HU188748B - Process for sewage purification in equipment containing adsorptive stage - Google Patents

Description

A találmány tárgya szennyvíztisztításra szolgáló többlépcsős, kiváltképpen kétlépcsős eleveniszapos eljárás, amelyben az első eleveniszapos lépcsőt abszorpciós lépcsőként, legalább 2 kg BOI₅/kg szárazanyag, nap iszapterheléssel, aerob vagy fakultatív anaerob körülmények között működtetjük, és az első eleveniszapos lépcső biocönózisát az utánakapcsolt lépcsőktől elválasztjuk. Az ilyen eljárások közismerten folyamatos eljárások. Szakemberek körében az adszorpciós lépcsőt röviden A-lépcsőként nevezik. A biocönózisok elválasztása köztes deiítésnek és annak köszönhető, hogy a második vagy további eleveniszapos lépcsőből nem vezetünk vissza iszapot az első, erősen igénybevett lépcsőbe. Az adszorpciós lépcsőben az iszapot közti derítőn való megfelelő iszapelvezetés révén feldolgozási fázisában lélegeztetve tartjuk. Ahhoz, hogy az iszapot az első adszorpciós lépcsőben ilyen állapotban tudjuk tartani, friss iszapra és a köztes derítőből megfelelően irányított íszapelvezetésre van szükség. Körülbelül 10 kg B0I_s/m³, nap térfogatterhelés mellett elérhető, hogy az első eleveniszapos lépcsőben főleg a nagymolekulaíömegü vegyületek hasadása, felaprózódása, adszorpciója, illetve flokkulációja áll az előtérben, és ezek a vegyületek köztes derítés révén a felesleges iszappal eltávoznak. A fenti vegyületek lebontásához az ismert eljárásoknál szükséges energiát ily módon megtakarítjuk. Az első lépcső után kapcsolt eleveniszapos lépcsőkben az alacsony molekulatömegű, könnyen lebontható vegyületek biológiai lebontása különösen könnyen és gyorsan végbemegy. Ez a lebontás részleteiben eltérő módon valósítható meg (lásd a 26 40 875. számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi iratban az úgynevezett AB-eljárást, valamint a 29 08 134. számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi iratban az úgynevezett ATBeljárást), és bebizonyosodott, hogy az első eleven- iszapos lépcsőként adszorpciós lépcsőt tartalmazó tisztítóberendezések működése — azaz a berendezés stabilitási viszonyai -- lökésszerű pH-váitozás, a sótartalom, toxikus anyagok és hasonló hirtelen változások esetén is javítható.

A találmány célja az eljárás olyan vezetése, hogy az adszorpciós lépcsőt tartalmazó szennyvíztisztító berendezés különleges, javított stabiiitásviszonyaival pH-lökések, a sókoncentráció és a toxikus anyagmennyiség lökésszerű változása esetén is kiemelkedően hatékony legyen.

A találmány szerinti eljárásban az adszorpciós lépcső működő biomasszaként prokariotákat tartalmaz, és az adszorpciós lépcsőbe a bevezetett szennyvízzel térfogategységenként legalább az adszorpciós lépcső térfogategységében működő biomassza 1 súly %-át kitevő biomassza kiegészítést viszünk be folyamatosan. Előnyösen legalább a működő biomassza 2 %-ának megfelelő kiegészítést viszünk be a fenti módon. Prokariotákon különösképpen protocitákat és ezzel bélbaktériumokat értünk (lásd Hans G. Schlegel: Allgemeine Mikrobiologie, 1981, 3. fejezet 3.1 — 3.16).

Λ találmány alapja az a felismerés, hogy az ilyen prokarioták minden, a többlépcsős, eleveniszapos eljárással kezelhető szennyvízben kellő mennyiségben jelen vannak ahhoz, hogy a kiegészítő biomassza mennyiséget a szennyvíz biztosítsa, azaz a kiegészítő biomassza mennyiséget a nyers szennyvízzel vezetjük a berendezésbe.

A találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítási módja értelmében a nyers szennyvizet előtisztítás nélkül - vagy esetleg részlegesen előtisztítva vezetjük be az adszorpciós lépcsőbe, és így állítjuk be a biomassza kiegészítés szükséges mennyiségét. A prokarioták különösképpen a kommunális szennyvízben fordulnak elő. A kommunális szennyvíz tisztítására alkalmas, különlegesen stabil üzemi körülmények érhetők el, ha 5- 15 súly % biomassza kiegészítést vezetünk be. Ipari célú alkalmazás esetén azonban a találmány szerint a prokaiiotákat tartalmazó szennyvizei úgy adagoljuk, hogy a biomassza kiegészítés 1-5 súly% legyen. Természetesen e tartományok átfedése lehetséges. Minden esetben meglepően stabil lesz az eljárás pH-lökések, a sókoncentráció és toxikus anyag koncentráció vagy más hasonló jellemzők hirtelen változása esetén. Ha ilyen lökésekre, hirtelen változásokra számítani lehet és nagyságuk ismert, a találmány körén belül eső optimális biomassza kiegészítési érték állapítható meg kísérleti úton. Általában, a találmány szerint az eljárást úgy vezetjük, hogy az adszorpciós lépcsőben közepes prokarioták tenyészetsürüség, azaz legalább 500 millió prokariota/cm³ legyen. Ezzel biztosítjuk, hogy az adszorpciós lépcsőben - az eljárás végrehajtandó foganatosítási módjának megfelelően — a nagymolekulájú vegyületek hasítása, felaprózása, adszorpciója és flokkulációja végbemegy. Ez különösen akkor érvényes, ha 700 millió vagy több prokariota műíödik. A találmány körété tartozik — az általánosan használható eljárástól eltérően — a térfogatterbelésnek azonos iszapterhelés mellett 50- 80 kg B0i_s/m³, nap értékre való emelése a nyers szennyvíz koncentrációjának emelése mellett.

A találmány azon a nem várt felismerésen alapszik, hogy az adszorpciós lépcső prokariotákkal, különösképpen bélbaktériumok formájában jelenlévő protocitákkal való működtetése esetén a szennyvízben jelenlévő nyersiszap teljes egészében baktériumiszappá alakul át, annyira, hogy a friss iszaphoz való hasonlatossága el is tűnik. Az adszoipciós lépcsőben keletkező, egyenletes küllemű iszap durva, barnásfekete pelyheket képez, melyek gyorsan ülepednek és körülbelül 50 — 70 ml/'g iszapindexet mutatnak. Az iszappelyhek ülepedéskor egyenletesen felépülő baktériumhalmokká, baktériumtelepekké állnak össze. Ez a kolloidálisan oldott, nem ülepedő anyagokra is érvényes. így a nehezen lebontható anyagok egyértelműen jobban el im inálhatók. Nincsenek jelen eukarioták vagy prolozoonok. Az eleveniszap hajlamos a fonadékképződésre. Az adszorpciós lépcső emellett az előzőekben említett pH-iökéseknél a só- és toxikusanya g-koncentráció lökésszerű változása esetén stabil, ha az ismertetett módon állandó biomassza kiegészítést vezetünk be. A hatás feltehetően a prokarioták nagy szaporodási arányán alapul. Ez az

-2188 748 oka annak is, hogy a találmány szerinti eljárásban az adszorpciós lépcsőben működő eleveniszap nagyobb szervesanyag-tartalmú a szokásos eleveniszapoknál. Összegezve megállapítható, hogy ez a baktériumiszap kitűnik magas fiziológiás aktivitá- 5 savai. Ennek eredményeképpen az adszorpciós lépcsőben a nyers szennyvíz rövid kezelési idő alatt olyan sajátos szubsztrátummá alakul, melyben a következú biológiai tisztítási lépcsőben lényegesen jobb hatás érhető el a szokásosnál. Az elvégzett 10 vizsgálatok azt mutatják, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazása esetén egyrészt az eleveniszap grammnyi szárazanyagtartalmára számítva többszörösen nagyobb számú, ugyanakkor kevesebb fajta mikroorganizmus van jelen. Abból indulha- 15 tünk ki, hogy a találmány szerint alkalmazott prokariolák 4 fölötti pH-tartományban minden további nélkül életben maradnak, ez már jelentős stabilitás-javulást eredményez pH-lökések esetében, éspedig mind savas, mind lúgos közegben. Ezen túl a 20 prokarioták között vannak olyan fajták vagy mutánsok, melyek ezt a tartományt bővíteni képesek, vagyis képesek arra, hogy szélsőséges határkörülmények között is, méghozzá a tiszta tenyészet és a kevert tenyészet közötti nagy variabilitással mű- ²⁵ ködjenek. A prokarioták, különösképpen a protociták és a bélbaktériumok igen gyorsan szaporodnak. Optimális életkörülményeik mellett - melyek az adszorpciós lépcsőben a biomassza kiegészítés 3θ mennyiségével állíthatók be - körülbelül egy óra ^J a szaporodási ciklus, ennek következtében igen komoly szelekció mehet végbe, így a mikroorganizmusok a rövid időközönként változó életkörülményekhez alkalmazkodni képesek Az alkalmazko- θ5 dás néhány órán belül többször is bekövetkezhet.

