HU220291B - Eljárás és berendezés szennyvíz tisztítására - Google Patents

Description

A leírás terjedelme 6 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 220 291 B

A találmány tárgya eljárás és berendezés szennyvíz tisztítására.

A DE-PS 4 236 791 szabadalmi leírásból ismert eljárás és berendezés szerint a szennyvíz tisztítását több egymás után következő szakaszban végzik. Az ismert eljárásban az első A szakaszban a szennyvizet levegőztetik, majd egy második B szakaszban - amelyhez iszapvisszavezetés is hozzátartozik - közbenső derítésnek vetik alá, majd egy harmadik C szakaszban egy utólevegőztetésnek, végül egy negyedik szakaszban utóülepítésnek vetik alá. Mind a négy A-D szakaszt egy medencében hajtják végre. Az A levegőztető szakaszban a szennyvizet az A eleveniszap részében a medencének betáplálják, majd levegővel vagy oxigénnel levegőztetik, és átkeringetik úgy, hogy egy aerob bontási folyamat menjen végbe. A szennyvizet ezután a B előderítő-szakaszba vezetik a főáramlási irányban az A eleveniszap-szakaszból legalább egy ürítőnyíláson, amely a medencefenék alsó szakaszában egy első elválasztófallal van ellátva a B előderítő-szakaszban. Az eleveniszap itt leülepszik és iszapfelfogó segítségével felfogják. Ezután a szennyvíz a C utólevegőztető szakaszban a B előderítőből az ürítőnyíláson keresztül a medencefenék felső részén elhelyezett második elválasztófalnak áramlik a C utólevegőztető szakaszban, ahol ismét oxigénnel levegőztetik és átkeringtetik szivattyúval. A szennyvíz végül a C utólevegőztető szakaszból a D utóülepítő szakaszba kerül éspedig egy további elválasztófal alsó részén, amelyik az utóülepítő szakaszban van elhelyezve.

A DE-PS 4 236 791 szerint az A szakasz elé egy úgynevezett Bio-P-medencét lehet kapcsolni.

A szennyvizet a Bio-P-medencében anaerob módon kezelik. Ez a foszforvegyületek biológiai eltávolításának elősegítésére szolgál, amikor a baktériumoknak azt a képességét használják ki, hogy a berendezés aerob részében nagyobb eleveniszap-mennyiséget képesek összegyűjteni akként, hogy az úgynevezett eleveniszap-medence elé egy anaerob szakaszt kapcsolnak. A szennyvíz tartózkodási idejének és az eleveniszapmedencéből az elékapcsolt Bio-P-medencébe bevezetett retúriszappal van egy bizonyos optimális 11/2 órás tartózkodási ideje a rendszerben.

Az előkapcsolt Bio-P-medence méretezése ennek a standard 1 1/2 órás tartózkodási időnek felel meg. Ennek a Bio-P-medencének a méretét a napi mennyiség ingadozásához, illetve az üzemeltetési időn belül változó szennyvízmennyiségekhez - például szezonális üzemeltetés esetén - és ezáltal t_Bp tartózkodási időhöz, az évszakokhoz és ezzel a hőmérséklethez, a savanyító baktériumok mennyiségéhez, a savanyításra alkalmas anyagok mennyiségéhez és ezek összetételéhez, valamint az (^-potenciálhoz, valamint általában a szennyvizek változó minőségéhez nem lehet hozzáilleszteni.

A találmány célkitűzése tehát az, hogy az ismert szennyvíztisztító berendezéseket hozzáigazítsa a mindenkor szükséges deritési feltételekhez.

Ezt a feladatot a találmány szerint a következő eljárással, illetve eljárásváltozatokkal oldottuk meg.

A találmány tárgya tehát eljárás szennyvizek tisztítására több egymásra következő szakaszban, amelyben az

A első szakaszban a szennyvizet levegőztetjük, majd a második B szakaszban - amely iszap-visszavezetéssel is el van látva - közbenső derítést végzünk, majd adott esetben a harmadik C szakaszban egy utólevegőztetést, egy negyedik D szakaszban utóülepítést hajtunk végre, és amelyre jellemző, hogy az első szakasz elé egy anaerob szakaszt iktatunk be, és a reakciófolyamatokat az anaerob szakasz térfogatának változtatásával befolyásoljuk.

