195458. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tejipari szennyvizek előtisztító kezelésére
3 195 458 4 tisztító esetében 400 mg/1 alumínium-szulfát és polielektrolit együttes felhasználásával, ICI elektroflotálóval történő fázisszétválasztással egyhónapos méréssorozat alapján jellemzően 41—55%-os KOI és 83—90% zsírtartalom csökkentés volt elérhető (Pintér L.: Tejipari szennyvizek tisztításának vizsgálata. Diplomadolgozat, Veszprémi Vegyipari Egyetem, 1982.), ami a KOI csökkenést tekintve valamivel rosszabb, zsíreltávolításban pontosan egyező Toókos I. laborkísérleti adataival (1982). Koaguláns felhasználása nélkül jó eredmény még a hatékonyabb oldott levegős flotációs módszerrel is csak az izoelektromos pont megfelelő beállítása esetén érhető el, ami önmagában is jelentős savfelhasználást jelent. Ráadásul az eljárás igen érzékeny az izoelektromos pont szűk pH tartományának beállítására, amely maga is szennyvíz összetétel függő, állandóan változó, munkapontjának folytonos beállítása majdnem lehetetlen műszaki feladat. Feltehetően ez magyarázza a többi hazai üzemi flotációs tisztító rendkívül gyenge hatékonyságát. Diszperz levegős flotálás a tejiparban a csapadék kicsi mechanikai stabilitása miatt nem alkalmazható. A jobb hatékonyságú flotációs módszereknek (oldott levegős ill. elektroflotálás) pedig nagy hátránya a jelentős beruházási és üzemeltetési többletköltség. Az elfolyó tisztított víz 20—50%-át 4—6 bar nyomáson levegővel kell telíteni, majd a flotáló bemenetéhez viszszavezetni. A megfelelő többlet flotálótér, az elektródok beépítésének költsége, a levegőkompresszorok és a recirkuláltató szivattyúk költsége, illetőleg az elektromos enérgiaigény, elektródcserék és karbantartás költsége igen nagy. Az üzemi tapasztalatok alapján a flotálás további hátránya, hogy üzemi szennyvíznél elkerülhetetlen az elektródok alá ülepedő több-kevesebb iszap keletkezése is. Különösen fokozódik ez a leülepedő iszapmennyiség, ha a flotálást a csapadék stabilitása szempontjából kedvezőbb lúgos pH tartományban végzik. Bár az így keletkező iszaprész alul leeresztve a flótáit iszappal egyesíthető, eltávolítása a flotáló speciális kialakítását és üzemeltetését igényli. Az elfolyó víz lebegőanyag-tartalma is ilyen esetben jelentősen nagyobb, mint egyértelmű — egyirányú — fázisszétválasztásnál. Az iszap átlagos szárazanyag-tartalma csak további szétülepítés, szikkasztás után éri el az idézett cikkben (Toókos I.) közölt értékeket. Az ismert vegyszeres szennyvíztisztítási módszerek ugyancsak kedvezőtlen tapasztalata az idézett összefoglaló munkában is említett és bemutatott tény, hogy a tisztítás hatékonysága, tehát a kémiai oxigén-igény (KOI) csökkentés mértéke, a szennyvíz típusától, öszszetételétől függően jelentősen ingadozik, akár 20—30%-kal is csökkenhet. Ilyen nagymértékű csökkenés elsősorban savóeleresztés esetén várható, amikor a laktóz és tejsav részaránya, amelyekkel szemben a vegyszerek hatástalanok, aránytalanul magas. A találmány célja az eddig ismert és alkalmazott eljárások fentebb részletesen ismertetett hátrányaitól és hiányosságaitól mentes olyan eljárás és berendezés kialakítása, amely egyszerű és biztonságos módon egyirányú fázisszétválasztással, tehát ülepítéssel teszi lehetővé tejipari szennyvizek jelentős mértékű és gazdaságos előtisztítását. Találmányunk alapját annak felismerése képezi, hogy 1—4% tejet tartalmazó modelloldatok, valamint