HU220487B1 - Eljárás szennyvíz foszfortartalmának csökkentésére - Google Patents

Abstract

A találmány eljárás szennyvíz foszfortartalmának csökkentésére, amelyszennyvizet tisztítási körfolyamatban egyes kezelőmedencéken mintelőderítő medencén, elevenítőmedencén, utóderítő medencén átvezetik. Atalálmány lényege, hogy a szennyvizet egy kezelőmedencébenfémelektródák (12) segítségével és villamos egyenfeszültséggelelektrolízisnek vetik alá. ŕ

Description

A leírás terjedelme 4 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 220 487 Bl

A találmány eljárás szennyvíz foszfortartalmának csökkentésére, amely szennyvizet tisztítási körfolyamatban egyes kezelőmedencéken, mint előderítő medencén, elevenítőmedencén, utóderítő medencén át vezetjük,

A szennyvíz foszfor- és nitrogéntartalma tápanyagbázist képez a gyakran ellenőrizhetetlen algaszaporodáshoz és így minden szennyvízkezelésnél a foszfortartalom csökkentésére nagy súlyt fektetnek, mert a szennyvízből a foszfort kinyerve, gyakorlati lehetőséget teremtenek a természeti vizekben az algaképződés befolyásolására. Eddig a foszfor és foszfát kinyerését kémiai kezeléssel végezték valamilyen kémiai töltőanyag, például fémsó, vagy mész hozzáadásával. Ez a módszer azonban igen költséges a szükséges kemikáliák miatt, másrészt pedig ezek a hozzáadott vegyszerek a természeti vizeket még tovább terhelik. Ilyen megoldás ismerhető meg a HU 194 129 számú szabadalmi leírásból.

A találmány feladata tehát ezen hiányosságok kiküszöbölése és a bevezetőben említett típusú eljárás létesítése, amely gazdaságosan és igen hatásos módon jelentős foszfortartalom-csökkentést eredményez, illetve tesz lehetővé a szennyvizekben és feleslegessé teszi vegyszereknek a hozzáadását.

A találmány tehát eljárás szennyvíz foszfortartalmának csökkentésére, amely szennyvizet tisztítási körfolyamatnak egyes kezelőmedencéken, mint előderítő medencén, elevenítőmedencén, utóderítő medencén át vezetjük.

A találmány szerint a kitűzött feladatot azáltal oldjuk meg, hogy a szennyvizet egy kezelőmedencében fémelektródák segítségével és villamos egyenfeszültséggel elektrolízisnek vetjük alá. Amennyiben tehát a szennyvízben villamos mező keletkezik, elektródareakciók és az ionáramlás következtében kémiai változások játszódnak le, amelyek meglepően erős foszforcsökkenést hoznak magukkal, miközben a foszfor a derítőiszapban feldúsul és azután a felesleges iszappal a tisztítási körfolyamatból elvonható. A maradék foszfoimennyiség előnyösen biológiai úton az elevenítőmedencében mikroorganizmusok révén kerül leépítésre úgy, hogy környezetkímélő módon, kémiai anyagok hozzáadása nélkül érhető el a szennyvizek foszfortartalmának csökkentése, még pedig egy kívánatos értékre.

így például egy derítőkészüléknél, amely körülbelül 10 000 lakos számára készült, az elevenítőmedencében két, 24 voltos egyenáramú feszültségforrásra kapcsolt, nem rozsdásodó acélból készült elektróda van, amelyeknek a hossza körülbelül 180 cm és átmérője mintegy 15 cm és egymástól 50 cm-re merülnek a szennyvízbe, itt olyan elektrolízist lehet végezni, ahol is töltőanyagok hozzáadása nélkül a foszfortartalom 90-95%-os csökkentése biztosítható, amely érték messze a törvényesen előírt határ alatt van, miközben az elektródák csupán néhány hetes idő után kerültek cserélésre.

A találmányt részletesen a készülék sémáját bemutató rajzon ismertetjük.

