196344. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szervesanyag tartalmú folyékony anyagok, főleghulladékok, különösen híigtrágya és szennyvíziszap kezelésére
7 196 344 8 készített és temperált, nagy szervesanyag-tarlalmú folyékony anyagot a 12 szivattyú szakaszos vagy folyamatos működtetése révén a 14 nyomó körvezetéken és a 15 betápláló nyomócsöveken át a szivattyúval keltett, az atmoszlcrikust meghaladó nyomáson jut a 17 elosztócsatomába. A tangenciális irányba kilépő folyadéksugarak impulzusa a viszonylag szűk elosztócsatornában olyan mértékű perdületet idéz elő, amelynek következtében a 18 nyílásokon át kiáramló folyadéksugarak a gyűrű alakú I reaktortérben levő folyadékot, illetve a kíiilepedő anyagot időszakosan kíméletesen keverik, más szóval: a kiülepedést meggátolják. A 12 aprítószivattyú 33 nyomócsövébe épített 16 adagolószelep — amely például visszacsapó szelep, vezérelt mágnesszelep vagy pneumatikus szelep lehet — biztosítja azt, hogy az 1 reaktortérben meginduló erjedési folyamat során keletkező gáz nyomása az ott levő folyadékot ne tudja kiszorítani. Megjegyezzük, hogy a nyers folyadék 17 elosztócsatornába történő betáplálása kedvező geodéziai adottságok esetén gravitációsan is történhet. Az 1 reaktortérben kialakuló savas erjedés megindulását és végbemcnetelét szolgáló mikroorganizmusok tevékenységét jelentős mértékben elősegíti, hogy az ideális 32 °C-os hőmérséklet biztosítására a 27 fűtőszerkezet célszerű elrendezése révén olyan termocirkuláció hozható létre, amely hatékonyan segíti a folyadékban levő szerves anyagok és mikroorganizmusok találkozását, illetve érintkezését, amit tovább intenzifikál az a fent már említett kíméletes keverés, amit az I reaktortérben a 17 elosztócsatomában a foiy'adékbetáplálással előidézett perdület, illetve a 18 nyílásokon az I reaktortérbe lépő folyadéksugarak hoznak létre. Az I reaktortérben túlnyomórészt hidrogéngáz termelődik, amit jelentősen fokozhatunk azáltal, ha az I reaktortérbe olyan speciális, hidrogént termelő baktériumtörzset telepítünk, amelynek bontási sebessége többszöröse a spontán elszaporodó baktériumtörzsek bontási sebességének. Amint az 1. ábrán is érzékeltettük, az I reaktortérben termelődő, a 35 gáztérben uralkodó gáz — főként hidrogéngáz — />, túlnyomása azonos lesz a II reaktortér feletti 34 gáztérben uralkodó p2 gáznyomás, valamint a ho' 7víz által képviselt nyomás összegével, vagyis Pi ^ P2 + h0 • yvíz összefüggés válik érvényessé, ahol a h0 vízoszlopmagasságot az 1. ábrán bejelöltük, a -yvíz pedig a folyadék sűrűsége. A II reaktortér v2 folyadékszintje Ah értékkel alacsonyabban helyezkedik el, mint az I reaktortér folyadékszintje. Miután a fentiek szerinti egyensúlyi nyomásállapot bevált, a fejlődő hidrogéngáz a 8 ejtőcsövek 8a csővégeiii keresztül — azokban az időközökben, amikor nincs szakaszos, lökésszerű nyersfolyadék-betáplálás — folyamatosan áramlik a II reaktortérbe, aminek eredményeként az erjesztés folyamatát az alábbiakban részletezett, döntően — és kedvezően — befolyásoló fizikai és biológiai jelenségek következnek be: A h0 mélységben kilépő hidrogéngáz parciális nyomása (amely kisebb, mint a p, nyomás) - felúszás közben - fokozatosan csökken, miáltal a II reaktortérben levő folyadéktömeg valósággal pezsgésbe jön. Minden nyersfolyadék-beadagolással megemelkedik az I reaktortérben a v, folyadékszint, miáltal a beadagolt térfogatnak megfelelő folyadékmennyiség a 4a íves bukónyílásokon át a