183695. lajstromszámú szabadalom • Résbukó szennyvíztisztító telepek levegőztető medencéjéhez
1 183 695 2 A találmány résbukóra vonatkozik és szennyvíztisztító telepek levegőztető medencéjének oxigénellátásának szabályozására szolgál. Ismeretes, hogy a kommunális szennytisztító telepek levegőztető medencéinek vízszintje és ezzel együtt a szennyeződést jelentő szervesanyag tartalom az érkező szennyvíz függvényeként akár óráról órára változhat. A szervesanyag lebontást biztosító baktériumkultúra oxigénigénye tehát ennek megfelelően hol több, hol kevesebb. A baktériumkultúra oxigénigényének kielégítése jelentős energiafelhasználást tesz szükségessé annál is inkább, mivel a levegőztető medencék energiaigénye jelenti adott esetben egy teljes szennyvíztisztító telep teljes energiaszükségletének kb. 80—90%-át. A levegőztető medencék oxigénbevitelét legtöbbször függőleges tengelyű levegőztető berendezések biztosítják, amelyek lényegüket tekintve egy csepegő víz ellen szigetelt villanymotor meghosszabbított tengelyére ékelt önmagában álló rotorból vagy rotorokból áll. A szellőztető berendezések oxigénbevitele adott konstrukció esetén a kerék átmérőjétől, a lapát kialakításától, a fordulatszámtól, illetve a vízbemerülés mélységétől függően változik. Fordulatszám-szabályozásra különböző módszereket alkalmaznak. Ismert így például a tirisztoros fordulatszámszabáiyozás, amely igen bonyolult műszaki ráfordítást tesz szükségessé. Ismeretes továbbá kettős fix fordulatszámú motor beépítése, amelynek tisztítási technológiai okok miatt nem sikerült elterjednie. A bemerülés mélységének szabályozására a medence fölé épített hidra szerelt teljes levegőztető berendezés hidraulikus mozgatását függőleges irányban szokták végezni, mikoris a bukókat hidraulikusan vagy pneumatikusan állítják be a kívánt szintre. Ezek a rendszerek igen gondos kezelést és magasszintű karbantartást igényelnek. Folyamatosan szabályozható bukók csak felműszerezett telepeknél jöhetnek szóba, amely jelentős beruházási és üzemeltetési ráfordítással jár. ^ . További ismert megoldás az, hogy egy levegőztető ,'íV .medencébe beépített több levegőztető-gép esetén fo:^^fiíí^^'í|^'Ox'génmérés mellett egy-egy levegőztető ‘'egységéhosszabb rövidebb ideig kikapcsolásra kerül. ; Ez úgyszintén mérő és vezérlőegységet kíván és fennáll az a veszély, hogy a levegőztető medencében lévő esetleges iszap nem kívánt módon és időben leülepedik. Vannak olyan fejlesztési tendenciák, amelyek nagy vízmennyiség-változás esetén kiegyenlítő medencéket írnak elő, amely ismét a beruházási ráfordítást növeli. Találmányunk elé azt a célt tűztük ki, az ismert műszaki megoldások hátrányait kiküszöbölve olyan egyszerű szerkezetet hozzunk létre, amely beruházási és üzemköltség szempontjából nem igényel nagy ráfordítást, valamint az érkező szennyvíz mennyiségét, minőségét, valamint a levegőztető medencét a felszerelt gépészeti berendezéssel együtt, azzal összhangban a kezeléstechnológiailag szükséges viszonyokat megteremti. A kitűzött célnak egy olyan résbukóval teszünk eleget, amely azzal jellemezhető, hogy a résbukó átfolyási jelleggörbéje a levegőztető medencéhez rendelt levegőztető berendezés transzponált bemerülés — vízmennyiség jelleggörbéjével azonos, vagy közel azonos. Az ily jellemzőkkel rendelkező résbukóval előnyös kiviteli alakját képezi az a megoldás, ahol a kitüntetett vízszint környezetében elhelyezkedő bukóélen túlmenően az említett bukóéllel párhuzamos tengelyű és üzemi állapotban legalább részben víz alatt elhelyezkedő nyílás, vagy nyílások vannak kialakítva. Találmányunk szerinti műszaki megoldást részleteiben rajzmellékleteken ismertetjük, ahol az 1. ábra egy önmagában ismert függőleges tengelyű levegőztető egységet, tehát villanymotorhoz illeszkedő rotort, az 1/a. ábra ezen levegőztető egység jelleggörbéit, a 2. ábra a találmány szerinti résbukó vázlatát, a 3. ábra szerint pedig adott levegőztető medence bukóinak összehasonlító jelleggörbéit mutatja be. A 2. ábrán vázolt megoldás működési elve a következő. Az érkező szennyvíz mennyiségének változása a szükséges oxigénigényi is változtatja. Az oxigén bevitelének növelése, illetve csökkentése a 3 levegőztető egység bemerülésének adott intervallumon belül (általában 15cm) történő állításával megvalósítható. A bemerülési igény a levegőztető medence vízszintjének növelésével vagy csökkentésével biztosítható. A vízszintváltozás mértékét viszont a 3 levegőztető egység bemerülés-oxigénbevitel jelleggörbéje egyértelműen meghatározza, mivel egy adott bemerüléshez 100%-os kihasználtságot figyelembe véve csak egy és csakis egy oxigénbevitel, illetve egy vízmennyiség tartozik. A levegőztető medence vízszintjének igényelt nagyságát (mélységét) egyértelműen a medencére szerelt levegőztető berendezés 4a, 4b, 4c jelleggörbéje határozza meg. A szükséges vízmélységet olyan profilkialakítású bukóval (2. ábra) lehet elérni, melynek átfolyási 6 jelleggörbéje (3. ábra szaggatott vonal) azonos, vagy megközelítően azonos a beépített levegőztető berendezés transzponált bemerülésvízmennyiség 5 jelleggörbével (3. ábra folytonos vonal). Ebben az esetben minden külső beavatkozás nélkül pusztán a bukó profiljának megfelelő kialakításával, mint vezérlő egység elérhető, hogy a mindenkor szükséges optimális oxigénmennyiség a szennyvízbe bekerüljön. A berendezés csak az üzemelés kezdete előtt egyszeri beállítást igényel. A 3. ábra a következő összefüggéseket bizonyítja. A 10 rotor 5 jelleggörbéje mutatja a vízmennyiséghez szükséges oxigénbevitel lehetőségét. Elméletileg olyan megoldás a megfelelő, melynek jelleggörbéje pontrólpontra azonos a rotor görbéjével. Ha a görbe eltér, akkor a rotor görbe alatti rész a felesleges, többletként bevitt oxigént, illetve energiát jelenti, a követendő görbe fölötti rész pedig az elfolyó szennyvíz oxigénhiányát jelöli. A közelítendő görbe és a javasolt résbukó jelleggörbéjének metszéspontja az átlagvízre vonatkozik. Az ábra feltünteti a két leggyakrabban használt bukó megoldását is. (8 Thomson bukó, 7 U bukó vagy egyszeri beállítású mechanikai zsiliptábla.) Az ábrákról, valamint az alábbi táblázatból egyértelműen belátnatók az eddig ismert megoldások hátrányai. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
