191390. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mikroorganizmusok szilárd töltetrészecskék felületén való megkötésére és a mikroorganizmus szaporulat elválasztására,vizek denitrifikálására
191 390 elektrolit adagolási koncentrációja a vízben célszerűen 1 —3 mg/drn3. A biofilm struktúráját, illetve teljesítményét messzemenően befolyásoló további tényező a szénforrás megválasztása. A találmány szerint szénforrásként előnyösen 5 illő szerves sav(ak) vagy illő szerves sav(ak) és etanol ; keverékei alkalmazhatók. Szerves savként legcélszerűbb j propionsav adagolása, amely enyhén baktericid hatásánál j fogva a denitrifikálásra leginkább alkalmas törzsekre kor-1 látozza a mikroflóra összetételét. így már eleve kisebb j 10 sejtszaporodás, illetve fölös iszapképződés érhető el, valamint csökken a fajlagos szénforrás felhasználása is (minimális a lebontott C/N arány). Tapasztalatunk szerint ily módon a tiszta etanol szénforrás alkalmazásához képest 3-4-szeres, 60-70 mg/g töltettömeg értékű sejt 15 szárazanyag koncentráció tartható fenn a fluid ágyban, amelynek következménye az, hogy rendkívül nagy (40— 50 kg lebontott N03/m3 ágy térfogat nap) denitrifikáló kapacitás érhető el, még a biokémiai reakciók szempontjából kedvezőbben alacsony (10—15 °C) üzemi vízhő- 20 mérsékletek mellett is. A szerves sav adagolásának köszönhetően a közel homogén mikroflórából álló biofilm mechanikailag ellenálló struktúrájú. Ennek következtében a fluidizáció okozta erózió hatására elenyésző mennyiségű sejtanyag 25 távozik a kezelt vízzel. (A távozó viz TOC - összes szerves szén - tartalma tapasztalatunk szerint 1-3 mg/dm3.) Ivóvíztisztítás esetében ennek megfelelően nagymértékben tehermentesül a fokozott követelményeket kielégítő utótisztító rendszer. 30 Propionsav adagolása esetén a metabolittermékként képződő szénsav/hidroxidion mólaránya 1-nél nagyobb lesz, az aciditás növekszik, amely ellensúlyozni képes a nitrátbomlásból eredő pH-növekedést. Különösen előnyös hatást gyakorol ez a nitráteltávolítás teljesít- 35 ményére a biofilm mélyebb rétegeiben, ahol egyébként a csökkent szubszlrátdiffúzió következtében az átlagosnál is nagyobb (és a folyamatot fékező) pH-növekedés állna elő. A folyadékáramlás irányában (alulról felfelé) csők- 40 kenő nitrátkoncentráció eloszlás kialakulását és a fajlagos szénforrás felhasználás értékét előnyösen befolyásolja, ha nemcsak a fluid ágy alján, hanem célszerűen magasságának alsó 20-30 %-ában további egy vagy két helyen megosztva vezetjük be a propionsav-etanol ele- 45 gyet. Az eljárás során keletkező — adott esetben fölös — mikroorganizmus szaporulat elválasztását a találmány értelmében úgy végezzük, hogy a töltet egy részét impulzus kölcsönhatásoknak tesszük ki és egyidejűleg a fölös 50 mikroorganizmus szaporulatot „vákuumszűréssel”, majd gázátszívatással és kívánt esetben vizes öblítéssel elválsztjuk és a töltetrészecskékből álló szűrőlepényt gravitációsan és/vagy sűrített gáz nyomásával visszajuttatjuk a — célszerűen fluid — ágyba. 