaznia. A kisebb oxigén-55 koncentrációkat felesleges nem reakcióképes gáz, pl. levegő esetében nitrogén jellemzi, amely inert hígító gáz és a csökkent oxigén parciális nyomás kompenzálására nagyobb mértékű keverést igényel. Más szóval az autooxidációs zónába bevezetett gáznak legalább 35 tf% 60 oxigént kell tartalmaznia megfelelő oxigénasszimiláció biztosítására a kívánt kis érintkeztetési energia alkalmazása mellett. Az autooxidációs zónában legalább 30 perc szellőztetési idő szükséges a felesleges iszap legalább fő részé-65 nek oxidálására a 210 percnél hosszabb keverési idők 3