HU200307B - Plastic unsaturated biological dripping bodies for unregulated saturation - Google Patents

Description

A találmány tárgya műanyag töltetelem biológiai csepegtetőtestek rendezetlen töltetéhez, amely gömb alakú, közepén átömlő nyílás van és lamellákat tartalmaz.

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

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

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

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

A rendezetten elhelyezett tűmbszerű betétek elősegítik magas szerves anyag 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 előírt 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 csepegtetőtestben ahhoz, hogy a rajta megtelepedett mikroorganizmusok a szennyvízben lévő szerves anyag 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 elbfija 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, hgoy az alkalmazott műanyag megfelelő vegyi és konozív 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 töljőközeg, amely nyitott végű üreges, hengeres, főtengelyükre harántirftnyú bordákkal ellátott műanyag ©femekből áll. Ez a töltet viszonylag magas fajlagos felülettel és jó mechanikai szilárdsággal rendelkezik, mégis több hátránya van.

A hengeres töltet elemek anizotróp mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, a hengerek tengelyükre merőleges irányban mechanikai szempontból lényegesen gyengébbek, mint tengelyirányban és ezt csak részben ellensúlyozzák a keresztirányban elhelyezett bordák A csepegtetőtestet viszont statikai szempontból is a töltet gyenge pontjaira kell tervezni Másrészt tisztítástechnológiai szempontból a rendezetlenül elhelyezett töltetből a vízszintesen elhelyezkedő hengerek belső felületén a lecsorgó szennyvíz nem tud filmet képezni, így a töltet ezen területei nem vesznek részt a szennyvíztisztításban, holt tereknek minősíthetők. Ezen túlmenően még azok a hengerek sem vesznek részt teljes belső fejletükkel a szennyvíztisztításban, amelyek tengelye a vízszintessel bizonyos kis szöget zár be. Ezeknél ugyanis a hengerek belsejében lefelé csörgő víz 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 bórák elvileg a töltet fajlagos felületét is növelik, üzemi körülmények között a hengereken kialakult biológiai hártya a bordákat kitölti, azokról nehezen szakad le, így végülis a töltet folyamatos üzemeltetése során kialakult dinamikus egyensúly állapotában a szennyvíztisztításban valóban résztvevő aktív fajlagos felület alig haladja meg a sima bordázatlan hengerek által meghatározott értéket

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

Ezek a töltet elemek is, konstrukciójuknál fogva az előzőekben ismertetett magyar szabadalom szerinti betét hátrányaival rendelkeznek, vagyis anizotróp mechanikai tulajdonságnak (a henger tengelyére merőleges irányú terhelésnek kevésbé képesek ellenállni, mint a tengelyirányú terheléseknek), másrészt ahhoz közeli elhelyezkedésű csődarabok belső felületét vagy annak nagyobb részét a szennyvíz nem nedvesíti, így ez a felület a szennyvíztisztításban nem vehet részt

A1 275 116 sz. Egyesült királyság-beli 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 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 hátrá-2HU 200307 Β nyával, amit növel még a perforációk okozta további gyengítés (éppen a tengelyre merőleges irányban).

A2 928 784 sz. NSZK-beli szabadalom gömb alakú, sugárirányban ívelt falfelületeket tartalmazó betétet ismertet A gömbök középpontjukban járatokat tartalmaznak, ami lehetővé teszi a töltet minél teljesebb nedvesíthetőségét

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 például 132 m²/m³ fajlagos felületű ami meglehetősen alacsony értéke az ismert rendezetlen töltetek azonos paraméterét tekintve, hiszenarendezetlen 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 m^z/nrértéket

A találmány szerint a kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy a töltetelem, amely gömb alakú, közepén átömlő nyílás van és lamellákat tartalmaz, a találmány szerint kör alakú alaplemezből, legalább egy erre merőleges, ugyancsak kör alakú merevítő lemezből, valamint egymással párhuzamos, adott esetben hullámosított, kör alakú lamellákból áll, ahol az átömlő nyílás az alaplemezen van kialakítva és a lamellák egymástól 1-10, előnyösen 5 mm távolságra vannak elrendezve.

Az átömlő nyílás felülete célszerűen az alaplemez felületének legalább 25%-a.

A lamellák előnyösen a merevítő lemezre és az alaplemezre merőleges elrendezésűek.

