186653. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nitrát eltávolítására természetes vízkészletekből
1 186 653 2 megfelelő elzáró szerkezetek nyitásával, ill. zárásával cseréljük fel. A találmány szerinti eljárást részletesen az 1. és 2. ábra segítségével mutatjuk be, ahol két lehetséges foganatosítási módot tüntettünk fel. 1. példa Az 1. ábra szerinti rendszer, mely az eljárás egy lehetséges foganatosítási módja, két fő részből áll: a 3 nitrátbontó és a 9 regeneráló reaktorból, illetve az ezekhez kapcsolódó 6 és 15 fázis-szétválasztó egységekből. Az 1. ábra szerinti eljárást részletesebben - egy félüzemi kísérleti berendezéssel szerzett tapasztalatok alapján - alábbiakban ismertetjük: A magas nitráttartalmú (100 g/m3 NOi) vizet az 1 csővezetéken és a 2 centrifugál szivattyún keresztül a 3 fluidizált vagy expandált nitrátbontó reaktorba vezetjük, melynek összes térfogata 10 dm3. A fluidízációhoz szükséges felszálló sebességet (65 m/h) a 2 szivattyú biztosítja, úgy, hogy az 1 csövön érkező 20 dm3/h tisztítandó, nyers vizet összekeverjük a 31 csappal szabályozott mennyiségű, a felszálló sebesség biztosítása miatt szükséges, re cirkuláltatott vízzel. A hordozó anyag granulált aktívszén, melynek szemcsemérete 1,5 mm, és térfogata nyugalmi (nem fluidizált) állapotban 2,6 dm3. A regenerált (aktív) nitrátbontó baktériumokat tartalmazó hordozóanyag a 3 reaktorba a 14 csővezetéken keresztül a 15 fázis-szétválasztóból (50 dm3 térfogatú ülepítő-tartály) folyamatosan vezetjük át. A 3 nitrátbontó reaktorban tehát a regenerált nitrátbontó baktériumok érintkeznek a nyers vízzel, ahol 16 °C hőmérsékleten 40 perc alatt a NO3 koncentráció 20 g/m3 alá csökken. A denitrifikált vizet a reaktor felső részén 4 csővezetéken keresztül folyamatosan elvezetjük és szükség szerint önmagában ismert víztisztítási eljárásokkal továbbtisztítjuk (pl. levegőztetés, homokszűrés, fertőtlenítés stb.). A reaktor felső részén ugyancsak folyamatosan vezetjük el a nitrátbontó képességgel már nem rendelkező baktériumokat tartalmazó hordozóanyagot, mely az 5 csővezetéken keresztül a 6 fázis-szétválasztó (ugyancsak 50 dm3 térfogatú ülepítő) egységbe jut. Az itt létrejövő vizes fázist a 7 csővezeték segítségével a 3 nitrátbontó reaktorba vezetjük vissza, recirkuláltatjuk. A fázisszétválasztó alján összegyűlt hordozóanyagot, felületén az inaktív nitrátbontó baktériumokkal, a 8 csővezetéken a 9 regeneráló reaktorba juttatjuk, melynek összes térfogata szintén 10 dm3, és a benne levő hordozóanyag 1,5 mm szemcseméretű, 2,6 dm3 nyugalmi térfogatú aktív szén. Itt a baktériumok tartózkodási (regenerálási) ideje 30 perc. Ebben a reaktorban játszódik le az inaktív nitrátbontó baktériumok aktivizálása. A regeneráláshoz szükséges szervesanyag-forrást (répacukor), amit a 12, 2X50 dm3 térfogatú ikerrendszerű tápoldat-tartályban tárolunk, a 10 csővezetéken a 11 centrifugál szivattyúval recirkuláltatjuk a 9 regeneráló reaktoron keresztül. Az aktív baktériumokat tartalmazó hordozóanyagot a reaktor felső harmadában a 16 csővezetéken keresztül folyamatosan eltávolítjuk és a 15 fázis-szétválasztóba vezetjük. A fázisszétválasztás után az aktív baktériumokat tartalmazó hordozóanyagot a 14 vezetékkel folyamatosan a 13 nitrátbontó reaktorba vezetjük. A 15 fázisszétválasztóról a vizes fázist, ami a szénforrást tartalmazza, a 13 vezetéken a 12 ikerrendszerű tápoldat-tartályba vezetjük és így visszajuttatjuk a körfolyamatba. 