189058. lajstromszámú szabadalom • Eljárás háztartási szennyvizek aerob és/vagy anaerob lebontása útján keletkezett iszapok víztelentésére
1 189 05E 2 A találmány tárgya új eljárás a háztartási és egyéb, zsír- cs fchérjc-jcllcgű szerves szennyezéseket tartalmazó szennyvizek aerob és/vagy anaerob lebontása útján keletkezett iszapok víztelenítésére, illetőleg az ilyen iszapok szilárd részeinek a vizes fázistól való elkülönítésére. Jelenleg a főként háztartásokban, üzemi jellegű konyhákban, valamint tejipari és különféle más élelmiszeripari üzemekben keletkező, szerves szennyezésként főleg szénhidrátokat, zsiradékokat cs fehérjéket tartalmazó szennyvizeket tisztítás cs adott esetben a szerves szilárd részek hasznosítása céljából rendszerint oly módon kezelik, hogy a durva rácsos szűrőn átvezetett szennyvizet először őrlő-, illetőleg zíizókésziilékcn engedik át, majd az úgynevezett homokfogó ülepítőn átvezetve különítik el a darabos, általában szervetlen szilárd anyagokat. Az így előkezelt szennyvizet azután egy levegőztető reaktorban aerob körülmények közötti biológiai lebontásnak vetik alá. Ez a folyamat megfelelő hőmérséklet és oxigén biztosítása mellett általában néhány (6—12) óra alatt végbemegy. Ezután a tisztítás folyamatában kétféle utat szoktak követni. Az egyik szokásos módszer szerint az iszapot ülepítő tartályba vezetik, ahol az iszap vákuumszürőkön és szűrőpréseken történő víztelenítésének előkészítésére koaguláló vegyszerként vas-kloridot, vasszulfátot alumínium-szulfátot és más szervetlen vegyszereket, például égetett meszet is adnak az iszaphoz. Ezek hatására a kiülcpcdctl zagy alkalmas szűrőkön tovább vízteleníthető, a víz pedig elfolyalható. A másik szokásos módszer szerint a levegőztető reaktorokban biológiailag lebontott iszapot egy ülepítő tartályba vezetik tovább, ahol a szilárd részek leülepszenek, az ezektől mentesített vizet elfolyatják, az ülepítő tartályokban kapott zagyot pedig nagyméretű, általában több ezer köbméteres zárt tartályokba viszik, ahol a légköri oxigén kizárásával, esetleg inert gáztérben, anaerob körülmények között, 30-35 *C hőmérsékleten huzamosabb ideig, például 30 napig, vagy esetleg 50-52 °C-on rövidebb ideig, példáui 10- 12 napig rothasztják, vagyis további, most már anaerob biológiai lebontásnak vetik alá az iszapot. Az anaerob rothasztás során metántartalmú, úgynevezett biogáz keletkezik, amely részben a rothasztó rendszer hőmérsékletének fenntartására, részben esetleg más célokra is hasznosítható. Szakaszos üzemű eljárás esetén az anaerob rothasztás egy-egy ciklusa körülbelül 30 nap alatt megy végbe, üzemi körülmények között azonban az eljárást rendszerint félszakaszos folyamatos ciklusban folytatják, amikoris a nagyméretű rothasztó reaktorból naponta a reaktortérfogat egy (például 1/30) részének megfelelő mennyiségű rothasztott iszapot elvezetnek és helyette azonos térfogatú friss iszapot adagolnak a reaktorba. A lecsapolt rothasztott iszap szárazanyagtartalma 3 % és 6 % között, általában 4 % körül szokott lenni. Ezt az iszapot azután fiokkuláiószerekkel kezelik, majd szűrőkre vagy más víztelenítő berendezésekre viszik és a lehetséges mértékben víztelenítik. A szennyvíziszapok fentebb vázolt korszerű módszereit összefoglalólag például I. Sz. Turovszkíj „A szennyvíziszap kezelése” c. könyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1980) ismerteti. A fent leírt és más hasonló