gázzal telt 7 nyelőtölcsérekbe zuhan, onnan pedig a 8 ejtőcsövekbe kerül. Ennek köszönhetően a szerves folyékony hulladékok kezelésével egyébként mindig együtt járó filcesedés nem következik be, mert az I reaktortérben a folyadékfelszínen kialakulóban levő filces réteg a beadagolásokkal előidézett átbukásokkal mindig lefölözésre kerül. Ez a reaktor folyamatos működése vonatkozásában fontos tény, azonban a biológiai tevékenység szempontjából még fontosabb tényező, hogy a beadagolási műveletek következtében lényegesen nagyobb gázmennyiségek lépnek át a II reaktortérbe, mint amikor nyugalmi állapot van, vagyis a beadagolások közötti szünetekben. A Vi folyadékszintnek a beadagoláskor bekövetkező emelkedése a felette levő 35 gáztérben a p, nyomású gázt ugyanis komprimálja, és a megnövekedett nyomás hatására a 8a csővégeken a gázkilépés intenzívebbé válik. Ráadásul ezek a nagyobb gázmennyiségek az átzúduló folyadékkal keverednek. Az így átjutó gáz, valamint a tangenciális irányú 8a csővégeken át kilépő foiyadéksugarak impulzusa a II reaktortérben levő, optimálisan mintegy 32 °C hőmérsékletű, illetve a beadagoláskor átbukó folyadéktömegben olyan intenzív pcrdiilelct és keveredést idéz e lő, ami meggátolja holtte ek kialakulását, és a diszperz állapotban a II reaktortérbe kerülő hidrogéngáz rendkívül kedvező feltételeket biztosít az ott tevékenykedő metanogén baktériumok számára. A 8a csővégeken kilépő folyadék impulzusa ugyanakkor nemcsak a II reaktortérben levő folyadék intenzív keverését, hanem a gázrészecskék kedvező eloszlását is biztosítja. A II reaktortérbe h0 mélységben belépő és szétterülő hidrogéngáz az ott levő folyadékteret flotálja, ami jelentősen hozzájárul a folyadékban jelen levő mikroorganizmusok és szerves anyagok találkozásához, illetve: intenzív érintkeztetéséhez. A 8a csővégeken tangenciálisan kilépő, gázzal telített folyadéksugarak, illetve gázsugarak impulzusa nagymértékben járul hozzá a II reaktortérben olyan áramlási viszonyok létrehozásához, aminek köszönhetően holtterek kialakulásától nem kell tartani. Az 1 kúpos fenéklemez és az ugyancsak kúpos - de az 1 fenéklemezével ellentétes kúpszögű - 10 alsó hftárolólemez hidraulikai vonatkozásban igen előnyös, emellett a 6 állványcsövön és a 10 alsó határolólemezek felületén keresztül a III reaktortérből a II reaktortérbe átsugárzó hő ez utóbbiban felfelé mutató, míg a 4 válaszfal mentén lefelé iríinyuló folyadékáramlást idéz elő, ami a II térben kedvező termocirkulációt eredményez. Amint az 1. ábrán jól látható, a II reaktorterben a v2 szintű folyadékfelszín a gyűrű alakú 11 válaszfal és a 9a bukógyűrű által határok módon oly mértékben beszűkül, hogy ennek eredményeként a beadagolt nyersfolyadék-mennyiségek által előidézett folyadékszint-változás (a v2 szint megemelkedése) olyan értéket ér el, ami mellett a 9a bukógyűrűn - vagyis a felső 9 tölcsér peremén — a III reaktortérbe átbukó folyadék képes magával ragadni és a III reaktortérbe juttatni a folyadékfelszínen kiváló uszadékot. Mivel a 9 tölcsérben a v4 folyadékszint a p2- gáznyomás hatására a v2 folyadékszintnél /i, értékkel alacsonyabban van, és ezáltal mint nyelő működik. Ily módon az átbukó anyag intenzív keverő hatása jól érvényesül. Mivel a 9 tölcsér és az 5 válaszfal a 11 reaktortér felső keresztmetszetét a v2 folyadékfelszín tartományában beszűkíti, a felszálló gáz a folyadékfelszínt állandó mozgásban tartja, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
