Elárasztott, rögzített-ágyas szennyvíztisztítók
Folyamatleírás
A biofilm formájában kialakuló mikroorganizmus tömeg –biomassza- segítségével történő biológiai szennyvíztisztítás meghatározója a film felszíni rétegében lévő baktérium és protozoák intenzív szaporodása, anyagcseréje. A biofilmes tisztítás a szennyvíztisztítás egyik legősibb formája (BISHOP és KINNER, 1986).
A szennyvíztisztítás újkori követelményei, a helymegtakarításra való törekvés, valamint az üzemeltetés egyszerűsége miatt mintegy 10-15 éve egyre gyakrabban alkalmazzák a biofilmes eljárásokat, vagy un. „rögzített-ágyas reaktorokat” a szennyvíztisztításban. Mivel ezeknél a tisztítás részben, vagy döntően a biofilm tevékenységének eredménye, ezért az EN 1085 Európai Szabvány „biofilm reaktoroknak” nevezi őket. Ezen a csoporton belül megkülönböztethetők az elárasztott rögzített-ágyas reaktorok, melyek rögzített hordozófelülettel, és elméletileg több, mint 85 % szabad, jól átkeverhető kitöltetlen résszel rendelkező, állandóan elárasztott medencék. Az 1. ábrán láthatóak a biofilm eljárások különböző csoportjai, köztük a SEYFRIED (1997) nevéhez fűződő elárasztott, rögzített-ágyas reaktor. Ez az ismertető a továbbiakban kizárólag a fent említett csoportosítás szerinti „elárasztott” típusú rögzített-ágyas reaktorral foglalkozik.
A reaktorban vannak levegőztetők (általában membrán típusú, csöves levegőztetők), melyeket a medencefenéken a rögzített filmes hordozó alá helyeznek el, hogy oda jutassák az oxigént, cirkuláltassák a folyadékot, illetőleg biztosítható legyen azokkal a folyamatos, tápanyagellátás. Ha denitrifikáció is szükséges, azt megfelelő tér kialakításával, s abban a levegőztetés kizárásával, valamint a nyers szennyvíz és nitrátos víz oda történő bevezetésével, kényszer-konvekciójával (hagyományos fúvóka segítségével), esetleges keverésével biztosítják. Meghatározó, hogy nincs iszaprecirkuláció. A fölösiszapot az utóülepítő medencében választják el a víztől, és onnét veszik el.
Ideális felhasználása esetén legalább három lényeges előnye lehet a biofilmes eljárásoknak, s különösen az elárasztott rögzített-ágyas reaktoroknak az eleveniszapos rendszerekkel szemben:
- kicsi a helyigénye,
- alacsony az üzemeltetési költsége, mind a kezelőszemélyzet, mind a tisztítás időtartamának kisebb igénye révén,
- rugalmas a nagy terhelésekkel szemben.
A működtetési tapasztalatok azt mutatják, hogy mind a jó térfogati kapacitás, mind a kisebb üzemeltetési költség meghatározó. A biofilmes rendszerek vagy kompaktabbak, nagyobb a térfogategységre adódó fajlagos felületük, és így jó a lebontási hatásfokuk, de ekkor a kezelés több odafigyelést igényel („biofilter”), vagy nagyobb szabad térfogathányaddal kialakítottak, amikor viszont kisebb a kezelési igényük, de nagyobb helyszükségletük. Mivel az utóbbiaknak is reaktortérfogat és a tartózkodási idő a meghatározó jellemzőik, az itt bemutatásra kerülő elárasztott rögzített-ágyas reaktor sokkal szorosabban kapcsolódik az eleveniszapos rendszerekhez, mint a biofilterekhez. A magasabb költséget, mely magában foglalja a rögzített-ágyas reaktor üzembe helyezését is, kompenzálja az, hogy kisebb tér kell adott biomassza-tömeg „munkába fogásához”, és nem szükséges iszaprecirkuláció sem. Ezért az ilyen tisztítók általában alkalmasak:
- a kommunális szennyvíz teljes decentralizált biológiai tisztítására 4 és 8.000 LE (lakosegyenérték) között éppúgy, mint speciális szolgáltatói és ipari szennyvíz tisztítására,
- erősen szennyezett ipari szennyvíz előkezelésére (pl. eleveniszapos rendszer előtt),
- végső tisztításra, például egy nitrifikációs lépcső formájában.
Az elárasztott, rögzített ágyas reaktorok alkalmazása
A folyamatnak három meghatározó eleme van:
- hordozó (hordozóanyag, rögzített ágy),
- levegőztetők
- reaktor.
Mind a három döntően befolyásolja a lebontás hatásfokát. Megfelelő módon kell igazodniuk egymáshoz, hogy a befolyó szennyvizet kezelni tudják. Mivel az iszap nem recirkuláltatható a folyamatban, ezért az adott egységben a tápanyag-eltávolítás hatásfoka csak kismértékben befolyásolható. Csak a levegőztetés intenzitását lehet szabályozni és/vagy az elfolyó vizet lehet recirkuláltatni. A fentiek miatt minden paramétert a tervezett érték közelében kell tartani, figyelembe véve az egymáshoz való viszonyaikat is.