175475. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szerves szennyeződést tartalmazó szennyvizek biológiai tisztítására
9 175475 10 vagy medencékben korlátozott, és így a diszperz reaktor vagy reaktorok víztömegében a szükséges oldott oxigén-koncentráció - 1—2 mg/liter - nincs biztosítva. Már a diszperz reaktorokban jelentkezik az algák és baktériumok szimbiózisa: itt elsősorban kék algák (Cyanophiták), az aerob medencesor első tagjában vagy tagjaiban zöld algák (Clorophiták), majd a további medencékben már magasabbrendű - algafogyasztó - szervezetek is megjelennek (Rotatoriák, Daphiniák, Moina stb.). A kék algák nagy alkalmazkodó (adaptációs) képességgel rendelkeznek, tehát főként ipari eredetű, változó szennyeződéstartalmú befolyó szennyvizek (toxikus lökések) esetén is biztosítják a tisztíthatóság kezdeti feltételeit. A mesterséges levegőztetés és recirkuláltatás eredményeként bioregulációs folyamatok indulnak meg, azaz, a természetes biológiai, biokémiai folyamatokba történt mesterséges beavatkozás eredményeként ezek a folyamatok szabályozottan mennek végbe, miáltal optimális tisztítási eredmény érhető el. Amennyiben a diszperz reaktorokba vezetett tisztítandó szennyvíz iszaptartalma nem haladja meg az 1—3 mg/litert (mert a szennyvíz például megfelelő előülepítési fázison ment keresztül), a találmány szerinti oxidációs kezelés eredményeképpen nincs olyan iszapszaporulat és fölös iszaptermelés, mint a hagyományos eleveniszapos rendszereknél, sőt csökken az iszapmennyiség. A diszperz reaktorokba kerülve ugyanis a szilárd, kiülepíthető anyagok egy része biológiai folyamatok során C O2 -vé és vízzé bomlik, tehát szilárd halmazállapotából átalakul (biológiai értelemben „égési” folyamat megy végbe). így a diszperz reaktorokból továbbhaladó vízben már csak 0,1-0,2 mg/liter a kiülepíthető anyagmennyiség, és az az aerob medencék hidrobiológiái táplálék-láncába épül be. Ezzel szemben a hagyományos eleveniszapos rendszerben a szennyvíz tápanyagdúsulása miatt a baktériumok szaporodnak, tömegük megnövekszik. A termelt, ún. „fölös iszap”-mennyiséget a rendszerből ki kell vonni, és költséges úton tovább kell kezelni. Annak eredményeként, hogy a diszperz reaktorokban csak 0,1—0,2 mg/liter kiülepíthető szilárd anyag-mennyiséggel kell számolni, a szükséges turbulencia energiaigényét 1 —3 W/medence m3 teljesítménnyel biztosítani lehet. Ugyanehhez hagyományos eleveniszapos medencék esetében 20—40 W/medence m3 energiára van szükség. A hagyományos levegőztető rendszereknél sok esetben négy-ötször annyi energiára van szükség a turbulencia biztosítására, mint amennyi a tényleges oxigénigény fedezésére már elegendő lenne. A diszperz reaktorok élő tisztítóközege esetleges anaerob állapot után (ami például áramkimaradás okozta üzemszünet miatt következhet be) recirkuláltatással és mesterséges levegőbevitellel viszonylag gyorsan aerob állapotúvá állítható vissza („reverzibilis” mikroszervezet-közeg”). A 2—4 diszperz reaktorok célszerű vízmélysége 3—4 m, ez kellően hőtakarékos megoldás, és —15 °C-----25 °C külső hőmérséklet esetén is teljesen jégmentes felületet biztosít. (A hagyományos oxidációs árkoknál ilyen hőmérséklet esetén már teljesen jégfedettséggel kell számolni.) A recirkuláltatás a diszperz reaktorokban teljes vagy részleges 02-ellátást biztosít (a recirkuláltatott víz 02-tartalma a 40—50 mg/liter értéket is elérheti), adaptált organizmusok, enzimek, vitaminok stb. kerülnek visszavezetésre. Biztosítva van a pH-kompenzálás, a rendkívül nagy pufferkapacitás. A recirkuláltatás eredményeként nitrogén és foszfor is kerül a diszperz reaktorokba, amit az algák a saját testükbe építhetnek be. A recirkuláltatás számos kedvező kihatása van a 8, 9 aerob stabilizációs medencékre is. A vízkivétel eredményeként a fotoszintézis, a bioreguláció hatékonysága megnövekszik (mert friss vízrétegek kerülnek az ebből a szempontból optimális, felszín alatti 30—40 cm-es tartományba), a keletkezett 02 átkeveredik, homogenizálódik a medencékben, mélységi vonatkozásban is pH-kompenzálás jelentkezik. Átkeveredik a C02 -tartalom is. A felszíni vízrétegben fokozódik az oxigén-diffúzió. A fenékiszaphoz több oldott oxigént tartalmazó víz jut. Amennyiben jég fedi az aerob medencéket, a recirkuláltatás előnyösen mozgásba hozza a jégpáncél alatt a vizet, elősegíti az oxigénszállítást. Amennyiben a találmány szerinti tisztítórendszert olyan klimatikus adottságú területen üzemeltetjük, ahol tartósan +5 °C-+10 °C alatti levegőhőmérséklettel kell számolni (arktikus területek), a diszperz reaktorokban a szennyvizet meg kell óvni a nagyobb lehűléstől. Ismeretes ugyanis, hogy a biokémiai szennyeződés-lebontás — következésképpen a diszperz jellegű szennyvíztisztítás sebessége — a hőmérséklet függvénye, mintegy 10 DC hőmérsékletcsökkenés a lebontás (tisztítás) sebességét a felére csökkentheti. A találmány szerinti kombinált levegőztetőrendszer alkalmazásával — amire általában +5 °C átlagos levegőhőmérséklet alatt kerül sor — a lehűlési probléma megoldható. Amennyiben a levegő hőmérsékletének az átlagértéke +5°C-+10°C felett van, csak a 2, 3 és 4 felszíni levegőztetőszerkezeteket célszerű működtetni, mert ezek üzeme lényegesen gazdaságosabb, mint az 5a, 6a és 7a levegőbefúvató szerkezeteké. A turbinák viszont a vizet porlasztják, tehát felületét megnövelik, így a diszperz reaktorok víztömegének lehűlése meggyorsul. +5 °C hőmérséklet alatt tehát vagy a levegőztető turbinák forgási sebességét csökkentjük, egyidejűleg működésbe hozva az 5a—7a levegőbefúvató szerkezeteket, vagy a turbinákat teljesen leállítjuk, és csak az 5a—7a szerkezeteket üzemeltetjük nagyobb intenzitással. A kétféle levegőztetés arányát mindig a klimatikus adottságok, a szennyvíz hőfoka, jellege, a megkívánt tisztítási fok és üzembiztonsági követelmény, valamint gazdaságossági szempontok alapján határozzuk meg. Megjegyezzük, hogy kombinált mesterséges levegőztetőrendszer alkalmazása esetén a kétféle szerkezet egymásnak üzemi tartalékát is képezheti. Kedvezőtlen klimatikus adottságok (igen alacsony környezeti hőmérséklet) esetén bizonyos időszakokban előfordulhat, hogy a 8 és 9 aerob stabilizációs medencék felszínét jég borítja, és/vagy ezért, vagy a fény elégtelensége miatt, például az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
