HU197280B - Plastic filling element for inordinate filling of biologic drop bodies - Google Patents

Description

A találmány tárgya műanyag töltetelem biológiai csepegtetötestek rendezetlen töltetéhez, amelynek közepén étömlönyílás van.

A biológiai szennyvíztisztítás évek óta elterjedt módja a csepegtetőtestes eljárás. Ennél az eljárásnál a szennyvizet egy lehetőleg minél nagyobb fajlagos felületű töltettel ellátott torony tetején szétpermetezett formában bevezetik. A töltet nagy felületén a szennyvíz film formájában lecsorog és a torony töltőanyagán kialakult baktériumtelep (un. biológiai hártya) mikroorganizmusai a szennyvízben levő szervesanyagot élettevékenységükhöz felhasználják. A megtisztított szennyvizet a torony alján elvezetik.

A csepegtetőtestek töltőanyaga lényeges hatással van a szennyvíztisztítás működésére, mivel a tisztítást a töltőtest felületét bevonó biológiai hártya biztosítja.

Számos előnyük miatt széles körben alkalmaznak biológiai csepegtetötestek tölteteként műanyagból (általában vákuumformázott lapokból ragasztással) készített tömbszerű (modulszerű) kialakítású betéteket.

Ezeket a betéteket, amelyek általában nagyszámú nyitott csatornát tartalmaznak, 100-200 m²/m³ fajlagos felületűek, rendezett módon helyezik el a csepegtetőtestekben.

A rendezetten elhelyezett tőmbszerű betétek elősegítik magas szervesanyag tartalmú szennyvizek nagy sebességű előtisztítását, nem tömődnek el, érzéketlenek a lökésszerű terhelésekre, azonban .nem alkalmasak a szennyvizek teljes tisztítására, mert túl kicsi bennük a szennyvíz tartózkodási ideje és fajlagos felületük sem elegendően nagy ehhez a feladathoz.

A rendezett töltetű csepegtetőtestek után ezért egy víztisztítási lépcsőt pl. eleveniszapos tisztítást kellett alkalmazni a megfelelő szabványokban előírt élővizekbe engedhető tisztított szennyvíz vízminőségi paramétereinek eléréséhez.

Ezért vált szükségessé olyan megfelelő műanyag betét létrehozása, amely lehetővé teszi az eleveniszapos eljáráshoz képest kisebb beruházás- és energiaigényű csepegtetőtestes szennyvíztisztítás alkalmazását oly módon, hogy a tisztított szennyvíz megfeleljen a szabványokban előirt vízminőségi paramétereknek. Az ilyen célra készített műanyag betét legalább 250 m²/m³ fajlagos felületű kell legyen és biztosítania kell a szennyvíz elegendően hosszú tartózkodási idejét a csepegtetötestben ahhoz, hogy a rajta megtelepedett mikroorganizmusok a szennyvízben lévő szervesanyag kívánt hatékonyságú lebontását elvégezhessék.

További követelmény a töltettel szemben a megfelelő mechanikai szilárdság, ami lehetővé teszi magas csepegtetőtestek építését közbenső megtámasztás nélkül oly módon, hogy a töltet legalsó rétege károsodás és deformáció nélkül elbírja a felette elhelyezkedő műanyag töltet, az azon kialakult biológiai hártya és a lecsorgó szennyvíz együttes súlyát. Mindemellett a töltet célszerűen könnyű, anyagtakarékos kell legyen.

Fontos szempont még, hogy az alkalmazott műanyag megfelelő vegyi és korroziv hatásoknak ellenálljon, ugyanakkor viszonylag egyszerűen feldolgozható legyen.

Számos műanyagtöltet ismeretes, amelyek azonban a fent felsorolt követelményeknek csak részben felelnek meg. Ezek közül a legjobban elterjedt a 171 178 sz. magyar szabadalom szerinti töltőközeg, amely nyitott végű üreges, hengeres, főtengelyükre haréntirányű bordákkal ellátott műanyag elemekből áll. Ez a töltet viszonylag magas fajlagos felüleltel és jó mechanikai szilárdsággal rendelkezik, mégis több hátránya van.