Bizonyos esetekben az iszap vissza- vagy hozzávezetést az anaerob szakaszban változtatni lehet. Az iszap vissza- vagy hozzávezetés helyett egyes esetekben visszavezetett vizet is adagolhatunk. A visszavezetett vízhez adott esetben fölösiszapot adhatunk hozzá.

Előnyös lehet az anaerob fázisban oxigént felvevő anyagok hozzáadagolása.

Az anaerob szakaszban a medencét lefedhetjük.

Folyamatos redoxméréssel a Bio-P-medence medencetérfogatának a változtatását automatizáljuk.

A találmány szerinti szennyvíztisztító berendezés, amely Bio-P-medencével, eleveniszaptérrel, utóülepítő-medencével és visszavezető vezetékkel van ellátva az eleveniszap átvezetésére az utóülepítőből a Bio-Pmedence, illetve az eleveniszaptér bevezetéséhez azzal jellemezhető, hogy a Bio-P-medence térfogata változtathatóan van kialakítva. Az egyik kiviteli alak szerint az eleveniszaptértől térben elválasztott Bio-P-medence elválasztófala felfújhatóan van kialakítva. Ugyanez az elválasztófal egy másik eljárás kiviteli alak szerint kihúzhatóan, vagyis vízszintes irányban eltolhatóan van kialakítva. Az említett elválasztófal lehet függőlegesen felhengerelhetően függönyként kialakítva, emellett a szennyvíz és az eleveniszap hozzávezetése hasonlóképpen eltolhatóan lehet kialakítva. A Bio-P-medence egy eltolható fedéllel lehet ellátva.

A technika állása alapján kiderült, hogy az anaerob szakasz immobilitása miatti ingadozások kiegyenlíthetők, ha egy járulékos medencébe szennyvizet vezetnek be. Ezenkívül a hiányos ellenőrzés miatt, tehát például éjjel a fellépő hibák nem a szükséges mértékben egyenlíthetők ki. Ez abból adódhat, hogy a szennyvíz összetétele például az ipari szennyezés által, lökésszerűen megváltozhat például a savanyítható anyagok mennyisége és összetétele változik. Hőmérsékleti ingadozások is felléphetnek, és szélsőséges esetben az is megtörténhet, hogy az anaerob szakaszba oxigén kerül. Ezek a tényezők azt okozhatják, hogy az anaerob folyamat nem kielégítően megy végbe, és a szennyvíz ezután az eleveniszapos medencébe kerül, és ezáltal a foszfátkicsapódás csökken, vagy az anaerob folyamat túl intenzíven megy végbe, amely az eleveniszaptérben súlyos károkat okoz és nagy szagterhelést von maga után.

A tartózkodási időt nagyon egyszerű és hatékony módon lehet megnövelni akkor, ha az anaerob szakasz térfogatát megnöveljük. Egy rövid ideig tartó hatásos járulékos művelet az is, ha a rendszerbe több visszavezetett iszapot vagy visszavezetett vizet juttattunk, amelyekhez folösiszapot is adhatunk hozzá. Ez a művelet egy tipikus oxigénemésztő komponens adagolásának felel meg, amely a savanyítási folyamatot teljesen vagy részben elősegítheti.

HU 220 291 Β

A térfogatváltozások a megfelelő medence apparatív adottságai szerint alakíthatók ki. Egy-egy berendezés kivitelezésénél ezekre a lehetőségekre részletesen kitérünk.