2. példa Egy másik lehetséges megvalósítási mód működését szemlélteti a 2. ábra. A rendszer lényege itt is a 18 és 29 expandált vagy fluidizált reaktor, melyekben a hordozó granulált aktívszén. Ezeket a reaktorokat azonban felváltva működtetjük nitrátbontó, illetve regeneráló egységként. A két reaktor mérete, valamint a hordozóanyag mennyisége és szemcsemérete megegyezik az előző példában ismertetettekével. Aktuális funkciójukat a rajzon szereplő csapok nyitásával, illetve zárásával lehet szabályozni. A 18 reaktor akkor nitrátbontó és a 29 reaktor akkor regeneráló, ha a 17, 19, 22, 25 és 32 csapok nyitott, illetve a 20, 21, 23, 24 és 33 (»apók zárt állapotban vannck. Ebben az esetben az 1 csővezetéken érkező 65 g/m3 nitráttartalmú vizet a 2 szivattyún keresztül - ami a fluidízációhoz szükséges seb ességet is biztosítja — a 18 nitrátbontó reaktorba vezetjük, ahol érintkezésbe hozzuk az előző periódusban (ellentétes csapállásoknál) regenerált nitrátbontó baktériumokkal. Fölfelé áramlás közben lejátszódik a denitrifikáció és a tisztított vizet a rendszerből a 28 csővezetéken keresztül vezetjük el. A reaktorban a kezdeti nitrátkoncentráció 20 C hőmérsékleten 35 perc alatt 20 g/m3 a:á csökken, ha a tisztítandó szennyvíz mennyisége - az előző példához hasonlóan - 20 dm3/h. Ezzel egyidejűleg a 29 reaktort regeneráló egységként működtetjük, azaz az előző periódusban nitrátbontáshoz használt és a tölteten levő baktériumokat „aktivizáljuk”. A reaktorba a tápoldatot (szénforrás) a 12 ikerrendszerű tápoldat-tartályból a 27 centrifugál szivat'yú segítségével juttatjuk a 29 reaktorba a 26 csővezetéken keresztül. A -épacukorból készített tápoldatot a reaktorból a 30 vezetéken juttatjuk vissza a 12 tápoldat-tartályba. Ezt a recirkalációt a tápoldat kimerüléséig (azaz a szénforrás elfogyásáig) folytatjuk és akkor az ikerrendszerű tartály másik feléből vesszük az időközben elkészített friss tápoldatot. A rendszert ilyen módon üzemeltetve tehát itt is - mint az előző rendszernél — megvalósul az, hogy a tisztítandó víz nem kerül érintkezésbe a denitrifikációhoz szükséges tápanyagforrással. A 2. ábra szerinti csapok ellentétes állásánál a reaktorok szerepe is felcserélődik. A fentiekben vázolt eljárás előnyeit - az eddig ismert fiziko-kémiai és biológiai denitiifikálási eljárásokkal szemben az alábbiak szerint foglaljuk össze: 1. Kis beruházási és üzemeltetési költségigény. 2. Célszerűen megválasztott tartózkodási-, illetve periódusidővel a tisztítandó víz riitráttartalrna gyakorlatilag tetszés szerinti mértékben csökkenthető, illetve az elfolyó víz nitráttartalma lényegében független lehet a nyersvíz nitráttartalmától. 3. A kezelendő víz nem kerül érintkezésbe a biológiai denitriflkációhoz szükséges tápanyag-forrással (pl. metanollal, répacukorral, glükózzal) és így feltétlenül biztosított a tisztított víz szervesanyag szennyezésének elkerülése. Ez az eddig ismert biológiai eljárásoknál nem volt megvalósítható. 4. Környezetkárosító melléktermékek nem keletkeznek . 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