A hengeres töltetelemek anizotrop mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, a hengerek tengelyükre merőleges irányban mechanikai szempontból lényegesen gyengébbek, mint tengelyirányban és ezt. csak részben ellensúlyozzák a kereszirányban elhelyezett bordák. A csepegtetőtestet viszont statikai szempontból is a töltet gyenge pontjaira kell tervezni. Másrészt tisztitástechnológiai szempontból a rendezetlenül elhelyezett töltetből a vízszintesen elhelyezkedő hengerek belső felületén a lecsorgó szennyvíz nem tud filmet képezni, igy a töltet ezen területei nem vesznek részt a szennyvíztisztításban, holt tereknek minősíthetők. Ezen túlmenően még azok a hengerek sem vesznek részt teljes belső felületükkel a szennyvíztisztításban, amelyek tengelye a vízszintessel bizonyos kis szöget zár be. Ezeknél ugyanis a hengerek belsejében lefelé csörgő viz a hengerek aljába gyűlik össze anélkül, hogy azok belső felületének felső részét nedvesítené.

További hátránya ennek a megoldásnak az, hogy bár a hengereken szilárdsági okokból kialakított bordák elvileg a töltet fajlagos felületét is növelik, üzemi körülmények között a hengereken kialakult biológiai hártya a bordákat kitölti, azokról nehezen szakad le, így végül is a töltet folyamatos üzemeltetése során kialakult dinamikus egyensúly állapotában a szennyvíztisztításban valóban résztvevő aktiv fajlagos felület alig haladja meg a sima bordézatlan hengerek által meghatározott értéket.

A fentiekhez hasonló töltet kialakítási megoldást ismertet a 2 558 986 sz. NSZK-beli szabadalom. Ezt a töltetet koncentrikus fajból álló hengerek alkotják, a hengerek palástjait azokra merőleges lamellák kötik össze.

Ezek a töltetelemek is, konstrukciójuknál fogva az előzőekben ismertetett magyar szabadalom szerinti betét hátrányaival rendelkeznek, vagyis anizotrop mechanikai tulajdonságnak (a henger tengelyére merőleges irányú terhelésnek kevésbé képesek ellenállni, mint a tengelyirányú terheléseknek), másrészt tisztitástechnológiai szempontból a vízszintesen vagy ahhoz közeli elhelyezkedé3 sű csődarabok belső felületét vagy annak nagyobb részét a szennyvíz nem nedvesíti, igy ez a felület a szennyvíztisztításban nem vehet részt.

Az 1 275 116 sz. egyesült királyságbeli szabadalom szintén egy hengeres formájú töltet darabot ismertet, amelynek palástja perforációkat tartalmaz, a henger belsejében pedig merevítő lamellák helyezkednek el.

Ez a megoldás a perforációk alkalmazásával lehetővé teszi a tölteten lefolyó szennyvíz intenzív keveredését, ezzel a töltet teljes felületének nedvesítését, bár a perforációk a fajlagos felület bizonyos mértékű csökkenését is eredményezik.

Mechanikai szempontból a töltet rendelkezik a hengeres forma a korábbiakban már említett hátrányával, amit nővel még a perforációk okozta további gyengítés (éppen a tengelyre merőleges irányban).

A 2 928 784 sz. NSZK-beli szabadalom gömb alakú, sugárirányban iveit falfelületeket tartalmazó betétet ismertet. A gömbök középpontjukban járatokat tartalmaznak, ami lehetővé teszi a töltet minél teljesebb nedvesithetőségét.

A falfelületek sugárirányú elhelyezése viszont nem teszi lehetővé azok megfelelően sűrű elhelyezését a fajlagos felület növelése érdekében, az eldugulás veszélye nélkül. Egy 7 cm átmérőjű gömb kivitel fajlagos felülete például 132 m²/m³, ami meglehetősen alacsony érték az ismert rendezetlen töltetek azonos paraméterét tekintve, hiszen a rendezetlen tölteteknél ennek legalább a duplája az elérni kívánt érték.

A jelen találmánnyal olyan műanyag töltetelem kialakítása a célunk, amely biológiai szennyvíztisztító berendezésekben rendezetlen módon elhelyezve, ömlesztve használható fel és minden irányban egyforma merevséggel, valamint mechanikai szilárdsággal rendelkezik, ugyanakkor fajlagos felülete meghaladja a 250 m²/m³ értéket.

A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a tőlteteleniet körgyűrű alakúra készítettük, ahol a körgyűrű palástjából a felezösik fölött és alatt felváltva körgyűrű szelet szegmensfelületek vannak kivágva.