friss ipari eredetű egyéb szennyvizek a különböző vegyszeres tisztítások szempontjából még hasonlóan, néhány órás állás után azonban már igen eltérően viselkednek. Amíg a nem tejüzemi, tehát általános ipari szennyvizek savas-vegyszeres tisztításának hatásfoka rohamosan romlik a szennyvíz keletkezése és a vegyszeres precipitálás közötti idő növekedésével (még igen gondos izoelektromos pont beállítás mellett is), addig kísérleteink során egyértelműen azt tapasztaltuk, hogy tejipari szennyvizek esetében a pH 7—14 értékek közötti tartományban a precipitálás hatásfoka átmenetileg ugrásszerűen megnövekszik anélkül, hogy a nyers szennyvíz összetételében számottevő változás lenne megfigyelhető. Megállapítottuk, hogy a jelenséget a tejipari szennyvízcsatornákban megtelepedő, a szokásos mosó- és fertőtlenítőszerekre meglehetősen rezisztens baktériumflóra tevékenysége okozza. Ez a szennyvízben elszaporodva már igen rövid idő (néhány óra pl.) alatt jelentősen megváltoztatja annak kolloidszerkezetét és ugrásszerűen csökkenti az emulzió stabilitását olyan szokásos precipitálószerekkel szemben, mint a különböző vas- és alumíniumsók, ill. hidroxidok (Na-aluminát), nehezebben oldódó alkáliföldfém oxidok és hidroxidok, ill. azok egyéb sói, ásványi eredetű ülepítési segédanyagok, mint kovaföld, bentonítok, zeolitok. Ilyen kogauláltatás esetén a polielektrolitok flokkulációt elősegítő hatása is fokozottan érvényesül. A keletkező csapadék minden esetben gyorsan és hatékonyan ülepíthető felúszó rész keletkezése nélkül. Az így biológiailag destabilizálódott szennyvíz zsír- és fehérjetartalma lúgos közegben szinte kvantitative lecsapható a fenti vegyszerekkel, és meglepő módon eltávolítható még a tejcukor egy része is. A módszer tejes és savós szennyvízre egyaránt alkalmazható. Steril tejes oldatok ilyen baktériumflórával beoltva hasonlóan viselkednek. A fentiek alapján a kitűzőt: célt olyan új tejipari szennyvízelőtisztító kezelési eljárás kialakításával és alkalmazásával érjük el, amely szerint a szennyvízként jelentkező tejemulziót a keletkezés és a vegyszeres kezelés között biomasszával érintkeztetjük és egyidejűleg levegőztetjük. Biomasszaként előnyösen tejipari szennyvízcsatorna-rendszerekből vett, tapasztalataink szerint a szokásos mosó- és fertőtlenítőszerekkel szemben kellően rezisztens baktériumflórát tartalmazó eleveniszapot használunk, amelynek a destabilizátorban való tartózkodási idejét iszapvisszatartás utján 1—30 napra, célszerűen 5-15 napra állítjuk be. A tejemulzió találmányunk szerinti, biomasszával történő destabilizáló érintkeztetése során a levegőztetést előnyösen keveréssel a mindenkori szennyvizhozammal arányosan váltjztatjuk. Az einulgeáit részecskék fehérjeburkának felületi átalakítását jelentő biológiai destabilizálást a tejemulzió 0,5—48 óra, célszerűen 1—24 óra közötti ideig tartó biomasszával való érintkeztetése útján végezzük, miközben a folyamatot érintkezési felületnövelő, adott esetben az érintkeztetés intenzitását is fokozó intézkedésekkel gyorsíthatjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas, önmagukban a vegyiparban ismert egységekből kialakított igen egyszerű és olcsó béréndezés(ek) lényege, hogy a tejüzemi szennyvízlefolyó(k) és egy kémiai koaguláltatószerek bekeverésére alkalmas vegyszerbekeverős ilepítőegység közé beiktatott, iszapvisszatartó és 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