Egy 1 szennyvízderítő berendezésben a szennyvíz egy tisztítási körfolyamatnak van alávetve, ahol is 2 bevezetésen jut a szennyvíz egy 3 esőztetőmedencébe, ahonnan azután 4 csigás szivattyú segítségével 5 gereb-, homokfogó medencébe, majd 6 előderítő medencébe, 7 elevenitőmedencébe, majd 8 utóderítő medencébe jut. Egy 9 csigás iszapszivattyú az iszapot a 8 utóderítő medencéből részben a 6 előderítő medence elé, részben pedig utána visszavezeti a tisztítási körfolyamatba. A kezelt szennyvíz a 8 utóderítő medencéből a 10 kiömlésen keresztül 11 előömlesztőbe kerül. A 7 elevenítőmedencében lévő 12 fémelektródák, amelyek 13 egyenáramú áramforrásra vannak kapcsolva, a szennyvízbe merülnek és lehetővé teszik villamos mező létrejöttét.

Az 1 derítőberendezésbe betáplált szennyvíz a mechanikus tisztítás után a gereb- és homokfogó medencén keresztül a 6 előderítő medencébe jut, ahol bekövetkezik a denitrifíkálás és a legtöbb lebegő anyag leülepszik. Ezt a primer iszapot a 8 utóderítő medencéből visszavezetett felesleges iszappal a 6 előderítő medencéből vesszük és tovább nem ábrázolt sűrítésnek vetjük alá és toronyban továbbkezeljük. A mechanikusan tisztított denitrifikált szennyvíz a 6 előderítő medencéből a 7 elevenítőmedencébe folyik, ahol az egyenáramú áramforrás alatt álló 12 fémelektródák révén elektrolízisnek van alávetve, amely gazdaságosan és hatásosan a foszforkiváláshoz vezet. A foszformaradék része és a még meglévő szerves anyagok itt 7 elevenítőmedencében mikroorganizmusok révén kerülnek tovább lebontásra, miközben speciális 14 levegőztetőberendezések gondoskodnak a megfelelő oxigénbevezetésről. A 7 elevenítőmedencéből lefolyó iszap-víz keverék 8 utóderítőbe jut, ahol is a maradék iszap lerakódik és a most már biológiailag tisztított szennyvíz a 8 utóderítő medencéből a 10 kiömlésen keresztül all előömlesztőbe jut.

A 8 utóderítő medencéből az iszap 9 csigás iszapszivattyún keresztül fele mennyiségben a 6 előderítő medencébe és a 7 elevenitőmedencébe kerül visszavezetésre és ezáltal az iszapkörfolyamat bezáródik és így elérjük a kívánt tisztítási fokot. A felesleges iszap, mint ahogy már korábban említettük, a primer iszappal együtt a 6 előderítő medencéből kerül elvezetésre.

A találmány szerinti eljárásnál az elektrolízist lényegében egylépcsősen kell csak elvégezni. Dacára az egylépcsős vezetésnek, a leválasztást eredmények 90%osak.

Előnyösnek mutatkozott az elektrolízist az elevenítőmedencében elvégezni. Ebben a medencében egyidejűleg biológiai folyamatok játszódnak le, amelyek maguk részéről a foszfátleválasztást elősegítik. A találmány szerinti eljárás ezen megvalósítási módja azon a felismerésen alapszik, hogy az elektrolitikus és biológiai folyamatok a foszfátleválasztáshoz szinergetikusan befolyásolásra kerülnek és fokozott foszfátleválasztáshoz vezetnek. Természetesen az elevenítőmedencében történő elektrolízisnél az elevenítőiszap hőmérsékletét nem szabad túl magasra megválasztani, nehogy a meglévő baktériumok elpusztuljanak. Megmutatkozott, hogy a találmány szerinti eljárás környezeti hőmérsékleten is biztosítja a 90%-os foszfátkiválasztást. A találmány szerinti eljárás ezen változata esetén lehetséges az elektrolízist 0,05 A/dm² elektródafelületű áramsűrűséggel és 24 volt feszültséggel végezni. A találmány

HU 220 487 Β1 szerinti eljárás így tehát láthatóan igen kis villamosenergia-mennyiséget igényel.