A lemezek és lamellák falvastagsága 0.1-1-2, célszerűen 0,4 mm.

Az így kialakított műanyag töltetelemekkel a korábban alkalmazott megoldások hátrányai kiküszöbölhetők, az elemek alakja és szilárdsága a szennyvíztisztítási hatékonyságot tekintve optimális, továbbá az elemek termelékeny és hatékony technológiával állíthatók elő.

A gömb alakú töltet alaplemezének, merevítőlemezének, valamint lamelláinak térfogata csaknem teljesen egészében résztvesz a hasznos felület kialakításában, tehát igen hatékony szennyvíztisztítást tesz lehetővé.

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 kiviteli alak felülnézete ésa

3. ábra egy másik kiviteli alak felülnézete.

Az ábrákon látható töltetelemek alaplemczből, 2 merevítőkmezből és párhuzamos 3 lamellákból vannak kialakítva, oly módon, hogy az alkotóelemek burkológörbéje gömb. Ennek megfelelően mind az 1 alaplemeze, mind a 2 merevítőlemezek, mind pedig a 3 lamellák kör alakúak. Az 1. és 3. ábrákon látható kiviteli alaknál a 3 lamellák sík lapok, míg a 3. ábra szerinti változat 3 lamellái hullámosítottak. Az 1 alaplemezen 4 átömlőnyílás van kialakítva, hogy a megfelelő folyadékáramlás és filmképződés biztosított legyen. A bemutatott megoldásoknál a 4 átömlőnyílás lóversenypálya alakú.

A töltőelem hőre lágyuló kemény PVC-ből fröccsöntéssel készült Az 1 alaplemez és a 2 merevítőlemez, valamint a legnagyobb 3 lamellák átmérője 30 mm. Valamennyi lemez és lamella falvastagsága 0,4 mm. A 3 lamellák egymástól mért távolsága 5 mm.

A bemutatott kiviteli alakból készített töltet fajlagos felülete 400 m²/m³, fajlagos súlya 85 kg/m³.

A fenti töltettel ellátott, 2 m magas és 6 m átmérőjű biológiai tisztítóberendezésbe 200 mg/1 BOIs szervesanyag tartalmú, 2 m²/m³/nap hidraulikai texhelé20 sű kommunális szennyvizet bevezettünk és a töltettel 94%-os tisztítási hatásfokot tudtunk elérni.

A bemutatott példából látható, hogy a találmány szerinti töltet rendkívül kedvező paraméterekkel rendelkezik, ugyanakkor gyártás egyszerű és olcsó. Ter25 mészetes a bemutatott kiviteli alaktól eltérő megoldások is készíthetők a jelen találmány keretein belül, például a lemezek vagy lamellák száma és egymáshoz viszonyított helyzete változtatható, az átűmlőnyílás mérete és alakja is különböző lehet Mindezen vál30 tozatok azonban a jelen találmány oltalmi körébe esnek.

Claims (7)

1. Műanyag töltetelem biológiai csepegtetőtestek rendezetlen töltetéhez, amely gömb alakú, középen átömlőnyílás van és lamellákat tartalmaz, azzal jellemezve, hogy kör alakú alaplemezből (1), erre merő40 leges, ugyancsak kör alakú merevítőlemezből (

2), valamintkör alakú párhuzamos lamellákból (3) áll, ahol az átömlőnyílás (4) az alaplemezen (1) van kialakítva és a lamellák (3) egymától 1-10 mm távolságra vannak elrendezve.

45 2. Az 1. igénypont szerinti műanyag töltetelem, azzal jellemezve, hogy a lamellák (3) az alaplemezre (1) és a merevítőlemezre (2)merűlegesek.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti műanyag töltetelem, azzal jellemezve, hogy a lamellák (3) közötti

50 távolság 5 mm.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti műanyag föltételem, azzal jellemezve, hogy a lemezek (1,2) és lamellák (3) falvastagsága 0,1-2 mm.

5. A4. igénypont szerinti műanyag töltetelem, az55 zal jellemezve, hogy fakvastagsága 0,4 mm.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti műanyag töltetelem, azzal jellemezve, hogy átmérője

10-100 mm.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti mű60 anyag töltetelem, azzal jellemezve, hogy a lamellák (3) hullámosított kialakításúak.