180551. lajstromszámú szabadalom • Eljárás víz tisztítására
5 180551 6 nyiségének jobban megfelelő oszlop-magasságot használhatunk, engedményt tehetünk az R faktorban, vagy az oxigén-tartalmú gáz diffúziójának a mértékét befolyásolhatjuk úgy, hogy a szemcsés ágynak más szintjén végezzük a befúvatást, ami azt is lehetővé teszi, hogy csökkentsük a gáz befúvatásának szintje alatt elhelyezkedő zónák mozgatását. Az (1), (3) és (4) összefüggésekben szereplő paraméterek nyilvánvalóan függenek a kezelendő víz fajtájától, és ennek megfelelően minden paraméter változtatható kisebb-nagyobb határok között. Célszerű azonban megadnunk ezek számszerű értékeit a legáltalánosabban és leggyakrabban használt találmány szerinti víztisztítási eljárás esetében. Ezek az értékek a következők: s értéke, mely az ágyban levő szemcsék alakjától és elrendeződésétől függ, általában 0,45 és 0,55 között változik. Aktív szén esetében például közel 0,5. Kj, amely a nem mozgó gáz zárványok térfogatát jelenti, az ágy teljes térfogatának egységére vonatkoztatva, általában 0,02—0,08 célszerűen 0,04 körüli érték. K2 értéke általában 0,2 és 1,4 között van. a értékét általában 0,2 és 0,6 között tartjuk, de célszerűen 0,35 és 0,45 között. v értéke a szokásos működési feltételek mellett (adott hőmérséklet, vízmennyiség, szemcseméret és alak) 200 és 400 m/h, gyakran 300 m/h körüli. Az öblítőgáz adott K2 oxigéntartalma esetében R értéke a telítési koncentráció (C„) és az ágyban megvalósított reális koncentráció (C) függvénye, melyet az alábbi egyenlet fejez ki: Ennek a matematikai összefüggésnek az alkalmazására az alábbiakban bemutatunk egy példát csupán az illusztrálás kedvéért, nem korlátozva ezzel a találmány oltalmi körét. 5 Tegyük fel, hogy a városi szennyvizet (K3 = 0,31) egy két méter magas aktív szén-ágyon perkoláljuk, melybe atmoszférikus levegőt fúvatunk be, a szén-réteg alsó szélétől körülbelül 30 cm-nyire. A bemenő víz BŐD értéke 180 mg/liter és ezt 30 10 mg/literre kell lecsökkenteni. A bemenő és a kimenő víz BŐD értéke közti különbség tehát 150. Az (5) egyenlet második tagjában szereplő OD oxigén szükségletre alkalmazva azt, azt kapjuk, hogy OD =f 1,2ABOD = 0,180 kg 02/m3. 15 Az első feltétel amit teljesíteni kell, az aktív szén kapacitására vonatkozik a (4) egyenlet szerint: Q, Kdi 0,31-2 S “ OD = 0,180 20 A második feltétel szerint biztosítani kell, hogy a kezeléshez szükséges oxigén bejusson az aktív szénágyba, amelyet a (3) egyenlet fejez ki : = 3,50 m 3/m2/óra 25 Q2 — < S1 k3r Figyelembevéve, hogy a levegő oxigéntartalma normál körülmények között K2 = 0,28 kg 02/m3 30 levegő. Továbbá, a kísérletek és mérések szerint meghatározott egyéb paraméterek: R = 0,5; v = = 300 m/h; a = 0,4; K2 = 0,04; e = 0,5; A (3) egyenlőtlenséget felhasználva kapjuk, hogy: R = K(C„—C) ahol K arányossági tényezővel a sótartalmat, keveredés mértékét, az ágy magasságát és hasonló paramétereket veszünk figyelembe. Arra az esetre például, ha a befújt gáz levegő, és az ágy magassága 1—3 méter, K értéke általában 2,7 -10~3 és 25 T0- 3 (mg/liter)"1 -m-1 közötti. K3 kísérletileg meghatározott értéke általában kisebb mint 0,5 kg oxigén óránként, a szén 1 köbméterére számolva. Értéke annál nagyobb, minél nagyobb a fenntartani kívánt oldott oxigén koncentrációja. Az oxigén-szükséglet OD az oxigén fogyasztás jellegétől és a kívánt tisztaság mértékétől függ. Ennek meghatározásánál a közvetlen kémiai oxigénfogyasztás mellett figyelembe kell venni a biológiai oxigénszükséglet kielégítését (BŐD = bioi. oxigén demand) és a kémiai oxigénszükséglet kielégítését (OD) valamint a víz lehetséges nitrifikációs jelenségeit. Ha a kezelés csupán a bioi. oxigénfogyasztás kiküszöbölését célozza, az oxigén szükségletet általában az alábbi egyenlet szerint számolhatjuk ki: 0,7 < OD BOD= <1,2 (5) A szén és nitrogén szennyeződés kiküszöböléséhez szükséges teljes oxigén-mennyiséget az alábbi képlettel írhatjuk le: OD = (0,7—1,2) -BOD5-|-(4—5) -N(NH4-ből) 35 Q, 0,28 -0,05 S ^ 0 180 *300*0’16 = °’73 m 3/mVóra Hogy a fenti két feltételt a találmány szerinti eljárás értelmében teljesítsük, a két számított érték 40 közül a kisebbet kell választanunk, nevezetesen a 3,50 m3/m2/h értéket, amely azt a levegőmennyiséget jelenti, amelyet mindenképpen be kell vezetnünk az aktivált szénoszlopba. Mint azt később látni fogjuk, az ilyen esetben felül kell bírálnunk, 45 hogy alkalmazzunk-e az aktivált szénen kívül egy homokréteget vagy hasonlót. A gyakorlatban tehát, a víz tisztítására vonatkozó találmány szerinti eljárást, amelyet valamely szemcsés szerkezetű levegőztetett, rögzített ágyon 50 végzünk, különböző módokon végezhetjük, melyek mindegyikének sajátos technológiája van. Az egyik módszer szerint, granulált anyagként csak aktív szenet használunk 4 076 616 lajstromszámú Amerikai Egyesült Allamok-beli szaba- 55 dalmi leírás szerint, de különbség van a kezelendő víz és az oxigén-tartalmú gáz, például a befúvott levegő mennyiségében, melyeket az (1), (3) és (4) összefüggések szerint alkalmazunk úgy, hogy az említett szabadalmi leírásban kritikusnak mondott 60 mennyiségeket lényegesen kiterjesztjük. Különösen a tisztítandó víz beáramlási sebességét növeljük, valamint ennek az aktív szén ággyal történő érintkezési idejét csökkentjük. A találmány szerinti eljárás egyik kedvező hatása az, hogy a felső zóná- 65 ban az oxidáció által biológiai tisztítás megy végbe, 3