Az alkalmazkodási képesség a nem specifikus szerkezetű és rövid osztódási idejű sejtek kis méretének köszönhető. Mivel egyrészt a prokarioták teljes genetikai információját egyetlen kromoszómaszál tartalmazza, másrészt az egyes prokarioták rendkívül kicsik, kettéhasadással a baktériumsejt gyors osztódása lehetséges. Különösen előnyös az a tény, hogy kis méretük miatt a prokarioták felülete körülbelül 10-szer nagyobb, mint az azonos tömegű eukariotáké. Mivel az anyagcsere a felületen keresztül Folyik, megfelelő, többnyire valamely nyákos anyagba beágyazva nagyon gyors anyagcsere és táplálékfelhalmozási kapacitás érhető el. A találmány azon a tényen alapszik, hogy a melegvérűek béltraktusának bélflórája többek között prokariotákbóí áll, mégpedig jelentős részben az Euterobacteriaceae családba tartozókból. Ezek az euterobakíériumok fakultatív anaerobok, így légzéssel (aerob módon) és erjedéssel (anaerob módon) is energiához juthatnak. A találmány szerinti eljárás értelmében a tisztítóberendezésbe befolyó szennyvíz mindig tartalmaz ilyen prokariotákat. A székletnek körülbelül harmada ilyen baktériumtömegbőí áll, körülbelül 10 protocitát tartalmaz grammonként. Ezt vezetjük a találmány szerint biomassza kiegészítésképpen folyamatosan az adszorpciós lépcsőbe az eljárás stabilitásának fokozására. Ila a lalálmány szerint az adszorpciós lépcső előtt sem derítést, sem előderítést nem végzünk, az oda bevezetett baktériumtömegnek körülbelül harmada még teljesen aktív. Az eljárás stabilitásában elért javulás a prokarioták nagy variabilitásának, ezen bélbaktériumok vagy prokarioták adszorpciós lépcsőben való kifejlődésének köszönhető, az alkalmazkodási kényszer folytán létrejövő szelekció, az állandó mutáció folyománya. Megfelelő statisztikai vizsgálatok arra az eredményre vezetnek, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmazásakor pHlökések, só- és toxikusanyag-koncentráció lökések fellépése után igen rövid időn belül ismét életképes, ellenálló protociták tenyésznek ki, és képesek résztvenni a tisztítási folyamatban. A találmány szerinti eljárásban ezt a tulajdonságot használjuk ki az adszorpciós eljárással működő szennyvíztisztító berendezések stabilitásának biztosítására.

A klasszikus módon, levegőztetett homokszűrővel működő szennyvíztisztító berendezések, különösképpen a találmány figyelembevételével újonnan épültek levegőztetett homokszűrői a találmány szerinti eljárással üzemeltethetők. Az A-lépcső oxigénnel, illetve oxigénnel dúsított levegővel is üzemeltethető akár nyitott rendszerű, akár zárt fermentor.

A találmány értelmében a második biológiai lépcső tetszés szerint képezhető ki és rendezhető el. Lehet például medence vagy csepegtetőtest.

A találmány oltalmi körébe esik az az eljárás is, melynek során a második biológiai lépcsőhöz még további lépcsőket kapcsolunk.

Claims (5)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás szennyvíz tisztítására többlépcsős, különösképpen kétlépcsős eleveniszapos eljárással, ahol az első eleveniszapos lépcsőt legalább 2 kg BOIj'kg szárazanyag, nap iszapterheléssel adszorpciós lépcsőként aerob vagy fakultatív anaerob lépcső biocönózisát az utána kapcsolt eleveniszapos lépcsőkétől elválasztjuk, azzal jellemezve, hogy az adszorpciós lépcsőt működő biomasszaként prokariotákkal működtetjük, és hogy az adszorpciós lépcsőbe folyamatosan bevezetett biomassza kiegészítéseként a szennyvízzel térfogategységenként az adszorpciós lépcső térfogategységében működő biomasszának legalább 1 súly%-át kitevő prokariota mennyiséget viszünk be.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a biomassza kiegészítést az adszorpciós lépcsőbe az előzetes tisztítás nélkül bevezetett szennyvízzel visszük be.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kommunális szennyvíz tisztítása során 5-15 súly% biomassza kiegészítést viszünk be.
4. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy prokariotákat is tartalmazó ipari szennyvíz tisztítása során 1 — 5 súly % biomassza kiegészítést viszünk be.
5. 5. Az 1 -4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve., hogy az adszorpciós lépcsőben legalább 500 millió prokariota/cm³ átlagos tenyészetsz rűséget tartunk fenn.