196155. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szerves szennyeződést tartalmazó szennyvíz anaerob biológiai tisztítására
1 2 — a mikrobák már említett minimális szaporulata miatt - döntő jelentőségű üzemeltetési szempont. Hasonló jelentősége van annak is, hogy a reaktorba vitt szerves szennyeződésekkel milyen tápanyag-adszorbeáló képességű, illetve tulajdonságú mikrobákat állítunk szembe. Amennyiben jó ülepedési tulajdonságokkal rendelkező, aktív mikrobaaggregátumokat vezetünk vissza a reaktorba, ott a nagy mikrobakoncentráció és az azzal arányosan nagy szervesanyaglebontási teljesítmény biztosítható. A fentiekből következően a megfelelően egyenletesen mozgatott folyadéktömegű anaerob reaktoroknál célszerű minél nagyobb méretű, jó ülepedési tulajdonságú mikrobaaggregátumokat kialakítani. Ebben az esetben ugyanis az inert anyagot nem, vagy csak csekély mennyiségben tartalmazó mikrobatömegből a fölös szaporulat minden nehézség nélkül eltávolítható, akár a reaktorból, akár az ülepítőből eszközölt egyszerű leeresztéssel. A találmányunk alapjául szolgáló egyik legfontosabb felismerés, hogy a mikrobaaggregátumok képződésére ható körülmények előnyösen befolyásolhatók meghatározott adalékanyagok kombinációjának alkalmazásával biokémiai és fízikokémiai úton. Kutatásaink során azt találtuk, hogy a baktériumok (mikrobák) külső kocsonyás tokján kifejlődött extracelluláris poliszacharid molekulák által alkotott szálas képződmények, az ún. glykokalix nagymértékben elősegíti a mikrobák tartós kötődését más sejtekhez, ezáltal elősegítve az aggregálódásukat is. Mivel a glykokalix biokémiai szintézise diszacharidból indul ki, ilyen adalékanyag hatását vizsgáltuk. Bebizonyosodott, hogy a tiszta cukoroldat adagolásához képest előnyösebb, ha a cukrot kötött formából, késleltetett módon felszabadítva adagoljuk. A szacharid vegyületek adagolása a legmegfelelőbb módon mesterséges adszorbensen kötött formában hajtható végre. Hatékonyan alkalmazható a diszacharid-fehérje kondenzát vegyületek hasonló körülmények között történő adagolása is. Ezen adalékanyagok adagolásának az eredményeként nagyobb és stabilabb pelyhek— vagyis mikroba — szervesanyag-szervetlenanyag aggregátumok keletkeznek, súlyuk (és fajsúlyúk is) megnövekszik, jobban ülepednek, és ezáltal csökken a felúszásuk és a rendszerből való eltávozásuk veszélye. A bioszorbció, valamint az ehhez kapcsolódó biokenverzáció hatásossága megnövekszik. A hatékony bioszorbciónak köszönhetően a pelyhek felületén nagy mennyiségben tapadnak meg a tisztítandó szennyvízzel a rendszerbe érkezett oldott és lebegő szerves anyagok, és azok biológiai átalakulása — a biokonverzáció — meggyorsul, a diffúziós úthossza — a bio katalizátor (mikrobaaggregátum) és a friss szerves anyag találkozási valószínűsége — megnövekszik. A találmány alapját képező fontos felismerés az is, hogy a gázképződésnek a különösen finom elválasztási műveletre gyakorolt zavaró, hátrányos hatása a folyadékfázis előzetes gáztalanításával kiküszöbölhető, illetve a minimálisra csökkenthető. További lényeges felismerésünk, hogy a berendezésben az ülepítés hatásfokának javítását és a mikrobaaggregáláshoz optimális áramlási körülményeket teremthetünk, amennyiben a reaktorteret az ülepítőtértől nem választjuk el tömör, szilárd fallal, hanem az ülepítőteret olyan, egymástól függetlenül