ELEKTRO-KÉMIAI VÍZTISZTITÓ RENDSZEREK KOMMUNÁLIS SZENNYVIZEK KEZELÉSÉRE, SZENNYVÍZ ISZAPOT HASZNASÍTÓ REAKTOR MODULLAL ENERGIANYALÁBOK ALKALMAZÁSÁVAL

Átírás

1 ELEKTRO-KÉMIAI VÍZTISZTITÓ RENDSZEREK KOMMUNÁLIS SZENNYVIZEK KEZELÉSÉRE, SZENNYVÍZ ISZAPOT HASZNASÍTÓ REAKTOR MODULLAL ENERGIANYALÁBOK ALKALMAZÁSÁVAL

2 Küldetés Az elektro-kémiai kommunális szennyvíztisztító technológia Elphi azzal a céllal lett kifejlesztve és bevezetve, hogy maximális rugalmasságot biztosítson a változó kapacitás és csúcsterhelések kezelése területén, egyidejű hatékony víztisztítást lehetővé téve egészen 4 fok vízhőmérsékletig, anélkül, hogy ez magas üzemeltetési és karbantartási költségeket vonna maga után. A víz tisztítása redukciós-oxidációs technológián alapul, mely szakaszos (batch) működési elvű. Ennél a technológiánál egy, és ugyanabban a térfogatban követik egymást elektro-kémiai folyamatok, melyek során eltávolításra kerülnek a szerves és szervetlen szennyező anyagok azáltal, hogy azok molekuláris gázokká illetve oldhatatlan üledékké redukálódnak.

3 Működési elv A szennyvíz egy előgyűjtőn keresztül gravitációs elven belép egy túlfolyóba, mely a tisztító rendszer bejáratánál helyezkedik el. Onnan a tervezett szennyvíz mennyiség elvezetésre kerül egy durva mechanikai tisztító lépcsőhöz, és onnan belép a szivattyú állomásba. A durva előtisztítást mechanizált rácsozat végzi. A rácsok után a csatornavíz belép a szivattyú csoportba, mely szivattyú csoport önszabályzó és öntisztító szivattyúkból áll. A szivattyúk önszabályozása a szivattyúk alatti speciális formájú kamra által előidézett vízforgás (örvény) révén valósul meg. A szivattyú házból a víz egy integrált mechanikus lépcsőhöz kerül elvezetésre. Ez a mechanikus lépcső, egy komplex önálló berendezés, mely rotációs-lamináris rétegződési elven működik, melynek nincsen párja a víztisztítási technológiák területén. Ennek a működési elvnek köszönhetően a mechanikus lépcső 95%-os hatékonysággal felfogja a 0,2 mm szemcse nagyságig a homokot és 98%-os hatékonysággal leválasztja az olajt és a könnyű frakciót. A felfogott homok és olaj periódikusan kerül eltávolításra autómatikusan működtetett pneumatikus zárak által. A mechanikus lépcsőről a víz periódikusan kerül elvezetésre a két elektrokémiai reaktor egyikéhez. Az előtisztított víz a reaktor bejáratánál egy több komponensű heterogén rendszert alkot, mely tartalmaz kolloidokat, molekuláris és oldott anyagokat. A kolloid anyagok rendelkeznek meghatározott elektromos töltéssel, az oldott ásványi és szerves anyagok különböző fokig ion-disszociált állapotban vannak. A reaktorba beépített elektrokoagulátorban állandó megfelelő feszültséggel rendelkező elektromos mező bekapcsolásakor áram folyik, mely áram az elektrolitban lévő ionok az elektródák felé mozgásának az eredménye. Az oldódó elektródák felületén elektrokémiai reakciók és folyamatok zajlanak, melyeknek a sebességét, az elektrokémiai kinetika törvényeinek megfelelően, a fém-oldat potenciál, a szennyvíz összetétele és a komponensek és vagy a reakció termékek diffúziós feltételei határozzák meg. Az elektrolízis során végbemegy az elektrolit komponenseinek a redukciója és oxidációja. Az áram folyásában részt vesz a szennyvíz összes ionja, és úgyszintén a kolloid és nem oldott elektromos potenciállal bíró anyagok is. A kolloidok és a nem oldott anyagok kis mozgékonysággal bírnak és csak jelentéktelen részét képviselik az áram folyásának. Az áramfolyás legnagyobb része a tisztítandó víz pozitív és negatív ionjainak és a Н+ és OН-ionoknak az eredménye. Az elektrokémiai kezelés során a szerves és szervetlen vegyületek, melyek a víz szennyező anyagai, szétbomlanak, flotálódnak és szorbeálódnak.