A találmány célkitűzése továbbá, hogy anaerob előszakaszhoz változtatható kapacitású berendezést rendeljünk hozzá. Ennek a berendezésnek kell lehetővé tenni, hogy nagy ráfordítás nélkül lehessen ezt a berendezést a relatíve gyorsan változó derítési feltételekhez vagyis ingadozó vagy változó mennyiségekhez, illetve beltartalmi anyagokhoz hozzáigazítani. A találmány szerinti berendezést a mellékelt ábrákon szemléltetjük:

Az 1. ábra a berendezés felülnézete, amelyben anaerob és aerob folyamatok elkülönített medencében történnek, a 2. ábra egy olyan medence felülnézete, amelyben az anaerob folyamat ugyanabban a medencében, de az aerob folyamattól elkülönítve megy végbe, a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott medence egy metszete, mely a 4. ábrán a Bio-P-medence A és X két változata, amely térfogat-változtatási lehetőséget jelent.

Az eljárás leírásának bevezető részében rámutattunk arra, hogy a technika állása szerint nem volt lehetőség a létesített berendezéseket a biológiai foszfáteltávolításra vonatkozóan a változó derítési viszonyoknak megfelelően szabályozni. Jóllehet régóta fennállt a szabályozás szükségessége, a technika állása szerint nem sikerült egyszerű megoldást kifejleszteni. Köztudott az, hogy nem csupán a szennyvízeltávolításba bevont térségek csatomahálózati terhelése ingadozhat szélsőségesen a napszakoktól és az évszakoktól függően, hanem figyelembe veendő a hóolvadásokból és zápor okozta vízözönökből eredő terhelés is, amely nem csupán vízmennyiség-változással jár, hanem oxigénbevitelt is jelent. A derítendő szennyvíz összetétele is változik, különösen akkor, ha ipari szennyvizet adagolnak a tisztítandó háztartási szennyvízhez.

Köztudott az is, hogy a biológiai foszfáteltávolítás egyik fő paramétere a szennyvíz tartózkodási ideje az anaerob szakaszban, amelynél körülbelül 1 1/2 óra betartása fontos. A t_Bp tartózkodási idő függ természetesen a hőmérséklettől, a savanyító baktériumok mennyiségétől, a savanyítandó komponensek mennyiségétől és ezek összetételétől, az O₂-potenciáltól és az esetleges O₂-hozzávezetéstől és egyéb még nem ismert, azonban lényegében feltétlenül időfüggő tényezőtől, vagyis az optimális tartózkodási idő esetről esetre változhat. Ez a körülmény már a tervezésnél nagy méretezési problémákat okoz, amiatt is technikai szükséglet olyan berendezés létesítése, amely az optimális t_Bp tartózkodási időnek megfelelően beállítható. Ha a tartózkodási idő túl hosszú, akkor a környezet számára a szagterhelés gyakran elviselhetetlen. Ezenkívül az eleveniszap is károsodik, amelyet el kell kerülni.

A kitűzött feladat megoldása egész egyszerűen megvalósítható, ha az anaerob szakaszban a medence térfogatát változtatjuk, vagyis a Bio-P-medence méretének változtatását megoldjuk. Ezt a koncepciót az 1-4. ábra kapcsán közelebbről ismertetjük.

A szennyvíz eleveniszapos tisztítására szolgáló ismert berendezések a gyakorlatban kétféle kivitelben készülnek. Az 1. ábrán az 1 Bio-P-medence a 2 eleveniszapos medencétől térben elválasztva van kialakítva. A 2 eleveniszapos medence több kamrára van felosztva, amelyek közül nem mindegyik lényeges a találmány szempontjából. A szennyvizet és a visszavezetett iszapot az 1 Bio-P-medencébe bevezetjük és ott egy 7 elválasztófal körül a 10 keverőszerkezettel teljesen átkeringtetjük. A keveréket ezután a 2 eleveniszapos medencébe vezetjük és derítés után a 3 utóülepítőbe, amelyeknek térfogata szintén változtatható. A 3 utóülepítőből az eleveniszap részben vagy egészében a 4 és 5 elosztóállomásokra kerül. Szükség szerint a teljes mennyiségű eleveniszapot vagy annak egy részét a szaggatott vonallal jelzett 8 vezeték mentén ismét a tisztítandó szennyvízzel együtt az 1 Bio-P-medencébe bevezetjük és/vagy közvetlenül a 2 eleveniszapos medencébe és/vagy egy részét a 6 vezetéken keresztül a túlfolyómedencébe vezetjük. A visszavezetett vizet all (pontozott vonallal jelölt) vezetéken keresztül ismét a folyamatba bevezetjük. Szükséges esetben a visszavezetett vízhez még fölösiszapot is vezethetünk.

