Microbi

Előzmények

Az Inno-Water Zrt., mint konzorciumvezető, a DAKÖV Kft. és az Állatorvostudományi Egyetem együttműködésére épülő kutatási konzorcium a „Piacvezérelt kutatás-fejlesztési és innovációs projektek támogatása (2019-1.1.1-PIACI_KFI)” pályázati felhívás keretében 816 157 871 Ft vissza nem térítendő támogatásban részesült a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból.

A 2019-1.1.1-PIACI-KFI-2019-00118 azonosító számú „MICROBI – Intelligens mikroreaktorok alkalmazása biológiai szennyvíztisztításban” c. projekt célja olyan szerkezetű és tartósságú, a szennyvízbaktériumok számára megtelepedési felületül szolgáló, mikroszkópos léptékű hordozó (micro-carrier) előállítása és baktériumokkal történő betelepítése, továbbá üzemi léptékű tesztelése, amely alkalmazásával – az eddigi vizsgálati eredmények alapján – a hordozóanyag tulajdonságainak szabályozásával lehet optimalizálni a szennyvíztisztításban szerepet játszó baktérium kultúra tulajdonságait, és ezáltal a szennyezőanyag lebontási/eltávolítási folyamatokat. 

A Külgazdasági és Külügyminisztérium a hazai vízipar külpiaci tevékenységét előmozdító tevékenységek finanszírozására létrehozott 02-KKM-VIZDIPLOMACIA-2018 pályázat keretében megvalósítottuk „A tiszta, egészséges vízi környezet technológiai megteremtésének lehetőségei Kínában” című, KKM/8321-3/2018/Adm. azonosítószámú projektet.

Támogatónk volt továbbá az Innovációs és Technológiai Minisztérium, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alap Ipar 4.0 programja, amelynek célja forrást biztosítani a kutatás-fejlesztésre és a gazdaságban hasznosuló innováció ösztönzésére, támogatására. Ezek mellett lehetővé teszi a gazdaságban, illetve a társadalmi élet egyéb területein hasznosuló K+F erősítését, a hazai és a külföldi kutatási eredmények hasznosítását. Továbbá lehetőséget ad a K+F és innovációs infrastruktúra, valamint az ezek körébe tartozó szolgáltató tevékenységek fejlesztésére is. Projektünk „MICROBI – intelligens mikroreaktorok gyártása biológiai szennyvíztisztításhoz” címmel található meg.

Az NKFIH támogatásával, az Óbudai Eyetemen a Kooperatív Doktori Program keretében nyert pályázatot munkatársunk a MICROBI fejlesztéséhez „Kis szennyvíztisztító berendezések intenzifikálása hordozóanyagokra rögzült bevonatlakó mikroorganizmusok és matematikai összefüggésekre épített automatizált irányítástechnika alkalmazásával” címmel. A pályázat során mikrobiofilmes hordozóra felvitt organizmuskultúrára épülő technológiához készült el a hordozóanyag receptje. Az eredmények alapján a mikrobiofilm víztérfogat egységére vetítve több szennyezőanyagot tud eltávolítani, rezisztensebb terhelésekre, és jobban bírja a terhelésingadozást, mint az eleveniszapos mikroflóra. A projekt során vizsgálatra került a különböző receptek szerint gyártott mikrohordozók tápanyageltávolításra gyakorolt hatása, valamint adszorbensek felhasználhatósága. A projekt során matematikai összefüggések feltárására, MICROBI-val fejlesztett szennyvíztisztítás előrejelző modellezésre és mesterséges intelligenciára épülő rendszeroptimalizációra is sor kerül.

Létrehoztunk összesen két típusú (folyamatos és szakaszos üzemű) kompakt konténeres kivitelű technológiát a MCROBI hordozóanyagok felhasználásával. Az alkalmazott hordozóanyagok alkalmasak a szennyvíz biológiai tisztítására (szervesanyagok lebontása, nitrifikálás denitirifikálás) kompakt, variálható és rugalmas technológiában, mely könnyen igazítható bármilyen felhasználási területhez.

A szennyvíz biofilmhez speciális mikrohordozók alkalmazásának koncepcióját korábbi kutatások során tesztelték laboratóriumi léptékben (Fleit et al. 2008, Sándor et al. 2009, 2012, 2017). A korai kísérletek PVA-PAA (polivinil-alkohol/poliakrilsav) hidrogél mikrohordozókat használtak, amelyek azonban a későbbiekben további fejlesztésekre kerültek mind felhasználás, mind anyagtudományi szempontból. Ezt követően nagyobb K+F projektek keretein belül alakultak ki a ma alkalmazott hordozóanyag gyártási technológiák, illetve szerkezetek, melyeknek lényege egy meleg emulziós, polimerizációs eljárás. Az eredmény egy szerkezetileg stabil, szivattyúzható, környezeti és biológiai degradációval szemben ellenálló hordozóanyag. DE itt a fejlesztés nem ért véget, folyamatosan dolgozunk azon, hogy a fejlesztett hordozóanyagaink palettáját szélesítsük, új gyártási technológiákat dolgozzunk ki (hideg gyártás), melyek kisebb környezeti terheléssel képesek ugyanolyan, vagy még hatékonyabb hordozóanyagot előállítani.