szennyvíziszap-feldolgozó eljárások legkritikusabb lépése a víztelenítés, ami az iszap erősen vízmegtartó és nehezen szűrhető volta miatt általában csak energiaigényes gépi berendezésekkel, nagy időráfordítással és gyenge hatásfokkal végezhető el. így például szalagszűrőkkel a lepény nedvességtartalma a leglassúbb üzemeltetés, tehát hosszú átfutási idő mellett is csak 75-80 %-ig csökkenthető, présszürőkkel pe dig 5-6 kg/m2 • óra szűrési teljesítmény mellett sem tudják a nedvességtartalmat 65 % alá csökkenteni. A találmány ezeknek a hátrányoknak a kiküszöbölését célozza és azon a felismerésen alapul, hogy a biológiailag lebontott iszapok nagyon bonyolult kémiai-fizikai rendszert képeznek, amelyben az elkülönítendő anyagok részben valódi oldat, részben pedig cmulz'ó alakjában vagy kolloidális állapotban vannak jden, emellett az iszap nagymennyiségű és nagy víztartalmú élő organizmust is tartalmaz. Ebből az következik, hogy a rendszerben a víz négyféle alakban van jelen : 1. mint diszperziós közeg, 2. mint kapilláris víz, 3. mint szolvátvíz és végül 4. mint szerkezeti víz az eleveniszap mikroorganizmusainak testében és a le nem bontott anyagok sejtjeiben és intermicelláris részeiben. Az aerob cs főként az anaerob lebontásnak (rothasztásnak) alávetett szennyvíziszapok szervetlen sók mellett a víztelenítést megnehezítő szerves szenynyezésként főként az anaerob baktériumok által sem lebontható viaszokat, nagymolekulájú zsírszerű anyagokat és nagymolekulájú fehérjéket tartalmaznak, amelyek általában kolloides méretűek, igen nagy felületűek és sok vizet megkötő emulzió alakjában vannak az iszapban. Felismertük, hogy ezek az anyagok számos kémiailag aktív csoportot tartalmaznak, amelyek erre alkalmas vegyszerekkel reakcióba hozhatók is leköthetők oly módon, hogy az anyag felületi tulajdonságai, emulgeálhatósága és vízmegkötő képessége az elkülöníthetőséget könnyítő irányban módosuljanak, aminek következtében a szerves anyagrészecskék a vizes közegtől egyszerű módon és hatásosan eíválaszthatókká válnak. Felismertük továbbá, hogy erre a célra vegyi reagensként különösen a formaldehid és r dímetilol-karbamid alkalmasak; ezek a vegyszerek i z előzetesen aerob és/vagy anaerob lebontásnak alávetett szennyvíziszapban még jelenlevő említett nagymolekulájú szerves szennyezésekkel - viaszokkal, zsírszerű anyagokkal és fehérjékkel - kémiai reakcióba lépnek, részben hídkötéseket is képezve, aminek hatására az emulziók jórészt megbomlanak, a kolloidos részecskék felületi vízmegkötő képessége csökken és igy az iszap nehezen és csak korlátozott mértékben vízteleníthető kolloidos-cmubiós szerkeszete lényegesen könnyebben vízteleníthető diszperziós szerkezetté alakul. Ugyanakkor a mikroorganizmusok is elpusztulnak és víztartalmuk felszabadul, tehát az iszapnak nem csak a kapilláris és emulziós kötött víztartalma, hanem a mikroorganizmus-testekben kötött szerkezeti víz is elkülönithetővé válik. A formaldehid és dimetilol-karbamid különnösen lúgos közegben képes az iszap említett szerves szenynyezéseinek aktív csoportjaival reakcióba lépni, ezért az iszapot kalcíumhidroxiddal (oltott mésszel, mésztejjel) vagy magnézium-oxidda 1 10-12 pH-értékre lúgosítjuk. Az említett anyagoknak a lúgosításra való alkalmazása azzal a további előnnyel i.s jár, hogy a lúgosítószer feleslege az iszapban jelenlevő sóképzésre képes 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