A 3 utóülepítőből kilépő vizet ismert módon például DE-PS 4 236 791 szerint továbbkezeljük.

A 2. ábrán vázolt berendezésben az anaerob tisztítási szakasz az eleveniszapos medence egy részében van kialakítva. A szennyvizet a berendezés fejrészén az 1 BioP-medencébe vezetjük be, amely a 7 választófallal van a 2 eleveniszapos szakasztól elválasztva. Az 1. ábrán leírt berendezéshez hasonlóan a 3 utóülepítő szakasz van utána kapcsolva. A 3 utóülepítőben az eleveniszapot a 4 elosztóállomáson esetleg elválasztjuk, míg egy részét a (szaggatott vonallal jelölt) 8 vezetéken keresztül a BioP-medence fejrészén vezetjük be, míg egy részét egy tartalék- vagy fölösiszap-medencébe vezetjük a vezetéken keresztül. Hasonlóképpen lehet, például ha fölösiszapelvétel nem szükséges, az 5 elosztóállomáson egy mennyiségi leválasztást elvégezni és így a visszavezetett iszap egy részét 9 vezetéken keresztül a 2 eleveniszapos medencébe adagolni. A szennyvíz továbbkezelése ebben az eseten is ismert módon történt.

Az 1 Bio-P-medencébe egy savanyítást folyamat zajlik le, ahol az eleveniszapos medence baktériumai számára nagyobb értékű, illetve energiában dúsított táplálékot képeznek, amely lehetővé teszi a baktériumoknak azt, hogy nagyobb biológiai foszforfelvételt produkáljanak. Ez a folyamat olyan mértékben mehet végbe, hogy a foszfor kristályos foszfát formába átalakul, és ezáltal a baktériumok által sokkal nagyobb mennyiségben - gyakran 30%-tól 90%-ig terjedő foszfátfelvételt figyeltek meg - köthető meg.

A szennyvizet az egybeépített medencében nem levegőztetjük vagy nem teljes mértékben keringtetjük, hanem csak - ahogy azt a 3. ábrán bemutatjuk - a 10 keverő segítségével keverjük és időről időre átkeverjük.

Ha szükséges a Bio-P-medence térfogatát a mindenkori szükségleteknek megfelelően változtatni, és ezál3

HU 220 291 B tál a szagterhelést és az eleveniszap elhalását meggátolni, hogy az optimális „Bio-P-hatás”-t biztosítani lehessen, akkor az 1. és 2. ábrán bemutatott berendezéseknél meg lehet tenni a szükséges intézkedéseket, ahogy ezt a

4. ábrán bemutatjuk.

A 4. ábra A változata szerint az eleveniszapos medencétől térben elválasztott 1 Bio-P-medencében például a 7 elválasztófalat úgy lehet kialakítani, hogy azzal a medence térfogata megváltozzon. Ezt úgy lehet megvalósítani, hogy a 7 elválasztófalat felfújhatóan vagy két elválasztófal formájában alakítjuk ki, amely a húzó-harmonika elv szerint széthúzható, és ezáltal egy üreg képezhető. A 7 középső falat tehát felfújhatjuk, összezsugoríthatjuk vagy széthúzzuk és ismét összetoljuk.

A 4. ábra X jelű egymedencés változatában a 7 elválasztófalat különböző formában alakíthatjuk ki. Egyrészt a-b irányban eltolhatjuk. Másfelől c-d vagy d-c irányban is felhengerelhetjük, míg a d-c változat szerinti felhengerléskor legelőnyösebben biztosítja a c irányból friss szennyvíz és eleveniszap hozzávezetését.