Az elevenítőiszap hőmérséklete (a 6 előderítő medence elfolyójában lévő keverék és a 8 utóderítő medencéből visszavezetett iszap hőmérséklete) a 7 elevenítőmedencében 45 °C alatt kell, hogy legyen. Az elevenítőiszapnak a 7 elevenítőmedencében történő extern hevítése 40 °C fölé nem szükséges. Szokásos módon az elevenített iszap a 6 előderítő medencéből mintegy téli 4 °C és nyári 25 °C közötti hőmérséklet értékeken folyik ki.

Megmutatkozott, hogy a találmány szerinti foszfátkiválasztás akkor különösen hatásos, ha a foszfát a szennyvízben mint ortofoszfát van jelen.

A találmány szerinti eljárás további megvalósítási lehetősége abban van, ha az elevenítőmedence feneke és/vagy fala villamosán vezetően van kialakítva és kátédként kapcsolható és lényegében anódra mint egyetlen elektródára van szükség az elevenítőiszapban.

Egy következő példával a találmányt még közelebbről kívánjuk ismertetni.

Példa

Az ábra szerinti derítőberendezéssel kívánjuk a példát bemutatni. A tisztítandó folyadékot a 6 előderítő medencébe óránként 33 m³-es mennyiségben vezetjük. A szennyvíznek a ph-értéke 7,5 és kémiai oxigénigénye 600 és 8 mg a PO4³, foszfortartalma literenként. A 6 előderítő medencében bekövetkezik a denitrifiziálás és a primer iszap a visszavezetett felesleges iszappal együtt a körfolyamatból elvezetésre kerül. A 6 előderítő medencéből az iszapvíz a 8 utóderítő medencéből visszavezetett iszappal összekeveredik és mint elevenítőiszap, mintegy 5,5 g/1 szilárdanyag-tartalommal és 10 mg PO4³ literenkénti foszfortartalommal a 8 elevenítőmedencébe jut. Ebbe az elevenítőiszapba (25 °C) egy vaskatódot és egy vasanódot merítünk egyenként 0,5 m² elektródafelülettel. Az elektrolízist 24 voltos feszültség mellett engedjük lejátszódni, ahol az áramerősség 1,3 amper. A kapott iszap-víz keverék (elektrolitikusan kezelt elevenített iszap) az elevenítőmedencéből elvezetésre kerül és derítés céljából az utóderítő medencébe vezetjük. Az utóderítő medencében elválik a foszfáttartalmú iszap, amelyet végül is a csigás szivattyú segítségével mintegy 50%-ban az előderítő medencébe visszavezetjük és a maradék részt az előderítő medencéből nyert iszap-víz keverékhez hozzákeverjük, amely azután az elevenítőmedencébe folyik.

A derített szennyvíz 0,5 mg PO₄ ³ foszfort tartalmaz literenként. Az oxigénigénye COD 37. A derített szennyvíz ezután all előömlesztőbe folyik.

Claims (6)

1. Eljárás szennyvíz foszfortartalmának csökkentésére, amely szennyvizet tisztítási körfolyamatban egyes kezelőmedencéken mint előderítő medencén, elevenítőmedencén, utóderítő medencén át vezetjük, azzal jellemezve, hogy a szennyvizet egy kezelőmedencében fémelektródák (12) segítségével és villamos egyenfeszültséggel elektrolízisnek vetjük alá.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolizálást egylépcsősen végezzük.

3. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolizálást az elevenítőmedencében végezzük.

4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolizálást 40 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten végezzük.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolizálást 0,05 A/dm² elektródafelület áramsűrűséggel végezzük.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elevenítőmedence fenekét és/vagy falait kátédként kapcsoljuk.