A kivágott felületek a teljes körgyűrű felület 30-70%-át alkotják.

A körgyűrű magassága és/vagy átmérője célszerűen 10 és 100 mm között van, ahol az átmérő a magasság 2-4-szerese, előnyösen 3-szorosa.

A töltetelem falvastagsága 0,1 és 1 mm között van, előnyösen 0,4 mm.

A találmány szerint kialakított töltetelemekkel az ismert megoldások hátrányai kiküszöbölhetők: a körgyűrűből kialakított töltetelemek alakja és szilárdsága a szennyvíztisztítás szempontjából rendkívül kedvező, ugyanakkor egyszerűen és olcsón előállítható.

A találmány további részletei kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti műanyag töltetelem egy célszerű kiviteli alakjának axonometrikus rajza, a

2. ábra az 1. ábrán bemutatott töltetelem oldalnézete és a

3. ábra a 2. ábrán látható töltetelem fölülnézete.

Az ábrákon látható műanyag töltet körgyűrű (tórus) alakú és váltakozva alul és felül 1 kivágásokkal vannak ellátva. A kivágások egy körgyűrű szeletet határoló sikok mentén vannak kialakítva, de a körgyűrű szelet palástjának csak egy részét távolítottak el, hogy a töltetelem palástjának folytonossága és szilárdsága megőrizhető legyen. Ily módon az 1 kivágások között felváltva 2 alsó palástrészek és 3 felső palástrészek képezik a töltetelemet.

A tölteteleni közepén 4 átömlőnyílás van a körgyűrű felület alakjától adódóan, azaz a töltetelem külön átömlőnyilást nem kell kialakítani.

Az így kialakított bonyolult alakzat rendkívül nagy fajlagos felülettel rendelkezik. Ez abból is következik, hogy egy körgyűrű felülete egy azonos térfogatban elhelyezhető henger felületének több, mint kétszerese.

A bemutatott megoldásnál a körgyűrű külső átmérője 30 mm, magassága 10 mm. A falvastagság 0,4 mm és a bemutatott kivágások a teljes körgyűrű felületét 48%-al csökkentik. Az igy kialakított töltetelem fajlagos felülete 350 m²/m³ fajlagos tömege 90 kg/m³.

A bemutatott töltetelemet kísérleteink során egy 2 m magas és 6 m átmérőjű biológiai szürötorony bán helyeztük el töltetként és a szűrőtoronyba előzetesen 220 m²/m³ fajlagos felületű vákuumformázott lapokból kialakított műanyag tömbökkel előtisztított söripari szennyvizet vezettünk be szétpermetezett formában. A szennyvíz BOIs szervesanyag tartalma 250 mg/1, hidraulikai terhelése 2 in³/nap volt.

A találmány szerinti tőltetelemekból kialakított rendezetlen töltettel az előtisztított szennyvizet 92%-os hatásfokkal lehetett tisztítani.

Az elmondottakból látható, hogy a találmány szerinti töltet igen jól alkalmazható biológiai szűrőkben rendezetlen töltet formájában. A tölletelemek fajlagos felülete és tömege rendkívül kedvező, gyártásuk egyszerű és olcsó. A töltetelemek mérete, arányai és a kivágott felület nagysága a követelményektől függően változtatható.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Műanyag tölteteleni biológiai csepegtetötestek rendezetlen töltetéhez, központi átömlőnyllással, azzal jellemezve, hogy körgyűrű alakú, ahol a gyűrű palástból a felezősik fölött és alatt felváltva körgyűrű szelet felületrészek vannak kivágva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti műanyag töltetelem, azzal jellemezve, hogy a kivágások (1) a teljes körgyűrű felület 30-70%-át alkotják.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti műanyag töltetelem, azzal jellemezve, hogy a körgyűrű magassága és/vagy átmérője 10-100 mm.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti műanyag tőltetelem, azzal jellemezve, hogy a körgyűrű átmérője a magasság 2-4-szerese.
5. 5 5. A 4. igénypont szerinti műanyag töltetelem, azzal jellemezve, hogy a körgyürűátmérője a magasság 3-szorosa.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti műanyag töltetelem, azzal jellemezve,

   10 hogy falvastagsága 0,1-1 mm.
7. 7. A 6. igénypont szerinti töltetelem, azzal jellemezve, hogy falvastagsága 0,4 mm.