Az A változat is kialakítható hasonló módon, mint az X változat, hogyha a medencét ovális forma helyett négyzet vagy derékszög alakban létesítjük. Ilyen esetben is lehet egy vagy két függönyfalat beépíteni, amelyek a medencén belül eltolhatóak.

A berendezés teljesítőképességét különösen rövid ideig tartó utánszabályzás esetén még pótlólagosan az iszap nagyobb mértékben való vissza- vagy hozzávezetésével javíthatjuk, vagyis úgy, hogy az elvezetett, illetve a körfolyamatban tartott eleveniszap egy részét vagy a teljes mennyiségét ismét a Bio-P-szakaszba bevezetjük, vagy, ha ez sem elégséges, a fölösiszap-tárolóból az eleveniszapot ismét bevisszük a körfolyamatba vagy vizet is visszavezetünk, ahogy ezt a 2. ábrán all vezetéken illusztráljuk.

A foszfáteltávolítás hatásfokának növelése történhet O₂-emésztő anyagok hozzáadagolásával, például oxigénfogyasztó szennyezések megnövelt hozzáadagolásával egy puffertartályból az 1 Bio-P-medencébe.

További lehetőség, hogy a t_Bp tartózkodási idő csökkentésére recirkulációt alkalmazunk a medence végétől, illetve a medence felől, ahogy ezt a 11 vezeték jelöli (pontozott vonallal) az 1. ábrán.

Végül a szagterhelés csökkentésére a Bio-P-medencét lefedhetjük vagy lezárhatjuk, ha a szabályozás a szélsőséges változásokat nem tudja követni.

Az anaerob szakasz az aerob eleveniszapos szakasz elé van kapcsolva. Az anaerob szakasznak a következő függő tényezői vannak:

a) tartózkodási idő ^lBp

b) hőmérséklet

c) a savanyító baktériumok mennyisége

d) a „savanyításra képes” anyagok és ezek összetétele

e) O₂-potenciál, vagyis az esetleges O₂-bevezetés (O₂ jelenléte nem előnyös)

f) redoxpotenciál

g) és egyéb még fel nem tárt, lényegében azonban időtől függő tényezők.

A szennyvíz tartózkodási ideje az aerob szakaszban nem órákban, hanem többnyire napokban mérhető. Ezért a külső körülményekhez való lökésszerű (hirtelen) hozzáigazítása ennek a berendezésrésznek nem szükséges. Az aerob eleveniszapos folyamat lefutása azonban különösen a biológiai foszfáteltávolítás tekintetében az előkapcsolt szakasz anaerob folyamatától függ. Ha az előkapcsolt szakaszban zavar van, akkor ez az aerob eleveniszapos szakasz felbomlásához vezethet, és szükségessé válhat a berendezés leállítása, ha nem hajtunk végre kellő mértékű tisztítási műveletet.

A Bio-P-szakasz körülményeit célszerűen kell ellenőrizni. A berendezéseknél - ahogy erre utaltunk a változások, illetve a szükségállapot nem mindig látható előre, különösen így van ez éjjeli időpontban és vasárnap vagy ünnepnapokon. Célszerű tehát a folyamatokat ellenőrizni, a legegyszerűbben a szaglás segítségével, ugyanis ha szag keletkezik, akkor a beavatkozásra sürgősen szükség van. Természetesen szél és időjárási feltételektől függően szabályos időszakokban fárasztó és körülményes a berendezés szagát érzékelni. Ezenkívül ilyen mérések esetén a szaglás félrevezető lehet, és már túl késő lehet a megfelelő intézkedések megtételére.