funkcionáló, egymás alatt, illetve felett elhelyezkedő, átáramlást lehetővé tevő (a reaktor felőli oldalon szabad áramlási keresztmetszetet alkotó) rekeszekből alakítjuk ki, amely rekeszeket egymástól ferde lemezek választanak el. Tulajdonképpen tehát e rekeszek összessége együttesen aficotja az ülepítőteret. Ezekben a kis rekeszekben az áramlási viszonyok (sebesség, irány) optimalizálhatok, hatásaik pedig szuperponálódnak. Ezáltal biztosítható, hogy az ülepítés hatásfoka növekedjék, mert a reaktorból az ülepítőbe történő átáramlás végig lassú, egyenletes sebességgel biztosítható. Amennyiben ugyanis az áramlási sebesség - akár helyileg is - egy meghatározott érték fölé növekszik, a folyadékáram a reaktorból a szükségesnél több mikrobaaggregátumot távolít el, az ülepítéskor pedig zavarja a lamináris áramképet, ami az elválasztóhatás romlásával jár. A fent részletezett felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a szerves szenynyeződéseket lebontó mikrobákat (sejteket) reaktorban aggregáljuk, a reaktorból távozó szennyvíz-iszap keveréket fázisszétválasztási műveletnek vetjük alá, és a szilárd fázis legalább egy részét a reaktorba visszavezetjük, és amely eljárásra az jellemző, hogy a szerves szennyeződést tartalmazó szennyvízhez a reaktorban fehérjék és redukáló szénhidrátok és/vagy szánhidrátszármazékok kondenzációs reakciójából (ún. Maillard-reakciójából) származó vegyülettel vagy vegyületekkel és diszachariddal legalább részben telített, mesterséges ésjvagy természetes adszorbens által alkotott adalékanyagot adunk. Mivel a mikrobák gravitációs szétválasztását (ülepítését) kedvezőtlenül befolyásolja a folyadékban elnyelt gáz kiválása, egy előnyös találmányi ismérv szerint a fázisszétválasztási művelet eredményeként kapott, még mikrobákat (sejteket) is tartalmazó folyadékfázist a fázisszétválasztási művelet nyomásához képest csökkentett nyomáson folyadékfilm-szerű áramoltatása közben gáztalanítjuk, majd további fázisszétválasztási műveletnek, célszerűen utóülepítésnek vetjük alá. Előnyösen a gáztalanítást a reaktorban uralkodó — célszerűen atmoszférikus — nyomáshoz képest 0,3- 0,5 bar-ral csökkentett nyomáson végezzük Az eljárás egy olyan célszerű foganatosítási módja szerint mesterséges és természetes adszorbensek mint egy 1:3 - 1:10 tömeg - -arányú keverékét tartalmazó adalékanyagot adunk a szennyvízhez, tehát ilyen adszorbens-keverékek alkalmazása esetén a természetes adszorbens van túlsúlyban. Előnyös továbbá, ha legalább részben telített mesterséges adszorbensként a cukoriparban cukoroldat tisztítására már felhasznált, felületén cukrot tartalmazó hulladék aktívszén által alkotott adalékanyagot adunk a szennyvízhez. A cukoripari hulladék aktívszén — az alkalmazási technológiájából következően — diszachariddal és díszacharid-fehérie kondenzátum-vegyülettel van telítve, amely utóbbi ebben az esetben a ntelanoidin. A melanoidin a cukorgyártás során előforduló, nagyobb hőmérsékleten redukció szénhidrátok — a konkrét esetben cukor — és szabad aminocsoportot tartalmazó vegyületek ún. Mailíard-féle reakciójából képződik. Az aktívszénen a - szintén cukoripari hulladékként jelentkező — melasz hasonló komponenseit is megköthetjük, ill. e kombonensekkel az aktívszenet telíthetjük. Célszerű, ha az alkalmazott aktívszén szemcsenagy196.155 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