55 A fölös mennyiségű biofilm eltávolításának, az ágyregenerálásnak legmegfelelőbb módja a találmány szerint olyan szerkezet alkalmazása, amely egyszerre biztosítja a szükséges intenzitású impulzus kölcsön hatásokat, illetve a későbbi gravitációs anyagmozgatás érdekében a tölte- 60 léktest-iszap elegy függőleges felfelé szállítását. Ennek érdekében az előzetesen célszerűen néhány percig a reaktorban ülepített töltetágy egy részét szabályozott áramú visszakeringtető vezetékkel ellátott zagy szivattyún és álló keverő elemekkel ellátott csőszakaszon (static 65 mixer) visszük keresztül. A felfelé haladó áramot ezután a reaktorban a vízszint fölött elhelyezett szűrőedénybe ürítjük. Ennek megtelte után a szűrés célszerűen vákuumszivattyúval létesített nyomásesés hatására történik. A szűréses fölösiszap-töltelékszemcse elválasztás jelentős előnye, hogy a fölösiszap a szemcsék közötti pórustérből is eltávolítható. Az elválasztás hatékonyságát fokozza. hogy a képződő szűrőlepényen átszívatott gáz további iszapmennyiséget ragad magával. A találmány szerinti eljárással igen koncentrált sűrű pépszerű, 20-30 g/dm3- nél nagyobb sejtszárazanyagtartalmú, következésképpen kismennyiségű hulladék képződik. Ez különös előnnyel jár az ivóvíztisztító telepeken, ahol a huliadékanyag elhelyezéséről külön kell gondoskodni. Szükség esetén a szűrőbejuttatott anyag térfogatának 20-30 %-át kitevő öblítővíz adagolásával a fölösiszap eltávolítása még tökéletesebbé tehető. A fölös biofilmrétegtől megszabadított szflrőlepény (töltelékszemcsék) ezután egyszerűen, gravitációsan visszajuttatható a fluid ágyba. Ezt elősegíti a szűrés irányával ellentétes, a lepényt lelökő gáznyomás alkalmazása. A teljes ágyregenerálás ilyen módon külső levegőtől (oxigéntől) elzárva, a reaktor felső terében uralkodó nitrogén gáz atmoszférában végezhető. Ivóvíztisztítás esetén a denitrifikálási művelet utáni első lépésként aerob biológiai kezelést végzünk. Ennek során a fakultatív mikroflóra a vízben oldott oxigén jelenlétében lebontja a denitrifikáció disszimilációs lépés- i ben keletkezett metabolittermékeket, illetve a szénforrás esetleges maradványait. Az oxigénbeoldás levegőből vagy ! egyéb 02 tartalmú gázból nyomás alatt történik inten! zív működésű, kis kezelőtér igényű töltelékes oszlopban, aboi a víz a tölteléktestek (például Raschig gyűrök) felületén filmszerűen lefelé áramlik, a bevezetett gázzal ellen- vagy egyenáramban. Minthogy az utótisztítás további lépései (lebegőanyagmentesítés mélységi szűrőágyon, adszorpció a maradék oldott szennyezőanyagok eltávolítására, és kémiai fertőtlenítés) zárt rendszerben, sorbakapcsolt egységekkel megoldhatók, az ezeket megelőző oxigénbeoldás külön energiaigény nélkül túlnyomás alatt végezhető. Ez a bevezetett oxigén parciális nyomásának arányos növekedése mellett növeli a folyamat sebességét fokozó oldott oxigénszintet és az oxigéntelítőben további tartózkodási idő és térfogatigény csökkenéssel jár. A találmány szerinti eljárás és berendezés vizek biológiai denitrifikálásán kívül számos más területen is alkalmazható, így például felhasználható anaerob és aerob szennyvíztisztításra, ahol a cél oldott szerves szennyező ! anyagok eltávolítása. Alkalmazható továbbá fermentációs eljárásokban is, például a gyógyszeriparban. Ezen eljárások egy részében maga az elszaporított mikroorganizmus a végtermék, találmány szerinti eljárás-eredményesen használható ennek a végterméknek a fermentációs közegtől való elválasztására. A fermentációs eljárások másik részében az eljárásban alkalmazott mikroorganizmus hoz létre kémiai változást a kiindulási-anyagon. Ilyen esetben a találmány szerinti eljárást a mikroorganizmus fölöslegének az eltávolítására használhatjuk. A találmány szerinti eljárás egy példakénti foganatosítási módját és a megvalósítására szolgáló berendezések egy kiviteli példáját az 1. ábra segítségével mutatjuk be. Az 1 reaktor oszlopszerű készülék, célszerűen 10-nél kisebb hossz/átmérő aránnyal. A biofilinmel bevont, célszerűen 0,4-1,5 mm méretű töltetrészecskékből álló 3