Ezt a hiányosságot úgy lehet kiküszöbölni, hogy meghatározott időközönként vagy folyamatosan laborméréseket végzünk, szakaszosan vagy folyamatosan. A legbiztonságosabb a folyamatos labormérés egy mellékáramlásban vagy közvetlenül az 1 berendezésen. Az egyéb elemzésekhez többek között a redoxpotenciált mérjük folyamatosan mV-ben. Az általunk végzett mérések a Bio-P-medencében a megszabott fix térfogat mellett például a 12 mérésponton történtek (1. ábra). Ezek a mérések hosszú hónapokon keresztül azt bizonyították, hogy a térfogat-változtatásra, illetve igazításra szükség van. A redoxpotenciál mérése alapul szolgál ahhoz, hogy a Bio-P-medence térfogat-változtatását automatikusan szabályozzuk, míg egyéb mérési módszerek és eljárások még fejlesztés alatt vannak.

Lehetséges pH-érték mérése is, ahogy ezt saját kísérletek mutatják, de itt fennáll az a korlátozás, hogy ez a mérés nem működik egyformán jól az összes szennyvízfajtánál.

A térfogatváltozás önműködő szabályozását a következő faktoroktól lehet függővé tenni: a bevezetett mennyiség folyamatos vagy szakaszos mérése, a bejövő szennyvízhőmérséklet mérése, a levegő-hőmérséklet vagy a medence-hőmérséklet ugyanúgy, mint az összes többi folyamatban résztvevő részáramlás mérése.

Ismételten rámutatunk arra, hogy a szennyvíz vagy az eleveniszap további feldolgozása nem lényeges a találmány szerinti eljárás végrehajtása szempontjából és történhet a DE-PS 4 236 791 szerint.

Claims (13)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás szennyvíz tisztítására több egymásra következő szakaszban, ahol az első (A) szakaszban a szennyvizet levegőztetjük, a második iszap-visszaveze4

   HU 220 291 B téssel is ellátott (B) szakaszban közbenső derítésnek vetjük alá, majd adott esetben a harmadik (C) szakaszban utólevegőztetjük és a negyedik (D) szakaszban utóülepitésnek vetjük alá, azzal jellemezve, hogy az első szakasz elé egy anaerob szakaszt iktatunk be, és a reakciófolyamatokat az anaerob szakasz térfogatának változtatásával befolyásoljuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az iszap vissza- vagy hozzávezetést az anaerob szakaszban változtatjuk.
3. 3. Az 1. igénypont szerint eljárás, azzal jellemezve, hogy az anaerob szakaszhoz visszavezetett vizet adagolunk.
4. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a visszavezetett vízhez fölösiszapot adagolunk.
5. 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anaerob szakaszban oxigént emésztő anyagokat adagolunk.
6. 6. Az 1-3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anaerob szakasz medencéjét lefedjük.
7. 7. Az 1 -5. igénypont bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy folyamatos redoxpotenciál-méréssel a Bio-P-medence térfogatának változtatását automatizáljuk.
8. 8. Berendezés szennyvíz tisztítására, amely Bio-Pmedencével, eleveniszaptérrel, egy utóülepítő medencével és egy visszavezető (retúr) vezetékkel van ellátva az eleveniszap vezetésére az utóülepítőből a Bio-Pmedence, illetve az eleveniszaptér bevezetéséhez, azzal jellemezve, hogy a Bio-P-medence (1) térfogata változtathatóan van kialakítva.
9. 9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az eleveniszapos szakasztól (2) térben elválasztott Bio-P-medencében (1) az elválasztófal (7) felfüjhatóan van kialakítva.
10. 10. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az eleveniszapos szakasztól (2) elválasztott Bio-P-medencében (1) az elválasztófal (7) kihúzhatóan van kialakítva.
11. 11. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az eleveniszapos szakasztól elválasztott Bio-P-medencében (1) az elválasztófal (7) vízszintes irányban eltolhatóan van kialakítva.
12. 12. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az eleveniszapos szakasztól (2) elválasztott Bio-P-medencében (1) az elválasztófal (7) függönyfalként van kialakítva, amely függőleges irányban felhengerelhető, és emellett a szennyvíz és az eleveniszap-hozzávezetés hasonlóképpen van kialakítva.
13. 13. A 8-12. igénypont bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a Bio-P-medence (1) egy eltolható fedéllel van ellátva.