A közelmúltban lezajlott K+F projektek során a szennyvíztisztításban a szennyezőanyag átalakulási folyamatokért felelős baktériumok számára speciális szerkezetű, meghatározott tartósságú és ülepedési tulajdonságokkal rendelkező mikrohordozók gyártását, valamint laboratóriumi, félipari és üzemi léptékű vizsgálatokat valósítottunk meg. Ezek segítségével maximalizálható a szennyvíztisztítás teljesítménye a hordozók tulajdonságainak szabályozásával, ami által a szennyeződéseket lebontó/eltávolító folyamatok optimalizálhatóak. Célunk az volt, hogy különböző, tömör szerkezetű, de felületileg egyenetlen mikrohordozókat hozzunk létre, amelyek elősegítik a felszíni biomassza kialakulását. A carrier-ek speciális összetétele és szerkezete magas biomassza-koncentrációt eredményez nagy fajlagos aktivitás mellett, és az egyszeri ülepítésnél sokkal hatékonyabb, esetenként elektromágneses elválasztást tesz lehetővé. A MICROBI egy egyedülálló rendszer, amely ellenőrzött paraméterekkel kínál technikai megoldást a spontán kialakuló állományok problémáira.

Elő- & utóülepítő

A technológia a pilot vizsgálatok során elő- illetve utóülepítővel lett ellátva, melyek opcionálisan részei lehetnek a kiszerelésnek, ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy ezzel a technológiában alkalmazott biológiai térből veszünk el, így a maximális kapacitás eléréséért külső ülepítőket érdemes alkalmazni.

MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)

Az érkező szennyvíz megtisztítására folyamatos, illetve szakaszosan üzemelő (SBR) átfolyású rendszereket tudunk alkalmazni. Folyamatos üzemű rendszer esetében 2 db 2 térrésszel rendelkező reaktor van jelen, így összesen 4 reaktorrész áll rendelkezésünkre. Mindegyik elemben egyedileg szabályozható a levegőztetés és a keverés mértéke, mely lehetővé teszi a rendszer optimalizálását az egyes biológiai folyamatokhoz.

Az első és második, valamint a harmadik és a negyedik reaktor között merülőfal található. A negyedik reaktor végében elhelyezkedő mobilis merülőfal szerepe a gélek ülepedésének segítése, az itt kiülepedő géleket egy speciális szivattyúval juttatjuk vissza az első reaktorba. (A gélek szivattyúzásának sajátosságairól a „gélleválasztó egységek” fül alatt olvashat). A negyedik reaktor végéről a szennyvíz egy bukóélen keresztül távozik a gélleválasztó egységekre.

Gélleválasztó egységek

A technológia része két szakaszos üzemű gélleválasztó, amik elektromágnesek segítségével választják le a biológiai medencéket elhagyó szennyvízből a vastartalmú géleket. A gélek az egységek alján gyűlnek össze, és innen pneumatikus szivattyúk segítségével kerülnek vissza az első biológiai térrészbe. Méretüknél fogva a gélek kis hézagtérfogatúra tömörödnek, ezért olyan szivattyúkat alkalmazunk, melyeknek nem probléma a nagy számú szilárd szemcsét tartalmazó folyadék továbbítása, ráadásul ezeknek a gélekre gyakorolt amortizációs hatása sincs. A szennyvíz innen egy bukóélen át távozik a rendszerből vagy az utóülepítőre kerül. vagy az utóülepítőre kerül.

A konténerizált technológia prototípusa jelenleg 28 m3/nap kommunális szennyvíz megtisztítására képes hideg üzemi körülmények között. A befolyóban közcsatornára bocsáthatónál enyhén rosszabb minőségű víz érkezett be, így 1000 mg/l fölötti KOI és 30 mg/l fölötti NH4-N koncentrációk is jellemzőek voltak. Az elfolyó stabilan a jogszabályi minimumhatárérték alattinak bizonyult, de az is megállapítható, hogy a mérési kampány felében immissziós, azaz élővízben megengedhető szintre csökkent le.

A technológia ezen eredmények alapján, a megadott befolyó szennyvíz mennyiségi és minőségi paraméterei mellett igen magas tisztítási hatásfokkal rendelkezik mind a vízben lévő kémiai oxigénigény, mind pedig az ammónium eltávolítását illetően.

 

Scroll to Top