4 Működési elv A feloldódott vas különös fontossággal bír a tisztítási folyamatokban beleértve a foszfor eltávolításában is. A kettes vegyértékű vas ionok átkerülnek a feldolgozandó vízbe, ahol a hydroxil csoporttal vas hydroxidot Fe(ОH)2 képeznek, mely az ózon - az elektródák alatti térbe kerül bevezetésre - által biztosított atom állapotú oxigénnel a következő reakció szerint transzformálódik: 4Fe(OH)2 + 2Н2О + О3 4Fe(OH)3 Az Fe(OH)3 és Fe(OH)2 flokkuluszok szorbeálják a felületükön a szennyező anyagokat. Majd szétválasztásra kerülnek a vízből az ezt követő ülepítési folyamat során. A vízben oldódott 1 g vas egyenértékű 2,904 g FeCl3 és 7,17 g. Fe(SO4)3 val. Az ózon, injektor típusú víz-ózon keverőkön keresztül lép be a kezelendő vízbe. A víz-ózon keverőben a belépő víz alnyomást keletkeztet az injektor gáz bemenő ágánál, mely alnyomás elősegíti a megtermelt ózon keverését a kezelendő szennyvízzel.

5 Működési elv Az ózont, csőtípusú ózon generátorok állítják elő. Az ózon generátor az úgynevezett hideg elektrostimulációs eredeti design-nal rendelkezik. Az ionizációs fok és az ózon termelése függnek a kisülési térben lévő elektromos mező intenzitásától. Az ózon csövek elektródáihoz magas feszültséget adunk. A levegő sebessége az ózon generátor ionizáló kamrájában, a levegő vákuumos szívásának az eredménye. Ez garantálja az ózon előállítás magas fokát. A teljes ózon, vízben való keverése mechanikus emulgeálás révén történik meg. Ez szavatolja az oxidáló folyamatok hatékony végbemenetelét. Ez az ózon szintézis és oxidálási módszer magas hatékonysággal és alacsony energia igénnyel bír. Eddig több mint 1000 víztisztító rendszerben - a szerzők által kifejlesztve került alkalmazásra, és rendelkezik szabadalmi oltalommal az EU területén. Ez a folyamat a reaktorban előre meghatározott szint eléréséig tart, melyet követően a reaktorba befolyó víz leállításra kerül, és elkezdődik az ülepítési folyamat. Az ülepítés során elérjük az üledék szétválasztását a tisztított víztől hidraulikus zavarások nélkül. Az itt leírt tisztítási metódus nem a tér tengelyen, hanem az idő tengely mentén működik, és egy nagyon egyszerű elvet képvisel, miszerint a reaktor nem túlfolyó tartályként, hanem gyűjtő tartályként üzemel. Az ülepítési fázis eredményeként két világosan megkülönböztethető zóna keletkezik: Tisztított víz zóna - a reaktor felső részében Üledék zóna a reaktor alsó részében Az üledék, szivattyúk segítségével átkerül az üledék hasznosító reaktorba, a víz átszivattyúzásra kerül klinoptiolit adszorpciós rétegen keresztül. A klinoptiolit réteget periódikusan regeneráljuk nátrium klorid oldattal. A reaktor újra készen áll fogadásra. Mindaddig marad várakozási fázisban, amíg a szomszéd reaktor fel nem töltődött.

6

7 Ez a technológia magas tisztítási fokot eredményez, és teljes üledék mineralizációt. Az üledék hasznosítása alacsony hőmérsékletű pirolízissel történik. Az éghető gáznemű termékek mennyisége az üledék szárazanyag tartalmának a 12%-a, 1 tonna üledékből származó gáz elégetése ccal energiát biztosít, míg 1 tonna üledék feldolgozásához 450 fok mellett ccal energiát igényel, vagyis kétszer kevesebb, mint a kinyert energia.

8

9 A technológia eddig alkalmazásra került kommunális szennyvíz tisztító állomások építésénél LE kapacitással a következő terhelési paraméterek mellett: BOI5 max. 65 g / LE -ig TotalOrganicN max 45 g /LE, Р max 16 g /LE Tisztítás utáni elért eredmények: BOI5 25 mg/l KOI 125 mg/l SS 35 mg/l N 15 mg/l P 2 mg/l

10

11